CN105783033A - 用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置，其包括：支撑体，其实在有盖体，且被配置为耦合到燃气轮机燃烧室的壁的凹部；耦合构件，其在与盖体相对的一端被连接到支撑体，且被配置为穿过壁被耦合到燃烧室的隔热瓦；至少一个传感器，其被连接到盖体，并具有延伸穿过支撑体的连接线和在连接线一端的传感构件。

Description

用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置

技术领域

本发明涉及用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置。

背景技术

已知燃气轮机是非常复杂的设备，它的运行必须被尽可能精确地控制。为了检查燃气轮机与设计标准的相符性以及为了控制它们的运行，需要测量或估算很多的参数和数值，为此，要求制造商提供合适的工具。但是，并不是燃气轮机的所有部分都可以容易地配置有用于探测检测和控制所需的待测数值所要求的传感器。特别是，燃烧室中的数值的探测被证明是非常困难的，一方面是因为结构，另一方面是因为临界的温度和压力条件。

燃烧室通常包括壳体，例如，其具有在内部被隔热瓦覆盖的螺旋形或圆柱形状。隔热瓦通常利用互锁紧固装置被连接到壳体的壁，或者至少部分隔热瓦利用螺栓紧固装置被连接到壳体的壁。通过壳体上的孔实现螺栓紧固。

传感器在燃烧室中的安装要求壳体中的额外的孔，但是应当保留壳体的整体性。为此，尤其是对已安装的机器的升级来说，使用传感器测量燃烧室数值通常非常受限且非常受阻。事实上，当燃烧室壳体的结构必须被改变时，由于这种干预可能产生的很多缺点，因此存在强大的且充分激发的阻力。

所以，应当使得燃气轮机燃烧室的传感器的安装变得更容易，特别是避免对燃烧室壳体的结构的改变。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置，它允许克服上述的缺点。

根据本发明，提供一种用于燃气轮机燃烧室的隔热瓦的紧固装置，其包括：

支撑体，其设置有盖体，且被配置为耦合到燃气轮机燃烧室的壁的凹部；

耦合构件，其在与盖体相对的一端被连接到支撑体，且被配置为穿过壁被耦合到燃烧室的隔热瓦；

至少一个传感器，其被连接到盖体，并具有连接线和传感构件，连接线延伸穿过支撑体，传感构件位于连接线一端。

附图说明

现将参考附图描述本发明，附图示出了本发明的某些非限制实施方式，其中：

图1是燃气轮机燃烧室的剖视图；

图2是根据本发明的实施方式的用于紧固燃气轮机燃烧室的隔热瓦的装置的、从顶部观察且局部剖视的透视图；

图3是图2的紧固装置从底部观察的透视图；

图4是图2的紧固装置沿纵轴向平面局部剖视的侧视图，其中为了更加清晰而移除了某些部分；

图5是根据本发明的其他实施方式的用于紧固燃气轮机燃烧室的隔热瓦的装置的、从底部观察且局部剖视的透视图；

图6是图5的紧固装置沿纵轴向平面局部剖视的侧视图，其中为了更加清晰而移除了某些部分。

具体实施方式

将具体参考隔热瓦对于燃气轮机螺旋形燃烧室的壳体内壁的紧固而描述本发明。但是，本发明也可以有利地应用于其他燃烧室，例如筒仓燃烧室。

参见图1，燃气轮机的燃烧室1(没有全部示出)包括螺旋形壳体2，其围绕轴线A延伸且具有第一外壳3和径向内部的第二外壳4，第一外壳3由环形壁限定，第二外壳4由基本截头圆锥形的壁限定。壳体2限定了在第一外壳3和第二外壳4之间延伸的燃烧容积V。燃烧室1设置有在内部覆盖第一外壳3和第二外壳4的隔热涂层，并且包括多个隔热瓦。在实施方式中，隔热瓦7围绕燃烧室1的轴线A沿着圆周被布置成相邻的列。

至少部分列的隔热瓦7通过紧固装置10被紧固到燃烧室1的壳体2，紧固装置10穿过设置于第一外壳3和第二外壳4中的分别的凹部17。

参见图2到4，在本发明的实施方式中，紧固装置10包括支撑体12、衬套13和耦合构件14。另外，紧固装置10支撑温度传感器15和压力传感器16。

支撑体12被配置为耦合到凹部17，凹部17在壳体2的、相对于燃烧容积V位于外侧的表面上。支撑体12还具有锁定座18和进入开口20，以接收衬套13的端部。凹部17由壳体2的壁中的贯通开口限定，例如圆形贯通开口。

