專利名稱：無焊接或銅焊的燃燒室端蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃氣輪機，并且更具體而言，涉及用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。
背景技術(shù)：
用于蓋住燃燒室的后端的現(xiàn)有端蓋由于端蓋構(gòu)造的復雜性的原因而具有耐用性的問題。端蓋典型地由使多個燃料氣體通路連通到具有內(nèi)部通路的燃燒器的燃料噴嘴的厚板形成。在典型的構(gòu)造中，端蓋包括為燃料通路建立內(nèi)部穴的焊接的板，以及/或者用以將燃料氣體引導到噴嘴上的多個通路的銅焊的插件，例如燃料流轉(zhuǎn)接器。除了長期耐用性的問題之外，復雜的設(shè)計制造起來昂貴。合乎需要的將是設(shè)計消除焊接和/或銅焊的端蓋組件，以減小耐用性問題和簡化構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性實施例中，一種端蓋組件蓋住燃燒室的后端。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室的后端上的端蓋板，以及固定到端蓋板上的整料(monolith)塊。端蓋板是具有通過其中的燃料通道的一件式部件，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。在另一個示例性實施例中，一種燃氣輪機燃燒器包括具有燃燒室的殼體、在殼體中設(shè)置在燃燒室的附近的多個燃料噴嘴，以及固定到殼體上且蓋住燃燒室的后端的所描述的實施例的端蓋組件。在又一個示例性實施例中，提供了一種與燃氣輪機燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室的后端上的端蓋板，以及固定到端蓋板上的整料塊。端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。 整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位內(nèi)部燃料氣體通路，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。


圖I是通過燃氣輪機燃燒器的截面圖；圖2是顯示了端蓋組件的細節(jié)的截面圖；圖3是端蓋組件的備選截面圖；以及圖4是端蓋組件的透視圖。部件列表10圓柱形燃燒室12 殼體
14燃料噴嘴
16燃燒區(qū)
18燃燒襯套
20流動套管
22氣體過渡管
30端蓋組件
32端蓋板
34燃料通道
36整料塊
38內(nèi)部流路
40、42、44燃料氣體入口
46接口密封件
具體實施例方式燃氣輪機的燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生熱氣，以驅(qū)動渦輪。渦輪繼而驅(qū)動壓縮機，壓縮機提供壓縮空氣，以在燃燒系統(tǒng)中燃燒。渦輪還產(chǎn)生可用的輸出動力。燃氣輪機的燃燒系統(tǒng)可構(gòu)造成燃燒室的圓形陣列，其布置成接收來自壓縮機的壓縮空氣，將燃料噴射到壓縮空氣中以產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，以及為渦輪產(chǎn)生熱的燃燒氣體。圖I是圓柱形燃燒室10的截面圖。該組件容納在殼體12中，并且包括多個燃料噴嘴14。在典型的構(gòu)造中，多個外部燃料噴嘴(例如五個外部燃料噴嘴)包圍中心燃料噴嘴。在燃燒襯套18內(nèi)提供了在燃料噴嘴14的下游的燃燒區(qū)16，并且提供了包圍襯套18且沿徑向與襯套18隔開的流動套管20。燃燒產(chǎn)物通過氣體過渡管22而被引導到渦輪。如提到的那樣，在典型的構(gòu)造中，端蓋板組件栓接到前部殼體上，并且容納燃燒器組件的最前部端上的壓力和流。所描述的實施例的端蓋組件從傳統(tǒng)的焊接的和/或銅焊的組件被修改成兩個構(gòu)件栓接成的組件。參照圖1-4，端蓋組件30固定到殼體12上，以蓋住燃燒室的后端。端蓋組件30包括固定到燃燒室的后端上的端蓋板32。燃料噴嘴14栓接到端蓋板32的熱側(cè)(內(nèi)側(cè))上。 端蓋板32是一件式部件，并且在其中包括大小設(shè)置成和定位成與多個燃料噴嘴14的燃料噴嘴入口端口相互配合的燃料通道34。整料塊36固定到端蓋板32上。整料塊36在蓋的冷側(cè)(外側(cè))上栓接到端蓋板 32的中心上。整料塊36使用內(nèi)部流路38來將多個氣體入口連接傳遞到相應(yīng)的燃料噴嘴連接。也就是說，燃料氣體通路38相對于端蓋板32中的燃料通道34而定位，以使燃料氣體連通到端蓋板32的燃料通道34，燃料通道34繼而連接到燃料噴嘴上。在優(yōu)選構(gòu)造中，整料塊包括流體地連接到燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些上的三個燃料氣體入口 40、42、44。在燃燒室包括包圍中心燃料噴嘴的五個外部燃料噴嘴的情況下，該三個燃料氣體入口中的第一個40可連接到中心噴嘴上，該三個燃料氣體入口中的第二個42可連接到該五個外部噴嘴中的兩個上，而該三個燃料氣體入口中的第三個44可連接到該五個外部噴嘴中的其余三個上。如所顯示的那樣，該三個燃料氣體入口 40、42、44可為交錯的，以使得能夠在不同的負載狀況應(yīng)用燃料氣體。也就是說，該三個預(yù)混合燃料入口端口 40、42、44允許針對不同的運行模式來計量氣體燃料。在啟動時，大體在發(fā)動機冷的時候使用第一入口 40。第二入口 42用于40% -60% 的負載狀況以及啟動期間。第二入口 42的燃料噴嘴沿徑向?qū)剩⑶沂褂么鞴軄碓诓煌墓拗g連通第二入口 42的燃燒區(qū)，以確保所有燃燒罐均被點燃。第三入口 44用于大約 50% -80%的負載狀況。針對大約80%至全負載，第二入口 42和第三入口 44結(jié)合起來運行，可選擇增加第一入口 40來獲得另外的動力。使用三個入口連接件40、42、44的不同的燃料混合物和燃料速率來調(diào)節(jié)運行狀況，以處理部分負載、冷天或熱天入口空氣狀況等。注意，備選地，可對整料塊36增加另外的預(yù)混合連接件，以及/或者整料塊36可與傳統(tǒng)的端蓋組件結(jié)合起來使用，以增加燃料連接柔性。本發(fā)明不應(yīng)限于僅三個預(yù)混合燃料連接件，因為另外的預(yù)混合連接件是可行的。如圖3中顯示的那樣，端蓋組件可另外包括在端蓋板32和整料塊36之間的接口密封件46。接口密封件46提供用以密封整料36和端蓋板32之間的預(yù)混合燃料接頭的方法?？尚械目蔀殚_發(fā)具有足夠的金屬-金屬接口表面接觸的整料設(shè)計，以消除接口處對專用密封件的需要。備選地，可在整個整料-端蓋板接口區(qū)的上面使用墊圈型密封件。通過使用端蓋板32和整料塊36來限定端蓋組件10，端蓋板32可構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板和/或沒有銅焊的流路插件。得到的簡化構(gòu)造降低了制造成本，并且改進了長期耐用性。雖然結(jié)合目前所認為的最實用和優(yōu)選的實施例來描述本發(fā)明，但是將理解，本發(fā)明不應(yīng)當限于公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權(quán)利要求
