CN113701193A - 一种燃气轮机火焰筒 - Google Patents

Abstract

本申请属于燃气轮机燃烧室火焰筒结构设计技术领域，具体涉及一种燃气轮机火焰筒，其特征在于，包括：火焰筒内壁；火焰筒外壁，套设在火焰筒内壁外周，其前端与火焰筒内壁前端连接，连接部位间具有多个沿周向分布的头部转接口；多个燃气轮机火焰筒头部，每个燃气轮机火焰筒头部的头部转接段的出口对应与一个头部转接口对接；火焰筒内壁以及火焰筒外壁上具有多个气膜孔、冲击孔；火焰筒内壁以及火焰筒外壁上的各个气膜孔、冲击孔沿轴向分为多排，各排气膜孔、冲击孔沿轴向间隔分布，沿周向交错分布。

Description

一种燃气轮机火焰筒

技术领域

本申请属于燃气轮机燃烧室火焰筒结构设计技术领域，具体涉及一种燃气轮机火焰筒头部及其火焰筒。

背景技术

燃气轮机火焰筒包括火焰筒内壁、套设在火焰筒内壁外周的火焰筒外壁，以及多个在火焰筒内壁、外壁前端间沿周向设置的燃气轮机火焰筒头部，其中，燃气轮机火焰筒头部包括轴向旋流器；文氏管，其进口与轴向旋流器的旋流出口对接；径向旋流器，套接在文氏管外周；头部转接段，其进口连接到径向旋流器，出口连接在火焰筒内壁、外壁前端间。

上述的燃气轮机火焰筒存在以下缺陷：

1)为了降低轴向旋流器的进气流阻，设计轴向旋流器的旋流出口向文氏管轴线方向倾斜，致使在轴向旋流器的旋流出口、文氏管入口间存在气流死区的夹角部位，该部位处易产生停留旋涡，以及长时间工作易产生积碳；

2)火焰筒内壁、外壁间的高温区靠近燃气轮机火焰筒头部，易烧蚀头部转接段的进口部位，且转接段进口部位沿轴向存在较大的温度梯度易产生裂纹；

3)轴向旋流器为燃气轮机火焰筒头部的主旋流器，火焰筒出口气流偏向轴向旋流器的旋流方向，偏离燃气轮机火焰筒头部的轴线，使火焰筒内壁、外壁对应区域在周向上存在较大的温度梯度，易发生断裂；

4)火焰筒内壁向外壁方向倾斜，致使其内高温区偏向火焰筒内壁，火焰筒内壁具有相对较高的温度，且易在火焰筒内壁后端部位形成超高温区，致使火焰筒内壁被烧蚀；

5)为了避免火焰筒内壁、外壁被烧蚀，在火焰筒内壁、外壁上冲击孔或气膜孔，其中，冲击孔引入空气对于火焰筒内壁、外壁具有较好的冲击冷却效果，但其扩散性较差，仅能够对其所在部位的局部进行冷却，而为了保证火焰筒内壁、外壁的刚度，不宜在其上开设数量较多的冲击孔；气膜孔引入空气，附着在火焰筒内壁、外壁上具有较好的扩散效果，可冷却较大的面积，但其冷却效果相对较差，难以满足火焰筒内壁、外壁的冷却需求。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种燃气轮机火焰筒头部及其火焰筒，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种燃气轮机火焰筒头部，包括：

轴向旋流器；

文氏管，其进口与轴向旋流器的旋流出口对接；轴向旋流器的旋流出口向其与文氏管间的夹角部位倾斜；

径向旋流器，套接在文氏管外周；

头部转接段，其进口连接到径向旋流器；

导流筒，在头部转接段内设置，其进口与径向旋流器的旋流出口对接；文氏管的出口伸入导流筒。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，轴向旋流器旋流出口的轴线、文氏管的轴线间的夹角位于1～3°。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，轴向旋流器旋流出口的边缘相接于其与文氏管间的夹角部位。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，还包括：

挡盘，其盘心套接在导流筒外周，沿头部转接段的内壁伸展。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，头部转接段上对应挡盘的部位上开设有多个冷却孔。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，各个冷却孔沿头部转接段轴向分为多排；

各排冷却孔的直径，向头部转接段的出口方向逐渐增大。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒头部中，还包括：

