DE60115236T2 - TRANSITION FOR A NON-WRAPPED GAS TURBINE CHAMBER - Google Patents

TRANSITION FOR A NON-WRAPPED GAS TURBINE CHAMBER Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings

Description

Die Erfindung betrifft ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern.The The invention relates to a transition piece for not annular Gas turbine combustion chambers.

Bekanntlich enthalten Gasturbinen einen Verdichter, dem von außen Luft zugeführt wird, um im Verdichter Druck aufzubauen.generally known Gas turbines contain a compressor, the outside air supplied is used to build up pressure in the compressor.

Die Druckluft gelangt in eine Reihe von in einer Düse endenden Brennkammern, in die ein Injektor Brennstoff einspritzt, der sich mit der Luft vermischt, um ein zu verbrennendes Gemisch von entzündbarer Luft zu bilden.The Compressed air enters a series of combustion chambers ending in a nozzle an injector injects fuel that mixes with the air, to form a combustible mixture of flammable air.

Danach werden die verbrannten Gase in Richtung der Turbine befördert, die die Enthalpie der verbrannten Gase in der Brennkammer in mechanische Energie transformiert, die einem Benutzer zur Verfügung steht.After that The burned gases are transported in the direction of the turbine, the the enthalpy of the burned gases in the combustion chamber into mechanical Transforms energy that is available to a user.

Es ist ebenfalls bekannt, dass die Übergangsstücke in einer Gasturbine im Wesentlichen ringförmige Elemente sind, von denen jedes dazu dient, eine zu dem Verbrennungssystem der Gasturbine gehörende Brennkammer mit der ersten Stufe der Gasturbine zu verbinden.It is also known that the transition pieces in a Gas turbine essentially annular Elements are, each of which serves to one to the combustion system belonging to the gas turbine Combustion chamber to connect to the first stage of the gas turbine.

Insbesondere enthalten die Brennkammern mehrere Elemente mit einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt, die mit Düsen ausgestattet sind, die um eine ringförmige Konstruktion angeordnet sind.Especially The combustion chambers contain a plurality of elements with a substantially cylindrical shape, with nozzles equipped, which are arranged around an annular construction are.

In ähnlicher Weise sind die Übergangsstücke mit einer ringförmigen Konstruktion angeordnet, um den Strom heißer verbrannter Gase aus den Brennkammern zu der ersten Stufe der Gasturbine zu lenken.In similar Way are the transition pieces with an annular Construction arranged to remove the flow of hot gases from the To direct combustion chambers to the first stage of the gas turbine.

Die Übergangsstücke weisen stromaufwärts eine für den Gasstrom ausgebildete Öffnung auf, die im Wesentlichen zylindrisch ist und dazu dient, den Gasstrom unmittelbar von der entsprechenden Brennkammer her aufzunehmen, und sind in einer Längsrichtung konfiguriert, so dass deren stromabwärts angeordnete Enden gekrümmte Segmente aufweisen, die sich in Richtung der ersten Stufe der Gasturbine öffnen.The transition pieces point upstream one for the Gas flow formed opening which is substantially cylindrical and serves to control the gas flow directly from the corresponding combustion chamber, and are in a longitudinal direction configured so that their downstream ends curved segments have, which open in the direction of the first stage of the gas turbine.

Dies bedeutet, dass die Übergangsstücke in der Lage sind, den einen hohen Enthalpiepegel aufweisenden Gasstrom, der von beabstandeten, im Wesentlichen zylindrischen Strömungskonfigurationen her empfangen wurde, gegen gekrümmte Segmente zu lenken, die gegenüber der ersten Stufe der Gasturbine eine ringförmige Anordnung bilden.This means that the transition pieces in the Are capable of the high enthalpy-containing gas stream, that of spaced, substantially cylindrical flow configurations was received, against curved To steer segments opposite the first stage of the gas turbine form an annular arrangement.

Das Schriftstück EA-A-753704 offenbart ein Beschränkungsstück, das eine Befestigungsverbindungsvorrichtung und einen Körper mit einer gegenüber der Gasturbinenachse parallelen Einlassachse aufweist.The document EA-A-753704 discloses a restriction piece which a fastening connection device and a body with one opposite the gas turbine axis parallel inlet axis.

