KR101107460B1 - Connection part assembly for gas turbine combustor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터빈공간과 연소실을 이어주는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 특히, 이음부 어셈블리의 연결링에 형성된 채널부상에 열처리를 통해 제거 가능한 임시부착물을 부착시키고, 상기 연결링의 외측에 인너링을 끼워 넣어 임시부착물의 외주면에 지지되도록 위치시킨 후, 상기 인너링과 연결링 사이를 용접하여 서로 연결시킨 다음, 상기 인너링과 연결링 사이에 개재된 임시부착물을 열처리를 통해 제거하여 제작함으로써, 가스터빈 연소기의 후단부 연결링과 인너링 사이의 용접부위에서 자주 발생하던 크랙(crack)에 의한 파손을 방지할 수 있는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법을 제공한다.The present invention relates to a joint assembly of a gas turbine combustor connecting a turbine space and a combustion chamber, and a method of manufacturing the same, and in particular, attaching a temporary attachment removable through heat treatment to a channel portion formed in a connection ring of the joint assembly, and Place the inner ring on the outer side of the ring so as to be supported on the outer circumferential surface of the temporary attachment, and then weld the inner ring and the connection ring to each other to connect each other, and then heat-treat the temporary attachment interposed between the inner ring and the connection ring. The present invention provides a joint assembly of a gas turbine combustor and a method of manufacturing the same, which can be prevented from being damaged by cracks that frequently occur at the welded portion between the rear end connection ring and the inner ring of the gas turbine combustor. .

Description

가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법.{Connection part assembly for gas turbine combustor and manufacturing method thereof}Joint part assembly for gas turbine combustor and manufacturing method

본 발명은 터빈공간과 연소실을 이어주는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이음부 어셈블리의 연결링과 인너링 사이의 용접부위에서 자주 발생하던 크랙(crack)에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있고 이음부 부분의 내구성을 향상시킬 수 있는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint assembly of a gas turbine combustor connecting a turbine space and a combustion chamber, and to a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to cracks, which frequently occur in a welding portion between a connection ring and an inner ring of a joint assembly. Provided are a joint assembly of a gas turbine combustor capable of preventing damage caused by damage in advance and improving durability of a joint part, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 가스터빈에 설치되는 연소실은 압축기로부터 공급된 고압의 공기를 연소시켜 고온 고압의 연소가스를 발생시키고 이를 터빈으로 공급하는 역할을 한다. 따라서 가스터빈에 설치되는 연소실은 매우 큰 열부하를 받는다. 열부하로부터 연소실을 보호하기 위해 다양한 냉각방법 및 이를 위한 다양한 연소실의 내벽 구조가 개발되어 왔다.In general, the combustion chamber installed in the gas turbine burns the high pressure air supplied from the compressor to generate a high temperature and high pressure combustion gas and supplies it to the turbine. Therefore, the combustion chamber installed in the gas turbine receives a very large heat load. Various cooling methods and various inner wall structures of the combustion chamber have been developed to protect the combustion chamber from heat load.

연소실을 냉각시키기 위한 방법들 중 대표적인 냉각방법에는 충돌제트 냉각 방법 및 막 냉각방법 등이 있다. 충돌제트 냉각방법은 고온의 연소가스가 접촉하는 접촉면의 안쪽에 냉각유체의 제트(분류)를 분사시킴으로써 연소가스와 접촉하는 접촉면의 온도를 감소시키는 방법이다. 그리고 상기 막 냉각방법은 고온의 연소가스가 접촉하는 접촉면에 슬롯 또는 다수의 구멍을 형성시켜 이 구멍을 통해 원하는 냉각부위에 냉각공기를 제공함으로써 고온의 연소가스와 접촉하는 접촉면 사이에 일종의 냉각공기를 이용한 단열막을 형성시켜 접촉면을 보호하는 방법이다.Typical cooling methods for cooling the combustion chamber include a collision jet cooling method and a membrane cooling method. The impingement jet cooling method is a method of reducing the temperature of the contact surface in contact with the combustion gas by injecting a jet (classification) of a cooling fluid into the contact surface in contact with the hot combustion gas. In the membrane cooling method, a slot or a plurality of holes are formed in a contact surface where hot combustion gas is contacted to provide cooling air to a desired cooling part through the hole, thereby providing a kind of cooling air between the contact surfaces which are in contact with the hot combustion gas. It is a method of protecting a contact surface by forming the used thermal insulation film.

