一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，屬于燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。該結(jié)構(gòu)包括隔離套筒、前分流板和后分流板；隔離套筒設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，并將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道和分流空氣通道；前分流板和后分流板上均設(shè)置有冷卻孔和分流孔，回流空氣分別通過(guò)冷卻孔和分流孔進(jìn)入冷卻通道和分流空氣通道。由于隔離套筒將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道和分流空氣通道，在冷卻孔和分流孔的作用下，使得更多的空氣經(jīng)過(guò)火焰筒表面附近，對(duì)火焰筒的冷卻有顯著改善，可明顯降低火焰筒的壁面溫度；同時(shí)冷卻孔和分流孔會(huì)改變壓力損失，可根據(jù)燃燒室的實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)壓力損失進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)節(jié)，從而滿足總體對(duì)壓力的需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(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，使其主要承壓。
[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(duì)火焰筒進(jìn)行冷卻，且冷卻結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)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)干式低NOx排放(DLN)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，從而提升燃機(jī)整體效率和降低NOx排放。為實(shí)現(xiàn)這一目的，高參數(shù)下的DLN燃燒室火焰筒上往往不開(kāi)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(zhǎng)期在高溫下工作面臨著蠕變、氧化問(wèn)題，并且其在燃?xì)廨啓C(jī)的不斷啟停過(guò)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(chǎng)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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，使其進(jìn)一步對(duì)火焰筒進(jìn)行冷卻，提高冷卻效率，避免火焰筒壁面溫度過(guò)高以及分布不均造成的高熱應(yīng)力。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，所述火焰筒的外部設(shè)置有導(dǎo)流襯套，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間形成環(huán)形回流空氣通道，其特征在于:所述冷卻結(jié)構(gòu)包括隔離套筒、前分流板和后分流板，隔離套筒設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，并將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道和分流空氣通道；所述前分流板和后分流板分別設(shè)置在隔離套筒的前端和后端，并分別固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上；在前分流板和后分流板上均設(shè)置有多個(gè)周向布置的冷卻孔和分流孔，所述冷卻孔和分流孔分別與冷卻通道和分流空氣通道相連通。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述的隔離套筒距火焰筒的徑向間距與隔離套筒距導(dǎo)流襯套的徑向間距之比在1.5?3:1之間。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于:所述冷卻孔和所述分流孔為圓形或扇形；所述冷卻孔的總面積與所述分流孔的總面積之比控制在2?4:1之間。
[0011]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:①由于隔離套筒將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道和分流空氣通道，在冷卻孔和分流孔的作用下，回流空氣會(huì)被分成兩部分，使得更多的空氣經(jīng)過(guò)火焰筒表面附近，對(duì)火焰筒的冷卻有顯著改善，可明顯降低火焰筒的壁面溫度冷卻孔和分流孔會(huì)改變壓力損失，可根據(jù)燃燒室的實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)壓力損失進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)節(jié)，從而滿足總體對(duì)壓力的需求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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A-A截面圖。
[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；3a_前分流板；3b_后分流板；4_隔離套筒；5-冷卻通道；6_分流空氣通道；7_冷卻孔；8_分流孔。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[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，冷卻結(jié)構(gòu)包括隔離套筒4、前分流板3a和后分流板3b，隔離套筒設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，并將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道5和分流空氣通道6，所述前分流板3a和后分流板3b分別設(shè)置在隔離套筒4的前端和后端，并分別固定在導(dǎo)流襯套的內(nèi)壁上，在前分流板3a和后分流板3b上均設(shè)置有冷卻孔7和分流孔8分別與冷卻通道和分流空氣通道相連通。通過(guò)冷卻孔的空氣進(jìn)入到冷卻通道內(nèi)，對(duì)火焰筒外壁面進(jìn)行對(duì)流換熱冷卻，通過(guò)分流孔使空氣進(jìn)入分流空氣通道。
[0018]圖2和圖3分別為圖1中本實(shí)用新型實(shí)施例的A-A截面圖和三維結(jié)構(gòu)示意圖，隔離套筒4距火焰筒2的徑向間距與隔離套筒距導(dǎo)流襯套I的徑向間距之比在1.5?3:1之間，使得更多的空氣經(jīng)過(guò)火焰筒表面附近，以保證冷卻通道5有足夠的截面積，避免過(guò)高的壓力損失。所述冷卻孔7和分流孔8為圓形或扇形。所述冷卻孔7和分流孔8的面積之比控制在2?4:1之間。，以保證有足夠的空氣進(jìn)入冷卻通道5進(jìn)行冷卻；根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鈮嚎烧{(diào)整冷卻孔7和分流孔8的面積比，以適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境并滿足總體需求。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(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，其特征在于:所述冷卻結(jié)構(gòu)包括隔離套筒(4)、前分流板(3a)和后分流板(3b)，隔離套筒(4)設(shè)置在所述環(huán)形回流空氣通道內(nèi)，并將環(huán)形回流空氣通道分割成冷卻通道(5)和分流空氣通道￠);所述前分流板(3a)和后分流板(3b)分別設(shè)置在隔離套筒(4)的前端和后端，并分別固定在導(dǎo)流襯套(I)的內(nèi)壁上；在前分流板和后分流板上均設(shè)置有多個(gè)周向布置的冷卻孔(7)和分流孔(8)，所述冷卻孔(7)和分流孔(8)分別與冷卻通道(5)和分流空氣通道(6)相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，隔離套筒(4)距火焰筒(2)的徑向間距與隔離套筒距導(dǎo)流襯套(I)的徑向間距之比在1.5?3:1之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻孔(7)的總面積與所述分流孔(8)的總面積之比控制在2?4:1之間。
4.如權(quán)利要求3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的分配式冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻孔(7)和所述分流孔(8)為圓形或扇形。
【文檔編號(hào)】F23R3/42GK204254675SQ201420642719
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】查筱晨, 劉小龍, 張珊珊, 張龍 申請(qǐng)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