[发明专利]用于燃气涡轮机的燃烧器的连续燃烧衬套

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种燃气涡轮机的燃烧器。更确切地说，本发明涉及一种用于燃气涡轮机的热气通路管道或衬套。

背景技术

罐状环形燃气涡轮机的燃烧区段大体上包括按环形阵列布置在压缩机排出壳体周围的多个燃烧器。加压空气从压缩机流动到压缩机排出壳体并输送到每个燃烧器。来自燃料喷嘴的燃料与每个燃烧器中的加压空气混合以便在所述燃烧器的一次燃烧区内形成可燃混合物。使所述可燃混合物燃烧以产生具有高压力和高速度的热燃烧气体。所述燃烧气体通过至少部分地由燃烧衬套和过渡管道限定的热气通路而朝向燃气涡轮机的涡轮机入口输送。燃烧衬套从环绕燃料喷嘴的帽组件向下游延伸。过渡管道的前端从燃烧衬套的后端向下游延伸。将来自燃烧气体的热能和动能传递至涡轮机以引起涡轮机旋转，从而产生机械功。例如，涡轮机可联接到驱动发电机发电的轴。

高压燃烧气体可从热气通路中的在燃烧衬套后端与过渡管道前端之间形成的接合处泄漏出来，从而可能影响燃烧器的总体性能。一种防止在燃烧衬套与过渡管道之间出现泄漏的尝试需要从帽组件延伸至涡轮机入口的连续过渡管道。所述连续过渡管道在过渡管道前部分具有圆形截面，以便允许与帽组件的下游端配合。然而，连续过渡管道改变成大体位于一次燃烧区上游和/或靠近一次燃烧区的非圆形截面并且继续具有非圆形截面直到到达终止于涡轮机入口处的连续过渡管道的后端。因此，支持延迟贫燃料喷射同时减少和/或防止高压燃烧气体泄漏的连续延伸的燃烧衬套会是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点会在以下说明中进行阐述，或可从说明书中清楚，或可通过实践本发明来了解。

本发明的一个实施例是一种用于燃气涡轮机燃烧器的燃烧衬套。燃烧衬套包括环形主体，其具有与后端轴向隔开的前端和限定在所述前端与所述后端之间的过渡交叉区。主体从前端连续地延伸至后端。多个燃料喷射器通道在过渡交叉区的上游径向地延伸穿过主体。主体包括在前端与过渡交叉区之间发散的具有圆形截面的锥形区段、和从所述过渡交叉区延伸至所述主体后端的具有非圆形截面的过渡区段。

本发明的另一个实施例是一种用于燃气涡轮机的燃烧器的燃烧模块。燃烧模块大体上包括设置在所述燃烧模块的上游端的环形燃料分配歧管。燃料分配歧管包括环形支撑套筒。燃烧模块进一步包括燃料喷射组件，其具有从燃料分配歧管向下游延伸并终止于后框架的环形燃烧衬套、和圆周地环绕所述燃烧衬套的环形导流套筒。燃烧衬套包括环形主体，其具有与后端轴向隔开的前端和限定在所述前端与所述后端之间的过渡交叉区。主体从前端连续地延伸至后端。多个燃料喷射器通道从过渡交叉区的上游径向地延伸穿过导流套筒和主体。主体包括在前端与过渡交叉区之间发散的锥形区段、和从过渡交叉区延伸至所述主体后端的具有非圆形截面的过渡区段。

本发明还可以包括一种燃气涡轮机。所述燃气涡轮机大体上包括压缩机、设置在所述压缩机下游的压缩机排出壳体和设置在所述压缩机排出壳体下游的涡轮机、以及延伸穿过所述压缩机排出壳体的燃烧器。燃烧器包括轴向地延伸穿过环形帽组件的燃料喷嘴和延伸穿过压缩机排出壳体的燃烧模块。燃烧模块包括设置在所述燃烧模块的上游端的环形燃料分配歧管、和具有从帽组件向下游延伸并终止于后框架的燃烧衬套的燃料喷射组件。燃烧模块进一步包括周向地环绕燃烧衬套的环形导流套筒。燃烧衬套包括环形主体，其具有与后端轴向隔开的前端、和限定在所述前端与所述后端之间的过渡交叉区。主体从所述主体的前端连续地延伸至后端。多个燃料喷射器通道在过渡交叉区的上游径向地延伸穿过主体。主体包括在前端与过渡交叉区之间发散的具有圆形截面的锥形区段、和从过渡交叉区延伸至所述主体后端的具有非圆形截面的过渡区段。

所属领域的一般技术人员将通过查看说明书来更好地了解此类实施例的特征和方面以及其他内容。

附图说明

在说明书的剩余部分中向所属领域的技术人员更具体地阐述了本发明的完整和实践内容，包括本发明的最佳模式，其中参考附图进行阐述，在附图中：

图1是本发明的范围内的示例性燃气涡轮机的功能框图；

图2是包括涵盖本发明的多个实施例的示例性燃烧器的示例性燃气涡轮机的一部分的截面侧视图；

图3是可以涵盖本发明的多个实施例的图2所示燃烧模块的透视图；

图4是图3所示燃烧模块的分解透视图；

图5是根据本发明的多个实施例的燃烧衬套的侧视图；

图6是根据本发明的多个实施例的图5所示燃烧衬套的截面侧视图；以及

图7是根据本发明的至少一个实施例的图5所示燃烧衬套的截面俯视图。