[发明专利]具有集成限流器和歧管密封件的燃气轮机燃烧器端盖组件

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气轮机燃烧器，并且更具体而言，涉及用于燃气轮机燃烧器的前部端或上游端的新颖的端盖组件。

背景技术

在某些燃气轮机中，多个燃烧器在涡轮转子的周围布置成环形阵列，以为燃料提供燃烧，以及将充能的燃烧产物导引到涡轮区段中来驱动涡轮。各个燃烧器典型地包括外壳、流动套管和过渡件，外壳限定燃烧器的外部边界，流动套管用于将压缩机排出空气分配到燃烧系统的头部，同时还冷却封闭燃烧过程的衬套，过渡件用于使燃烧产物流到涡轮区段中。燃烧器还包括联接到端盖上的多个燃料喷嘴。空气和燃料通过端盖而供应到燃料喷嘴，以在衬套内燃烧。因而端盖起关闭燃烧器前部端以及将空气和燃料分配到燃料喷嘴的作用。

用于涡轮燃烧器系统的端盖设计典型地包括单独地安装各个燃料喷嘴的平板。在这种类型的现有端盖组件中，空气和燃料的内部通道位于燃料喷嘴中与端盖分离和分开。下一代的端盖提供在端盖的内部的空气和燃料通道。实现这一点来使各个端盖容纳多个喷嘴，而非像现有传统燃烧器那样每个端盖一个燃料喷嘴。虽然那个改变简化了燃料喷嘴且使得能够将多个燃料喷嘴安装到端盖上，但是为了提供空气和燃料歧管以及在端盖的外部提供用于端盖承载的燃料喷嘴的必要的多个通道，端盖的复杂性增加。诸如插件的额外部件是必要的，以使在端盖中提供复杂的通道是可行的。还包括铜焊接头，以密封这样的额外部件，包括端盖中的插件。接着是用于涡轮燃烧器的更下一代端盖。这些在端盖和它们的各种部件之间采用了甚至更复杂的铜焊接头。但是，在这些下一代端盖上观察到了铜焊接头的破裂。

某些现有端盖组件需要挤压气体流动孔口(在本文中也称为“限流器”，或“限流器插件”)，以及使气体流动孔口在燃烧器端盖板的“热侧”(暴露于燃烧室中的燃烧的那侧)上桩定(stake)就位。

仍然存在对这样的端盖组件的需要，其简化端盖结构和限流器的插入，并且还提供其它合乎需要的特征，包括密封，以防止经过限流器插件有泄漏。

发明内容

本发明主要涉及燃料限流器插件的使用和组装技术以及在燃烧器端盖组件中的有关密封。

在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种用于涡轮燃烧器的、适于支承一个或多个燃烧器喷嘴的端盖组件，端盖组件包括：具有在使用中面向燃烧室的一侧和在使用中背向燃烧室的相反侧的基本平的板；延伸通过基本平的板的至少一个燃料通道；燃料歧管端口块，其固定到平板的相反侧上，至少一个端口与该至少一个通道对准；以及形成有多个流动孔口的燃料限流器插件，其位于平板和燃料歧管端口块之间与所述至少一个燃料通道和该至少一个端口对准。

在另一个示例性实施例中，本发明提供了一种用于涡轮燃烧器的、适于支承一个或多个燃烧器喷嘴的端盖组件，端盖组件包括：具有在使用中面向燃烧室的一侧和在使用中背向燃烧室的相反侧的基本平的端盖板；延伸通过基本平的端盖板的多个预混合燃料通道；燃料歧管端口块，其固定到基本平的端盖板的相反侧上，端口连接到多个通道中的各个上；以及形成有多个流动孔口的燃料限流器插件，其在端盖板中的各个预混合燃料通道和燃料歧管端口块中的各个端口之间的接口处固定到燃料歧管端口块上。

在另外的另一个示例性实施例中，本发明提供了一种用于涡轮燃烧器的适于支承一个或多个燃烧器喷嘴的端盖的歧管端口块，歧管端口块包括适于与端盖板中的通道对准的多个燃料通道，其中，形成有多个流动孔口的燃料限流器插件在适于与端盖板交接的侧上固定到燃料歧管端口块上。

现在将结合下面标识的图来描述本发明。

附图说明

图1是结合了现有燃烧器端盖组件的涡轮的示意图；

图2是根据本发明的一个示例性而非限制性实施例的端盖组件的透视图；

图3是图2的端盖组件的部分截面的侧视图；

图3A是从图3中移除的燃料限流器插件的侧视截面；

图4是根据本发明的另一个示例性而非限制性实施例的燃烧器端盖组件的部分截面的透视图；

图4A是从图4中移除的燃料限流器插件的透视图；以及

图5是从图4中得到的放大的截面细节。

部件列表

10发动机

12压缩机

14燃烧器

16燃烧区

18燃料喷嘴组件

20涡轮

22轴线(旋转体或轴)

24涡轮的第一级

26端盖组件

28、128端盖板

30孔

32、34、132、134内部通道

36、136歧管端口块