DE102013112879A1 - Super telescopic transverse ignition tube and method for assembling a combustion chamber assembly - Google Patents
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- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/46—Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
- F23R3/48—Flame tube interconnectors, e.g. cross-over tubes
Abstract
Ein superteleskopisches Querzündrohr weist ein Querzündrohr auf, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die zusammenpassend in Eingriff stehen, wobei das Querzündrohr von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich verläuft, um einen Verbrennungsraum und einen benachbarten Verbrennungsraum fluidmäßig zu verbinden. Ebenfalls enthalten ist ein äußeres Schutzblech, das radial außerhalb zumindest eines Abschnitts des Querzündrohrs beabstandet ist und ihn umgibt. Ferner enthalten ist eine Feder, die von nahe dem ersten Endbereich zum zweiten Endbereich verläuft und zwischen dem Querzündrohr und dem äußeren Schutzblech angeordnet ist, wobei das Querzündrohr zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung teleskopisch bewegbar ist.A super-telescopic cross-fire tube includes a cross-fire tube having a first portion and a second portion that are matingly engaged, the cross-fire tube extending from a first end to a second end to fluidly connect a combustion chamber and an adjacent combustion chamber. Also included is an outer guard that is spaced radially outside of at least a portion of the crossfire tube and surrounds it. Also included is a spring which extends from near the first end region to the second end region and is arranged between the cross-ignition tube and the outer guard, the cross-ignition tube being telescopically movable between a first position and a second position.
Description
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK GENERAL PRIOR ART
Gegenstand der hier beschriebenen Erfindung sind Gasturbinensysteme, und insbesondere ein Querzündrohr, sowie ein Verfahren zur Montage einer Brennkammeranordnung. The subject of the invention described here are gas turbine systems, and in particular a transverse ignition tube, as well as a method for assembling a combustion chamber arrangement.
Benachbarte Brennkammern einer Gasturbine sind üblicherweise über ein Querzündrohr verbunden, um eine im Wesentlichen gleichzeitige Zündung und einen ausgeglichenen Druck in sämtlichen Verbrennungsräumen der Gasturbine zu gewährleisten. Das Querzündrohr ist üblicherweise mit den benachbarten Brennkammern über verschiedene Haltevorrichtungen einschließlich beispielsweise Schellen verbunden. Geometrische Vorgaben und räumliche Einschränkungen können die Fähigkeit zur Verwendung dieser Haltevorrichtungen beeinträchtigen. Die benachbarten Brennkammern können zudem als Modul montiert werden, das als Ganzes in eine Brennkammeranordnung eingesetzt wird. Eine derartige Montage kann die Halteverfahren einschränken, die häufig für Querzündrohre mit einem relativ starren Aufbau oder ein Querzündrohr mit eingeschränkter Flexibilität notwendig sind, um Platz für das Einsetzen des Moduls in die Brennkammeranordnung zu bieten, da zumindest ein Abschnitt des Querzündrohrs üblicherweise in dem Raum angeordnet ist, der das Modul aufnehmen soll. Der Einbau des Querzündrohrs erfordert ferner die korrekte Platzierung des Querzündrohrs bezogen auf andere Bauteile, wobei die Platzierung dem Ermessen oder der Vorgehensweise eines Anlagenbetreibers überlassen bleibt, wodurch es häufig zu menschlichem Versagen kommt. Neighboring combustors of a gas turbine are commonly connected via a crossfire tube to ensure substantially simultaneous ignition and balanced pressure in all combustion chambers of the gas turbine. The cross-firing tube is usually connected to the adjacent combustors via various fixtures including, for example, clamps. Geometric constraints and spatial constraints may affect the ability to use these fixtures. The adjacent combustion chambers can also be mounted as a module, which is used as a whole in a combustion chamber arrangement. Such mounting may limit the retention methods that are often necessary for transverse ignition tubes having a relatively rigid structure or a transverse ignition tube with limited flexibility to accommodate the insertion of the module into the combustion chamber assembly, as at least a portion of the transverse ignition tube is typically located in the space is to pick up the module. The installation of the crossfire tube also requires the correct placement of the crossfire tube relative to other components, with the placement being left to the discretion of the plant operator, which often results in human error.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein superteleskopisches Querzündrohr ein Querzündrohr auf, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die zusammenpassend in Eingriff stehen, wobei das Querzündrohr von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich verläuft, um einen Verbrennungsraum und einen benachbarten Verbrennungsraum fluidmäßig zu verbinden. Ebenfalls enthalten ist ein äußeres Schutzblech, das radial außerhalb zumindest eines Abschnitts des Querzündrohrs beabstandet ist und ihn umgibt. Ferner enthalten ist eine Feder, die von nahe dem ersten Endbereich zum zweiten Endbereich verläuft und zwischen dem Querzündrohr und dem äußeren Schutzblech angeordnet ist, wobei das Querzündrohr zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung teleskopisch bewegbar ist. In accordance with one aspect of the invention, a supertelescopic cross-firing tube includes a cross-firing tube having a first portion and a second portion matingly engaged, the cross-firing tube extending from a first end portion to a second end portion, fluidly around a combustion space and an adjacent combustion space connect to. Also included is an outer fender that is spaced radially outside at least a portion of the crosshead and surrounds it. Also included is a spring that extends from near the first end portion to the second end portion and is disposed between the cross-firing tube and the outer fender, the cross-firing tube being telescopically movable between a first position and a second position.