1.一種用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件，所述端蓋組件包括能夠固定到所述燃燒室(10)的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板是具有通過其中的燃料通道(34)的一件式部件，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合；以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述整料塊(36)包括能夠與所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些流體地連接的三個燃料氣體入口(40，42，44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的端蓋組件，其特征在于，所述燃燒室(10)包括包圍中心噴嘴的五個外部噴嘴，以及其中，所述三個燃料氣體入口中的第一個(40)定位成能夠連接到所述中心噴嘴上，所述三個燃料氣體入口中的第二個(42)定位成能夠連接到所述五個外部噴嘴中的兩個上，而所述三個燃料氣體入口中的第三個(44)定位成能夠連接到所述五個外部噴嘴中的三個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的端蓋組件，其特征在于，所述三個燃料氣體入口(40，42，44) 交錯，以使得能夠在不同的負載狀況應(yīng)用燃料氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述端蓋組件進一步包括在所述端蓋板(32)和所述整料塊(36)之間的接口密封件(46)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述端蓋板(32)構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件。
7.一種燃氣輪機燃燒器，包括包括燃燒室(10)的殼體(12)；在所述殼體中設(shè)置在所述燃燒室的附近的多個燃料噴嘴(14);以及固定到所述殼體上且蓋住所述燃燒室的后端的端蓋組件(30)，其中，所述端蓋包括固定到所述燃燒室的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板是具有通過其中的燃料通道(34)的一件式部件，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與所述多個燃料噴嘴的燃料噴嘴入口端口相互配合，以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(40，42，44)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于，所述整料塊(36)包括流體地連接到所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些的三個燃料氣體入口(40，42，44)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于，所述燃燒室(10)包括包圍中心噴嘴的五個外部噴嘴，以及其中，所述三個燃料氣體入口中的第一個(40)連接到所述中心噴嘴上，所述三個燃料氣體入口中的第二個(42)連接到所述五個外部噴嘴中的兩個上， 而所述三個燃料氣體入口中的第三個(44)連接到所述五個外部噴嘴中的三個上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于，所述三個燃料氣體入口(40， 42,44)交錯，以使得能夠在不同的負載狀況應(yīng)用燃料氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于，所述端蓋組件(30)進一步包括在所述端蓋板(32)和所述整料塊(36)之間的接口密封件(46)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于，所述端蓋板(32)構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件。
13.一種與燃氣輪機燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件，所述端蓋包括能夠固定到所述燃燒室(10)的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道(34)，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合；以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的端蓋組件，其特征在于，所述整料塊(36)包括能夠與所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些流體地連接的多個燃料氣體入口(40，42，44)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的端蓋組件，其特征在于，所述多個燃料氣體入口(40，42， 44)交錯，以使得能夠在不同的負載狀況應(yīng)用燃料氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及無焊接或銅焊的燃燒室端蓋。提供了一種與燃氣輪機燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室(10)的后端上的端蓋板(32)，以及固定到端蓋板上的整料塊(36)。端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道(34)，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。
文檔編號F23R3/00GK102589004SQ201210011879
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者D·M·貝利, P·B·梅爾頓, W·L·貝爾恩 申請人:通用電氣公司