[发明专利]热顺应式燃烧盖装置及系统

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及燃气涡轮机，并且更具体地涉及在燃气涡轮机中使用的燃烧盖(cap)组件。

背景技术

燃烧盖组件在燃气涡轮机中用来将燃料和空气从燃料喷嘴输送至涡轮机内的燃烧室中。燃烧盖组件通常包括盖板，燃料喷嘴穿过该盖板输送燃料和空气。

现有的盖板具有低循环寿命极限和高循环寿命极限。寿命极限在盖板中呈裂纹的形式。由于靠近燃烧室中的火焰而引起剧烈的热梯度，故所经受的一些开裂是源于低循环疲劳。还有一些开裂由高循环疲劳引起，这是因为盖板相对较低的刚度容许其因燃烧压力脉动而偏转。

试图延长寿命极限的一些设计包括使板件加厚，以使其具有较长的寿命和较高的刚度。这种增大的厚度使其难以制造，且使成本增加。增大的厚度还可导致厚板与薄板相附接的不连续性。其它设计使用附接到盖上的护盖板或护罩。在这些设计中，较热的护罩可独立于较冷的盖结构增长。包括此类护罩的装置比具有单个盖板的系统需要更多零件、更加复杂及更高的成本。因此，需要一种盖组件，其具有改善的耐用性和寿命而不会明显增加成本和提高复杂性。

发明内容

一种根据本发明示例性实施例所构造的燃烧盖板，包括：具有平坦表面且构造成用以固定到连接在涡轮机燃烧室上的组件上的板件，该板件限定垂直于该平坦表面的中心轴线；穿过板件的多个开口；以及由板件所形成的多个凸起部分，各凸起部分均在中心轴线的方向上远离平坦表面延伸，且具有与在燃烧过程期间产生在板件上的热梯度相适应的形状。

本发明的其它示例性实施例包括用于将可燃材料供送给燃气涡轮机的系统。该系统包括：可连接到燃气涡轮机中的燃烧室上的外套筒；具有平坦表面且限定垂直于该平坦表面的中心轴线的板件，该板件包括穿过板件的多个燃料喷嘴开口；以及固定成与多个开口对齐的多个燃料喷嘴杯体(cup)。板件具有多个凸起部分，各凸起部分均在中心轴线的方向上远离平坦表面延伸，且具有与在燃烧过程期间产生在板件上的热梯度相适应的形状。

通过本发明示例性实施例的技术实现了另外的特征和优点。本发明的其它实施例和方面在本文中进行了详细描述，且视作为要求得到保护的本发明的一部分。参看说明和附图，以更好地理解具有其优点和特征的本发明。

附图说明

图1为根据本发明示例性实施例的燃气涡轮机的侧部截面图；

图2为图1中的燃气涡轮机组件的示例性燃烧器组件的放大截面图；

图3为燃烧盖的示例性实施例的前透视图；

图4为图3中的燃烧盖的近距离前透视图；

图5为图3中的燃烧盖的近距离后透视图；

图6为燃烧盖的另一个示例性实施例的前透视图；

图7为图6中的燃烧盖的近距离前透视图；

图8为图6中的燃烧盖的近距离后透视图；

图9为燃烧盖的另一个示例性实施例的前透视图；

图10为图9中的燃烧盖的近距离前透视图；以及

图11为图9中的燃烧盖的近距离后透视图。

零件清单

10燃气涡轮机

12压缩机组件

14燃烧器组件

16涡轮组件

18转子轴

38大致为圆形的护盖组件

22燃料喷嘴

24燃烧器外壳

26圆柱形燃烧器衬套

28燃烧室

20圆形盖组件

30过渡部分(过渡件)

32涡轮喷嘴

34燃烧气体

36气流导腔

40燃烧盖板

42，44燃料喷嘴开口

46平坦圆形本体(表面)

48中心轴线

50凸起部分(棱锥形隆起)

具体实施方式

参看图1，根据本发明的示例性实施例所构造的燃气涡轮机组件总体上以10标示。燃气涡轮机10包括压缩机组件12、燃烧器组件14、与燃烧器组件14和压缩机组件12流体连通的涡轮组件16，以及附接到压缩机组件12和涡轮组件16上的转子轴18。在工作中，空气流过压缩机组件12，且排放到燃烧器组件14中，该燃烧器组件14将燃料喷射到空气流中，并点燃燃料/空气混合物，以产生高温燃烧气流。燃烧气流朝向涡轮组件16排放，该燃烧气流使涡轮组件16旋转。