CN109654532B

CN109654532B - 一种端盖组件

Info

Publication number: CN109654532B
Application number: CN201811534855.7A
Authority: CN
Inventors: 邵志强; 赵凯岚; 陈明禄
Original assignee: AECC Shenyang Engine Research Institute
Current assignee: AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: CN109654532A

Abstract

本申请属于燃气轮机燃烧室端盖组件设计技术领域，具体涉及一种端盖组件，包括：挡溅盘，其上开设有多个第一通孔；冲击盘，与挡溅盘相对设置，其上开设有多个第二通孔以及多个第一进流通孔；挡环，设置在挡溅盘与冲击盘之间，与挡溅盘、冲击盘之间形成冲击腔；各个第一进流通孔与冲击腔连通；多个外筒，每个外筒的一端穿过一个第二通孔设置在一个第一通孔中，且其上开设有冲击孔；多个内筒，每个内筒设置在一个外筒内部，且与该外筒之间形成环形冲击道，该外筒上的冲击孔连通该环形冲击道与冲击腔；多个环形堵盖，每个环形堵盖设置在一个环形冲击通道远离挡溅盘的一端，用于封堵该端。

Description

一种端盖组件

技术领域

本申请属于燃气轮机燃烧室端盖组件设计技术领域，具体涉及一种端盖组件。

背景技术

燃气轮机环形燃烧室，设置端盖组件将空气及燃料引入燃烧室燃烧区进行燃烧，随着技术的发展，对燃气轮机燃烧室出口温度的要求不断提高，其温度的提高易使壁面被烧蚀，尤其是在燃烧室起动过程中需要经历初级运行模式，初级运行模式中，环形燃烧室内主要以扩散燃烧的方式燃烧，其火焰温度极高，易使壁面烧蚀严重。

当前，为降低燃烧火焰对壁面的烧蚀，在端盖组件靠近燃烧室的一侧设置挡溅盘，通过冷却空气直接冲击挡溅盘的形式进行冷却，以此降低壁面温度，避免被烧蚀，延长使用寿命，其中，冲击挡溅盘的冷却空气通过挡溅盘上开设的冷却孔直接进入燃烧区，与其内燃料气发生混合，以扩散燃烧的方式进行燃烧，采用该种技术方案，存在以下缺陷：

（1）冷却空气冲击挡溅盘后直接通过其上的冷却孔进入燃烧区，冷却空气利用率低，冷却效果不佳；

（2）需要大量的冷却空气，在可供利用的空气量一定的情况下，相对降低了用于预混的空气量，使预混燃烧的比例降低，扩散燃烧的比例相对增加，不利于降低燃气轮机污染物的排放；

（3）冲击挡溅盘的大量冷却空气直接由其上冷却孔进入燃烧区，容易在其壁面附近形成低温区，使壁面附近火焰猝熄，产生大量的二氧化碳，甚至影响燃烧区燃烧的稳定性。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供一种端盖组件，以克服或减轻上述至少一方面的问题。

