RU2727946C1 - Камера сгорания газовой турбины и газовая турбина - Google Patents
Камера сгорания газовой турбины и газовая турбина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727946C1 RU2727946C1 RU2019142481A RU2019142481A RU2727946C1 RU 2727946 C1 RU2727946 C1 RU 2727946C1 RU 2019142481 A RU2019142481 A RU 2019142481A RU 2019142481 A RU2019142481 A RU 2019142481A RU 2727946 C1 RU2727946 C1 RU 2727946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- fuel
- gas turbine
- compressed air
- main body
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/222—Fuel flow conduits, e.g. manifolds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/283—Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/35—Combustors or associated equipment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00008—Burner assemblies with diffusion and premix modes, i.e. dual mode burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/14—Special features of gas burners
- F23D2900/14004—Special features of gas burners with radially extending gas distribution spokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/00005—Preventing fatigue failures or reducing mechanical stress in gas turbine components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/00017—Assembling combustion chamber liners or subparts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/03042—Film cooled combustion chamber walls or domes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/03343—Pilot burners operating in premixed mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/343—Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Изобретение относится к камере сгорания газовой турбины и газовой турбине. Камера сгорания газовой турбины принимает сжатый воздух из компрессора, смешивает сжатый воздух с топливом, сжигает смесь для получения газа сгорания и подает газ сгорания в турбину. Камера сгорания включает в себя: внутренний цилиндр, образующий внутри пространство камеры сгорания; внешний цилиндр, охватывающий внутренний цилиндр и образующий цилиндрический внешний круговой канал потока между внутренним и внешним цилиндрами для прохождения сжатого воздуха; и горелку, установленную на конце внешнего цилиндра, который расположен с противоположной стороны относительно стороны турбины, и обращенную в пространство камеры сгорания. Горелка включает в себя цилиндрический основной корпус, включающий в себя полость, распределяющую топливо, и топливные форсунки, расположенные по кругу, если смотреть из пространства камеры сгорания, и соединенные с полостью. Если смотреть из пространства камеры сгорания, в основном корпусе образованы щели, продолжающиеся в радиальном направлении, так что каждая из них отделяет по окружности смежные топливные форсунки друг от друга. Изобретение обеспечивает уменьшение концентрации теплового напряжения на горелке. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
Настоящее изобретение относится к камере сгорания газовой турбины и газовой турбине.
Уровень техники
Камера сгорания газовой турбины принимает сжатый воздух, выпускаемый из компрессора, сжигает топливо, смешанное со сжатым воздухом, для получения газа сгорания и подает полученный газ сгорания в турбину. Как правило, топливо впрыскивается в камеру сгорания из множества топливных форсунок. В связи с этим в некоторых случаях топливные форсунки установлены на общем основном корпусе, имеющем полость или канал для распределения топлива на каждую топливную форсунку (см. публикацию JP 2008 025910 A и т.п.).
Сущность изобретения
Основной корпус камеры сгорания нагревается снаружи сжатым воздухом, подаваемым из компрессора, и охлаждается внутри топливом, текущим в основном корпусе. В случае большой разницы температур между сжатым воздухом и топливом создается значительное тепловое напряжение. Кроме того, во время работы газовой турбины с частичной нагрузкой топливо впрыскивается из некоторых топливных форсунок, так, что одновременно имеются топливные форсунки, распределяющие топливо, и топливные форсунки, не распределяющие топливо. Таким образом, тепловое напряжение, оказываемое на основной корпус, становится неравномерным в окружном направлении. Это создает усилие, наклоняющее топливные форсунки в окружном направлении. В связи с этим в горелке может происходить концентрация напряжения, например, в зоне сварки или на основании топливных форсунок между топливными форсунками и основным корпусом.
Настоящее изобретение обеспечивает камеру сгорания газовой турбины и газовую турбину, которые выполнены с возможностью уменьшения концентрации теплового напряжения на горелке.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечена камера сгорания газовой турбины, которая принимает сжатый воздух, выпускаемый из компрессора, смешивает сжатый воздух с топливом, сжигает смесь сжатого воздуха и топлива для получения газа сгорания и подает полученный газ сгорания в турбину. Камера сгорания газовой турбины включает в себя: внутренний цилиндр, выполненный с возможностью образования в нем пространства камеры сгорания; внешний цилиндр, выполненный с возможностью охватывания внутреннего цилиндра и образования цилиндрического внешнего кругового канала потока между внешним цилиндром и внутренним цилиндром для прохождения сжатого воздуха; и горелку, которая установлена на конце внешнего цилиндра, причем конец расположен с противоположной стороны относительно стороны, где находится турбина, и которая обращена в пространство камеры сгорания. Горелка включает в себя основной корпус и множество топливных форсунок, причем основной корпус имеет цилиндрическую форму и включает в себя полость, выполненную с возможностью распределения топлива, а топливные форсунки расположены по кругу, если смотреть из пространства камеры сгорания, и соединены с полостью. Если смотреть из пространства камеры сгорания, в основном корпусе образовано множество щелей, проходящих в радиальном направлении, так что каждая из них отделяет по окружности смежные топливные форсунки друг от друга.
Настоящее изобретение позволяет уменьшить концентрацию теплового напряжения на горелке.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематическое изображение, иллюстрирующее примерную конфигурацию газотурбинной установки, в которой применена камера сгорания газовой турбины в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг. 2 - схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию камеры сгорания газовой турбины в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг. 3 - схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию основных частей камеры сгорания газовой турбины, проиллюстрированной на Фиг. 2;
Фиг. 4 - схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию торцевой крышки для камеры сгорания газовой турбины, проиллюстрированной на Фиг. 2;
Фиг. 5 - вид в сечении, взятый по линии V–V, показанной на Фиг. 4;
Фиг. 6 - увеличенный вид участка VI, показанного на Фиг. 5;
Фиг. 7 - частичный вид в сечении основной горелки камеры сгорания газовой турбины, проиллюстрированной на Фиг. 2;
Фиг. 8 - увеличенный вид участка VIII, показанного на Фиг. 7, или увеличенный вид основных частей; и
Фиг. 9 - вид в сечении, взятый по линии IX–IX, показанной на Фиг. 8.
Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения
Варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Газовая турбина
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее примерную конфигурацию газотурбинной установки, в которой применена камера сгорания газовой турбины в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения. Газовая турбина, проиллюстрированная на Фиг. 1, представляет собой первичный двигатель, который приводит в действие нагрузочное оборудование (не проиллюстрировано), и включает в себя компрессор 10, камеру 20 сгорания газовой турбины, далее кратко называемую камерой сгорания, турбину 30 и выпускную камеру 35. Отсек компрессора 10 или компрессорный отсек 11 поддерживается стойкой 12. Отсек турбины 30 или турбинный отсек 31 поддерживается стойкой 32. Выпускная камера 35 поддерживается стойкой 38. Нагрузочное оборудование обычно представляет собой генератор. Однако в некоторых случаях нагрузочным оборудованием является насос. В общем газовая турбина может упоминаться как «газотурбинный двигатель». В таком случае турбина может упоминаться как «газовая турбина».
Компрессор 10 включает в себя воздухозаборник 13 и входной направляющий аппарат (IGV) 14. Воздухозаборник 13 всасывает воздух. Входной направляющий аппарат 14 расположен в компрессорном отсеке 11. Лопатки 15 статора и лопатки 16 ротора поочередно расположены в продольном направлении или в осевом направлении ротора 5 за входным направляющим аппаратом 14. Камера 17 отбора расположена снаружи в радиальном направлении от ступенчатого участка, в котором поочередно расположены лопатки 15 статора и лопатки 16 ротора. Множество камер 20 сгорания расположены по кольцу на внешней окружности кожуха газовой турбины или турбинного отсека 31 между компрессором 10 и турбиной 30. Турбина 30 включает в себя множество лопаток 33 статора и множество лопаток 34 ротора. Лопатки 33 статора и лопатки 34 ротора расположены в турбинном отсеке 31 и чередуются в продольном направлении или в осевом направлении ротора 5, который описан ниже. Выпускная камера 35 расположена после турбинного отсека 31 через выпускной отсек 36. Выпускная камера 35 включает в себя выпускной диффузор 37, который примыкает к турбине 30.
Ротор или вращающийся вал 5 расположен так, чтобы проходить через центры компрессора 10, камеры 20 сгорания, турбины 30 и выпускной камеры 35. Конец ротора 5, который расположен в направлении компрессора 10, поддерживается с возможностью вращения подшипником 6. Конец ротора 5, который расположен в направлении выпускной камеры 35, поддерживается с возможностью вращения подшипником 7. Участок ротора 5, который принадлежит компрессору 10, выполнен так, что множество дисков установлены в осевом направлении, тогда как множество лопаток 16 ротора установлены на внешней окружности каждого из дисков. Участок ротора 5, который принадлежит турбине 30, выполнен так, что множество дисков установлены в осевом направлении, тогда как множество лопаток 34 ротора установлены на внешней окружности каждого из дисков. В примере, показанном на Фиг. 1, конец ротора 5, который расположен в направлении выпускной камеры 35, соединен в качестве выходного вала с приводным валом нагрузочного оборудования (не проиллюстрировано).
В вышеописанной конфигурации воздух, подаваемый в компрессор 10 из воздухозаборника 13, проходит через входной направляющий аппарат 14, решетку лопаток 15 статора и решетку лопаток 16 ротора, а затем сжимается для получения высокотемпературного сжатого воздуха высокого давления. В камере 20 сгорания топливо, подаваемое из топливной системы, смотри Фиг. 3, смешивается со сжатым воздухом, подаваемым из компрессора 10, и сжигается для получения высокотемпературного газа сгорания. Затем полученный высокотемпературный газ сгорания подается в турбину 30. Хотя в качестве топлива может использоваться жидкое топливо, предполагается, что в настоящем варианте выполнения в качестве топлива используется газообразное топливо. Ротор 5 приводится во вращение, когда высокотемпературный газ сгорания высокого давления, который представляет собой рабочую текучую среду, полученную в камере 20 сгорания, проходит через решетку лопаток 33 статора и решетку лопаток 34 ротора в турбине 30. Выходная мощность турбины 30 частично используется в качестве движущей мощности для компрессора 10, а оставшаяся выходная мощность используется в качестве движущей мощности для нагрузочного оборудования 4. После использования для приведения в действие турбины 30 газ сгорания выпускается через выпускную камеру 35 в качестве отработанного газа. Хотя в настоящем варианте выполнения проиллюстрирована одновальная газовая турбина, настоящее изобретение также применимо к двухвальной газовой турбине. Двухвальная газовая турбина включает в себя турбину высокого давления и турбину низкого давления, и вращающиеся валы турбины высокого давления и турбины низкого давления отделены друг от друга. Турбина высокого давления соосно соединена с компрессором, а турбина низкого давления соосно соединена с нагрузочным оборудованием.
Камера сгорания газовой турбины
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию камеры сгорания газовой турбины. Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию основных частей камеры сгорания газовой турбины, проиллюстрированной на Фиг. 2. Обратимся к Фиг. 2 и 3, множество камер 20 сгорания газовой турбины или камер 20 сгорания расположены на кожухе газовой турбины в окружном направлении кожуха. Каждая камера 20 сгорания включает в себя, например, внутренний цилиндр 21 или жаровую трубу камеры сгорания, внешний цилиндр 22 или патрубок потока, горелку 23 и выходной цилиндр 24 или переходный элемент, смотри Фиг. 2.
Внутренний цилиндр 21 представляет собой цилиндрический элемент, который внутри образует пространство 21a камеры сгорания, смотри Фиг. 3. Внутренний цилиндр 21 отделяет сжатый воздух, который подается из компрессора 10 и течет во внешнем круговом канале P1 потока, от газа сгорания, который образуется в пространстве 21a камеры сгорания. Конец внутреннего цилиндра 21, который расположен в направлении турбины или с правой стороны на Фиг. 3, вставлен в выходной цилиндр 24, смотри Фиг. 2. Выходной цилиндр 24 представляет собой элемент, который подает газ сгорания, который образуется в пространстве 21a камеры сгорания, в турбину 30. Конец выходного цилиндра 24, который расположен в направлении турбины, выходит в кольцевой канал потока рабочей текучей среды, в который обращены лопатки 33 статора и лопатки 34 ротора в турбине 30. Обводная труба 25, смотри Фиг. 2, соединена с выходным цилиндром 24. Обводная труба 25 обеспечена обводным клапаном 26, смотри Фиг. 2.