도 1은 종래 터빈 연소실 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에서와 같이 종래 터빈 연소실은, 실질적으로 연소실 벽면을 형성하는 연소실 라이너(Combustion Liner; 1, 이하 'CL'이라 한다)와 상기 연소실 라이너(1)로부터의 고온의 연소가스를 터빈측으로 전달하는 도입관(Transition Piece; 2, 이하 'TP'라 한다)으로 구성되며, 상기 CL(1)과 TP(2)는 각각, 이너튜브(10)(20) 외부를 아우터튜브(12)(22)가 감싸는 이중관 구조를 가진다.1 is a view schematically showing a conventional turbine combustion chamber structure. As shown in FIG. 1, a conventional turbine combustion chamber is configured to deliver a combustion chamber liner (hereinafter, referred to as “CL”) and a high temperature combustion gas from the combustion chamber liner 1 substantially to form a combustion chamber wall. It is composed of an introduction tube (Transition Piece; 2, hereinafter referred to as 'TP'), the CL (1) and TP (2), respectively, the outer tube 12, 22 outside the inner tube (10, 20) It has a double tube structure wrapped around it.

상기 아우터튜브(12)(22)에는 외부의 냉각공기가 도입될 수 있도록, 도면과 같이 다수의 공기 유입구(14)(24)가 형성되어 있다. 따라서, 외부로부터 아우터튜브(12)(22)와 이너튜브(10)(20) 사이에 형성된 유로(16)(26)로 냉각공기가 지속적으로 공급되며, 상기 유로(16)(26)로 도입된 냉각공기는 규칙 또는 불규칙한 패턴의 유동을 유지하면서 유로를 따라 이동하면서 연소가스와 직접적으로 접촉하는 상기 이너튜브(10)(20)와 연소가스와는 직접적으로 접촉하지 않는 상기 아우터튜브(12)(22) 사이에 고온의 가스로부터 상기 CL(1) 및 TP(2)를 보호하기 위한 공기층을 형성한다. A plurality of air inlets 14 and 24 are formed in the outer tubes 12 and 22 so that external cooling air can be introduced therein. Therefore, cooling air is continuously supplied from the outside to the flow paths 16 and 26 formed between the outer tubes 12 and 22 and the inner tube 10 and 20, and introduced into the flow paths 16 and 26. The cooled air is moved along the flow path while maintaining a regular or irregular pattern of flow while the inner tube 10 and 20 are in direct contact with the combustion gas and the outer tube 12 is not in direct contact with the combustion gas. An air layer is formed between the 22 to protect the CL 1 and the TP 2 from the hot gas.

도 2는 상기한 종래 터빈 연소실에서 연소실 라이너(CL)와 도입관(TP)이 상호 연결되는 이음부에 대한 구성을 보여주기 위한 연소실의 분해 사시도이다. 도 2와 같이 종래 가스터빈 연소실의 경우, 상기 CL(1)과 TP(2)의 연결을 위해 도 2에서와 같은 스프링 씰(Spring seal, 3)을 이용하고 있다. 상기 스프링 씰(3)은 도면에서와 같이 볼록하게 라운드진 형태로 구성되어 반경방향으로 탄성 확장이 가능하고, 따라서 상기 CL(1)와 TP(2) 사이에 개입되었을 때 상기 TP(2)의 도입구측 내단에 긴밀히 밀착될 수 있다.FIG. 2 is an exploded perspective view of a combustion chamber for illustrating a configuration of a joint portion in which a combustion chamber liner CL and an introduction pipe TP are interconnected in the conventional turbine combustion chamber. In the case of a conventional gas turbine combustion chamber as shown in FIG. 2, a spring seal 3 as shown in FIG. 2 is used to connect the CL 1 and the TP 2. The spring seal 3 has a convex rounded shape as shown in the figure to enable elastic expansion in the radial direction, and thus, when the spring seal 3 is interposed between the CL 1 and the TP 2, It may be in close contact with the inner end of the inlet side.

