[发明专利]用于燃气轮机的燃烧室以及用于制造燃气轮机部件中的冷却通道的方法和工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于燃气轮机的燃烧室，所述燃气轮机具有带有壳 体壁的至少一个壳体部件，所述壳体壁围绕热气路径设置并且包括可加 载热气的热侧和相对置的冷侧。分别具有内侧的多个冷却通道在壳体部 件的壳体壁中伸展。冷却通道分别包括朝冷侧敞开的入流区域和敞开到 燃烧室的内部中的出流区域。

背景技术

壳体部件例如能够为管式燃烧室的火焰管的圆柱形外壳形的端部 区域。从现有技术中已知：该圆柱形外壳形的端部区域设有多个冷却通 道，因为所述区域至少局部地承受高的热负荷。该冷却通道能够平行于 圆柱轴线在端部区域的壳体壁中伸展，使得端部区域的整个环周能够由 冷却通道贯穿。类型相关的壳体部件例如能够与具有圆柱轴线的圆柱形 外壳形的壳体部件和部件的壳体壁中的平行于圆柱轴线伸展的冷却通 道相关。

冷却通道能够借助于电化学去除方法或者火花腐蚀引入到壳体壁 中。为此，借助于圆柱形的棒和上述去除方法将圆柱形的通道腐蚀到壳 体壁中。通道也能够通过同时应用数量对应于冷却通道数量的这种工具 以便将冷却通道腐蚀到壳体壁中的方式在并行的方法步骤中引入到壳 体部件中。

穿流部件的冷却空气量的提高引起部件的更小的磨损。穿流冷却通 道的冷却空气当然不再作为燃烧空气提供并且还引起沿着壳体部件的 内侧的冷的束，使得在燃烧室运行时造成NOx和CO的有害物质排放 的提高。

发明内容

本发明所基于的目的是：提出用于开始提出类型的燃气轮机的燃烧 室、用于制造开始提出类型的冷却通道的一种方法和一种工具，借助其 实现壳体部件的冷却、燃烧室的有害物质排放的降低和壳体部件的低的 制造成本。

根据本发明，所述目的在开始提出类型的燃烧室中通过如下方式实 现：在冷却通道中的至少一个中设置有涡流发生器，其中涡流发生器构 成为接片形的肋片并且沿着冷却通道的内侧延伸并且与壳体壁一件式 地构成。

根据本发明的涡流发生器在构成冷却通道的同时在冷却通道的内 侧由壳体部件的固体材料构成。优选地，冷却通道的肋片借助于根据权 利要求23或24所述的方法来制造。这实现在制造成本尤其小的情况下 构成壳体部件。借助根据本发明的工具的根据本发明的制造方法允许： 在制造时不借助显著的附加成本对壳体部件配设涡轮发生器。根据本发 明的工具实现肋片形式的涡流发生器的制造，所述肋片沿着冷却通道的 内侧延伸并且与壳体壁一件式地构成。与壳体壁一件式地就此而言能够 理解为：肋片与构成冷却通道的内侧的材料区域是一件式的。由于涡流 发生器引发次级流，所述次级流提高到穿流冷却通道的冷却空气的热传 递，使得对于壳体部件的类似的冷却而言必须使用总体更少的冷却空 气。这如已经在上面详述的那样降低了燃气轮机的有害物质排放。

根据本发明的工具实现了涡轮发生器的可复制性和精确的定位。

有利地，接片形的肋片能够垂直于冷却通道的纵轴线伸展，使得肋 片具有在冷却通道中横向于流动方向指向的、圆区段形的或环区段形的 两个侧面。

肋片的所述定向和形状能够尤其简单地被制造。同时，在涡流发生 器的下游引发次级流，所述次级流的强度能够以简单的方式经由肋片的 高度调节以提高热传递。

也能够视为有利的是：接片形的肋片相对于冷却通道的纵轴线成角 度地沿着冷却通道的内侧延伸并且具有相对于流动方向成角度地指向 的、基本上圆区段形的或环区段形的两个侧面。

肋片伸展的倾角优选能够为10-60度。45度的倾角能够视作为是尤 其有利的。

有利地，还能够提出：将至少一定数量的肋片在冷却通道中设置在 冷却通道的内侧的沿朝热侧方向指向的一侧上。

这提高刚好在冷却通道的其中要输出尤其多热能的区域中的热传 递。

本发明的另一有利的设计方案能够提出：肋片在一侧上设置在通道 中。例如，肋片的高度能够选择成，使得肋片各闭锁冷却通道的横截面 的5-30％、优选10-15％。

肋片尤其沿朝热侧的方向的在一侧上的设置方式已经实现充分地 提高热传递。

闭锁的横截面的所提出的百分比证实为是对于提高热传递尤其有 效的，尤其是在一侧上设置肋片的情况下尤其有效的。

本发明的另一有利的设计方案能够提出：肋片在两侧上并且成对相 对置地设置在冷却通道中。