本文公開的主題大體涉及渦輪機(jī),并且更特別地,涉及在渦輪機(jī)中使用具有遲(late)噴射結(jié)構(gòu)的過渡導(dǎo)管。
背景技術(shù):
渦輪機(jī)在諸如功率生產(chǎn)的領(lǐng)域中廣泛使用。例如,傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器區(qū)段和至少一個渦輪區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段構(gòu)造成在空氣流過壓縮機(jī)區(qū)段時壓縮空氣。然后空氣從壓縮機(jī)區(qū)段流到燃燒器區(qū)段,在燃燒器區(qū)段中,空氣與燃料混合且燃燒,從而產(chǎn)生熱氣流。熱氣流提供給渦輪區(qū)段,渦輪區(qū)段通過從熱氣流中抽取能量來使用熱氣流對壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)和其它多種負(fù)載提供功率。
渦輪機(jī)的燃燒器區(qū)段大體包括管或?qū)Ч?,以使熱燃燒氣通過其流到渦輪區(qū)段或多個區(qū)段。目前,已經(jīng)引入了燃燒器區(qū)段,它包括轉(zhuǎn)移熱氣流的管或?qū)Ч?。例如,已?jīng)引入了用于燃燒器區(qū)段的導(dǎo)管,在使熱氣沿縱向流過其中時,導(dǎo)管另外使流沿徑向和/或沿切向轉(zhuǎn)移,使得流具有多種角度分量。這些設(shè)計具有多種優(yōu)點,包括消除渦輪區(qū)段中的第一級噴嘴。以前提供第一級噴嘴是為了轉(zhuǎn)移熱氣流,而且由于這些導(dǎo)管的設(shè)計,可能不需要第一級噴嘴。消除第一級噴嘴可消除相關(guān)聯(lián)的壓降,并且提高渦輪機(jī)的效率和功率輸出。
各種設(shè)計和運行參數(shù)都會影響燃燒器區(qū)段的設(shè)計和運行。例如,較高的燃燒氣體溫度一般會提高燃燒器區(qū)段的空氣動力學(xué)效率。但是,較高的燃燒氣體溫度也會促進(jìn)逆燃和/或攏焰狀況,其中燃燒火焰朝燃料噴嘴供應(yīng)的燃料遷移,很可能在較短的時間內(nèi)對燃料噴嘴引起嚴(yán)重?fù)p傷。另外,較高的燃燒氣體溫度大體提高雙原子氮的分裂速率,從而增加的氮氧化物(nox)的產(chǎn)生量。相反,與燃料流減少和/或部分負(fù)載運行(減速)相關(guān)聯(lián)的較低的燃燒氣體溫度大體降低燃燒氣體的化學(xué)反應(yīng)速率,從而增加一氧化碳和未燃燒的烴的產(chǎn)生量。當(dāng)如上面論述的那樣利用在其中轉(zhuǎn)移熱氣流的導(dǎo)管時,尤其要考慮這些設(shè)計和運行參數(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
將在以下描述中部分地闡述本公開的各方面和優(yōu)點,或者根據(jù)該描述,本公開的各方面和優(yōu)點可為明顯的,或者可通過實踐本公開來學(xué)習(xí)本公開的各方面和優(yōu)點。
在一個實施例中,提供一種渦輪機(jī)。渦輪機(jī)包括設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管,多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,通道限定內(nèi)部且在入口和出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線。多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于入口沿著縱向軸線和切向軸線偏移。多個過渡導(dǎo)管中的各個進(jìn)一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之間延伸,并且下游部分在頭端和出口之間延伸。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括遲噴射組件,其設(shè)置在多個過渡導(dǎo)管中的過渡導(dǎo)管的上游部分和下游部分之間。遲噴射組件提供流體連通,以使噴射流體在過渡導(dǎo)管的入口的下游流到內(nèi)部中。遲噴射組件包括遲噴射環(huán),遲噴射環(huán)限定主要管道,主要管道在入口和出口之間延伸。入口限定在遲噴射環(huán)的下游側(cè)中,以接受工作流體,使工作流體與遲噴射環(huán)內(nèi)的燃料混合。出口與過渡導(dǎo)管的內(nèi)部處于流體連通。
在另一個實施例中,提供一種渦輪機(jī)。渦輪機(jī)包括設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管,多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,通道限定內(nèi)部且在入口和出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線。多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于入口沿著縱向軸線和切向軸線偏移。多個過渡導(dǎo)管中的各個進(jìn)一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之間延伸,并且下游部分在頭端和出口之間延伸。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括大體包圍過渡導(dǎo)管的流動套管。流動套管包括入口、出口和在入口和出口之間延伸的套管通道。流動套管進(jìn)一步包括上游部分和下游部分。上游部分在入口和后端之間延伸,并且下游部分在頭端和出口之間延伸。過渡導(dǎo)管和流動套管的上游部分在它們之間限定上游腔體,并且過渡導(dǎo)管和流動套管的下游部分在它們之間限定下游腔體。渦輪機(jī)進(jìn)一步包括設(shè)置在多個過渡導(dǎo)管中的過渡導(dǎo)管的上游部分和下游部分之間的遲噴射組件。遲噴射組件提供流體連通,以使噴射流體在過渡導(dǎo)管的入口的下游流到內(nèi)部中。遲噴射組件包括遲噴射環(huán)。遲噴射環(huán)限定主要管道,主要管道在入口和出口之間延伸,入口限定在遲噴射環(huán)的下游側(cè)中,并且與下游腔體處于流體連通,以接受工作流體,使工作流體與遲噴射環(huán)內(nèi)的燃料混合,出口與過渡導(dǎo)管的內(nèi)部處于流體連通。遲噴射組件進(jìn)一步包括燃料歧管,燃料歧管與燃料源處于流體連通,以使燃料流到燃料歧管,并且燃料歧管與主要管道處于流體連通,以使燃料流到主要管道。燃料歧管限定歧管管道,并且遲噴射環(huán)限定燃料穩(wěn)壓室。燃料從燃料歧管流到燃料穩(wěn)壓室,并且從燃料穩(wěn)壓室流到主要管道,并且與主要管道中的工作流體混合。
技術(shù)方案1.一種渦輪機(jī),包括:
設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,所述通道限定內(nèi)部且在所述入口和所述出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述縱向軸線和所述切向軸線偏移,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個進(jìn)一步包括上游部分和下游部分,所述上游部分在所述入口和后端之間延伸,所述下游部分在頭端和所述出口之間延伸;以及
