CN105114981A - 一种燃烧室的密封件 - Google Patents

一种燃烧室的密封件 Download PDF

Info

Publication number
CN105114981A
CN105114981A CN201510595175.6A CN201510595175A CN105114981A CN 105114981 A CN105114981 A CN 105114981A CN 201510595175 A CN201510595175 A CN 201510595175A CN 105114981 A CN105114981 A CN 105114981A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seal
cooling
support boss
combustion chamber
sealing piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510595175.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105114981B (zh
Inventor
王正阳
张善军
赵凯岚
周建华
马宏宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Engine Research Institute
AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute
Original Assignee
AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute filed Critical AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute
Priority to CN201510595175.6A priority Critical patent/CN105114981B/zh
Publication of CN105114981A publication Critical patent/CN105114981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105114981B publication Critical patent/CN105114981B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

本发明涉及干低排放燃烧室领域，具体涉及一种燃烧室的密封件，以解决目前燃烧室难以满足高出口温度要求的问题。燃烧室的密封件包括：冷却壁，其具有前支撑凸台、后支撑凸台以及设置在外壁面上的紊流器，且紊流器位于前支撑凸台与后支撑凸台之间，前支撑凸台具有冷却空气进口，后支撑凸台具有冷却空气出口；波形密封件，设置在冷却壁外侧，波形密封件的峰部与过渡段内侧接触并压紧。本发明燃烧室的密封件直接在冷却壁上采用紊流器，简化密封件结构，使其更易于加工，同时由于使用紊流冷却取代冲击冷却，可以适当降低冷却空气气流的流速，相当于降低密封件所需冷却空气量，能够将更多的空气注入燃烧区，从而提升燃烧室的性能。