Das superteleskopische Querzündrohr kann ferner einen ersten Ring umfassen, der funktionsfähig mit einem Brennkammerbaugruppenteil verbunden ist, wobei der erste Ring mindestens ein Rotationssicherungsbauteil zum Eingriff in eine entsprechende Rotationssicherungsfläche nahe dem ersten Endbereich und/oder dem zweiten Endbereich des Querzündrohrs aufweist. The supertelescopic cross-firing tube may further include a first ring operatively connected to a combustor assembly part, the first ring having at least one anti-rotation member for engaging a corresponding anti-rotation surface near the first end portion and / or the second end portion of the transverse ignition tube.
Das mindestens eine Rotationssicherungsbauteil eines beliebigen zuvor erwähnten superteleskopischen Querzündrohrs kann eine nichtplanare Geometrie aufweisen und die entsprechende Rotationssicherungsfläche kann eine entsprechende nichtplanare Geometrie aufweisen. The at least one anti-rotation component of any aforementioned supertelescopic transfuse tube may have a non-planar geometry and the corresponding anti-rotation surface may have a corresponding non-planar geometry.
Der erste Ring eines beliebigen zuvor erwähnten superteleskopischen Querzündrohrs kann funktionsfähig mit dem Brennkammerbaugruppenteil nahe dem ersten Endbereich verbunden sein, wobei der erste Ring eine Vielzahl von Kühlbohrungen zum Kühlen des ersten Endbereichs umfasst. The first ring of any aforementioned supertelescopic transfuse tube may be operatively connected to the combustor assembly near the first end region, wherein the first ring includes a plurality of cooling bores for cooling the first end region.
Das superteleskopische Querzündrohr einer beliebigen zuvor erwähnten Ausführung kann ferner einen zweiten Ring umfassen, der funktionsfähig mit einem benachbarten Brennkammerbaugruppenteil nahe dem zweiten Endbereich des Querzündrohrs verbunden ist. The super-telescopic cross-fire tube of any of the aforementioned embodiments may further include a second ring operably connected to an adjacent combustor assembly near the second end region of the cross-firing tube.
Das mindestens eine Rotationssicherungsbauteil eines beliebigen zuvor erwähnten superteleskopischen Querzündrohrs kann eine Vielzahl von konischen Bereichen umfassen, wobei die entsprechende Rotationssicherungsfläche eine Vielzahl von entsprechenden konischen Bereichen umfassen kann. The at least one anti-rotation component of any aforementioned supertelescopic cross-firing tube may comprise a plurality of conical regions, wherein the corresponding anti-rotation surface may comprise a plurality of corresponding conical regions.
Der erste Ring eines beliebigen zuvor erwähnten superteleskopischen Querzündrohrs kann an das Brennkammerbaugruppenteil angeschweißt sein. The first ring of any aforementioned supertelescopic transfuse tube may be welded to the combustor assembly.