Внешний цилиндр 22 охватывает внешнюю окружность внутреннего цилиндра 21 и образует цилиндрический внешний круговой канал P1 потока, который обеспечивает прохождение сжатого воздуха, между внешним цилиндром 22 и внутренним цилиндром 21. Применяемая конфигурация обеспечивает прохождение сжатого воздуха через внешний круговой канал P1 потока для конвекционного охлаждения внутреннего цилиндра 21. Кроме того, внешний цилиндр 22 включает в себя фланец 22a, смотри Фиг. 2, расположенный на конце внешнего цилиндра 22 со стороны турбины, и прикреплен к кожуху газовой турбины с помощью фланца 22a. Конец внешнего цилиндра 22, который расположен со стороны, противоположной стороне турбины, или с левой стороны на Фиг. 2, закрыт горелкой 23, включающей в себя торцевую крышку 40, например. Во внешней окружной поверхности внутреннего цилиндра 21 образовано множество отверстий (не проиллюстрировано). Сжатый воздух, текущий во внешнем круговом канале P1 потока, частично подается в пространство 21a камеры сгорания через множество отверстий, образованных во внутреннем цилиндре 21, и используется для охлаждения пленки на внутренней окружной поверхности внутреннего цилиндра 21. Оставшийся сжатый воздух, за исключением сжатого воздуха, используемого для охлаждения пленки внутреннего цилиндра 21, течет во внешнем круговом канале P1 потока, ударяется о торцевую крышку 40 и разворачивается, а затем подается в горелку 23. Сжатый воздух, подаваемый в горелку 23, впрыскивается в пространство 21a камеры сгорания вместе с топливом, а затем топливо со сжатым воздухом сжигаются.
Горелка
Горелка 23, включающая в себя торцевую крышку 40, основную горелку 50 и пилотную горелку 60, установлена на конце внешнего цилиндра 22 с противоположной стороны относительно стороны турбины и обращена в пространство 21a камеры сгорания, закрывая конец внешнего цилиндра 22 с противоположной стороны относительно стороны турбины.
Торцевая крышка
Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конфигурацию торцевой крышки. Фиг. 5 представляет собой вид в сечении, взятый вдоль линии V–V, показанной на Фиг. 4. Фиг. 6 представляет собой увеличенный вид участка VI, показанного на Фиг. 5.
Торцевая крышка 40 также называется колпаком. Торцевая крышка 40 включает в себя участок 41 основного корпуса, вставной участок 42, топливную форсунку 44, смотри Фиг. 3, и полость 45. Участок 41 основного корпуса имеет форму кольцевого фланца, имеющего центральное отверстие 41a. Вставной участок 42 имеет цилиндрическую форму меньшего диаметра, чем участок 41 основного корпуса, и выступает в направлении пространства 21a камеры сгорания от участка 41 основного корпуса. В то время как вставной участок 42 вставлен в отверстие во внешнем цилиндре 22, участок 41 основного корпуса закреплен болтами или иным образом закреплен на внешнем цилиндре 22. Цилиндрическое пространство между внутренним цилиндром 21 и внутренней окружной поверхностью вставного участка 42 образует наиболее нижнюю по потоку область внешнего кругового канала P1 потока. В настоящем варианте выполнения внутренняя окружность внешнего цилиндра 22 обеспечена перепадом уровней, в который устанавливается вставной участок 42, и внутренняя окружная поверхность вставного участка 42 находится на одном уровне с внутренней окружной поверхностью внешнего цилиндра 22. Кроме того, угловой участок внутренней поверхности торцевой крышки 40 или, в частности, угловой участок, расположенный между внутренней окружной поверхностью вставного участка 42 и торцевой поверхностью участка 41 основного корпуса, которая обращена в пространство 21a камеры сгорания, имеет скругленную форму для сглаживания изменения направления потока сжатого воздуха, проходящего через внешний круговой канал P1 потока. Кроме того, с торцевой крышкой 40 соединен топливный канал 43, смотри Фиг. 3. Топливный канал 43 включает в себя топливную трубу 43a, продолжающуюся от внешней окружной поверхности торцевой крышки 40, и фланец 43b, расположенный на конце топливной трубы 43a. Топливная форсунка 44, смотри Фиг. 3, впрыскивает топливо во внешний круговой канал P1 потока и также называется форсункой колпака или носиком. Множество топливных форсунок 44 выступают из углового участка внутренней поверхности торцевой крышки 40 таким образом, что они обращены во внешний круговой канал P1 потока, и расположены по окружности с заданным интервалом.
Полость 45 представляет собой канал для распределения топлива по топливным форсункам 44 и ограничена канавкой 46, образованной во внешней поверхности участка 41 основного корпуса торцевой крышки 40, которая представляет собой конструкционный материал горелки 23, и крышкой 47, закрывающей канавку 46. Канавка 46 имеет кольцевую форму, так что она окружает окружность центрального отверстия 41a в участке 41 основного корпуса торцевой крышки 40 и обеспечена перепадом 46a уровней, смотри Фиг. 6, в отверстии в торцевой поверхности участка 41 основного корпуса торцевой крышки 40, причем отверстие расположено с противоположной стороны относительно стороны, где находится пространство 21a камеры сгорания. Хотя конструкция крышки 47 будет подробно описана ниже, крышка 47 имеет кольцевую форму для соответствия канавке 46, и устанавливается в перепад 46a уровней в отверстии в канавке 46 для закрытия отверстия в канавке 46. Канавка 46, то есть полость 45, находится в сообщении с топливным каналом 43 и каждой топливной форсункой 44, так что топливо, попадающее из топливного канала 43 в полость 45, распределяется на каждую топливную форсунку 44. Система подачи топлива не включает в себя оборудование для нагрева топлива. В связи с этим полость 45 соединена с источником F подачи топлива, смотри Фиг. 3, непосредственно, а не через оборудование для нагрева топлива. Таким образом, в полость 45 подается топливо, имеющее нормальную температуру приблизительно десять или более градусов.