Description

一种燃烧室的密封件
技术领域
本发明涉及干低排放燃烧室领域，具体涉及一种燃烧室的密封件。
背景技术
燃烧室设计中空气的流量分配是非常重要的因素，近年来，随着对燃气轮机功率、效率愈加严格的市场要求，燃烧室出口温度持续提高，为保证燃烧区的油气比，冷却空气量随之降低，因此燃烧室各部件之间需要密封件以防止空气在不期望的位置发生泄露，这些密封件典型地包括C型环、指状呼啦环等。
现代燃烧室中的密封件需要承受高压与高温环境，同时还需要适应密封件上的高压力梯度与温度梯度，因此需要对燃烧室密封件增加主动冷却措施，否则极易发生烧蚀现象，影响火焰筒寿命。
中国专利CN101713539B涉及冲击冷却的燃烧器密封件，在该专利中，该装置包括密封支撑件、波形密封件等，密封支撑件具有多个贯穿冲击孔，冷却空气通过贯穿冲击孔对火焰筒壁面进行冲击冷却，同时对密封支撑件与波形密封件进行保护，大幅增加燃烧室寿命。但发现所述燃烧室密封件结构相对复杂，加工难度大；同时为保证冲击冷却的冷却效果，需要通过冲击孔的高速气流，对密封件的冷却空气量要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧室的密封件，以解决目前燃烧室难以满足高出口温度要求的问题。
本发明的技术方案是：
一种燃烧室的密封件，包括：
冷却壁，其具有前支撑凸台、后支撑凸台以及设置在外壁面上的紊流器，且所述紊流器位于所述前支撑凸台与所述后支撑凸台之间，所述前支撑凸台具有冷却空气进口，所述后支撑凸台具有冷却空气出口；
波形密封件，设置在所述冷却壁外侧，所述波形密封件的峰部与过渡段内侧接触并压紧，用于所述过渡段与火焰筒之间的径向密封。
可选地，所述紊流器为多个环形肋，所述环形肋的轴线与所述火焰筒的轴线重合，多个所述环形肋沿轴线方向均匀分布。
可选地，所述紊流器为沿所述火焰筒的轴线方向设置的螺旋肋。
可选地，所述冷却空气进口为沿轴线开设的多个孔或槽，且多个孔或槽之间沿周向均匀分布。
可选地，所述冷却空气出口为沿轴线开设的多个孔或槽，且多个孔或槽之间沿周向均匀分布。
可选地，所述波形密封件下游端为密封环，上游端分为多只弹性片，所述冷却壁与所述波形密封件之间形成冷却腔。
可选地，任意相邻的两个所述弹性片之间具有一致的间隔。
可选地，所述波形密封件上游端的弹性片置于冷却壁的前支撑凸台上。
可选地，所述波形密封件下游端的密封环焊接在所述冷却壁的后支撑凸台上。
本发明的有益效果：
本发明燃烧室的密封件能够对冷却壁进行主动冷却，由于直接在冷却壁上采用紊流器，简化密封件结构，使其更易于加工，同时由于使用紊流冷却取代冲击冷却，可以适当降低冷却空气气流的流速，相当于降低密封件所需冷却空气量，能够将更多的空气注入燃烧区，从而提升燃烧室的性能。
附图说明
图1是现有技术燃气轮机燃烧室的截面的简化视图；
图2是现有技术燃气轮机燃烧室的密封件的截面的简化视图；
图3是图2中的冷却壁的右视图；
图4是现有技术燃气轮机燃烧室的截面的简化视图；
图5是本发明燃气轮机燃烧室的密封件的截面的简化视图；
图6是图5中的冷却壁的左视图；
图7是图5中的冷却壁的右视图；
图8是图5中的波形密封件的俯视图。
附图标记：
燃烧室10，39；
密封件11，40；
冷却壁12，41；
密封支撑件13；
前支撑凸台42；
后支撑凸台43；
紊流器44；
冷却空气进口14，45；
冷却空气出口15，46；
波形密封件16，47；
密封腔17，48；
过渡段18，49；
火焰筒19，50；
密封环20，51；
弹性片21，52；
冷却外腔22；
冷却内腔23；
冷却腔53。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
参考图1所示，大致显示了现有的燃气轮机燃烧室10，燃烧室10包括火焰筒19与过渡段18，两者之间依靠密封件11进行装配与密封。参考图2，该密封件11包括冷却壁12，其位于密封件11的最内侧，如图3所示，下游端具有冷却空气出口15；密封支撑件13，其上游端具有冷却空气进口14，同时密封支撑件13的上、下游端分别焊接在冷却壁12上，与冷却壁12之间形成冷却内腔23；波形密封件16，其具有下游端的密封环20以及上游端分出的多个弹性片21，弹性片21能够通过变形保证火焰筒19与过渡段18之间的弹性密封；密封环20焊接在密封支撑件13上，与密封支撑件13之间形成冷却外腔22，并与冷却壁12一起限定密封腔17。
冷却空气从冷却空气进口14进入冷却内腔23，同时对冷却壁12进行冲击冷却，防止高的燃烧室10出口温度导致冷却壁12烧蚀，然后从冷却空气出口15流出，进入过渡段18，并与高温燃气混合。
如图4所示，本发明的燃烧室39结构与图1的燃烧室10大部分结构基本相同，同样包括火焰筒50与过渡段49，两者之间依靠密封件40进行装配和密封。参考图5至图8所示，本发明的密封件40包括冷却壁41，其具有前支撑凸台42、后支撑凸台43以及设置在外壁面上的紊流器44，且紊流器44位于前支撑凸台42与后支撑凸台43之间；