상기 스프링 씰(3)을 통해 상호 연결이 이루어지는 CL(1)와 TP(2) 사이의 이음부의 경우 도 1을 통해 설명한 냉각방식을 이용한 냉각공기에 의해서도 직접적으로 보호가 되지 않는 관계로, 고온의 연소가스로부터 상기 이음부를 보호하기 위한 별도의 냉각수단이 요구된다. 종래에는 상기 CL(1) 배출측 외단에 도면에서와 같은 별도의 냉각채널(Cooling Channel, 4, 5a)을 형성시켜 고온의 연소가스로부터 상기 이음부가 보호되도록 하였다. The joint between CL (1) and TP (2) interconnected via the spring seal 3 is not directly protected by cooling air using the cooling method described with reference to FIG. Separate cooling means are required to protect the joint from combustion gases. Conventionally, a separate cooling channel (Cooling Channel, 4, 5a) as shown in the drawing to the outer end of the CL (1) discharge to protect the joint from the hot combustion gas.

상기 냉각채널(4, 5a)은 연결링(5)의 길이방향을 따라 기계적인 가공을 통해 분리격벽(4a)을 형성하고 그 위에 인너링(Inner ring, 4b)을 덮어 냉각유로를 형성시킨 것이다. 종래에는 이와 같은 구조의 냉각유로를 통한 직접적인 냉각방법을 이용하여 상기 CL(1)와 TP(2) 사이의 이음부가 고온의 연소가스로부터 보호되도록 하였다. The cooling channels 4 and 5a form a separation partition 4a through mechanical processing along the longitudinal direction of the connection ring 5 and cover the inner ring 4b to form a cooling flow path. . Conventionally, the joint between the CL (1) and the TP (2) is protected from the hot combustion gas by using a direct cooling method through the cooling passage of the structure.

여기서, 상기 연결링(5)의 외측에 인너링(4b)을 결합하는 경우, 연결링(5)의 냉각채널(5a) 주위에 형성된 지지단(6)에 인너링(4b)을 지지한 상태에서 상기 연결 링(5)과 인너링(4b)이 만나게 되는 테두리 부분을 용접하여 결합하게 되는데, 이때, 도 3에서와 같이, 연결링(5)과 인너링(4b)의 용접부분 안쪽, 즉, 인너링(4b)이 지지된 지지단(6) 형성 부위가 미세하게 갈라져 있기 때문에, 이렇게 갈라진 부분에 고온의 연소가스에 의해 열응력이 집중되어 크랙(Crack;C) 발생의 원인이 되며, 이는 장치 유비 보수에 막대한 손실을 끼치게 되는 문제가 있었다.In this case, when the inner ring 4b is coupled to the outside of the connection ring 5, the inner ring 4b is supported on the support end 6 formed around the cooling channel 5a of the connection ring 5. In the connecting ring 5 and the inner ring (4b) is joined to weld the edge portion that meets, in this case, as shown in Figure 3, that is, inside the welding portion of the connection ring 5 and the inner ring (4b) Since the formation of the supporting end 6 on which the inner ring 4b is supported is minutely cracked, thermal stress is concentrated on the cracked part by hot combustion gas, which causes cracks (C). This caused a huge loss in equipment maintenance.

