[发明专利]联焰导管

说明书

技术领域

本发明总体上涉及燃气轮机，更具体地涉及在相邻的燃气轮机燃烧器之间延伸的联焰导管（cross-flame duct）。

背景技术

燃气轮机燃烧室通常包括在燃烧室壳体内且围绕涡轮转子的多个周向布置的燃烧器。在起动时，在包括点火器的某些燃烧器的燃料/空气混合物中执行点火，由此产生火焰。因为某些燃烧器可以不包括点火器，所以利用联焰管将各燃烧器连接。联焰管绕着燃烧器阵列将火焰从燃烧器输送至燃烧器，直到已在所有燃烧器中形成火焰。可利用在与具有点火器的燃烧器相对的燃烧器中的火焰检测器来确认已在各燃烧器中形成火焰。在操作期间，联焰管的作用是在会经历熄火的任何燃烧器中恢复燃烧。

传统地，联焰管是由在各端部具有凸缘的柔性金属软管所构成。该柔性材料可用于补偿组装公差，并且在管的各部件之间的滑动配合可被设计用于适应差热生长。然而，这些设计易受到导致部件疲劳和运行故障的热应力和机械应力的影响。因此，期望提供一种解决现有技术设计中的热限制和机械限制的改进的联焰管。

发明内容

本文公开了一种用于将在燃气轮机中的相邻的燃烧器连接到一起以防止在燃烧器内的熄火状态的联焰导管；在此该联焰导管可包括第一和第二导管，这两个导管形成滑动接头以防止在联焰导管内所产生的应力。在涡轮机操作期间由于滑动接头因而联焰导管保持柔性，由此防止在联焰导管内所产生的有破坏性的热应力和机械应力并且延长联焰导管及相关部件的使用寿命。第一和第二导管还可包括位于外套筒与内壳之间的冷却室并且用一个或多个支架加以保持，以减小热应力和热梯度或者防止由于过热或燃烧所造成的材料损失。可经由延伸经过外套筒使空气能够经过冷却室而流入燃烧器中的一个或多个流体端口来给冷却室提供冷却流体。

在至少一个实施例中，用于将在燃气涡轮发动机中的相邻的燃烧器加以连接的联焰导管可由沿纵向轴线延伸且构造成联接到第一燃烧器的第一导管所构成。该第一导管可由第一外套筒构成，该第一外套筒具有构造成联接到第一燃烧器的第一端和在第一端的相对端上的第二端。第一导管还可包括第一内壳，该第一内壳位于第一外套筒内并且具有与第一燃烧器相邻的第一端和从第一外套筒的第二端延伸出的第二端。第一冷却室可位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间。联焰导管还可包括沿纵向轴线延伸且构造成联接到第二燃烧器的第二导管，其中该第二导管构造成可滑动地接收第一导管。第二导管可包括具有第一端的第二外套筒，该第一端构造成联接到第二燃烧器并且朝向第一导管延伸以便将第一内壳的第二端可滑动地接收于第二外套筒的第二端内。第二导管可包括第二内壳，该第二内壳位于第二外套筒内并且具有与第二燃烧器相邻的第一端和朝向第二外套筒的第二端而延伸的第二端。第二导管还可包括位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间的第二冷却室。

第一支架可位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间用以保持第一冷却室，并且第二支架可位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间用以保持第二冷却室。第一流体端口可位于与第一支架相邻的第一外套筒中，从而允许流体在第一冷却室与在第一外套筒外部的环境之间流动。第二流体端口可位于与第二支架相邻的第二外套筒中，从而允许流体在第二冷却室与在第二外套筒外部的环境之间流动。

在至少一个实施例中，第三冷却室可位于第一内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间，并且第三支架可位于第一内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间。第三支架可将第二外套筒与第一内壳隔开，以便保持第一导管并使第一导管能够相对于第二导管而滑动。在至少一个实施例中，第三支架可由多个径向突出的凹窝（dimple）所构成，这些凹窝构造成与相邻的表面可滑动地接合。

第一外套筒可由位于第一外套筒的第一端的第一凸缘所构成，并且第二外套筒可包括位于第二外套筒的第二端的第二凸缘。第一凸缘可构造成联接到第一燃烧器的第一燃烧器凸缘，并且第二凸缘可联接到第二燃烧器的第二燃烧器凸缘。第一凸缘可具有小于第一燃烧器凸缘的外直径的外直径。第一内壳的第一端可沿纵向轴线朝向第一燃烧器向外延伸超过第一外套筒的第一端。

联焰导管可包括位于第一内壳与第一外套筒之间用以保持第一冷却室的一个或多个第一支架（standoff）。第二支架可位于第二内壳与第二外套筒之间，用以保持第二冷却室和第三冷却室。第二冷却室可在第二内壳的第一端与第二支架之间延伸。第三冷却室可在第二内壳的第二端与第二支架之间延伸。