[发明专利]燃气涡轮的筒形燃烧器及包括此筒形燃烧器的燃气涡轮

说明书

一种用于燃气涡轮的筒形燃烧器，筒形燃烧器包括：至少喷燃器；限定具有燃烧器轴线的燃烧室的至少衬套；其中衬套包括：内管状本体；至少部分地叠盖内管状本体且与内管状本体间隔开以限定冷却空气间隙的外管状本体；其中外管状本体包括与内管状本体的中间部分联接的上游端。

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2017年12月26日提交的俄罗斯专利申请No. 2017145745的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于发电站的燃气涡轮的筒形燃烧器。具体而言，本发明涉及形成用于发电站的燃气涡轮的筒形燃烧器的冷却衬套的冷壳和热壳之间的界面，即，密封界面。

此外，本发明涉及包括上文提到的筒形燃烧器的用于发电站的燃气涡轮。

背景技术

如已知的，用于发电站的燃气涡轮组件(在下文中仅为燃气涡轮)包括具有轴线且设有上游压缩机区段、燃烧器区段和下游涡轮区段的转子。用语下游和上游参照穿过燃气涡轮的主气流的方向。具体而言，压缩机包括供有空气的入口，以及压缩经过的空气的多个叶片。离开压缩机的压缩空气流入仓室，即，由外壳界定的封闭容积，且从该处进入燃烧器中。在燃烧器内，压缩空气与至少一种燃料混合。燃料和压缩空气的混合物流入燃烧室，在该处，混合物燃烧。所得的热气体离开燃烧器，且在涡轮中膨胀，从而对转子做功。

为了实现高效率，需要高涡轮入口温度。然而，由于此高温，故生成高NOx排放。

为了减少这些排放并提高操作灵活性，如今已知执行连续燃烧循环的特定种类的燃气涡轮。

大体上，连续燃气涡轮包括串联的两个燃烧器，其中每个燃烧器设有相对的喷燃器和燃烧室。沿着主气流方向，上游燃烧器称为“预混”燃烧器，且由压缩空气进给。下游燃烧器称为“连续”或“再热”燃烧器，且由离开第一燃烧室的热气体进给。根据第一种类的连续燃气涡轮，两个燃烧器由被称为高压涡轮的涡轮叶片的级物理地分离。

如今，已知第二种类的连续燃气涡轮，其中此类燃气涡轮未设有高压涡轮，且预混喷燃器和再热喷燃器在共同的筒形壳内布置成一个直接地另一个的下游。根据此类连续燃气涡轮，多个筒形燃烧器提供成布置为围绕转子轴线的环。每个筒形燃烧器设有衬套，即，限制燃烧室的壳，其分成分别相对于再热喷燃器在上游和下游的两个部分。衬套的上游部分被称为预混衬套，而下游部分被称为连续衬套，且在下游与被称为相框状部件(pictureframe)的面向涡轮的凸缘连接。通常，连续衬套和相框状部件实现为称为过渡管的单个件，其构造成用于朝涡轮、具体是朝涡轮的第一导叶引导离开燃烧器的热气体。例如，再热喷燃器可以延伸穿过流动通道的多个单或双燃料喷射器指状部的形式实现。优选地，这些喷射器指状部可以优选具有叶形后缘的流线型本体的形式实现。由于高的热气体温度，故再热喷燃器未设有任何火花发生器，且燃烧作为自燃开始。

当然，根据现有技术的实践，有可能实现具有单个燃烧级且相应地包括单个喷燃器和限定单个燃烧室的单个衬套的筒形燃烧器。

列举了上述不同种类的燃气涡轮(即，具有单个或两个燃烧级的筒形燃烧器)，因为本发明可应用于所有这两种不同种类的筒形燃烧器。

筒形燃烧器的衬套由被称为热壳且限制燃烧室的内管状本体和被称为冷壳的外管状本体限定。该冷壳在外面覆盖热壳的至少部分，与热壳间隔开来用于实现冷却空气通道，且限定外衬套直径。具体而言，冷壳和热壳在下游端处固定至彼此，即，此下游端固定至典型地为相框状部件的公共结构，而冷壳的上游部分用滑动特征(热壳的中间部分)叠盖。筒形燃烧器包括燃烧器外壳，其构造成与设在燃气涡轮外壳中的相关端口孔联接。间隙存在于燃烧器衬套与燃烧器外壳之间，间隙允许压缩空气到达联接至热壳的上游端的喷燃器，具体是预混喷燃器。因此，此间隙在里面由冷壳在下游限制，且由热壳在上游限制。冷壳的上游端与热壳之间的上述滑动联接允许以完全不同的温度工作的这些元件的相对移动。