設(shè)置在所述多個過渡導(dǎo)管中的過渡導(dǎo)管的上游部分和下游部分之間的遲噴射組件,所述遲噴射組件提供流體連通,以使噴射流體在所述過渡導(dǎo)管的入口的下游流到所述內(nèi)部中,所述遲噴射組件包括遲噴射環(huán),所述遲噴射環(huán)限定主要管道,所述主要管道在入口和出口之間延伸,所述入口限定在所述遲噴射環(huán)的下游側(cè)中,以接受工作流體,以使所述工作流體與所述遲噴射環(huán)內(nèi)的燃料混合,所述出口與所述過渡導(dǎo)管的內(nèi)部處于流體連通。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述遲噴射組件進(jìn)一步包括燃料歧管,所述燃料歧管與燃料源處于流體連通,以使燃料流到所述燃料歧管,并且所述燃料歧管與所述主要管道處于流體連通,以使燃料流到所述主要管道。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述燃料歧管限定歧管管道,并且所述遲噴射環(huán)限定燃料穩(wěn)壓室,以及其中,燃料從所述燃料歧管流到所述燃料穩(wěn)壓室,并且從所述燃料穩(wěn)壓室流到所述主要管道,并且與所述主要管道中的工作流體混合。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述燃料歧管是大體環(huán)形燃料歧管。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述噴射環(huán)限定多個主要管道,所述多個主要管道以大體環(huán)形陣列間隔開。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述遲噴射環(huán)限定旁通管道,所述旁通管道在限定在所述遲噴射環(huán)的下游側(cè)中的入口和限定在所述遲噴射環(huán)的上游側(cè)中的出口之間延伸。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括大體包圍所述過渡導(dǎo)管的流動套管,所述流動套管包括入口、出口和在所述入口和所述出口之間延伸的套管通道,所述流動套管進(jìn)一步包括上游部分和下游部分,所述上游部分在所述入口和后端之間延伸,所述下游部分在頭端和所述出口之間延伸,以及其中,所述遲噴射環(huán)進(jìn)一步設(shè)置在所述流動套管的上游部分和下游部分之間。
技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案7所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述遲噴射環(huán)連接到所述上游部分的后端和所述過渡導(dǎo)管的下游部分的頭端上。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案7所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述過渡導(dǎo)管和所述流動套管的上游部分在它們之間限定上游腔體,以及其中,所述過渡導(dǎo)管和所述流動套管的下游部分在它們之間限定下游腔體。
技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案9所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述主要管道的入口與所述下游腔體處于流體連通。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案7所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述流動套管是沖擊套管。
技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述徑向軸線進(jìn)一步偏移。
技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括與所述多個過渡導(dǎo)管連通的渦輪區(qū)段,所述渦輪區(qū)段包括第一級輪葉組件。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的渦輪機(jī),其特征在于,在所述第一級輪葉組件的上游沒有設(shè)置噴嘴。
技術(shù)方案15.一種渦輪機(jī),包括:
設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個包括入口、出口和通道,所述通道限定內(nèi)部,并且在所述入口和所述出口之間延伸,并且限定縱向軸線、徑向軸線和切向軸線,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個的出口相對于所述入口沿著所述縱向軸線和所述切向軸線偏移,所述多個過渡導(dǎo)管中的各個進(jìn)一步包括上游部分和下游部分,所述上游部分在所述入口和后端之間延伸,所述下游部分在頭端和所述出口之間延伸;
大體包圍所述過渡導(dǎo)管的流動套管,所述流動套管包括入口、出口和在所述入口和所述出口之間延伸的套管通道,所述流動套管進(jìn)一步包括上游部分和下游部分,所述上游部分在所述入口和后端之間延伸,所述下游部分在頭端和所述出口之間延伸,其中,所述過渡導(dǎo)管和所述流動套管的上游部分在它們之間限定上游腔體,以及其中,所述過渡導(dǎo)管和所述流動套管的下游部分在它們之間限定下游腔體;以及
設(shè)置在所述多個過渡導(dǎo)管中的過渡導(dǎo)管的上游部分和下游部分之間的遲噴射組件,所述遲噴射組件提供流體連通,以使噴射流體在所述過渡導(dǎo)管的入口的下游流到所述內(nèi)部中,所述遲噴射組件包括:
遲噴射環(huán),所述遲噴射環(huán)限定主要管道,所述主要管道在入口和出口之間延伸,所述入口限定在所述遲噴射環(huán)的下游側(cè)中,并且與所述下游腔體處于流體連通,以接受工作流體,以使所述工作流體與所述遲噴射環(huán)內(nèi)的燃料混合,所述出口與所述過渡導(dǎo)管的內(nèi)部處于流體連通;以及
燃料歧管,所述燃料歧管與燃料源處于流體連通,以使燃料流到所述燃料歧管,并且所述燃料歧管與所述主要管道處于流體連通,以使所述燃料流到所述主要管道,其中,所述燃料歧管限定歧管管道,并且所述遲噴射環(huán)限定燃料穩(wěn)壓室,以及其中,燃料從所述燃料歧管流到所述燃料穩(wěn)壓室,并且從所述燃料穩(wěn)壓室流到所述主要管道,并且與所述主要管道中的工作流體混合。
技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述主要管道為多個主要管道,所述多個主要管道以大體環(huán)形陣列間隔開。
技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案15所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述遲噴射環(huán)限定旁通管道,所述旁通管道在限定在所述遲噴射環(huán)的下游側(cè)中的入口和限定在所述遲噴射環(huán)的上游側(cè)中的出口之間延伸。
技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案15所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述遲噴射環(huán)連接到所述上游部分的后端和所述過渡導(dǎo)管的下游部分的頭端上。
技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案15所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述流動套管是沖擊套管。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案15所述的渦輪機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)進(jìn)一步包括與所述多個過渡導(dǎo)管連通的渦輪區(qū)段,所述渦輪區(qū)段包括第一級輪葉組件,以及其中,在所述第一級輪葉組件的上游沒有設(shè)置噴嘴。
技術(shù)方案21.一種渦輪機(jī)(10),包括:
設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管(50),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個包括入口(52)、出口(54)和通道(56),所述通道(56)限定內(nèi)部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之間延伸,并且限定縱向軸線(90)、徑向軸線(94)和切向軸線(92),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述縱向軸線(90)和所述切向軸線(92)偏移,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個進(jìn)一步包括上游部分(170)和下游部分(172),所述上游部分(170)在所述入口(52)和后端(174)之間延伸,所述下游部分(172)在頭端(176)和所述出口(54)之間延伸;以及
設(shè)置在所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的過渡導(dǎo)管(50)的上游部分(170)和下游部分(172)之間的遲噴射組件(250),所述遲噴射組件(250)提供流體連通,以使噴射流體在所述過渡導(dǎo)管(50)的入口(52)下游流到所述內(nèi)部(57)中,所述遲噴射組件(250)包括遲噴射環(huán)(252),所述遲噴射環(huán)(252)限定主要管道(260),所述主要管道(260)在入口(262)和出口(264)之間延伸,所述入口(262)限定在所述遲噴射環(huán)(252)的下游側(cè)(256)中,以接受工作流體,以使所述工作流體與所述遲噴射環(huán)(252)內(nèi)的燃料混合,所述出口(264)與所述過渡導(dǎo)管(50)的內(nèi)部(57)處于流體連通。
技術(shù)方案22.根據(jù)技術(shù)方案21所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述遲噴射組件(250)進(jìn)一步包括燃料歧管(280),所述燃料歧管(280)與燃料源(281)處于流體連通,以使燃料流到所述燃料歧管(280),并且所述燃料歧管(280)與所述主要管道(260)處于流體連通,以使所述燃料流到所述主要管道(260)。
技術(shù)方案23.根據(jù)技術(shù)方案22所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述燃料歧管(280)限定歧管管道(282),并且所述遲噴射環(huán)(252)限定燃料穩(wěn)壓室(288),以及其中,燃料從所述燃料歧管(280)流到所述燃料穩(wěn)壓室(288),并且從所述燃料穩(wěn)壓室(288)流到所述主要管道(260),并且與所述主要管道(260)中的工作流體混合。
技術(shù)方案24.根據(jù)技術(shù)方案22所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述燃料歧管(280)是大體環(huán)形燃料歧管(280)。
技術(shù)方案25.根據(jù)技術(shù)方案21至24所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述噴射環(huán)(252)限定多個主要管道(260),所述多個主要管道(260)以大體環(huán)形陣列間隔開。
技術(shù)方案26.根據(jù)技術(shù)方案21至25中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述遲噴射環(huán)(252)限定旁通管道(270),所述旁通管道(270)在限定在所述遲噴射環(huán)(252)的下游側(cè)(256)中的入口(272)和限定在所述遲噴射環(huán)(252)的上游側(cè)(254)中的出口(274)之間延伸。
技術(shù)方案27.根據(jù)技術(shù)方案21至26中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述渦輪機(jī)(10)進(jìn)一步包括大體包圍所述過渡導(dǎo)管(50)的流動套管(150),所述流動套管(150)包括入口(162)、出口(164)和在所述入口(162)和所述出口(164)之間延伸的套管通道(166),所述流動套管(150)進(jìn)一步包括上游部分(180)和下游部分(182),所述上游部分(180)在所述入口(162)和后端(184)之間延伸,所述下游部分(182)在頭端(186)和所述出口(164)之間延伸,以及其中,所述遲噴射環(huán)(252)進(jìn)一步設(shè)置在所述流動套管(150)的上游部分(180)和下游部分(182)之間。
技術(shù)方案28.根據(jù)技術(shù)方案27所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述遲噴射環(huán)(252)連接到所述過渡導(dǎo)管(50)的上游部分(170,180)的后端(174)和下游部分(172,182)的頭端(186)上。
技術(shù)方案29.根據(jù)技術(shù)方案27所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述過渡導(dǎo)管(50)和所述流動套管(150)的上游部分(170,180)在它們之間限定上游腔體(190),以及其中,所述過渡導(dǎo)管(50)和所述流動套管(150)的下游部分(172,182)在它們之間限定下游腔體(192)。
技術(shù)方案30.根據(jù)技術(shù)方案21至29中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述徑向軸線(94)進(jìn)一步偏移。
技術(shù)方案31.根據(jù)技術(shù)方案21至30中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述渦輪機(jī)(10)進(jìn)一步包括與所述多個過渡導(dǎo)管(50)連通的渦輪區(qū)段(16),所述渦輪區(qū)段(16)包括第一級輪葉組件(122),以及可選地包括
其中,在所述第一級輪葉組件(122)的上游沒有設(shè)置噴嘴(114)。
技術(shù)方案32.一種渦輪機(jī)(10),包括:
設(shè)置成大體環(huán)形陣列的多個過渡導(dǎo)管(50),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個包括入口(52)、出口(54)和通道(56),所述通道(56)限定內(nèi)部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之間延伸,并且限定縱向軸線(90)、徑向軸線(94)和切向軸線(92),所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個的出口(54)相對于所述入口(52)沿著所述縱向軸線(90)和所述切向軸線(92)偏移,所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的各個進(jìn)一步包括上游部分(170)和下游部分(172),所述上游部分(170)在所述入口(52)和后端(174)之間延伸,所述下游部分(172)在頭端和所述出口(54)之間延伸;
