一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套的制作方法
【專利摘要】一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，涉及燃氣輪機燃燒室的結構設計。本實用新型的技術特點是在導流襯套筒體內壁面沿軸向設置導流片；按照導流襯套內空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔的上游端，導流片的終止位置位于定位塊上游與主燃孔下游之間；導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為1～10mm。所述燃氣輪機燃燒室的導流襯套不僅可限制導流襯套內氣流的周向流動，實現導流襯套內部氣流的均勻流動，進而使火焰筒內部燃燒更加穩定；另一方面，由于本實用新型在導流襯套的內壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命。
【專利說明】一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空氣整流裝置，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室中有導流片的導流襯套。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機是當今世界清潔利用化石能源的重要設備。影響燃氣輪機性能的二個重要指標分別是燃燒室出口溫度分布和排污物排放，而這二個指標均與燃燒室內部的燃料和空氣的分布以及燃燒情況密切相關。如果燃燒室內部的燃料和空氣分布不均勻時，勢必會造成局部富燃料區和局部貧燃料區；富燃料區的燃燒溫度往往會很高，會給出口溫度分布帶來熱點，并且會導致熱力型NOx的生成增多；貧燃料區的燃燒溫度往往不高，會給出口溫度分布帶來冷點，并且會導致燃料中的CO難以燃料完全。因此燃燒室內部燃料和空氣分布的均勻性至關重要。
[0003]目前市場上主流的燃氣輪機多采用逆流環管式燃燒室結構，壓氣機空氣經過擴壓器后，進入燃壓缸，而后經導流襯套進口逆向流向燃燒室頭部。圖1為一典型的逆流燃燒室結構，燃壓缸空氣從導流襯套入口逆向流向燃燒室頭部，而后從摻混孔、主燃孔、頭部空氣孔等結構進入火焰筒內部，并與噴嘴噴出的燃料進行摻混、燃燒，最后從火焰筒出口排出。這種導流襯套通常是簡單的圓筒結構，僅僅起到了氣體流動通道的作用，對通道內氣體的周向流動并沒有結構上的約束，這樣就會帶來氣體有可能在周向上分布不均勻的情況，從而導致從不同孔結構進入火焰筒內部的空氣流量的不均勻性，進而導致火焰筒內部燃燒的不均勻，最終會影響到燃燒室出口溫度分布以及污染物排放。
[0004]另外一方面，目前導流襯套的結構基本上是一段或者幾段薄壁圓筒結構，在實際工作中，也極易出現結構強度不足的情況。
實用新型內容
[0005]為了克服上述現有技術的不足和缺陷，本實用新型提出了燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該裝置不僅可限制導流襯套內氣流的周向流動，實現導流襯套內部氣流的均勻流動，而且結構簡單、結構強度好。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該導流襯套設置在火焰筒的外側，并通過設置在火焰筒頭部定位塊與火焰筒連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔和主燃孔，其特征在于:在導流襯套筒體內壁面沿軸向設置導流片，所述的導流片個數為每排主燃孔數目的N倍，N為正正數，且I < N < 5 ;按照導流襯套內空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔的上游端，導流片的終止位置位于定位塊上游與主燃孔下游之間；所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為I?10mm。
[0008]本實用新型所述的導流片為直薄板結構，厚度為0.1mm?4mm。優選厚度Imm?3mm ο
[0009]本實用新型的技術特征還在于:所述的導流片在導流襯套內壁面均勻分布；導流片的個數優選為每排主燃孔數目的1、2或3倍。
[0010]本實用新型相對于現有技術具有以下優點及突出性的技術效果:本實用新型提供的燃氣輪機燃燒室的導流襯套不僅可限制導流襯套內氣流的周向流動，實現導流襯套內部氣流的均勻流動，進而使火焰筒內部燃燒更加穩定；此外，由于本實用新型在導流襯套的內壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有技術中的包含導流襯套結構的燃燒室示意圖。
[0012]圖2是圖1的D向截面圖。
[0013]圖3是采用本實用新型的導流襯套的燃氣輪機燃燒室的結構示意圖。