导流环，其一端连接在头部转接段外周，另一端向轴向旋流器方向伸展，且该端直径逐渐收缩，包覆轴向旋流器外周。

另一方面提供一种燃气轮机火焰筒，包括：

火焰筒内壁；

火焰筒外壁，套设在火焰筒内壁外周，其前端与火焰筒内壁前端连接，连接部位间具有多个沿周向分布的头部转接口；

多燃气轮机火焰筒头部，燃气轮机火焰筒头部的头部转接段的出口对应与一个头部转接口对接。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上具有多个气膜孔、冲击孔；

火焰筒内壁以及火焰筒外壁上的各个气膜孔、冲击孔沿轴向分为多排，各排气膜孔、冲击孔沿轴向间隔分布，沿周向交错分布。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，还包括：

多个内壁环形气膜舌，连接在火焰筒内壁上，与火焰筒内壁间形成内壁气隙；每个内壁气隙向后开口，对应与火焰筒内壁上的一排气膜孔连通，以及与该排气膜孔后方的一排冲击孔连通；

多个外壁环形气膜舌，连接在火焰筒外壁上，与火焰筒外壁间形成外壁气隙；每个外壁气隙向后开口，对应与火焰筒外壁上的一排气膜孔连通，以及与该排气膜孔后方的一排冲击孔连通。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，各个内壁环形气膜舌与火焰筒内壁间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡；

各个外壁环形气膜舌与火焰筒外壁间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上靠近前端的部位具有多个相对的主燃孔；

火焰筒内壁以及火焰筒外壁上每对相对的主燃孔正对一个燃气轮机火焰筒头部的轴线。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上每个主燃孔后方的各排冲击孔中，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径最大，偏向对应火焰筒轴向旋流器旋流方向部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器旋流方向部分的直径最小。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上靠近后端的部位具有多对相对的掺混孔；

火焰筒内壁以及火焰筒外壁上的每对掺混孔分布在一个燃气轮机火焰筒头部轴线的两侧。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上每对掺混孔后方的各排冲击孔中，位于对应火焰筒轴向旋流器旋流方向掺混孔后方部分的直径最大，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器旋流方向掺混孔后方部分的直径最小。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁后端向火焰筒外壁方向倾斜；

火焰筒内壁上各对掺混孔的直径，大于火焰筒外壁上对应对掺混孔的直径。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁上靠近后端的部位具有多处发散冷却小孔；

每处发散冷却小孔与一个火焰筒对应，在对应火焰筒轴向旋流器的旋流方向上分布。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，每处发散冷却小孔分为多组，每组发散冷却小孔与各排气膜孔及其冲击孔沿轴向间隔分布，开孔面积向火焰筒内壁后端方向逐渐增大。

根据本申请的至少一个实施例，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁上靠近后端的部位具有多处发散冷却平衡孔；

每处发散冷却平衡孔与一个火焰筒对应，在背向对应火焰筒轴向旋流器的旋流方向上分布，开孔面积小于对应处的发散冷却小孔。

本申请至少具有以下有益技术效果：

一方面提供一种燃气轮机火焰筒头部，其设计导流筒对来自文氏管的掺混气体、来自径向旋流器的空气进行混合，导流至火焰筒内壁、火焰筒外壁间扩散燃烧，可使火焰筒内壁、火焰筒外壁间扩散燃烧的高温区远离燃气轮机火焰筒头部，避免将头部转接段的进口部位烧蚀，此外，其设计轴向旋流器的旋流出口向其与文氏管2间的夹角部位倾斜，经轴向旋流器进入文氏管的空气可吹向夹角部位，可带走夹角部位产生的停留旋涡，以及能够及时的将夹角部位的积碳吹走。

另一方面提供一种火焰筒，其设计在火焰筒内壁以及火焰筒外壁上均开设有多个气膜孔、冲击孔，且设计火焰筒内壁以及火焰筒外壁上的各个气膜孔、冲击孔均沿轴向分为多排，各排气膜孔、冲击孔沿轴向间隔分布，沿周向交错分布，以此可以充分利用气膜孔引入空气扩散效果好，可冷却较大面积，以及冲击孔引气空气冲击冷却效果好的优势，使气膜孔、冲击孔间优势互补，在不严重削弱火焰筒内壁、火焰筒外壁刚度的情形下，满足火焰筒内壁、火焰筒外壁的冷却需求，此外，火焰筒内壁以及火焰筒外壁上的各个气膜孔、冲击孔沿周向交错分布，可避免气膜孔、冲击孔间引入空气发生干涉，削弱对火焰筒内壁、火焰筒外壁的冷却效果。

