Geschweißtes Rohrverzweigungsstück, insbesondere für Gasturbinenanlagen
Die Erfindung betrifft ein geschweißtes Verzweigungsstück für plötzlichen starken
Temperaturveränderungen ausgesetzte Rohrleitungen, insbesondere in Gasturbinenanlagen,
mit einem in der Mittelebene der Verzweigung innen eingeschweißten Verstärkungssteg.Welded pipe branching piece, in particular for gas turbine systems
The invention relates to a welded junction for sudden strength
Pipelines exposed to temperature changes, especially in gas turbine systems,
with a reinforcement bar welded in on the inside in the middle plane of the branch.
Als Spitzenlastanlagen arbeitende Gasturbinen werden meist täglich
mehrmals an- und abgefahren, so daß die vom heißen Arbeitsgas beaufschlagten Teile
plötzlichen starken Temperaturveränderungen ausgesetzt sind. An den vom heißen Arbeitsgas
direkt angeströmten Teilen, wie dem Verstärkungssteg eines in die Brennkammer führenden
Verzweigungsstückes, sind die schockartig wirkenden Temperaturveränderungen und
die dadurch hervorgerufenen Wärmespannungen besonders groß.Gas turbines operating as peak load systems are mostly used on a daily basis
started and stopped several times, so that the parts exposed to the hot working gas
are exposed to sudden sharp changes in temperature. Of the hot working gas
parts directly exposed to the flow, such as the reinforcement web of one leading into the combustion chamber
Branching piece, are the shock-like temperature changes and
the resulting thermal stresses are particularly high.
Es ist bereits bekannt, bei lediglich durch inneren und äußeren Überdruck
beanspruchten Rohrverzweigungsstücken, innen in der Scheitelebene der Abzweigungen
liegend, abgeflachte und sichelförmig ausgebildete Verstärkungsstege anzuordnen.
Darüber hinaus hat man bereits bei einem geschweißten Hosenrohrstück den zwischen
die Abzweigstücke eingeschweißten sichelförmigen Verstärkungssteg zwecks stabilerer
Ausführung zusätzlich keilförmig gestaltet, wobei dieser mit seinen Sichelenden
über die Schweißnähte zwischen den Hauptstutzen und den Abzweigstutzen hinausragend
in die Wand des Hauptstutzens eingreift.It is already known when only through internal and external overpressure
stressed pipe branching pieces, inside in the vertex plane of the branches
to arrange lying, flattened and sickle-shaped reinforcing webs.
In addition, you already have the between
the branch pieces welded in sickle-shaped reinforcement web for the purpose of more stable
Execution also designed wedge-shaped, this with its sickle ends
protruding beyond the weld seams between the main connection piece and the branch connection piece
engages in the wall of the main nozzle.
Schließlich sind Gabelstücke für Dampferzeuger, die mit sehr hohem
Dampfdruck beaufschlagt in den Rohrkühlwänden des Feuerungsraumes angewendet werden,
mit in der Scheitelebene der Verzweigung eingesetztem und in besonderer Weise eingeschweißtem
Verstärkungssteg bekannt.Finally, fork pieces for steam generators are very high
Steam pressure is applied in the pipe cooling walls of the combustion chamber,
with inserted in the apex of the branch and welded in in a special way
Known reinforcement bar.
Alle diese bekannten Ausführungen sind jedoch für schroffe Temperaturänderungen
zu wenig wärmeelastisch ausgebildet und demzufolge für den eingangs beschriebenen
Zweck ungeeignet. Auch ist die gewünschte Wärmeelastizität nicht gegeben, wenn,
wie von rohrförmigen Wärmeübertragungskörpern oder von mit Längsrippen versehenen
Auskleidungsrohren für Feuerraumwände her bekannt ist, beliebige schlitzartige Einschnitte
im Verstärkungssteg vorgesehen sind.However, all these known designs are for abrupt temperature changes
too little thermally elastic and consequently for the one described at the beginning
Purpose unsuitable. The desired thermal elasticity is also not given if,
such as tubular heat transfer bodies or those provided with longitudinal ribs
Lining pipes for furnace walls is known ago, any slot-like incisions
are provided in the reinforcement bar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausführung des Verstärkungssteges
vorzuschlagen, die die bei schroffen Temperaturänderungen auftretenden schädlichen
Wärmespannungsspitzen, insbesondere an den Übergangsstellen vom Verstärkungssteg
zur Wand des Verzweigungsstückes, weitgehend vermeidet. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß der Verstärkungssteg zur Verbesserung seiner Wärmeelastizität
im Bereich seiner angeströmten Vorderkante in Strömungsrichtung verlaufende, vorn
offene Schlitze aufweist und in diesem Bereich mit Abstand von der Wand des Verzweigungsstückes
endet und daß der dahinterliegende Teil des Verstärkungssteges mit quer zur Strömungsrichtung
verlaufenden Schlitzen versehen ist.The object of the invention is to provide an embodiment of the reinforcement web
to propose the harmful effects that occur with abrupt temperature changes
Thermal stress peaks, especially at the transition points from the reinforcement web
to the wall of the branch piece, largely avoided. This is according to the invention
achieved in that the reinforcing web to improve its thermal elasticity
running in the direction of flow in the area of its front edge against which the flow is flowing, at the front
Has open slots and in this area at a distance from the wall of the branch piece
ends and that the part of the reinforcing web located behind it with transverse to the flow direction
extending slots is provided.
Nur in der gemeinsamen Anwendung der beanspruchten Merkmale besteht
die Erfindung.Only consists in the joint application of the claimed features
The invention.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachfolgend
erläutert. Es zeigt F i g. 1 den Längsschnitt durch ein Verzweigungsstück in dessen
Mittelebene, F i g. 2 die Ansicht aus Richtung A der F i g. 1. An einer Brennkammer
1 einer Gasturbinenanlage ist ein als Verzweigungsstück 2 ausgebildeter Eintrittsstutzen
angeordnet, in dessen Mittelebene 3 ein eingeschweißter Verstärkungssteg
4 vorgesehen ist. Der Verstärkungssteg 4 weist im Bereich seiner angeströmten
Vorderkante 5 in Strömungsrichtung verlaufende, nach vorn offene Schlitze 6 auf
und endet in diesem Bereich mit Abstand von der Wand des Verzweigungsstückes 2.
Der hinter den offenen Schlitzen 6 liegende Bereich des Verstärkungssteges 4 ist
mit quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Schlitzen 7 versehen.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows the longitudinal section through a branching piece in its central plane, FIG. 2 the view from direction A of FIG. 1. On a combustion chamber 1 of a gas turbine system, an inlet nozzle designed as a branching piece 2 is arranged, in the center plane 3 of which a welded-in reinforcing web 4 is provided. The reinforcing web 4 has in the area of its front edge 5 that is exposed to the flow in the direction of flow, open to the front slots 6 and ends in this area at a distance from the wall of the branch piece 2. The area of the reinforcing web 4 located behind the open slots 6 is transverse to the flow direction extending slots 7 provided.
Zwecks Herabsetzung der Kerbspannungen enden die Schlitze 6, 7, wie
an sich bekannt, in Bohrungen B.In order to reduce the notch stresses, the slots 6, 7 end as
known per se, in bores B.