專利名稱：后架以及用于冷卻后架的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及燃燒室,確切地說,涉及燃燒室中的后架(aft frames)。具體而言，本發(fā)明涉及具有新穎的冷卻特征的后架，以及用于冷卻后架的新方法。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)系統(tǒng)被廣泛用于發(fā)電等領(lǐng)域中。例如，傳統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃燒室，以及渦輪機(jī)。在傳統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)向燃燒室提供壓縮的空氣。進(jìn)入燃燒室的空氣與燃料進(jìn)行混合并燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒室流入渦輪機(jī)中，以驅(qū)動燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)并發(fā)電。此外，在典型配置中，環(huán)狀排列的燃燒室經(jīng)由多個過渡件來連接到渦輪機(jī)的第一級。過渡件均被塑造成特定的形狀，以使所述過渡件的一端適合相應(yīng)的燃燒室襯里，且另一端適合渦輪機(jī)的入口。因此，在所述另一端上，過渡件具有用以將所述過渡件固定到渦輪機(jī)的后架。環(huán)繞過渡管可設(shè)有沖擊套管，用以引導(dǎo)從壓縮機(jī)中排出的工作流體與過渡件接觸。此類工作流體最終會與燃燒室中的燃料混合。目前，進(jìn)入過渡件與其周圍的沖擊套管之間的流路的部分工作流體將經(jīng)由后架中的孔排出。在源自燃燒室中的熱氣體進(jìn)入渦輪機(jī)之間，用于冷卻后架的此類工作流體會進(jìn)入所述熱氣體中。當(dāng)前的此類冷卻方法中存在以下問題此類工作流體實際上避開了燃燒室中的混合和燃燒，因此實際上提高了火焰溫度，并增加了 NOx的排放量。因此，所屬領(lǐng)域中需要對后架和用于冷卻后架的方法進(jìn)行改進(jìn)。例如，需要以下后架和方法對后架進(jìn)行冷卻，而不會將用于冷卻后架的流體直接導(dǎo)入熱氣體中。此外，需要以下后架和方法對后架進(jìn)行冷卻，并隨后重新利用所述冷卻流體。

發(fā)明內(nèi)容
以下說明將部分闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點，或者，這些方面和優(yōu)點在說明中可能是顯而易見的，或者通過實踐本發(fā)明能夠推導(dǎo)出。在一項實施例中，本發(fā)明揭示用于過渡件的后架。燃燒室包括過渡件和沖擊套管，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路。所述后架包括主體，以及形成于所述主體中、且大體沿徑向延伸的冷卻通道，所述冷卻通道包括配置用于獲取冷卻劑的第一端。所述后架進(jìn)一步包括形成于所述主體中的排出通道，所述排出通道包括與所述冷卻通道連通的第一端，以及配置成與所述流路連通的第二端，用以供冷卻劑流過。所述主體包括上部、下部、左側(cè)部分和右側(cè)部分，且其中所述冷卻通道界定于所述左側(cè)部分或所述右側(cè)部分其中之一。所述后架進(jìn)一步包括多個冷卻通道和多個排出通道。所述后架還包括界定于所述主體中且大體環(huán)繞所述主體的外圍的一部分延伸的冷卻凹槽，所述冷卻凹槽具有配置用于獲取冷卻劑的開口 ；以及界定于所述主體中的多個排出通道，所述多個排出通道中的至少一個包括與所述冷卻通道連通的第一端以及配置成與所述流路連通的第二端，用以供所述冷卻劑流過，且所述多個排出通道中的至少另一個包括與所述冷卻凹槽連通的第一端以及配置成與所述流路連通的第二端，用以供所述冷卻劑流過。所述主體包括上部、下部、左側(cè)部分和右側(cè)部分，且其中所述冷卻凹槽界定于所述上部或所述下部其中之一。所述后架進(jìn)一步包括多個冷卻凹槽和設(shè)置在所述排出通道中的多個湍流器。在另一項實施例中，本發(fā)明揭示用于過渡件的后架。所述燃燒室包括過渡件和沖擊套管，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路。所述后架包括具有外圍的主體，以及形成于主體中、且大體環(huán)繞所述主體的外圍的一部分延伸的冷卻凹槽，所述冷卻凹槽具有配置用于獲取冷卻劑的開口。所述后架進(jìn)一步包括形成于所述主體中的排出通道，所述排出通道包括與所述冷卻凹槽連通的第一端，以及 配置成與所述流路連通的第二端，用以供冷卻劑流過。所述后架進(jìn)一步包括界定于所述主體中且大體環(huán)繞所述主體的所述外圍延伸的密封凹槽，所述密封凹槽配置用于接納設(shè)置于其中的密封裝置。所述冷卻凹槽界定在所述密封凹槽的下游。所述主體包括上部、下部、左側(cè)部分和右側(cè)部分，且其中所述冷卻凹槽界定于所述上部或所述下部其中之一。所述后架還包括多個冷卻凹槽和多個排出通道。所述后架進(jìn)一步包括界定于所述主體中且大體沿徑向延伸的冷卻通道，所述冷卻通道包括配置用于獲取冷卻劑的第一端；以及界定于所述主體中的多個排出通道，所述多個排出通道中的至少一個包括與所述冷卻通道連通的第一端，以及配置成與所述流路連通的第二端，且所述多個排出通道中的至少另一個包括與所述冷卻凹槽連通的第一端，以及配置成與所述流路連通的第二端，用以供所述冷卻劑流過。所述主體包括上部、下部、左側(cè)部分和右側(cè)部分，且其中所述冷卻通道界定于所述左側(cè)部分或所述右側(cè)部分其中之一。所述后架還包括多個冷卻通道和設(shè)置在所述排出通道中的多個湍流器。在另一項實施例中，本發(fā)明揭示用于冷卻過渡件的后架的方法。所述燃燒室包括過渡件和沖擊套管，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路。所述方法包括使冷卻劑流過形成于所述后架中、且大體沿徑向延伸的冷卻通道；使所述冷卻劑從所述冷卻通道流入與所述冷卻通道連通的排出通道中；以及將所述冷卻劑從所述排出通道排入所述流路中。所述后架包括主體，所述主體包括上部、下部、左側(cè)部分和右側(cè)部分，且其中所述冷卻通道界定于所述左側(cè)部分或所述右側(cè)部分的其中之一。參考以下具體說明和所附權(quán)利要求書可以更深入地了解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點。附圖并入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分，展示了本發(fā)明的各實施例，并與具體說明一起解釋本發(fā)明的原理。


本說明書參考附圖，針對所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員，完整且可實現(xiàn)地詳細(xì)揭示了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一項實施例的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的若干部分的截面圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一項實施例的后架的正面透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一項實施例的后架的背面透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的后架的沿圖3中的線4-4的截面圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的后架的沿圖2中的線5-5的截面圖；以及與圖5的視角類似，圖6是根據(jù)本發(fā)明的一項實施例的燃燒室的后架和多種其他部件的整體截面圖。元件符號列表
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒室(16)中過渡件(26)的后架(50)，所述燃燒室(16)包括所述過渡件(26)和沖擊套管(34)，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路(36)，所述后架(50)包括 主體(60)； 界定于所述主體(60)中且大體沿徑向延伸的冷卻通道(70)，所述冷卻通道(70)包括配置用于獲取冷卻劑(52)的第一端(72)； 界定于所述主體(60)中的排出通道(80)，所述排出通道(80)包括與所述冷卻通道(70)連通的第一端(82)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(84)，用以供所述冷卻劑(52)流過。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述主體(60)包括上部(62)、下部(64)、左側(cè)部分(68)和右側(cè)部分(66)，且其中所述冷卻通道(70)界定于所述左側(cè)部分(68)或所述右側(cè)部分(66)其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括 界定于所述主體(60)中且大體環(huán)繞所述主體(60)的外圍(61)的一部分延伸的冷卻凹槽(90)，所述冷卻凹槽(90)具有配置用于獲取冷卻劑(52)的開口(92);以及 界定于所述主體(60)中的多個排出通道(80)，所述多個排出通道(80)中的至少一個包括與所述冷卻通道(70)連通的第一端(82)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(84)，用以供所述冷卻劑(52)流過，且所述多個排出通道(80)中的至少另一個包括與所述冷卻凹槽(90)連通的第一端(82)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(84)，用以供所述冷卻劑(52)流過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的后架(50)，其特征在于，所述主體(60)包括上部(62)、下部(64)、左側(cè)部分(68)和右側(cè)部分(66)，且其中所述冷卻凹槽(90)界定于所述上部(62)或所述下部(64)其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括多個冷卻凹槽(90)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括設(shè)置在所述排出通道(80)中的多個湍流器(100)。
7.一種用于燃燒室(16)中過渡件(26)的后架(50)，所述燃燒室(16)包括所述過渡件(26)和沖擊套管(34)，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路(36)，所述后架(50)包括 界定外圍(61)的主體(60)； 界定于所述主體(60)中且大體環(huán)繞所述主體(60)的所述外圍(61)的一部分延伸的冷卻凹槽(90)，所述冷卻凹槽(90)具有配置用于獲取冷卻劑(52)的開口(92);以及 界定于所述主體(60)中的排出通道(80)，所述排出通道(80)包括與所述冷卻凹槽(90)連通的第一端(72)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(74)，用以供冷卻劑(52)流過。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括界定于所述主體(60)中且大體環(huán)繞所述主體(60)的所述外圍(61)延伸的密封凹槽(110)，所述密封凹槽(110)配置用于接納放置其中的密封(112)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的后架(50)，其特征在于，所述冷卻凹槽(90)界定于所述密封凹槽(110)的下游。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述主體(60)包括上部(62)、下部(64)、左側(cè)部分(68)和右側(cè)部分(66)，且其中所述冷卻凹槽(90)界定于所述上部(62)或所述下部(64)其中之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括 界定于所述主體(60)中且大體沿徑向延伸的冷卻通道(70)，所述冷卻通道(70)包括配置用于獲取冷卻劑(52)的第一端(72);以及 界定于所述主體(60)中的多個排出通道(80)，所述多個排出通道(80)中的至少一個包括與所述冷卻通道(70)連通的第一端(82)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(84)，且所述多個排出通道(80)中的至少另一個包括與所述冷卻凹槽(90)連通的第一端(82)，以及配置成與所述流路(36)連通的第二端(84)，用以供所述冷卻劑(52)流過。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的后架(50)，其特征在于，所述主體(60)包括上部(62)、下部(64)、左側(cè)部分(68)和右側(cè)部分(66)，且其中所述冷卻通道(70)界定于所述左側(cè)部分(68)或所述右側(cè)部分(66)其中之一。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括多個冷卻通道(70)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的后架(50)，其特征在于，所述后架進(jìn)一步包括設(shè)置在所述排出通道(80)中的多個湍流器(100)。
15.一種用于冷卻燃燒室(16)中過渡件(26)的后架(50)的方法，所述燃燒室(16)包括所述過渡件(26)和沖擊套管(34)，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路(36)，所述方法包括 使冷卻劑(52)流過大體沿徑向延伸的冷卻通道(70)，其中所述冷卻通道界定于所述后架(50)中； 使所述冷卻劑(52)從所述冷卻通道(70)流入排出通道(80)中，其中所述排出通道與所述冷卻通道(70)連通；以及 將所述冷卻劑(52)從所述排出通道(80)排入所述流路(36)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種后架以及用于冷卻后架的方法。在一項實施例中，本發(fā)明公開了一種用于燃燒室中過渡件的后架。所述燃燒室包括所述過渡件和一個沖擊套管，所述沖擊套管至少部分界定兩者之間的流路。所述后架包括一個主體，以及界定于所述主體中并且大體沿徑向延伸的一個冷卻通道，其中所述冷卻通道包括配置用于獲取冷卻劑的第一端。所述后架進(jìn)一步包括界定于所述主體中的一個排出通道，所述排出通道包括與所述冷卻通道連通的第一端，以及配置成與所述流路連通的第二端，用以供所述冷卻劑流過。
文檔編號F23R3/60GK102679402SQ20121007894
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者D·W·奇拉, D·利奇, K·W·麥馬罕, P·B·梅爾頓 申請人:通用電氣公司