附图说明

图1是本申请实施例提供的燃气轮机火焰筒的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的燃气轮机火焰筒头部的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的挡盘的示意图；

图4是本申请实施例提供的火焰筒内壁的局部视图；

其中：

1-轴向旋流器；2-文氏管；3-径向旋流器；4-头部转接段；5-导流筒；6-挡盘；7-导流环；8-火焰筒内壁；9-火焰筒外壁；10-内壁环形气膜舌；11-外壁环形气膜舌；

A-冷却孔；B-气膜孔；C-冲击孔：D-主燃孔；E-掺混孔；F-发散冷却小孔；G-发散冷却平衡孔。

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。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，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，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，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。

一方面提供一种燃气轮机火焰筒头部，包括：

轴向旋流器1；

文氏管2，其进口与轴向旋流器1的旋流出口对接；轴向旋流器1的旋流出口向其与文氏管2间的夹角部位倾斜；

径向旋流器3，套接在文氏管2外周；

头部转接段4，其进口连接到径向旋流器4；

导流筒5，在头部转接段4内设置，其进口与径向旋流器3的旋流出口对接；文氏管2的出口伸入导流筒5。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员可以理解的是，其头部转接段4可与火焰筒内壁8、火焰筒外壁9前段间的头部转接口对接，来自外部的空气一部分可经轴向旋流器1进入文氏管1，与进入文氏管1的燃油发生掺混，其后流入导流筒5，同时部分空气可经径向旋流器3进入导流筒5，与来自文氏管1的掺混气体进一步混合，自导流筒5流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧，如图2所示。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员还可以理解的是，其设计导流筒5对来自文氏管1的掺混气体、来自径向旋流器3的空气进行混合，导流至火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧，可使火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧的高温区远离燃气轮机火焰筒头部，避免将头部转接段4的进口部位烧蚀。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员还可以理解的是，其设计轴向旋流器1的旋流出口向其与文氏管2间的夹角部位倾斜，经轴向旋流器1进入文氏管1的空气可吹向夹角部位，可带走夹角部位产生的停留旋涡，以及能够及时的将夹角部位的积碳吹走。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，轴向旋流器1旋流出口的轴线、文氏管2的轴线间的夹角位于1～3°。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员可以理解的是，为了避免经轴向旋流器1进入文氏管1空气产生较大流阻，不宜设计轴向旋流器1的旋流出口向其与文氏管2间的夹角部位倾斜的角度过大，设计轴向旋流器1旋流出口的轴线、文氏管2的轴线间的夹角位于1～3°较为适宜。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，轴向旋流器1旋流出口的边缘相接于其与文氏管2间的夹角部位，使经轴向旋流器1旋流出口进入文氏管1的空气可直接吹向轴向旋流器1与文氏管2间的夹角部位，将带走夹角部位产生的停留旋涡，以及能够及时的将夹角部位的积碳吹走。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，还包括：

挡盘6，其盘心套接在导流筒5外周，沿头部转接段4的内壁伸展，以避免火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧的高温区，将头部转接段4的进口部位烧蚀。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，头部转接段4上对应挡盘6的部位上开设有多个冷却孔A。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员可以理解的是，其在头部转接段4上对应挡盘6的部位上开设有多个冷却孔A，外部空气一部分可经多个冷却孔A流入转接段4内，冲击挡盘6，如图2所示，一方面可为挡盘6降温，避免挡盘6被烧蚀，另一方面可冷却头部转接段4，进一步避免头部转接段4的进口部位被烧蚀，此外，冲击挡盘6后的空气，可自头部转接段4、挡盘6间的缝隙流出，与导流筒5流出的气体发生混合，使火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧的高温区进一步远离燃气轮机火焰筒头部，且未对轴向旋流器1、径向旋流器3的形态进行改变，不会较大改变火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧的回流区。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，各个冷却孔A沿头部转接段4轴向分为多排；

