[发明专利]热通道补燃燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机热通道补燃燃烧室。

背景技术

燃气轮机的基本工作过程是进入燃气轮机的空气，通过压气机进行压缩；在燃烧室中与燃料混合燃烧；燃烧室出口的高温高压燃气进入透平推动透平做功，燃气的温度、压力在透平的每一级静叶和动叶间逐级降低，将燃气一部分热能转变为机械能，带动压气机旋转，另外一部分热能转化为机械能，用于动力或者发电。

在燃气轮机流量一定的条件下，透平前温度越高，燃气轮机做功能力越强。通常，在透平一级静叶气流通道内由于膨胀做功、冷气注入等因素，燃气温度会降低80～100摄氏度，导致推动透平一级动叶的热能降低，做功能力下降。现有技术为了提高燃气轮机做功能力，透平前温度一直在增加，导致透平一级静叶的冷却问题变得十分严峻，难以维持较长时间的使用寿命。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种热通道补燃燃烧室，以有效降低透平前温度，降低透平设计难度，提高透平元件的使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热通道补燃燃烧室，包括燃压缸、后端与所述燃压缸连接的机匣、连接在所述机匣前端的端盖、连接在所述端盖上的喷嘴、连接在所述机匣内侧的导流衬套、位于所述导流衬套内部且前端与所述喷嘴连接的火焰筒以及入口与所 述火焰筒后端连接的过渡段；所述过渡段的出口设有出口导叶，所述出口导叶的后端或者下游设有燃料喷射装置。

优选地，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在轴向方向和周向方向的夹角均大于0°。

优选地，所述出口导叶为翼型叶形，所述出口导叶前端的内部设有冷却装置，所述出口导叶后端的内部设有至少一个径向燃料管道，所述出口导叶还设有与所述径向燃料管道连通的燃料喷射孔，所述燃料喷射孔用于向所述出口导叶的后部喷射燃料。

或者，所述燃压缸设有至少一个燃料总管，所述过渡段在所述出口导叶的外侧设有外环燃料管道，所述燃料总管与所述外环燃料管道之间设有总燃料管道，所述燃料总管、总燃料管道、外环燃料管道和径向燃料管道依次连通。

优选地，所述出口导叶为翼型叶形，所述出口导叶内部设有冷却装置，所述出口导叶的下游设有至少一个燃料喷射管，所述燃料喷射管上设有燃料喷射孔，所述燃料喷射孔用于向所述出口导叶的后部喷射燃料。

优选地，所述燃压缸设有至少一个燃料总管，所述过渡段在所述燃料喷射管的外侧设有外环燃料管道，所述燃料总管与所述外环燃料管道之间设有总燃料管道，所述燃料总管、总燃料管道、外环燃料管道和燃料喷射管依次连通。

优选地，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在轴向方向的夹角为15°～35°，所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角为10°～25°。

优选地，所述出口导叶的安装角轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角等于所述热通道补燃燃烧室的燃烧室中轴线与燃气轮机中轴线在周向方向的夹角。

优选地，所述燃料喷射孔的中轴线与所述出口导叶的安装角轴线的夹角为15°～45°。

优选地，所述燃料总管的燃料量占所述热通道补燃燃烧室的总燃料量的0％～10％。

(三)有益效果

本发明的热通道补燃燃烧室在出口导叶后设置燃料喷射装置，在透平一级动叶前喷入少量燃料，用来弥补在出口导叶通道内的气流温度降，提升了进入透平一级动叶的气流温度，可以有效提升整个燃气轮机的效率及做功能力，而在保证燃机轮机总效率保持不变的条件下，可以降低出口导叶前温度，降低出口导叶和透平的设计难度，提高了整个燃机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的热通道补燃燃烧室的俯视图；

图2为本发明实施例1中图1在D-D方向的剖视图；

图3为图2在F处的局部放大图；

图4为图2在E-E方向的剖视图；

图5为本发明实施例2中图1在D-D方向的剖视图；

图6为图5在F处的局部放大图；

图7为图5在E-E方向的剖视图；

图8为现有技术与本发明实施例1的焓熵图对比。