CZ20002185A3

CZ20002185A3 - Pyrometer mount for a closed-circuit thermal medium cooled gas turbine

Info

Publication number: CZ20002185A3
Application number: CZ20002185A
Authority: CZ
Inventors: Raymond Joseph Jones; Francis Lawrence Kirkpatrick; James Lee Burns; John Robert Fulton
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-05-16

Abstract

Parou chlazený segment trysky druhého stupně turbíny má vnější pás (18) a vnější kryt (22) definující přetlakový prostor (24) mezi sebou, určený pro průchod chladící páry, protékající skrze trysky do vnitřního pásu (16) a krytu a navracející se skrze trysky. Aby bylo možné měřit teplotu lopatek stupněm trysek, je elektronovým paprskem navařen do otvoru ve vnějším pásu (18) návarek (46) a tento je také přivařen do vnějšího krytu (22). Obrobením otvoru skrze návarek (46) a usazením přímé trubky do návarku je zajištěn zorný paprsek mezi pyrometrem upevněným na rámu turbíny a lopatkami, čímž může být vyhodnocována teplota lopatek. Přivařen! návarku k vnějšímu pásu (18) a vnějšímu krytu (22) umožňuje, aby pára procházela skrze přetlakový prostor bez průsaku aje zároveň zajištěn zorný paprsek skrze vnější kryt (22) a vnější pás (18), umožňující měření teploty lopatky.The steam cooled segment of the second stage turbine nozzle has an outer band (18) and an outer casing (22) defining a plenum space (24) between each other, intended for the passage of cooling steam, flowing through the nozzles into the inner belt (16) and the cover a returning through the jets. In order to measure the temperature the blades with the nozzle level, the electron beam is welded into an opening in the outer band (18) of the sleeve (46) and this is also welded to the outer casing (22). Machining the hole through the sleeve (46) and is secured by placing the straight pipe into the sleeve a visual beam between the pyrometer mounted on the turbine frame and blades, whereby the temperature of the blades can be evaluated. Welded! welded-on piece to outer belt (18) and outer cover (22) allows steam to pass through the plenum without the leakage and at the same time providing a visual beam through the outer casing (22) and an outer band (18) allowing the temperature of the blade to be measured.

Description

Sestava stojanu pro pyrometr a stupně trysekSet of stand for pyrometer and nozzle stages