Das Brennkammerbaugruppenteil eines beliebigen zuvor erwähnten superteleskopischen Querzündrohrs kann ein Brennkammer-Flammrohr, ein das Brennkammer-Flammrohr umgebendes Blech und/oder ein das Blech umgebendes Luftabschirmblech umfassen. The combustor assembly of any of the aforementioned supertelescopic cross-firing tubes may include a combustor flame tube, a plate surrounding the combustion chamber flame tube, and / or an air shield plate surrounding the plate.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Brennkammeranordnung für eine Gasturbine eine Brennkammerbaugruppe und eine benachbarte Brennkammerbaugruppe auf, wobei die Brennkammerbaugruppe einen Verbrennungsraum umfasst und die benachbarte Brennkammerbaugruppe einen benachbarten Verbrennungsraum umfasst. Ebenfalls enthalten ist ein erster Ring, der funktionsfähig mit der Brennkammerbaugruppe verbunden ist. Ferner enthalten ist ein Querzündrohr, das von einem angrenzend an den ersten Ring angeordneten ersten Endbereich zu einem nahe der benachbarten Brennkammerbaugruppe angeordneten zweiten Endbereich verläuft. Ferner enthalten ist eine Feder, die von nahe dem ersten Endbereich zum zweiten Endbereich verläuft und zwischen dem Querzündrohr und einem äußeren Schutzblech angeordnet ist, das zumindest einen Abschnitt des Querzündrohrs umgibt. In another aspect of the invention, a combustor assembly for a gas turbine includes a combustor assembly and an adjacent combustor assembly, wherein the combustor assembly includes a combustion chamber and the adjacent combustor assembly includes an adjacent combustor. Also included is a first ring that is operatively connected to the combustor assembly. Also included is a cross-firing tube disposed from a first end portion disposed adjacent to the first ring to a second end adjacent to the adjacent combustor assembly End area runs. Also included is a spring that extends from near the first end portion to the second end portion and is disposed between the cross-firing tube and an outer fender that surrounds at least a portion of the cross-firing tube.
Das Querzündrohr der Brennkammeranordnung kann einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen, die zusammenpassend in Eingriff stehen, wobei das Querzündrohr zwischen einer ersten ausgezogenen Stellung und einer zweiten zusammengedrückten Stellung teleskopisch bewegbar ist. The crossfire tube of the combustor assembly may include a first portion and a second portion matingly engaged, the crossfire tube being telescopically movable between a first extended position and a second compressed position.
Der erste Ring einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann mindestens ein Rotationssicherungsbauteil zum Eingriff in eine entsprechende Rotationssicherungsfläche nahe dem ersten Endbereich umfassen. The first ring of any of the aforementioned combustor assemblies may include at least one anti-rotation member for engaging a corresponding anti-rotation surface near the first end portion.
Das mindestens eine Rotationssicherungsbauteil einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann eine nichtplanare Geometrie aufweisen und die entsprechende Rotationssicherungsfläche kann eine entsprechende nichtplanare Geometrie aufweisen. The at least one anti-rotation component of any of the aforementioned combustor assemblies may have a non-planar geometry and the corresponding anti-rotation surface may have a corresponding non-planar geometry.
Der erste Ring einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann eine Vielzahl von Kühlbohrungen zum Kühlen des ersten Endbereichs umfassen. The first ring of any of the aforementioned combustor assemblies may include a plurality of cooling bores for cooling the first end portion.
Die Brennkammeranordnung einer beliebigen zuvor erwähnten Ausführung kann ferner einen zweiten Ring umfassen, der funktionsfähig mit der benachbarten Brennkammerbaugruppe nahe dem zweiten Endbereich des Querzündrohrs verbunden ist. The combustor assembly of any of the aforementioned embodiments may further include a second ring operatively connected to the adjacent combustor assembly near the second end portion of the crosshead.
Das mindestens eine Rotationssicherungsbauteil einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann eine Vielzahl von konischen Bereichen umfassen, wobei die entsprechende Rotationssicherungsfläche eine Vielzahl von entsprechenden konischen Bereichen umfassen kann. The at least one anti-rotation component of any of the aforementioned combustor assemblies may include a plurality of conical regions, wherein the corresponding anti-rotation surface may comprise a plurality of corresponding conical regions.
Der erste Ring einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann an die Brennkammerbaugruppe angeschweißt sein. The first ring of any of the aforementioned combustor assemblies may be welded to the combustor assembly.