前支撑凸台42具有冷却空气进口45，后支撑凸台43具有冷却空气出口46。冷却空气进口45和冷却空气出口46可以根据需要选择为多种适合的形状，如图6和图7所示，可以为沿轴线开设的多个孔或槽，且多个孔或槽之间沿周向均匀分布。
紊流器44可以根据需要设置为多种适合的形状；在一个优选实施例中，紊流器44可以为多个环形肋，紊流器44的轴线与火焰筒50的轴线重合，多个环形肋沿轴向方向均匀分布；并且，环形肋的直径小于或等于前支撑凸台42和后支撑凸台43的直径，保证在冷却壁41与波形密封件47之间形成足够空间的冷却腔53。在其他实施例中，紊流器44可以为沿轴向方向设置的螺旋肋，螺旋肋的直径同样小于或等于前支撑凸台42和后支撑凸台43的直径。
如图8所示，波形密封件47具有下游端的密封环51以及上游端分出的多只弹性片52，任意相邻的两个弹性片52之间具有一致的间隔(即均匀相间分布)；密封环51焊接在冷却壁41外侧，用于固定波形密封件47并限定冷却壁41与波形密封件47之间的密封腔48；弹性片52的峰部与过渡段49内侧接触并压紧，弹性片52通过变形保证火焰筒50与过渡段49之间的弹性密封；进一步，波形密封件47上游端的弹性片52置于冷却壁41的前支撑凸台42上；波形密封件47下游端的密封环51焊接在冷却壁41的后支撑凸台43上。
冷却壁41与波形密封件47之间形成冷却腔53，冷却空气从冷却空气进口45进入冷却腔53，通过紊流器44气流紊流度增大，冷却效果增强；对冷却壁41进行冷却后，冷却空气从冷却空气出口46流出，进入过渡段49与高温燃气混合。
本发明燃烧室39的密封件40能够对冷却壁41进行主动冷却，由于直接在冷却壁41上采用紊流器44，简化密封件40结构，使其更易于加工，同时由于使用紊流冷却取代冲击冷却，可以适当降低冷却空气气流的流速，相当于降低密封件40所需冷却空气量，能够将更多的空气注入燃烧区，从而提升燃烧室的性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种燃烧室的密封件，其特征在于，包括：
冷却壁(41)，其具有前支撑凸台(42)、后支撑凸台(43)以及设置在外壁面上的紊流器(44)，且所述紊流器(44)位于所述前支撑凸台(42)与所述后支撑凸台(43)之间，所述前支撑凸台(42)具有冷却空气进口(45)，所述后支撑凸台(43)具有冷却空气出口(46)；
波形密封件(47)，设置在所述冷却壁(41)外侧，所述波形密封件(47)的峰部与过渡段(49)内侧接触并压紧，用于所述过渡段(49)与火焰筒(50)之间的径向密封。
2.根据权利要求1所述的燃烧室的密封件，其特征在于，所述紊流器(44)为多个环形肋，所述环形肋的轴线与所述火焰筒(50)的轴线重合，多个所述环形肋沿轴线方向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的燃烧室的密封件，其特征在于，所述紊流器(44)为沿所述火焰筒(50)的轴线方向设置的螺旋肋。
4.根据权利要求2或3所述的燃烧室的密封件，其特征在于，所述冷却空气进口(45)为沿所述火焰筒(50)的轴线开设的多个孔或槽，且多个孔或槽之间沿所述火焰筒(50)周向均匀分布。
5.根据权利要求4所述的燃烧室的密封件，其特征在于，冷却空气出口(46)为沿轴线开设的多个孔或槽，且多个孔或槽之间沿周向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的燃烧室的密封件，其特征在于，波形密封件(47)下游端为密封环(51)，上游端分为多只弹性片(52)，冷却壁(41)与所述波形密封件(47)之间形成冷却腔(53)。
7.根据权利要求6所述的燃烧室的密封件，其特征在于，任意相邻的两个弹性片(52)之间具有一致的间隔。
8.根据权利要求6所述的燃烧室的密封件，其特征在于，所述波形密封件(47)上游端的所述弹性片(52)置于冷却壁(41)的前支撑凸台(42)上。
9.根据权利要求6所述的燃烧室的密封件，其特征在于，所述波形密封件(47)下游端的密封环(51)焊接在所述冷却壁(41)的后支撑凸台(43)上。
CN201510595175.6A 2015-09-17 2015-09-17 一种燃烧室的密封件 Active CN105114981B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510595175.6A CN105114981B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种燃烧室的密封件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510595175.6A CN105114981B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种燃烧室的密封件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105114981A true CN105114981A (zh) 2015-12-02
CN105114981B CN105114981B (zh) 2019-02-12