Как отмечено ранее, на границе между крышкой 47 и участком 41 основного корпуса крышки 40 применяется вкладываемая конструкция с использованием перепада 46a уровней. В связи с этим контактные поверхности или обращенные друг к другу поверхности сопряженных участков между крышкой 47 и участком 41 основного корпуса имеют L–образную форму, если смотреть в поперечном сечении, перпендикулярном канавке 46 основного корпуса, или в разрезе вдоль плоскости, проходящей через осевую линию C, смотри Фиг. 5, торцевой крышки 40, как отмечено ранее, смотри Фиг. 6. Крышка 47 надежно закреплена путем сварки на участке 41 основного корпуса. Сварка выполняется вдоль внутренней и внешней окружных поверхностей кольцевой крышки 47. На Фиг. 6 закрашенные участки показывают зоны сварки, полученные проплавлением, тогда как белые пунктирные линии показывают контактные поверхности или обращенные друг к другу поверхности между крышкой 47 и участком 41 основного корпуса в несваренном состоянии. В связи с этим зоны сварки, полученные проплавлением, проходят в осевом направлении торцевой крышки 40 или в направление слева направо на Фиг. 6 вдоль внутренней или внешней окружной поверхности крышки 47. Кроме того, в настоящем варианте выполнения для соединения участка 41 основного корпуса с крышкой 47 применяется способ электронно–лучевой сварки. Следует отметить, что альтернативно может применяться способ лазерной сварки. Применение способа электронно–лучевой сварки позволяет механизировать процесс сварки участка 41 основного корпуса с крышкой 47. Кроме того, при применении способа электронно–лучевой сварки или способа лазерной сварки для соединения участка 41 основного корпуса с крышкой 47 глубина L проплавления, обеспечиваемая сваркой, больше, чем ширина W шва. На L–образных контактных поверхностях между участком 41 основного корпуса и крышкой 47 может частично образовываться участок X, на котором контактные поверхности не соединяются друг с другом, то есть участок, который обращен в полость 45 и включен в участок, продолжающийся в радиальном направлении торцевой крышки 40 в полость 45 от внутренней и внешней окружных поверхностей крышки 47. В настоящем варианте выполнения этот участок X может образовываться, так как ширина W шва является небольшой.
Далее будет подробно описана конфигурация крышки 47. Крышка 47 образована перемычкой 47a и фланцем 47b таким образом, чтобы образовывать L–образное или U–образное поперечное сечение, перпендикулярное канавке 46, в настоящем варианте выполнения L–образное поперечное сечение. Перемычка 47a представляет собой участок, закрывающий отверстие в канавке 46, и продолжается в направлении, перпендикулярном осевой линии C торцевой крышки 40 так, что она обращена к нижней поверхности канавки 46, то есть поверхности, которая обращена к отверстию в канавке 46 и расположена с правой стороны на Фиг. 5 и 6. Фланец 47b представляет собой вставной участок для установки в перепад 46a уровней канавки 46, продолжается в направлении глубины канавки 46 от края перемычки 47a или от внутреннего окружного края в данном примере и соединен путем сварки с участком 41 основного корпуса, как отмечено ранее. Если смотреть в сечении, перпендикулярном канавке 46, внутренняя поверхность 47c со стороны крышки, которая представляет собой внутреннюю поверхность фланца 47b, образующую боковую поверхность полости 45, или поверхность, обращенную наружу в радиальном направлении торцевой крышки 40 в данном примере, находится на одном уровне с внутренней поверхностью 46b со стороны канавки, которая представляет собой внутреннюю поверхность канавки 46, образующую боковую поверхность полости 45, так как фланец 47b установлен в перепад 46a уровней. В связи с этим граница 45a между внутренней поверхностью 47c со стороны крышки и внутренней поверхностью 46b со стороны канавки расположена на расстоянии или смещена в направлении осевой линии C от первого угла 47e полости 45, который расположен между внутренней поверхностью 47c со стороны крышки и потолочной поверхностью 47d полости 45, образованной перемычкой 47a. Первый угол 47e имеет скругленную форму, и это также справедливо для второго угла 47i и других угловых участков, описанных ниже.
Кроме того, потолочная поверхность 47d перемычки 47a крышки 47 имеет углубление 47f. За счет создания углубления 47f для углубления крышки 47 образуется тонкий участок 47g. Толщина t1 тонкого участка 47g меньше, чем толщина t2 смежного участка, смежного с тонким участком 47g перемычки 47a. Здесь «смежный участок» расположен смежно с тонким участком 47g, и торцевая поверхность «смежного участка», которая расположена с противоположной стороны относительно стороны, где находится пространство 21a камеры сгорания, расположена на одном уровне с торцевой поверхностью тонкого участка 47g, причем торцевая поверхность аналогичным образом расположена с противоположной стороны относительно стороны, где находится пространство 21a камеры сгорания. Углубление 47f расположено снаружи в радиальном направлении торцевой крышки 40 внутри полости 45 и установлено в перепад 46a уровней. Соответственно, расположенная снаружи в радиальном направлении внутренняя поверхность 47h углубления 47f находится на одном уровне с расположенной снаружи в радиальном направлении внутренней поверхностью 46c канавки 46. Граница 45b между внутренней поверхностью 46h углубления 47f и внутренней поверхностью 46c канавки 46 расположена на расстоянии или смещена в направлении осевой линии C от второго угла 47i полости 45, который расположен между внутренней поверхностью 47h, образованной углублением 47f, и потолочной поверхностью 47d.
Основная горелка
Фиг. 7 представляет собой частичный вид в сечении основной горелки. Фиг. 8 представляет собой увеличенный вид участка VIII, показанного на Фиг. 7, или увеличенный вид основных частей. Фиг. 9 представляет собой вид в сечении, взятый вдоль линии IX–IX, показанной на Фиг. 8. Линия IX–IX показывает внешнюю окружную поверхность цилиндра, отцентрированного вокруг центральной оси камеры сгорания, и Фиг. 9 соответствует чертежу двумерного увеличенного цилиндрического сечения. Кроме того, Фиг. 9 представляет внешний вид вблизи выпрямительной пластины 54, описанной ниже, вместо ее вида в сечении. Основная горелка 50 включает в себя основной корпус 51, топливную форсунку 52, и выпрямительную пластину 54.