Oblast technikyTechnical field

Tento vynález se týká plynové turbíny, mající systém s uzavřeným okruhem chladícího média určený pro chlazení stupňů trysek a obzvláště se pak týká stojanu pro pyrometr pro párou chlazenou plynovou turbínu s uzavřeným chladícím okruhem, kde je tento pyrometr určen pro zjišťování povrchové teploty součástí plynové turbíny v cestě, kudy proudí žhavé plyny.The present invention relates to a gas turbine having a closed-loop refrigerant system for cooling nozzle stages, and more particularly, to a pyrometer rack for a closed-loop steam cooled gas turbine, wherein the pyrometer is for determining the surface temperature of a gas turbine component in a the way the hot gases flow.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Ve vícestupňové plynové turbíně jsou stupně trysek chlazeny tepelným médiem, přednostně chladící párou. Pára prochází do přetlakového prostoru ve vnějším pásu stupně trysky, kde dochází k nárazovému chlazení tohoto vnějšího pásu. Pára poté protéká skrze lopatky stupně trysky a rovněž tyto lopatky chladí nárazově ve vnitřním pásu. Pára, která byla využita pro chlazení trysek, se navrací z vnitřního pásu skrze dutiny v lopatkách a skrze vnější pás. Bude výhodné, pokud budou stupně trysek ležet v horké části cesty plynu, procházejícího turbínou. Bylo zjištěno, že je nutné monitorovat povrchovou teplotu součástí plynové turbíny během provozu a obzvláště je pak nutné monitorovat provozní teplotu lopatek prvního stupně, které se samozřejmě v cestě horkého plynu navíc otáčejí.In a multi-stage gas turbine, the nozzle stages are cooled by a thermal medium, preferably by cooling steam. The steam passes into the plenum space in the outer belt of the nozzle stage where the outer belt is impingement-cooled. The steam then flows through the blades of the nozzle stage and also cooling the blades in the inner belt. The steam that has been used to cool the nozzles is returned from the inner belt through the cavities in the vanes and through the outer belt. It will be appreciated that the nozzle stages are located in the hot portion of the gas path through the turbine. It has been found that it is necessary to monitor the surface temperature of the gas turbine components during operation, and in particular to monitor the operating temperature of the first stage blades, which of course also rotate in the hot gas path.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Aby bylo výše uvedených požadavků možné dosáhnout, je použit pyrometr, který má zorný paprsek vedený skrze vnější pás stupně trysky chlazený párou, zde se například jedná o druhý stupeň turbíny, a to směrem po proudu vzhledem k lopatkám, jejichž provozní teplota má být měřena, například se zde jedná o lopatky prvního stupně. Jak bude dále shledáno výhodným, vnější pás a kryt obsahuje chladící páru, která by normálně přerušovala jakýkoliv zorný paprsek vedený skrze stupeň trysky. To znamená, že pyrometr musí mít přímé spojení skrze kryt a pás trysek podél zorného paprsku, bez toho, že by pára mohla unikat do součástí plynové turbíny, nebo do cesty, kudy prochází žhavý plyn. Následovně je dalším úkolem tohoto vynálezu požadavek, aby zorný paprsek pyrometru procházel skrze parou chlazenou trysku bez unikání páry.In order to achieve the above requirements, a pyrometer is used which has a visual beam guided through the outer belt of the steam cooled nozzle stage, for example the second turbine stage, downstream of the blades whose operating temperature is to be measured, for example, these are first-stage blades. As will be further appreciated, the outer web and cover comprise cooling vapor that would normally interrupt any line of sight through the nozzle stage. That is, the pyrometer must have a direct connection through the housing and nozzle strip along the line of sight, without the steam being able to escape into the gas turbine components or into the path through which the hot gas passes. Consequently, it is another object of the present invention to require that the pyrometer viewing beam pass through a steam cooled nozzle without escaping steam.

V souladu s upřednostňovaným provedením tohoto vynálezu je zde vyřešen stojan pro pyrometr, jehož podstata je v tom,, že se skládá ze segmentu stupně trysky, majícího vnitřní a vnější pás s alespoň jednou lopatkou trysky, protaženou mezi nimi, tyto pásy a lopatka jsou uzpůsobeny tak, že leží v cestě, kudy prochází žhavý plyn turbínou, dále se skládá z krytu, umístěného v jisté vzdálenosti od vnějšího pásu a ležícího na straně, která je vzdálená od uvedené lopatky, tento kryt a vnější pás definují přetlakový prostor, určený pro příjem tepelného chladícího média, uvedený vnější pás a kryt mají navzájem zarovnané otvory vedené naskrz, a dále se skládá z návarku pyrometru majícího otvor, návarek je umístěný v uvedených otvorech a jeho podstata je dále v tom, že umožňuje zornému paprsku pyrometru procházet skrze vnějšíIn accordance with a preferred embodiment of the present invention, there is provided a pyrometer rack comprising a nozzle stage segment having an inner and an outer belt with at least one nozzle blade extending therebetween, the belts and the vane being adapted such that it lies in the path through which the hot gas passes through the turbine, further comprising a housing located some distance from the outer belt and lying on a side remote from said blade, the housing and outer belt defining a pressurized space to receive a thermal coolant, said outer strip and cover having aligned apertures extending therethrough, and further comprising a pyrometer boss having an aperture, the boss being disposed within said apertures and further comprising allowing the pyrometer sight beam to pass through the outer

kryt trysky a skrze vnější pás a současně poskytuje spojení mezi stojanem a stupněm trysky bez toho, že by docházelo k úniku páry.the nozzle cover and through the outer belt while providing a connection between the stand and the nozzle stage without causing steam leakage.

Bude výhodné, že stupeň trysky je vyroben jako pole segmentů trysek obvodově rozmístěných okolo osy rotoru. U tohoto vynálezu jsou vnější kryt a pás vybraných segmentů trysek opatřeny párem navzájem vyrovnaných otvorů, skloněných pod úhlem směrem kupředu a v obvodovém směru. Návarek pyrometru je umístěn v otvorech a je veden mezi vnějším krytem a vnějším pásem, je ukončen podél radiálního vnitřního povrchu vnějšího pásu v cestě, kudy prochází žhavé plyny. Radiální vnitřní část návarku pyrometru je přivařena elektronovým paprskem k vnějšímu pásu. Obzvláště pak obvodový úhel osy otvorů a návarku vsunutého skrze otvor umožňuje, aby elektronový paprsek provedl svar okolo okraje návarku a vnějšího pásu z jedné strany segmentu trysky. Použitím technologie svařování elektronovým paprskem je dosaženo sníženého deformování a lepší kvality svaru v tomto’ místě. Radiální vnější konec návarku pyrometru je přednostně svařen pomocí technologie TIG k vnějšímu krytu. Provedením svaru okolo každého radiálního vnitřního i vnějšího konce návarku je mezi návarkem a vnějším pásem a krytem dosaženo takového spoje, který zabraňuje únikům média.It will be appreciated that the nozzle stage is made as an array of nozzle segments circumferentially spaced around the rotor axis. In the present invention, the outer casing and the strip of selected nozzle segments are provided with a pair of aligned apertures angled forward and circumferentially. The pyrometer bead is located in the openings and is guided between the outer casing and the outer belt, terminating along the radial inner surface of the outer belt in the path through which the hot gases pass. The radial inner part of the pyrometer boss is welded by an electron beam to the outer belt. In particular, the peripheral angle of the axis of the holes and the boss inserted through the bore allows the electron beam to weld around the edge of the boss and the outer web from one side of the nozzle segment. By using electron beam welding technology, reduced deformation and better weld quality are achieved at this point. The radial outer end of the pyrometer boss is preferably welded by TIG technology to the outer housing. By providing a weld around each of the radial inner and outer ends of the boss, a joint is provided between the boss and the outer web and cover to prevent leakage of the medium.

Při instalaci návarku do segmentu stupně trysky je návarek obroben tak, aby zajišťoval otvor vedený skrz, mající osu obecně odpovídající ose sesazených otvorů vyrobených ve vnějším pásu a vnějším krytu. Rovněž je v otvoru sedlo návarku, kam se zasouvá trubkové spojení návarku a pyrometru, upevněného na rám turbíny. Takto je dosaženo zorného paprsku, který usnadňuje odečty teploty z lopatek prvního stupně, tento paprsek je vedený skrze vnější pás a vnější kryt stupně trysky, chlazeného párou.When installing the boss into a nozzle stage segment, the boss is machined to provide a bore through it having an axis generally corresponding to the axis of the bore holes made in the outer strip and outer cover. There is also a boss seat in the hole where the pipe connection of the boss and the pyrometer, which is fixed to the turbine frame, is inserted. In this way, a visual beam is obtained which facilitates temperature readings from the first stage vanes, which jet is guided through the outer belt and the outer casing of the steam cooled nozzle stage.

U upřednostňovaného provedení tohoto vynálezu je zde poskytnuta sestava stojanu pyrometru a stupně turbíny určená pro chlazení plynové turbíny s uzavřeným okruhem chladícího média, skládající se ze segmentu stupně trsky, majícího vnitřní a vnější pásy s alespoň jednou lopatkou trysky mezi nimi protaženou, pásy a lopatka jsou uzpůsobeny tak, aby ležely v cestě žhavých plynů procházejících turbínou, dále je zde kryt v jisté vzdálenosti od vnějšího pásu, ležící na straně, která je vzdálenější od lopatky, tento kryt a vnější pás definují přetlakový prostor do kterého vstupuje tepelné médium, kryt a vnější pás mají otvory vedené skrze ně, jenž jsou sesazené navzájem a návarek pyrometru, mající otvor vedený skrze něj, rovněž sesazený s danými otvory, návarek je přivařen jak ke vnějšímu pásu, tak i ke krytu a utěsňuje chladící médium v přetlakovém prostoru, aniž by docházelo k úniku chladícího média okolo návarku.In a preferred embodiment of the present invention, there is provided a pyrometer rack and turbine stage assembly for cooling a closed loop refrigerant gas turbine, comprising a jet stage segment having inner and outer belts with at least one nozzle blade extending therebetween, the belts and the blade being adapted to lie in the path of the hot gases passing through the turbine; furthermore, there is a cover at a certain distance from the outer belt lying on the side furthest from the blade, the cover and outer belt defining a pressurized space into which the thermal medium, cover and outer the strip has apertures extending therethrough which are aligned with each other and a pyrometer boss having an aperture extending therethrough, also aligned with the apertures, the boss being welded to both the outer belt and the housing and sealing the coolant in the plenum without causing cools to escape around the boss.

Seznam obrázků na výkresech- ------- - - ·—· -.....List of Drawings- ------- - - · - · -.....

Provedení tohoto vynálezu bude nyní popsáno detailněji s odkazem na připojené nákresy na výkresech, na kterých:An embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in the drawings, in which:

Obr.l ukazuje perspektivní pohled v částečném řezu, ilustrující stojan pyrometru, a to v provedení podle upřednostňovaného provedení tohoto vynálezu,Fig. 1 shows a perspective, partial cross-sectional view illustrating a pyrometer stand in an embodiment according to a preferred embodiment of the present invention;

Obr.2 ukazuje zvětšený perspektivní pohled v částečném řezu, ilustrující svary mezi stojanem pyrometru a stupněm trysky,Fig. 2 shows an enlarged, partially sectioned perspective view illustrating the welds between the pyrometer stand and the nozzle stage;

Obr.3 ukazuje pohled v nárysu na stojan pyrometru,Fig. 3 shows a front view of the pyrometer stand,

Obr.4 ukazuje natočený pohled na stojan pyrometru,Fig. 4 shows a rotated view of the pyrometer stand,

Obr.5 je nárys vnějšího krytu segmentu trysky, ilustrující otvor pro zasunutí stojanu pyrometru, aFig. 5 is a front elevational view of the outer segment of the nozzle segment illustrating the aperture for receiving the pyrometer stand;

Obr.6 je čelní pohled na segment trysky, ilustrující umístění a sevřený úhel stojanu pyrometru.Fig. 6 is a front view of a nozzle segment illustrating the location and grip angle of the pyrometer stand.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Nyní s odkazem na výkresy, obzvláště pak na obr.l, je zde znázorněn segment lopatky trysky, obecně označený pozicí 10. Segment 10 vytváří část obvodového, pole segmentů, spojených jeden k druhému tak, aby byly rozloženy po celé cestě žhavého plynu, obecně naznačené pozicí 12, a okolo osy turbíny. Nakreslený segment trysky se skládá z množství segmentů trysky druhého stupně, umístěných za množstvím obvodově rozložených lopatek 15 prvního stupně. Nakreslený segment 10 trysky se skládá ze dvojice, mající pár lopatek 14, vedených mezi radiálním vnitřním 16 a vnějším 18 pásem. Bude výhodné, že segmenty 10 trysky obsahují jedinou lopatku mezi vnitřním 16 a vnějším 18 pásem.Referring now to the drawings, particularly Figure 1, there is shown a nozzle vane segment generally indicated by position 10. The segment 10 forms part of a peripheral array of segments connected to each other so as to be distributed along the hot gas path, generally indicated by position 12, and about the turbine axis. The plotted nozzle segment comprises a plurality of second stage nozzle segments located downstream of the plurality of circumferentially spaced first stage blades 15. The drawn nozzle segment 10 consists of a pair having a pair of blades 14 extending between a radial inner 16 and an outer 18 belt. It will be appreciated that the nozzle segments 10 comprise a single blade between the inner 16 and the outer 18 bands.

Nyní vzhledem k obr.l, obsahuje vnější pás 18 pár radiálních, ven směřujících dopředných háků 2_0, určených pro zajištění segmentu trysky k vnějšímu rámu turbíny. Navíc,, obr.l ukazuje vnější pás s předním vnějším krytem 22, překrývajícím vnější pás a definujícím zde přetlakový prostor 24. Jak je nakresleno na obr.l, prodloužení 26, vedené skrze vnější pás vytváří pokračování množství dutin, například dutin 28, 30, a 34, procházejících obecně radiálním směrem skrze lopatky 14. Dutiny poskytují průchod pro průtok tepelného chladícího média, například pro páru, která je vedena skrze lopatky 14 do vnitřního pásu 16 a vrací se nazpět jako použité chladící médium z uvedeného vnitřního pásu 16 a lopatek 14. Navíc, přední kryt 22 zahrnuje vstup 36 tepelného chladícího média pro dodávku tohoto média, například páry, do přetlakového prostoru 24. Součástí lopatky 14 mají Prodloužení 26 φφφφ φφ φ φ φ φ · φ φ · φ φ φφ φ φφφφ φ Φ·Φ · · · · φφ φ φ · φ φφφ . φ φ · ·Referring now to Figure 1, the outer belt 18 comprises a pair of radial outwardly directed forward hooks 20 intended to secure the nozzle segment to the outer frame of the turbine. In addition, FIG. 1 shows an outer belt with a front outer cover 22 overlying the outer belt and defining a plenum 24 therein. As shown in FIG. 1, the extension 26 extending through the outer belt creates a continuation of a plurality of cavities, e.g. and 34 extending generally radially through the vanes 14. The cavities provide a passageway for the flow of a thermal cooling medium, for example, steam that is passed through the vanes 14 to the inner belt 16 and returns back as coolant from said inner belt 16 and vanes. 14. In addition, the front cover 22 includes an inlet 36 of a thermal cooling medium for supplying such medium, such as steam, to the plenum 24. The blades 14 have an extension 26 of an extension 26 of the coolant. Φ · · · · φφ φ φ · φ φφφ. φ φ · ·

Φ·Φ·Φ φφ φ φφ φφ přetlakového prostoru· 24 je nárazová deska 40, (obr.2), určená ke směrování vstupující chladící páry. určené pro nárazové chlazení vnějšího pásu 18. Otvory, které nejsou nakreslené, jsou umístěné v prodloužení lopatek, 26, a jejich úkolem je zajistit dodávku chladící páry po nárazu na vnější pás skrze lopatky do vnitřního přetlakového prostoru, mezi vnitřní pás 16 a vnitřní kryt, který není nakreslen. Z předchozího výkladu bude shledáno výhodným, že pára protéká skrze přetlakový prostor 24, definovaný vnějším krytem 22 a vnějším pásem 18 segmentu 10 lopatky druhého stupně trysky, dále do lopatek a vnitřního přetlakového prostoru a vrací se relativně bez průsaku do cesty kterou prochází žhavý plyn nebo do jiných součástí turbíny.The pressure chamber · 24 is an impact plate 40, (Fig. 2), designed to direct the incoming cooling steam. The openings, not shown, are located in the extension of the vanes, 26, and are intended to provide cooling steam supply upon impact to the outer belt through the vanes into the internal plenum between the inner belt 16 and the inner housing, which is not drawn. From the foregoing, it will be appreciated that the steam flows through the plenum 24 defined by the outer casing 22 and the outer belt 18 of the second nozzle stage segment 10, further into the vanes and the internal plenum and returns relatively without leakage to the hot gas path; to other turbine components.

Aby bylo možné monitorovat povrchovou teplotu lopatek, pod tímto stupněm, například lopatek 15 prvního stupně, je vně na rámu turbíny umístěn pyrometr P, jehož zorný paprsek 56 je nasměrován přímo do cesty žhavých plynů a dopředu ku lopatkám prvního stupně, aby bylo možné měřit povrchovou teplotu těchto lopatek. Zorný paprsek 56 musí procházet skrze vnější kryt a vnější pás následujícího stupně turbíny,, tj . druhého stupně, pokud mají být monitorovány lopatky stupně prvního. Pyrometr musí být proto schopen detekovat teplotu skrze vnější kryt a vnější pás bez toho, že by docházelo k úniku par z přetlakového prostoru 24 do cesty, kudy prochází žhavé plyny, nebo do jiných součástí turbíny. Aby bylo možné tohoto dosáhnout, jsou skrze vnější pás 18 a vnější přední kryt 22 provrtány otvory, ležící vyrovnané navzájem mezi sebou. Například, s ohledem na obr.2, je otvor 42 vedený skrze vnější pás 18, zatímco otvor 44 je vytvořen skrze vnější přední kryt 22. Otvory 42 a 44 jsou zarovnané navzájem mezi sebou a jsou obecně oválného tvar, jak je naznačeno na obr.5. Navíc, z pohledu na obr.2 a na obr.6 seIn order to monitor the surface temperature of the blades below this stage, for example the first stage blades 15, a pyrometer P is placed outside the turbine frame, the beam 56 of which is directed directly into the hot gas path and forward to the first stage blades to measure the temperature of these blades. The beam 56 must pass through the outer casing and outer belt of the next stage of the turbine, i. second stage if the first stage blades are to be monitored. The pyrometer must therefore be able to detect temperature through the outer casing and outer belt without vapor escaping from the plenum 24 into the path through which the hot gases pass or into other turbine components. In order to achieve this, through the outer belt 18 and the outer front cover 22 holes are drilled, aligned with each other. For example, with respect to FIG. 2, the aperture 42 extends through the outer belt 18 while the aperture 44 is formed through the outer front cover 22. The apertures 42 and 44 are aligned with each other and are generally oval in shape, as shown in FIG. 5. In addition, with reference to FIG. 2 and FIG

t* 9 49 4 > ·t * 9 49 4>

9 4 bude zdát výhodné, že středová osa, procházející skrze vyrovnané otvory 42 a 44, je protažená směrem kupředu a je skloněná v obvodovém směru, a to z důvodů, které budou zřejmé z dalšího výkladu. Otvor 45 je rovněž provrtán skrze nárazovou desku 40, a je zarovnaný s každým z otvorů 42 a 44.94, it will be appreciated that the central axis passing through the aligned apertures 42 and 44 is elongated forward and is inclined in the circumferential direction for reasons that will become apparent from the following explanation. The aperture 45 is also drilled through the impact plate 40, and is flush with each of the apertures 42 and 44.

Stojan pyrometru, například v podobě návarku 4 6, je umístěn ve vyrovnaných otvorech 42, 44 a 45. Návarek 46 je prodloužený a má podobný oválný tvar na svých přechodech, kde je spojován s otvory 42, 44 a 45. Návarek má stupňovité tělo 50 a je ukončen na radiálním vnitřním konci na povrchu, kde jakmile je instalován, tak leží zarovnaný s radiálním vnitřním povrchem vnějšího pásu 18 . Zatímco obr. 3 ukazuje návarek. 46 s přímočaře vedeným otvorem 52, ukáže se z následujícího popisu výhodné, že návarek 46 bude instalován na vnějším pásu bez otvoru 52, který bude později povrtán skrze návarek 4 6. Rovněž tento návarek je těsně uložen- (pokud jde o tolerance) do otvorů 42 a 44, skrze vnější pás 18 a vnější kryt 22. Těsné tolerance nejsou nutné mezi návarkem 46 a otvorem 4 5 skrze nárazovou desku 40.The pyrometer stand, for example in the form of a boss 46, is disposed in aligned holes 42, 44 and 45. The boss 46 is elongated and has a similar oval shape at its junctions where it is connected to the holes 42, 44 and 45. The boss has a stepped body 50 and is terminated at a radial inner end on the surface where, once installed, it lies flush with the radial inner surface of the outer web 18. While Fig. 3 shows the boss. 46 with a rectilinear opening 52, it will be appreciated from the following description that the boss 46 will be installed on the outer web without the bore 52, which will later be drilled through the boss 44 6. This boss is also tightly (in terms of tolerances) into the bores 42 and 44, through the outer web 18 and outer cover 22. Tight tolerances are not required between the boss 46 and the aperture 45 through the impact plate 40.

Aby bylo možné instalovat návarek 46 do vnějšího pásu 18 a vnějšího krytu 22 způsobem, který zabrání úniku chladícího média z přetlakového prostoru 24, je návarek vložen skrze vnější kryt 22 a do vnějšího pásu 18. Spoj mezi návarkem a vnějším pásem je proveden svarem 43 elektronovým paprskem. Skloněním otvorů 42 a 44 jak je nakresleno na obr.6 v obvodovém směru a umístěním otvorů podél jedné strany segmentů, může být elektronový paprsek svářecího přístroje umístěn směrem dovnitř vnějšího pásu a k jedné straně segmentu a je tak možné provést svar návarku s vnějším pásem 18. Použití technologie svařování elektronovým paprskem ve spoji návarku a vnějšího krytu φφφφ φφ φφφφ φφ ·· φ φ φ φ φφφφ φ φ φ φφφφ snižuje mezi těmito součástmi deformace a poskytuje vysoce kvalitní svar 43 v tomto bodě, který je obecně vystaven působení vysokých teplot přítomných v cestě, kudy prochází žhavý plyn. Nárazová deska 40 je poté umístěna okolo návarku, ale nemusí k němu být zajištěna nebo přivařena.In order to install the boss 46 in the outer web 18 and the outer casing 22 in a manner that prevents coolant leakage from the plenum 24, the boss is inserted through the outer casing 22 and into the outer web 18. The electrode weld 43 connects the outer web with the outer web. beam. By tilting the apertures 42 and 44 as shown in FIG. 6 in the circumferential direction and positioning the apertures along one side of the segments, the electron beam of the welding machine can be positioned inwardly to the outer belt and to one side of the segment, thereby welding the boss with the outer belt 18. The use of electron beam welding technology in the weld-to-outer casing joint reduces the deformation between these components and provides a high-quality weld 43 at this point, which is generally exposed to the high temperatures present in the the way the hot gas passes. The impact plate 40 is then positioned around the boss but need not be secured or welded thereto.

Poté je provrtán skrze návarek 46 otvor 52. Osa tohoto otvoru 52 je obecně souosá s osou vyrovnaných otvorů 42 a 44. Po vyrobení otvoru 52 v návarku se na segment umístí vnější kryt 22, a to v radiálním směru a poté se tento přemístí směrem dozadu, aby bylo možné zasunout návarek. Toto zajišťuje hrubé sesazení otvoru 44 vnějšího předního krytu a návarku 4 6. Svar 54, provedený technologií TIG, se poté vytvoří, aby zajistil návarek k vnějšímu krytu, stejně jako aby vyplnil mezeru mezi otvorem 44 a návarkem 46 a zabránil tak průsaku páry skrze vnější kryt. Otvor 52 skrze návarek je rovněž opatřen sedlem 57, určeným ke vsazení radiálního vnitřního konce trubky 58 pyrometru, která je souosá s osou otvoru 52, vedenou skrze návarek 46. Tímto způsobem je pyrometr upevněn na rám turbíny a má volný zorný paprsek 56 směrem na lopatky předchozího stupně trysek, před. stupněm, do kterého je vložen návarek. V tomto případě je to například první stupeň trysek. Následovně, povrchová teplota lopatek prvního stupně může být pohotově měřena daným pyrometrem.An aperture 52 is then drilled through the boss 46. The axis of the aperture 52 is generally coaxial with the axis of the aligned apertures 42 and 44. After the aperture 52 has been made in the boss, the outer cover 22 is placed in the radial direction and then moved backwards. to retract the boss. This ensures a coarse fit of the outer front cover bore 44 and the boss 44 6. The TIG weld 54 is then formed to secure the boss to the outer cover as well as to fill the gap between the bore 44 and the boss 46 to prevent leakage of vapor through the outer cover. The aperture 52 through the boss is also provided with a seat 57 for inserting a radial inner end of the pyrometer tube 58 coaxial with the bore axis 52 through the boss 46. In this way, the pyrometer is mounted on the turbine frame and has a free beam 56 toward the blades previous nozzle stage, before. stage into which the boss is inserted. In this case, it is, for example, the first stage of the nozzles. Subsequently, the surface temperature of the first stage blades can be readily measured by a given pyrometer.

Otvory skrze kryt a vnější pás jsou zešikmené dopředu a obvodovým směrem. Otvor 52 skrze návarek je podobně veden pod úhlem. Obzvláště pak osa zorného paprsku 56 (obr. 6) je vedená dopředu pod ostrým úhlem sevřeným k normálové rovině osy rotoru a pod ostrým úhlem relativně sevřeným k osové rovině protínající osu otvoru. Úhel zorného paprsku usnadňuje svařování návarku k vnějšímu pásu elektronovým paprskem.The openings through the cover and the outer belt are angled forward and circumferentially. The aperture 52 through the boss is likewise guided at an angle. In particular, the axis of the viewing beam 56 (FIG. 6) is directed forward at an acute angle clamped to the normal plane of the rotor axis and at an acute angle relative to the axis plane intersecting the axis of the aperture. The beam angle facilitates electron beam welding of the boss to the outer web.

»« • φ • ·»« • φ • ·

Zatímco vynález byl popsán ve spojení s tím, co je v současnosti považováno za nejpraktičtější a upřednostňované provedení, je jasné, že vynález se neomezuje pouze na toto objasněné provedení, ale naopak, je zamýšlen tak, že pokrývá různé modifikace a ekvivalentní uspořádání, zahrnutá v rámci pole působnosti připojených patentových nároků.While the invention has been described in connection with what is currently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is clear that the invention is not limited to this illustrated embodiment but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included in the invention. within the scope of the appended claims.

Claims

PATENT CLAIMS ·· ···· · · · · · ·

A pyrometer rack and nozzle stage assembly for a closed circuit thermal cooling medium gas turbine comprising a nozzle stage segment having an inner (16) and an outer (18) belt with at least one nozzle vane (14) extending between the belts (16, 18) and the vane (14) are adapted to lie in a path through which the hot gas passes through the turbine, further from a housing (22) located at a distance from the outer belt (18) and lying on the side, spaced from said vane (14), said cover (22) and outer belt (18) defining a pressurized space (24) for receiving thermal cooling medium, said outer belt (18) and; the cover (22) having aligned holes (42, 44) guided by a pyrometer having an opening located in said holes (42, said through and further from the boss (46) (52), the boss (46)

44), wherein the boss (46) is welded to the outer web (18) and the cover (22). such that it seals the coolant in the plenum (24) without leaking the coolant around the boss (46).

The pyrometer stand assembly and nozzle stages for a gas turbine of claim 1, wherein said boss (46) is electron beam welded to said outer band (18).

The pyrometer rack and nozzle stages assembly for a gas turbine according to claim 1, wherein said boss (46) is TIG welded to said housing (22).

The pyrometer rack and nozzle stages assembly for a gas turbine according to claim 1, characterized in that the gas turbine nozzle stage assembly is 9. 9 9 9 4 4 4 9

94 * 9 49 49 by welding said boss (46) to said outer web (18) by electron beam and then using TIG technology to said cover (22).

The pyrometer rack and nozzle stages assembly for a gas turbine according to claim 1, wherein said aperture (52) through the boss (46) extends linearly between opposite ends thereof and along an axis inclined from the axis of rotation of the turbine.

The pyrometer rack and nozzle stages assembly for a gas turbine according to claim 1, wherein said opening (52) has a linearly guided axis and a seat (57) for receiving an end of a straight tube disposed coaxially in the opening and into the opening. said boss (46).

The pyrometer rack and nozzle stages assembly for a gas turbine according to claim 1, comprising an impact plate (40) in said plenum (24) located between the outer belt (18) and the housing (22) and the openings. in this impact plate (40) they are aligned with the holes in the outer belt (18) and in the cover (22) intended to receive the boss (46).

The pyrometer rack and nozzle stage assembly for a gas turbine according to claim 1, wherein said nozzle stage is a second stage of a multistage turbine, said bore (52) has a directly guided axis, said boss (46) is positioned such that wherein the straight axis of said aperture (52) extends into the gas path defined by the first stage of said multistage turbine.

The pyrometer rack and gas turbine nozzle stage assembly of claim 1, wherein said orifice (52) has a straight axis that extends in the forward direction (i) and forms an acute angle with the normal plane of the axis of rotation. and (ii) in a circumferential direction, forming an acute angle with an axis plane intersecting the axis of said aperture (52).