이에, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리의 제작시, 연결링의 채널부상에 녹는점이 낮은 임시부착물을 부착시킨 다음, 상기 임시부착물의 외면에 연결링을 지지한 상태에서 상기 인너링과 연결링를 서로 용접하여 연결시킨 후, 인너링과 연결링 사이의 임시부착물을 열처리를 통해 제거하는 과정을 거쳐 제작함으로써, 연결링과 인너링 사이의 용접부위에서 자주 발생하던 크랙(crack)에 의한 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 및 그 제작방법을 제공하는 데에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to attach a temporary attachment having a low melting point on the channel portion of the connection ring when manufacturing the joint assembly of the gas turbine combustor, and then the temporary After connecting the inner ring and the connecting ring by welding the inner ring and the connecting ring to each other in a state in which the connecting ring is supported on the outer surface of the attachment, the temporary ring between the inner ring and the connecting ring is manufactured by a heat treatment to manufacture the connecting ring and the inner ring. An object of the present invention is to provide a joint assembly of a gas turbine combustor and a method of manufacturing the same, which can improve durability by preventing cracks caused by cracks frequently occurring at welds therebetween.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 제작방법은, 연결링에 형성된 채널부상에 열처리를 통해 제거 가능한 임시부착물을 부착시키는 단계와; 상기 연결링의 외측에 인너링을 끼워 넣어 임시부착물의 외주면에 지지되도록 위치시키는 단계와; 상기 인너링과 연결링 사이를 용접하여 서로 연결시키는 단계와; 상기 인너링과 연결링 사이에 개재된 임시부착물을 열처리를 통해 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a joint assembly of the gas turbine combustor of the present invention for solving the above technical problem, the step of attaching a temporary attachment removable through heat treatment on the channel portion formed in the connecting ring; Inserting an inner ring on an outer side of the connection ring so as to be supported on an outer circumferential surface of the temporary attachment; Welding the inner ring and the connecting ring to connect each other; And removing the temporary attachment interposed between the inner ring and the connection ring through heat treatment.

여기서, 상기 인너링을 임시부착물의 외주면에 지지시, 상기 인너링의 입구측 단부면이 상기 채널부의 내측 벽면과 일직선상에 놓이도록 배치하는 것이 바람 직하다.Here, when the inner ring is supported on the outer circumferential surface of the temporary attachment, it is preferable to arrange so that the inlet end surface of the inner ring is in line with the inner wall surface of the channel portion.

또한, 상기 임시부착물의 단면 폭은 상기 채널부의 단면 폭보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the cross-sectional width of the temporary attachment is preferably formed to be smaller than the cross-sectional width of the channel portion.

한편, 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리는, 냉각공기가 흐를 수 있는 채널부가 형성된 연결링과; 상기 연결링의 외측에 끼워져 결합되는 인너링을 포함하여 이루어지되, 상기 인너링의 입구측 단부면이 상기 채널부의 내측 벽면과 일직선상에 놓이도록 배치된 상태에서 상기 연결링과 인너링이 만나는 테두리부를 용접하여 결합시킨 것을 특징으로 한다.On the other hand, the joint assembly of the gas turbine combustor of the present invention for solving the above technical problem, the connection ring formed with a channel portion through which the cooling air flow; Inner ring is inserted into the outer side of the connecting ring is coupled to the outer ring, the inlet end surface of the inner ring is arranged so that the inner wall of the channel portion is arranged in line with the border that the inner ring meets It is characterized by combining the welded parts.

이때, 상기 임시부착물의 단면 폭은 상기 채널부의 단면 폭보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the cross-sectional width of the temporary attachment is preferably formed to be smaller than the cross-sectional width of the channel portion.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리의 제작시 인너링의 입구측 단부면이 채널부의 내측 벽면과 일직선상에 놓이도록 배치한 상태에서 인너링과 연결링의 접촉부위를 용접함으로써, 기존과 같이 채널부 주변에서 발생되던 미세하게 갈라진 틈을 없앨 수 있기 때문에 열응력 집중에 따른 크랙(Crack) 발생을 미연에 차단할 수 있고, 이음부 어셈블리의 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the contact portion of the inner ring and the connecting ring in a state in which the inlet end surface of the inner ring is arranged in line with the inner wall surface of the channel part during the manufacture of the joint assembly of the gas turbine combustor. By welding, since it is possible to eliminate the minute cracks generated around the channel part as in the past, it is possible to block the occurrence of cracks due to the thermal stress concentration in advance, and improve the durability of the joint assembly.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리의 제작방법을 순차적으로 도시한 공정도이고, 도 5는 도 4의 순차적인 공정에 의해 제작된 이음부 어셈블리의 구조를 보여주는 부분 단면 사시도이다.FIG. 4 is a process diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a joint assembly of a gas turbine combustor according to the present invention, and FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view illustrating a structure of a joint assembly manufactured by the sequential process of FIG. 4.