Der erste Ring einer beliebigen zuvor erwähnten Brennkammeranordnung kann an ein Brennkammer-Flammrohr, ein das Brennkammer-Flammrohr umgebende Blech und/oder ein das Blech umgebende Luftabschirmblech angeschweißt sein. The first ring of any of the aforementioned combustor assemblies may be welded to a combustor liner, a metal sheet surrounding the combustor liner, and / or an airshield surrounding the shell.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Montieren einer Brennkammeranordnung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Einsetzen eines ersten Abschnitts eines Querzündrohrs in einen Abschnitt einer Brennkammerbaugruppe. Ebenfalls umfasst es das Drehen des ersten Abschnitts des Querzündrohrs zum Ausrichten einer Rotationssicherungsfläche des ersten Abschnitts nach einem entsprechenden Rotationssicherungsmerkmal eines ersten Rings, der funktionsfähig mit der Brennkammerbaugruppe verbunden ist. Ferner umfasst es das zusammenpassbare In-Eingriff-Bringen eines zweiten Abschnitts des Querzündrohrs mit dem ersten Abschnitt, wobei eine Feder von dem ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt hin angeordnet wird. Weiterhin umfasst es das Zusammendrücken des Querzündrohrs aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung, in der Platz zum Einsetzen einer benachbarten Brennkammerbaugruppe in die Brennkammeranordnung geschaffen wird. In yet another aspect of the invention, a method of assembling a combustor assembly is provided. The method includes inserting a first portion of a crossfire tube into a portion of a combustor assembly. It also includes rotating the first section of the transverse firing tube to align a rotational securing surface of the first section with a corresponding rotational securing feature of a first ring operatively connected to the combustor assembly. Further, it includes matingly engaging a second portion of the transverse firing tube with the first portion, with a spring disposed from the first portion toward the second portion. It further comprises compressing the crosshead tube from a first position to a second position, providing space for inserting an adjacent combustor assembly into the combustor assembly.
Das Verfahren kann ferner das mechanische Befestigen des ersten Abschnitts an der Brennkammerbaugruppe umfassen. The method may further include mechanically attaching the first portion to the combustor assembly.
Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann ferner das Ausziehen des Querzündrohrs in die erste Stellung nach dem Einsetzen der benachbarten Brennkammerbaugruppe umfassen. Any previously mentioned method may further include extending the crosshead tube to the first position after insertion of the adjacent combustor assembly.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser ersichtlich. These and other advantages and features will become more apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Der als die Erfindung betrachtete Gegenstand wird in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung besonders ausgeführt und deutlich beansprucht. Die vorangehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich, in denen: The object considered as the invention is particularly pointed out and clearly claimed in the claims at the end of the description. The foregoing and other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
In der ausführlichen Beschreibung werden Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen als Beispiele unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In the detailed description, embodiments of the invention together with advantages and features will be described by way of example with reference to the drawings.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bezug nehmend auf
Während des Betriebs strömt Luft in den Verdichter
Unter Bezug auf
Das Querzündrohr
Entlang der Außenfläche
Unter Bezug auf
Sowohl der erste Ring
Während des Betriebs der Brennkammerbaugruppe
Unter Bezug auf
Um Platz für Abschnitte der Brennkammerbaugruppe
Wie in dem Ablaufdiagramm von
Die Erfindung ist zwar ausführlich in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Zahl von Ausführungsformen beschrieben worden, jedoch sollte es ohne Weiteres nachvollziehbar sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Die Erfindung kann vielmehr abgeändert werden, um jede beliebige Zahl von Varianten, Änderungen, Ersetzungen oder gleichwertigen Anordnungen zu umfassen, die bisher nicht beschrieben wurden, jedoch dem Geist und Geltungsbereich der Erfindung entsprechen. Zusätzlich versteht es sich, dass obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen. Die Erfindung ist folglich nicht so zu verstehen, dass sie durch die vorangehende Beschreibung beschränkt ist, sondern ist lediglich durch den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche beschränkt. While the invention has been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to these disclosed embodiments. Rather, the invention may be modified to encompass any number of variations, alterations, substitutions, or equivalent arrangements not heretofore described, but within the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that although various embodiments of the invention have been described, aspects of the invention may include only some of the described embodiments. The invention is therefore not to be understood as limited by the foregoing description, but is limited only by the scope of the appended claims.
