[发明专利]用于燃气涡轮发动机的再热燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机领域，更具体地涉及一种用于燃气涡轮发动机的再热燃烧器。

背景技术

一般而言，燃气涡轮发动机燃烧燃料/空气混合物而释放热能以形成高温燃气流。借助于热气通路将高温燃气流引导到涡轮部段。更具体而言，压缩机将进气压缩成高压空气。高压空气被传送到燃烧室以与燃料混合并形成可燃混合物。然后将该可燃混合物点燃以形成传送到涡轮发动机的涡轮部段的高压、高速燃气流。涡轮部段将来自高温、高速燃气流的热能转换为转动涡轮轴的机械能。涡轮轴联接到压缩机和诸如发电机之类的其它机器上并驱动它们。

在将来自高压、高速燃气流的热能转换为机械能后，形成了排气并将其从涡轮排出。排气既可排放到大气中，也可采取回收排气中的一部分能量并借以增加循环效率的方式使用。一直关注的是，在各种运行状态、特别是在基本负荷和非峰值负荷下提高循环效率。为此，有些涡轮发动机采用重复利用涡轮中的一部分排气的再热燃烧器。虽然增加了一定程度的效率，但使用再热燃烧器、特别是在涡轮部段之间使用再热燃烧器，通常会增加涡轮发动机的轴向长度。也就是说，再热燃烧器需要用于燃烧的额外的冷却和额外的流路。额外的流路导致涡轮轴总长增加。延长涡轮轴长度产生效率损失并增加了维护和可靠性方面的顾虑。再热燃烧器对冷却空气的要求也高。通常，从涡轮发动机的压缩机部分抽取冷却空气。遗憾的是，由于高压冷却空气不能用来做功，故抽取压缩机空气进行冷却会产生效率损失。

发明内容

根据本发明的示范性实施例构造的涡轮发动机包括具有沿中心轴线布置的第一涡轮部分和第二涡轮部分的涡轮部段。再热燃烧器布置在第一涡轮部分和第二涡轮部分之间。再热燃烧器包括具有曲线形流动部分的燃烧通道。曲线形流动部分增加了经过再热燃烧器的燃烧产物停留时间。

本发明的示范性实施例还包括一种操作涡轮发动机的方法。该方法包括在涡轮发动机的第一涡轮部分中产生气流，以及使该气流朝向具有燃烧通道的再热燃烧器运送。该方法还包括引导气流经过燃烧通道的燃烧进流口、沿燃烧通道的曲线形流动部分朝向燃烧出流口引导气流，以及经过燃烧出流口传送气流进入涡轮发动机的第二涡轮部分内。

通过本发明的示范性实施例的技术实现了附加的特征和优点。本发明的其它实施例和方面在文中详细描述并视为本发明的一部分。为了更好地理解本发明及其优点和特征，参考说明书及附图。

附图说明

图1是一种涡轮发动机的局部示意图，该涡轮发动机包括根据本发明的示范性实施例构造的再热燃烧器；

图2是图1的再热燃烧器的左透视图；

图3是图2的再热燃烧器的导流部分的局部透视图；

图4是根据本发明的一个示范性实施例构造的再热燃烧器的示意图；

图5是根据本发明的另一个示范性实施例构造的再热燃烧器的示意图。

零件清单

10涡轮部段

12过渡部件/过渡通道

13燃烧接收区

14第一涡轮部段(高压)

15涡轮级(高压)

16叶片(15)

18涡轮滚筒(roller)

20定子轮叶

21低压部分(IO)

22第一低压形状

23叶片(22)

24滚筒

26定子轮叶(22)

27第二低压形状

28叶片(27)

30滚轮

32定子轮叶(27)

42再热燃烧器

44主体部分

46第一端部

47第二端部

48中间部段

50导流管

55旁通通道

58燃烧通道

61第一端部(58)

62第二端部(58)

63中间部分(58)

65旁通进流口

66旁通出流口

70第一端部(58)

71第二端部(58)

72中间部分(58)(曲线形)

74燃烧进流口

75燃烧出流口

80分流装置(flow diverter)

90燃料喷射器

93燃烧喷射器口

96稀释喷口

具体实施方式