各排冷却孔A的直径，向头部转接段4的出口方向逐渐增大。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒头部，领域内技术人员可以理解的是，其设计冷却孔的直径越靠近头部转接段4出口越大，相应的能够引入的空气流量越大，一方面可增加对转接段4相应部位的冷却效果，降低转接段4进口部位沿轴向的温度梯度，避免产生裂纹，另一方面，越靠近头部转接段4出口，对引入空气的阻力越小，可保证较大量的空气能够自该部位引入，使火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧充分，且远离燃气轮机火焰筒头部，避免将头部转接段4的进口部位烧蚀。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒头部中，还包括：

导流环7，其一端连接在头部转接段4外周，另一端向轴向旋流器1方向伸展，且该端直径逐渐收缩，包覆轴向旋流器1外周。

另一方面提供燃气轮机一种火焰筒，包括：

火焰筒内壁8；

火焰筒外壁9，套设在火焰筒内壁8外周，其前端与火焰筒内壁8前端连接，连接部位间具有多个沿周向分布的头部转接口；

多个燃气轮机火焰筒头部，燃气轮机火焰筒头部的头部转接段4的出口对应与一个头部转接口对接；火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上具有多个气膜孔B、冲击孔C；

火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上的各个气膜孔B、冲击孔C沿轴向分为多排，各排气膜孔B、冲击孔C沿轴向间隔分布，沿周向交错分布。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，其设计在火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上均开设有多个气膜孔B、冲击孔C，且设计火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上的各个气膜孔B、冲击孔C均沿轴向分为多排，各排气膜孔B、冲击孔C沿轴向间隔分布，沿周向交错分布，如图4所示，以此可以充分利用气膜孔B引入空气扩散效果好，可冷却较大面积，以及冲击孔引气空气冲击冷却效果好的优势，使气膜孔B、冲击孔C间优势互补，在不严重削弱火焰筒内壁8、火焰筒外壁9刚度的情形下，满足火焰筒内壁8、火焰筒外壁9的冷却需求，此外，火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上的各个气膜孔B、冲击孔C沿周向交错分布，可避免气膜孔B、冲击孔C间引入空气发生干涉，削弱对火焰筒内壁8、火焰筒外壁9的冷却效果。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，还包括：

多个内壁环形气膜舌10，连接在火焰筒内壁8上，与火焰筒内壁8间形成内壁气隙；每个内壁气隙向后开口，对应与火焰筒内壁8上的一排气膜孔B连通，以及与该排气膜孔B后方的一排冲击孔C连通，以限制自该排气膜孔B、冲击孔C引入的空气向后流出，有效保证该排气膜孔B引入的空气能够附着在火焰筒内壁8上形成气膜，以及避免自该排冲击孔C引入的空气直接冲击到火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间，对火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间的扩散燃烧造成扰动；

多个外壁环形气膜舌11，连接在火焰筒外壁9上，与火焰筒外壁9间形成外壁气隙；每个外壁气隙向后开口，对应与火焰筒外壁8上的一排气膜孔B连通，以及与该排气膜孔B后方的一排冲击孔C连通，以限制自该排气膜孔B、冲击孔C引入的空气向后流出，有效保证该排气膜孔B引入的空气能够附着在火焰筒外壁9上形成气膜，以及避免自该排冲击孔C引入的空气直接冲击到火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间，对火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间的扩散燃烧造成扰动。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，各个内壁环形气膜舌10与火焰筒内壁8间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡，以降低局部应力集中；

各个外壁环形气膜舌11与火焰筒外壁9间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡，以降低局部应力集中。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上靠近前端的部位具有多个相对的主燃孔D；

火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上每对相对的主燃孔D正对一个燃气轮机火焰筒头部的轴线，自该处引入空气，可进行局部降温，以及阻断对应燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，使混合气流在火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间前端部位进行充分燃烧。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上每个主燃孔D后方的各排冲击孔C中，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径最大，偏向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向部分的直径最小。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，自各个燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，在前端部位并未因轴向旋流器1的作用严重偏离燃气轮机火焰筒头部的轴线，其高温区靠近各个燃气轮机火焰筒头部轴线，设计火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上每个主燃孔D后方的各排冲击孔C中，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径最大，可在该处引入较大量的空气，以具有较大的冷却效果，偏向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向部分的直径次大，可在该处引入相对较大量的空气，以具有相对较大的冷却效果，背向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向部分的直径最小，在该处引入空气的流量最小，冷却效果最小，以能够适应火焰筒内壁8、火焰筒外壁9前段部位上沿周向的温度分布，降低火焰筒内壁8、火焰筒外壁9前段部位上沿周向的温度梯度，避免火焰筒内壁8、火焰筒外壁9前端部位上出现裂纹。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上靠近后端的部位具有多对相对的掺混孔E；

