CN204438196U - 一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃气轮机技术领域，公开了一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构。该燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构包括：内环、配气盖板、外环及过渡锥顶；所述配气盖板及过渡锥顶的端部分别与所述内环及外环连接，所述内环、配气盖板、外环及过渡锥顶之间行成空腔，所述配气盖板上设置有多个配气孔，所述过渡锥顶内侧壁上设置有多个鱼鳞孔及鱼鳞片，所述鱼鳞片与鱼鳞孔对应设置，且位于所述空腔内。本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中鱼鳞片位于空腔内，鱼鳞片置于燃气以外，能够有效地防止鱼鳞片因为接触温度过高而引起的应力集中，避免鱼鳞片的断裂，增强了过渡锥顶的使用寿命；具有冷却效果好及可靠性强的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，具体的是一种能够增加火焰筒寿命的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构。
背景技术
燃气轮机包括压气机，燃烧室，透平三大部件。燃烧室作为连接压气机和透平的燃气燃烧部件，将化学能转化为热能，将热空气通入透平做功；在燃烧室前端装有燃料喷嘴，喷嘴喷出的燃料与进入的空气在燃烧室内燃烧，燃烧温度可达2000摄氏度以上，压力可达20个大气压。燃烧室外缸在高温下很难承受这样的高压。为降低燃烧室缸壁的温度，以保证其强度，通常在燃烧室内设火焰筒,减少外缸受热，使其主要承压。
重型燃气轮机环管型燃烧室头部包括配气盖板和过渡锥顶等部件，其中配气盖板起着头部配气的功能，渡锥顶靠近主燃区，与主燃区高温气体接触，同时受到燃烧区强烈的辐射换热影响，壁面温度非常高，是一个高温部件。对单喷嘴燃烧室来说，过渡锥顶靠近从喷嘴喷出的燃气，燃气与喷嘴掺混空气混合，可能产生卷曲及附着于过渡锥顶的现象，在合适的温度及当量比条件下，燃气会发生燃烧，烧蚀过渡锥顶，影响燃烧室性能。因此，对燃烧室头部配气盖板与过渡锥顶的组合冷却结构形式要求非常高，需要在最小的冷却空气量要求下实现冷却目标。
如图1所示，现有的火焰筒头部冷却结构采用外部空气盖板11，内部过渡锥顶14的结构形式，过度锥顶14采用鱼鳞孔15结构来冷却和调整冷气角度，使气体能够覆盖在过渡锥顶14的内侧，保护过渡锥顶14的同时，将气体分配使其参与燃烧；目前的鱼鳞片16结构，位于过渡椎顶14的外侧壁上，通过工具向内侧顶出一片鱼鳞片，气体通过鱼鳞片16与过渡锥顶14之间的缝隙流入火焰筒内部，并覆盖在过渡锥顶14的内壁面上，保护过渡锥顶14的内壁面不被火焰烧蚀。但是，此结构在运行的过程中，存在着很大的安全隐患，在数值计算和实际运行中，鱼鳞片16与过渡锥顶14相连的部分极易产生裂纹，进而产生脱落等造成过渡锥顶14使用寿命短、严重影响火焰筒实用的问题。
鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种能够增加火焰筒寿命的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是现有的火焰筒头部冷却结构中鱼鳞孔结构为从过渡椎顶外侧，通过工具向内侧顶出一片鱼鳞片，气体通过鱼鳞片与过渡锥顶之间的缝隙流入火焰筒内部，并覆盖在过渡锥顶的内壁面上，保护内壁面不被火焰烧蚀。但是，此结构在运行的过程中，存在着很大的安全隐患，在数值计算和实际运行中，鱼鳞片与过渡锥顶相连的部分极易产生裂纹，进而产生脱落等造成过渡锥顶使用寿命短、严重影响火焰筒实用的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构。该燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构包括：内环、配气盖板、外环及过渡锥顶；所述配气盖板及过渡锥顶的端部分别与所述内环及外环连接，所述内环、配气盖板、外环及过渡锥顶之间行成空腔，所述配气盖板上设置有多个配气孔，所述过渡锥顶内侧壁上设置有多个鱼鳞孔及鱼鳞片，所述鱼鳞片与鱼鳞孔对应设置，且位于所述空腔内。
其中，所述鱼鳞片与过渡锥顶的夹角为10°-45°。
其中，多个所述配气孔呈同心圆状排布在所述配气盖板上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个所述配气孔组成。
其中，所述配气孔的孔径为2-8mm。
其中，多个所述鱼鳞孔呈同心圆状排布在所述过渡锥顶上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个所述鱼鳞孔组成。
其中，所述鱼鳞孔的孔径为2-8mm。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中配气盖板及过渡锥顶的端部分别与内环及外环连接，配气盖板上设置有多个配气孔，内环、配气盖板、外环及过渡锥顶之间行成空腔，过渡锥顶内侧壁上设置有多个鱼鳞孔及鱼鳞片，鱼鳞片与鱼鳞孔对应设置，且位于空腔内。本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中鱼鳞片位于空腔内，鱼鳞片置于燃气以外，能够有效地防止鱼鳞片因为接触温度过高而引起的应力集中，避免鱼鳞片的断裂，增强了过渡锥顶的使用寿命；具有冷却效果好及可靠性强的优点。
附图说明
图1是本实用新型背景技术燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构的示意图；
图2是本实用新型实施例燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构的示意图；
图3是本实用新型实施例燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中配气盖的结构示意图。
图中：11：配气盖板；12：内环；13：外环；14：过渡锥顶；15：鱼鳞孔；16：鱼鳞片；17：配气孔；20：空腔。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图2所示，本实用新型实施例提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构包括：内环12、配气盖板11、外环13及过渡锥顶14；配气盖板11及过渡锥顶14的端部分别与内环12及外环13连接，配气盖板11上设置有多个用于冷气通过的配气孔17。内环12、配气盖板11、外环13及过渡锥顶14之间行成空腔20，过渡锥顶14内侧壁上设置有多个鱼鳞孔15及鱼鳞片16，鱼鳞片16位于空腔20内。鱼鳞片16一端与过渡锥顶14的内侧壁连接，另一端悬空指向空腔20内。本实施例规定过渡锥顶14的左侧为内侧，右侧为外侧。鱼鳞片16与鱼鳞孔15对应设置，即鱼鳞孔15设置于鱼鳞片16与过渡锥顶14的连接处。
本实用新型实施例提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中鱼鳞片与过渡锥顶14内侧壁的夹角为10°-45°。鱼鳞孔15与过渡锥顶14的壁面呈θ角，θ度数与鱼鳞片与过渡锥顶的夹角度数一致，也为10°-45°。本实施例中通过改变过渡锥顶14的配气冷却方式，将鱼鳞片16置于过渡锥顶14的内侧壁上，而不是现有的将鱼鳞片16设置于过渡锥顶14的外侧壁上，可以提高鱼鳞片16的使用寿命，提高火焰筒头部的使用周期，减少成本。
