DE102011052423A1

DE102011052423A1 - Anschlagblöcke eines Flammrohrs mit einsetzbaren Verschleißvorrichtungen und verwandten Verfahren

Info

Publication number: DE102011052423A1
Application number: DE102011052423A
Authority: DE
Inventors: Scott Bryan Bassani
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2012-02-16
Also published as: CN102434892A; JP2012036896A; CH703570A2; US20120036857A1

Abstract

Ein Anschlagblock (40) mit einsetzbaren Verschleißvorrichtungen (78) und Verfahren für die Montage der Verschleißvorrichtungen (78) innerhalb eines Anschlagblocks (40) werden offenbart. Die Verfahren können in der Regel umfassen, einen im Anschlagblock (40) definierten Schlitz zu vergrößern, um einen Hohlraum (60) zu bilden, einen Einfügesatz (62) im Hohlraum (60) zu fixieren und mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) auszustatten, die mit dem Einfügesatz (62) verbunden ist.

Description

ANWENDUNGSBEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Anschläge eines Flammrohrs für Gasturbinenbrenner und insbesondere auf Anschlagblöcke eines Flammrohrs mit einsetzbaren Verschleißvorrichtungen und verwandten Verfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gasturbinen umfassen normalerweise einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt. Der Verdichterabschnitt setzt Luft, die in die Turbine strömt, unter Druck. Die aus dem Verdichterabschnitt entströmende Druckluft strömt in den Verbrennungsabschnitt, der in der Regel durch eine Vielzahl von Brennern gekennzeichnet ist, die ringförmig um die Achse der Gasturbine angeordnet sind. Jeder dieser Brenner umfasst ein Flammrohr, das die Brennkammer des Brenners definiert. Luft, die in den Brenner strömt, wird mit Brennstoff vermischt und im Flammrohr verbrannt. Die heißen Verbrennungsgase strömen aus dem Flammrohr durch ein Zwischenstück zum Turbinenabschnitt der Gasturbine, um die Turbine anzutreiben und Strom zu erzeugen.
Das Flammrohr eines Gasturbinenbrenners ist in der Regel konzentrisch in einer Strömungshülse des Brenners angeordnet und radial nach innen davon beabstandet. Das vordere Ende des Flammrohrs in der Regel mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Anschlaglaschen (d. h. Steckeranschlägen) ausgestattet, die mit einer entsprechenden Anzahl an Anschlagblöcken (d. h. Steckbuchsenanschlägen) zusammenwirken und/oder sich verbinden, die an der Strömungshülse oder, bei einigen Ausführungsformen, am Brennkammergehäuse befestigt sind. Wenn das Flammrohr in der Strömungshülse montiert wird, gewährleisten die Anschläge eine ordnungsgemäße radiale und axiale Position des Flammrohrs in der Strömungshülse und verhindern gleichzeitig, dass sich das Flammrohr in eine axiale stromabwärtige Richtung (d. h. in Richtung des Zwischenstücks) bewegt.
Allgemein stützen die Anschläge des Flammrohrs das Flammrohr während der extremen Vibration und Wärme ab, die durch den Verbrennungsvorgang innerhalb des Brenners erzeugt wird. Oft führen durch Verbrennung verursachte Vibrationen und thermische Verformungen dazu, dass das Flammrohr, die Strömungshülse und andere Komponenten des Brenners vibrieren und sich ihre Positionen zueinander verändern. Das Flammrohr vibriert und verformt sich in der Regel thermisch insbesondere bezüglich der Strömungshülse. Es lässt sich sehr oft Verschleiß auf den Anschlägen des Flammrohrs feststellen, die durch eine solche Verformung und/oder Vibration bedingt sind. Dies kann zu einem Ausfall der Anschlaglasche und/oder des Anschlagblocks führen, was eine Fehlausrichtung des Flammrohrs in der Strömungshülse und/oder Schäden am Flammrohr oder an der Strömungshülse zur Folge haben kann.
Zur Vermeidung solcher Ausfälle wurde vorgeschlagen, dass der gesamte Anschlagblock eines Brenners aus einer gehärteten Legierung gebildet werden sollte, um den auftretenden Verschleiß zwischen Anschlagblock und Anschlaglasche zu reduzieren. Um jedoch auch einen solchen Anschlagblock in einem bestehenden Brenner vorzusehen, muss der bereits vorhandene Anschlagblock von der Strömungshülse entfernt werden, was mehrere Probleme mit sich bringen kann. Insbesondere erfordert die Entfernung des bestehenden Anschlagblocks, dass ein Wartungsarbeiter den Anschlagblock aus der Strömungshülse herausbohrt, was ein sehr arbeitsintensiver und langwieriger Prozess sein kann. Darüber hinaus beseitigt das Entfernen des ursprünglichen Anschlagblocks alle Positioniermittel, die in der ursprünglichen Auslegung für das Ausrichten des Anschlagblocks zur Strömungshülse eingearbeitet waren. Die Montage des neuen Anschlagblocks ist oft schwieriger und kann zu einer Fehlausrichtung des Anschlagblocks zur Strömungshülse führen. Darüber hinaus werden sowohl die bestehenden als auch die ersetzenden Anschlagblöcke oft aus relativ teuren Legierungen gebildet. Ein vollständiger Austausch eines Anschlagblocks kann zu erhöhten Materialkosten führen.
