一种燃烧器进口整流结构的制作方法

本发明涉及一种整流结构，具体涉及一种燃烧器进口整流结构。

背景技术：

对于中小型燃气轮机来说，为了维修简单和降低成本，一般采用一个或两个单筒燃烧器结构。燃烧器可以直立或横卧在燃机的上方和侧面，燃烧器的中心轴线与发动机轴线相互垂直。压气机通常采用离心式或轴流式，压气机的出口气流与发动机轴线平行。因此压气机出口的高压气流要经过90°拐弯才能进入燃烧器参与燃烧，势必会造成燃烧器进口环腔通道气流周向分布不均匀，拐弯半径大的环腔区域流量较多，拐弯半径小的环腔区域流量较少，周向均匀性很差。燃烧器进口气流的不均匀会严重影响火焰筒内局部当量比的分布，造成nox排放增加，燃烧器出口温度分布变差。因此必须采用整流器结构来调节进口气流流量的周向均匀性。

传统的气体整流器分为板状和片状两种，这两种整流器广泛用于气体的导流、调整速度分布形态。但这两种大多针对圆形管道或方形管道设计的，针对环腔管道的涉及较少。且单纯的板状和片状结构对周向均匀性很差的流体很难有较好的整流效果。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种燃烧器进口整流结构。

这种燃烧器进口整流结构，包括蜗壳、过渡段、燃烧器和整流结构；蜗壳连接过渡段一端，过渡段另一端连接燃烧器，过渡段与燃烧器连接处的空气流量较大的区域内设有整流结构，整流结构包括整流板、整流定位孔和整流空气孔，整流定位孔和整流空气孔位于整流板上。

作为优选：整流板包括一级整流板和二级整流板，整流定位孔包括一级整流定位孔和二级整流定位孔，整流空气孔包括一级整流空气孔和二级整流空气孔，一级整流定位孔和一级整流空气孔位于一级整流板上，二级整流定位孔和二级整流空气孔位于二级整流板上；一级整流板和二级整流板均为扇形结构，覆盖区域为90°-270°，一级整流板和二级整流板轴向间隔10-50mm。

作为优选：多个一级整流定位孔位于一级整流板半径较大的位置周向均匀分布，相邻两个一级整流定位孔周向间隔10°-30°；多个一级整流空气孔位于一级整流板半径较小的位置周向均匀分布，相邻两个一级整流空气孔周向间隔2°-6°。

作为优选：设置两排叉排排布的一级整流空气孔，一级整流空气孔的形状尺寸均相同。

作为优选：一级整流空气孔包括尺寸较大的空气孔和尺寸较小的空气孔，尺寸较大的空气孔设置为两排叉排排布，尺寸较大的空气孔间隙处设有尺寸较小的空气孔。

作为优选：多个二级整流定位孔位于二级整流板半径较大的位置周向均匀分布，相邻两个二级整流定位孔周向间隔10°-30°；多个二级整流空气孔位于二级整流板半径较小的位置周向均匀分布，相邻两个二级整流空气孔周向间隔2°-6°，并且二级整流空气孔与一级整流空气孔之间叉排排布。

作为优选：设置两排叉排排布的二级整流空气孔，二级整流空气孔的形状尺寸均相同。

作为优选：二级整流空气孔包括尺寸较大的空气孔和尺寸较小的空气孔，尺寸较大的空气孔设置为两排叉排排布，尺寸较大的空气孔间隙处设有尺寸较小的空气孔。

作为优选：一级整流板上的一级整流定位孔与过渡段外壁上的过渡段整流板定位孔通过螺钉定位连接；二级整流板上的二级整流定位孔与燃烧器外壁上的燃烧器整流板定位孔通过螺钉定位连接。

这种燃烧器进口整流结构的整流方法，从压气机出来后的高压空气进入的蜗壳外腔体中，其中绝大部分空气经过渡段外腔体进入燃烧器外腔体中，并在燃烧器外腔体进口处空气流量较大的区域内依次由一级整流板和二级整流板进行整流，然后空气在燃烧器内腔体中与燃油充分混合均匀燃烧后经过渡段内腔体进入蜗壳内腔体，并最终进入涡轮做功。

本发明的有益效果是：

1、本发明的整流结构上设置了整流空气孔，可以对周向均匀性较差流体实现较好的整流效果。在空气流量很大的区域内布置两级整流板结构，两级整流板周向位置可以通过定位孔来实现自由调节，并且两级整流板结构内的空气整流孔叉排排布，能在保持较小压损的前提下实现较好的整流效果；在空气流量很小的区域内不布置任何整流结构，保持流动的顺畅。

2、本发明的整流结构上的整流定位孔沿周向均匀分布，可以自由调节角度位置，拆装方便，结构合理，压损较小。

附图说明

图1为燃机局部立体图；

图2为燃机局部横剖图；

图3为燃烧器进口示意图(带进口整流结构)；

图4为整流结构安装示意图；

图5为整流结构示意图；

图6为整流结构示意图(另一种可替换的实施方案)。

附图标记说明：1蜗壳；11蜗壳外壁；12蜗壳外腔体；13蜗壳内壁；14蜗壳内腔体；2过渡段；21过渡段外壁；22过渡段外腔体；23过渡段内壁；24过渡段内腔体；3燃烧器；31燃烧器外壁；32燃烧器外腔体；33燃烧器内壁；34燃烧器内腔体；35燃烧器法兰螺栓孔；36燃烧器整流板定位孔；4整流结构；41一级整流板；42二级整流板；43一级整流定位孔；44二级整流定位孔；45一级整流空气孔；46二级整流空气孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例一

所述燃烧器进口整流结构，可以对周向均匀度很差的流体实现较好的整流效果，并且可以自由调节角度，拆装方便，结构合理，压损较小。蜗壳1连接过渡段2一端，过渡段2另一端连接燃烧器3，过渡段2与燃烧器3连接处的空气流量较大的区域内设有整流结构4，整流结构4包括一级整流板41、二级整流板42、一级整流定位孔43、二级整流定位孔44、一级整流空气孔45和二级整流空气孔46，一级整流定位孔43和一级整流空气孔45位于一级整流板41上，二级整流定位孔44和二级整流空气孔46位于二级整流板42上。蜗壳1包括蜗壳外壁11、蜗壳外腔体12、蜗壳内壁13和蜗壳内腔体14，蜗壳外壁11与蜗壳内壁13之间为蜗壳外腔体12，蜗壳内壁13内部为蜗壳内腔体14。过渡段2包括过渡段外壁21、过渡段外腔体22、过渡段内壁23和过渡段内腔体24，过渡段外壁21与过渡段内壁23之间为过渡段外腔体22，过渡段内壁23内部为过渡段内腔体24，过渡段外壁21上的过渡段整流板定位孔。燃烧器3包括燃烧器外壁31、燃烧器外腔体32、燃烧器内壁33、燃烧器内腔体34、燃烧器法兰螺栓孔35和燃烧器整流板定位孔36，燃烧器外壁31与燃烧器内壁33之间为燃烧器外腔体32，燃烧器内壁33内部为燃烧器内腔体34，燃烧器外壁31上设有燃烧器整流板定位孔36，燃烧器3的法兰上设有燃烧器法兰螺栓孔35。

作为一种优选的实施例，一级整流板41和二级整流板42均为扇形结构，覆盖区域为90°-270°，一级整流板41和二级整流板42轴向间隔10-50mm，一级整流板41和二级整流板42的结构相同。

作为一种优选的实施例，多个一级整流定位孔43位于一级整流板41半径较大的位置周向均匀分布，相邻两个一级整流定位孔43周向间隔10°-30°。多个一级整流空气孔45位于一级整流板41半径较小的位置周向均匀分布，相邻两个一级整流空气孔45周向间隔2°-6°。

作为一种更具体的实施例，如图5所示，设置两排叉排排布的一级整流空气孔45，一级整流空气孔45的形状尺寸均相同，形状不做限定，可以是圆形、椭圆形、水滴形、矩形或者不规则形状，如图5所示为圆形。作为一种可替换的实施例，如图6所示，一级整流空气孔45包括尺寸较大的空气孔和尺寸较小的空气孔，尺寸较大的空气孔设置为两排叉排排布，尺寸较大的空气孔间隙处设有尺寸较小的空气孔，在保证整流效果的同时尽量的降低压损。

作为一种优选的实施例，多个二级整流定位孔44位于二级整流板42半径较大的位置周向均匀分布，相邻两个二级整流定位孔44周向间隔10°-30°。多个二级整流空气孔46位于二级整流板42半径较小的位置周向均匀分布，相邻两个二级整流空气孔46周向间隔2°-6°，并且与一级整流空气孔45叉排排布(即相互错开)，以保证整流效果。

作为一种更具体的实施例，如图5所示，设置两排叉排排布的二级整流空气孔46，二级整流空气孔46的形状尺寸均相同，形状不做限定，可以是圆形、椭圆形、水滴形、矩形或者不规则形状，如图5所示为圆形。作为一种可替换的实施例，如图6所示，二级整流空气孔46包括尺寸较大的空气孔和尺寸较小的空气孔，尺寸较大的空气孔设置为两排叉排排布，尺寸较大的空气孔间隙处设有尺寸较小的空气孔，在保证整流效果的同时尽量的降低压损。

作为一种优选的实施例，一级整流板41上的一级整流定位孔43与过渡段外壁21上的过渡段整流板定位孔通过螺钉定位连接；二级整流板42上的二级整流定位孔44与燃烧器外壁31上的燃烧器整流板定位孔36通过螺钉定位连接。

实施例二

从压气机出来后的高压空气进入蜗壳外壁11和蜗壳内壁13之间的蜗壳外腔体12中，其中绝大部分空气经过渡段外腔体22进入燃烧器外腔体32中，在燃烧器内腔体34中与燃油充分混合燃烧后经过渡段内腔体24进入蜗壳内腔体14，并最终进入涡轮做功。其中，在由蜗壳外腔体12进入过渡段外腔体22时，高压气流要发生90°的偏转，势必造成高压空气流量在过渡段外腔体22内周向分布严重不均匀，拐弯半径小的区域空气流量很小，拐弯半径大的区域空气流量很大。采用常规的整流器难以实现较好的整流效果。通过本专利的燃烧器进口整流结构将由过渡段外腔体22进入燃烧器外腔体32的空气进行整流，叉排排布的整流空气孔提高环腔内空气的周向均匀性。

本发明提供的能对环腔内均匀性较差的气流实现较好整流效果且结构合理安装方便的复合整流器结构，在空气流量很大的环腔区域内布置两级整流板结构，两级整流板周向位置可以通过定位孔来实现自由调节，这个调节有两个层面的调节：一是整流板相对燃机位置的调节(也就是空气流量大的区域)，二是一级整流板和二级整流板之间相对角度位置的调节，以确定一级整流板和二级整流板相互重合区域的大小。双级整流板结构内的空气整流孔叉排排布，能在保持较小压损的前提下实现较好的整流效果。在空气流量很小的区域内不布置任何整流结构，保持流动的顺畅。在经过复合整流结构后，环腔内空气的周向均匀性得到了很大的改善，促进燃烧器内腔体内均匀燃烧，降低了nox排放，改善了燃烧器出口温度分布。传统整流结构通常采用全环结构，而非本专利的扇形结构，本专利摒弃了传统整流结构中均匀设置的特点，采用尽可能简单的形式来达到好的效果。