一种燃气轮机波浪形扩压器

摘要

一种燃气轮机波浪形扩压器，涉及燃气轮机压气机扩压器的结构设计。该扩压器包括内壁面和外壁面，内壁面和外壁面在绕燃气轮机转子的圆周方向上具有波浪形型线；该波浪形型线在过渡段中心对应的周向位置，半径达到最小，处于波浪的波谷，在相邻过渡段之间窄缝的中心对应的周向位置，半径达到最大，对应波浪的波峰。该波浪形扩压器将来自其上游压气机的气流减速，在扩压器出口处形成半径、径向角度与燃烧器位置相配合的周期性变化，从而针对性地调节气流在周向上的分配和冲击位置，减小过渡段周围气流速度和压力的不均匀程度，可以有效提高过渡段冷却效率，同时减小气流在燃烧室腔内的流阻损失。

主权项

一种燃气轮机波浪形扩压器，该扩压器的上游为轴流式压气机（21），下游为燃烧室腔（17），该燃烧室腔（17）内包含若干个围绕燃气轮机转子（23）以环形阵列布置的燃烧器（10），该燃烧器（10）的火焰筒（11）与透平（22）进口之间通过过渡段（13）连接，过渡段为燃烧器（10）的子部件，用于连接火焰筒出口和透平进口，过渡段从进口至出口由圆形逐渐过渡至矩形；所述扩压器（18）的进口端与压气机（21）的出口相连，扩压器的出口端与燃烧室腔（17）相连；压气机出口的高压气流经过扩压器减速扩压后，进入燃烧室腔内分成两部分，其中一部分气流直接通过火焰筒与导流衬套（12）之间的环形通道进入燃烧器前端，与燃料掺混后燃烧；另一部分气流经由过渡段冷却衬套（14）上的冷却孔（15），形成射流冲击在过渡段的壁面，实现对过渡段壁面的冷却，该部分气流随后也进入火焰筒和导流衬套之间的环形通道；所述扩压器包括内壁面(19)和外壁面(20)，其特征在于：所述内壁面（19）和外壁面（20）在绕燃气轮机转子（23）的圆周方向上具有波浪形型线；所述的波浪形型线为光滑连接波峰和波谷的周期性曲线，该波浪形型线在过渡段（13）中心对应的周向位置，半径达到最小，处于波浪的波谷，在相邻过渡段之间窄缝（28）的中心对应的周向位置，半径达到最大，对应波浪的波峰；波浪的周期数与燃烧器（10）的个数相同；波浪形型线的幅值从扩压器（18）的进口至出口线性地增大，出口处幅值A为波长L的0.05～0.4倍，其中波长L为每个波浪平均半径位置所占据的周向弧长。