Основной корпус 51 имеет форму цилиндра, имеющего центральное отверстие 51a. Основной корпус 51 включает в себя фланец 51A, основание 51B форсунок и полость 51D. Фланец 51A имеет форму диска, имеющего центральное отверстие 51a в центре. Основание 51B форсунок имеет меньший диаметр, чем фланец 51A, и имеет форму цилиндра, центр которого обеспечен центральным отверстием 51a. Основание 51B форсунок выступает в пространство 21a камеры сгорания от торцевой поверхности фланца 51A, причем торцевая поверхность расположена в направлении пространства 21a камеры сгорания, или с правой стороны на Фиг. 7. Основной корпус 51 выполнен так, что фланец 51A закреплен болтами или иным образом закреплен на торцевой крышке 40, тогда как основание 51B форсунок вставлено в центральное отверстие 41a в торцевой крышке 40 со стороны, противоположной стороне, где находится пространство 21a камеры сгорания. Кроме того, фланец 51A соединен с топливным каналом 51C, смотри Фиг. 3. Топливный канал 51C включает в себя топливную трубу 51Ca, продолжающуюся от внешней окружной поверхности фланца 51A, и фланец 51Cb, расположенный на конце топливной трубы 51Ca. Полость 51D представляет собой канал для распределения топлива на множество топливных форсунок 52 и образована по кольцу во фланце 51A, который представляет собой конструкционный материал горелки 23, таким образом, чтобы окружать центральное отверстие 51a. Полость 51D находится в сообщении с топливным каналом 51C и каждой топливной форсункой 52, так что топливо, попадающее в полость 51D из топливного канала 51C, распределяется на каждую топливную форсунку 52. Как отмечено ранее, система подачи топлива не включает в себя оборудование для нагрева топлива. Кроме того, полость 51D соединена с источником F подачи топлива, смотри Фиг. 3, непосредственно, а не через оборудование для нагрева топлива. Таким образом, в полость 51D подается топливо, имеющее нормальную температуру приблизительно десять или более градусов. Хотя подробно не проиллюстрировано, конфигурация, применяемая в некоторых случаях, может быть такой, что топливные форсунки 52 разделены на множество групп, и каналы подачи топлива отдельно обеспечены для групп, и дополнительно впрыск и прекращение подачи топлива регулируются клапанами на основе отдельных групп. В таких случаях для отдельных групп может быть образовано множество кольцевых полостей, или одна кольцевая полость может быть разделена на множество полостей для отдельных групп.
Если смотреть из пространства 21a камеры сгорания, на основании 51B форсунок основного корпуса 51 образовано множество вытянутых в радиальном направлении щелей 51Ba. Щели 51Ba расположены радиально и по окружности с заданным интервалом. Как проиллюстрировано на Фиг. 9, топливные форсунки 52 и щели 51Ba поочередно расположены в окружном направлении так, что каждая из щелей 51Ba отделяет смежные топливные форсунки 52 друг от друга по окружности. Кроме того, на основании 51B форсунок основного корпуса 51 расположено множество проходящих в радиальном направлении сквозных отверстий 51Bb по окружности с заданным интервалом. Поперечное сечение сквозных отверстий 51Bb имеет форму овала, имеющего длинную ось, вытянутую по окружности. Однако поперечное сечение сквозных отверстий 51Bb может иметь любую форму, если она является плавной без углов, круглую форму или форму овала, имеющего длинную ось, вытянутую по окружности. Каждая из щелей 51Ba продолжается в направлении фланца 51A от торцевой поверхности основания 51B форсунок, причем торцевая поверхность расположена в направлении пространства 21a камеры сгорания, и соединена со сквозными отверстиями 51Bb. Сквозные отверстия 51Bb и щели 51Ba соответствуют друг другу в соотношении один к одному. Как описано выше, участок основания 51B форсунок, который расположен в направлении фланца 51A, а не сквозных отверстий 51Bb, выполнен за одно целое, тогда как участок основания 51B форсунок, который расположен в направлении пространства 21a камеры сгорания, а не сквозных отверстий 51Bb, разделен по окружности на множество участков щелями 51Ba.
Кроме того, на внешней окружной поверхности основания 51B форсунок образована проходящая по окружности полость 51Bc. Полость 51Bc, которая образована по кольцу, окружая центральное отверстие 51a в основном корпусе 51, утончает радиально внешний участок топливного канала 52a, описанного ниже, основания 51B форсунок, и сокращает расстояние между топливным каналом 52a и внешней окружной поверхностью основания 51B форсунок. Форма поперечного сечения полости 51Bc является такой, что поверхность стенки в направлении пространства 21a камеры сгорания наклонена наружу в радиальном направлении в пространство 21a камеры сгорания, тогда как противоположная поверхность стенки расположена вдоль плоскости, перпендикулярной осевой линии C основного корпуса 51.
Топливные форсунки 52 впрыскивают топливо в пространство 21a камеры сгорания через соответствующие трубы 55 горелки, смотри Фиг. 3. Топливные форсунки 52 также называются основными форсунками. Топливные форсунки 52 выполнены так, что торцевая сторона основания вставляется в основание 51B форсунок, тогда как свободный конец выступает в направлении пространства 21a камеры сгорания от торцевой поверхности основания 51B форсунок, причем торцевая поверхность обращена в пространство 21a камеры сгорания. Топливные форсунки 52 закреплены путем сварки на торцевой поверхности основания 51B форсунок, причем торцевая поверхность обращена в пространство 21a камеры сгорания. Кроме того, средние участки топливных форсунок 52 соединены друг с другом выпрямительной пластиной 54, которая окружает топливные форсунки 52. Выпрямительная пластина 54 также соединена путем сварки с топливными форсунками 52.
Как отмечено ранее, топливные форсунки 52 расположены таким образом, что одна топливная форсунка 52 расположена между смежными по окружности щелями 51Ba. Если смотреть из пространства 21a камеры сгорания, топливные форсунки 52 расположены по кругу. Каждая из топливных форсунок 52 внутри включают в себя один топливный канал 52a. Впуск топливного канала 52a выходит в полость 51D, а выпуск выходит в свободный конец топливной форсунки 52. В настоящем варианте выполнения каждая из топливных форсунок 52 имеет двойную трубчатую конструкцию для по меньшей мере участка, проходящего через основание 51B форсунок, и включает в себя внешнюю трубу 52c, которая расположена снаружи внутренней трубы 52b, служащей в качестве топливного канала 52a. Внешняя труба 52c образует цилиндрический воздушный теплоизоляционный слой между внутренней трубой 52b и внешней трубой 52c.
