CN104235879A - 燃气轮机燃烧室过渡段结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气轮机技术领域，公开了一种燃气轮机燃烧室过渡段结构，位于燃烧室火焰筒和透平之间，包括过渡段本体；所述过渡段本体的进口呈圆形，其出口呈扇形；所述过渡段本体的进口连接一个用于与所述火焰筒相连接的入口壳体；所述过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口；每个所述分叉出口连接一个用于与所述透平相连接的出口壳体。过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口，可以更好的承受过渡段本体内外表面的压力差，有效的降低压力造成的蠕变。

Description

燃气轮机燃烧室过渡段结构

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种燃气轮机燃烧室过渡段结构。

背景技术

典型的燃气轮机由压气机、燃烧室、透平和辅机系统组成，多个燃烧室呈环形围绕在转子周围。压气机压缩空气，进入燃烧室内与燃料混合燃烧，然后燃气进入透平做功。过渡段承接燃烧室火焰筒与透平，所通过的燃气经火焰筒掺混冷却后温度高达1400～1800K，并且，过渡段具有复杂独特的三维空间结构。其进口截面形状与火焰筒一致，呈圆形；出口截面与若干燃烧室相连，构成所述透平一级静叶环形进口，单个过渡段出口呈扇形。

由于过渡段外表面比内表面有更高的气压，在高温条件下，扇形的后框架容易出现蠕变，造成过渡段出口变窄。这种问题在火焰筒数目较少的情况下尤为突出，严重者甚至会造成燃气轮机无法正常工作。该问题限制了燃烧室火焰筒的最小数量，数量越少，过渡段出口的展角越大，越容易出现蠕变问题。同时该问题也缩短了过渡段的使用寿命，经常需要对燃烧室的过渡段进行更换，且修理周期长，成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种燃烧轮机燃烧室过渡段结构，过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口，可以更好的承受过渡段本体内外表面的压力差，有效的降低压力造成的蠕变。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃气轮机燃烧室过渡段结构，位于燃烧室火焰筒和透平之间，包括过渡段本体；所述过渡段本体的进口呈圆形，其出口呈扇形；所述过渡段本体的进口连接一个用于与所述火焰筒相连接的入口壳体；所述过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口；每个所述分叉出口连接一个用于与所述透平相连接的出口壳体。

其中，所述分叉件呈类“V”字型，所述分叉件的开口方向与所述过渡段本体的出口方向相同。

其中，所述出口壳体上设有多个出口壳体冷却孔。

其中，多个所述出口壳体冷却孔排列在所述出口壳体的端面上。

其中，所述分叉件设置在所述过渡段本体出口的弧形中部，两个所述分叉出口的大小相同。

优选的，所述分叉件由高温合金制成，所述分叉件上设有多个发散冷却孔。

其中，多个所述发散冷却孔均匀布置在所述分叉件上。

优选的，所述分叉件的内侧间隙安装有冲击衬套，所述冲击衬套上设有多个冲击冷却孔。

其中，多个所述冲击冷却孔均匀布置在所述冲击衬套上。

(三)有益效果

本发明提供的燃气轮机燃烧室过渡段结构，具有以下优点：(1)由于过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口，并通过两个出口壳体与透平连接，可以更好的承受过渡段本体内外表面的压力差，有效的降低压力造成的蠕变；(2)由于本发明的出口壳体设置了出口壳体冷却孔，提高冷却效果，有利于降低过渡段的热载荷，从而延长过渡段的使用寿命；(3)分叉件采用类“V”字型结构，形成的冷却气流，有利于过渡段背部的冷却，改善了过渡段的工作条件。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图；

图3为本发明实施例1的部分结构的立体图；

图4为本发明实施例2的立体结构图；

图5为图4中沿B-B方向的剖视图；

图6为图5中沿C-C方向的剖视图。

图中，1：过渡段结构；2：进口壳体；3：过渡段本体；4：出口壳体；5：分叉件；6：出口壳体冷却孔；7：发散冷却孔；8：冲击衬套；9：冲击冷却孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