Um die bestehenden technischen Probleme vorzustellen, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden, ist zu beachten, dass der gegenwärtig ständig steigende Bedarf nach einer Erhöhung der Leistung von Gasturbinen und einer Verlängerung der Intervalle zwischen den unterschiedlichen Wartungsstillstandszeiten sowie die drängende Forderung ei ner Reduzierung der durch die Gasturbine erzeugten Schadstoffemissionen auf ein Minimum, eine Optimierung sämtlicher in dem sogenannten Heißgaspfad eingesetzten Komponenten verlangt.Around to present the existing technical problems caused by the present invention solved be noted that the current ever-increasing need for an increase the performance of gas turbines and an extension of the intervals between the different maintenance downtime and the urgent requirement egg ner reduction of pollutant emissions generated by the gas turbine to a minimum, optimizing all in the so-called hot gas path required components required.

Insbesondere gehören zu diesen, den höchsten Temperaturen ausgesetzten Komponenten die Brennkammer, die Düsen und die Übergangsstücke.Especially belong to these, the highest Temperatures exposed components of the combustion chamber, the nozzles and the transition pieces.

Hier ist zu beachten, dass das Verbrennungssystem, da es gegenüber dem thermischen Trägerfluid eine Energiezufuhrfunktion erfüllt, das tatsächliche Herz des Turbinentriebwerks ist und daher dessen Emissionspegel bestimmt, und, entsprechend der Lebensdauer seiner eigenen Komponenten, außerdem die Intervalle des Betriebes zwischen Betriebsstillstandszeiten festlegt, die erforderlich sind, um Inspektionen an den Brennkammern durchzuführen.Here It should be noted that the combustion system, as it is compared to the thermal carrier fluid fulfills a power supply function, the actual Heart of the turbine engine is and therefore its emission level determined, and, according to the life of its own components, Furthermore the intervals of operation between downtimes specifies that are required to inspections of the combustion chambers perform.

Darüber hinaus stellt die Forderung, die Triebwerke betriebsmäßig mit höheren Kompressionsverhältnissen und Verbrennungstemperaturen weiterzuentwickeln, einen weiteren Grund für die Betonung der Problematik der heißen Komponenten dar.Furthermore Requires the engines to operate at higher compression ratios and further develop combustion temperatures, another reason for the emphasis on the problem of hot components.

Eine Verringerung der Emissionen bei gleichzeitiger Steigerung der Lebensdauer der Komponenten, und optional auch des Wirkungsgrads des Systems, ist auch ein allgemeines Ziel, das für die Klientel von Schwerlasttriebwerken von großem Interesse und für die Konstrukteure eine anregende technische Herausforderung ist.A Reduction of emissions while increasing lifetime the components, and optionally also the efficiency of the system, is also a common goal for the clientele of heavy duty engines of great Interest and for the designers is a stimulating technical challenge.

Insbesondere im Falle von Triebwerken, die sich gewisse Zeit im Einsatz befanden, ist es möglich, ausreichende statistische Daten zu sammeln, um die Parameter und Details zu ermitteln, die für das Erzielen von Gesamtverbesserungen wichtig sind, z.B. um die Kosten der Konstruktion und eines nachfolgenden Marketings zu rechtfertigen, optional in Nachrüstpaketen für den Anschlussmarkt.Especially in the case of engines that have been in use for some time, Is it possible, to gather sufficient statistical data to the parameters and To determine details for the Achieving overall improvements are important, e.g. around the cost to justify the construction and subsequent marketing, optional in retrofit packages for the Aftermarket.

Ein technisches Hauptproblem besteht daher im Wesentlichen darin, Lösungen zu finden, die eine Realisierung einer optimalen Zufriedenstellung des Kunden hinsichtlich der drei oben erwähnten Aspekte ermöglichen, und dies mittels innovativer Lösungen, die wirtschaftlich vertretbar sind.A major technical problem therefore consists essentially in finding solutions that enable realization of an optimal satisfaction of the customer with regard to the three aspects mentioned above, and this by means of innovative solutions solutions that are economically justifiable.