Пилотная горелка
Пилотная горелка 60, смотри Фиг. 3, включает в себя основной корпус 61 и топливную форсунку 62. Основной корпус 61 включает в себя фланец 63, основание 64 форсунки и топливный канал 65. Основной корпус 61 выполнен так, что фланец 63 закреплен болтами или иным образом закреплен на основном корпусе 51, тогда как основание 64 форсунки вставлено в центральное отверстие 51a в основном корпусе 51 основной горелки 50 со стороны, противоположной стороне, где находится пространство 21a камеры сгорания. Топливная форсунка 62, также называемая пилотной форсункой, выступает в направлении пространства 21a камеры сгорания от основания 64 форсунки, и расположена в центре основной горелки 50, имеющей расположенные по кольцу топливные форсунки 62. Топливный канал 65 продолжается от фланца 63 и соединен с топливной форсункой 62. Топливо, подаваемое из топливного канала 65, впрыскивается из топливной форсунки 62 в пространство 21a камеры сгорания через пилотный конус 66. Как отмечено ранее, система подачи топлива не включает в себя оборудование для нагрева топлива, и в связи с этим в топливную форсунку 62 подается топливо, имеющее нормальную температуру приблизительно десять или более градусов.
Работа
Во время работы газовой турбины воздух всасывается в компрессор 10 и сжимается. Затем полученный сжатый воздух высокого давления выпускается из компрессора 10. Сжатый воздух, выпускаемый из компрессора 10, подается в камеру 20 сгорания, и топливо, подаваемое из топливной системы и смешанное со сжатым воздухом, сжигается, смотри Фиг. 3. Вследствие этого полученный высокотемпературный газ сгорания приводит в действие турбину 30. Затем вращательная выходная мощность турбины 30 приводит в действие нагрузочное оборудование.
Преимущества
(1) В настоящем варианте выполнения в основании 51B форсунок основной горелки 50 образовано множество щелей 51Ba, так что каждая из них отделяет по окружности смежные топливные форсунки 52 друг от друга. В некоторых случаях распределение теплового напряжения может смещаться, когда топливо неравномерно распределяется на конкретные топливные форсунки 52, например, во время работы только с частичной нагрузкой. Даже в таких случаях, когда основание 51B форсунок частично разделено на основе топливных форсунок 52, разделенные участки основания 51B форсунок деформируются и наклоняются в окружном направлении, в результате чего часть усилия опрокидывания топливных форсунок 52 относительно основания 51B форсунок поглощается. Дополнительно, передача деформации между смежными топливными форсунками 52 может быть предотвращена щелями 51Ba. Вследствие этого напряжение, оказываемое на основание 51B форсунок и зону сварки для приваривания выпрямительной пластины 54 к топливным форсункам 52, может распределяться для уменьшения концентрации теплового напряжения на горелке 23.
(2) Концы щелей 51Ba, которые расположены с противоположной стороны относительно стороны, где находится пространство 21a камеры сгорания, соединены со сквозными отверстиями 51Bb. Таким образом, концы щелей 51Ba имеют скругленную форму за счет внутренних окружных поверхностей сквозных отверстий 51Bb. При возникновении тепловой деформации напряжение концентрируется на концах щелей 51Ba. В связи с этим скругленные концы щелей 51Ba более эффективно уменьшают концентрацию напряжения. В частности, когда сквозные отверстия 51Bb имеют форму удлиненного по окружности овала, как показано на Фиг. 9, достигается лучший эффект распределения напряжения. Однако сквозные отверстия 51Bb в основании 51B форсунок требуются не всегда, поскольку достигается вышеуказанное основное преимущество (1).
(3) На внешней окружной поверхности основания 51B форсунок образована полость 51Bc. Это утончает участок между областью нахождения сжатого воздуха основания 51B форсунок и топливным каналом 52a или внешний окружной участок относительно топливного канала 52a. В результате может быть уменьшена теплоемкость участка. Это позволяет уменьшить разницу температур в конструкционном материале основания 51B форсунок вблизи топливного канала 52a. Вследствие этого концентрация напряжения может быть уменьшена более эффективно. Однако полость 51Bc в основании 51B форсунок требуется не всегда, поскольку достигается вышеуказанное преимущество (1).
(4) Для топливных форсунок 52 обеспечен цилиндрический воздушный теплоизоляционный слой. Это уменьшает передачу тепла между топливом, распределяемым через топливные форсунки 52, и материалом основания 51B форсунок. Это позволяет уменьшить тепловое напряжение, оказываемое на основание 51B форсунок из–за разницы температур между сжатым воздухом и топливом. Это преимущество также способствует уменьшению концентрации напряжения. Однако воздушный теплоизоляционный слой топливных форсунок 52 требуется не всегда, поскольку достигается вышеуказанное преимущество (1).
(5) Конструкция, применяемая в настоящем варианте выполнения, является такой, что крышка 47 полости 45 образована перемычкой 47a и фланцем 47b для обеспечения L–образного поперечного сечения, тогда как граница 45a между внутренней поверхностью 47c со стороны крышки и внутренней поверхностью 46b со стороны канавки полости 45 смещена от первого угла 47e полости 45. Граница 45a может находиться на расстоянии от зоны сварки, полученной проплавлением, и может превратиться в треснувший несваренный участок X. Однако напряжение, оказываемое на зону сварки через участок X, может быть уменьшено путем смещения участка X от угла или первого угла 47e поверхности стенки полости 45, в котором особо концентрируется тепловое напряжение. Как описано выше, тепловое напряжение, оказываемое на зону сварки полости 45 горелки 23, может быть уменьшено для повышения надежности горелки 23. Однако крышка 47 для обеспечения L–образного поперечного сечения требуется не всегда, поскольку достигается вышеуказанное преимущество (1).