大體包圍所述過渡導(dǎo)管(50)的流動套管(150),所述流動套管(150)包括入口(162)、出口(164)和在所述入口(162)和所述出口(164)之間延伸的套管通道(166),所述流動套管(150)進(jìn)一步包括上游部分(180)和下游部分(182),所述上游部分(180)在所述入口(162)和后端(184)之間延伸,所述下游部分(182)在頭端(186)和所述出口(164)之間延伸,其中,所述過渡導(dǎo)管(50)和所述流動套管(150)的上游部分(170,180)在它們之間限定上游腔體(190),以及其中,所述過渡導(dǎo)管(50)和所述流動套管(30,150)的下游部分(172,182)在它們之間限定下游腔體(192);以及
設(shè)置在所述多個過渡導(dǎo)管(50)中的過渡導(dǎo)管(50)的上游部分(170)和下游部分(172)之間的遲噴射組件(250),所述遲噴射組件(250)提供流體連通,以使噴射流體在所述過渡導(dǎo)管(50)的入口(52)的下游流到所述內(nèi)部(57)中,所述遲噴射組件(250)包括:
遲噴射環(huán)(252),所述遲噴射環(huán)(252)限定主要管道(260),所述主要管道(260)在入口(262)和出口(264)之間延伸,所述入口(262)限定在所述遲噴射環(huán)(252)的下游側(cè)(256)中,并且與所述下游腔體(192)處于流體連通,以接受工作流體,以使所述工作流體與所述遲噴射環(huán)(252)內(nèi)的燃料混合,所述出口(264)與所述過渡導(dǎo)管(50)的內(nèi)部(57)處于流體連通;以及
燃料歧管(280),所述燃料歧管(280)與燃料源(281)處于流體連通,以使燃料流到所述燃料歧管(280),并且所述燃料歧管(280)與所述主要管道(260)處于流體連通,以使所述燃料流到所述主要管道(260),其中,所述燃料歧管(280)限定歧管管道(282),并且所述遲噴射環(huán)(252)限定燃料穩(wěn)壓室(288),以及其中,燃料從所述燃料歧管(280)流到所述燃料穩(wěn)壓室(288),并且從所述燃料穩(wěn)壓室(288)流到所述主要管道(260),并且與所述主要管道(260)中的工作流體混合。
技術(shù)方案33.根據(jù)技術(shù)方案32所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述主要管道(260)是多個主要管道(260),所述多個主要管道(260)以大體環(huán)形陣列間隔開。
技術(shù)方案34.根據(jù)技術(shù)方案32至33中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述遲噴射環(huán)(252)限定旁通管道(270),所述旁通管道(270)在限定在所述遲噴射環(huán)(252)的下游側(cè)(256)中的入口(272)和限定在所述遲噴射環(huán)(252)的上游側(cè)(254)中的出口(274)之間延伸。
技術(shù)方案35.根據(jù)技術(shù)方案32至34中的任一項所述的渦輪機(jī)(10),其特征在于,所述遲噴射環(huán)(252)連接到所述過渡導(dǎo)管(50)的上游部分(170,180)的后端(174)和下游部分(172,182)的頭端(176,186)上。
參照以下描述和所附權(quán)利要求,本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。附圖結(jié)合在此說明書中且構(gòu)成說明書的一部分,附圖示出本公開的實施例,并且與描述一起用來闡明本公開的原理。
附圖說明
在說明書中對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員闡述本公開的完整且能夠?qū)嵤┑墓_,包括其最佳模式,說明書參照了附圖,其中:
圖1是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的示意圖;
圖2是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的若干部分的橫截面圖;
圖3是根據(jù)本公開的實施例的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的渦輪區(qū)段的橫截面圖。
圖4是根據(jù)本公開的實施例的成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管的透視圖;
圖5是根據(jù)本公開的實施例的多個過渡導(dǎo)管和相關(guān)聯(lián)的沖擊套管的俯視透視圖;
圖6是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的側(cè)面透視圖;
圖7是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管組件的剖面透視圖,過渡導(dǎo)管組件包括相鄰過渡導(dǎo)管,并且在它們之間形成翼型件的多種部分;
圖8是根據(jù)本公開的實施例的多個過渡導(dǎo)管和相關(guān)聯(lián)的沖擊套管的頂部正面透視圖;
圖9是根據(jù)本公開的實施例的連接到支承環(huán)組件的多個過渡導(dǎo)管的頂部背面透視圖;
圖10是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的下游部分的側(cè)面透視圖;
圖11是根據(jù)本公開的實施例的過渡導(dǎo)管的下游部分的另一個側(cè)面透視圖;
圖12是根據(jù)本公開的實施例的在過渡導(dǎo)管的上游部分和下游部分之間連接的遲噴射組件的透視圖;
圖13是根據(jù)本公開的實施例的在過渡導(dǎo)管和相關(guān)聯(lián)的沖擊套管的上游部分和下游部分之間連接的遲噴射組件的側(cè)面橫截面圖;
圖14是根據(jù)本公開的實施例的遲噴射組件的側(cè)面橫截面圖;以及
圖15是根據(jù)本公開的實施例的連接到過渡導(dǎo)管上的遲噴射組件的正面橫截面圖。
部件列表
10渦輪系統(tǒng)
12壓縮機(jī)區(qū)段
14燃燒器區(qū)段
15燃燒器
16渦輪區(qū)段
18軸
21殼
22燃燒器襯套
24燃燒區(qū)
26過渡件
30流動套管
32流路徑
34沖擊套管
36流路徑
38外部環(huán)帶
40燃料噴嘴
50過渡導(dǎo)管
52入口
54出口
56通道
57內(nèi)部
90縱向軸線
92切向軸線
94徑向軸線
98縱向軸線
102護(hù)罩
104熱氣路徑
106護(hù)罩塊
112輪葉
114噴嘴
122第一級輪葉組件
123第二級噴嘴組件
124第二級輪葉組件
125第三級噴嘴組件
126第三級輪葉組件
130第一過渡導(dǎo)管
132第二過渡導(dǎo)管
134接觸面
142壓力側(cè)
144吸力側(cè)
146后緣
150流動套管
152環(huán)形通道
154沖擊孔
162入口
164出口
166通道
170上游部分
172下游部分
174后端
176頭端
180上游部分
182下游部分
184后端
186頭端
190上游腔體
192下游腔體
200下部支承環(huán)
202上部支承環(huán)
210機(jī)械緊固件
212內(nèi)部凸緣
213膛孔
214外部凸緣
215膛孔
250遲噴射組件
252噴射環(huán)
254上游側(cè)
256下游側(cè)
258內(nèi)部側(cè)
260主要管道
262入口
264出口
270旁通管道
272入口
274出口
280燃料歧管
281燃料源
282歧管管道
284支柱
286供應(yīng)管道
288燃料穩(wěn)壓室
289噴射管道。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本公開的實施例,在圖中示出實施例的一個或多個示例。以解釋本公開而非限制本公開的方式提供各個示例。實際上,對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的將是,可在本公開中作出多種修改和改變,而不偏離本公開的范圍或精神。例如,被示為或描述成一個實施例的一部分的特征可用于另一個實施例,以產(chǎn)生又一個實施例。因而,意于的是本公開覆蓋落在所附權(quán)利要求及其等物的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。