Um die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehenden technischen Probleme besser verstehen zu können, wird nun auf den folgenden Stand der Technik eingegangen.Around the technical related to the present invention To understand problems better, Now, the following prior art will be discussed.

Die Lösungen, die gegenwärtig eingesetzt werden, um die drei oben beschriebenen Ziele (größerer Wirkungsgrad, längere Lebensdauer des Triebwerks und geringere Schadstoffemissionen) zu erreichen, sind im Allgemeinen nicht in einem einzelnen Produkt vereint, sondern verteilen sich auf Bereiche unterschiedlicher Komponenten.The Solutions, the present be used to achieve the three objectives described above (greater efficiency, longer Engine life and lower pollutant emissions) too generally are not in a single product but are distributed to areas of different components.

Um die Lebensdauer und dementsprechend die Intervalle einer Inspektion der Brennkammern zu verlängern, werden im Allgemeinen Materialien, wie Stellit 6, mit denen Elemente beschichtet werden, die möglicherweise durch eine relative Schwingungsbewegung abgenutzt werden, und auf Nickel/Kobalt basierende Superlegierungen eingesetzt, die über hervorra gende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen verfügen.To extend the life and, accordingly, the intervals of an inspection of the combustors, materials such as stellite are generally used 6 which coats elements that may be worn by relative vibratory motion and uses nickel / cobalt based superalloys that have excellent mechanical properties and corrosion resistance at high temperatures.

Außerdem werden keramikartige Zusätze verwendet, um (unter denselben Kühlstrombedingungen) die Temperaturen des Metalls zu reduzieren, und auf Grundlage der gewonnenen Erfahrung wird die Konstruktion der Komponenten optimiert.In addition, will ceramic-type additives used, around (under the same cooling conditions) to reduce the temperatures of the metal, and based on the gained experience, the design of the components is optimized.

Bei bekannten Turbinentriebwerken wurde das ursprüngliche Verbrennungssystem sowohl hinsichtlich der Gesamtanordnung als auch der einzelnen Komponenten vollständig neuentwickelt.at known turbine engines became the original combustion system both in terms of the overall arrangement as well as the individual components Completely newly developed.

An die Stelle des ursprünglichen Systems mit sechs Brennkammern, die in zwei Reihen von drei parallelen Kammern angeordnet sind, die zu beiden Seiten des Triebwerks in einer gegenüber der Triebwerksachse rechtwinkligen Anordnung gestapelt sind, wobei zwischen den Auskleidungen und Übergangsstücken 90°-Anschlusskrümmer eingefügt sind, trat daher eine Anordnung, die durch Kammern charakterisiert ist, die gegenüber der Triebwerksachse lediglich um wenige Grade geneigt sind, sowie das unmittelbare Einfügen der Auskleidungen in das Übergangsstück, was zusätzliche Anschlusselemente überflüssig machte.At the place of the original Systems with six combustion chambers arranged in two rows of three parallel Chambers are arranged on either side of the engine one opposite the engine axis are arranged rectangular array, wherein interposed between the liners and transition pieces 90 ° elbow, Therefore, an arrangement characterized by chambers, the opposite the engine axis are inclined only by a few degrees, and the immediate insertion the linings in the transition piece, what additional Made connection elements redundant.

In diesem Ausführungsbeispiel sind daher sämtliche der in dem gegenwärtigen Stand der Technik bekannten Lösungen für die oben erwähnten drei Ziele (Wirkungsgrad, Lebensdauer des Triebwerks und geringere Schadstoffemissionen) verwirklicht, um eine Vorrichtungseinheit zu erhalten, die die Vorteile in sich konzentriert vereint.In this embodiment are therefore all the one in the present State of the art known solutions for the mentioned above three goals (efficiency, life of the engine and lower Pollutant emissions) realized to a device unit to receive that unites the advantages in itself.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern zu schaffen, das eine Optimierung der Leistung im Betrieb ermöglicht.A Object of the present invention is therefore a transition piece for not annular gas turbine combustors to create an optimization of performance in operation.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern zu schaffen, das einen verbesserten Wirkungsgrad im Betrieb erlaubt.A Another object of the invention is a transition piece for non-annular gas turbine combustors to create, which allows improved efficiency in operation.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern zu schaffen, das eine längere Lebensdauer des Triebwerks erlaubt.Yet Another object of the invention is to provide a transition piece for non-annular gas turbine combustors to create that longer life of the engine allowed.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Übergangsstück für ein nicht ringförmiges Gasturbinenbrennkammersystem zu schaffen, das geringere Schadstoffemissionen erzeugt.A Another object of the invention is a transition piece for a non-annular gas turbine combustor system to create lower pollutant emissions.

Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern erzielt, zu dem gehören: ein Körper, der einen zylindrischen Abschnitt entsprechend einem ersten Ende, das mit einer Öffnung zur Verbindung mit einer Brennkammer endet, und ein zweites Ende zur Verbindung mit der ersten Stufe einer Gasturbine aufweist, einen vorragenden Anschlussarm, der an dem Turbinenstator abstützt, wobei der vorragende Anschlussarm es ermöglicht, eine Einlassachse in einem Winkel von zwischen 5° und 7° zu einer Achse zu erhalten, die parallel zu der vorgesehenen Achse der Maschine und senkrecht zu der Ebene ist, in der der Rahmen zum Verbinden des Über gangsstücks mit dem zu der ersten Stufe der Gasturbine gehörenden Düsenring liegt.These and other objects are provided by a transition piece for non-annular gas turbine combustors achieved, which includes: a body, a cylindrical portion corresponding to a first end, that with an opening for connection to a combustion chamber ends, and a second end for connection to the first stage of a gas turbine, a protruding connecting arm, which is supported on the turbine stator, wherein the protruding connecting arm makes it possible to use an inlet axis in an angle of between 5 ° and 7 ° to an axis to get that parallel to the intended axis of the machine and perpendicular to the plane in which the frame is for joining of the transition piece with the belonging to the first stage of the gas turbine nozzle ring is located.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Übergangsstück einen Stützarm mit einem kreisförmigen oder elliptischen Körper auf, der an dem zweiten Abschlussende angeordnet ist und die Strömungsöffnung des Übergangsstücks umgibt, wobei der Stützarm mit einem kreisförmigen oder elliptischen Körper eine Oberseite und eine untere Seite aufweist, um seinerseits an die erste Stufe der Gasturbine angeschlossen zu werden.According to one preferred embodiment According to the present invention, the transition piece has a support arm with a circular or elliptical body located at the second terminal end and surrounding the flow opening of the transition piece, the support arm with a circular or elliptical body one Has top and a lower side, in turn to the first stage of the gas turbine to be connected.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der zylindrische Abschnitt entsprechend dem ersten Abschlussende eine auf Stellit 6 oder einem sonstigen ähnlichen Material basierende Antiverschleißbeschichtung auf.According to a preferred embodiment of the present invention, the cylindrical portion corresponding to the first terminal end on a stellite 6 or any other similar material based anti-wear coating.

Darüber hinaus ist die gesamte innere Oberfläche des Übergangsstücks mit einer Beschichtung vom TBC-Typ versehen, um die Temperatur des Metalls zu reduzieren.Furthermore is the entire inner surface of the transition piece with a coating of the TBC type provided to the temperature of the metal to reduce.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt der Abstand zwischen dem Zentrum des Einlasses des Übergangsstücks und der Auflageebene des Flansches zur Verankerung an dem Stator der Gasturbine zwischen 350 mm und 380 mm.According to another preferred Ausfüh In the exemplary embodiment of the present invention, the distance between the center of the inlet of the transition piece and the support plane of the flange for anchoring to the stator of the gas turbine is between 350 mm and 380 mm.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Körper des Übergangsstücks aus Nimonic 263 oder Hastelloy-X hergestellt sein.According to one another preferred embodiment of the present invention, the body of the transition piece of Nimonic 263 or Hastelloy-X be prepared.

Weitere Eigenschaften der Erfindung sind in den der vorliegenden Patentanmeldung beigefügten Ansprüchen definiert.Further Features of the invention are in the present patent application to the appended claims.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie ihre strukturellen und funktionalen Eigenschaften erschließen sich anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Figuren, die lediglich als ein veranschaulichendes, nicht beschränkend zu bewertendes Beispiel dienen:Further Objects and advantages of the present invention as well as its structural and functional properties can be deduced from the following Description and attached Figures are merely as illustrative, not restrictive evaluative example serve:

1 zeigt eine teilweise quergeschnittene Ansicht einer Gasturbine, die mit dem Übergangsstück gemäß der vorliegenden Erfindung für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern ausgerüstet ist; 1 shows a partially cross-sectional view of a gas turbine, which is equipped with the transition piece according to the present invention for non-annular gas turbine combustors;

2 zeigt in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern; 2 shows in a plan view of an inventive transition piece for non-annular gas turbine combustors;

3 zeigt eine Querschnittsansicht des Übergangsstücks in 2 entlang der Schnittebene III-III; 3 shows a cross-sectional view of the transition piece in 2 along the section plane III-III;

4 zeigt das Übergangsstücks nach 2–3 in einer Draufsicht; und 4 shows the transition piece after 2 - 3 in a plan view; and

5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Details, das zu dem Übergangsstück nach 2-4 gehört. 5 Figure 12 is a cross-sectional view of a detail following the transition piece 2 - 4 belongs.

Mit speziellem Bezug auf die oben erwähnten Figuren ist das Übergangsstück gemäß der vorliegenden Erfindung für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern global mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.With particular reference to the above-mentioned figures, the non-annular gas turbine combustor transition piece of the present invention is designated globally by the reference numeral 10 designated.

Das Übergangsstück 10 weist einen Körper 11 auf, der stromaufwärts unmittelbar aus der entsprechenden Brennkammer 25 den Strom verbrannter Gase aufnimmt und in Längsrichtung geeignet konfiguriert ist, um ein stromabwärts angeordnetes Ende aufzuweisen, das sich in Richtung der ersten Stufe 17 der Gasturbine 18 öffnet.The transition piece 10 has a body 11 upstream, directly from the corresponding combustion chamber 25 receives the stream of combusted gases and is suitably configured longitudinally to have a downstream end extending towards the first stage 17 the gas turbine 18 opens.

Insbesondere weist der Körper 11 des Übergangsstücks 10 einen einem ersten Ende entsprechenden zylindrischen Abschnitt 13 auf, der mit einer Öffnung 14 zur Verbindung mit einer Brennkammer 25 endet.In particular, the body points 11 of the transition piece 10 a cylindrical portion corresponding to a first end 13 up, with an opening 14 for connection to a combustion chamber 25 ends.

Der Körper 11 des Übergangsstücks 10 weist ferner ein zweites Abschlussende 16 auf, das mit der ersten Stufe 17 einer Gasturbine 18 verbunden ist und daher eine Strömungsöffnung 15 aufweist.The body 11 of the transition piece 10 also has a second end of completion 16 on, that with the first stage 17 a gas turbine 18 is connected and therefore a flow opening 15 having.

Das Übergangsstück 10 basiert somit auf einem Körper 11, der mit einem einen kreisförmigem oder elliptischen Körper aufweisenden Stützarm versehen ist, der an dem zweiten Abschlussende 16 angeordnet ist und die Strömungsöffnung 15 umgibt.The transition piece 10 is based on a body 11 which is provided with a circular or elliptical body having a support arm, which at the second terminal end 16 is arranged and the flow opening 15 surrounds.

Insbesondere weist der Stützarm mit einem kreisförmigen oder elliptischen Körper eine obere Seite 20 und eine untere Seite 21 auf.In particular, the support arm with a circular or elliptical body has an upper side 20 and a lower side 21 on.

Der Körper 11 ist mit elastischen Eigenschaften ausgestattet, um die im Zusammenhang mit seiner Verankerung an dem Stator der Gasturbine 18 auftretenden Spannungen auf ein Minimum zu reduzieren.The body 11 is equipped with elastic properties related to its anchoring to the stator of the gas turbine 18 to reduce the occurring stresses to a minimum.

Darüber hinaus ist der Körper 11 vorzugsweise aus Nimonic 263, oder alternativ aus Hastelloy-X, hergestellt und als mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete einstückige Komponente erzeugt, was die Zahl der erforderlichen Teile und die Montagedauer reduziert und auf diese Weise beträchtliche Einsparungen erlaubt.In addition, the body is 11 preferably from Nimonic 263, or alternatively from Hastelloy-X, and as denoted by the reference numeral 11 designated one-piece component generated, which reduces the number of required parts and the installation time, thus allowing considerable savings.

Der dem ersten Abschlussende entsprechende zylindrische Abschnitt 13 weist eine Antiverschleißbeschichtung auf, die aus Stellit 6 oder einem sonstigen Material hergestellt ist, das gegenüber dem an den Hula-Dichtungen der Auskleidungen verwendeten Material homolog ist.The cylindrical section corresponding to the first terminal end 13 has an anti-wear coating consisting of stellite 6 or any other material that is homologous to the material used on the hula seals of the liners.

Darüber hinaus ist auf der gesamten inneren Oberfläche des Körpers 11 des Übergangsstücks 10 eine Beschichtung vom TBC-Typ angebracht, um die Temperatur des Metalls zu reduzieren.In addition, on the entire inner surface of the body 11 of the transition piece 10 a TBC-type coating is applied to reduce the temperature of the metal.

Das Übergangsstück 11 weist ferner einen als Ganzes durch das Bezugszeichen 22 bezeichneten vorragenden Anschlussarm auf, der für Halt an dem Turbinenstator sorgt.The transition piece 11 also has a reference numeral as a whole 22 designated protruding connecting arm which provides support on the turbine stator.

An seinem eigenen Abschlussende weist der vorragende Anschlussarm 22 außerdem ein Loch 30, das zu dessen eigenem Anschluss an der ersten Stufe der Gasturbine 18 dient, und einen Zentrierzapfen 31 auf.At its own end, the protruding connecting arm 22 also a hole 30 to its own connection to the first stage of the gas turbine 18 serves, and a centering pin 31 on.

Die Geometrie des Übergangsstücks 11 ist auf diese Weise gegenüber dem bekannten Stand der Technik völlig neugestaltet.The geometry of the transition piece 11 is completely redesigned in this way compared to the known state of the art.

In der Tat weist das Übergangsstück eine Einlassachse in einem Winkel von zwischen 5° und 7° zu einer Achse auf, die parallel zu der vorgesehenen Achse der Maschine ist, und ist senkrecht zu der Ebene, in der ein Rahmen zum Verbinden des Übergangsstücks 10 mit dem zu der ersten Stufe der Gasturbine 18 gehörenden Düsenring liegt.In fact, the transition piece has one An inlet axis at an angle of between 5 ° and 7 ° to an axis which is parallel to the intended axis of the machine, and is perpendicular to the plane in which a frame for connecting the transition piece 10 with that to the first stage of the gas turbine 18 belonging nozzle ring is located.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass der Abstand zwischen dem Zentrum des Einlasses des Übergangsstücks 10 und der Auflageebene des Flansches zur Verankerung an dem Stator der Gasturbine zwischen 350 mm und 380 mm beträgt.In addition, it should be noted that the distance between the center of the inlet of the transition piece 10 and the support plane of the flange for anchoring to the stator of the gas turbine is between 350 mm and 380 mm.

Insbesondere sind gemäß der beschriebenen Erfindung die wichtigsten Funktionsparameter: Tmax des Gases < 1300° und Pmax des Gases < 10 Ata.Especially are according to the described Invention the main functional parameters: Tmax of the gas <1300 ° and Pmax of gas <10 Ata.

Die unterbreitete Beschreibung verdeutlicht die Eigenschaften und Vorteile des den Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellenden Übergangsstücks für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern.The provided description clarifies the features and benefits of the subject of the present invention representing transition piece for not annular Gas turbine combustion chambers.

Die folgenden Schlussfolgerungen und Kommentare dienen dazu, die Vorteile deutlicher und genauer zu definieren.The The following conclusions and comments serve the advantages to define more clearly and more accurately.

Insbesondere die Eliminierung des intermediären Krümmers, mit der Anordnung der Brennkammern in dem Spalt zwischen den Flanschen auf dem Stator der Turbine und dem Verdichteransaugluftzufuhrrohr (das weiter in dem unterem Be reich durch die Anwesenheit der vorderen Traggabel des Triebwerks beschränkt ist), in Verbindung mit dem Vorsehen neuer Auskleidungen mit geringer LHE-Emission, mit in dem Kopf ausgebildeten Verdünnungslufteinspeisungslöchern und kalendrierten Hula-Dichtungen, die mit Antiverschleißmaterial beschichtet sind, führten zu der Neukonstruktion des Übergangsstücks, mit eingesetzten Materialien und einer Konfiguration, die sich optimal für industrielle Gasturbinen eignen.Especially the elimination of the intermediate manifold, with the arrangement of the combustion chambers in the gap between the flanges on the stator of the turbine and the compressor intake air supply pipe (This continues in the lower area due to the presence of the front Limited support fork of the engine is) in conjunction with the provision of new liners with less LHE emission, with dilution air feed holes formed in the head and calendered hula seals that come with anti-wear material coated, led to the redesign of the transition piece, with used materials and a configuration that is optimal for industrial Gas turbines are suitable.

Da diese Anmeldung für den Anschlussmarkt konstruiert ist und daher vordefinierte Beschränkungen von Geometrien und Funktionsparametern aufweist, hat die Konstruktion der einzelne Komponenten und deren Integration in das System zu der Entwicklung von Einzelheiten geführt, die mit Blick auf Konstruktionsentwurf und Funktionalität innovativ sind.There this application for the aftermarket is constructed and therefore predefined limitations of geometry and function parameters has the construction the individual components and their integration into the system too The development of details led with a view to construction design and functionality are innovative.

Angesichts der betriebsmäßigen Bedingungen des Triebwerks, für das diese Anmeldung geplant ist, wurde eine Definition der speziellen geometrischen Parameter erforderlich, um die funktionalen Eigenschaften zu erreichen, die für eine Integration des Verbrennungssystems als Ganzes erforderlich sind.in view of the operational conditions of the engine, for That this application is planned, has a definition of the special geometric parameters required to maintain the functional properties to achieve that for integration of the combustion system as a whole is required.

Das so geformte Übergangsstück 11 weist ein optimales geometrisches Profil auf, das u. A. dazu geeignet ist, thermische Spannungen innerhalb von akzeptablen Grenzen einzuschränken.The shaped transition piece 11 has an optimal geometric profile, the u. A. is suitable for limiting thermal stresses within acceptable limits.

Die beschriebene besondere Konstruktion des Übergangsstücks 11 ermöglicht eine gesteigerte strukturelle Stabili tät mit einer daraus folgenden Verringerung von Schwingungsbewegungen.The described special construction of the transition piece 11 allows for increased structural stability with a consequent reduction in vibratory motion.

Um es zusammenzufassen, es wurde ein Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern geschaffen, das die wesentlichen Vorteile sowohl einer einfacheren Montage und Demontage als auch einer verbesserten mechanischen Gesamtzuverlässigkeit und eines höheren Wirkungsgrads des damit ausgerüsteten Triebwerks ermöglicht.Around To sum up, it has become a transition piece for non-annular gas turbine combustors created that has the essential advantages of both a simpler Assembly and disassembly as well as improved overall mechanical reliability and a higher one Efficiency of the so equipped Engine allows.

Die theoretischen und experimentellen Ergebnisse waren ausreichend zufriedenstellend, um annehmen zu lasse, dass das System in allgemein vertriebenen Gasturbinen verwendet werden kann.The theoretical and experimental results were sufficiently satisfactory to assume that the system is generally distributed Gas turbines can be used.

Es ist offenkundig, dass an dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellenden Übergangsstück für nicht ringförmige Gasturbinenbrennkammern viele Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von den Grundzügen der Neuheit abzuweichen, die dem veranschaulichten erfinderischen Konzept eigen ist.It It is apparent that the subject of the present invention performing transition piece for not annular Gas turbine combustors made many changes can, without the basics to deviate from the novelty that illustrated the inventive Concept is intrinsic.

Letztendlich ist es offensichtlich, dass in dem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung für die veranschaulichten Einzelheiten den Anforderungen entsprechend beliebige Formen und Abmessungen verwendet und durch andere aus technischer Sicht äquivalente Formen und Abmessungen ersetzt werden können.At long last it is obvious that in the practical embodiment the invention for the Illustrated details according to the requirements according to any Shapes and dimensions used and equivalent by others from a technical point of view Shapes and dimensions can be replaced.

Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.Of the The scope of the invention is defined by the appended claims.

Claims (5)

Übergangsstück (10) zur Verbindung von nicht ringförmigen Gasturbinenbrennkammern mit den ersten Stufen einer Gasturbine, das einen röhrenförmigen Körper (11) aufweist, der einen zylindrischen Abschnitt (13) entsprechend einem ersten Ende, das mit einer ersten Öffnung (14) zur Verbindung mit einer Brennkammer (25) endet, und ein zweites Ende (16) zur Verbindung mit der ersten Stufe (17) einer Gasturbine (18) aufweist, wobei der Körper (11) eine Befestigungsverbindungsvorrichtung (22) aufweist, die an dem Übergangsstück (10) angebracht ist und einen röhrenförmigen, aus dem Körper herausragenden und zum Befestigen des Übergangsstücks (10) an der ersten Stufe (17) der Gasturbine (18) gekrümmten Vorsprung aufweist, wobei der Körper (11) eine Einlassachse in einem Winkel von zwischen 5° und 7° zu einer Achse aufweist, die parallel zu der vorgesehenen Achse der Maschine und senkrecht zu der Ebene ist, in der ein Rahmen zum Verbinden des Übergangsstücks (10) mit dem zu der ersten Stufe der Gasturbine (18) gehörenden Düsenring liegt.Transition piece ( 10 ) for connecting non-annular gas turbine combustors to the first stages of a gas turbine comprising a tubular body ( 11 ) having a cylindrical portion ( 13 ) corresponding to a first end connected to a first opening ( 14 ) for connection to a combustion chamber ( 25 ) ends, and a second end ( 16 ) for connection to the first stage ( 17 ) a gas turbine ( 18 ), wherein the body ( 11 ) a fastening connection device ( 22 ), which at the transition piece ( 10 ) and a tubular, protruding from the body and for securing the transition piece ( 10 ) at the first stage ( 17 ) of the gas turbine ( 18 ) has curved projection, wherein the body ( 11 ) an inlet axis at an angle of between 5 ° and 7 ° to an axis parallel to the intended axis of the machine and perpendicular to the plane in which a frame for connecting the transition piece (Fig. 10 ) with that to the first stage of the gas turbine ( 18 ) belonging nozzle ring is located. Übergangsstück (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (13) an der ersten Öffnung (14) eine aus Stellit 6 oder einem anderen, ähnlichen Material hergestellte Antiverschleißbeschichtung aufweist.Transition piece ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the cylindrical section ( 13 ) at the first opening ( 14 ) one of stellite 6 or another anti-wear coating made of similar material. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung vom TBC-Typ auf der gesamten inneren Oberfläche des Übergangsstücks (10) ange bracht ist.Transition piece according to Claim 1, characterized in that a TBC-type coating is applied over the entire inner surface of the transition piece ( 10 ) is attached. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der röhrenförmige Körper (11) aus Nimonic 263 oder Hastelloy X hergestellt ist.Transition piece according to claim 1, characterized in that the tubular body ( 11 ) from Nimonic 263 or Hastelloy X is made. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Zentrum des Einlasses des Übergangsstücks (10) und der Auflageebene des Flansches zur Verankerung an dem Stator der Gasturbine (18) zwischen 350 mm und 380 mm beträgt.Transition piece according to claim 1, characterized in that the distance between the center of the inlet of the transition piece ( 10 ) and the support plane of the flange for anchoring to the stator of the gas turbine ( 18 ) is between 350 mm and 380 mm.
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