(6) Перемычка 47a крышки 47 включает в себя тонкий участок 47g. В связи с этим при воздействии напряжения вблизи полости 45 тонкий участок 47g деформируется до деформации других участков для уменьшения напряжения, оказываемого на несваренный участок X. Это также способствует повышению надежности горелки 23. Кроме того, углубление 47f, образующее тонкий участок 47g, расположено в направлении полости 45 перемычки 47a, а именно расположено со стороны, которая находится вблизи канала потока сжатого воздуха и подвергается значительной деформации. В связи с этим может быть достигнут лучший эффект поглощения напряжения, чем в случае, когда углубление 47f расположено с противоположной стороны относительно стороны, где находится полость 45. Однако, поскольку достигнуто вышеописанное основное преимущество (1), тонкий участок 47g требуется не всегда. Возможно применение конфигурации, в которой, например, толщина перемычки 47a постоянна.
(7) Хотя в настоящем варианте выполнения перемычка 47a имеет L–образную форму, углубление 47f, образующее тонкий участок 47g, расположено вблизи угла в полости 45, так что внутренняя поверхность 47h углубления 47f находится на одном уровне с внутренней поверхностью 46c канавки 46. Когда, как описано выше, граница 45b между внутренними поверхностями 47h и 46c расположена на расстоянии от второго угла 47i полости 45, образованного углублением 47f, возможно снижение теплового напряжения, оказываемого на зону сварки полости 45 горелки 23, как и в случае вышеуказанного преимущества (1).
(8) В настоящем варианте выполнения топливная система не включает в себя оборудование для нагрева топлива, и в полость 45 подается топливо, имеющее нормальную температуру. При этом сжатый воздух, подаваемый из компрессора 10, имеет температуру выше 400°C. Таким образом, тепловое напряжение, оказываемое на окружность полости 45, имеет тенденцию к увеличению из–за значительной разницы температур между топливом и сжатым воздухом. Вследствие этого особенно целесообразно применять конструкцию для уменьшения теплового напряжения, описанную в отношении вышеуказанного преимущества (1).
(9) В настоящем варианте выполнения ширина W сварного шва является небольшой, так как крышка 47 приварена способом электронно–лучевой сварки или способом лазерной сварки. В связи с этим несваренный участок X, вероятно, образуется на L–образных обращенных друг к другу участках между крышкой 47 и участком 41 основного корпуса торцевой крышки 40. В этом отношении также особенно целесообразно применять конструкцию для уменьшения теплового напряжения, описанную в отношении вышеуказанного преимущества (1). Кроме того, когда на крышке 47 образован тонкий участок 47g, ширина W шва является небольшой. Это позволяет уменьшить подвод тепла при сварке к тонкому участку 47g. То есть степень свободы при формообразовании крышки 47 может быть увеличена. Вследствие этого тонкий участок 47g может быть образован на крышке 47 надлежащим образом.
Примерные модификации
Вышеописанные примеры предполагают, что фланец 47b или тонкий участок 47g обеспечен для крышки 47 полости 45 в торцевой крышке 40. Однако такая конструкция также применима к полости, образованной в других конструкционных материалах горелки 23, например, полости 51D в основной горелке 50. В качестве примера приведен случай, когда крышка 47 имеет L–образную форму, если смотреть в поперечном сечении. Однако крышка 47 альтернативно может иметь U-образную форму, если смотреть в поперечном сечении, и может быть выполнена так, что фланец 47b прикреплен к внутренней и внешней окружностям, которые соединены перемычкой 47a.
Claims (15)
1. Камера сгорания газовой турбины, которая принимает сжатый воздух, выпускаемый из компрессора, смешивает сжатый воздух с топливом, сжигает смесь из сжатого воздуха и топлива для получения газа сгорания и подает полученный газ сгорания в турбину, причем камера сгорания газовой турбины содержит:
внутренний цилиндр, выполненный с возможностью образования в нем пространства камеры сгорания;
внешний цилиндр, выполненный с возможностью охватывания внутреннего цилиндра и образования цилиндрического внешнего кругового канала потока между внешним цилиндром и внутренним цилиндром для прохождения сжатого воздуха; и
горелку, которая установлена на конце внешнего цилиндра, причем конец расположен с противоположной стороны относительно стороны, где находится турбина, и которая обращена в пространство камеры сгорания, при этом:
горелка включает в себя основной корпус и множество топливных форсунок, причем основной корпус имеет цилиндрическую форму и включает в себя полость, выполненную с возможностью распределения топлива, а топливные форсунки расположены по кругу, если смотреть из пространства камеры сгорания, и соединены с полостью, и,
если смотреть из пространства камеры сгорания, в основном корпусе образовано множество щелей, проходящих в радиальном направлении таким образом, что каждая из них отделяет по окружности смежные топливные форсунки друг от друга.
2. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, в которой
основной корпус включает в себя множество сквозных отверстий, которые проходят в радиальном направлении и расположены по окружности, и
щели соответственно проходят от торцевой поверхности основного корпуса, причем торцевая поверхность расположена со стороны, где находится пространство камеры сгорания, и соединены со сквозными отверстиями.
3. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, в которой во внешней окружной поверхности основного корпуса образована проходящая по окружности полость.
4. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, в которой каждая из топливных форсунок включает в себя цилиндрический воздушный теплоизоляционный слой.