Ein superteleskopisches Querzündrohr weist ein Querzündrohr auf, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die zusammenpassend in Eingriff stehen, wobei das Querzündrohr von einem ersten Endbereich zu einem zweiten Endbereich verläuft, um einen Verbrennungsraum und einen benachbarten Verbrennungsraum fluidmäßig zu verbinden. Ebenfalls enthalten ist ein äußeres Schutzblech, das radial außerhalb zumindest eines Abschnitts des Querzündrohrs beabstandet ist und ihn umgibt. Ferner enthalten ist eine Feder, die von nahe dem ersten Endbereich zum zweiten Endbereich verläuft und zwischen dem Querzündrohr und dem äußeren Schutzblech angeordnet ist, wobei das Querzündrohr zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung teleskopisch bewegbar ist. A supertelescopic cross-firing tube includes a cross-firing tube having a first portion and a second portion matingly engaged, the cross-firing tube extending from a first end portion to a second end portion to fluidly connect a combustion space and an adjacent combustion space. Also included is an outer fender that is spaced radially outside at least a portion of the crosshead and surrounds it. Also included is a spring that extends from near the first end portion to the second end portion and is disposed between the cross-firing tube and the outer fender, the cross-firing tube being telescopically movable between a first position and a second position.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Gasturbine gas turbine
- 12 12
- Verdichter compressor
- 14 14
- Brennkammerbaugruppe combustion chamber assembly
- 16 16
- Endabschlussbaugruppe Endabschlussbaugruppe
- 18 18
- Verbrennungsraum combustion chamber
- 20–2220-22
- Düsen jet
- 24 24
- Turbine turbine
- 26–2826-28
- Vielzahl von Stufen Variety of levels
- 30 30
- Verdichter-/Turbinenwelle Compressor / turbine shaft
- 32 32
- Brennkammerbaugruppe combustion chamber assembly
- 34 34
- Verbrennungsraum combustion chamber
- 40 40
- Querzündrohr crossfire tube
- 42 42
- Querzündrohranordnung Querzündrohranordnung
- 44 44
- erster Endbereich first end area
- 46 46
- Brennkammer-Flammrohr Combustor flame tube
- 48 48
- Blech sheet
- 49 49
- Luftabschirmblech Luftabschirmblech
- 50 50
- zweiter Endbereich second end area
- 52 52
- Brennkammer-Flammrohr Combustor flame tube
- 54 54
- benachbartes Blech adjacent sheet metal
- 56 56
- benachbartes Luftabschirmblech adjacent air shield
- 58 58
- erster Abschnitt first section
- 60 60
- zweiter Abschnitt second part
- 62 62
- Außenfläche outer surface
- 64 64
- Innenfläche palm
- 68 68
- innerer Bereich inner area
- 70 70
- Feder feather
- 72 72
- äußeres Schutzblech outside apron
- 80 80
- erster Ring first ring
- 82 82
- zweiter Ring second ring
- 84 84
- mittige Öffnung central opening
- 86 86
- Rotationssicherungsfläche Rotation locking surface
- 88 88
- mindestens ein Rotationssicherungsbauteil at least one anti-rotation component
- 90 90
- Vielzahl von Kühlbohrungen Variety of cooling holes
- 92 92
- mechanisches Verbindungselement mechanical connection element
- 94 94
- erste Stellung first position
- 96 96
- zweite Stellung second position
- 98 98
- Gewindestange threaded rod
- 100 100
- Verfahren zum Montieren einer Brennkammeranordnung Method for mounting a combustion chamber arrangement
- 102 102
- Einsetzen eines ersten Abschnitts eines Querzündrohrs in einen Abschnitt einer BrennkammerbaugruppeInserting a first portion of a crossfire tube into a portion of a combustor assembly
- 104104
- Ein erster Abschnitt des Querzündrohrs wird zum Ausrichten einer Rotationssicherungsfläche des ersten Abschnitts nach einem entsprechenden Rotationssicherungsmerkmal eines ersten Rings gedrehtA first portion of the transverse firing tube is rotated to align a rotational securing surface of the first portion with a corresponding rotational securing feature of a first ring
- 106 106
- Ein zweiter Abschnitt des Querzündrohrs wird zusammenpassbar mit dem ersten Abschnitt in Eingriff gebrachtA second portion of the transverse firing tube is matingly engaged with the first portion
- 108 108
- Das Querzündrohr wird aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zusammengedrückt The transverse ignition tube is compressed from a first position to a second position
Claims (10)
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2013
- 2013-11-18 JP JP2013237659A patent/JP2014102067A/en active Pending
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