CN104807043A - 天然气燃料燃气轮机环形燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明提出天然气燃料燃气轮机环形燃烧室。燃烧室内壳由对称四部分组成，每部分分别利用螺栓固定于高压压气机承力机匣与高压涡轮承力机匣上，燃烧室内壳上有均匀分布的三十六个安装孔，用于连接三十六个预混段，预混段内均带有导流板，每个预混段前端各有一个喷嘴安装孔，喷嘴分别安装在预混段前端喷嘴安装孔内；扩压器与预混段分别通过转接段连接，每个转接段均带有主空气入口、冷却空气入口、燃烧空气入口、冷却空气出口及高温燃气通道；燃烧室内壳、燃烧室外壳、高压压气机承力机匣、高压涡轮承力机匣和转接段之间形成冷却环带。保证燃气轮机燃烧室工作性能稳定，且易分解装配，便于燃气轮机燃烧室使用后的保养及维修。

Description

天然气燃料燃气轮机环形燃烧室

技术领域：

本发明涉及热能与动力工程控制领域，具体地说是一种天然气燃料燃气轮机环形燃烧室。

背景技术：

燃气轮机自上世纪四十年代初问世以来，因其具有功率大、效率高、体积小、起动快、运转平稳、操纵简单、维护保养方便、工作可靠等一系列优点，在短短半个多世纪中已取得了突飞猛进的发展，在世界各国的电力、石化、交通、冶金、军事等诸多领域得到了日益广泛的应用。燃气轮机技术水平的高低现已成为一个国家科技水平和军事实力的重要标志之一。

环形燃烧室具有体积小、重量轻、流阻损失小、联焰方便、排气冒烟少、火焰筒的受热面积小、发展潜力大等一系列优点，是一种很有发展前途的结构型式。它特别适宜与轴流式压气机配合工作。但是由于燃烧空间彼此沟通，气流和燃烧炬不易组织，燃烧性能比较难于控制，燃气出口温度场受到进气流场的影响较大而不易保持稳定，同时由于作全尺寸实物试验时需要功率特大的空气源，而结构的刚性较差，在机组上又不便于分解检查，致使这种燃烧室曾长期未获广泛使用，但目前正在迅速发展之中。

根据上述环形燃烧室的一系列不利因素，2014年广瀚燃气轮机有限公司开展了大量的理论及试验研究，实现了环形燃烧室在燃烧空间彼此沟通时，低流阻损失、燃烧稳定、出口温度均匀等良好性能，同时，也实现了环形燃烧室易分解和装配的特点。

发明内容：

本发明的目的是为了解决环形燃烧室气流和燃烧炬不易组织、燃气出口温度场受到进气流场的影响较大、不便于分解检查等技术问题，提供一种燃烧稳定、出口温度均匀、易分解装配、便于使用后局部保养及维修的环形燃烧室结构。

本发明的技术方案是：天然气燃料燃气轮机环形燃烧室，包括燃烧室外壳，整个燃烧室外壳用螺栓固定于高压压气机承力机匣与高压涡轮承力机匣上，燃烧室内壳由对称四部分组成，每部分分别利用螺栓固定于高压压气机承力机匣与高压涡轮承力机匣上，燃烧室内壳上有均匀分布的三十六个安装孔，用于连接三十六个预混段，三十六个预混段内均带有导流板，每个预混段前端各有一个喷嘴安装孔，三十六个喷嘴分别安装在三十六个预混段前端喷嘴安装孔内；三十六个扩压器与三十六个预混段分别通过三十六个转接段连接，每个转接段均带有主空气入口、冷却空气入口、燃烧空气入口、冷却空气出口及高温燃气通道；燃烧室内壳、燃烧室外壳、高压压气机承力机匣、高压涡轮承力机匣和转接段之间形成冷却环带。

