[发明专利]火焰筒壁板、火焰筒及燃气轮机燃烧室

说明书

本公开涉及一种火焰筒壁板，该火焰筒壁板包括：壁板本体，形成筒形结构；以及多个第一发散孔，沿圆周方向均匀间隔形成于壁板本体上；位于相同壁板本体轴向长度位置的多个第一发散孔形成一个第一发散孔阵列，多个第一发散孔阵列沿壁板本体的轴向方向顺次排布，用于在壁板本体内形成旋流。本公开还提供一种采用该火焰筒壁板形成的火焰筒以及设有该火焰筒的燃气轮机燃烧室。

技术领域

本公开涉及燃气轮机燃烧室技术领域，尤其涉及一种火焰筒壁板、火焰筒及燃气轮机燃烧室。

背景技术

发散冷却是针对燃烧室火焰筒的常用冷却方式之一，发散冷却的主要原理是冷却空气先在进气环腔中与火焰筒外壁面进行换热，后进入发散孔内进行对流换热，最后由发散孔射出形成冷却气膜，阻隔高温烟气与火焰筒之间的换热。

目前，燃烧室发散冷却中进气环腔对流换热和孔内对流换热的冷却贡献相对较小，最重要部分是冷却气膜的保护作用。但冷却气膜的有效性极大地取决于气膜的贴壁程度以及主流烟气与冷却气膜之间的相互作用。如能通过使冷却气膜的贴壁效果更佳，则有利有提升火焰筒的冷却效率。

发明内容

针对于现有的技术问题，本公开提供一种火焰筒壁板、火焰筒及燃气轮机燃烧室，用于至少部分解决以上技术问题。

根据本公开的实施例的一个方面，提供一种火焰筒壁板，包括：多个第一发散孔，沿圆周方向均匀间隔形成于所述壁板本体上；位于相同所述壁板本体轴向长度位置的多个第一发散孔形成一个第一发散孔阵列，多个第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向顺次排布，用于在所述壁板本体内形成旋流。

根据本公开的实施例，所述第一发散孔贯通形成于所述壁板本体上；所述第一发散孔的切向距离小于等于2毫米，并且所述第一发散孔的复合角的角度为65～85度；其中，所述切向距离表征为所述第一发散孔所在平面与所述壁板本体弧顶的间距，所述复合角表征为所述第一发散孔轴线所述气流之间的夹角。

根据本公开的实施例，所述第一发散孔的孔径为0.5至2毫米。

根据本公开的实施例，每个所述第一发散孔阵列与位于上游的相邻的所述第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向的间距小于或等于同一所述第一发散孔阵列与位于下游的相邻的所述第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向的间距，其中，上游表征为壁板本体内的气流先经过的部分，下游表征为壁板本体内的气流后经过的部分。

根据本公开的实施例，每个所述第一发散孔阵列与位于上游的相邻的所述第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向的间距小于同一所述第一发散孔阵列与位于下游的相邻的所述第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向的间距。

根据本公开的实施例，相邻两个所述第一发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向的间距小于或等于25毫米。

根据本公开的实施例，所述火焰壁板还包括：多个第二发散孔，每个所述第二发散孔包括：主孔，贯通形成于所述壁板本体上；以及副孔，所述副孔的轴向第一端形成于所述主孔中部，所述副孔的轴向第二端与所述壁板本体的内壁贯通，所述副孔与所述主孔所形成的夹角为锐角；其中，所述第二发散孔沿圆周方向均匀间隔形成于所述壁板本体上，位于相同所述壁板本体轴向长度位置的多个第二发散孔形成一个第二发散孔阵列，所述第二发散孔阵列位于所述第一发散孔阵列的所述壁板本体内的气流上游位置，多个第二发散孔阵列沿所述壁板本体的轴向方向顺次排布，用于消除所述壁板本体内的气流在所述第二发散孔阵列下游形成的抬升涡。

根据本公开的实施例，所述主孔的切向距离小于等于2毫米，并且所述主孔的复合角的角度为65～85度；其中，所述切向距离表征为所述主孔所在平面与所述壁板本体弧顶的间距，所述复合角表征为所述主孔轴线所述气流之间的夹角。

根据本公开的实施例，所述副孔与所述主孔所形成的夹角为10至20度。

根据本公开的实施例，所述副孔的轴向第一端形成于所述壁板本体的内壁和所述主孔的轴向位置的中点之间。