본 발명은 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 구성 중에서, 냉각채널의 형성을 위한 2중 관 구조를 갖는 연결링과 인너링의 용접방법을 개선한 것이다.The present invention improves the welding method of the connection ring and the inner ring having a double tube structure for forming the cooling channel in the joint assembly configuration of the gas turbine combustor.

이를 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4a와 같이 이음부 어셈블리의 연결링(110) 바깥쪽에 결합될 인너링(120)을 준비한다.This will be described in detail with reference to FIG. 4 as follows. First, prepare the inner ring 120 to be coupled to the outside of the connection ring 110 of the joint assembly as shown in Figure 4a.

이때, 상기 인너링(120)은 그 입구측 단부면()이 채널부(114)의 내측 벽면(114a)과 일직선상에 배치된 상태로 연결링(110)과 결합되는바, 기존처럼 연결링의 외면과 면접된 상태에서 결합되지 않기 때문에, 본 발명에 따른 인너링(120)의 길이(L)는 점선으로 표시된 기존의 인너링 길이(L + X)보다 X만큼 줄어든 길이의 것이 사용된다.At this time, the inner ring 120 is coupled to the connecting ring 110 in a state where the inlet end surface () of the channel part 114 is disposed in line with the inner wall surface 114a of the channel part 114, and the connection ring as in the conventional art. Since the length L of the inner ring 120 according to the present invention is not coupled in the interviewed state of the outer surface, the length L of the inner ring 120 is reduced by X than the existing inner ring length L + X indicated by a dotted line.

즉, 상기 인너링(120)은 기존처럼 연결링(110)과의 용접시 상호 접합되는 접합면이 존재하지 않도록 하기 위하여 기존의 접합면 길이(X)만큼 줄어든 길이의 인너링(120)이 적용된다.That is, the inner ring 120 is applied to the inner ring 120 having a length reduced by the existing joint surface length (X) in order to prevent the joint surface to be bonded to each other when welding with the connection ring 110 as before. do.

다음으로, 도 4b와 같이, 상기 연결링(110)에 있어서 냉각공기가 흐를 수 있도록 형성된 통로인 채널부(114)상에 열처리를 통해 제거 가능한 임시부착물(140)을 부착한다.Next, as shown in FIG. 4B, the temporary attachment 140, which is removable through heat treatment, is attached to the channel part 114, which is a passage formed to allow cooling air to flow in the connection ring 110.

이때, 상기 임시부착물은 상기 인너링(120)의 용접을 위해 사용되는 임시 지지 구조물로서, 열처리 공정에서 완전하게 제거될 수 있도록 낮은 녹는점을 갖는 물질이 채용된다. At this time, the temporary attachment is a temporary support structure used for welding the inner ring 120, a material having a low melting point is employed to be completely removed in the heat treatment process.

이러한 임시부착물(140)은 채널부(114)의 안쪽에 연결링(110)의 원주방향을 따라 부착된 구조를 이루고 있다.The temporary attachment 140 forms a structure attached to the inner side of the channel portion 114 along the circumferential direction of the connection ring 110.

또한, 상기 임시부착물(140)의 단면 폭(S1)은 상기 채널부의 단면 폭(S2)보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the cross-sectional width (S1) of the temporary attachment 140 is preferably formed to be smaller than the cross-sectional width (S2) of the channel portion.

이렇게 채널부(114) 상에 임시부착물(140)을 부착한 상태에서, 도 4c와 같이 인너링(120)을 연결링(110)의 외측에 끼워 넣어 상기 인너링(120)의 단부 내측면이 상기 임시부착물(140)의 외주면에 맞닿아 지지되도록 위치시키게 된다.In this state in which the temporary attachment 140 is attached to the channel portion 114, the inner surface of the end of the inner ring 120 is inserted by inserting the inner ring 120 to the outside of the connection ring 110 as shown in FIG. The temporary attachment 140 is positioned to be in contact with the outer circumferential surface of the temporary attachment 140.

