一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，屬于燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。該冷卻結(jié)構(gòu)包括沿火焰筒軸向布置的多個(gè)環(huán)形限流板，環(huán)形限流板外側(cè)固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，每個(gè)環(huán)形限流板內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)置有冷卻孔，冷卻孔為矩形或半圓形。冷卻孔可增強(qiáng)對流換熱系數(shù)，改善火焰筒的冷卻效果，防止火焰筒溫度過高。環(huán)形限流板徑向延伸至火焰筒，相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板的冷卻孔在周向上交錯(cuò)分布，可限制空氣的流動(dòng)，增加回流空氣的流動(dòng)時(shí)間，有利于對火焰筒進(jìn)行充分冷卻。通過改善冷卻，提高了火焰筒的可靠性，有助于提高火焰筒的使用壽命。
【專利說明】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的冷卻結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)包括壓氣機(jī)、燃燒室和透平三大部件。其中，燃?xì)廨啓C(jī)的最高溫度區(qū)存在于燃燒室，燃燒室作為連接壓氣機(jī)和透平的燃?xì)馊紵考?，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，將熱空氣通入透平做功。在燃燒室前端裝有燃料噴嘴，噴嘴噴出的燃料與進(jìn)入的空氣在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒溫度可達(dá)2000攝氏度以上，壓力可達(dá)20個(gè)大氣壓。燃燒室外缸在高溫下很難承受這樣的高壓。為降低燃燒室缸壁的溫度，以保證其強(qiáng)度，通常在燃燒室內(nèi)設(shè)火焰筒，減少外缸受熱，使外缸主要起到承壓的作用。
[0003]火焰筒一般采用耐高溫合金制成，目前的火焰筒金屬材料正常工作溫度都在1000攝氏度以下，因此必須對火焰筒進(jìn)行冷卻，且冷卻結(jié)構(gòu)的合理性對火焰筒的工作壽命影響很大。目前用于燃?xì)廨啓C(jī)火焰筒的基本冷卻方式主要有氣膜冷卻、發(fā)散冷卻、沖擊發(fā)散組合冷卻、層板冷卻等，基本原理大多是將一部分冷氣從燃燒室回流空氣通道引入至火焰筒內(nèi)，在火焰筒內(nèi)壁形成氣膜，一方面冷卻火焰筒壁，另一方面隔離熱燃?xì)狻?br> [0004]而現(xiàn)代先進(jìn)的干式低勵(lì)X排放(0110燃燒室，往往需要更多的空氣從火焰筒頭部進(jìn)入燃燒室，參與組織燃燒，在進(jìn)一步提升燃燒室溫升的同時(shí)，控制火焰溫度，從而提升燃汽輪機(jī)整體效率和降低勵(lì)X排放。為實(shí)現(xiàn)這一目的，高參數(shù)下的01^燃燒室火焰筒上往往不開設(shè)主燃孔、摻混孔等孔徑較大的進(jìn)氣孔，并且廣泛地采用如發(fā)散冷卻、沖擊冷卻或肋片冷卻等耗費(fèi)冷卻氣少或者完全不耗費(fèi)冷卻空氣的冷卻技術(shù)，從而提供更多的空氣用于組織燃燒。
[0005]一方面，火焰筒長期在高溫下工作，面臨著蠕變、氧化問題，并且其在燃?xì)廨啓C(jī)的不斷啟停過程中承受著熱機(jī)械疲勞；另一方面，由于火焰筒內(nèi)燃燒場的不確定性、造成熱負(fù)荷的不均勻性，以及傳統(tǒng)冷卻結(jié)構(gòu)冷卻性能的限制，導(dǎo)致火焰筒壁面本身溫度分布不均，易造成較大熱應(yīng)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，使其進(jìn)一步對火焰筒進(jìn)行冷卻，提高冷卻效率，避免火焰筒壁面溫度過高以及分布不均造成的高熱應(yīng)力。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的交錯(cuò)式火焰筒冷卻結(jié)構(gòu)，火焰筒與導(dǎo)流襯套之間形成環(huán)形回流空氣通道，其特征在于:交錯(cuò)式火焰筒冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，該結(jié)構(gòu)是由沿火焰筒軸向布置的多個(gè)環(huán)形限流板組成，環(huán)形限流板外側(cè)固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，每個(gè)環(huán)形限流板內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)置有冷卻孔。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述每個(gè)環(huán)形限流板內(nèi)側(cè)的冷卻孔均勻布置，且相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板上的冷卻孔在周向上錯(cuò)列布置。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板的軸向距離為90臟?200臟之間。每個(gè)環(huán)形限流板上的冷卻孔為矩形或半圓形；相鄰兩個(gè)冷卻孔的中心間距在?150111111 之間。