支撑体12包括第一环形元件21、第二环形元件22和盖体23。

第一环形元件21具有径向向外突出的边，从而与壳体2中的凹部17的对应的边缘邻接地耦合。第二环形元件22限定了锁定座18的、与盖体23相对的侧面。另外，进入开口20被形成在第二环形元件22中，并与第一环形元件21的中央开口对齐，从而允许衬套13被插入锁定座18内。换句话说，衬套13穿过第一环形元件21和第二环形元件22被插入锁定座18。一组贝勒维尔(Belleville)垫圈25被设置在第一环形元件21和第二环形元件22之间，并允许在使用中适应燃烧室1的高温所引起的热膨胀效应。

盖体23与进入开口20相对，盖体23是杯形的且在一侧上限定了锁定座18。盖体23通过螺钉被可拆卸地紧固到第一环形元件21，并且盖体23具有贯通的第一传感器座27和贯通的第二传感器座28，从而分别地通过连接器30来紧固温度传感器15并且通过连接器31来紧固压力传感器16。贯通的第一传感器座27和贯通的第二传感器座28被设置在盖体23的底壁中且与锁定座18连通。

盖体23的中央开口32也与锁定座18连通，以允许冷却空气流入支撑体12。

衬套13内部具有螺纹，且被可拆卸地耦合到支撑体12。在实施方式中，在衬套13和支撑体12之间的耦合是插销耦合。更具体地，衬套13沿轴线B延伸，其具有基本圆柱形的形状，且在一端设置有锁定凸棱33，锁定凸棱33相对于轴线B径向延伸。衬套13能穿过凹部17从壳体2的内侧穿过进入开口20被插入锁定座18，并且可在锁定座18内、在插入位置和锁定位置之间有角度地移动，在插入位置，锁定凸棱33与进入开口20对齐并且衬套13可轴向移动，在锁定位置，锁定凸棱33被保持在锁定座18的封闭部中。锁定座18的封闭部与进入开口20连通，且被配置为接收和轴向地保持锁定凸棱33。

在实施方式中，衬套13为轴向空心的，且能使冷却空气通过。

耦合构件14被耦合到分别的隔热瓦7，并且在非限制实施方式中，耦合构件14包括：杯形体35，例如基本圆柱形的杯形体35；以及轴向空心的螺钉36。杯形体35被容纳在其中一个隔热瓦7的贯通座37内并设置有板38，板38用于锁定隔热瓦7的、限定了一部分燃烧容积V的内表面。

螺钉36被设置为穿过杯形体35的底壁，且被耦合到衬套13的、与盖体23相对的一端。特别地，螺钉36被耦合到衬套13，从而当衬套在锁定座18中处于锁定位置时，拧动螺钉36能够在壳体2的壁上以夹紧的方式拧紧第二环形元件22紧靠第一环形元件21，并且将他们两者拧紧。

如前所述，温度传感器15和压力传感器16分别通过连接器30和连接器31被紧固到第一传感器座27和第二传感器座28。贯通的第一传感器座27和贯通的第二传感器座28被设置在盖体23的底壁中，且与锁定座18连通。

在实施方式中，温度传感器15是热电偶，且包括端头15a和电连接线15b，以用于连接到传感电路15c，传感电路15c在图4中示意地示出。

压力传感器16包括压力入口16a和射流连接线16b，以用于连接到压力变送器16c，压力变送器16c在图4中示意地示出。

电连接线15b和射流连接线16b分别在第一传感器座27和第二传感器座28中延伸穿过盖体23，然后穿过锁定座18。然后，电连接线15b和射流连接线16b靠近衬套13延伸、穿过衬套13处于锁定位置时进入开口20仍保持空余的部分。

由端头15a和压力入口16a分别限定温度传感器15和压力传感器16的传感构件，该传感构件被布置在电连接线15b和射流连接线16b的、靠近隔热瓦7的端部。

紧固装置10允许数值探测传感器被容易地布置在燃烧室1的壳体2的内侧，而不需要通过为传感器开孔而改变壳体2的结构。另外，多个点可用于安装传感器。事实上，有可能选择用于定位传感器的最便捷的位置，同时考虑到操作者容易接近，或者，替换地，可以安装成组的传感器，以通过这些传感器获得一系列的测量结果，例如关于燃烧对称性的信息，不管怎样，可以获得更精确的数据。

