[发明专利]燃烧室冷却

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机燃烧室。

背景技术

尤其用于燃气轮机的燃烧室通常在其内部设有称为衬里的导流体。通过一个或多个设在燃烧室内的燃烧器，输入一种可燃的流体混合物，它在燃烧室的燃烧腔内点燃，并流过衬里朝出口方向导引。因为燃烧室的壁基于在燃烧室内部进行的燃烧而遭受高的热负荷，所以燃烧室的这些部分必须冷却。一般而言，在衬里内侧的隔热层(thermal barrier coating)不足以满足要求。冷却例如借助空隙实现，冷却剂导引通过空隙，它促使燃烧室对流冷却。

由于运行时出现的温度变化，而使构件产生热膨胀。

所述衬里同时成为通向涡轮腔的过渡区，由于这一原因设计为圆锥形。冷却系统必须承受衬里圆锥体轴向和径向的热膨胀，并保证，即使在条件变换时只沿圆锥体流过规定的空气量。

图1表示一种衬里圆锥体对流冷却的燃气轮机燃烧室，它具有在外部的外套。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种更佳冷却的燃气轮机燃烧室。

按本发明通过按照权利要求1所述的燃气轮机燃烧室解决上述技术问题。在从属权利要求中确定本发明有利的扩展设计。为此采用一种燃气轮机燃烧室，它包括具有冷却空气孔的内壁和与内壁隔开一定距离的外壁，其中，外壁同样具有冷却空气孔并由多个沿燃气轮机燃烧室周向基本上并列设置的壁元件构成，所述壁元件用在一个窄侧的固定支座以及用在相对置的窄侧的浮动支座安装在内壁上，从而在两个壁之间形成空隙，在这种燃气轮机燃烧室中，衬里圆锥体的冷却能通过有效的冲击式冷却实现。此外，基于基体(大约900-1000℃)与冲击冷却板(大约500-600℃)不同的温度，允许起冲击冷却板作用的壁元件相对于基体，亦即相对于燃气轮机内壁相对膨胀。

按一种有利的实施形式，壁元件在燃烧器侧用固定支座以及在涡轮侧用浮动支座安装在内壁上。

在这里恰当的是，内壁具有空心截锥体的形状，以及壁元件具有空心截锥体扇形段的形状。

为了更好地补偿沿径向的热膨胀，相邻的壁元件搭接地排布。

按一种有利的设计，为了更便于装配，浮动支座由环形段组成，它们具有用于分别承接壁元件一个窄侧的槽。

恰当的是，固定支座也由环形段组成。

为了冷却支座，至少所述支座之一具有冷却空气孔。

为避免相邻的壁元件张开，有利的是，在每两个壁元件的搭接区内设固定装置。在这方面应恰当的是，将固定装置固定在内壁上。

为了在热膨胀不同时也能够使固定装置尽可能无应力，壁元件具有固定装置用的孔，以及孔的直径大于在该区域内固定装置的直径。

为了防止外壁的壁元件基于热变形接触内壁的圆锥体，在内壁与外壁之间设置定距元件。这些定距元件相宜地面对各自壁元件的中心区，亦即在中心，在壁元件下面，安装在，例如焊接在内壁上。

将通过内壁与外壁形成的空隙设计为消音器(谐振器)是特别有利的，因为由此可以减少要不然需要的谐振器的数量。其结果是，一方面降低成本和另一方面节省空气，一般为了冲洗或冷却这些谐振器需要空气。

所建议的技术方案的优点在于，通过有效的冲击冷却更好地冷却衬里圆锥体，以及通过浮动支座导致避免热应力。此外，通过在衬里圆锥体与薄板之间形成的、附加地起谐振器作用的空隙，阻尼中频至高频振动。

附图说明

下面借助附图作为示例详细阐述本发明。附图示意性地且未按尺寸比例地表示：

图1表示按先有技术的燃气轮机燃烧室，它具有燃烧器衬里和在外部用于对流冷却的外套；

图2表示按本发明的燃气轮机燃烧室，它具有用于冲击冷却的壁元件；

图3表示壁元件，它具有冷却空气孔和固定用的孔；

图4表示固定支座环形段的一部分；

图5表示通过按本发明的燃气轮机燃烧室的燃烧器衬里和固定支座剖开示出的剖面图；

图6表示通过按本发明的燃气轮机燃烧室的燃烧器衬里和浮动支座剖开示出的剖面图；

图7表示浮动支座的环形段的俯视图；

图8表示按本发明的燃气轮机燃烧室，没有表示壁元件；

图9表示固定壁元件的防止张开用的销钉；

图10表示处于装入状态的销钉和壁元件；以及

图11表示搭接的壁元件。

具体实施方式