DE2500226C2 - Ausdehnungsverbindung zwischen Abgaskanal und Abgasstutzen einer Gasturbinenabgasanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ausdehnungsverbindung zwischen dem Abgaskanal und dem Abgasstutzen einer Gasturbinenabgasanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Ausdehnungsverbindungen werden infolge von Bewegungen der Gasturbine und der Abgasanlage im Betneb starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt Daher ist die Lebensdauer üblicherweise verwendeter bekannter Ausaehnun^sverbindungen, die aus Metallteilen und MetallgeweLjn bestehen, durch frühzeitiges Auftreten von Ermüdt-ngsbrüchen auf verhältnismäßig kurze Standzeiten beschränkt

Aus der US-PS 33 15 704 ist eine flexible, abdichtende Verbindung für Rohre bzw. Kanäle bekannt, die sehr heiße Gase führen, wobei Flugzeuge und Raketen ais Anwendungsgebiete genannt sind und es sich bei den miteinander zuverbindenden Kanälen aucii um Stahlrohrabschnitte vor. Gasturbinen handein kann.

Diese bekannte flexible Ausdehnungsverbindung weist ein flexibles und abdichtendes Vcrbindungstci! in Form eines Balges auf, der mit seinen beiden zylindrischen Endabschnitten an den miteinander zu verbindenden Rohren bzw. Kanälen festzuspannen ist und aus mehreren Schichten aus Glasfasern und aus metallhaltigem Asbest besteht Im einzelnen weist das bekannte Verbindungstei! eine Schicht aus silikongumr. .!imprägniertem Glasfasergewebe, eine Stahlfolie, eine weitere Schicht aus silikongummiimprägniertem Glasfasergewebe und schließlich eine Schicht aus aluminiertem oder auch mit anderem reflektierendem und

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behandeltes Asbestgewebe auf.

Diese bekannte Ausdehnungsverbindung ist zwar flexibel und hochtemperaturbeständig, enthält aber eine &o Stahlfolie als tragendes Element die bei Dauerschwingbeanspruchung der Ermüdung ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktiv einfache, aber gut abdichtende und langlebige Ausdehnungsverbindung zwischen einem Gasturbinenabgaskanal und einem Gasturbinenabgasstutzen zu schaffen, insbesondere zur Anwendung bei stationären Gasturbinenanlagen, wobei die für eine lange Standzeit erforderliche mechanische Beanspruchung gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird bei einer Ausdehnungsverbindung der in Rede stehenden Gattung gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Anordnung gelöst

Die mit Metallfasern bewehrten Asbestschichten der erfindungsgemäßen Ausdehnungsverbindung können hinsichtlich ihrer Struktur in gewisser Weise mit glasfaserverstärktem Kunststoff verglichen werden. Dadurch erhält man neben einer hohen Temperaturbeständigkeit eine große mechanische Festigkeit der Asbestschichten. Die beiderseits der aus verfilzten Glasfasern bestehenden Mittelschicht befindlichen Glasfasergewebeschichtün der erfindungsgemäßen \usdehnungsverbindung bilden eine widerstandsfähige Umhüllung für die isolierende Mittelschicht die nur zur Isolation dient während die inneren und äußeren, metallfaserbewehrten Asbestschichten hochtemperaturbeständige, mechanisch feste Schichten bilden na die isolierende Mittelschicht halten und schützen.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise in ihren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialabschnitt durch eine Ausdehnungsverbindung nach der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt in der Ebene H-Il in Fig. 1, und

F«g. 3 eine Stirnans: ht einer Klemmvorrichtung für die in F i g. 1 dargestellte Ausdehnungsverbindung.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Gasturbinenabgasaniage 10. Die Abgasströmung verläuft von links nach rechts, wie durch den Pfeil A angedeutet ist Die Brennkammerabgase strömen durch eine Anzahl nicht dargestellter Turbinenstufen und gelangen anschließend in einen Abgaskanal 12 und von da aus in einen Abgasstutzen 14.

An üer Anschlußstelle von Abgaskanal 12 und Abgasstutzen 14 ist eine Ausdehnungsverbindung 16 angeordnet Diese Ausdehnungsverbindung weist eine innere Strömungskanalwand 18, eine äußere Strömungskanalwand 20, ein flexibles abdrhtendes Verbindungsteil 24 und zwei Klemmringe 26 und 26' auf.

Der Abgaskanal 12 weist einen Ringilansch 27 auf, an welchem ein Ringflansch 29 der inneren Strömungskanalwand 18 und ein Ringflansch 31 eines stromaufseitigsn Befestigungsringes 22 befestigt sind. Der Abgasstutzen 14 weist einen Ringflansch 33 auf, an welchem die äußere Strömungskanalwand 20 mit einem daran angeformten stromseitigen Befestigungsring befestigt ist Die innere Wand 18 und die äußere Wand 20 sind teleskopartig ineinandergeschoben.

Das flexible abdichtende Verbindungsteil 24 besteht aus Schichten oder Bändern aus Glasfasergewebe, einer isolierenden und schwingungsdämpfenden Schicht aus verfilzten Glasfasern und aus mit Hochtemperaturmetallfasern verstärkten Asbestschichten. Die Metallfasern

spielsweise aus einer Metallegierung mit etwa 67% Nickel und etwa 30% Kupfer. Das Verbindungsteil 24, dessen Schichtenaufbau in F i g. 2 mehr im einzelnen dargestellt ist weist eine isolierende Mitteilage 34 aus verfilzten Glasfasern auf. Radial außerhalb und radial innerhalb dieser isolierenden Mittelschicht 34 sind Glasfasergewebeschichten 36 und 36' angeordnet Diese isolierende Mittelschicht aus verfilzten Glasfasern verleiht die Ausdehnungsverbindung 16 Isolations- und Dämpfungsvermögen, während die Glasfasergewebeschichten 36 und 36' die isolierende Mittelschicht 34

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halten und schützen. Radial außerhalb der äußeren Glastasergewebeschicht 36 sind metallfaserbewehrte Asbestschichten 37 vorgesehen. Radial innerhalb der inneren Glasfasergewebeschicht 36' sind drei derartige Asbestschichten 38 angeordnet.

Das stromaufseitige Ende des flexiblen Verbindungsteils 24 ist gemäß F i g. 1 an dem stromaufeeitigen, dem Ringflansch des Turbinenabgaskanals 12 umgebenden Befesiigungsring 22 festgeklemmt Das stromaufseitige Ende des flexiblen Verbindungsteils 24 ist auf dem stromabseitigen Befestigungsring festgeklemmt der an der äußeren Kanalwand 20 angeformt und am Ringflansch 23 des Abgasstutzens 14 befestigt ist Der in F i g. 3 dargestellte Klemmring 26 ist entsprechend den Befestigungsringen kreisrund ausgebildet kann jedoch auch anders, beispielsweise quadratisch oder polygonal ausgebildet sein, falls der Abgaskaiial 12 und der Abgasstutzen eine entsprechende Form haben. Das flexible Verbindungstell 24 kann als nahtlose Schichtanordnung ausgebildet sein oder aus einem Stück eines vielschichtigen Bandmaterials, das um die Verbindungsstelle herumgewickelt ist und sich überlappt hergestellt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 25 OO

1. /iusdehnungsverbindung zwischen dem Abgaskanal und dem Abgasstutzen einer Gasturbinenabgasanlage, mit einem einerseits am Abgaskanal und andererseits am Abgasstutzen restzuspannenden flexiblen und abzudichtenden, mehrschichtigen Verbindungsteil mit Schichten aus Glasfasern und aus metallhaltigem Asbest, dadurch ge kenn zeichnet, daß das Verbindungsteis (24) eine isolierende Mittelschicht (34) aus verfilzten Glasfasern, innerhalb und außerhalb derselben jeweils eine Schicht (36,36') aus Glasfasergewebe, und innerhalb der inneren Glasfasergewebeschicht (35*) mindestens drei und außerhalb der äußeren Glasfaserschicht (36) mindestens zwei mit Metalifasern aus einer Hochtemperaturlegierung bewehrte Asbestschichten (37,38) aufweist

2. Ausdehnungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hochtemperaturlegierung zur Verstärkung der Asbestschichteti (37, 38) etwa 65% i 'ickel und etwa 30% Kupfer enthält