燃氣輪機燃燒室的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種過渡段與透平一體化連接處設有冷卻結構的燃氣輪機燃燒室。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機的基本工作過程是:進入燃氣輪機的空氣，通過壓氣機進行壓縮；在燃燒室中與燃料混合燃燒；燃燒室出口的高溫高壓燃氣進入透平推動透平做功，燃氣的溫度、壓力在透平的每一級靜葉和動葉間逐級降低，將燃氣一部分熱能轉變為機械能，帶動壓氣機旋轉，另外一部分熱能轉化為機械能，用于動力或者發電。
[0003]通常而言，燃燒室火焰筒的中后段、過渡段與透平一級動靜葉是燃氣輪機中溫度最高的部件。目前在1400°C出口溫度等級下，上述部件均需要特殊冷卻設計。
[0004]現有技術中，透平一級靜葉本身一般通過對流冷卻、氣膜冷卻等方式進行冷卻，而其前緣端壁則需要外部空氣的沖擊對流冷卻作用或在前緣端壁上開氣膜孔進行氣膜冷卻。然而，由于幾何安裝的限制，接近燃燒室過渡段出口的透平一級靜葉前緣端壁部分較難具有足夠的空氣進行沖擊對流冷卻或氣膜冷卻，因此這部分的冷卻通常借用燃燒室過渡段后安裝邊冷卻空氣進行冷卻。而過渡段后安裝邊與透平一級靜葉前緣端壁距離較大，冷卻效果有限，為了實現需要的冷卻效果，需要在過渡段后安裝邊分配多于過渡段后安裝邊冷卻本身需要的空氣，這部分空氣不能參與燃燒，降低了燃氣輪機整機效率。另外一種措施為縮短過渡段后安裝邊與透平一級靜葉前緣端壁的距離，但是這會對過渡段后安裝邊的密封帶來不利影響，而且透平一級靜葉所帶來的弓形波會對后安裝邊密封的冷卻帶來較大影響，導致密封結構壽命縮短或者失效。
【實用新型內容】
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的是提供一種燃氣輪機燃燒室，以節約一級靜葉前緣端壁的冷卻流量，提高整機效率。
[0007]( 二)技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種燃氣輪機燃燒室，包括燃壓缸、后端與所述燃壓缸連接的機匣、連接在所述機匣前端的端蓋、連接在所述端蓋上的噴嘴、連接在所述機匣內側的導流襯套、位于所述導流襯套內部且前端與所述噴嘴連接的火焰筒以及入口與所述火焰筒后端連接的過渡段；所述過渡段的出口設有出口導葉，所述過渡段與所述出口導葉為一體化結構，所述過渡段在所述出口導葉處以及出口導葉前緣端壁處設有空氣分配腔。
[0009]優選地，所述燃氣輪機燃燒室的中軸線與燃氣輪機的中軸線在軸向方向以及周向方向的夾角均大于O°。
[0010]優選地，所述燃氣輪機燃燒室的中軸線與燃氣輪機的中軸線在軸向方向的夾角為15。?35° 。
[0011]優選地，所述燃氣輪機燃燒室的中軸線與燃氣輪機中軸線在軸向方向的夾角為10。?25° 。
[0012]優選地，所述出口導葉的安裝角軸線與燃氣輪機的中軸線在周向方向的夾角等于所述燃氣輪機燃燒室的中軸線與燃氣輪機的中軸線在周向方向的夾角。
[0013]優選地，所述出口導葉為翼型葉形，所述出口導葉的內部設有冷卻裝置，所述出口導葉上設有氣膜孔，所述冷卻裝置中的空氣通過所述氣膜孔與所述過渡段出口處的熱通道連接，所述氣膜孔的直徑為0.5mm?1.5mm，所述氣膜孔的傾斜角度為20°?50°。
[0014]優選地，所述空氣分配腔的外表面設有沖擊孔。
[0015]優選地，所述沖擊孔上設有沖擊套管。
[0016]優選地，所述沖擊孔的直徑為5mm?25mm。
[0017]優選地，所述過渡段在出口導葉前緣端壁處設有發散冷卻孔，所述過渡段通過所述發散冷卻孔與所述空氣分配腔連通。
[0018](三)有益效果
[0019]本實用新型的燃氣輪機燃燒室在過渡段與透平一級靜葉一體化連接處設有冷卻結構，目標為節約一級靜葉前緣端壁的冷卻流量，可以減少過渡段后安裝邊的冷卻氣消耗，增強對透平前緣端壁的冷卻效果，進而提高了燃氣輪機整體效率；加強透平一級靜葉(出口導葉)前緣端壁處的冷卻氣量，使其前緣端壁溫度分布盡可能均勻，減少高溫部件熱應力，延長高溫部件壽命；在出口導葉及出口導葉前緣端壁結構處增加空氣分配腔，保證了出口導葉以及其前緣端壁冷卻流量的可控性，優化了該處的冷卻效果；此外，透平一級靜葉(出口導葉)前緣端壁開有發散孔，對熱通道內高頻熱聲振蕩可以起到一定的抑制效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例的燃氣輪機燃燒室的俯視圖；
[0021]圖2為圖1的D-D方向的剖視圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例的燃氣輪機燃燒室的出口導葉的安裝角示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例1的燃氣輪機燃燒室的出口部分的局部放大圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例2的燃氣輪機燃燒室的出口部分的局部放大圖。
[0025]圖中，2:燃壓缸；3:導流襯套；4:機匣；5:端蓋；6:噴嘴；7:火焰筒；8:過渡段；61:氣膜孔；62:熱通道；71:燃氣輪機燃燒室的中軸線；72:燃氣輪機的中軸線；73:出口導葉的安裝角軸線；81:出口導葉；82:出口導葉前緣端壁；9:空氣分配腔；91:沖擊孔；92:沖擊套筒；93:發散冷卻孔；94:空氣分配腔通路；95:發散冷卻氣進口。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0027]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0028]實施例1
[0029]如圖1-4所示，本實施例的燃氣輪機燃燒室包括:燃壓缸2、后端與燃壓缸2連接的機匣4、連接在機匣4前端的端蓋5、連接在端蓋5上的噴嘴6、連接在機匣4內側的導流襯套3、位于導流襯套3內部且前端與噴嘴6連接的火焰筒7以及入口與火焰筒7后端連接的過渡段8。
[0030]過渡段8的出口設有出口導葉81，過渡段8與出口導葉81為一體化結構，過渡段8在出口導葉處81以及出口導葉前緣端壁82處設有空氣分配腔9。根據空氣分配腔9位置的不同，調節不同部位的冷氣量以及進入出口導葉8的空氣流量，可以做到冷卻空氣流量控制。
[0031]出口導葉81為簡單翼型葉形，無明顯壓力面以及吸力面，