DE2500226A1 - Ausdehnungsverbindung zwischen dem abgaskanal und dem abgasstutzen einer gasturbinenanlage - Google Patents

Ausdehnungsverbindung zwischen dem abgaskanal und dem abgasstutzen einer gasturbinenanlage

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DE2500226A1 DE19752500226 DE2500226A DE2500226A1 DE 2500226 A1 DE2500226 A1 DE 2500226A1 DE 19752500226 DE19752500226 DE 19752500226 DE 2500226 A DE2500226 A DE 2500226A DE 2500226 A1 DE2500226 A1 DE 2500226A1
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    • F02K1/80—Couplings or connections
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    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/024—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube non-metallic

Description

,Tf >X V
PATK IfTANVALT
Dipl. ixe. R. HOLZEB
A UOSB U Κ <ί
PHIUITISIiWiLSKB-UTIUSIlU
W.716
Augsburg, den 3· Januar 1975
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.
Ausdehnungsverbindung zwischen dem Abgaskanal und dem Abgasstutzen einer Gasturbinenanlage
Die Erfindung betrifft eine Ausdehnungsverbindung zwischen dem Abgaskanal und dem Abgasstutzen einer Gasturbinenanlage, mit einem den Abgaskanal mit dem Abgasstutzen verbindenden
S09S32/0674
2b00226
flexiblen und abdichtenden Verbindungsteil,
Bekannte Ausdehnung verbindungen enthalten metallische Gewebe und !Metallteile, welche den Spannungen und Bewegungen der Gasturbine und der Abgasanlage ausgesetzt sind. Die Lebensdauer dieser bekannten Ausdehnungsverbindungen ist jedoch sehr begrenzt, da sie bei einem Gegendruck von 50 cm Wassersäule Ermüdungsbrüche erfahren. Manchmal beträgt die Standzeit nicht mehr als 50 Stunden.
Die gegenwärtig handelsüblichen Ausdehnungsverbindungen sind auch gegen äußere schädliche Einwirkungen empfindlich. Sie können wegen ihrer geringen Dämpfungsfähigkeit oder durch Vibrieren der Kanalverbindungen schadhaft werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache, aber trotzdem gut abdichtende Ausdehnungsverbindung zur leckströmungssicheren Verbindung zwischen einem Gasturbinenabgaskanal und einem Gasturbinenabgasstutzen zu schaffen.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Ausdehnungsverbindung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungsteil an seinen beiden
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Enden mittels ringförmiger Klemmelemente am Abgaskanal und am Abgasstutzen befestigt ist und daß das Verbindungsteil Glasfaserschichten und mit Verstärkungen aus einer Hochtemperaturme tallegierung bewehrte Asbestschichten aufweist·
Vorzugsweise sind drei mit Verstärkungen aus einer Hochtemperatur-Nickel-Kupfer-Legierung bewehrte Asbestschichten innerhalb einer inneren gewebten Glasfaserschicht und zwei derartige Asbestschichten außerhalb dieser Glasfaserschicht angeordnet·
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise in ihren Einzelheiten beschrieben· Es zeigen:
Fig· I einen Axialhalbschnitt durch
eine Ausdehnungsverbindung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt in der
Ebene II-II in Pig. I, und
Fig. 3 eine Stirnanaicht einer
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Klemmvorrichtung für ciie in Fi;-:α 1 dargestellte Ausdehnungsverbindung.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Gasturbinenabgasanlage 10. Die Abgasströmung verläuft in der Darstellung von links nach recnts, wie durch den Pfeil A angedeutet ist. Die Abgase der nicht dargestellten Brennkammern strömen durch eine Vielzahl von ebenfalls nicht dargestellten Turbinenstufen und gelangen anschließend in einen Abgaskanal 12 und von da aus in einen Abgasstutzen 14.
An der Verbindungsstelle der beiden etwa axial angeordneten Strömungswege 12 und 14 ist eine Ausdehnungsverbindung 16 angeordnet. Diese Ausdehnungsverbindung weist eine innere Strömungskanalwandung 18, eine äußere Strömungskanalwandung 20 mit einem stromabseitigen Befestigungsring, einen stromaufseitigen ßefestigungsring 22, ein flexibles abdichtendes Verbindungsteil 24 und zwei Klemmringe 26 und 26' auf.
Der Abgaskanal 12 weist einen Ringflansch 27 auf, an welchem ein Ringflansch 29 der inneren otrömungskanalwandung 18 und ein Ringflansch 31 des stromaufseitigen
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fjoGes 22 in geeigneter ./eise befestigt sind.
Der Abgasstutzen in v/eist einen Ringflansch 33 auf, an v;elcheiii die äußere Ströraungskanalwandung mit dem stromabseiticsn i3efestigungsrinc 20 befestigt ist. Die innere Wanduns l8 und die äußere wandung 20 sind etwa koaxial zueinander ausgebildet ünci sind teleskopartig ineinandergeschoben* Diese teleskoparti^e Anordnung verhindert, daß die heißen Abgase im Bereich der Ausdehnungsverbindung 16 übermäßige otrömungsschwingungen hervorrufen, v/elche Vibrationsschäden zur Folge haben könnten.
Das flexible abdichtende Verbindungsteil 24 besteht aus Schichten oder Bändern aus Glasfasergewebe, einer isolierenden und schwingungsdämpfenden Schicht aus verfilzten Glasfasern und aus mit Hochtemperaturmetallbewehrungen verstärkten Asbestschlchten. Die Asbestschichten sind mit Fasern aus einer Metallegierung verstärkt, welche im wesentlichen 67 % Nickel und 30 % Kupfer enthält. Das Verbindungsteil 21», von welchem ein Teil im Querschnitt und mehr im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, weist eine isolierende Mittellage 3^ aus verfilzten Glasfasern auf. Radial außerhalb und radial innerhalb
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dieser isolierenden i-littelschicht 3^ sind Glasfaser- ;;eT.,'ebeachichten 36 und 361 angeordnet. Die isolierende Mittelschicht aus verfilzten Glasfasern verleiht der Ausdshnungsverbindung IC Isolations- und D-impfun.rsvernögen, während ciie Glasfaser^sv/sosschichten 36 und 36' die isolierende Hittelschicht 3h aalten und schützen. Radial außerhalb der äußeren Glasfasergewebeschicht 3d sind zv/ei mit Bewehrungen aus einer :Iochtemperatur-i:ickeluupfer-Legierung verstärkte Asbestschienten 37 vorgesehen. Radial innerhalb aer inneren Glasfasergev/ebesciiicht 36' sind drei derartige Asbestschichten 38 angeordnete
Das stromaufseitir-e ^nde des flexiblen Verbinduncsteils 2h ist ^eriiäß i ir. 1 an dem stromaufseitigen, dem Rin^flansch des Turbinenabgaskanals 12 umgebenden Lefesti^ungsrin^ 22 festgeklemmt. Das stromabseitige inde des flexiblen VerLindungsteils 2h ist auf dem stromabseitigen ^efesti^^ungsring 20 festgeklemmt, der seinerseits arü Rincflansch 23 des A'cgasstutzens 14 befestigt ist« Der in ?ig. 3 dargestellte Klemmring 26 ist entsprechend den ßefestigungsringen 26 und 20 etwa kreisrund ausgebildet, kann jedoch auch anders, beispielsweise quadratisch oder polygonal ausgebildet sein, falls der Abgaskanal 12 und
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ORlGtNAL INSPECTED
der Ab^.asstutzen eine entsprechende Form besitzen. Das flexible Verbindung-steil 21I kann als nahtlose Schichtanordnung ausgebildet sein oder aus einem Stück eines vielschichtigen Bandmaterials, das um die Verbindungsstelle herumgewickelt ist und sich überlappt, hergestellt sein. »
Üie Erfindung kann, ohne den Rahmen des Lrfindungsgedankens zu verlassen, beispielsweise abgewandelt werden, indem statt der beschriebenen speziellen Hochtemperaturlegierung zur Verstärkung der Asbestschichten ein anderes Hochtemperaturmaterial Anwendung findet oder indem den jeweiligen Erfordernissen entsprechend eine andere Anzahl von Schichten gewählt wird. Außerdem können die Kanalwandungen 18 und 20 zur Bildung einer besseren Abdichtung zwischen ihnen eine feiner ineinanderpassende Anordnung bilden.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    :. 1. Ausdehnungsverbindung zwischen dem Abgaskanal und dem Abgasstutzen einer Gasturbinenabgasanlage, mit einem den Abgaskanal und den Abgasstutzen verbindenden flexiblen und abdichtenden Verbindungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungsteil (24) an seinen beiden Enden mittels ringförmiger Klemmelemente (26, 26f) am Abgaskanal (12) und am Abgasstutzen (14) befestigt ist und daß das Verbindungsteil Glasfaserschichten (34, 36, 36') und mit Verstärkungen aus einer Hochtemperatur-Metallegierung bewehrte Asbestschichten (37, 38) aufweist,
  2. 2. Ausdehnungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungsteil (24) eine isolierende Mittelschicht (34) aus verfilzten Glasfasern, innerhalb und außerhalb derselben jeweils mindestens eine Schicht (36, 36*) aus Glasfasergewebe, innerhalb der inneren Glasfasergewebeschicht mindestens drei und außerhalb der äußeren Glasfasergewebeschicht mindestens zwei der genannten hochtemperatürmetallbewehrten Asbestschichten aufweist.
    - 8 509832/0674
    2600226
  3. 3. Ausdehnungsverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die iiochtemperatur legierung zur Verstärkung der Asbes-tschichten (37, 38) etwa 65 % Nickel und etwa 30 % Kupfer enthält.
  4. 4. Ausdehnungsverbindung nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (12) einen sich stromabwärts erstreckenden Ansatz (18) aufifeist, der in einen stromaufwärts verlaufenden Ansatz (20) des Abgasstutzens (I1O hineinragt, jedoch einen radialen Abstand von diesem aufweist, und daß am Abgaskanal und am Abgasstutzen Befestigungsringe (20, 22) zur Befestigung des flexiblen Verbindungsteils (24) angeordnet sind, welche jeweils einen radialen Abstand von den genannten Ansätzen aufweisen.
    509832/067*
    L e e F s e i t e
DE2500226A 1974-02-06 1975-01-04 Ausdehnungsverbindung zwischen Abgaskanal und Abgasstutzen einer Gasturbinenabgasanlage Expired DE2500226C2 (de)

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