本申请的技术方案是：

一种端盖组件，包括：

挡溅盘，其上开设有多个第一通孔；

冲击盘，与挡溅盘相对设置，其上开设有多个第二通孔以及多个第一进流通孔；

挡环，设置在挡溅盘与冲击盘之间，与挡溅盘、冲击盘之间形成冲击腔；各个第一进流通孔与冲击腔连通；

多个外筒，每个外筒的一端穿过一个第二通孔设置在一个第一通孔中，且其上开设有冲击孔；

多个内筒，每个内筒设置在一个外筒内部，且与该外筒之间形成环形冲击道，该外筒上的冲击孔连通该环形冲击道与冲击腔；

多个环形堵盖，每个环形堵盖设置在一个环形冲击通道远离挡溅盘的一端，用于封堵该端。

根据本申请的至少一个实施例，每个外筒上开设有第二进流通孔，第二进流通孔位于冲击腔外侧。

根据本申请的至少一个实施例，上述端盖组件还包括多个第一扰流肋，设置在冲击腔内，且与挡溅盘连接，与冲击盘之间具有第一扰流间隙。

根据本申请的至少一个实施例，上述端盖组件还包括多个第二扰流肋，设置在冲击腔内，且与冲击盘连接，与挡溅盘之间具有第二扰流间隙。

根据本申请的至少一个实施例，上述端盖组件还包括多个支撑肋，设置在冲击腔内，且与挡溅盘及冲击盘连接，各个支撑肋交错分布。

根据本申请的至少一个实施例，每个外筒设置第一通孔的一端与挡溅盘背向冲击盘的一侧平齐。

根据本申请的至少一个实施例，每个内筒背向环形堵盖的一端与挡溅盘背向冲击盘的一侧平齐。

根据本申请的至少一个实施例，每个外筒上开设有多个冲击孔；

每个外筒上的各个冲击孔沿该外筒周向均匀分布。

根据本申请的至少一个实施例，每个外筒上开设有多个第二进流通孔；

每个外筒上的各个第二进流通孔沿该外筒轴向分为多排。

根据本申请的至少一个实施例，每个外筒上各排的各个第二进流通孔该外筒周向均匀分布。

本申请至少存在以下有益技术效果：提供了一种端盖组件，其可避免了冷却空气冲击冷却挡溅盘后直接进人燃烧室燃烧区，从而能够壁面由此产生的壁面附近火焰猝熄，提高燃烧室燃烧区燃烧的稳定性，且可充分利用冷却空气的冷却能力，提高其冷却效率，以及在一定程度上提高预混燃烧的比例。

附图说明

图1是本申请实施例提供的端盖组件的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的挡溅盘的结构示意图；

其中：

1-挡溅盘；2-冲击盘；3-挡环；4-外筒；5-内筒；6-环形堵盖；7-第一扰流肋；8-支撑肋；9-冲击孔；10-第二通孔；11-第一进流通孔；12-冲击腔；13-环形冲击道；14-第二进流通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。

一种端盖组件，包括：

挡溅盘1，其上开设有多个第一通孔；

冲击盘2，与挡溅盘1相对设置，其上开设有多个第二通孔10以及多个第一进流通孔11；

挡环3，设置在挡溅盘1与冲击盘2之间，与挡溅盘1、冲击盘2之间形成冲击腔12；各个第一进流通孔11与冲击腔12连通；

多个外筒4，每个外筒4的一端穿过一个第二通孔10设置在一个第一通孔中，且其上开设有冲击孔9；

多个内筒5，每个内筒5设置在一个外筒4内部，且与该外筒4之间形成环形冲击道13，该外筒4上的冲击孔9连通该环形冲击道13与冲击腔12；

多个环形堵盖6，每个环形堵盖6设置在一个环形冲击通道远离挡溅盘1的一端，用于封堵该端。

对于上述端盖组件，在其应用时，设置第一进流通孔11背向冲击腔的一端与空气源连通；环形冲击道背向环形堵盖6的一端与燃烧室燃烧区连通；内筒5远离挡溅盘1的一端与空气源及燃料源连通，另一端与燃烧室燃烧区连通。

上述端盖组件在其工作时，部分空气作为预混空气进入各个内筒5，在内筒5中充分掺混，形成预混气体，并向燃烧室燃烧区流动；部分空气作为冷却气体通过第一进流通孔11进入冲击腔12，形成挡溅盘1的冲击冷却气流，对挡溅盘1进行冷却，其后经冲击孔9进入环形冲击道13，环形冲击道13进入燃烧区。

对于上述端盖组件，本领域技术人员容易理解地是，挡溅盘1上没有开设冷却孔，冲击挡溅盘1后的冲击冷却气流不能够直接进入燃烧室燃烧区，由此避免了在壁面形成直接的低温区；冷却气流冲击冷却挡溅盘1后，在设定的冲击腔12内流动、分配，经冲击孔9进入各个环形冲击道13，其后沿环形冲击道13进入燃烧室燃烧区，设计冷却气流该种流动路径：

一方面冷却气流冲击挡溅盘1后，在设定的冲击腔内流动，可进一步吸收挡溅盘1上的热量，降低挡溅盘1的壁面温度，提高冷却气流的利用率，增强其冷却效果；

另一方面冷却气流分配进入各个环形冲击道13，进一步充分利用冷却气流对内筒5进行冲击冷却，防止燃烧室燃烧区向内筒5内回火，或至少减轻内筒5内预混气体发生燃烧对内筒5的烧蚀；

此外，冷去气流该种流动路径，可使其充分吸收热量，提高其进入燃烧室燃烧区时的温度，利于燃料气在燃烧室燃烧区的稳定燃烧，及利于对燃烧室燃烧区的温度控制；

冷去气流该种流动路径，更进一步地有益效果是，其可与来自内筒5的预混气体同步进入燃烧室燃烧区，且分别包裹自各个内筒5流出的预混气体，其能够分别与自各个内筒5流出的预混气体发生一定程度的预混，在空气量一定的条件下，实现对空气的充分利用，以及提高预混燃烧的比例，降低污染物的排放。