如图1至3所示，燃气轮机燃烧室过渡段结构1，位于燃烧室火焰筒和透平之间，包括过渡段本体3；过渡段本体3的进口呈圆形，其出口呈扇形；过渡段本体3的进口连接一个用于与火焰筒相连接的入口壳体2。过渡段本体3的出口设有分叉件5，分叉件5的截面呈类“V”字型，V字型的分叉件5的开口方向与过渡段本体3的出口方向相同，使过渡段本体3的出口形成两个分叉出口。优选的，分叉件5设置在过渡段本体3出口的弧形中部位置，使两个分叉出口的大小相同。每个分叉出口连接一个用于与透平相连接的出口壳体4。分叉件5由高温合金制成，分叉件5上设有多个发散冷却孔7，多个发散冷却孔7均匀布置在分叉件5上。高温合金制成的分叉件，提高冷却效果，有利于降低过渡段的热载荷。本实施例中，在过渡段本体3与分叉件5相对应的位置切除出两个“V”字型缺口，使冷却气体能够较好地流通到分叉件上。

进一步的，出口壳体4上设有多个出口壳体冷却孔6。多个出口壳体冷却孔7沿出口壳体的端面周向均匀排布。

实施例2：

如图4至6所示，燃气轮机燃烧室过渡段结构1，位于燃烧室火焰筒和透平之间，包括过渡段本体3；过渡段本体3的进口呈圆形，其出口呈扇形；过渡段本体3的进口连接一个用于与火焰筒相连接的入口壳体2，入口壳体与过渡段本体3的进口形状相匹配。过渡段本体3的出口设有分叉件5，分叉件5的截面呈类“V”字型，V字型分叉件5的开口方向与过渡段本体3的出口方向相同，使过渡段本体3的出口形成两个分叉出口。优选的，分叉件5设置在过渡段本体3出口的弧形中部位置，使两个分叉出口的大小相同。每个分叉出口连接一个用于与透平相连接的出口壳体4。在分叉件5的内侧间隙安装有冲击衬套8，冲击衬套8上设有多个冲击冷却孔9，多个冲击冷却孔9均匀布置在冲击衬套8上。如图6所示，冲击衬套8的形状与分叉件5的内部形状相一致，冲击衬套8与分叉件5之间具有间隙，冷却气体从冲击冷却孔9透过冲击衬套8，与分叉件5产生高速对流气体，产生冲击冷却，能够迅速带走分叉件5的温度，达到较好的冷却效果。

进一步的，出口壳体4上设有多个出口壳体冷却孔6。多个出口壳体冷却孔6沿出口壳体4的端面周向均匀排布。

本发明的过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口，并通过两个出口壳体与透平连接，可以更好的承受过渡段本体内外表面的压力差，有效的降低压力造成的蠕变；本发明的出口壳体设置了出口壳体冷却孔，提高冷却效果，有利于降低过渡段的热载荷，从而延长过渡段的使用寿命；分叉件采用类“V”字型结构，形成的冷却气流，有利于过渡段背部的冷却，改善了过渡段的工作条件；分叉件设置在过渡段本体出口的中部，使分叉出口的大小相同，两个分叉出口受力均匀，提高过渡段在使用过程中的稳定性，延长使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃气轮机燃烧室过渡段结构，位于燃烧室火焰筒和透平之间，包括过渡段本体；所述过渡段本体的进口呈圆形，其出口呈扇形；所述过渡段本体的进口连接一个用于与所述火焰筒相连接的入口壳体；其特征在于，所述过渡段本体的出口设有分叉件，形成两个分叉出口；每个所述分叉出口连接一个用于与所述透平相连接的出口壳体。

2.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，所述分叉件呈类“V”字型，所述分叉件的开口方向与所述过渡段本体的出口方向相同。

3.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，所述出口壳体上设有多个出口壳体冷却孔。

4.如权利要求3所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，多个所述出口壳体冷却孔排列在所述出口壳体的端面上。

5.如权利要求1所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，所述分叉件设置在所述过渡段本体出口的弧形中部，两个所述分叉出口的大小相同。

6.如权利要求1至5任一项所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，所述分叉件由高温合金制成，所述分叉件上设有多个发散冷却孔。

7.如权利要求6所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，多个所述发散冷却孔均匀布置在所述分叉件上。

8.如权利要求1至5任一项所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，所述分叉件的内侧间隙安装有冲击衬套，所述冲击衬套上设有多个冲击冷却孔。

9.如权利要求8所述的燃气轮机燃烧室过渡段结构，其特征在于，多个所述冲击冷却孔均匀布置在所述冲击衬套上。