燃烧室外壳由对称四部分组成，每部分利用螺栓固定组装成环，每部分上带有七个散热肋片，燃烧室外壳上有两个安装孔安装点火器。

燃烧室内壳内表面带有隔热涂层。

本发明具有如下有益效果：一、燃烧室外壳采用对称四部分组装成环的分体结构，其上带有散热肋片；分体结构实现了对燃烧室单一部位的拆装，而不影响燃气轮机其余部分；散热肋片使燃烧室壁面具有更好的散热功能，降低燃烧室壁面温度；二、燃烧室内壳采用对称四部分组装成环的分体结构，内壁带隔热涂层，燃烧室内壳分体结构同样是为了实现对燃烧室单一部位的拆装，内壁隔热涂层实现了降低燃烧室内壳外壁面温度；三、燃烧室内壳、燃烧室外壳、高压压气机承力机匣、高压涡轮承力机匣与转接段之间形成冷却环带，利用冷却空气将燃烧室外壳、高压压气机承力机匣、高压涡轮承力机匣与燃烧室内壳隔离，降低了燃烧室外壳、高压压气机承力机匣与高压涡轮承力机匣的表面温度；四、预混段前端安装喷嘴，采用预混段内部导流板使从喷嘴进入的燃气与压缩空气进行充分混合，保证了燃烧室出口温度分布均匀。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为本发明中为预混段的结构主视图；

附图4为本发明中转接段的结构主剖视图。

图中1-燃烧室外壳，2-燃烧室内壳，3-高压压气机承力机匣，4-预混段，5-喷嘴，6-高压涡轮承力机匣，7-转接段，8-扩压器，9-隔热涂层，10-冷却空气出口，11-冷却环带，12-冷却空气入口，13-散热肋片，14-点火器，15-喷嘴安装孔，16-导流板，17-主空气入口，18-燃烧空气入口，19-冷却通道，20-高温燃气通道。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1结合图2～图4所示，天然气燃料燃气轮机环形燃烧室，包括燃烧室外壳1，整个燃烧室外壳1用螺栓固定于高压压气机承力机匣3与高压涡轮承力机匣6上，燃烧室内壳2由对称四部分组成，每部分分别利用螺栓固定于高压压气机承力机匣3与高压涡轮承力机匣6上，燃烧室内壳2上有均匀分布的三十六个安装孔，用于连接三十六个预混段4，三十六个预混段4内均带有导流板16，每个预混段4前端各有一个喷嘴安装孔15，三十六个喷嘴5分别安装在三十六个预混段4前端喷嘴安装孔15内；三十六个扩压器8与三十六个预混段4分别通过三十六个转接段7连接，每个转接段7均带有主空气入口17、冷却空气入口12、燃烧空气入口18、冷却空气出口10及高温燃气通道20；燃烧室内壳2、燃烧室外壳1、高压压气机承力机匣3、高压涡轮承力机匣6和转接段7之间形成冷却环带11。

燃烧室外壳1由对称四部分组成，每部分利用螺栓固定组装成环，每部分上带有七个散热肋片13，燃烧室外壳1上有两个安装孔，用于安装点火器14。

燃烧室内壳2内表面带有隔热涂层9。

冷却空气由转接段7的冷却空气入口12进入，分别依次流经燃烧室内壳2与高压涡轮承力机匣6形成的空腔、燃烧室内壳2与燃烧室外壳1形成的空腔、燃烧室内壳2与高压压气机承力机匣3形成的空腔，最后流入转接段7冷却通道19，从冷却气出口10流出。

Claims (3)

1.一种天然气燃料燃气轮机环形燃烧室，包括燃烧室壳体(1)，其特征在于：整个燃烧室外壳(1)用螺栓固定于高压压气机承力机匣(3)与高压涡轮承力机匣(6)上，燃烧室内壳(2)由对称四部分组成，每部分分别利用螺栓固定于高压压气机承力机匣(3)与高压涡轮承力机匣(6)上，燃烧室内壳(2)上有均匀分布的三十六个安装孔，用于连接三十六个预混段(4)，三十六个预混段(4)内均带有导流板(16)，每个预混段(4)前端各有一个喷嘴安装孔(15)，三十六个喷嘴(5)分别安装在三十六个预混段(4)前端喷嘴安装孔(15)内；三十六个扩压器(8)与三十六个预混段(4)分别通过三十六个转接段(7)连接，每个转接段(7)均带有主空气入口(17)、冷却空气入口(12)、燃烧空气入口(18)、冷却空气出口(10)及高温燃气通道(20)；燃烧室内壳(2)、燃烧室外壳(1)、高压压气机承力机匣(3)、高压涡轮承力机匣(6)和转接段(7)之间形成冷却环带(11)。

2.根据权利要求1所述的天然气燃料燃气轮机环形燃烧室，其特征在于：燃烧室外壳(1)由对称四部分组成，每部分利用螺栓固定组装成环，每部分上带有七个散热肋片(13)，燃烧室外壳(1)上有两个安装孔安装点火器(14)。

3. 根据权利要求1所述的天然气燃料燃气轮机环形燃烧室，其特征在于：燃烧室内壳(2)内表面带有隔热涂层(9)。