火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上的每对掺混孔E分布在一个燃气轮机火焰筒头部轴线的两侧。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，自各个燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，在后端部位因轴向旋流器1的作用严重偏离燃气轮机火焰筒头部轴线，其高温区偏向轴向旋流器1的旋流方向，设计火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上的每对掺混孔E分布在一个燃气轮机火焰筒头部轴线的两侧，自该处引入空气，可对对应火焰筒流入气流扩散燃烧产生的局部高温区进行有效降温，以及抑制相邻燃气轮机火焰筒头部流入气流扩散燃烧产生的局部高温区的影响。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上每对掺混孔E后方的各排冲击孔C中，位于对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向掺混孔E后方部分的直径最大，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向掺混孔E后方部分的直径最小。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，自各个燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，在后端部位高温区偏向轴向旋流器1的旋流方向，设计火焰筒内壁8以及火焰筒外壁9上每对掺混孔E后方的各排冲击孔C中，可在该处引入较大量的空气，以具有较大的冷却效果，位于对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向掺混孔E后方部分的直径最大，可在该处引入相对较大量的空气，以具有相对较大的冷却效果，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器1旋流方向掺混孔E后方部分的直径最小，在该处引入空气的流量最小，冷却效果最小，以能够适应火焰筒内壁8、火焰筒外壁9后端部位沿周向的温度分布，降低火焰筒内壁8、火焰筒外壁9后端部位沿周向的温度梯度，避免火焰筒内壁8、火焰筒外壁9后端部位上出现裂纹。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8后端向火焰筒外壁9方向倾斜；

火焰筒内壁8上各对掺混孔E的直径，大于火焰筒外壁9上对应对掺混孔E的直径。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，实际中多设计火焰筒内壁8后端向火焰筒外壁9方向倾斜，自各个燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，在靠近火焰筒内壁8的后端部位易形成超高温区，设计火焰筒内壁8上各对掺混孔E的直径，大于火焰筒外壁9上对应对掺混孔E的直径，自火焰筒内壁8上各对掺混孔E引入的空气量较大，可针对性的降低火焰筒内壁8后端的局部温度，以及可使靠近火焰筒内壁8后端部位的超高温区向火焰筒外壁9方向偏移，避免火焰筒内壁8后端被烧蚀。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8上靠近后端的部位具有多处发散冷却小孔F；

每处发散冷却小孔F与一个火焰筒对应，在对应火焰筒轴向旋流器1的旋流方向上分布。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，在火焰筒内壁8后端向火焰筒外壁9方向倾斜，以及轴向旋流器1的作用下，自各个燃气轮机火焰筒头部流入火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间混合气流的扩散燃烧，易在靠近火焰筒内壁8的后端偏向各个轴向旋流器1旋流方向的部位形成超高温区，在火焰筒内壁8上后端偏向各个火焰筒轴向旋流器1旋流方向的部位上开设多处发散冷却小孔F，引入大量的空气，可针对性的降低火焰筒内壁8后端的局部温度，以及可使靠近火焰筒内壁8后端部位的超高温区向火焰筒外壁9方向偏移，避免火焰筒内壁8后端被烧蚀。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，每处发散冷却小孔F分为多组，每组发散冷却小孔F与各排气膜孔B及其冲击孔C沿轴向间隔分布，开孔面积向火焰筒内壁8后端方向逐渐增大，以能够引入更大量的空气，避免火焰筒内壁8后端被烧蚀。

