[发明专利]带槽的压缩机扩散器及相关方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮机燃烧技术，且更具体地，涉及 用以减少与某些工业燃气涡轮机的压缩机排出壳体相关联的空气动 力学损失的对压缩机扩散器的修改。

背景技术

已经确认，对于某些工业燃气涡轮机的压缩机排出壳体存 在空气动力学损失。这种损失由于正好在压缩机扩散器下游的狭窄的 区域或“窄点”中的压缩机排出流的再加速而产生，且这种损失会导 致燃料消耗增加和某些燃烧零件的冷却减弱。一般而言，由于高昂的 开发和安装成本，具有多通道径向排出扩散器或具有重新设计的流动 套管、衬套等的较新的涡轮机设计对于现有的燃气涡轮机而言并不可 行。

因此，仍然存在对于适用于现场修改的较低成本的解决方 案的需求。

发明内容

根据本发明的一个示例性但非限制性的实施方式，提供了 一种用于燃气涡轮机的压缩机扩散器，其包括上游端和下游端，该下 游端由周边环形边缘限定，该环形边缘形成有自环形边缘处的开口沿 上游方向延伸的多个基本轴向地定向的槽口。

在另一个示例性但非限制性的实施方式中，本发明涉及一 种燃气涡轮机，其包括压缩机，布置成以便将燃烧气体沿第一方向供 应到涡轮机第一级的燃烧器罐的环形排列，其中压缩机包括扩散器， 该扩散器成形为以便沿相反的第二方向将压缩机排出空气引导到燃 烧器罐的后端，以用于燃烧；该扩散器具有上游端和形成有多个基本 轴向地定向的槽口的下游端。

在又一个示例性但非限制性的实施方式中，本发明涉及一 种燃气涡轮机，其包括压缩机，布置成以便将燃烧气体沿第一方向供 应到涡轮机的第一级的燃烧器罐的环形排列，其中压缩机包括扩散 器，该扩散器成形为以便将压缩机排出空气沿相反的第二方向引导到 燃烧器罐的后端，以用于燃烧；该扩散器具有上游端和下游端；以及 位于下游端处以用于增强压缩机排出空气从第一方向到第二方向的 换向的器件。

在又一个示例性实施方式中，本发明涉及一种用于在燃气 涡轮机燃烧系统中增强空气流换向的方法，在该燃气涡轮机燃烧系统 中，压缩机排出空气换向而流向燃烧器，该方法包括：形成有带有自 扩散器的下游端沿上游方向延伸的多个基本轴向地定向的槽口的压 缩机扩散器；以及使至少一个导流叶片与基本轴向地定向的槽口中的 一个或多个相关联。

现在将结合以下标示的附图来描述本发明。

附图说明

图1是传统的燃气涡轮机压缩机和燃烧器的局部截面图；

图2是根据本发明的第一个示例性实施例的、经修改的压 缩机扩散器的局部透视图；

图3是根据图2得到的透视形式的放大细节，其中槽口添 加有转向叶片；

图4是图3中的但是从扩散器壁的下方观察所得的压缩机 扩散器的局部透视图；

图5是本发明的第三示例性实施例的局部透视图；

图6是从图5所示的扩散器的下面观察所得到的局部透视 图；

图7是本发明的第四示例性实施例的局部透视图；以及

图8是说明了叶片可如何添加到压缩机排出壳体支架上的 局部透视图。

具体实施方式

起初参看图1，示意了环管式换向流动燃烧器10。燃烧器 10与若干个其它类似的燃烧器(或燃烧器罐)一起以环形阵列布置在涡 轮机转子周围，并且产生在各个涡轮机级中驱动涡轮机叶轮所需的气 体。在运行时，由流动箭头A标示的来自压缩机12的排出空气流过 扩散器28，并且在其经过燃烧器10的外侧时换向，然后在其进入燃 烧器的前端时再次换向。燃烧空气和燃料在燃烧室14(显示了其中一 个)中燃烧，从而产生高温气体，该高温气体流过过渡导管16到达18 处标示的第一涡轮机级。

在其到达燃烧器10的途中，压缩机排出空气流过流动套管 20，该流动套管20沿径向在流动套管20和燃烧器衬套24之间形成 环形间隙或通道22。类似的流动套管26包围过渡导管16，且在衬套 24和过渡导管16之间的交接处与流动套管20结合。将理解的是，排 出空气通过流动套管中的孔的阵列(未示出)流入间隙22中。到这一点 为止，涡轮机燃烧器布置是传统的设计。