이때, 상기 인너링(120)의 입구측 단부면(121)은 상기 채널부(114)의 내측 벽면(114a)과 일직선(Z)상에 놓이도록 배치하는 것이 바람직하다.At this time, the inlet end surface 121 of the inner ring 120 is preferably disposed so as to lie on a straight line Z with the inner wall surface 114a of the channel portion 114.

이러한 상태에서 도 4d와 같이 상기 인너링(120)의 입구측 단부면(121) 및 이와 수직을 이루며 만나는 상기 연결링(110)의 외주면 접촉 부분을 원주방향을 따라 용접함으로써 인너링(120)과 연결링(110) 사이를 서로 결합하게 된다.In this state, as shown in FIG. 4D, the inner ring 120 is welded along the circumferential direction of the inlet end surface 121 of the inner ring 120 and the outer circumferential contact portion of the connection ring 110 that meets perpendicularly to the inner ring 120. The coupling ring 110 is coupled to each other.

이때, 상기 인너링(120)과 연결링(110) 사이에 용접되는 용접부(130)의 외면 형상은 완만한 만곡면을 형성할 수 있도록 용접된다.At this time, the outer surface shape of the welded portion 130 welded between the inner ring 120 and the connection ring 110 is welded to form a smooth curved surface.

이렇게 인너링(120)과 연결링(110) 사이의 용접이 완료된 상태에서, 마지막으로 열처리 과정을 거쳐 상기 인너링(120)과 연결링(110) 사이에 개재된 임시부착물(140)을 녹여 제거함으로써, 도 5와 같이 인너링(120)와 연결링(110) 사이의 접 합면이 존재하지 않은 결합구조가 완성된다.In this state, the welding between the inner ring 120 and the connection ring 110 is completed, and finally, the temporary attachment 140 interposed between the inner ring 120 and the connection ring 110 is removed by heat treatment. As a result, as shown in FIG. 5, the coupling structure in which the joint surface between the inner ring 120 and the connection ring 110 does not exist is completed.

아울러, 상기와 같은 방법에 의해 연결링(110)과 인너링(120)을 용접하여 연결한 상태에서, 상기 인너링(120)의 외측에는 전술된 도 2의 형태와 같은 반경방향으로 볼록하게 라운드진 탄성 확장이 가능한 스프링실(spring seal)을 결합함으로써 이음부 어셈블리를 완성하게 된다.In addition, in the state in which the connecting ring 110 and the inner ring 120 are welded and connected by the above method, the outer ring of the inner ring 120 is convexly rounded in the radial direction as shown in FIG. 2. The joint assembly is completed by incorporating a spring seal that can be fully elastically expanded.

도 6과 도 7은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제작된 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리와 기존의 이음부 어셈블리의 유한요소법(FEM)에 의한 열응력 테스트 결과를 비교 도시한 것으로서, 도 6에서 보는 것처럼 기존의 이음부 어셈블리에서는 인너링(120)과 연결링(110) 사이의 접합면(6)에서 열응력이 집중되는 현상을 관찰할 수 있지만, 도 7과 같은 본 발명의 용접방법에 의해 제작된 이음부 어셈블리는 인너링(120)와 연결링(110)이 원 형상으로 선접촉된 상태에서 용접되기 때문에 종래처럼 인너링과 연결링 사이에 면접촉에 따른 미세한 틈이 발생되지 않으므로 열응력이 어느 한 곳에 집중되지 않고 안정적으로 분산된다. FIG. 6 and FIG. 7 show the results of comparing the thermal stress test results by the finite element method (FEM) of the joint assembly of the gas turbine combustor manufactured by the method of the present invention and the conventional joint assembly. As can be seen in the conventional joint assembly, the phenomenon of thermal stress is concentrated in the joint surface 6 between the inner ring 120 and the connection ring 110, but by the welding method of the present invention as shown in FIG. Since the fabricated joint assembly is welded in the state in which the inner ring 120 and the connection ring 110 are in linear contact with the circular shape, the thermal stress does not occur because a minute gap due to the surface contact between the inner ring and the connection ring does not occur as in the prior art. It is not concentrated in one place and is distributed stably.