圖1是渦輪機(jī)的示意圖,渦輪機(jī)在顯示的實施例中是燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10。應(yīng)當(dāng)理解,本公開的渦輪機(jī)不必是燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10,而是可為任何適當(dāng)?shù)臏u輪系統(tǒng)或其它渦輪機(jī),諸如蒸汽渦輪系統(tǒng)或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)。所顯示的系統(tǒng)10可包括壓縮機(jī)區(qū)段12、燃燒器區(qū)段14和渦輪區(qū)段16,燃燒器區(qū)段14可包括下面論述的多個燃燒器15。壓縮機(jī)區(qū)段12和渦輪區(qū)段16可通過軸18聯(lián)接。軸18可為單個軸或聯(lián)接在一起形成軸18的多個軸節(jié)段。軸18可進(jìn)一步聯(lián)接到發(fā)電機(jī)或其它適當(dāng)?shù)哪芰看鎯ρb置上,或者可直接連接到例如電網(wǎng)。入口區(qū)段19可對壓縮機(jī)區(qū)段12提供空氣流,并且排氣可通過排氣區(qū)段20從渦輪區(qū)段16排出,并且排出到系統(tǒng)10或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中和/或在其中使用。來自系統(tǒng)10的排氣例如可排到大氣中,流到蒸汽渦輪或其它適當(dāng)?shù)南到y(tǒng),或者通過熱回收蒸汽發(fā)生器回收。
參照圖2,示出燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10的若干部分的簡化視圖。圖2中顯示的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)區(qū)段12,以對下面論述的流過系統(tǒng)10的工作流體加壓。從壓縮機(jī)區(qū)段12排出的加壓工作流體流到燃燒器區(qū)段14中,燃燒器區(qū)段14可包括多個燃燒器15(圖2中僅示出了一個),它們圍繞系統(tǒng)10的軸線設(shè)置成環(huán)形陣列。進(jìn)入燃燒器區(qū)段14的工作流體與燃料混合,諸如天然氣或另一種適當(dāng)?shù)囊后w或氣體,并且燃燒。熱燃燒氣從各個燃燒器15流到渦輪區(qū)段16,以驅(qū)動系統(tǒng)10且產(chǎn)生功率。
燃?xì)鉁u輪10中的燃燒器15可包括多種構(gòu)件,以混合和燃燒工作流體和燃料。例如,燃燒器15可包括殼21,諸如壓縮機(jī)排氣殼21。多個套管可為沿軸向延伸的環(huán)形套管,多個套管可至少部分地設(shè)置在殼21中。如圖2中顯示的那樣,套管沿軸向沿著大體縱向軸線98延伸,使得套管的入口沿軸向與出口對齊。例如,燃燒器襯套22可大體在其中限定燃燒區(qū)24。工作流體、燃料和可選的氧化劑的燃燒可大體發(fā)生在燃燒區(qū)24中。產(chǎn)生的熱燃燒氣可大體沿軸向沿著縱向軸線98向下游流過燃燒襯套22,進(jìn)入到過渡件26中,然后大體沿軸向沿著縱向軸線98流過過渡件26且進(jìn)入到渦輪區(qū)段16中。
燃燒器15可進(jìn)一步包括燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40。燃料可通過一個或多個歧管(未顯示)供應(yīng)到燃料噴嘴40。如下面論述的那樣,燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40可將燃料和可選地工作流體供應(yīng)到燃燒區(qū)24供燃燒。
現(xiàn)在參照圖4至15,根據(jù)本公開的燃燒器15可包括一個或多個過渡導(dǎo)管50,大體稱為過渡導(dǎo)管組件。本公開的過渡導(dǎo)管50可提供來代替其它燃燒器的多種沿軸向延伸套管。例如,過渡導(dǎo)管50可取代沿軸向延伸過渡件26,以及可選地,燃燒器15的燃燒器襯套22。因而,過渡導(dǎo)管可從燃料噴嘴40延伸,或者從燃燒器襯套22延伸。如本文論述的那樣,過渡導(dǎo)管50可提供優(yōu)于用于使工作流體流過其中且流到渦輪區(qū)段16的沿軸向延伸燃燒器襯套22和過渡件26的多種優(yōu)點。
如所顯示的那樣,多個過渡導(dǎo)管50可圍繞縱向軸線90設(shè)置成環(huán)形陣列。另外,各個過渡導(dǎo)管50可在燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40和渦輪區(qū)段16之間延伸。例如,各個過渡導(dǎo)管50可從燃料噴嘴40延伸到渦輪區(qū)段16。因而,工作流體可大體從燃料噴嘴40流過過渡導(dǎo)管50到達(dá)渦輪區(qū)段16。在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50可有利地允許消除渦輪區(qū)段中的第一級噴嘴,這可消除任何相關(guān)聯(lián)的阻力和壓降,并且提高系統(tǒng)10的效率和輸出。
各個過渡導(dǎo)管50可具有入口52、出口54和在它們之間的通道56,通道56可限定內(nèi)部57。過渡導(dǎo)管50的入口52和出口54可具有大體圓形或橢圓形橫截面、長方形橫截面、三角形橫截面,或者任何其它適當(dāng)?shù)亩噙呅螜M截面。另外,應(yīng)當(dāng)理解的是,過渡導(dǎo)管50的入口52和出口54不必具有形狀相似的橫截面。例如,在一個實施例中,入口52可具有大體圓形的橫截面,而出口54則可具有大體長方形的橫截面。
另外,通道56可大體在入口52和出口54之間漸縮。例如,在示例性實施例中,通道56的至少一部分可大體為圓錐形。但是,另外或備選地,通道56或其任何部分可具有大體長方形橫截面、三角形橫截面,或者任何其它適當(dāng)?shù)亩噙呅螜M截面。應(yīng)當(dāng)理解,隨著通道56從較大的入口52到較小的出口54漸縮,通道56的橫截面形狀可在通道56或者其任何部分中改變。
多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52偏移。如本文使用,“偏移”意味著沿著所標(biāo)識的坐標(biāo)方向間隔開。多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿縱向偏移,諸如沿著縱向軸線90偏移。
另外,在示例性實施例中,多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿切向偏移,諸如沿著切向軸線92偏移。因為多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿切向偏移,所以過渡導(dǎo)管50可有利地使用通過過渡導(dǎo)管50的工作流體流的切向分量來消除在渦輪區(qū)段16中對第一級噴嘴的需要,如下面論述的那樣。
另外,在示例性實施例中,多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54可相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿徑向偏移,諸如沿著徑向軸線94偏移。因為多個過渡導(dǎo)管50中的各個的出口54相對于相應(yīng)的過渡導(dǎo)管50的入口52沿徑向偏移,所以過渡導(dǎo)管50可有利于使用通過過渡導(dǎo)管50的工作流體流的徑向分量來進(jìn)一步消除在渦輪區(qū)段16中對第一級噴嘴的需要,如下面論述的那樣。
