[发明专利]冲击套筒和用于设计和形成冲击套筒的方法

说明书

技术领域

本公开大体涉及燃烧器，并且更具体地涉及用于燃烧器的冲击套筒和用于设计和形成冲击套筒的方法。

背景技术

涡轮系统在诸如发电的领域中广泛使用。例如，现有燃气涡轮系统包括压缩器、燃烧器和涡轮。在涡轮系统的操作期间，系统中的各种构件可经受高温流，其能够导致构件失效。因为更高温度流一般导致燃气涡轮系统的增加的性能、效率和功率输出，因此经受高温流的构件必须冷却以允许燃气涡轮系统在增加的温度下操作。

在操作期间要求冷却的一种这样的构件是在燃烧器中的过渡件。过渡件通常连接到燃烧器衬套并且提供过渡通路用于热气体从燃烧器衬套流到涡轮。因此，过渡件暴露于来自流过其中的热气体的高温，并且通常要求冷却。

典型的燃烧器使用冲击套筒，其围绕过渡件并且产生在其间的流动路径以冷却过渡件。成排的类似尺寸孔限定在冲击套筒中，并且冷却空气或其它工作流体流过孔进入流动路径。流过流动路径的工作流体可冷却过渡件。

如所述，典型的冲击套筒使用成排的类似尺寸孔用于使工作流体流过其中。各大体外围的排具有多个尺寸相同、大体纵向对称的孔。对于排来说，孔的尺寸在涡轮的方向上降低。在许多情形中，冷却孔的这种配置不提供过渡件的最优冷却。例如，许多过渡件可包括尤其易受过量热负荷损害的表面区域部分。然而，冷却孔的典型配置不针对这些部分。因此，这些部分的冷却可能是不充分的。此外，冷却孔的当前配置通常导致相对大的压降，这在总体上对燃烧器和系统的操作可能是不利的。

因此，在本领域中可期望改进的冲击套筒和用于设计和形成冲击套筒的方法。例如，提供过渡件的最优的、有针对性的冷却的冲击套筒和方法将是有利的。而且，降低关联压降的冲击套筒和方法将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分陈述，或者可从描述中显而易见或者可通过本发明的实践而学习。

在一个实施例中，公开了用于设计冲击套筒的方法。方法包括：确定用于过渡件的期望操作值；将燃烧器特性输入处理器；并且在处理器中使用燃烧器特性以确定用于冲击套筒的冷却孔样式，冷却孔样式包括多个冷却孔，多个冷却孔的至少一部分大体纵向非对称，冷却孔样式提供期望操作值。

在另一实施例中，公开了用于形成冲击套筒的方法。方法包括：设计用于冲击套筒的冷却孔样式，冷却孔样式包括多个冷却孔，多个冷却孔的至少一部分大体纵向非对称，冷却孔样式构造成为过渡件提供期望操作值。方法还包括制造冲击套筒，冲击套筒限定具有冷却孔样式的多个冷却孔。

在另一实施例中，公开了用于燃烧器的冲击套筒。冲击套筒包括构造成至少部分围绕燃烧器的过渡件的主体。冲击套筒还包括在主体中限定的多个冷却孔，多个冷却孔具有冷却孔样式，其构造成为过渡件提供期望操作值。多个冷却孔的至少一部分大体纵向非对称。

通过参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更易明白。合并在说明书中并且构成说明书的部分的附图示出了本发明的实施例并且连同描述用来解释本发明的原理。

附图说明

针对本领域技术人员的本发明的全面且能够实现的公开，包括其最佳模式在说明书中陈述，说明书参考附图，其中：

图1是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的若干部分的截面视图；

图2是根据本公开的一个实施例的冲击套筒的透视图；

图3是根据本公开的一个实施例的示出用于形成冲击套筒的方法的流程图；并且

图4是根据本公开的一个实施例的示出用于设计冲击套筒的方法的流程图。

部件列表

10    燃气涡轮

12    压缩器区段

14    燃烧器区段

16    燃烧器

18    涡轮区段

20    壳体

22    燃烧器衬套

24    燃烧区域

26    过渡件

30    流动套筒

32    流动路径

34    冲击套筒

36    流动路径

38    外部环

40    燃料喷嘴

52    冷却孔

54     主体

56     冷却孔样式

100    设计用于冲击套筒的冷却孔样式

102    制造冲击套筒

110    确定期望操作值