[0014]圖4是圖3的D向截面圖。
[0015]圖5是圖3的立體剖視圖。
[0016]附圖標記說明如下:1 一導流襯套；2 —火焰筒；3 —端蓋；4 一定位塊；5 —噴嘴；6-來流空氣；7_扇形通道；8_燃料氣；11 —導流片；21 —主燃孔；22 —摻混孔；23 —頭部空氣孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型的結構、原理和【具體實施方式】做進一步說明。
[0018]如圖3、圖4和5所示，所述導流襯套I設置在火焰筒2的外側，并通過設置在火焰筒頭部的定位塊4與火焰筒連接，導流襯套在前端與端蓋3連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔22和主燃孔21 ;所述的導流襯套筒體由一段或多段圓筒連接而成；在導流襯套筒體內壁面沿軸向設置導流片11，該導流片11與導流襯套內壁面固定連接，采用焊接或一體化鑄造；導流片的個數為每排主燃孔數目的N倍，N為正正數，且I < N < 5，導流片的個數優選為每排主燃孔數目為1、2或3倍；按照導流襯套I內空氣流動方向，所述的導流片11在導流襯套I內壁面起始位置不超過火焰筒摻混孔22與導流襯套I相對應的軸向位置，導流片11的終止位置不超過定位塊4與導流襯套I相對應的軸向位置，即所述的導流片在導流襯套內壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔22的上游端，導流片11的終止位置位于定位塊4上游與主燃孔21下游之間，使導流片11不與定位塊4發生干涉，并且導流片在徑向的投影不能落在主燃孔21或者摻混孔22所在區域。
[0019]所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為I?1mm;所述的導流片11在導流襯套內壁面優選為均勻分布。
[0020]本實用新型中，所述的導流片11采用直薄板結構，其厚度為0.1?4mm，優選的薄板厚度為Imm?3mm。
[0021]本實用新型的工作機理和工作過程如下:
[0022]參見圖3、圖4和圖5，導流片11將導流襯套I和火焰筒2之間的環形通道分割為與導流片11數目相同的扇形通道7。來流空氣6流入導流襯套筒內與火焰筒2之間的環形通道中，逆向流向燃燒室頭部，而后來流空氣6受到導流片11在周向的限制作用，被分割為多股氣流逆向流入扇形通道7中。在流動過程中，扇形通道7中的氣體在通過摻混孔22和主燃孔21時分流部分氣體進入火焰筒2內，最后氣流通過火焰筒頭部的頭部空氣孔23進入火焰筒，與通過噴嘴5進入火焰筒頭部的燃料氣8進行摻混和燃燒。由于導流片11對氣流在周向流動上的限制，不同扇形通道7內的氣流很難在不同扇形通道7間流動，從而保證了從不同主燃孔21和摻混孔22進入火焰筒內部空氣的均勻性，進而保證了火焰筒內部燃燒的均勻性。
[0023]此外，由于本實用新型在導流襯套的內壁面設置了多個導流片，大大增強了導流襯套的機械強度，從而使導流襯套在燃氣輪機工作過程中進一步提高了運行的安全性和使用壽命。
【權利要求】
1.一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，該導流襯套設置在火焰筒(2)的外側，并通過設置在火焰筒頭部定位塊(4)與火焰筒連接；在火焰筒外壁面上沿周向設置有多排摻混孔(22)和主燃孔(21)，其特征在于:在導流襯套筒體內壁面沿軸向設置導流片(11)，所述的導流片個數為每排主燃孔數目的N倍，N為正正數，且I < N < 5 ;按照導流襯套內空氣流動方向，所述的導流片在導流襯套內壁面的起始位置位于火焰筒摻混孔(22)的上游端，導流片(11)的終止位置位于定位塊(4)上游與主燃孔(21)下游之間；所述的導流片與火焰筒外表面的徑向間距h為I?10mm。
2.根據權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片為直薄板結構，厚度為0.1?4mm。
3.根據權利要求2所述的燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片的厚度I?3_。
4.按照權利要求1、2或3所述的一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述導流片的個數為每排主燃孔數目的1、2或3倍。
5.按照權利要求4所述的一種燃氣輪機燃燒室的導流襯套，其特征在于:所述的導流片在導流襯套內壁面均勻分布。
【文檔編號】F23R3/00GK204084459SQ201420542911
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】井文明, 謝法 申請人:北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司