CN104566478A - 一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构 - Google Patents
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Abstract
一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，属于燃气轮机技术领域。该支撑结构包括外环、内环和多个支撑环；外环固定在外筒的内壁面上，内环固定在中心杯套外壁上；多个支撑环分别设置在每个外围杯套的外侧，且每个支撑环分为固定半环和活动半环；每个固定半环一端固定在内环上，另一端固定在外环上；每个活动半环一端固定在内环上，另一端通过锁定构件固定在外筒及外环上。支撑结构可以有效增强外围杯套和中心杯套的刚性，增强罩帽稳定性，提高罩帽的固有频率，从而避开热声振荡可能出现的频率，防止出现共振导致部件损坏。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构。
背景技术
传统的燃气轮机燃烧室采用扩散燃烧技术，由于燃烧室内的局部高温，导致其污染物排放，尤其是氮氧化物排放较高。鉴于对燃气轮机排放量的要求越来越严格，满足此类要求的一个方法是使传统的扩散火焰燃烧室开发为完全预混燃烧的燃烧室，以降低NOx及CO的排放。现有技术中已知的这些燃烧室有干式低NOx(DLN)燃烧系统、干式低排放(DLE)燃烧系统、贫燃料预混(LPM)燃烧系统。这些燃烧室通常包括安装在筒中的多个燃料喷嘴，所述筒也被称作罩帽。
由于这些燃烧室在此类贫燃料/空气比下运行，因此速率中的较小变化会导致质量流量出现较大变化，从而导致燃料/空气比波动。这些波动可以导致放热率发生较大变化，并且导致端盖中产生高压波动。燃料/空气比的波动、旋流火焰相互作用、以及不稳定的放热之间的相互作用可能导致压力脉动，这种压力脉动的现象被称为热声振荡。如果燃烧室部件的固有频率与热声振荡的频率在一定程度内发生重合，会使硬件寿命缩短。也就是说，因热声振荡引发的共振会对燃烧室部件造成损坏，这些部件需要定期维修。而维修燃烧室部件需要使燃气轮机停止运转。因此，除了与维修燃烧室部件相关的成本之外，还存在因燃气轮机检修造成的时间损失而导致的额外成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，该技术方案能够通过加固罩帽中的外围杯套和中心杯套，提高罩帽的刚性，有效避开热声振荡频率，延长罩帽的寿命。
本发明的技术方案如下：
一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，所述罩帽包括多个外围杯套、中心杯套、端盖和外筒，每个所述外围杯套的一端固定在端盖上；其特征在于，该支撑结构包括外环、内环和多个支撑环；外环固定在外筒的内壁面上，内环固定在中心杯套外壁上；所述多个支撑环分别设置在每个外围杯套的外侧，且每个支撑环分为固定半环和活动半环两部分，每个所述的固定半环一端固定在内环上，另一端固定在外环上；每个所述的活动半环一端固定在内环上，另一端通过锁定构件固定在外筒及外环上；固定半环和活动半环处于张紧状态时共同夹紧外围杯套。
上述技术方案中，所述固定半环和活动半环的厚度限定在0.5mm～2mm之间的范围内。所属固定半环和活动半环的轴向长度限定在5mm～40mm之间的范围内。
本发明具有以下优点及突出性的技术效果：①支撑结构可以有效提高外围杯套和中心杯套的固有频率，增强罩帽稳定性；②通过支撑结构可有效提高罩帽的固有频率，从而避开热声振荡可能出现的频率；③支撑结构不影响外围杯套的安装。
附图说明
图1为本发明提供的增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图2的B放大图。
图4为活动半环在松弛状态下图2的B放大图。