5. Газовая турбина, содержащая:
компрессор, выполненный с возможностью сжатия воздуха для получения сжатого воздуха;
камеру сгорания газовой турбины по п. 1, которая принимает сжатый воздух, выпускаемый из компрессора, смешивает сжатый воздух с топливом и сжигает смесь из сжатого воздуха и топлива для получения газа сгорания; и
турбину, выполненную с возможностью приведения в действие газом сгорания, подаваемым из камеры сгорания газовой турбины.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019034572A JP7191723B2 (ja) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | ガスタービン燃焼器及びガスタービン |
JP2019-034572 | 2019-02-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727946C1 true RU2727946C1 (ru) | 2020-07-27 |
Family
ID=71741184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019142481A RU2727946C1 (ru) | 2019-02-27 | 2019-12-19 | Камера сгорания газовой турбины и газовая турбина |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11333359B2 (ru) |
JP (1) | JP7191723B2 (ru) |
CN (1) | CN111623377B (ru) |
DE (1) | DE102019219697A1 (ru) |
RU (1) | RU2727946C1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112197294B (zh) * | 2020-09-21 | 2022-04-01 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种整流板 |
WO2022107299A1 (ja) | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 株式会社Fuji | 実装関連システム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2227874C2 (ru) * | 1999-05-31 | 2004-04-27 | Нуово Пиньоне Холдинг С.П.А. | Камера сгорания для газовых турбин |
JP2008025910A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
RU2470227C2 (ru) * | 2007-09-24 | 2012-12-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Камера сгорания |
WO2017170477A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン |
RU2660740C1 (ru) * | 2016-04-05 | 2018-07-09 | Мицубиси Хитачи Пауэр Системз, Лтд. | Сжигающее устройство газотурбинной установки |
CN108700300A (zh) * | 2016-03-07 | 2018-10-23 | 三菱重工业株式会社 | 燃气轮机燃烧器以及燃气轮机 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8240151B2 (en) * | 2006-01-20 | 2012-08-14 | Parker-Hannifin Corporation | Fuel injector nozzles for gas turbine engines |
JP2008261605A (ja) | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
JP2009014297A (ja) | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
EP2196734A1 (de) | 2008-12-12 | 2010-06-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstofflanze für einen Brenner |
JP4756078B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2011-08-24 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
US8495881B2 (en) * | 2009-06-02 | 2013-07-30 | General Electric Company | System and method for thermal control in a cap of a gas turbine combustor |
EP2327933A1 (de) | 2009-11-30 | 2011-06-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung |
US9163841B2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-10-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Cast manifold for dry low NOx gas turbine engine |
US8984887B2 (en) * | 2011-09-25 | 2015-03-24 | General Electric Company | Combustor and method for supplying fuel to a combustor |
US20130305739A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | General Electric Company | Fuel nozzle cap |
JP6210810B2 (ja) * | 2013-09-20 | 2017-10-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | デュアル燃料焚きガスタービン燃焼器 |
US20160348911A1 (en) | 2013-12-12 | 2016-12-01 | Siemens Energy, Inc. | W501 d5/d5a df42 combustion system |
JP6423760B2 (ja) | 2015-06-24 | 2018-11-14 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン燃焼器の燃料ノズル構造 |
US10196983B2 (en) * | 2015-11-04 | 2019-02-05 | General Electric Company | Fuel nozzle for gas turbine engine |
JP6484546B2 (ja) * | 2015-11-13 | 2019-03-13 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
JP6633982B2 (ja) | 2016-07-01 | 2020-01-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン燃焼器、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法 |
US20180223691A1 (en) | 2017-02-03 | 2018-08-09 | United Technologies Corporation | Case flange with stress reducing features |
DE112018002221T5 (de) | 2017-04-26 | 2020-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Verfahren zur Bildung von Wärmedämmschicht, Wärmedämmschicht, und Hochtemperaturelement |
-
2019
- 2019-02-27 JP JP2019034572A patent/JP7191723B2/ja active Active
- 2019-12-16 DE DE102019219697.7A patent/DE102019219697A1/de active Granted
- 2019-12-17 CN CN201911304820.9A patent/CN111623377B/zh active Active
- 2019-12-18 US US16/719,042 patent/US11333359B2/en active Active
- 2019-12-19 RU RU2019142481A patent/RU2727946C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2227874C2 (ru) * | 1999-05-31 | 2004-04-27 | Нуово Пиньоне Холдинг С.П.А. | Камера сгорания для газовых турбин |
JP2008025910A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
RU2470227C2 (ru) * | 2007-09-24 | 2012-12-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Камера сгорания |
CN108700300A (zh) * | 2016-03-07 | 2018-10-23 | 三菱重工业株式会社 | 燃气轮机燃烧器以及燃气轮机 |
WO2017170477A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン |
RU2660740C1 (ru) * | 2016-04-05 | 2018-07-09 | Мицубиси Хитачи Пауэр Системз, Лтд. | Сжигающее устройство газотурбинной установки |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11333359B2 (en) | 2022-05-17 |
CN111623377A (zh) | 2020-09-04 |
JP7191723B2 (ja) | 2022-12-19 |
DE102019219697A1 (de) | 2020-08-27 |
US20200271322A1 (en) | 2020-08-27 |
CN111623377B (zh) | 2022-03-29 |
JP2020139672A (ja) | 2020-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6463742B2 (en) | Gas turbine steam-cooled combustor with alternately counter-flowing steam passages | |
KR101864501B1 (ko) | 가스 터빈 연소기 | |
JP5078237B2 (ja) | 低エミッションガスタービン発電のための方法及び装置 | |
JP7242277B2 (ja) | クロスフローを二次燃焼ゾーンに導入するためのシンブルアセンブリ | |
US20070277530A1 (en) | Inlet flow conditioner for gas turbine engine fuel nozzle | |
US20040045296A1 (en) | Dual-mode nozzle assembly with passive tip cooling | |
RU2727946C1 (ru) | Камера сгорания газовой турбины и газовая турбина | |
RU2738248C1 (ru) | Камера сгорания и газотурбинный двигатель, содержащий такую камеру сгорания | |
KR20220038541A (ko) | 연료 분사기, 연소기 및 가스 터빈 | |
US20090100839A1 (en) | Combustion chamber wall with optimized dilution and cooling, and combustion chamber and turbomachine both provided therewith | |
US20160033134A1 (en) | Seal in combustor nozzle of gas turbine engine | |
US7926279B2 (en) | Extended life fuel nozzle | |
JP2022013796A (ja) | 燃焼器の空気流路 | |
US11719108B2 (en) | Transition piece, combustor, and gas turbine engine | |
KR20230046986A (ko) | 트랜지션 피스, 연소기 및 가스 터빈 엔진 | |
CN113841011B (zh) | 尾筒、燃烧器、燃气轮机及燃气轮机设备 | |
US20160201559A1 (en) | Tubular combustion chamber having a flame tube end region and gas turbine | |
US20170074106A1 (en) | Mixing chambers for turbine wheel space cooling | |
JPH06272619A (ja) | エアターボラムジェットエンジン | |
WO2023014343A1 (en) | Combustor in gas turbine engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |