CN104204423A - 用于燃气涡轮的排气扩散器 - Google Patents

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Abstract

一种用于燃气涡轮的排气扩散器包括环形管(1)。一排支柱(6)布置在管中。在支柱(6)的后缘(TE)下游的区域中，管的横截面积减小为局部最小值(M)，并且接着再次朝管的出口端(3)增大。从而气体流在支柱下游局部地加速。这使该区域中的流的边界层稳定，并且导致压力恢复在广泛的运行条件范围中显著增加。

Description

用于燃气涡轮的排气扩散器
技术领域
本发明涉及排气扩散器和装备有此类排气扩散器的燃气涡轮。
背景技术
在燃气涡轮中使用排气扩散器来将涡轮出口处的排气的动能转换成扩散器出口处的静压力。在完整的压力恢复的理想情况下，扩散器出口静压力P2将等于扩散器入口总压力P01。实际上，扩散器出口静压力较低，并且有关差被称为排气损失，
 (公式1)。
一般而言，排气损失越小，扩散器性能越高，并且因此燃气涡轮功率输出和效率越高。
详细说明排气扩散器的性能的有关重要参数是压力恢复系数Cp。其限定为扩散器之上的静压力增大p2-p1与扩散器入口处的动态压力的比：
 (公式2)。
排气损失和压力恢复系数取决于扩散器几何形状和流入条件。流入条件，诸如马赫数、总压力和温度分布、紊流度和残余旋涡，取决于燃气涡轮的设计和运行条件。对可再生能源的兴趣增加已经导致需要可在多个运行点处运行的更灵活的燃气涡轮。因此合乎需要的是，提供在广泛的运行条件范围中实现高的压力恢复并且展示低的排气损失的排气扩散器。
发明内容
本发明的目标是提供一种展示低的排气损失和高的压力恢复系数的排气扩散器。特别地，本发明的目标是提供一种能够在广泛的运行条件范围中实现高的压力恢复的排气扩散器。
该目标由用于燃气涡轮的排气扩散器实现，该排气扩散器具有权利要求1的特征。在从属权利要求中记载了本发明的另外的实施例。
本发明提供一种用于燃气涡轮的排气扩散器，其包括：
环形管，其具有入口端和出口端，环形管由内壁和沿径向包围内壁的外壁界定；以及
布置在环形管中的第一轴向位置处的一排第一支柱，第一支柱连接内壁和外壁，并且分布在环形管的周边之上，第一支柱中的各个具有面向入口端的前缘和面向出口端的后缘，
其中，环形管具有横截面积，该横截面积在第一支柱的后缘下游的区域中朝出口端减小到局部最小值，并且接着再次朝出口端增大。
通过使环形管的横截面积在第一支柱的后缘下游局部会聚，气体流在第一支柱下游局部地加速。这可显示成使该区域中的流的边界层稳定。此类稳定可导致压力恢复在广泛的运行条件范围中显著增加。
将像下面这样理解方向名称：假设流大体沿从管的入口端指向出口端的方向发生。位置在另一个位置“下游”，如果在流向上从后者移位。位置在另一个位置“上游”，如果在与流向相反的方向上从后者移位。结构的“前缘”和“后缘”分别是结构的面向入口端和出口端的那些端部。这些端部不必形成尖锐边缘，如可由用语“前缘/后缘”的字面解释暗示的。用语“前缘/后缘”相反应理解为大体等同于用语“前端/后端”。为了用作扩散器，环形管将大体具有在出口端处比在入口端处更大的横截面积。
横截面积的局部最小值的轴向位置应当优选地选择成即不太接近也不太远离第一支柱的后缘，并且一般而言，应当选择成使得由会聚管引起的流加速在其中流仍然受第一支柱影响的区域中发生。最佳轴向位置将大体取决于第一支柱的最大厚度(沿着管的周向方向测量)。特别地，横截面积的局部最小值优选地位于第一支柱的后缘下游的轴向距离处，该轴向距离等于第一支柱的最大厚度的大约2-10倍，优选3-7倍。在该范围中，相信管的局部会聚对边界层具有其最大稳定影响。
与第一支柱的后缘处的横截面积相比，横截面积应当优选在局部最小值处减小大约3-18%，更优选5-15%，最优选8-12%。换句话说，局部最小值处的横截面积应当优选对应于第一支柱的后缘处的横截面积的大约82-97%，更优选85-95%，最优选88-92%。
围绕局部最小值的横截面积的变化优选是基本上连续的，即，没有突然梯级，以便避免边界层的任何不稳定。特别地，横截面积减小优选在第一支柱的后缘和局部最小值之间的区域中的各处是基本上连续的。同样，横截面积的随后增大优选在如下区域中也是基本上连续的，该区域在局部最小值下游沿轴向至少延伸至如下位置，在该位置处，管的横截面积再次超过第一支柱的后缘处的横截面积。
优选通过改变外壁和内壁之间的径向距离来实现横截面积的局部会聚。径向距离将接着在第一支柱的后缘下游减小到径向距离的局部最小值，并且接着再次朝出口端增大。径向距离的最小值的轴向位置不必与横截面积的最小值的轴向位置重合，因为横截面积不仅由径向距离确定，而且由管的周边确定。特别地，如果内壁的直径不是恒定的，则横截面积的最小值可无法与径向距离的最小值重合。
优选地，内壁和外壁中的至少一个(更优选两者)在横截面积的局部最小值周围的区域中具有弯曲远离环形管的轴向轮廓。各个壁的“轴向轮廓”将理解为与如下线有关，通过使面向管的相应的壁的边界与包含管的纵向轴线并且从纵向轴线沿径向向外延伸的半平面相交来获得该线。该曲线可解释为表示相应的边界的径向距离的绝对值随轴向位置改变的图表。外壁的轴向轮廓理解为“弯曲远离管”，特别是如果外壁的轴向轮廓(如果必要，平滑的，如果在轴向轮廓中存在任何扭折)在数学意义上具有正曲率，即，如果(如果必要，平滑的)轴向轮廓关于轴向位置的二阶导数是正的。内壁的轴向轮廓理解为“弯曲远离管”，特别是如果内壁的(如果必要，平滑的)轴向轮廓在数学意义上具有负曲率，即，如果(如果必要，平滑的)轴向轮廓关于轴向位置的二阶导数是负的。优选地，内壁和外壁中的至少一个的轴向轮廓在第一支柱的后缘和横截面积的局部最小值之间的区域中的基本上各处弯曲远离环形管。同样，内壁和外壁中的至少一个的轴向轮廓优选在如下区域中的基本上各处弯曲远离环形管，该区域在局部最小值下游沿轴向至少延伸至如下位置，在该位置处，管的横截面积再次超过第一支柱的后缘处的横截面积。
特别地，内壁可具有在第一支柱的后缘下游的区域中连续增大的周边或直径。换句话说，内壁的轴向轮廓可在该区域中具有正斜率。另外或备选地，外壁可具有在第一支柱的后缘下游的区域中连续减小的周边或直径。换句话说，外壁的轴向轮廓可在该区域中具有负斜率。
在优选实施例中，外壁和内壁之间的径向距离不仅在第一支柱的后缘下游开始会聚，而且在这些后缘上游已经有点会聚，以便避免可用横截面积由于第一支柱在第一支柱的后缘处进行的动态阻挡减小而强烈增大。如果第一支柱在它们的前缘和它们的后缘之间具有某个弦长，则外壁和内壁之间的径向距离优选至少已经沿着弦长的最后四分之一(更优选至少沿着弦长的最后三分之一)朝出口端减小。
排气扩散器可进一步包括布置在环形管中的第二轴向位置处的一排第二支柱，第二支柱连接内壁和外壁，并且分布在环形管的周边之上，第二支柱中的各个具有面向环形管的入口端的前缘和面向环形管的出口端的后缘，第二支柱的前缘布置在第一支柱的后缘下游和横截面积的局部最小值下游。第二支柱的数量通常将小于第一支柱的数量，并且可在3个到5个之间，优选3个，而第一支柱的数量将大体在5个到20个之间，特别地大约10个。为了最小化第一支柱和第二支柱之间的不需要的相互作用，第二支柱不应当布置成过于接近第一支柱。特别地，第二支柱的前缘优选布置在横截面积的局部最小值下游，与所述局部最小值相距一距离，该距离大于从第一支柱的后缘到所述局部最小值的距离，优选为至少2倍。
环形管的后面可为基本上用作卡诺扩散器的区段，该区段沿轴向位于环形管的出口端处，或者位于环形管的出口端下游。这里，“卡诺扩散器”将理解为具有其横截面积显著梯级地增大的扩散器。特别地，界定环形管的内壁可由毂结构或中心本体形成，并且外壁可由外壳形成。用作卡诺扩散器的区段接着可位于毂结构的后缘处，并且可由外壳沿径向界定。特别地，毂结构可具有钝端部而非尾锥体，并且外壁可具有在毂结构的后缘的轴向位置处或其附近在直径上的梯级增大。
本发明进一步涉及上面描述的排气扩散器在燃气涡轮中的使用和包括此类排气扩散器的燃气涡轮。燃气涡轮大体包括至少压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段，后面是排气扩散器。压缩机区段可用来引入环境空气并且压缩其。燃烧器区段可接收压缩空气以及燃料，以使燃料燃烧，以及形成热工作气体，该热工作气体进而接着可在涡轮区段中膨胀，以驱动涡轮转子。接着，排气扩散器可接收来自涡轮区段的膨胀的工作气体。
附图说明
参照附图在下面描述本发明的优选实施例，该附图是为了示出本发明的目前优选的实施例，而不是为了限制它们。在附图中：
图1显示示出根据本发明的排气扩散器的几何形状的示意图；
图2显示环形管的壁轮廓的四个不同的示例，它们被称为“基线”、“情况1”、“情况2”和“情况3”；
图3显示示出图2的壁轮廓的四个示例的面积比的图；
图4显示各种视图，其示出与图2的壁轮廓一起采用的与“基线”情况有关的支柱几何形状的示例，部分(a)示出结构轮廓，部分(b)是侧视图，并且部分(c)是支柱的俯视图；
图5显示环形扩散器的四个示例的数字压力恢复的比较。
部件列表
1环形管
2入口端
3出口端
4内壁
5外壁
6、6'第一支柱
7第二支柱
8卡诺扩散器
9毂本体
r半径
Ri入口处的内直径
Ro入口处的外直径
A1入口处的横截面积
A2出口处的横截面积
A2'环形管的出口处的横截面积
AR'环形管的面积比
M、M2、M3横截面积的局部最小值
LE前缘
TE后缘
LS弦长
X轴向位置
L'环形管的长度
DM、DM2、DM3最小值和TE之间的距离
P01总压力
Pave平均压力
α旋涡角
αref基准旋涡角
Tu湍流强度
Cp压力恢复
Cp,baseline基线压力恢复。
具体实施方式
图1在沿着包含纵向轴线并且沿径向向外延伸的半平面的纵向截面中示出根据本发明的排气扩散器的说明性示例的几何形状。扩散器包括环形分散通道或管1，其从入口端2延伸到出口端3，并且具有长度L'。管1由中心毂9形成的旋转地对称的内壁4和外壳形成的旋转地对称的外壁5界定。两排支柱6、7布置在管中的不同的轴向位置处，从而支承中心毂9。第一排由十个支柱组成，而第二排由三个支柱组成，各排的支柱围绕管的周边均等地分布。第一排的各个支柱(在下面被称为“第一支柱”)在其前缘LE和其后缘TE之间具有弦长LS。
环形管1在其出口端处后面是附连的卡诺扩散器8。卡诺扩散器8展示双面朝后梯级，该双面朝后梯级一方面由毂9的端部形成，而另一方面由于外壁5的直径如梯级那样增大而形成，其后面是仅由外壁5界定的圆筒形区段。
扩散器的特征尤其可在于以下另外的参数：总长度L；管在入口端处的内半径Ri；管在入口端处的外半径Ro；入口端处的横截面积A1；出口端处的横截面积A2；以及环形管的出口处的横截面积A2'。
在第一支柱6的后缘TE的下游，环形管1的横截面积减小为局部最小值M，然后再次朝出口端3增大。在本示例中，横截面积的减小和增大两者是连续的，即，没有相当大的梯级，并且是平滑的，即，没有急剧的扭折。局部最小值M定位成与第一支柱6的后缘TE相距轴向距离DM。在本示例中，距离DM相当于第一支柱的最大厚度的大约五倍(沿着环形管的周向方向测量)。在本示例中，内壁4和外壁5两者具有轴向轮廓，该轴向轮廓在局部最小值M附近弯曲远离环形管。以数学的方式表达，内壁4的轴向轮廓(表示内壁4的半径随轴向位置x改变的图表)关于在局部最小值M附近为负的x具有二阶导数。同样，外壁5的轴向轮廓关于在局部最小值M附近为正的x具有二阶导数。此外，在本示例中，内壁4的半径在后缘TE的下游朝局部最小值M连续地增大，而外壁5的半径在后缘TE的下游朝局部最小值连续地减小。换句话说，内壁和外壁两者有助于局部最小值M的形成。
第二排支柱7(在下面被称为“第二支柱”)定位成与第一支柱相距相对大的轴向距离。特别地，在本示例中，第二支柱7的前缘和局部最小值M之间的距离为局部最小值M和第一支柱6的后缘TE之间的距离的大约三倍。以该方式，最小化第一支柱和第二支柱之间的任何相互作用。
可通过相应地制造毂本体和外壳来实现横截面积的会聚。还可想到对现有的管几何形状提供不展示会聚的插件，以便实现期望会聚。
在数字方面优化具有类似于图1的一般设置的排气扩散器的几何形状，从不展示局部最小值M的基准扩散器开始(在下面被称为“基线”情况)。优化导致扩散器具有不同的管几何形状和形状不同的第一支柱(在下面被称为“情况2”)。比较这些扩散器的性能与基线扩散器的性能。图2示出用于基线情况和情况1-3的管几何形状的内壁和外壁的轴向轮廓。在基线情况中，毂轮廓(即，内壁的轮廓)几乎为直线，而末端轮廓(即，外壁的轮廓)为钟形，这已知胜过锥形形状。将在下面进一步论述情况1、2和3的几何形状。
图3显示管内的面积比AR'的变型，即，在给定的轴向位置x处的横截面积相比于管的入口处的横截面积A1的比，对于基线情况和情况1-3，考虑第一支柱的存在。在基线情况中，面积比展示由于由支柱引起的流阻挡而在支柱的前缘附近显著减小，然后在支柱的后缘处相对急剧地增大。接着，面积比在支柱的后缘和管的出口之间连续增大。将在下面进一步论述情况1、2和3的面积比。
图4示出部分(a)至(c)中示出的基线支柱几何形状。通过之前的优化获得该几何形状，该之前的优化未考虑管几何形状和支柱几何形状之间的相互作用。基线支柱几何形状在末端处(在外壁处)几乎对称，同时展示在毂处(在内壁处)略微弯曲。
图5显示情况1-3的不同的管几何形状的所得性能，如图2和3中示出的。

Claims (14)

1. 一种用于燃气涡轮的排气扩散器，所述排气扩散器包括：
环形管(1)，其具有入口端(2)和出口端(3)，所述环形管(1)由内壁(4)和沿径向包围所述内壁(1)的外壁(5)界定；以及
布置在所述环形管(1)中的第一轴向位置处的一排第一支柱(6)，所述第一支柱(6)连接所述内壁(4)和所述外壁(5)，并且分布在所述环形管(1)的周边之上，所述第一支柱(6)中的各个具有面向所述入口端的前缘(LE)和面向所述出口端的后缘(TE)，
其特征在于，所述环形管(1)具有横截面积，所述横截面积在所述第一支柱(6)的后缘(TE)下游的区域中朝所述出口端(3)减小到局部最小值(M)，并且接着再次朝所述出口端(3)增大。
2. 根据权利要求1所述的排气扩散器，其特征在于，所述第一支柱(6)中的各个在周向方向上具有最大厚度(D)，并且其中，所述横截面积的局部最小值(M)位于所述第一支柱(6)的后缘(TE)下游的轴向距离(DM)处，所述轴向距离等于在所述第一支柱(6)的最大厚度(D)的2至10倍之间。
3. 根据权利要求1或2所述的排气扩散器，其特征在于，所述横截面积的局部最小值(M)等于所述第一支柱(6)的后缘(TE)处的所述横截面积的82-97%，更优选85-95%并且最优选88-92%。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述内壁(4)和所述外壁(5)分开径向距离，所述径向距离在所述第一支柱(6)的后缘(TE)下游的区域中减小到所述径向距离的局部最小值，并且接着再次朝所述出口端(3)增大。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述内壁(4)和所述外壁(5)中的至少一个在所述横截面积的局部最小值(M)周围的区域中具有基本上凸出远离所述环形管(1)的轴向轮廓。
6. 根据权利要求5所述的排气扩散器，其特征在于，所述内壁(4)和所述外壁(5)两者在所述横截面积的局部最小值(M)周围的区域中具有基本上凸出远离所述环形管的轴向轮廓。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述内壁(4)具有在所述第一支柱(6)的后缘(TE)下游的区域中增大的周边。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述外壁(5)具有在所述第一支柱(6)的后缘(TE)下游的区域中减小的周边。
9. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述第一支柱(6)具有在所述前缘(LE)和所述后缘(TE)之间的支柱长度(LS)，并且其中，所述外壁(5)和所述内壁(4)分开径向距离，所述径向距离至少沿着所述支柱长度(LS)的最后四分之一在所述第一支柱(6)的前缘(LE)和后缘(TE)之间朝所述出口端(2)减小。
10. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述排气扩散器进一步包括布置在所述环形管(1)中的第二轴向位置处的一排第二支柱(7)，所述第二支柱(7)连接所述内壁(4)和所述外壁(5)，并且分布在所述环形管(1)的周边之上，所述第二支柱(7)中的各个具有面向所述环形管的入口端(2)的前缘和面向所述环形管的出口端(3)的后缘，所述第二支柱(7)的前缘布置在所述第一支柱(6)的后缘(TE)的下游和所述横截面积的局部最小值(M)的下游。
11. 根据权利要求10所述的排气扩散器，其特征在于，所述第二支柱(7)的前缘布置在所述横截面积的局部最小值(M)的下游，与所述局部最小值相距一距离，所述距离大于从所述第一支柱(6)的后缘(TE)到所述局部最小值(M)的距离(LM)，优选为至少2倍。
12. 根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器，其特征在于，所述排气扩散器进一步包括基本上用作卡诺扩散器的区段(8)，所述区段(8)沿轴向位于所述环形管(1)的出口端(3)的下游。
13. 根据权利要求12所述的排气扩散器，其特征在于，所述内壁(4)由毂结构(9)形成，并且所述外壁(5)由外壳形成，并且其中，用作卡诺扩散器的所述区段(8)沿轴向位于所述毂结构(9)的下游，并且沿径向由所述外壳界定。
14. 一种燃气涡轮，包括根据前述权利要求中的任一项所述的排气扩散器。
CN201380018329.4A 2012-03-30 2013-03-25 用于燃气涡轮的排气扩散器 Active CN104204423B (zh)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107448293A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的排气扩压器
CN107636260A (zh) * 2015-06-09 2018-01-26 川崎重工业株式会社 废气扩散器
CN107923261A (zh) * 2015-08-31 2018-04-17 川崎重工业株式会社 排气扩散器

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015142200A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 General Electric Company Exhaust gas diffuser with main struts and small struts
ES2743501T3 (es) * 2014-12-12 2020-02-19 MTU Aero Engines AG Rejilla guía de salida y turborreactor de doble flujo con una rejilla guía de salida
EP3054086B1 (en) * 2015-02-05 2017-09-13 General Electric Technology GmbH Steam turbine diffuser configuration
CN114658502B (zh) * 2022-03-31 2023-12-26 中国科学院工程热物理研究所 支撑套、支撑机构及支撑套的设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338155A (en) * 1992-08-03 1994-08-16 Asea Brown Boveri Ltd. Multi-zone diffuser for turbomachine
EP0846867A2 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe
EP2159398A2 (en) * 2008-08-18 2010-03-03 United Technologies Corporation Separation-resistant inlet duct for mid-turbine frames
JP2011032900A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流路構造及びガスタービン排気ディフューザ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2895667A (en) * 1954-04-09 1959-07-21 Edward A Stalker Elastic fluid machine for increasing the pressure of a fluid
US3625630A (en) * 1970-03-27 1971-12-07 Caterpillar Tractor Co Axial flow diffuser
US8313286B2 (en) * 2008-07-28 2012-11-20 Siemens Energy, Inc. Diffuser apparatus in a turbomachine
US8647057B2 (en) * 2009-06-02 2014-02-11 Siemens Energy, Inc. Turbine exhaust diffuser with a gas jet producing a coanda effect flow control
US8337153B2 (en) * 2009-06-02 2012-12-25 Siemens Energy, Inc. Turbine exhaust diffuser flow path with region of reduced total flow area
US8668449B2 (en) * 2009-06-02 2014-03-11 Siemens Energy, Inc. Turbine exhaust diffuser with region of reduced flow area and outer boundary gas flow
US20110162339A1 (en) * 2011-01-07 2011-07-07 Braden Manufacturing, Llc Flow distribution of gas turbine exhaust using walls shaped to facilitate improved gas flow
US8756936B2 (en) * 2011-10-19 2014-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Exhaust diffuser adjustment system for a gas turbine engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338155A (en) * 1992-08-03 1994-08-16 Asea Brown Boveri Ltd. Multi-zone diffuser for turbomachine
EP0846867A2 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe
EP2159398A2 (en) * 2008-08-18 2010-03-03 United Technologies Corporation Separation-resistant inlet duct for mid-turbine frames
JP2011032900A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流路構造及びガスタービン排気ディフューザ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107636260A (zh) * 2015-06-09 2018-01-26 川崎重工业株式会社 废气扩散器
CN107923261A (zh) * 2015-08-31 2018-04-17 川崎重工业株式会社 排气扩散器
CN107448293A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的排气扩压器
CN107448293B (zh) * 2016-05-31 2021-09-14 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的排气扩压器

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