图中，1-外围杯套；2-中心杯套；3-端盖；4-外筒；5-外环；6-内环；7-固定半环；8-活动半环；9-锁定构件；11-外壳；12-法兰；13-火焰筒定位块；14-支撑件；15-浮动环；16-中心支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的结构、原理及具体实施作进一步详细描述。
如图1所示，燃气轮机燃烧室罩帽包括多个外围杯套1、中心杯套2、端盖3、外筒4、外壳11、法兰12、火焰筒定位块13、支撑件14、浮动环15和中心支架16等多个部件，罩帽通过法兰12安装到燃烧室头部，法兰12与外壳11固定相连，法兰12上布置有多个火焰筒定位块13，火焰筒定位块13的作用是阻止火焰筒向上游方向移动，外壳11内侧设置多个支撑件14，支撑件14的另一端与外筒4相连；外筒4的上游端设置端盖3，端盖3的一侧布置有多个浮动环16，喷嘴与浮动环16内侧配合，起到密封作用，端盖3的另一侧布置有多个外围杯套1和一个中心杯套2；中心杯套2在下游方向有中心支架16起一定的支撑作用，每个所述外围杯套1的一端固定在端盖3上。
所述的支撑结构包括外环5、内环6和多个支撑环；外环5固定在外筒4的内壁面上，内环6固定在中心杯套2外壁上；所述多个支撑环分别设置在每个外围杯套1的外侧，且每个支撑环分为固定半环7和活动半环8两部分，每个所述的固定半环7一端固定在内环6上，另一端固定在外环5上；每个所述的活动半环8一端亦固定在内环6上，另一端通过锁定构件9固定在外筒4及外环5上；固定半环7和活动半环8处于张紧状态时共同夹紧外围杯套1；从而使外围杯套被约束，刚性有所增大。固定半环和活动半环的厚度一般限定在0.5mm～2mm之间的范围内；固定半环和活动半环的轴向长度一般限定在5mm～40mm之间的范围内。
如图2和图3所示，固定半环7和活动半环8的数目与外围杯套1的数目相同，从而确保每个外围杯套被约束。所述锁定构件9就位后固定到外筒4上，防止燃机工作过程中出现脱落。外围杯套安装就位后，每个活动半环从外环和外筒上开设的通孔穿过，拉紧活动半环末端使紧贴外围杯套并产生一定作用力。用锁定构件9固定活动半环的位置，保持外围杯套被固定的状态。活动半环和固定半环共同作用，增强了外围杯套的刚性，从而增强罩帽的稳定性，提高固有频率，有效避开热声振荡可能出现的频率，防止出现共振造成部件的损坏。
如图4所示，活动半环8在松弛状态下与外围杯套之间存在一定间隙，通过锁定构件9固定后处于张紧状态，与固定半环7共同夹紧外围杯套1，从而保证支撑结构不影响外围杯套的安装。
Claims (3)
1.一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，所述罩帽包括多个外围杯套(1)、中心杯套(2)、端盖(3)和外筒(4)，每个所述外围杯套(1)的一端固定在端盖(3)上；其特征在于，该支撑结构包括外环(5)、内环(6)和多个支撑环；外环(5)固定在外筒(4)的内壁面上，内环(6)固定在中心杯套(2)外壁上；所述多个支撑环分别设置在每个外围杯套(1)的外侧，且每个支撑环分为固定半环(7)和活动半环(8)两部分，每个所述的固定半环(7)一端固定在内环(6)上，另一端固定在外环(5)上；每个所述的活动半环(8)一端固定在内环(6)上，另一端通过锁定构件(9)固定在外筒(4)及外环(5)上；固定半环(7)和活动半环(8)处于张紧状态时共同夹紧外围杯套(1)。
2.如权利要求1所述的一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，其特征在于，所述固定半环(7)和活动半环(8)的厚度限定在0.5mm～2mm之间的范围内。
3.如权利要求1或2所述的一种增强燃气轮机燃烧室罩帽稳定性的支撑结构，其特征在于，所属固定半环(7)和活动半环(8)的轴向长度限定在5mm～40mm之间的范围内。
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