在一些可选的实施例中，每个外筒4上开设有第二进流通孔14，第二进流通孔14位于冲击腔12外侧。

在上述端盖组件应用时，设置第二进流通孔14与空气源连通，其工作时，部分空气直接经第二流通通孔进入环形冲击道13，对内筒5进行冲击冷却，对此，有益的是，可有效降低内筒5的壁温，及有效遏制预混气体在内筒5内燃烧。

在一些可选的实施例中，上述端盖组件还包括多个第一扰流肋7，设置在冲击腔12内，且与挡溅盘1连接，与冲击盘2之间具有第一扰流间隙。

设置上述第一扰流肋7，有益的是，其可增加冷却空气在冲击腔12内流动的紊流性，从而提高其对挡溅盘的冷却效果，提高冷却空气的利用率。

在一些可选的实施例中，上述端盖组件还包括多个第二扰流肋，设置在冲击腔12内，且与冲击盘2连接，与挡溅盘1之间具有第二扰流间隙。

在一些可选的实施例中，上述端盖组件还包括多个支撑肋8，设置在冲击腔12内，且与挡溅盘1及冲击盘2连接，各个支撑肋8交错分布。

在一些可选的实施例中，每个外筒4设置第一通孔的一端与挡溅盘1背向冲击盘2的一侧平齐。

在一些可选的实施例中，每个内筒5背向环形堵盖6的一端与挡溅盘1背向冲击盘2的一侧平齐。

在一些可选的实施例中，每个外筒4上开设有多个冲击孔9；

每个外筒4上的各个冲击孔9沿该外筒4周向均匀分布。

在一些可选的实施例中，每个外筒4上开设有多个第二进流通孔14；

每个外筒4上的各个第二进流通孔14沿该外筒4轴向分为多排。

在一些可选的实施例中，每个外筒4上各排的各个第二进流通孔14该外筒4周向均匀分布。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种端盖组件，其特征在于，包括：

挡溅盘（1），其上开设有多个第一通孔；

冲击盘（2），与所述挡溅盘（1）相对设置，其上开设有多个第二通孔（10）以及多个第一进流通孔（11）；

挡环（3），设置在所述挡溅盘（1）与所述冲击盘（2）之间，与所述挡溅盘（1）、所述冲击盘（2）之间形成冲击腔（12）；各个所述第一进流通孔（11）与所述冲击腔（12）连通；

多个外筒（4），每个所述外筒（4）的一端穿过一个所述第二通孔（10）设置在一个所述第一通孔中，且其上开设有冲击孔（9）；

多个内筒（5），每个所述内筒（5）设置在一个所述外筒（4）内部，且与该外筒（4）之间形成环形冲击道（13），该外筒（4）上的所述冲击孔（9）连通该环形冲击道（13）与所述冲击腔（12）；

多个环形堵盖（6），每个所述环形堵盖（6）设置在一个所述环形冲击通道远离所述挡溅盘（1）的一端，用于封堵该端。

2.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述外筒（4）上开设有第二进流通孔（14），所述第二进流通孔（14）位于所述冲击腔（12）外侧。

3.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

还包括多个第一扰流肋（7），设置在所述冲击腔（12）内，且与所述挡溅盘（1）连接，与所述冲击盘（2）之间具有第一扰流间隙。

4.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

还包括多个第二扰流肋，设置在所述冲击腔（12）内，且与所述冲击盘（2）连接，与所述挡溅盘（1）之间具有第二扰流间隙。

5.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

还包括多个支撑肋（8），设置在所述冲击腔（12）内，且与所述挡溅盘（1）及所述冲击盘（2）连接，各个所述支撑肋（8）交错分布。

6.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述外筒（4）设置所述第一通孔的一端与所述挡溅盘（1）背向所述冲击盘（2）的一侧平齐。

7.根据权利要求6所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述内筒（5）背向所述环形堵盖（6）的一端与所述挡溅盘（1）背向所述冲击盘（2）的一侧平齐。

8.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述外筒（4）上开设有多个所述冲击孔（9）；

每个所述外筒（4）上的各个所述冲击孔（9）沿该外筒（4）周向均匀分布。

9.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述外筒（4）上开设有多个所述第二进流通孔（14）；

每个所述外筒（4）上的各个所述第二进流通孔（14）沿该外筒（4）轴向分为多排。

10.根据权利要求9所述的端盖组件，其特征在于，

每个所述外筒（4）上各排的各个所述第二进流通孔（14）该外筒（4）周向均匀分布。