传感器可以被永久地安装，或者，如果传感器是基于环境优选的，则仅临时地安装传感器，从而执行测量。可以通过从座27、28中抽出连接器30、31或者通过以没有传感器的盖体替换盖体23(以及紧固在上面的传感器15、16)来容易地拆卸传感器。

图5和6中示出了本发明的不同实施方式，其中用于紧固燃气轮机燃烧室的隔热瓦的装置以附图标记110表示。

紧固装置110包括支撑体112、衬套113和耦合构件114。衬套113和耦合构件114与参考图2-4所描述过的基本相同。

特别地，衬套113穿过进入开口120被可拆卸地插入支撑体112中的锁定座118，衬套113内部具有螺纹且是轴向空心的，并具有沿相对于支撑体112的方向突出的端部。

耦合构件114被耦合到分别的隔热瓦7，并且在非限制实施方式中，耦合构件114包括基本圆柱形的杯形体135和轴向空心的螺钉136。杯形体135被容纳在其中一个隔热瓦7的贯通座37内并设置有板138，以用于将板138锁定在隔热瓦7的、限定了一部分燃烧容积V的内表面上。

螺钉136被设置为穿过杯形体135的底壁，且被耦合到衬套113的、从进入开口120突出的端部。

支撑体112包括第一环形元件121和第二环形元件122以及盖体123，第一环形元件121和第二环形元件122和前面描述过的第一环形元件21和第二环形元件22基本相同。

盖体123是杯形的，且在一侧上限定了锁定座118。盖体123被可拆卸地紧固到第一环形元件121，并具有传感器座127，以用于通过连接器130紧固传感器115。传感器座127被设置在盖体123的底壁中，且与锁定座118连通。

开口132径向地跨过盖体123。开口132与锁定座118连通，且允许冷却空气流入支撑体112。

传感器115(例如温度传感器或压力传感器)通过连接器130被耦合到传感器座127，并具有传感构件115a和连接线115b。传感构件115a(例如热电偶的端头或压力入口，根据所使用的传感器的类型)被布置在连接线115b(例如电连接线或射流连接线)的一端。在实施方式中，连接线115b延伸穿过传感器座127和一部分锁定座118，另外还穿过与传感器座127对准的衬套113和螺钉136。所以，传感构件115a直接面对燃烧室的燃烧容积V，而没有隔热瓦7的介入。

此外，在这种情况下，传感器115可以根据需要以临时或永久的方式被安装。在临时安装的情况下，盖体123可以被拆除并用没有传感器的盖体取代。

另外，在燃烧室中，能使用具有不同传感器的紧固装置。例如，部分紧固装置可包括温度传感器，并且部分紧固装置可以包括压力传感器。

最终，清楚的是，在不超出所附权利要求所阐述的本发明的保护范围的前提下，可以对于前述紧固装置进行修改和变形。

特别地，耦合构件不需要具有设置有板且在中间被连接到分别的隔热瓦的圆柱杯形体的上述形状。相反，可以使用具有任何可行的配置的耦合装置(以及分别的耦合构件)，只要它们适合于在燃烧室的壳体上保持分别的隔热瓦。

可以使用能探测燃烧室运行数值的任何类型的传感器，上述类型的温度传感器和压力传感器不是唯一可行的方案。此外如前所述，在相同的燃烧室中，可以使用装配有彼此不同的各种类型传感器的不同紧固装置。

Claims (16)

1.一种用于燃气轮机的燃烧室的隔热瓦的紧固装置，其特征在于，其包括：

支撑体(12；112)，其设置有盖体(23；123)，且被配置为耦合到燃气轮机的燃烧室(1)的壁的凹部(17)；

耦合构件(14；114)，其在与盖体(23；123)相对的一端被连接到支撑体(12；112)，且被配置为穿过壁被耦合到燃烧室(1)的隔热瓦(7)；以及

至少一个传感器(15、16；115)，其被连接到盖体(23；123)，并具有连接线(15b、16b；115b)和传感构件(15a、16a；115a)，连接线(15b、16b；115b)延伸穿过支撑体(12；112)，传感构件(15a、16a；115a)在连接线(15b、16b；115b)的一端。