[0011]本發(fā)明提供的交錯(cuò)孔式冷卻火焰筒的結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):①導(dǎo)流襯套內(nèi)的環(huán)形限流板的作用下，回流空氣在經(jīng)過各限流板時(shí)會(huì)被迫貼近火焰筒，并有一定的加速效果，從而顯著提高火焰筒表面的換熱系數(shù)，改善火焰筒的冷卻效果；②由于導(dǎo)流襯套設(shè)置有環(huán)形限流板，可以限制回流空氣的速度，均勻布置的冷卻孔可以提高進(jìn)入火焰筒的空氣的均勻度，有助于組織燃燒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的八-六剖視圖。
[0014]圖3為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，1-導(dǎo)流襯套；2-火焰筒；3-環(huán)形限流板；4-環(huán)形回流空氣通道；5-冷卻孔。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]圖1為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的結(jié)構(gòu)示意圖，火焰筒2的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套1，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間形成環(huán)形回流空氣通道4 ；該冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，包括多個(gè)沿火焰筒軸向布置的環(huán)形限流板3，每個(gè)環(huán)形限流板的外側(cè)固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，相鄰的兩個(gè)所述環(huán)形限流板3的軸向距離為洲臟?200！11111之間。每個(gè)環(huán)形限流板內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)置有冷卻孔5，空氣從冷卻孔和火焰筒形成的空間內(nèi)穿過環(huán)形限流板。每個(gè)環(huán)形限流板內(nèi)側(cè)的冷卻孔最好均勻布置，且相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板3上的冷卻孔在周向上錯(cuò)列布置，回流空氣從導(dǎo)流襯套出口進(jìn)入環(huán)形回流空氣通道4，到達(dá)環(huán)形限流板3處，從冷卻孔5穿過，這樣可限制空氣的流動(dòng)，增加回流空氣的流動(dòng)時(shí)間，有利于對火焰筒進(jìn)行充分冷卻。
[0018]圖2為圖1的八-八剖視圖，所述環(huán)形限流板3從導(dǎo)流襯套1內(nèi)壁面徑向延伸至火焰筒2外壁面，可以對回流空氣起到比較好的阻擋作用，在靠近火焰筒2處開設(shè)多個(gè)半圓形的冷卻孔5，回流空氣從所述冷卻5孔中加速通過，有效增強(qiáng)火焰筒表面的換熱系數(shù)。每個(gè)環(huán)形限流板上相鄰兩個(gè)冷卻孔5的中心間距在在50臟?150臟之間。相鄰的兩個(gè)所述環(huán)形限流板的冷卻孔5在周向上交錯(cuò)分布，這樣可以增加回流空氣的流動(dòng)時(shí)間，改善冷卻效果。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，所述火焰筒(2)的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套(I)，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間形成環(huán)形回流空氣通道(4)，其特征在于:該冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道⑷內(nèi)，包括多個(gè)沿火焰筒⑵軸向布置的環(huán)形限流板⑶海個(gè)環(huán)形限流板(3)的外側(cè)固定在導(dǎo)流襯套(I)的內(nèi)壁上，每個(gè)環(huán)形限流板(3)內(nèi)側(cè)沿周向設(shè)置有冷卻孔(5);每個(gè)環(huán)形限流板(3)內(nèi)側(cè)的冷卻孔(5)均勻布置，且相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板(3)上的冷卻孔在周向上錯(cuò)列布置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的兩個(gè)環(huán)形限流板(3)之間的軸向距離為90mm?200mm之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)環(huán)形限流板上相鄰兩個(gè)冷卻孔(5)的中心間距在50mm?150mm之間。
4.如權(quán)利要求3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的交錯(cuò)式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻孔(5)為矩形孔或半圓形孔。
【文檔編號】F23R3/42GK104359126SQ201410602626
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】劉小龍, 查筱晨, 張龍, 張珊珊 申請人:北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司