在一些可选的实施例中，上述的燃气轮机火焰筒中，火焰筒内壁8上靠近后端的部位具有多处发散冷却平衡孔G；

每处发散冷却平衡孔G与一个火焰筒对应，在背向对应火焰筒轴向旋流器1的旋流方向上分布，开孔面积小于对应处的发散冷却小孔F。

对于上述实施例公开的燃气轮机火焰筒，领域内技术人员可以理解的是，在火焰筒内壁8上后端偏向各个火焰筒轴向旋流器1旋流方向的部位上开设多处发散冷却小孔F，引入大量的空气进行冲击冷却，会极大的改变火焰筒内壁8、火焰筒外壁9间扩散燃烧的形态，在火焰筒内壁8上靠近后端的部位背向各个火焰筒轴向旋流器1的旋流方向开设多处开孔面积较小的发散冷却平衡孔G，引入相对较少量的空气，可平衡各处发散冷却小孔F引入大量空气对扩散燃烧的影响。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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，领域内技术人员应该理解的是，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 (10)

1.一种燃气轮机火焰筒，其特征在于，包括：

火焰筒内壁(8)；

火焰筒外壁(9)，套设在所述火焰筒内壁(8)外周，其前端与火焰筒内壁(8)前端连接，连接部位间具有多个沿周向分布的头部转接口；

多个燃气轮机火焰筒头部，每个所述燃气轮机火焰筒头部的头部转接段(4)的出口对应与一个所述头部转接口对接；

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上具有多个气膜孔(B)、冲击孔(C)；

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上的各个所述气膜孔(B)、冲击孔(C)沿轴向分为多排，各排所述气膜孔(B)、冲击孔(C)沿轴向间隔分布，沿周向交错分布。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

还包括：

多个内壁环形气膜舌(10)，连接在所述火焰筒内壁(8)上，与所述火焰筒内壁(8)间形成内壁气隙；每个所述内壁气隙向后开口，对应与所述火焰筒内壁(8)上的一排所述气膜孔(B)连通，以及与该排气膜孔(B)后方的一排所述冲击孔(C)连通；

多个外壁环形气膜舌(11)，连接在所述火焰筒外壁(9)上，与所述火焰筒外壁(9)间形成外壁气隙；每个所述外壁气隙向后开口，对应与所述火焰筒外壁(8)上的一排所述气膜孔(B)连通，以及与该排气膜孔(B)后方的一排所述冲击孔(C)连通；

各个所述内壁环形气膜舌(10)与所述火焰筒内壁(8)间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡；

各个所述外壁环形气膜舌(11)与所述火焰筒外壁(9)间大圆弧过渡，尖端小圆角过渡。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上靠近前端的部位具有多个相对的主燃孔(D)；

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上每对相对的主燃孔(D)正对一个所述燃气轮机火焰筒头部的轴线。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上每个所述主燃孔(D)后方的各排冲击孔(C)中，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径最大，偏向对应火焰筒轴向旋流器(1)旋流方向部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器(1)旋流方向部分的直径最小。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上靠近后端的部位具有多对相对的掺混孔(E)；

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上的每对掺混孔(E)分布在一个所述燃气轮机火焰筒头部轴线的两侧。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)以及所述火焰筒外壁(9)上每对所述掺混孔(E)后方的各排冲击孔(C)中，位于对应火焰筒轴向旋流器(1)旋流方向掺混孔(E)后方部分的直径最大，位于对应燃气轮机火焰筒头部轴线部分的直径次大，背向对应火焰筒轴向旋流器(1)旋流方向掺混孔(E)后方部分的直径最小。

7.根据权利要求5所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)后端向所述火焰筒外壁(9)方向倾斜；

所述火焰筒内壁(8)上各对掺混孔(E)的直径，大于所述火焰筒外壁(9)上对应对掺混孔(E)的直径。

8.根据权利要求16所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)上靠近后端的部位具有多处发散冷却小孔(F)；

每处发散冷却小孔(F)与一个所述火焰筒对应，在对应火焰筒轴向旋流器(1)的旋流方向上分布。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

每处所述发散冷却小孔(F)分为多组，每组所述发散冷却小孔(F)与各排所述气膜孔(B)及其冲击孔(C)沿轴向间隔分布，开孔面积向所述火焰筒内壁(8)后端方向逐渐增大。

10.根据权利要求8所述的燃气轮机火焰筒，其特征在于，

所述火焰筒内壁(8)上靠近后端的部位具有多处发散冷却平衡孔(G)；

每处发散冷却平衡孔(G)与一个所述火焰筒对应，在背向对应火焰筒轴向旋流器(1)的旋流方向上分布，开孔面积小于对应处的发散冷却小孔(F)。

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