Dementsprechend wäre ein Anschlagblock eines Flammrohrs mit einsetzbaren Verschleißvorrichtungen und einem Verfahren zur Montage solcher Mittel innerhalb eines Anschlagblocks in der Technologie zu begrüßen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung aufgelistet, werden aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch praktische Anwendung der Erfindung erlernt werden.
In einem Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung Verfahren für die Montage von Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks eines Flammrohrs. Die Verfahren können in der Regel beinhalten, einen im Anschlagblock definierten Schlitz zu vergrößern, um einen Hohlraum zu bilden, einen Einfügesatz im Hohlraum zu fixieren und mindestens eine Verschleißvorrichtung auszustatten, die mit dem Einfügesatz verbunden ist.
In einem weiteren Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung einen Anschlagblock eines Flammrohrs für einen Brenner. Der Anschlagblock kann im Allgemeinen einen äußeren Block, der einen Hohlraum definiert, und einen im Hohlraum angeordneten Einfügesatz umfassen. Der Einfügesatz kann einen Kanal bestimmen, der konfiguriert ist, ein Gegenstück des Anschlagblocks aufzunehmen. Darüber hinaus kann der Anschlagblock mindestens eine mit dem Einfügesatz verbundene Verschleißvorrichtung umfassen.
In einem weiteren Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung einen Brenner mit einem Brennkammergehäuse, einer Strömungshülse und einem im Wesentlichen konzentrisch innerhalb der Strömungshülse angeordneten Flammrohr. Der Brenner kann mindestens eine Anschlaglasche umfassen, die an der i) Strömungshülse ii) dem Flammrohr und iii) dem Brennkammergehäuse befestigt ist, und mindestens einen Anschlagblock, der an einer anderen i) Strömungshülse ii) Flammrohr und iii) Brennkammergehäuse befestigt ist. Der Anschlagblock kann in der Regel so konfiguriert werden, dass er mit der Anschlaglasche ineinander greift. Der Anschlagblock kann weiterhin einen äußeren Block, der einen Hohlraum definiert, einen im Hohlraum angeordneten Einfügesatz und mindestens eine mit dem Einfügesatz verbundene Verschleißvorrichtung umfassen.
Diese und andere Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen besser verstanden. Die beiliegenden Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingearbeitet sind und einen Teil dieser darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung beinhaltet eine vollständige Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich der besten Fahrweise, und richtet sich an den Fachmann. Sie bezieht sich auf die beigefügten Figuren, in denen:
1 ein Querschnitt einer Ausführungsform eines Gasturbinenbrenners ist;
2 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform eines Anschlagblocks eines Flammrohrs und einer Anschlaglasche ist;
3 ein Flussdiagramm mit einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Montage von Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine perspektivische Ansicht von Ausführungsformen eines Anschlagblocks und eines Einfügesatzes ist, der in den Anschlagblock in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
5 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform eines Anschlagblocks eines Flammrohrs und dem Einfügesatz von 4 ist, die insbesondere das Einsetzen des Einfügesatzes zeigt, der einen länglichen Kanal definiert und innerhalb des Anschlagblocks in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
6 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform einer Verschleißvorrichtung ist, die in eine Ausführungsform des Einfügesatzes in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann; und
7 eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform eines montierten Anschlagblocks ist, einschließlich einsetzbarer Verschleißvorrichtungen in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun im Detail auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, wobei ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird zur Erklärung der Erfindung angebracht und nicht als Beschränkung der Erfindung. In der Tat wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können Eigenschaften, die als Teil einer Ausführungsform abgebildet oder beschrieben werden, mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden, um eine weitere Ausführungsform hervorzubringen. So ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung solche Modifikationen und Variationen abdeckt, die im Rahmen der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente auftreten.
