[发明专利]燃气轮机燃烧室

说明书

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体公开了一种燃气轮机燃烧室，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，所述过渡段与所述出口导叶为一体化结构，所述过渡段在所述出口导叶处以及所述出口导叶前缘端壁处设有空气分配腔。本发明节约了一级静叶前缘端壁的冷却流量，提高了整机效率。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种过渡段与透平一体化连接处设有冷却结构的燃气轮机燃烧室。

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。

通常而言，燃烧室火焰筒的中后段、过渡段与透平一级动静叶是燃气轮机中温度最高的部件。目前在1400℃出口温度等级下，上述部件均需要特殊冷却设计。

现有技术中，透平一级静叶本身一般通过对流冷却、气膜冷却等方式进行冷却，而其前缘端壁则需要外部空气的冲击对流冷却作用或在前缘端壁上开气膜孔进行气膜冷却。然而，由于几何安装的限制，接近燃烧室过渡段出口的透平一级静叶前缘端壁部分较难具有足够的空气进行冲击对流冷却或气膜冷却，因此这部分的冷却通常借用燃烧室过渡段后安装边冷却空气进行冷却。而过渡段后安装边与透平一级静叶前缘端壁距离较大，冷却效果有限，为了实现需要的冷却效果，需要在过渡段后安装边分配多于过渡段后安装边冷却本身需要的空气，这部分空气不能参与燃烧，降低了燃气轮机整机效率。另外一种措施为缩短过渡段后安装边与透平一级静叶前缘端壁的距离，但是这会对过渡段后安装边的密封带来不利影响，而且透平一级静叶所带来的弓形波会对后安装边密封的冷却带来较大影响，导致密封结构寿命缩短或者失效。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种燃气轮机燃烧室，以节约一级静叶前缘端壁的冷却流量，提高整机效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气轮机燃烧室，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，所述过渡段与所述出口导叶为一体化结构，所述过渡段在所述出口导叶处以及出口导叶前缘端壁处设有空气分配腔。

优选地，所述燃气轮机燃烧室的中轴线与燃气轮机的中轴线在轴向方向以及周向方向的夹角均大于0°。

优选地，所述燃气轮机燃烧室的中轴线与燃气轮机的中轴线在轴向方向的夹角为15°～35°。

优选地，所述燃气轮机燃烧室的中轴线与燃气轮机中轴线在轴向方向的夹角为10°～25°。

优选地，所述出口导叶的安装角轴线与燃气轮机的中轴线在周向方向的夹角等于所述燃气轮机燃烧室的中轴线与燃气轮机的中轴线在周向方向的夹角。

优选地，所述出口导叶为翼型叶形，所述出口导叶的内部设有冷却装置，所述出口导叶上设有气膜孔，所述冷却装置中的空气通过所述气膜孔与所述过渡段出口处的热通道连接，所述气膜孔的直径为0.5mm～1.5mm，所述气膜孔的倾斜角度为20°～50°。

优选地，所述空气分配腔的外表面设有冲击孔。

优选地，所述冲击孔上设有冲击套管。

优选地，所述冲击孔的直径为5mm～25mm。