[发明专利]一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法

说明书

本发明提供了一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法，包括以下步骤：(1)确定火焰筒燃气收集器的轴向长度；(2)确定火焰筒燃气收集器的进口面积；(3)确定火焰筒燃气收集器的出口面积；(4)根据步骤(1)，(2)，(3)得到的数据确定火焰筒燃气收集器每个截面的面积。本发明所述的一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法，设计规范，能有效提高燃烧室出口温度场的稳定性，提高燃烧室的整体性能，同时能有效延长涡轮叶片的使用寿命。

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧室设计技术领域，尤其是涉及一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法。

背景技术

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，燃气轮机燃烧室位于压气机与涡轮之间，燃气轮燃烧室出口燃气温度分布品质直接影响了涡轮叶片的使用寿命，而火焰筒的燃气收集器沿轴线方向流道面积的变化规律对燃气的流动模态和流动的稳定性有决定性的作用，进而会对燃烧室出口燃气温度分布品质有直接影响，所以研究和规范燃气收集器流路设计十分重要。

现有技术在对燃烧室火焰筒设计时，常常忽视火焰筒燃气收集器流路安排，而且也缺乏对燃气收集器流路设计的规范，因此在燃气收集器的设计中存在很强的随意性，其结果就是对燃烧室出口温度场的稳定性造成一定的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法，能有效延长涡轮叶片的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法，包括以下步骤：

(1)确定火焰筒燃气收集器的轴向长度；

(2)确定火焰筒燃气收集器的进口面积；

(3)确定火焰筒燃气收集器的出口面积；

(4)根据步骤(1)，(2)，(3)得到的数据确定火焰筒燃气收集器每个截面的面积。

进一步的，在上述步骤(4)中，每个截面的面积可由以下公式计算：

Y＝-0.51X2-0.62X+1.03

X＝Xi/X1

Y＝(Fi-F1)/(F0-F1)

式中，Y为相对面积差，X为轴向相对长度，F为燃气收集器流道面积，Xi为燃气收集器任意截面轴向长度，X1为燃气收集器出口截面轴向长度，Fi为燃气收集器任意截面面积，F1为燃气收集器出口截面面积,F0为燃气收集器进口截面面积。

进一步的，所述燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法适用于直流式环形燃烧室和环管燃烧室火焰筒的设计。

相对于现有技术，本发明所述的一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法具有以下优势：

本发明所述的一种燃气轮机火焰筒燃气收集器的流路设计方法，设计规范，能有效提高燃烧室出口温度场的稳定性，提高燃烧室的整体性能，同时能有效延长涡轮叶片的使用寿命。

附图说明