Die vorliegende Erfindung zielt in der Regel auf einen Anschlagblock einschließlich einsetzbaren Verschleißvorrichtungen und einem Verfahren zur Montage solcher Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks ab. Zum Beispiel umfasst der offenbarte Anschlagblock in der Regel einen Einfügesatz mit einer oder mehreren verbundenen Verschleißvorrichtungen, die so konfiguriert sind, dass sie den auftretenden Verschleiß zwischen Anschlagblock und Anschlaglasche reduzieren. Durch die Verbindung solcher Verschleißvorrichtungen mit dem offenbarten Einfügesatz ist es nicht mehr notwendig, den ursprünglichen Anschlagblock zu ersetzen. Insbesondere kann ein Hohlraum innerhalb des ursprünglichen Anschlagblocks gebildet werden, der so konfiguriert ist, den Einfügesatz und die damit verbundenen Verschleißvorrichtungen aufzunehmen. Dementsprechend können die Kosten für das Entfernen des Anschlagblocks, wie Arbeits- und Materialkosten, beseitigt werden. Darüber hinaus kann durch die Verwendung des ursprünglichen Anschlagblocks die genaue Position des Anschlagblocks von der ursprünglichen Montage beibehalten werden. Des weiteren kann der Anschlagblock der vorliegenden Erfindung so konfiguriert werden, dass er eine standardisierte Größe und/oder Form besitzt, so dass er bei einer Vielzahl von verschiedenen Gasturbinen mit Anschlagblöcken unterschiedlicher Größen, Formen und/oder Konfigurationen verwendet werden kann.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Gasturbinenbrenners 20. Der Brenner 20 kann in der Regel ein im Wesentlichen zylindrisches Brennkammergehäuse 22 umfassen, das an einem Teil eines Gasturbinengehäuses 24 befestigt ist, wie zum Beispiel ein Auslassgehäuse eines Verdichters oder eine Brennkammereinhausung. Der Brenner 20 kann auch eine interne Strömungshülse 26 und ein Flammrohr 28 umfassen, welches im Wesentlichen konzentrisch innerhalb der Strömungshülse 26 angeordnet ist. Sowohl die Strömungshülse 26, als auch das Flammrohr 28 können sich an ihren stromabwärtigen Enden zu einem doppelwandigen Überströmkanal erstrecken, einschließlich einer Auftreffhülse 30 und eines innerhalb der Auftreffhülse 30 angeordneten Zwischenstücks 32. Es sollte jedoch beachtet werden, dass einige Gasturbinen nur einen einwandigen Überströmkanal umfassen. Darüber hinaus kann die Auftreffhülse 30 und die Strömungshülse 26 mit einer Vielzahl von Luftzufuhrlöchern 34 über einen Teil ihrer Flächen ausgestattet sein, wodurch die Druckluft aus dem Verdichterabschnitt der Gasturbine in den radialen Raum zwischen Flammrohr 28 und Strömungshülse 26 strömen kann.
Das Flammrohr 28 des Brenners 20 kann in der Regel eine im Wesentlichen zylindrische Brennkammer 36 definieren, in der Brennstoff und Luft eingelassen und verbrannt werden, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen. Das Flammrohr 28 kann an seinem stromabwärtigen Ende an das Zwischenstück 32 gekoppelt sein, so dass das Flammrohr 28 und das Zwischenstück 32 im Allgemeinen einen Strömungspfad für die heißen Verbrennungsgase bestimmen, die von jedem Brenner 20 zum Turbinenabschnitt einer Gasturbine strömen.
Das Flammrohr 28 kann auch eine oder mehrere männliche Anschlaglaschen 38 umfassen, die so konfiguriert sind, mit einem oder mehreren weiblichen Anschlagblöcken 40 zusammenzuwirken oder ineinander zu greifen, die an der Strömungshülse 26 oder, in einigen Ausführungsformen, am Brennkammergehäuse 22 befestigt sind. Insbesondere können die Anschlaglaschen 38 angepasst werden, um in einen Längsschlitz 52 geschoben werden zu können (2), der innerhalb der Anschlagblöcke 40 definiert ist, wie auch das Flammrohr 28 im Brenner 20 montiert ist, um so eine akkurate Umfangsausrichtung des Flammrohrs 28 in der Strömungshülse 26 zu gewährleisten. Darüber hinaus können die Anschläge 38, 40 auch genutzt werden, um die ordnungsgemäße Einbautiefe des Flammrohrs 28 zu kennzeichnen, sowie eine Verdrehung und/oder axiale Bewegung des Flammrohrs 28 während des Betriebs des Brenners 20 zu verhindern. Es sollte beachtet werden, dass bei alternativen Ausführungsformen die Anschlaglaschen 38 auf der Strömungshülse 26 oder dem Brennkammergehäuse 22 angeordnet werden können, während die Anschlagblöcke 40 auf dem Flammrohr 28 angeordnet werden können.