應(yīng)當(dāng)理解,針對各個過渡導(dǎo)管50,關(guān)于由成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管50限定的周邊,單獨限定切向軸線92和徑向軸線94,如圖4中顯示的那樣,并且軸線92和94針對各個過渡導(dǎo)管50圍繞該周邊,基于圍繞縱向軸線90設(shè)置成環(huán)形陣列的過渡導(dǎo)管50的數(shù)量而改變。
如所論述的那樣,在熱燃燒氣流過過渡導(dǎo)管50之后,它們可從過渡導(dǎo)管50流到渦輪區(qū)段16中。如圖3中顯示的那樣,根據(jù)本公開的渦輪區(qū)段16可包括護(hù)罩102,護(hù)罩102可限定熱氣路徑104。護(hù)罩102可由多個護(hù)罩塊106形成。護(hù)罩塊106可設(shè)置成一個或多個環(huán)形陣列,各個環(huán)形陣列可限定熱氣路徑104的一部分。渦輪區(qū)段16可另外包括支承環(huán)組件,支承環(huán)組件可包括下部支承環(huán)200和上部支承環(huán)202,而且例如可定位在護(hù)罩102(諸如它的第一多個護(hù)罩塊106)的上游(沿著熱氣路徑104)或者可為護(hù)罩102的第一部分。支承環(huán)組件可進(jìn)一步限定熱氣路徑104(即,在下部支承環(huán)200和上部支承環(huán)202之間),并且在過渡導(dǎo)管50和渦輪區(qū)段16之間提供過渡。因此,支承環(huán)組件及其環(huán)200、202)可在多個過渡導(dǎo)管50的下游(沿著熱氣路徑104)。熱氣可從過渡導(dǎo)管50流到支承環(huán)組件(在下部支承環(huán)200和上部支承環(huán)202之間)中且流過它,并且從支承環(huán)組件流過渦輪區(qū)段16的其余部分。應(yīng)當(dāng)注意,支承環(huán)在傳統(tǒng)上可稱為噴嘴支承環(huán)或第一級噴嘴支承環(huán)。但是,如本文論述的那樣,不可對根據(jù)本公開的示例性實施例的過渡導(dǎo)管50使用第一級噴嘴,并且因而示例性實施例中的支承環(huán)不包圍任何第一級或其它噴嘴。
渦輪區(qū)段16可進(jìn)一步包括多個輪葉112和多個噴嘴114。多個輪葉112和噴嘴114中的各個可至少部分地設(shè)置在熱氣路徑104中。另外,多個輪葉112和多個噴嘴114可設(shè)置成一個或多個環(huán)形陣列,各個環(huán)形陣列可限定熱氣路徑104的一部分。
渦輪區(qū)段16可包括多個渦輪級。各個級可包括設(shè)置成環(huán)形陣列的多個輪葉112和設(shè)置成環(huán)形陣列的多個噴嘴114。例如,在一個實施例中,渦輪區(qū)段16可具有三個級,如圖3中顯示的那樣。例如,渦輪區(qū)段16的第一級可包括第一級噴嘴組件(未顯示)和第一級輪葉組件122。噴嘴組件可包括多個噴嘴114,它們圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。輪葉組件122可包括多個輪葉112,它們圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。在示例性實施例中,其中,渦輪區(qū)段聯(lián)接到燃燒器區(qū)段14上,包括多個過渡導(dǎo)管50,但是,可消除第一級噴嘴組件,使得沒有噴嘴設(shè)置在第一級輪葉組件122的上游??上鄬τ谕ㄟ^熱氣路徑104的熱燃燒氣流來限定上游。
渦輪區(qū)段16的第二級可包括第二級噴嘴組件123和第二級輪葉組件124。包括在噴嘴組件123中的噴嘴114可圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。包括在輪葉組件124中的輪葉112可圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。因而第二級噴嘴組件123沿著熱氣路徑104定位在第一級輪葉組件122和第二級輪葉組件124之間。渦輪區(qū)段16的第三級可包括第三級噴嘴組件125和第三級輪葉組件126。包括在噴嘴組件125中的噴嘴114可圍繞軸18沿周向設(shè)置和固定。包括在輪葉組件126中的輪葉112可圍繞軸18沿周向設(shè)置且聯(lián)接到軸18上。因而第三級噴嘴組件125沿著熱氣路徑104定位在第二級輪葉組件124和第三級輪葉組件126之間。
應(yīng)當(dāng)理解,渦輪區(qū)段16不限于三個級,而是任何數(shù)量的級都在本公開的范圍和精神之內(nèi)。
各個過渡導(dǎo)管50可與一個或多個相鄰過渡導(dǎo)管50交接。例如,圖5至15示出了多個過渡導(dǎo)管50中的第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的實施例。這些相鄰過渡導(dǎo)管130、132可包括接觸面134,接觸面134可為包括在過渡導(dǎo)管50的出口中的外表面。接觸面134可接觸附近的相鄰過渡導(dǎo)管50和/或支承環(huán)組件(及其支承環(huán)200、202)的相關(guān)聯(lián)的接觸面134,如所顯示的那樣,這是為了在過渡導(dǎo)管50之間和/或過渡導(dǎo)管50和支承環(huán)組件之間提供接口。例如,第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的接觸面134可如顯示的那樣彼此接觸,并且在第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132之間提供接口。另外,第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132的接觸面134可如顯示的那樣接觸支承環(huán)組件,并且在過渡導(dǎo)管130、132和支承環(huán)組件之間提供接口。如本文論述的那樣,可在多種接觸面之間提供密封件,以有利于這樣的接口處的密封。值得注意的是,本文論述的接觸可包括構(gòu)件本身之間的直接接觸或者通過設(shè)置在構(gòu)件之間的密封件的間接接觸。
另外,過渡導(dǎo)管50,諸如第一過渡導(dǎo)管130和第二過渡導(dǎo)管132可形成具有翼型件的多種空氣動力學(xué)表面的空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)140。這種空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)140例如由過渡導(dǎo)管50的通道56的內(nèi)表面限定,并且可在相鄰過渡導(dǎo)管50的接觸面134彼此交接時進(jìn)一步形成。這些多種表面可轉(zhuǎn)移過渡導(dǎo)管50中的熱氣流,并且因而消除對第一級噴嘴的需要,如本文論述的那樣。例如,在圖7和8中示出的一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如第一過渡導(dǎo)管130)的通道56的內(nèi)表面可限定壓力側(cè)142,而相鄰過渡導(dǎo)管50(諸如第二過渡導(dǎo)管132)的通道56的相對的內(nèi)表面則可限定吸力側(cè)144。當(dāng)相鄰過渡導(dǎo)管50,諸如其接觸面134,彼此交接時,壓力側(cè)142和吸力側(cè)144可共同限定后緣146。在其它實施例中,如圖11中示出的那樣,過渡導(dǎo)管50(諸如第一過渡導(dǎo)管130)的通道56的內(nèi)表面可限定壓力側(cè)142和吸力側(cè)144,以及它們之間的后緣。相鄰過渡導(dǎo)管50(諸如第二過渡導(dǎo)管132)的通道56的內(nèi)表面可進(jìn)一步限定壓力側(cè)142和/或吸力側(cè)144。
如圖5和8中顯示的那樣,在示例性實施例中,流動套管150可沿周向包圍過渡導(dǎo)管50的至少一部分。沿周向包圍過渡導(dǎo)管50的流動套管150可在它們之間限定環(huán)形通道152。來自殼21的壓縮工作流體可流過環(huán)形通道152,以提供對流冷卻過渡導(dǎo)管50,然后倒轉(zhuǎn)方向流過燃料噴嘴40且進(jìn)入到過渡導(dǎo)管50中。另外,在一些實施例中,流動套管150可為沖擊套管。在這些實施例中,沖擊孔154可限定在套管150中,如所顯示的那樣。來自殼21的壓縮工作流體可流過沖擊孔154且沖擊在過渡導(dǎo)管50上,然后流過環(huán)形通道152,從而對過渡導(dǎo)管提供額外的沖擊冷卻。
各個流動套管150可具有入口162、出口164,以及在它們之間的通道166。各個流動套管150可在燃料噴嘴40或多個燃料噴嘴40和渦輪區(qū)段16之間延伸,從而包圍相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的至少一部分。因而,類似于過渡導(dǎo)管50,如上面論述的那樣,多個流動套管150中的各個的出口164可相對于相應(yīng)的流動套管150的入口162沿縱向、沿徑向和/或沿切向偏移。
在一些實施例中,如圖5和8中示出的那樣,根據(jù)本公開的過渡導(dǎo)管50是在入口52和出口54之間延伸的單個整體構(gòu)件。在其它實施例中,如圖9至15中示出的那樣,根據(jù)本公開的過渡導(dǎo)管50可包括多個區(qū)段或部分。例如,過渡導(dǎo)管50可包括上游部分170和下游部分172。上游部分170可包括過渡導(dǎo)管50的入口52,并且可從入口52大體向下游朝出口54延伸。下游部分172可包括過渡導(dǎo)管50的出口54,并且可從出口54大體向上游朝入口52延伸。因而上游部分140可包括入口52和后端174且在它們之間延伸,并且下游部分142可包括頭端176和出口178且在它們之間延伸。
另外,在一些實施例中,如圖5和8中示出的那樣,流動套管150可為延伸在入口162和出口164之間的單個整體構(gòu)件。在其它實施例中,如圖9至15中示出的那樣,根據(jù)本公開的流動套管150可包括多個區(qū)段或部分。例如,流動套管150可包括上游部分180和下游部分182。上游部分180可包括流動套管150的入口162,并且可大體從入口162向下游朝出口164延伸。下游部分182可包括流動套管150的出口164,并且可大體從出口164向上游朝入口162延伸。上游部分180可因而包括入口162和后端184且在它們之間延伸,并且下游部分182可包括頭端186和出口164且在它們之間延伸。因此,上游腔體190可限定在上游部分170和上游部分180之間,并且下游腔體192可限定在下游部分172和下游部分182之間。
在一些實施例中,使用上游部分170和下游部分172可有利地允許對這些部分使用特定材料。例如,下游部分172可有利地由陶瓷材料形成,諸如陶瓷基質(zhì)復(fù)合物。上游部分170和流動套管150可由適當(dāng)?shù)慕饘傩纬?。使用陶瓷材料是特別有利的,因為它們有較高的耐溫性。當(dāng)下游部分172連接到支承環(huán)組件上(如本文論述的那樣),并且上游部分170可相對于下游部分172移動時,陶瓷材料可特別有利地用于下游部分172,因為下游部分172的移動最大程度地減少,從而減輕關(guān)于使用較易碎的陶瓷材料的擔(dān)憂。
在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如其出口54)和支承環(huán)組件(及其支承環(huán)200、202)之間的接口可為浮動接口。例如,出口54可不連接到支承組件(及其支承環(huán)200、202)上,而且可允許出口54相對于支承組件移動。這可允許過渡導(dǎo)管50在運行期間有熱增長。適當(dāng)?shù)母用芊饧蛇m應(yīng)這種移動,它可設(shè)置在出口54和支承組件之間。備選地,而且現(xiàn)在參照圖9至11,在一些實施例中,過渡導(dǎo)管50(諸如其出口54)和支承組件(支承環(huán)200、202)之間的接口可為連接的接口。
例如,如示出的那樣,可提供多個機(jī)械緊固件210。機(jī)械緊固件210可將包括例如第一過渡導(dǎo)管130和/或第二過渡導(dǎo)管132的一個或多個過渡導(dǎo)管50(諸如及其出口54)連接到支承環(huán)組件(及其支承環(huán)200、202)上。在示出的示例性實施例中,根據(jù)本公開的機(jī)械緊固件210包括螺栓,而且可為例如螺母/螺栓的組合。在備選實施例中,根據(jù)本公開的機(jī)械緊固件可為或包括螺釘、釘子、鉚釘?shù)取?/p>
如示出的那樣,機(jī)械緊固件210可延伸通過過渡導(dǎo)管50的一部分(諸如其出口54)和支承環(huán)組件的一部分(及其支承環(huán)200、202),以將這些構(gòu)件連接在一起。過渡導(dǎo)管50的出口54例如可包括內(nèi)部凸緣212和/或外部凸緣214(它們可為/限定過渡導(dǎo)管50的接觸面134)。內(nèi)部凸緣212可設(shè)置在外部凸緣204的徑向內(nèi)側(cè),并且可在內(nèi)部凸緣202和外部凸緣204之間限定出口54的開口,熱氣通過該開口從過渡導(dǎo)管50流到支承環(huán)組件(在支承環(huán)200、202之間)中且流過支承環(huán)組件。膛孔213、215可分別限定在內(nèi)部凸緣212和外部凸緣214中。膛孔213、215可與限定在下部支承環(huán)200和上部支承環(huán)202中的膛孔181、183對齊,并且機(jī)械緊固件210可延伸通過各個膛孔213、215和匹配膛孔181、183,以將凸緣212、214和支承環(huán)200、202連接在一起。
現(xiàn)在參照圖12至15,可提供一個或多個遲噴射組件250??赏ㄟ^遲噴射組件250將噴射流體遲噴射到內(nèi)部57中。特別地,各個遲噴射組件210可與相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的內(nèi)部57處于流體連通,并且因而可提供流體連通,以使噴射流體在相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的入口(一個或多個)52的下游流到內(nèi)部57中。
噴射流體可包括燃料,以及可選地包括,工作流體(即,空氣)。在一些實施例中,噴射流體可為燃料和工作流體的貧混合物,并且可因而提供它作為遲貧噴射。在其它實施例中,噴射流體可僅僅是燃料,沒有任何工作流體,或者可為燃料和工作流體的另一種適當(dāng)?shù)幕旌衔铩?/p>
遲噴射組件250(即,其構(gòu)件,諸如遲噴射環(huán))大體設(shè)置在相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的上游部分170和下游部分172之間,并且進(jìn)一步設(shè)置在大體包圍遲噴射組件250的相關(guān)聯(lián)的流動套管150的上游部分180和下游部分182之間。組件250可包括例如遲噴射環(huán)252。遲噴射環(huán)252可為大體環(huán)形(并且因而環(huán)形形狀)結(jié)構(gòu),燃料和/或工作流體可流過遲噴射環(huán)252,燃料和工作流體在遲噴射環(huán)252中可混合而形成噴射流體,而且噴射流體可從遲噴射環(huán)252流到相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的內(nèi)部57中。
環(huán)252可設(shè)置在相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的上游部分170和下游部分172之間,而且可進(jìn)一步設(shè)置在大體包圍遲噴射組件250的相關(guān)聯(lián)的流動套管150的上游部分180和下游部分182之間。環(huán)252例如可包括大體面向上游部分170、180(和腔體190)的上游側(cè)254和大體面向下游部分172、182(和腔體192)的下游側(cè)256。
遲噴射環(huán)252可如顯示的那樣連接到后端174、184和頭端176、186上。例如,上游側(cè)254可連接到后端174、184上,并且下游側(cè)256可連接到頭端176、186上。這種連接(一個或多個)可為固定連接,(即,焊接、硬釬焊、機(jī)械緊固等)或鉸接連接(即,通過呼拉圈式(hula)密封件或其它適當(dāng)?shù)幕诿芊饧倪B接)。在示例性實施例中,例如,至少一個連接可為固定連接,并且至少一個連接可為鉸接連接。例如,兩個后端連接都可為固定的,并且兩個頭端連接都可為鉸接(或反之亦然),或者一個頭端連接可為鉸接,而其余的連接為固定的,或者一個后端連接可為鉸接,而其余的連接為固定的。
將遲噴射環(huán)252定位在上游部分170和下游部分172之間以及上游部分180和下游部分182之間使遲噴射環(huán)252中斷從下游腔體192到上游腔體190的工作流體流。實際上,這個工作流體的至少一部分(已經(jīng)流到下游腔體192中,即,通過流動套管150的下游部分182)可從下游腔體192流到遲噴射環(huán)252中,以在遲噴射中用作噴射流體的一部分。
例如,環(huán)252可限定一個或多個主要管道260,各個主要管道在入口262和出口262之間延伸。壓縮空氣或另一種適當(dāng)?shù)墓ぷ髁黧w可通過各個主要管道260的入口262流到各個主要管道260中。噴射流體可通過各個管道260的出口262從各個管道260流到相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50的內(nèi)部57中。因此,入口262可限定在遲噴射環(huán)252的下游側(cè)256中,以接受工作流體,使其與遲噴射環(huán)252(即,其主要管道260內(nèi))內(nèi)的燃料混合。例如,如顯示的那樣,入口262可與下游腔體192處于流體連通,使得工作流體通過入口262從下游腔體192流到主要管道260中。出口264可限定在遲噴射環(huán)252的內(nèi)側(cè)中(即,在上游側(cè)254和下游側(cè)256之間),該內(nèi)側(cè)(與通道56一起)限定內(nèi)部57。因此,出口264可與內(nèi)部57處于流體連通,使得工作流體通過出口264從主要管道260流到內(nèi)部57中。
在示例性實施例中,噴射環(huán)252可包括多個主要管道260。主要管道260可彼此間隔開,諸如像顯示的那樣成大體環(huán)形陣列。在一些實施例中,主要管道260可在流體方面彼此隔離。備選地,主要管道260可通過例如限定在噴射環(huán)252中且在它們之間延伸的適當(dāng)?shù)姆艢夤艿蓝幱诹黧w連通(即,為了實現(xiàn)壓力均衡)。
在一些實施例中,噴射環(huán)252可使下游腔體192和上游腔體190在流體方面彼此隔離。在這些實施例中,來自下游腔體192的所有工作流體可流到主要管道260中而非上游腔體190。但是,備選地,來自下游腔體192的工作流體的一部分可通過噴射環(huán)252流到上游腔體190(即,為了實現(xiàn)壓力均衡、冷卻等目的)。例如,噴射環(huán)252可進(jìn)一步限定一個或多個旁通管道270,它們各自可在入口272和出口274之間延伸。入口272可限定在下游側(cè)256中,以在其中接受工作流體。因此,入口272可與下游腔體192處于流體連通,使得工作流體通過入口272從下游腔體192流到旁通管道270中。出口274可限定在上游側(cè)254中,以從中排出工作流體。因此,出口274可與上游腔體190處于流體連通,使得工作流體通過出口274從旁通管道270流到上游腔體190中。
為了允許燃料與工作流體混合而產(chǎn)生噴射流體,即,在噴射環(huán)252內(nèi),遲噴射組件250可進(jìn)一步包括燃料歧管280。燃料歧管280可與燃料源281處于燃料連通(即,通過適當(dāng)?shù)耐ǖ?、管道系統(tǒng)等),以使燃料流到燃料歧管280。燃料歧管280可進(jìn)一步與噴射環(huán)252處于流體連通,諸如與其各個主要管道260處于流體連通,以使燃料流到各個主要管道260。
因而燃料歧管280可包括歧管管道282,燃料可流過歧管管道282。燃料可從燃料源281供應(yīng)到歧管管道282。在示例性實施例中,燃料歧管280是大體環(huán)形(即,環(huán)形形狀)構(gòu)件,并且歧管管道282是環(huán)形(即,環(huán)形形狀)管道。因此,燃料可在歧管管道282內(nèi)分布到圍繞過渡導(dǎo)管50的各種外周位置,從而有利于供應(yīng)到各種主要管道260,以與工作流體混合。
燃料歧管280如顯示的那樣可為獨立于噴射環(huán)252的構(gòu)件,例如它可大體包圍噴射環(huán)252。支柱284例如可在燃料歧管280和噴射環(huán)252之間延伸,并且相對于噴射環(huán)252支承燃料歧管280,而且使燃料歧管280與噴射環(huán)252間隔開。
為將燃料從燃料歧管280供應(yīng)到主要管道260,一個或多個供應(yīng)管道286可限定在燃料歧管280中(以及限定在噴射環(huán)252和/或支柱284內(nèi))。在一些實施例中,各個供應(yīng)管道286可在燃料歧管280和主要管道260之間延伸,并且與燃料歧管280和主要管道260處于流體連通。備選地,一個或多個燃料穩(wěn)壓室288可限定在噴射環(huán)252中,并且各個供應(yīng)管道286可在燃料歧管280和燃料穩(wěn)壓室288之間延伸,并且與燃料歧管280和燃料穩(wěn)壓室288處于流體連通。例如,多個燃料穩(wěn)壓室288可限定在噴射環(huán)252中,并且可按環(huán)形陣列間隔開。在一些實施例中,單獨的燃料穩(wěn)壓室288可與各個主要管道260相關(guān)聯(lián)且處于流體連通。備選地,燃料穩(wěn)壓室288可與不止一個主要管道260相關(guān)聯(lián)且處于流體連通。另外,在一些實施例中,燃料穩(wěn)壓室288可在流體方面彼此隔離,但在其它實施例中,燃料穩(wěn)壓室288可處于流體連通,即,通過適當(dāng)?shù)姆艢夤艿赖忍幱诹黧w連通。燃料可通過供應(yīng)管道286從燃料歧管280流到燃料穩(wěn)壓室288。
各個燃料穩(wěn)壓室288中的燃料可通過諸如噴射管道289進(jìn)一步從燃料穩(wěn)壓室288流到相關(guān)聯(lián)的主要管道260。各個噴射管道289可在燃料穩(wěn)壓室288和主要管道260之間延伸,并且與燃料穩(wěn)壓室288和主要管道260處于流體連通。因此,燃料可通過噴射管道289從燃料穩(wěn)壓室288流到相關(guān)聯(lián)的主要管道260,并且可與主要管道260中的工作流體混合而形成噴射流體。
使用根據(jù)本公開的遲噴射組件250有利地促進(jìn)燃燒的改進(jìn),同時進(jìn)一步促進(jìn)對構(gòu)件支承的改進(jìn)。特別地,噴射環(huán)252的位置和結(jié)構(gòu)允許遲噴射組件250在結(jié)構(gòu)上堅固且至少部分地由渦輪機(jī)的其它構(gòu)件支承,諸如相關(guān)聯(lián)的過渡導(dǎo)管50和流動套管150。
本書面描述使用示例來公開本公開,包括最佳模式,并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開,包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng),以及實行任何結(jié)合的方法。本公開的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素,或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素,則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。