2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于：

支撑体(12；112)具有锁定座(18；118)和用于进入锁定座(18；118)的进入开口(20；120)；

盖体(23；123)与进入开口(20；120)相对，且在一侧上限定了锁定座(18；118)；

带螺纹的衬套(13；113)穿过进入开口(20；120)被可拆卸地插入在锁定座(18；118)中；并且

耦合构件(14；114)通过螺钉(36；136)被连接到衬套(13；113)。

3.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，连接线(15b、16b；115b)至少延伸穿过盖体(23；123)和衬套(13；113)的锁定座(18；118)。

4.根据权利要求2所述的紧固装置，其包括第一传感器(15)和第二传感器(16)，第一传感器(15)和第二传感器(16)分别具有第一连接线(15b)和第二连接线(16b)，其特征在于：

盖体(23)包括贯通的第一传感器座(27)和贯通的第二传感器座(28)，第一传感器座(27)和第二传感器座(28)被设置在底壁中且与锁定座(18)连通；

第一传感器(15)和第二传感器(16)分别具有被耦合到第一传感器座(27)和第二传感器座(28)的第一连接器(30)和第二连接器(31)；并且

第一连接线(15b)和第二连接线(16b)分别延伸穿过第一传感器座(27)和第二传感器座(28)，并在衬套(13)附近延伸。

5.根据权利要求4所述的紧固装置，其特征在于，第一连接线(15b)和第二连接线(16b)延伸穿过进入开口(20)。

6.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于：

盖体(123)包括贯通的传感器座(127)，其被居中地设置在底壁上且与锁定座(118)连通；

传感器(115)具有被耦合到传感器座(127)的连接器(130)；并且

连接线(115b)延伸穿过传感器座(127)。

7.根据权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，螺钉(136)是轴向空心的且与传感器座(127)对准，并且连接线(115b)延伸穿过螺钉(136)。

8.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于：

支撑体(12；112)包括第一环形元件(21；121)和第二环形元件(22；122)，第一环形元件(21；121)和第二环形元件(22；122)限定了锁定座(18；118)的、与盖体(23；123)相对的一个侧面；

进入开口(20；120)被设置在第二环形元件(22；122)中；并且

衬套(13；113)被插入穿过第一环形元件(21；121)和第二环形元件(22；122)。

9.根据权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，第一环形元件(21；121)径向向外突出，从而设置为与燃烧室(1)的壁(2)的凹部(17)的边缘邻接，以致当耦合构件(14；114)被耦合到隔热瓦(7)时，拧动螺钉(36；136)能够拧紧第二环形元件(22；122)紧靠第一环形元件(21；121)。

10.根据权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，其包括一组贝勒维尔垫圈(25)，贝勒维尔垫圈(25)位于第一环形元件(21；121)和第二环形元件(22；122)之间。

11.根据权利要求8所述的紧固装置，其特征在于，盖体(23；123)被可拆卸地紧固到第一环形元件(21；121)。

12.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于：

衬套(13)设置有径向锁定凸棱(33)；

锁定座(18)具有封闭部，封闭部与进入开口(20)连通且适合于接收并轴向地保持径向锁定凸棱(33)；并且

衬套(13)可在锁定座(18)中可在插入位置和锁定位置之间有角度地移动，在插入位置，径向锁定凸棱(33)与进入开口(20)对准，并且衬套(13)可径向移动，在锁定位置，径向锁定凸棱(33)被保持在锁定座(18)的封闭部内。

13.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，传感器(15)是温度传感器，传感构件(15a)包括热电偶，并且连接线(15b)是电连接线。

14.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，传感器(15、16；115)是压力传感器，传感构件(16a)包括压力入口，并且连接线(16b)是射流连接线。

15.一种燃气轮机的燃烧室，其包括壳体(2)和多个隔热瓦(7)，多个隔热瓦(7)被布置在壳体(2)的内表面上，其特征在于，隔热瓦(7)通过根据权利要求1所述的至少一个紧固装置(10；110)被紧固到壳体(2)。

16.根据权利要求15所述的燃烧室，其特征在于，支撑体(12；112)被紧固到壳体(2)的外表面，盖体(23；123)在壳体(2)的外侧，并且衬套(13；113)可通过孔插入壳体(2)的内侧并且从中抽出。