如图3所示，本实施例中多个配气孔17呈同心圆状排布在配气盖板11上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个配气孔17组成。相邻的同心圆的配气孔17数量不同，可以根据具体情况而定。其中，配气孔17的孔径为2-8mm。多个鱼鳞孔15呈同心圆状排布在过渡锥顶14上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个鱼鳞孔15组成。鱼鳞孔15的孔径为2-8mm。相邻的同心圆的鱼鳞孔15的数量不同，可以根据具体情况而定。
本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中鱼鳞片位于空腔20内，鱼鳞片16置于燃气以外，能够有效地防止鱼鳞片16因为接触温度过高而引起的应力集中，避免鱼鳞片16的断裂，增强了过渡锥顶14的使用寿命；具有冷却效果好及可靠性强的优点。鱼鳞片16能够使得冷却气体来流受到阻碍，减缓气体从鱼鳞孔15进入火焰筒的速度，使得冷却气体能够更好的贴附在过渡锥顶14的壁面上，增强对过渡锥顶14的内壁面的保护。
本实用新型燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构在使用过程：燃气通过喷嘴喷入火焰筒内，喷嘴装在内环上，冷却空气通过配气盖板11的配气孔17进入封闭空腔20，再通过鱼鳞孔15进入火焰筒内，冷却气体顺着鱼鳞孔15的开孔方向贴着过渡锥顶14内壁面流动，对过渡锥顶14内壁面起到冷却保护的作用。
综上所述，本实用新型具有以下优点：本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中配气盖板及过渡锥顶的端部分别与内环及外环连接，配气盖板上设置有多个配气孔，内环、配气盖板、外环及过渡锥顶之间行成空腔，过渡锥顶内侧壁上设置有多个鱼鳞孔及鱼鳞片，鱼鳞片与鱼鳞孔对应设置，且位于空腔内。本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构中鱼鳞片位于空腔内，鱼鳞片置于燃气以外，能够有效地防止鱼鳞片因为接触温度过高而引起的应力集中，避免鱼鳞片的断裂，增强了过渡锥顶的使用寿命；具有冷却效果好及可靠性强的优点。
进一步地，鱼鳞片能够使得冷却气体来流受到阻碍，减缓气体从鱼鳞孔进入火焰筒的速度，使得冷却气体能够更好的贴附在壁面上，增强对过渡锥顶内壁面的保护。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，包括：内环(12)、配气盖板(11)、外环(13)及过渡锥顶(14)；所述配气盖板(11)及过渡锥顶(14)的端部分别与所述内环(12)及外环(13)连接，所述内环(12)、配气盖板(11)、外环(13)及过渡锥顶(14)之间行成空腔(20)，所述配气盖板(11)上设置有多个配气孔(17)，其特征在于，所述过渡锥顶(14)内侧壁上设置有多个鱼鳞孔(15)及鱼鳞片(16)，所述鱼鳞片(16)与鱼鳞孔(15)对应设置，且位于所述空腔(20)内。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，其特征在于：所述鱼鳞片与过渡锥顶(14)的夹角为10°-45°。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，其特征在于：多个所述配气孔(17)呈同心圆状排布在所述配气盖板(11)上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个所述配气孔(17)组成。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，其特征在于：所述配气孔(17)的孔径为2-8mm。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，其特征在于：多个所述鱼鳞孔(15)呈同心圆状排布在所述过渡锥顶(14)上，同心圆的个数为3-6，每个同心圆由20-50个所述鱼鳞孔(15)组成。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构，其特征在于：所述鱼鳞孔(15)的孔径为2-8mm。
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| CN201420736664.XU CN204438196U (zh) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | 一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构 |
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| CN201420736664.XU CN204438196U (zh) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | 一种燃气轮机燃烧室火焰筒头部结构 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN204438196U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114234236A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种鳞片型气膜孔结构的燃烧室 |
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2014
- 2014-11-27 CN CN201420736664.XU patent/CN204438196U/zh active Active
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| CN114234236A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种鳞片型气膜孔结构的燃烧室 |
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Gas turbine combustor flame tube head structure Effective date of registration: 20161104 Granted publication date: 20150701 Pledgee: Tsinghua Holdings Co., Ltd. Pledgor: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. Registration number: 2016990000853 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191211 Granted publication date: 20150701 Pledgee: Tsinghua Holdings Co., Ltd. Pledgor: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. Registration number: 2016990000853 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |