CN105781743B - 用于燃气轮机的减震器 - Google Patents

Abstract

用于燃气轮机燃烧室的减震器(1)包括减震器容积壁(3)和主颈部。减震器容积壁(3)限定了在减震器容积壁(3)内的减震器容积(2)。主颈部包括限定了在主颈部壁(4)内的主颈部容积(5)内的主颈部壁(4)。主颈部与减震器容积(2)相连，用于在减震器容积(2)与燃气轮机燃烧室(6)之间的流体连通。此外，减震器进一步包括在颈部壁(4)与减震器容积壁(3)之间的间隙(7)。主颈部限定了主颈部轴线(8)。优选地，间隙(7)是第二颈部，并且在进一步的实施例中，提供了多个减震器容积。

Description

用于燃气轮机的减震器

技术领域

本发明涉及用于燃气轮机的减震器，并且尤其涉及用于其中主颈部和减震器容积壁不接触的燃气轮机的减震器。

背景技术

在现有的燃气轮机中，通常提供减震器（或亥姆霍兹减震器）以减少在燃气轮机燃烧室内的脉冲和振动。这些减震器通过减震器颈部提供了附接到燃烧室的减震器容积。然而，该布置具有如下缺点：颈部和将减震器保持在适当的位置的机械连接需要被设计为经受热膨胀和热负载。这需要在减震器设计和制造中的额外的复杂性和费用。因此我们意识到将期望提供改进的减震器设计。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

本发明的第一方面提供了一种用于燃气轮机燃烧室的减震器，包括限定了在减震器容积壁内的减震器容积的减震器容积壁，和主颈部，该主颈部包括限定在主颈部壁内部的主颈部空间的主颈部壁，并且主颈部与减震器容积相连以用于在减震器容积和燃气轮机燃烧室之间流体连通，减震器还包括在主颈部壁和减震器容积壁之间的间隙。作为结果，减震器颈部（连接到燃烧室的主颈部）与减震器结构的其余部分机械地断开。这允许与独立于减震器结构的燃烧室壁一起的减震器颈部的独立的热膨胀和移动。当减震器颈部和燃烧室在承受高温的区域中并且减震器容积在承受相对较低的温度时，这允许在这些部件中在没有结构应力的情况下的独立的热移动。

在一个实施例中，减震器另外包括限定布置在主颈部壁外部的第二减震器容积的第二减震器容积壁，并且第二颈部用于在第一减震器容积与第二减震器容积之间流体连通。这比之前的设计更加空间有效，由于颈部彼此围绕布置。

在另一实施例中，间隙和主颈部是同轴的。在另一实施例中，间隙布置为邻接主颈部。在另一实施例中，主颈部的整个圆周由间隙围绕。

在另一实施例中，提供了净化空气孔以用于提供流体至第二减震器容积。这改善了减震器的减震性能，并且允许减震器被冷却。

在另一实施例中，间隙部分地由凸缘限定。

在另一实施例中，提供了包括如上所述的减震器的燃烧室。优选地，主颈部连接到燃烧室的壁。优选地，第一容积壁连接到燃烧室。优选地，第一容积壁在远离主颈部的点连接到燃烧室。

在另一实施例中，提供了燃气轮机，包括如上所述的减震器或如上所述的燃烧室。

本发明的第二方面包括操作燃气轮机的方法，根据如上所述的任意设备，该方法包括通过主颈部壁与减震器容积壁之间的间隙供给净化流体。在实施例中，该方法此外包括通过主颈部从减震器容积供给净化流体入燃烧室。在另一实施例中，所述方法包括通过净化孔供给净化流体入第二减震器容积的附加的步骤。在另一实施例中，净化流体是诸如空气的冷却流体。

附图说明

现在将仅借助于实例并且参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明的减震器的剖视侧视图。

图2示出了根据本发明的实施例的减震器的剖视侧视图；

图3示出了图2的减震器的剖视俯视图；

图4示出了根据本发明的第二实施例的减震器的剖视侧视图。

附图标记

1减震器

2减震器容积

3减震器容器壁

4主颈部壁

5主颈部容积

6燃烧室

7间隙或第二颈部（中间颈部）

8主颈部轴线

9凸缘

10减震器

12减震器容积

14第二减震器容积

16第二颈部（中间颈部）

18主颈部

20燃烧室

22主颈部轴线

24凸缘

26净化孔

30外减震器壁

32第二壁

33主颈部壁

34第二外减震器壁

36燃烧室壁

40第三减震器容积

41第三壁

42第四减震器容积

43第四壁。

具体实施方式

如图1所示的用于燃气轮机燃烧室的减震器1包括减震器容积壁3和主颈部。减震器容积壁3限定了在减震器容积壁3内部的减震器容积2。主颈部包括限定在主颈部壁4内的主颈部容积5的主颈部壁4。主颈部与减震器容积2相连，以用于在减震器容积2与燃气轮机燃烧室6之间的流体连通。此外，减震器包括在主颈部壁4与减震器容积壁3之间的间隙7。可选地，提供了凸缘9以限定间隙7。主颈部限定主颈部轴线8。优选地，间隙7是第二颈部。

如图2所示的减震器10由减震器容积12（第一容积）和第二减震器容积14构成，它们通过第二颈部16（或中间颈部）连接以用于在减震器容积和第二减震器容积之间的流体连接。主颈部18将减震器容积12与燃烧室20连接。主颈部18限定主颈部轴线22。第二颈部16围绕主颈部布置使得第二颈部16的至少一部分相对于主颈部轴线22径向地布置在主颈部18的外部。可选地，提供凸缘24以限定第二颈部16。可选地，提供了净化孔26，通过该孔诸如空气的流体可以循环。

在图2所示的实施例中，减震器容积12大体由外减震器壁30围绕。第二壁32将减震器容积12与第二减震器容积14分隔开，因而限定了减震器容积12的部分。在该实例中的第二减震器容积由第二壁32、主颈部壁33、第二外减震器壁34、以及燃烧室壁36限定。这些结构元件仅仅是示例性的，并且各种其它结构的可能性也是可实现的，其中的一些在下文中更详细地被说明。

图3示出了与图2相同但是从俯视图的特征。其仅仅示出作为示例，并且对于示出的各种特征，许多不同的形状也是可能的。在下文中提及备选形状的一些示例。

图4示出了备选实施例，其包括图2的大部分特征。在该备选实施例中，连同可选的凸缘24，包括第三减震器容积40、第三壁41、第四减震器容积42以及第四壁43。

在图1和2中，描述了限制减震器和第二减震器容积的具体组的壁。这仅仅是示例性的布置，并且可以想象各种不同的结构布置。例如，外减震器壁3、30的部分可由燃气轮机的其它特征而不是通过这些定制的减震器部分提供。

减震器1、10和减震器容积2、12可以是多种形状和尺寸，例如附图中所示的大体立方体结构、大体半球形状、或任意其它适当的规则或不规则形状。在大多数情况下，该设计将由配合燃气轮机内围绕燃烧室的可用空间内的需求驱动，并且因此将沿着燃气轮机内的燃烧室和/或其它特征的轮廓。该设计还取决于哪个减震器模式需要减震。对于减震器内提供的其它容积，类似的多种形状是可能的。

尽管图2中示出了两个减震器容积12和14并且图4中示出了四个减震器容积12、14、40和42，但是还可包括三个、五个或更多的减震器容积。这导致围绕主颈部的多个中间颈部（第二颈部、第三颈部、第四颈部等）。

可能有各种不同布置的特征以限定第二减震器容积14。例如，在图2所示的情况中，提供了第二外减震器壁（或第二减震器容积壁），其部分地限定了第二减震器容积14，但在一些情况下（例如，图4的实施例中），外减震器壁30和/或第三壁41也将绕第二减震器容积延伸。限定中间颈部的凸缘可有助于限定第二减震器容积的外延，并且可有助于限定其它结构特征。可能有相似种类的限定结构以用于第三、第四和随后的减震器容积。

主颈部18提供在减震器容积与燃烧室之间的流体连接，并且不直接连接到减震器的其它特征。主颈部在一端处典型地具有进入燃烧室的出口并且在另一端处具有进入减震器容积的出口。在附图中主颈部被示出为圆柱形并且垂直于燃烧室壁，但可以是其它形状，例如立方体或不规则形状。通常主颈部的轴线将大体垂直于燃烧室壁。主颈部还不需要完全是平直的，在这样的情况下主颈部轴线将优选地被限定为在主颈部进入燃烧室的点处垂直于跨过主颈部的横截平面。

第二或中间颈部7、16围绕主颈部布置，使得第二颈部在主颈部的外部。在附图中中间颈部被示出为圆柱形，但可以是其它形状，例如立方体或不规则形状。优选地，每个中间颈部完全围绕环绕其整个圆周行进的主颈部。尽管附图中的示例示出了邻接主颈部的中间颈部，但这不重要并且中间颈部可以与主颈部分离，例如，通过将中间颈部部分沿图2和图4的第二壁32布置。整个第二壁可以在中间颈部和主颈部之间。其中提供了多个中间颈部（第二颈部、第三颈部、第四颈部），颈部可以具有不同的宽度（其中宽度是主颈部壁和第二壁或凸缘之间的距离）并且还可有与主颈部的不同的距离。由于减震器共振频率取决于（在其它东西中）颈部宽度，因而可能通过修改颈部宽度修改减震性能。

优选地，在任意给定的径向方向中，中间颈部（或间隙）布置为比主颈部更远离主颈部轴线。优选地，当看减震器的截面时，中间颈部和主颈部位于相同的平面内，该平面垂直于主颈部轴线；换而言之，该平面包括中间颈部和主颈部两者的整个截面。

主和中间颈部随意地是同轴和/或同心的，在一些实施例中，主和中间颈部具有平行轴。

附图中的中间颈部示出为邻接主颈部，但如上所述这不一定为该情况。主要的要求为中间颈部应当正常地与主颈部一样接近燃烧室。至少，最接近燃烧室的中间颈部的部分应当比离燃烧室最远的主颈部的部分更接近燃烧室。

颈部具有典型地在亥姆霍兹减震器中的横截区域和长度。当与容积结合时，区域和长度限定了减震器频率。额外的减震器可以堆叠在本发明的减震器上，该减震器为根据本发明的减震器或常规减震器。这些减震器将附接到燃烧室的远端。

减震器可以与燃烧室6、20的任意部分相关。

优选地提供凸缘24以限定中间颈部。这提供了限定颈部长度并因而限定减震频率的选择。

图1中的间隙7将主颈部和减震器容积壁分隔开使得主颈部和减震器容积壁不接触。间隙可用于通过减震器循环净化空气。提供了如图2和4所示的间隙26（或净化孔）以允许诸如空气的流体循环，典型地穿过一个中间颈部或多个中间颈部以及主颈部至燃烧室。该流体可为冷却流体，在一些实施例中，减震器容积部分（不包括主颈部的减震器的部分）完全地与燃烧室分开，并且减震器容积部分附接到燃气轮机的另一部分。在其它实施例中，减震器容积部分连接到燃烧室，可提供一个间隙或多个间隙以用于净化空气，尤其在远离主颈部的点处。优选地，布置了间隙和中间颈部使得诸如空气的流体循环通过燃烧室壁。优选地，布置了间隙和中间颈部使得诸如空气的流体循环通过主颈部壁，最优选地通过紧接燃烧室的主颈部壁的部分。将优选地提供间隙以允许流体进入最接近或邻接燃烧室的容积。

在操作包括如上所述的设备的燃气轮机的方法中，净化流体通过主颈部壁4与减震器容积壁3之间的间隙7供给。其随后可从减震器容器2通过主颈部供给入燃烧室6。在带有第二减震器容积的实施例中，该方法包括穿过净化孔26供给净化流体入第二减震器容积的附加的步骤。

对描述的实施例的各种修改是可能的并且在不背离本发明的情况下由本领域技术人员想到。

Claims (15)

1.一种用于燃气轮机燃烧室的减震器（1），包括

减震器容积壁（3），其在所述减震器容积壁（3）内限定减震器容积（2），以及

主颈部，

所述主颈部连接到所述燃气轮机燃烧室，并且包括主颈部壁（4），其在所述主颈部壁（4）内限定主颈部容积（5），以及

所述主颈部与所述减震器容积（2）关联以用于在所述减震器容积（2）与所述燃气轮机燃烧室（6）之间的流体连通，

所述减震器还包括在所述主颈部壁（4）与所述减震器容积壁（3）之间的间隙（7）；

其中减震器颈部通过所述间隙（7）与减震器结构的其余部分机械地断开。

2.根据权利要求1所述的减震器，其中

所述减震器（10）此外包括第二减震器容积壁（34），其限定布置在所述主颈部壁外部的第二减震器容积（14），以及

用于在第一减震器容积（12）和所述第二减震器容积（14）之间流体连通的第二颈部（16）。

3.根据权利要求1所述的减震器（1、10），其中，所述间隙（7）与所述主颈部（18）是同轴的。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的减震器（1、10），其中，所述间隙（7）邻接所述主颈部（18）布置。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的减震器（1、10），其中，所述主颈部(18)的整个圆周由所述间隙（7）围绕。

6.根据权利要求2所述的减震器（1、10），另外包括用于提供流体至所述第二减震器容积（14）的净化孔（26）。

7.根据权利要求1至3，6中的任一项所述的减震器（1、10），其中，所述间隙（7）部分地由凸缘（24）限定。

8.一种包括根据权利要求1至7中的任一项所述的减震器（1、10）的燃烧室（6、20）。

9.根据权利要求8所述的燃烧室（6、20），其中，所述主颈部（18）连接到所述燃烧室（6、20）的壁（36）。

10.根据权利要求8所述的燃烧室（6、20），其中，第一容积壁连接到所述燃烧室（6、20）。

11.根据权利要求10所述的燃烧室（6、20），其中，所述第一容积壁在远离所述主颈部（18）的点处连接到所述燃烧室（6、20）。

12.一种燃气轮机，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的减震器（1、10）或根据权利要求8至11中的任一项所述的燃烧室（6、20）。

13.一种操作燃气轮机的方法，所述燃气轮机包括：减震器（1），所述减震器包括减震器容积壁（3），其在所述减震器容积壁（3）内限定减震器容积（2）；以及主颈部，所述主颈部连接到燃气轮机燃烧室，并且包括主颈部壁（4），其在所述主颈部壁（4）内限定主颈部容积（5），并且所述主颈部与所述减震器容积（2）关联以用于在所述减震器容积（2）与所述燃气轮机燃烧室（6）之间的流体连通，所述减震器还包括在所述主颈部壁（4）与所述减震器容积壁（3）之间的间隙（7），所述方法包括通过在所述主颈部壁（4）与所述减震器容积壁（3）之间的间隙（7）供给净化流体的步骤；所述方法还包括使减震器颈部通过所述间隙（7）与减震器结构的其余部分机械地断开。

14.根据权利要求13所述的方法，此外包括从所述减震器容积（2）穿过所述主颈部供给所述净化流体入所述燃烧室（6）。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述减震器（10）另外包括限定布置在所述主颈部壁外的第二减震器容积（14）的第二减震器容积壁（34），以及用于在第一减震器容积（12）与所述第二减震器容积（14）之间的流体连通的第二颈部（16），并且所述方法包括通过净化孔（26）供给净化流体入所述第二减震器容积的附加的步骤。

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