Bezugnehmend auf 2 zeigt die Abbildung perspektivische Ansichten von Ausführungsformen einer Anschlaglasche 38 eines Flammrohrs und eines Anschlagblocks 40 eines Flammrohrs. Im Allgemeinen kann der Anschlagblock 40 an einer Innenfläche 42 der Strömungshülse 26 befestigt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Anschlagblock 40 jedoch an einer Innenfläche des Brennkammergehäuses 22 befestigt werden. Zusätzlich kann die Anschlaglasche 38 an einer Außenfläche 44 des Flammrohrs 28 befestigt werden. Es sollte beachtet werden, dass der Anschlagblock 40 und die Anschlaglasche 38 an der Strömungshülse 26 und dem Flammrohr 28 mit jedem bekannten, geeigneten Mittel der Technik befestigt werden können. Zum Beispiel, wie in 2 dargestellt, kann der Anschlagblock 40 an eine Innenfläche 42 der Strömungshülse 26 geschweißt werden. Der Anschlagblock 40 kann ebenfalls einen Nagel, eine Stange oder andere Montagemerkmale (nicht dargestellt) umfassen, die sich durch die Strömungshülse 26 erstrecken, um einen weiteren Befestigungsmechanismus zwischen Anschlagblock 40 und Strömungshülse 26 zu ermöglichen. So kann auch die Anschlaglasche 38 an eine Außenfläche 44 des Flammrohrs 28 geschweißt werden. Es sollte jedoch beachtet werden, dass bei alternativen Ausführungsformen die Anschläge 38, 40 an den jeweiligen Brennerkomponenten mit Hilfe eines geeigneten Befestigungsmechanismus befestigt werden können, wie zum Beispiel unter Verwendung von Schrauben, Bolzen oder anderen bekannten mechanischen Befestigungen.
Im Allgemeinen sollte beachtet werden, dass der Anschlagblock 40 und die Anschlaglasche 38 so ausgelegt sein können, dass sie eine geeignete Form und/oder Konfiguration besitzen, damit die Anschlaglasche 38 sich mit dem Anschlagblock 40 verbinden und/oder einrasten kann, um so die Montage des Flammrohrs 28 zu erleichtern und/oder das Flammrohr 28 ordnungsgemäß innerhalb der Strömungshülse 26 (oder des Brennkammergehäuses 22) auszurichten und/oder eine Verdrehung und/oder axiale Bewegung des Flammrohrs 28 während des Betriebs des Brenners 20 zu verhindern. Zum Beispiel zeigt die Ausführungsform in 2, wie der Anschlagblock 40 ein im Wesentlichen ebenes oder flaches Ende 46, eine abgerundetes oder gekrümmtes Ende 48 und ein Paar Seitenwände 50 umfasst, die sich zwischen dem flachen Ende 46 und dem gekrümmten Ende 48 erstrecken. Der Anschlagblock 40 kann auch einen Längsschlitz 52 definieren, der konfiguriert ist, die Anschlaglasche 38 aufzunehmen. Der Längsschlitz 52 kann in der Regel aus dem flachen Ende 46 des Anschlagblocks 40 definiert werden und kann sich in Richtung des gekrümmten Endes 48 erstrecken. Wie in 2 gezeigt wird, kann die Anschlaglasche 38 in der Regel eine Basis 54 und einen im Wesentlichen rechteckigen Vorsprung 56 umfassen, der von der Basis 54 ausgeht, so dass die Anschlaglasche 38 in den Anschlagblock 40 hineingleiten und einrasten kann, wie auch das Flammrohr 28 in die Strömungshülse 26 montiert wird. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl ein einziger Satz an Anschlägen 38, 40 in 2 dargestellt ist, zwei, drei oder mehr Sätze an Anschlägen 38, 40 innerhalb jedes Brenners 20 beinhaltet sein können.
Wie bereits oben erwähnt, zielt die vorliegende Erfindung in der Regel auf einen Anschlagblock einschließlich einsetzbaren Verschleißvorrichtungen und einem Verfahren zur Montage solcher Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks ab. Daher wird eine allgemeine Ausführungsform des offenbarten Verfahrens anhand 3 beschrieben und im Einzelnen unter Bezugnahme auf 4–7 erklärt. Zusätzlich werden verschiedene Ausführungsformen des offenbarten Anschlagblocks anhand 4–7 beschrieben.
Bezugnehmend auf 3 wird eine Ausführungsform eines Verfahrens für die Montage der Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks dargestellt. Das Verfahren kann in der Regel beinhalten, einen im Anschlagblock definierten Schlitz zu vergrößern, um einen Hohlraum 302 zu bilden, einen Einfügesatz im Hohlraum 304 zu fixieren und mindestens eine Verschleißvorrichtung auszustatten, die mit dem Einfügesatz 306 verbunden ist. Wie oben angedeutet, ermöglicht das offenbarte Verfahren in der Regel, dass die Verschleißvorrichtungen innerhalb eines Anschlagblocks ohne einen Austausch des bestehenden Anschlagblocks montiert werden können. Das Verfahren wird hier in der Regel mit Bezug auf die Montage der Verschleißvorrichtungen in neuen und gebrauchten Anschlagblöcken beschrieben, die nicht ursprünglich dazu ausgelegt waren, solche Vorrichtungen zu umfassen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das offenbarte Verfahren auch verwendet werden kann, um neue Verschleißvorrichtungen in Anschlagblöcken schnell und effizient zu montieren, die bereits eine oder mehrere Verschleißvorrichtung umfassten. Es sollte auch beachtet werden, dass, obwohl die verschiedenen Elemente 302, 304, 306 vom offenbarten Verfahren in einer bestimmten Reihenfolge in 3 dargestellt sind, die Elemente in der Regel in beliebiger Reihenfolge im Einklang mit der Offenbarung ausgeführt werden können.
Bezugnehmend auf 4 zeigt die Abbildung perspektivische Ansichten von Ausführungsformen eines Anschlagblocks 40, der an einem Teil einer Strömungshülse 26 eines Brenners 20 angebracht ist (1). Insbesondere zeigt 4 Ausführungsformen des Anschlagblocks 40 bevor und nachdem er vergrößert wurde, um einen Hohlraum 60 in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung zu definieren. So kann der Anschlagblock 40 zunächst als ein Längsschlitz 52 definiert werden, der, wie oben erwähnt, konfiguriert ist, eine entsprechende Anschlaglasche 38 aufzunehmen (2). Jedoch, wie 4 zeigt, kann ein erweiterter Hohlraum 60 innerhalb des Anschlagblocks 40 gebildet werden, indem Material vom Anschlagblock 40 im Bereich neben dem Längsschlitz 52 verarbeitet oder anderweitig abgetragen wird. Dementsprechend kann in einer Ausführungsform der Hohlraum 60 ein größeres Volumen definieren, als das durch den Längsschlitz 52 definierte Volumen. In der Regel kann der Hohlraum 60 im Anschlagblock 40 gebildet werden, so dass ein Einfügesatz 62 in den Hohlraum 60 eingesetzt oder anderweitig angeordnet werden kann. Der Anschlagblock 40 kann in der Regel als Außenblock 64 fungieren, um den Einfügesatz 62 aufzunehmen. Es sollte beachtet werden, dass der Hohlraum 60 mit jedem geeigneten, bekannten Mittel der Technik gebildet werden kann. Zum Beispiel können verschiedene bekannte Bearbeitungsverfahren wie Fräsverfahren, Bohrverfahren und andere Präzisionsbearbeitungsprozesse verwendet werden, um den Hohlraum 60 innerhalb des Anschlagblocks 40 zu bilden.
In der Regel kann der Einfügesatz 62 und der Hohlraum 60 in jeder geeigneten Form und/oder Konfiguration ausgelegt sein, die es den Komponenten ermöglicht, wie hierin beschrieben zu funktionieren. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Einfügesatz 62 im Wesentlichen ähnlich zum Anschlagblock 40 konfiguriert werden. In der dargestellten Ausführungsform kann der Einfügesatz 62 ein im Wesentlichen ebenes oder flaches Ende 66, eine abgerundetes oder gekrümmtes Ende 68 und ein Paar Seitenwände 70 umfassen, die sich zwischen dem flachen Ende 66 und dem gekrümmten Ende 68 erstrecken. Wie in 4 kann der Hohlraum 60 eine entsprechende Form definieren, so dass der Einfügesatz 62 darin aufgenommen werden kann. Bei alternativen Ausführungsformen sollte beachtet werden, dass der Einfügesatz 62 und der entsprechende Hohlraum 60 im Wesentlichen in rechteckiger Form sein können oder andere beliebige geeignete Formen und/oder Querschnitte definieren können. Es sollte auch beachtet werden, dass der Einfügesatz 62 in der Regel aus jedem geeigneten Material gebildet werden kann. Der Einfügesatz 62 kann bei einer besonderen Ausführungsform aus einem relativ kostengünstigen Metall, wie zum Beispiel Stahl, gebildet werden.
Weiterhin bezugnehmend auf 4, kann der Einfügesatz 62 auch so konfiguriert werden, dass er innerhalb des Hohlraums 60 mit allen geeigneten, bekannten Mitteln der Technik befestigt wird. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Einfügesatz 62 so konfiguriert werden, dass er an den Anschlagblock 40 geschweißt wird. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Einfügesatz 62 eine oder mehrere Schweißnahtvorbereitungsvorrichtung(en) definieren, die so konfiguriert ist/sind, dass sie das Schweißen des Einfügesatzes 62 an den Anschlagblock 40 unterstützen. Zum Beispiel kann, wie dargestellt, der Einfügesatz 62 eine abgeschrägte oder abgefaste Kante 72 entlang Teile seines äußeren Umfangs definieren. Andere geeignete Schweißnahtvorbereitungsvorrichtungen können Nuten, Rillen, Kerben und dergleichen umfassen. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Einfügesatz 62 so konfiguriert sein, dass er innerhalb des Hohlraums 60 mit mechanischen Befestigungen, z. B. durch Verwendung von Bolzen oder Schrauben, oder mit jedem anderen geeigneten Befestigungsmechanismus und/oder bekannten Verfahren der Technik befestigt werden kann. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass, wenn der Einfügesatz 62 in den Anschlagblock 40 eingesetzt wird, es nicht erforderlich ist, ihn als Rohteil (z. B. einen massiven Materialblock) zu konfigurieren, wie in 4 dargestellt ist. Zum Beispiel kann der Einfügesatz 62 bei alternativen Ausführungsformen bearbeitete Merkmale wie einen Kanal 74 und/oder einen Vertiefungsbereich 76 mit Bezugnahme auf 5 und 6 und/oder eine oder mehrere Verschleißvorrichtung(en) umfassen, bevor er in den Anschlagblock 40 eingefügt wird.
Bezugnehmend auf 5 zeigt die Abbildung eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des im Hohlraum 60 des Anschlagblocks 40 befestigten Einfügesatzes 62. Insbesondere wird der Einfügesatz 62 gezeigt, wie er am Anschlagblock 40 entlang der an der Schnittstelle des Einfügesatzes 62 und des Anschlagblocks 40 definierten, abgeschrägten Kante 72 verschweißt ist. Wie 5 weiter zeigt, kann ein Kanal 74 innerhalb des Einfügesatzes 62 gebildet werden, so dass die Anschlaglasche 38 (2) des Flammrohrs 28 innerhalb des Kanals 74 aufgenommen werden kann, so wie das Flammrohr 28 innerhalb der Strömungshülse 26 montiert ist. Im Allgemeinen sollte beachtet werden, dass der Kanal 74 im Einfügesatz 62 gebildet werden kann und somit jede geeignete Form und/oder jeden Querschnitt definiert. Bei einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Kanal 74 die gleiche Größe, Form und/oder Abmessung wie der im Anschlagblock 40 (4) definierte Längsschlitz 52 definieren.
Es sollte beachtet werden, dass der Kanal 74 mit jedem geeigneten, Mittel gebildet werden kann. Zum Beispiel können verschiedene bekannte Bearbeitungsverfahren wie Fräsverfahren, Bohrverfahren und andere Präzisionsbearbeitungsprozesse verwendet werden, um den Kanal 74 innerhalb des Einfügesatzes 62 zu bilden. Zusätzlich kann der Kanal 74, wie oben angegeben, vor oder nach dem Einsetzen und/oder Befestigen des Einfügesatzes 62 im/am Anschlagblock 40 gebildet werden. Zum Beispiel kann der Einfügesatz 62 vorbearbeitet oder auf andere Weise gebildet werden (z. B. durch ein Formverfahren), so dass der Kanal 74 im Einfügesatz 62 vor dem Einsetzen des Einfügesatzes 62 in den Anschlagblock 40 definiert ist.
Bezugnehmend auf 6 zeigt die Abbildung eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform einer Verschleißvorrichtung, die in einem Einfügesatz 62 in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung beinhaltet sein kann. Die Verschleißvorrichtung umfasst eine Verschleißscheibe oder ein Verschleißband 78, welche(s) im Allgemeinen so konfiguriert ist, dass sie/es den auftretenden Verschleiß zwischen Anschlagblock 40 und Anschlaglasche 38 reduziert. Insbesondere kann das Verschleißband 78 aus jedem verschleißfesten Material gebildet werden, was dafür geeignet ist, Verschleiß zwischen Anschlagblock 40 und Anschlaglasche 38 zu verhindern oder zu reduzieren. Zum Beispiel können geeignete Materialien, die für das Verschleißband 78 verwendet werden Kobalt-Basislegierungen, wie FSX-14 und L-605, Nickel-Basislegierungen und andere strapazierfähige/gepanzerte Materialien umfassen.
In einer alternativen Ausführungsform sollte beachtet werden, dass die Verschleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine verschleißfeste Beschichtung umfasst, die auf der Oberfläche des im Einfügesatz 62 definierten Kanal 74 mit jedem geeigneten Verfahren, beispielsweise durch Schweißen, Metallsprühen, thermisches Spritzen, Diffusionsverfahren und dergleichen aufgetragen werden kann. Geeignete verschleißfeste Beschichtungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Beschichtungen mit einem oder mehreren der folgenden Materialien: Chromcarbid, Wolfram, Kobalt, STELLIT 6-Legierung, jedes geeignete strapazierfähige/gepanzerte Material und/oder andere Materialien, die, wenn sie für den Kanal 74 verwendet werden, die Verschleißfestigkeit des Einfügesatzes 62 erhöhen. In einer weiteren Ausführungsform kann der gesamte Einfügesatz 62 aus einem verschleißfesten Material gebildet werden. In einer solchen Ausführungsform kann der Einfügesatz 62 als Verschleißvorrichtung der vorliegenden Erfindung dienen. Geeignete, verschleißfeste Materialien umfassen Kobalt-Basislegierungen, wie FSX-14 und L-605, Nickel-Basislegierungen und andere strapazierfähige/gepanzerte Materialien.
Weiterhin bezugnehmend auf 6, kann in Ausführungen, bei denen die Verschleißvorrichtung aus einem Verschleißband 78 besteht, das Verschleißband 78 in der Regel jede geeignete Form und/oder Konfiguration haben, die es dem Band 78 ermöglicht, in den Einfügesatz 62 eingesetzt zu werden oder in anderer Weise innerhalb des Einfügesatz 62 angeordnet zu sein. Das Verschleißband 78 kann auch so konfiguriert sein, dass es eine längliche Öffnung 80 definiert. Zum Beispiel kann die Öffnung 80 bei einer Ausführungsform im Wesentlichen wie der im Einfügesatz 62 definierten Kanal 74 ähnlich geformt, beschichtet und/oder ähnlich dimensioniert sein und/oder dem im Anschlagblock 40 (4) definierten Längsschlitz 52 ähnlich sein. Es sollte beachtet werden, dass die Öffnung 80 angepasst werden kann, um mit der Anschlaglasche 38 einzurasten oder anderweitig die Anschlaglasche 38 (2) des Flammrohrs 28 aufzunehmen, so wie das Flammrohr 28 innerhalb der Strömungshülse 26 montiert ist. Dementsprechend kann das Verschleißband 78 in der Regel als Schnittstelle zwischen dem Einfügesatz 62 und der Anschlaglasche 38 fungieren und kann somit den auftretenden Verschleiß zwischen Anschlagblock 40 und Anschlaglasche 38 beim Betrieb des Brenners 20 reduzieren.
Darüber hinaus kann in einer Ausführungsform ein Vertiefungsbereich 76 innerhalb des Kanals 74 des Einfügesatzes 62 definiert und so konfiguriert werden, das Verschleißband 78 aufzunehmen. Wie in 6 gezeigt, kann ein Vertiefungsbereich 76 innerhalb des Einfügesatzes 62 durch Bearbeitung oder anderweitigem Entfernen von Material aus dem Einfügesatz 62 gebildet werden, so dass mindestens ein Teil des Kanals 74 vergrößert oder anderweitig erweitert ist. Bei einer Ausführungsform kann der Vertiefungsbereich 76 im Allgemeinen die gleiche Form, Größe und/oder Abmessungen des Verschleißbands 78 haben. Zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, kann der Vertiefungsbereich 76 so ausgebildet sein, dass, wenn das Verschleißband 78 in den Einfügesatz 62 eingesetzt wird, das Verschleißband 78 im Wesentlichen bündig mit dem Teil des Kanals 74 positioniert ist, der nicht vergrößert oder anderweitig durch die Bildung des Vertiefungsbereichs 76 erweitert ist. Es sollte beachtet werden, dass der Vertiefungsbereich 76 mit jedem geeigneten Mittel gebildet werden kann. Zum Beispiel können verschiedene bekannte Bearbeitungsverfahren wie Fräsverfahren, Bohrverfahren und andere Präzisionsbearbeitungsprozesse verwendet werden, um den Vertiefungsbereich 76 innerhalb des Einfügesatzes 62 zu bilden. Es sollte auch beachtet werden, dass bei alternativen Ausführungsformen ein Vertiefungsbereich 76 nicht innerhalb des Einfügesatzes 62 definiert werden muss. Zum Beispiel kann der Kanal 74 innerhalb des Einfügesatzes 62 gebildet werden, um so geeignete Abmessungen für die Aufnahme des Verschleißbands 78 zu definieren.
Bezugnehmend auf 7 zeigt die Abbildung eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform eines montierten Anschlagblocks 40, einschließlich einsetzbarer Verschleißvorrichtungen in Übereinstimmung mit den Aspekten der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, umfasst der Anschlagblock 40 in der Regel einen äußeren Block 64, einen Einfügesatz 62 und ein Verschleißband 78, die in der Regel wie oben beschrieben konfiguriert werden können. So kann der äußere Block 64 so konfiguriert werden, an einem Teil der Strömungshülse 26 befestigt zu sein, oder, ebenfalls möglich, am Brennkammergehäuse 22 des Brenners 20 (1). Darüber hinaus kann der äußere Block 64 in der Regel einen Hohlraum 60 definieren (4), um den Einfügesatz 62 aufzunehmen. Wie gezeigt, kann der Einfügesatz 62 im Allgemeinen einen Vertiefungsbereich 76 (6) in einem Kanal 74 zur Aufnahme des Verschleißbands 78 umfassen. Ferner kann das Verschleißband 78 so konfiguriert werden, dass es in den Vertiefungsbereich 76 passt und eine längliche Öffnung 80 definieren kann, die so konfiguriert ist, die Anschlaglasche 38 (2) des Flammrohrs 28 aufzunehmen. Dementsprechend kann das Verschleißband 78 als Schnittstelle zwischen dem Anschlagblock 40 und der Anschlaglasche 38 fungieren und kann somit den auftretenden Verschleiß zwischen den Komponenten reduzieren.
Diese schriftliche Beschreibung bedient sich zur Veröffentlichung der Erfindung an Beispielen, einschließlich der besten Fahrweise, um möglichst allen, die in der Lage sind, zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich Herstellung und Verwendung aller Geräte oder Anlagen und sämtlicher integrierter Methoden anzuwenden. Der patentierbare Umfang der Erfindung wird durch die Patentansprüche bestimmt und kann weitere Beispiele beinhalten, die dem Fachmann einfallen. Es ist beabsichtigt, dass diese anderen Beispiele im Rahmen der Patentansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente, die sich nicht von den Formulierungen der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente mit unwesentlichen Abweichungen von den Formulierungen der Patentansprüche enthalten.
Ein Anschlagblock 40 mit einsetzbaren Verschleißvorrichtungen 78 und Verfahren für die Montage der Verschleißvorrichtungen 78 innerhalb eines Anschlagblocks 40 werden offenbart. Die Verfahren können in der Regel umfassen, einen im Anschlagblock 40 definierten Schlitz zu vergrößern, um einen Hohlraum 60 zu bilden, einen Einfügesatz 62 im Hohlraum 60 zu fixieren und mindestens eine Verschleißvorrichtung 78 auszustatten, die mit dem Einfügesatz 62 verbunden ist.
Bezugszeichenliste

20: Gasturbinenbrenner
22: Brennergehäuse
24: Gasturbinengehäuse
26: Interne Strömungshülse
28: Flammrohr
30: Auftreffhülse
32: Zwischenstück
34: Luftzufuhrlöcher
36: Brennkammer
38: Männliche Anschlaglaschen (Stecker)
40: Weibliche Anschlagblöcke (Buchse)
42: Innere Oberfläche (der Hülse 26)
44: Äußere Oberfläche (des Flammrohrs 28)
46: Flaches Ende
48: Gekrümmtes Ende
50: Seitenwände
52: Längsschlitz
54: Basis
56: Vorsprung
60: Vergrößerter Hohlraum
62: Einfügesatz (IB)
64: Äußerer Block
66: Flaches Ende des IB
68: Abgerundetes oder gekrümmtes Ende des IB
70: Seitenwände des IB
72: Abgeschrägte Kante
74: Kanal
76: Vertiefungsbereich
78: Verschleißband
80: Öffnung
302: Anschlagblock
304: Hohlraum
306: Einfügesatz

Claims

Verfahren für die Montage von Verschleißvorrichtungen (78) innerhalb eines Anschlagblocks (40), der einen Schlitz (52) definiert, der konfiguriert ist, eine Anschlaglasche (38) aufzunehmen, wobei das Verfahren umfasst: Erweiterung des im Anschlagblock (40) definierten Schlitzes (52), um einen Hohlraum (60) zu bilden; einen Einfügesatz (62) im Hohlraum (60) zu fixieren; und mindestens eine dem Einfügesatz (62) zugehörige Verschleißvorrichtung (78) bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend die Bildung eines Kanals (74) im Einfügesatz (62), bevor oder nachdem der Einfügesatz (62) im Hohlraum (60) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kanal (74) im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der im Anschlagblock (40) definierte Schlitz (52) hat, so dass die Anschlaglasche (38) innerhalb des Kanals (74) aufgenommen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend die Einführung der mindestens einen Verschleißvorrichtung (78) in den Kanal (74), bevor oder nachdem der Einfügesatz (62) im Hohlraum (60) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend umfasst Ändern des Kanals (74), um einen Vertiefungsbereich (76) im Einfügesatz (62) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) im Vertiefungsbereich (76) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) aus einem Verschleißband (78) besteht und das Verschleißband (78) aus verschleißfestem Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verschleißband (78) innerhalb des Einfügesatzes (52) so angeordnet ist, dass die Anschlaglasche (38) das Verschleißband (78) berührt, wenn die Anschlaglasche (38) im Anschlagblock (40) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) eine verschleißfeste Beschichtung umfasst, die auf den Einfügesatz (62) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend die Befestigung des Einfügesatzes (62) am Anschlagblock (40).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Befestigen des Einfügesatzes (62) am Anschlagblock (40) umfasst, den Einfügesatz (62) an den Anschlagblock (40) zu schweißen, wobei der Einfügesatz (62) mindestens eine Schweißnahtvorbereitungsvorrichtung (72) an einer Schnittstelle des Einfügesatzes (62) und des Anschlagblocks (40) definiert.
Anschlagblock (40) für einen Brenner (20), wobei der Anschlagblock (40) umfasst: einen äußeren Block (64), der einen Hohlraum (60) definiert; einen im Hohlraum (60) angeordneten Einfügesatz (62), wobei der Einfügesatz (62) einen Kanal (74) definiert, der so konfiguriert ist, dass er eine passende Komponente des Anschlagblocks (40) aufnehmen kann; und mindestens eine dem Einfügesatz (62) zugehörige Verschleißvorrichtung (78).
Anschlagblock (40) nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) ein Verschleißband (78) umfasst, wobei das Verschleißband (78) aus verschleißfestem Material gebildet ist.
Anschlagblock (40) nach Anspruch 13, wobei der Einfügesatz (62) einen Vertiefungsbereich (76) im Kanal (74) definiert und das Verschleißband (78) im Vertiefungsbereich (76) angeordnet ist.
Anschlagblock (40) nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Verschleißvorrichtung (78) eine verschleißfesten Beschichtung aufweist, die auf den Kanal (74) aufgetragen ist.