Family

ID=54663029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510595175.6A Active CN105114981B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种燃烧室的密封件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105114981B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111687558A (zh) * 2020-06-11 2020-09-22 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 300mw级重型燃气轮机喷嘴呼啦密封装焊拘束工装及使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080155987A1 (en) * 2004-06-04 2008-07-03 Thomas Charles Amond Methods and apparatus for low emission gas turbine energy generation
CN101514658A (zh) * 2007-09-28 2009-08-26 通用电气公司 紊流的后端衬里组件及冷却方法
CN101915422A (zh) * 2009-01-23 2010-12-15 通用电气公司 紊流式后端衬套组件和相关冷却方法
CN102678335A (zh) * 2011-02-01 2012-09-19 通用电气公司 紊流化后端衬套组件及冷却方法
CN102808949A (zh) * 2011-05-05 2012-12-05 通用电气公司 带有优先冷却的呼啦密封件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080155987A1 (en) * 2004-06-04 2008-07-03 Thomas Charles Amond Methods and apparatus for low emission gas turbine energy generation
CN101514658A (zh) * 2007-09-28 2009-08-26 通用电气公司 紊流的后端衬里组件及冷却方法
CN101915422A (zh) * 2009-01-23 2010-12-15 通用电气公司 紊流式后端衬套组件和相关冷却方法
CN102678335A (zh) * 2011-02-01 2012-09-19 通用电气公司 紊流化后端衬套组件及冷却方法
CN102808949A (zh) * 2011-05-05 2012-12-05 通用电气公司 带有优先冷却的呼啦密封件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111687558A (zh) * 2020-06-11 2020-09-22 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 300mw级重型燃气轮机喷嘴呼啦密封装焊拘束工装及使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105114981B (zh) 2019-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8695351B2 (en) Hula seal with preferential cooling having spring fingers and/or adjacent slots with different widths
CN107152700B (zh) 具有内部冷却的成束管燃料喷嘴
EP2578939B1 (en) Combustor and method for supplying flow to a combustor
JP6176723B2 (ja) 燃焼器キャップアセンブリ
CN102011651B (zh) 冲击冷却的过渡件尾部框架
US9328926B2 (en) Segmented combustion chamber head
CN103321688B (zh) 用于使流经燃气涡轮机的热气再循环的系统和方法
JP6154675B2 (ja) ガスタービン用トランジションダクト
US9657593B2 (en) Aircraft gas turbine having a core engine casing with cooling-air tubes
JP2014181894A (ja) ガスタービンの燃焼モジュール用フロースリーブ
JP2011226481A (ja) トランジションダクト界面における燃焼器ライナ冷却及びその関連する方法
WO2017090221A1 (ja) トランジション構造
US8579211B2 (en) System and method for enhancing flow in a nozzle
US20140174089A1 (en) System for reducing flame holding within a combustor
US10655488B2 (en) Gas turbine transition seal with hole through seal plate in groove of nozzle
CN102116477A (zh) 燃料喷嘴密封件间隔件及其安装方法
JP5738159B2 (ja) 軸流タイプのガスタービン
JP2015210075A (ja) 燃料送出システム
RU2011113993A (ru) Турбина, турбинный двигатель и паротурбинный двигатель
CN103423774B (zh) 一种燃烧室火焰筒与过渡段密封的连接结构
JP2016040510A (ja) ガスターボ機械用のオリフィスプラグを有するノズル
CN105114981A (zh) 一种燃烧室的密封件
US9488069B2 (en) Cooling-air guidance in a housing structure of a turbomachine
US9010083B2 (en) Apparatus for mixing fuel in a gas turbine
US8640974B2 (en) System and method for cooling a nozzle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant