CZ2002434A3 - Plynová turbína a způsob umís»ování součástí u plynové turbíny - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález. se týká trysek a věnců plynové turbíny, umístěných v dráze horkých plynů, proudících turbínou, kteréžto trysky a věnce jsou s výhodou umístěny vzhledem k obvodové soustavě spalovacích komor na základě vstupních podmínek trysek a věnců, to znamená na základě známých obvodových průtokových charakteristik horkých spalovacích plynů, proudících přes vstupní rovinu trysek a přes vstupní rovinu věnců.

Dosavadní stav techniky

U známých plynových turbín, určených a zkonstruovaných pro průmyslové využití, například pro výrobu elektrické energie, sestává spalovací systém obvykle z prstencovité soustavy obvodově umístěných spalovacích komor. Každá spalovací komora poskytuje horké spalovací plyny, proudící přes přidružený přechodový kus a dále přes dané rozpětí trysek prvního stupně, přes dané rozpětí věnců prvního stupně proti lopatkám prvního stupně turbíny, a poté přes trysky a přes věnce dalších stupňů.

Co se týče trysek, tak každá tryska sestává z dvojíce obvodově uspořádaných a k sobě přiléhajících tryskových .·*. .*·. .··, ♦·· ······ · f

I-Λlopatek, stejně jako vymezující průtokovou proudících přes trysku.

z vnitřní a vnější boční stěny, dráhu spalovacích horkých plynů,

Při konstrukci spalovacích komor je známo, že dochází ke změnám a kolísání obvodových průtokových charakteristik, což způsobuje, že každá tryska má odlišné vstupní podmínky. Například ve vstupní rovině trysky prvního stupně, nebo v podstatě ve výstupní rovině přechodového kusu, může mít pouze jedna tryska výrazně odlišný koeficient přestupu tepla a/nebo teploty, než přiléhající trysky, do kterých proudí horké spalovací plyny ze stejné spalovací komory přes přechodový kus.

Kromě toho jedna z trysek ze soustavy trysek, do které proudí horké spalovací plyny z jediné spalovací komory, může mít odlišné průtokové podmínky v různých místech podél vstupu trysky. Například u spalovacího systému plynové turbíny, opatřeného čtrnácti spalovacími komorami a dvaačtyřiceti tryskami prvního stupně, je výhodné, aby hodinové uspořádání spalovacích komor a trysek obsahovalo tři trysky, do kterých proudí horké spalovací plyny z jedné spalovací komory.

V důsledku změn a kolísání průtokových charakteristik jsou vstupní podmínky jedné trysky výrazně odlišné od vstupních podmínek dalších dvou trysek. Kromě toho v důsledku vířivého efektu proudění paliva ve spalovací komoře může pouze u první trysky ze tří trysek docházet k vyššímu nárůstu teploty, než u dvou přiléhajících trysek, avšak rovněž k vyšší teplotě v místě podél vnějšího průměru a v blízkosti vnějšího rohu trysky.

·.· · · • ·

Zbývající dvě trysky ze soustavy trysek, do kterých * proudí horké spalovací plyny z jedné spalovací komory, mohou f mít v podstatě stejnou vstupní teplotu, která je stejnoměrná ý přes vstup každé trysky. Dochází tak k vytváření horkého místa u trysky prvního stupně z každé soustavy, přidružené ke každé spalovací komoře, kteréžto horké místo může mít jinou teplotu, a to až 500 °F, v porovnání se zbývajícími tryskami v soustavě. Odlišné průtokové charakteristiky rovněž způsobují změny a kolísání tlaku.

V důsledku těchto známých změn a kolísání obvodového proudění a teplotních charakteristik ve vstupní rovině trysek, jsou součásti trysek běžně prováděny stejnoměrně tak, aby odolaly těm nejhorším podmínkám spalovací komory. Z toho vyplývá, že jedna nebo více trysek z každé soustavy trysek bude předimenzována, což má negativní účinek na účinnost stroje, stejně jako na náklady.

Například tryska prvního stupně u průmyslové plynové turbíny je obvykle chlazena vzduchem nebo parou. Prostřednictvím stejného navržení všech trysek daného stupně pro ty nejhorší provozní podmínky pak první tryska, která musí odolávat vstupním podmínkám při vyšší teplotě, než dvě přiléhající trysky z dané soustavy trysek, do kterých proudí horké spalovací plyny ze stejné spalovací komory, může být chlazena přiměřeně pro dané podmínky.

Avšak další tryska nebo zbývající trysky z dané soustavy budou chlazeny nadměrně, a to s nákladným využíváním vzduchu nebo páry z výstupu kompresoru, což má následný negativní dopad na účinnost stroje. Kromě toho jsou trysky pro průmyslové plynové turbíny obvykle sestavovány z tryskových ·*»

9 4 9

9 9 9 segmentů a jsou upevněny v obvodové soustavě pro vytvoření trysek prvního a druhého stupně. Bez ohledu na přísnou výrobní kontrolu může mít každý tryskový segment odlišnou kvalitu.

Například svary na tryskových segmentech mohou být různé, nebo může být odlišná velikost povlaku tepelné bariéry. V důsledku toho potom konstrukční charakteristiky segmentů mohou mít určité výchylky, které mohou vést k tomu, že segmenty jsou buď přijatelné nebo nepřijatelné pro využití u plynové turbíny.

Konstrukční charakteristiky každého tryskového segmentu tak mohou být nepřijatelné pro vytvoření trysky, použité v „horkém místě, avšak mohou být naprosto přijatelné pro trysku, umístěnou v jiném místě v rámci stejné soustavy, která bude vystavena méně náročným podmínkám.

Totéž platí pro věnce, obklopující lopatky různých stupňů turbíny. Věnce různých stupňů obdobně vykazují změny a výkyvy v obvodových průtokových charakteristikách podél vstupní roviny věnce. Věnce proto vykazují výrazně odlišné koeficienty přestupu tepla a/nebo teploty, než přiléhající věnce, do kterých proudí horké spalovací plyny z předcházejícího tryskového stupně.

Obdobně jako u trysek jsou věnce obvykle stejně konstruovány tak, aby odolaly těm nejhorším podmínkám v průtokové dráze, takže předimenzované věnce mají obdobné negativní účinky na účinnost stroje a na náklady, jako je tomu u trysek, jak bylo shora popsáno.

·· ··>· • · ·

Obvykle bývá stejný počet vnitřních věnců, jako trysek. Alternativně však může být použito odlišného počtu věnců, než trysek, například dvou věnců pro každou trysku. V každém případě však různé věnce kolem dráhy horkých plynů budou vystaveny odlišným vstupním podmínkám, jak již bylo shora popsáno.

Podstata vynálezu

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut způsob umísťování součástí a spalovacích komor vzájemně vůči sobě u plynové turbíny, mající obvodovou soustavu součástí alespoň v části, vymezující dráhu horkých plynů turbínou, a množiny spalovacích komor pro proudění horkých spalovacích plynů příslušnými soustavami součástí, přičemž první součásti a druhé součásti z každé soustavy součástí jsou vystaveny odlišným vstupním podmínkám horkých spalovacích plynů proudících z přidružené spalovací komory, kterýžto způsob obsahuje krok:

výhodného umísťování první součásti vzhledem ke druhé součásti v každé soustavě součástí v obvodovém umístění vůči přidružené spalovací komoře na základě odlišných vstupních podmínek součástí.

Způsob podle tohoto vynálezu s výhodou zahrnuje hodnocení kvality prvních a druhých součástí a zajištění vyšší kvality u první součásti v rámci každé soustavy, než je kvalita druhé součásti.

Uvedenými součástmi jsou s výhodou věnce.

· ··· v V · • · •· ···

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl 1 dále rovněž vyvinut způsob umísťování trysek a spalovacích | komor vzájemně vůči sobě u plynové turbíny, mající obvodovou 1 soustavu trysek a množinu spalovacích komor pro proudění i horkých spalovacích plynů příslušnými soustavami přiléhajících trysek, přičemž první a druhé trysky každé soustavy trysek jsou podrobeny odlišným vstupním podmínkám horkých spalovacích plynů, proudících z přidružené spalovací komory, kterýžto způsob obsahuje krok:

výhodného umísťování první trysky vzhledem ke druhé trysce v rámci každé soustavy trysek v obvodovém umístění vůči přidružené spalovací komoře na základě odlišných vstupních podmínek trysek.

V souladu s ještě	dalším	aspektem předmětu	tohoto
vynálezu byla rovněž obsahuje:	vyvinuta	plynová turbína,	která
obvodovou soustavu	součástí,	alespoň částečně vymezující

dráhu horkých plynů v turbíně, obvodovou soustavu spalovacích komor pro proudění spalovacích horkých plynů podél dráhy horkých plynů přes příslušné soustavy přiléhajících součástí, přičemž první a druhé součásti z uvedených soustav jsou podrobeny odlišným vstupním podmínkám spalovacích horkých plynů z příslušných k nim přidružených spalovacích komor, uvedená první součást každé soustavy je umístěna v obvodovém místě vůči druhé součásti každé soustavy a přidružené spalovací komory na základě odlišných vstupních ·· ···· 99 00 • * · · · 0 9

9 ·9 9 · > 0 • ·00 0 0 0 » , _ * · · 0 0000 ♦··· ♦·· ·· 00 00 0000 podmínek, přičemž má kvalitativní rozdíly v porovnání s uvedenou druhou součástí.

Každá uvedená první součást má zvýšenou chladicí kapacitu vzhledem k uvedené druhé součásti.

Každá uvedená druhá součást má sníženou chladicí kapacitu vzhledem k uvedené první součásti.

Uvedená první součást je konstrukčně odlišná od uvedené druhé součásti.

Uvedenými součástmi jsou s výhodou věnce nebo trysky.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu jsou trysky a věnce každé soustavy trysek a věnců pro každou přidruženou spalovací komoru s výhodou umístěny v souladu s příslušnými vstupními podmínkami trysek a věnců.

Pokud se například týče trysek, u kterých byla zjištěna horká místa při vstupních podmínkách pro každou soustavu trysek, do které proudí horké spalovací plyny z přidružené spalovací komory, může být tryska v takovém obvodovém místě zkonstruována pro náročnější podmínky zvýšené teploty. Taková tryska může ' být opatřena důkladnějším chlazením, například zvýšením průtoku vzduchu nebo páry tryskou pro lepší chlazení trysky za účelem eliminace horkého místa.

Naopak zbývající tryska nebo trysky ze soustavy trysek, do kterých proudí horké spalovací plyny ze stejné spalovací komory, nemusejí být zkonstruovány pro ty nejhorší provozní podmínky, neboť mohou být provedeny například tak, aby jim ·· 99*9 9· 4* • · ♦ *999 • «♦· * »91 * · 9 9 9 99· · • · 9 · ·

999· 999 »» _o postačoval snížený průtok chladicího vzduchu nebo páry. Tímto způsobem je možno odstranit předimenzování takové trysky nebo trysek.

Rovněž kvalita trysek, tvořících soustavu trysek, do kterých proudí horké spalovací plyny z jedné spalovací komory, může být odlišná. Například konstrukční kvalita trysek, do kterých proudí chladnější proud horkých spalovacích plynů, nemusí být stejná, jako konstrukční kvalita té trysky ze soustavy trysek, do které proudí proud spalovacích plynů o vyšší teplotě ze stejné spalovací komory.

Takže tloušťka stěn nebo povlaků, jako jsou například povlaky tepelné bariéry, nebo obě tyto tloušťky mohou být sníženy pro takové trysky, u kterých bylo zjištěno chladnější proudění spalovacích plynů, v porovnání s tloušťkami stěn a/nebo povlaků u trysek z dané soustavy, do kterých proudí horké spalovací plyny o vyšší teplotě.

Výhodným konstrukčním provedením trysek z každé soustavy, stejně jako jejich výhodným uspořádáním a umístěním v závislosti na vstupních podmínkách z každé spalovací komory, lze dosáhnout zlepšení účinnosti stroje a zvýšení celkové životnosti trysek. Zde je nutno zdůraznit, že vše, co bylo shora uvedeno, je uplatnitelné jak pro trysky prvního stupně, tak i pro trysky druhého stupně.

Obdobně jako v případě trysek, jsou věnce s výhodou umístěny v souladu s podmínkami proudění horkých plynů podél dráhy horkých plynů za vstupní rovinou do prstencovité soustavy věnců rotorového stupně.

-* φφ·φ

Φ «

Φ ΦΦΦ

Φ · »

Φ Φ

ΦΦΦ» ΦΦ»

ΦΦ *· ·» Φ Φ * · · Φ Φ « ΦΦΦ ·-· ΦΦΦΟ

Pokud je například zjištěno horké místo na základě vstupních podmínek věnců ve směru proudění za tryskami, potom věnec nebo věnce v tomto místě mohou být zkonstruovány tak, aby vyhovovaly podmínkám zvýšené teploty. Může být například zajištěno důkladnější chlazení.

A naopak ostatní věnce ze soustavy věnců, do kterých proudí horké spalovací plyny ze stejné spalovací komory, i když přes trysky, umístěné ve směru proudění před těmito věnci, nemusejí být zkonstruovány a navrženy pro ty nejhorší provozní podmínky, avšak mohou být navrženy například tak, že u nichž bude prováděno snížené chlazení, nebo mohou mít sníženou konstrukční kvalitu. Kromě toho tloušťka nebo povlaky se mohou rovněž přiměřeně měnit tak, aby vyhovovaly snížené teplotě horkých spalovacích plynů.

Takže věnce, obdobně jako trysky, mohou být s výhodou navrženy a zkonstruovány v závislosti na podmínkách horkých spalovacích plynů, proudících přes tyto věnce, a to za účelem zvýšení účinnosti stroje, stejně jako i celkové životnosti věnců. Zde je nutno zdůraznit, že vše, co bylo shora uvedeno, je uplatnitelné pro věnce všech stupňů turbíny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický částečný pohled na první a druhý stupeň turbíny, zobrazující dráhu horkých plynů;

10	• · ··«· · · ·· ·· ·· « · · · · ♦ · · » · ···· · ·· · * * * • · · · ······ · ·
• · · ·	• · · · ·· ·· ··· ·
obr. 2 znázorňuje schematické uspořádání tryskového stupně;	zobrazení	hodinového
obr. 3 znázorňuje schematické	zobrazení	hodinového
uspořádání stupně spalovacích komor a	trysek;

obr. 4 znázorňuje hodinové uspořádání spalovacích komor a trysek při pohledu ze zadní strany spalovací komory směrem ke vstupu trysky prvního stupně; a obr. 5 znázorňuje pohled, obdobný jako na obr. 4, znázorňující hodinové uspořádání věnců, trysek a spalovacích komor vzájemně vůči sobě.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněn první tryskový stupeň 6 plynové turbíny a druhý tryskový stupeň _8 plynové turbíny.

První tryskový stupeň 6 obsahuje množinu součástí, tj . trysek N, z nichž každá je vymezena dvojicí přiléhajících tryskových lopatek 11, vnitřní boční stěnou 12 a vnější boční stěnou 14, které vymezují část dráhy horkých plynů, proudících prvním tryskovým stupněm 6_.

To znamená, že horké spalovací plyny ze spalovací komory 15 (viz obr. 3 a obr. 4) proudí v osovém směru přes přechodový kus 16 do trysek N prvního tryskového stupně 6, a zejména mezi každou obvodově přiléhající tryskovou lopatkou 11 a její vnitřní boční stěnou 12 a vnější boční stěnou 14 . Horké spalovací plyny, procházející tryskami N • · podél dráhy horkých plynů, pochopitelně pohánějí turbínové lopatky 18 prvního tryskového stupně 6. 3

Druhý tryskový stupen rovněž obsahuje množinu trysek N, z nichž každá je vymezena dvojicí přiléhajících tryskových lopatek 17, vnitřní boční stěnou 21 a vnější boční stěnou 23, které vymezují část dráhy horkých plynů, proudících druhým tryskovým stupněm 8. Turbínové lopatky druhého tryskového stupně _8 jsou označeny vztahovou značkou 2 6.

Na vyobrazení podle obr. 1 jsou dále znázorněny vnitřní a vnější věnce protilehlých turbínových lopatek 18 a 26 prvního a druhého tryskového stupně 6 a EL Zejména jsou zde znázorněny vnitřní věnec 28 a vnější věnec 30 prvního stupně 6 a vnitřní věnec 32 a vnější věnec 34 druhého stupně 8.

Na vyobrazení podle obr. 2 je zobrazeno první výhodné umístění trysek prvního stupně. Tryskové lopatky 11 jsou uspořádány v obvodové soustavě, přičemž jsou uloženy kolem osy 20 turbíny.

V souladu s vyobrazením podle obr. 3 je nutno zdůraznit, že množina spalovacích komor 15 je uspořádána v obvodové soustavě kolem osy 20 turbíny a poskytuje horké spalovací plyny tryskám prostřednictvím přechodových kusů 16. Je nutno zdůraznit, že každá jednotlivá spalovací komora 15 obsahuje množinu palivových trysek (na vyobrazeních neznázorněno), které zajišťují víření paliva a tím i víření horkých spalovacích plynů, proudících ze spalovacích komor 15 přes přechodové kusy 16 do trysek.

·· ···· » · · • · · ·

Bylo zjištěno, že tento vířivý vzor horkých spalovacích plynů způsobuje změny průtokových charakteristik horkých spalovacích plynů, proudících ze spalovacích komor přes přechodové kusy 16 do trysek N. Tyto změny zahrnují kolísání teploty a tlaku podél vstupní roviny 19 trysek N.

Na vyobrazení podle obr. 4 je znázorněna typická hodinová soustava spalovacích komor a trysek, zobrazující uspořádání spalovacích komor 15, přechodových kusů 16 a trysek N vzájemně vůči sobě.

Na vyobrazení podle obr. 4 jsou zejména znázorněny tři trysky NI, N2 a N3, které přijímají v podstatě veškeré horké spalovací plyny z přidružených spalovacích komor 15 prostřednictvím přechodových kusů 16. Přestože jsou pro každou spalovací komoru znázorněny tři trysky, je nutno zdůraznit, že počet trysek N pro každou spalovací komoru může být odlišný od poměru 3:1, takže může být použito vyššího nebo nižšího poměru. Uspořádání tří trysek N pro jednu spalovací komoru je tedy pouze příkladným uspořádáním, které nelze považovat za nikterak omezující.

Je rovněž nutno zdůraznit, že přestože tento popis a příslušné obrázky výkresů se zejména týkají odkazů na první tryskový stupeň, je předmět tohoto vynálezu stejně dobře využitelný i pro druhý tryskový stupeň. Druhý tryskový stupeň je uspořádán v hodinové soustavě kolem osy rotoru vůči spalovacím komorám ze stejných důvodů, které jsou zde rozebírány, přičemž trysky rovněž obsahují vnitřní a vnější boční stěny.

• fl · fl fl flfl • · · · · • · fl fl ··

Jak již bylo shora uvedeno, tak průtokové charakteristiky horkých spalovacích plynů, proudících z každé spalovací komory 15 přes přidružený přechodový kus 16 do přidružených trysek NI, N2 a N3, jsou rozdílné.

Například bylo zjištěno, a to například s pomocí počítačového modelu, že teplotní charakteristiky horkých spalovacích plynů, vstupujících do trysky NI, zejména podél jejího vnějšího průměru, vykazují vyšší teplotu, než u plynů, procházejících přes zbývající část trysky NI a přes trysky N2 a N3. Toto kolísání teploty může činit až 500 °F.

Je proto nutno zdůraznit, že profukovací vzduch, proudící do dráhy horkých plynů přes mezery 22 a 24 (viz obr. 1) mezi přechodovým kusem 16 a věnci 12 a 14, musejí například vyrovnávat zvýšení teploty plynů, proudících přes trysku NI, v porovnání s teplotou plynů, proudících přes trysky N2 a N3. Kromě toho proudění chladicího vzduchu nebo páry přes trysky může být rovněž nastaveno tak, aby vyrovnávalo tuto vyšší teplotu.

Jako reprezentativní příklad prvního tryskového stupně, kterým proudí chladicí médium, lze uvést patentový spis US 6 079 943, jehož obsah se zde poznamenává ve formě odkazu.

Kvalita trysky NI musí být obdobně přizpůsobena uvedeným teplotním změnám. Jak již bylo shora uvedeno, byly trysky dříve konstruovány podle jednotných norem tak, aby vyhovovaly tomu nejhoršímu provoznímu režimu. V důsledku toho jsou trysky N2 a N3 předimenzovány z kvalitativního hlediska a z hlediska chlazení vůči trysce NI. Kvalitou se rozumí tloušťka stěn částí, tvořících trysku, bezvadnost a neporušenost svarů a/nebo obecně předpokládaná životnost nebo robustnost jednotlivých součástí.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu mohou být trysky N s výhodou umístěny v prstencovité soustavě v souladu se vstupními podmínkami, předpokládanými u každé trysky vzhledem k přidružené spalovací komoře a přechodovému kusu.

Například tryska NI, u které se předpokládají vstupní podmínky s vyšší teplotou, než jsou teploty, předpokládané pro trysky N2 a N3, může mít zvýšené chlazení v porovnání s chlazením, poskytovaným pro trysky N2 a N3. Množství profukovacího vzduchu, přiváděného mezerami 22 a 24, může být zvýšeno.

Naopak trysky N2 a N3 vyžadují snížené průtokové chlazení, například sníženou teplotu v porovnání s průtokovým chlazením nebo s teplotou trysky NI. V důsledku toho může být dosaženo zvýšené účinnosti stroje prostřednictvím snížení chlazení, požadovaného pro trysky N2 a N3, v porovnání s jinak nezbytným chlazením v případě, kdy všechny trysky jsou zkonstruovány shodně pro účely těch nejhorších provozních podmínek, to znamená pro vyrovnávání vyšší teploty proudění spalovacích plynů přes trysku NI.

Kromě toho kvalita trysek, které jsou vystaveny působení nižších teplot přidružených spalovacích komor, tj . trysek N2 a N3, může být nižší. Snížením kvality je míněno, že trysky N2 a N3 mohou mít nižší konstrukční požadavky a/nebo snížený povlak v porovnání s požadavky na konstrukci a povlak, nezbytný pro trysku NI pro vyrovnávání vyšší teploty částí spalovacích plynů.

• · fc * • · · · · · fc ·

Například tryskové segmenty, to znamená vnější a vnitřní stěny 12 a 14 a každá lopatka nebo lopatky, vytvářející tryskový segment, jsou vyrobeny v rámci určitých tolerancí. V důsledku odchylek při výrobě segmentů v rámci těchto tolerancí mohou být segmenty, které jsou robustnější, než jiné segmenty, zjišťovány a s výhodou umísťovány v hodinovém uspořádání proti spalovacím komorám pro vyrovnávání známých změn vstupního proudění do trysek.

V důsledku známých podstatných odchylek vstupních průtokových podmínek u trysek mohou být určité trysky vyrobeny tak, že jsou z konstrukčního hlediska robustnější, například může být zvýšeno množství materiálu, přičemž mohou být umístěny tak, aby byly přizpůsobeny mnohem nepříznivějším podmínkám, zatímco zbývající trysky mohou být vyrobeny tak, že jsou z konstrukčního hlediska méně robustní, přičemž mohou být umístěny tak, aby vyhovovaly méně škodlivým vstupním podmínkám.

Obdobně rozdílný povlak tepelné bariéry (TBC), například tloušťka nebo množství materiálu, může být proveden u trysek N v závislosti na jejich umístění v rámci tryskového stupně. Rovněž odlišné požadavky na chlazení a na konstrukci pro přizpůsobení se těmto rozdílným požadavkům na chlazení mohou být zajištěny pro různé trysky v závislosti na jejich předpokládaném umístění v rámci tryskového stupně.

Například u těch trysek, které jsou umístěny proti přidruženým spalovacím komorám a přechodovým kusům, u kterých je známo, že budou vystaveny menšímu tepelnému zatížení, může být zajištěno snížené průtokové chlazení.

V důsledku toho může mít každá tryska požadavky na konstrukci a chlazení odlišné od ostatních trysek příslušného stupně, takže bude s výhodou umístěna v rámci tryskových stupňů v závislosti na různých známých vstupních podmínkách kolem tryskového stupně.

Shora uvedený popis, týkající se trysek, je rovněž uplatnitelný pro jiné součásti turbíny, například pro věnce prvního stupně a ostatních stupňů turbíny. Vířivý vzor horkých spalovacích plynů, proudících ze spalovacích komor při proudění horkých plynů přes trysky rovněž vytváří kolísání průtokových charakteristik těch horkých plynů kolem věnců, umístěných v soustavě kolem lopatek turbínového stupně, například věnců 28 a 32.

Za předpokladu, že například vnitřní věnec je umístěn ve směru proudění za každou tryskou příslušného stupně, bude výhodné, aby průtokový vzor měl podobné odchylky jako na vstupu do přidružených trysek.

Například s odkazem na vyobrazení podle obr. 5, pak teplotní charakteristiky proudění, přicházejícího z trysky JL do věnce SI, budou vyšší, než u plynů, přicházejících do věnců S2 a S3 z trysek N2 a N3. Jelikož věnec nebo věnce, přijímající plyny o vyšší teplotě z trysek, mohou mít odlišné obvodové umístění, než tryska NI, přijímající plyny o nejvyšší teplotě, bude účinek obdobný. Takže věnec SI, přijímající plyny o nejvyšší teplotě, může mít odlišnou konstrukci, než věnce S2 a S3, přijímající chladnější plyny.

• κς-ν rtiy/Er· 'i.'·'’·“;. - —·· -5’:·;*$

9 9 9

9 · · ♦ · ·

9 999 ·· ····

Pro věnce může být zajištěno přídavné chlazení nebo povlaky o různé kvalitě nebo tloušťce. Věnce mohou být z konstrukčního hlediska robustnější, než přilehlé věnce, které přijímají chladnější plyny. V důsledku toho věnce různých stupňů mohou být s výhodou umístěny vzájemně vůči sobě kolem osy turbíny na základě odlišných podmínek horkých plynů, proudících do vstupní roviny věnců.

d

Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladným provedením, které je v současné době považováno za nejpraktičtější, je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na shora popsané provedení, neboť je naopak určen k pokrytí různých modifikací a ekvivalentních uspořádání, které spadají do myšlenky a rozsahu přiložených patentových nároků.

• « · · · 0 0' '· · · · « 0 λ · · té '* • 0 · 9 · 000 · · * · • 0 0 0 · 0 * ·· ··· ·· ·· ·· ····

J/

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob umísťování součástí a spalovacích komor vzájemně vůči sobě u plynové turbíny, mající obvodovou soustavu součástí (N, S) alespoň v části, vymezující dráhu horkých plynů turbínou, a množiny spalovacích komor pro proudění horkých spalovacích plynů příslušnými soustavami součástí, přičemž první součásti (NI, Sl) a druhé součásti (N2, S2) z každé soustavy součástí jsou vystaveny odlišným vstupním podmínkám horkých spalovacích plynů proudících z přidružené spalovací komory, vyznačující se tím, že obsahuje krok:

   výhodného umísťování první součásti (NI, Sl) vzhledem ke druhé součásti (N2, S2) v každé soustavě součástí v obvodovém umístění vůči přidružené spalovací komoře na základě odlišných vstupních podmínek součástí.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje hodnocení kvality prvních a druhých součástí a zajištění vyšší kvality u první součásti v rámci každé soustavy, než je kvalita druhé součásti.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené součásti zahrnují věnce (S).
4. 4. Způsob umísťování trysek a spalovacích komor vzájemně vůči sobě u plynové turbíny, mající obvodovou soustavu trysek (N) a množinu spalovacích komor (15) pro proudění horkých spalovacích plynů příslušnými soustavami přiléhajících trysek, přičemž první a druhé trysky (NI, N2) každé soustavy trysek jsou podrobeny odlišným vstupním podmínkám horkých spalovacích plynů, proudících z přidružené spalovací komory, vyznačující se tím, že obsahuje krok:

   výhodného umísťování první trysky (NI) vzhledem ke druhé trysce (N2) v rámci každé soustavy trysek v obvodovém

   umístění vůči přidružené spalovací komoře na základě odlišných vstupních podmínek trysek. 5. Plynová turbína, v y značující se tím, že obsahuje: obvodovou soustavu součástí (N, S) , alespoň částečně

   vymezující dráhu horkých plynů v turbíně, obvodovou soustavu spalovacích komor (15) pro proudění spalovacích horkých plynů podél dráhy horkých plynů přes příslušné soustavy přiléhajících součástí, přičemž první a druhé součásti (Nl, Sl, N2, S2) z uvedených soustav jsou podrobeny odlišným vstupním podmínkám spalovacích horkých plynů z příslušných k nim přidružených spalovacích komor, uvedená první součást (Nl, Sl) každé soustavy je umístěna v obvodovém místě vůči druhé součásti (N2, S2) každé soustavy a přidružené spalovací komory na základě odlišných vstupních podmínek, přičemž má kvalitativní rozdíly v porovnání s uvedenou druhou součástí.
5. 6. Plynová vyznačuj ící turbína podle nároku 5, tím, že každá uvedená první součást (NI, Sl) má zvýšenou chladicí kapacitu vzhledem k uvedené druhé součásti.
6. 7. Plynová turbína podle nároku 5, vyznačující se tím, že každá uvedená druhá součást (N2, S2) má sníženou chladicí kapacitu vzhledem k uvedené první součásti.
7. 8. Plynová turbína podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedená první součást (NI, Sl) je konstrukčně odlišná od uvedené druhé součásti (N2, S2).
8. 9. Plynová turbína podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedenými součástmi jsou věnce.
9. 10. Plynová turbína podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedenými součástmi jsou trysky.