상술한 바와 같이, 본 발명은 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리의 제작시 임시부착물(140)을 이용하여 인너링(120)의 입구측 단부면(121)이 채널부(114)의 내측 벽면(114a)과 일직선(Z)상에 놓이도록 배치한 상태에서 인너링(120)과 연결링(110)을 용접하여 제작함으로써, 기존과 같이 인너링(120)와 연결링(110) 사이에 존재하던 접합면 부분의 미세하게 갈라진 틈을 없앨 수 있기 때문에, 가스터빈 연소기의 고온 연소시 상기 접합면에 형성된 갈라진 틈으로 열응력이 집중되어 크랙(Crack)이 발생하는 현상을 미연에 방지할 수 있다. 이로 인해 이음부 어셈블리 의 내구성을 향상시켜 장치의 수명을 연장시킬 수 있다.As described above, in the present invention, the inlet side end surface 121 of the inner ring 120 has an inner wall surface 114a of the channel portion 114 by using the temporary attachment 140 in the manufacture of the joint assembly of the gas turbine combustor. ) By welding the inner ring 120 and the connection ring 110 in a state arranged so as to lie on a straight line (Z), the joint existing between the inner ring 120 and the connection ring 110 as before. Since fine cracks in the surface portion can be eliminated, thermal stress is concentrated in the cracks formed in the joint surface during high temperature combustion of the gas turbine combustor, thereby preventing the occurrence of cracks. This improves the durability of the seam assembly and extends the life of the device.

이상에서는 본 발명과 관련하여 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.In the above described and described with respect to a specific embodiment with respect to the present invention, the present invention will be variously modified and changed without departing from the spirit or scope of the present invention provided by the claims below. It will be appreciated that one of ordinary skill in the art can readily understand that the present invention can be used.

도 1은 종래의 터빈 연소실 구조를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a conventional turbine combustion chamber structure.

도 2는 도 1에 따른 종래 터빈 연소실에서 연소실 라이너와 도입관이 상호 연결되는 이음부 어셈블리에 대한 구성을 보여주기 위한 연소실의 분해 사시도.FIG. 2 is an exploded perspective view of a combustion chamber for illustrating a configuration of a joint assembly in which a combustion chamber liner and an introduction tube are interconnected in a conventional turbine combustion chamber according to FIG. 1.

도 3는 도 2의 연결링과 인너링의 접합면 부근에서 발생하는 크랙을 보여주는 부분 단면 사시도.3 is a partial cross-sectional perspective view showing a crack occurring near the joint surface of the connecting ring and the inner ring of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리의 제작방법을 순차적으로 도시한 공정도.Figure 4 is a process diagram sequentially showing a manufacturing method of the joint assembly of the gas turbine combustor according to the present invention.

도 5는 도 4의 순차적인 공정에 의해 제작된 이음부 어셈블리의 구조를 보여주는 부분 단면 사시도.5 is a partial cross-sectional perspective view showing the structure of the joint assembly produced by the sequential process of FIG.

도 6은 본 발명의 방법에 의해 제작된 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리와 기존의 이음부 어셈블리의 열응력 테스트 결과를 비교 도시한 그림.Figure 6 is a view showing a comparison of the thermal stress test results of the joint assembly and the conventional joint assembly of the gas turbine combustor produced by the method of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

110 : 연결링 114 : 채널부110: connection ring 114: channel portion

120 : 인너링 130 : 용접부120: inner ring 130: weld

140 : 임시부착물140: temporary attachment

Claims (5)

연결링에 형성된 채널부상에 열처리를 통해 제거 가능한 임시부착물을 부착시키는 단계와;Attaching a temporary attachment removable through heat treatment on a channel portion formed in the connection ring; 상기 연결링의 외측에 인너링을 끼워 넣어 임시부착물의 외주면에 지지되도록 위치시키는 단계와;Inserting an inner ring on an outer side of the connection ring so as to be supported on an outer circumferential surface of the temporary attachment; 상기 인너링과 연결링 사이를 용접하여 서로 연결시키는 단계와;Welding the inner ring and the connecting ring to connect each other; 상기 인너링과 연결링 사이에 개재된 임시부착물을 열처리를 통해 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 제작방법.Method of manufacturing a joint assembly of a gas turbine combustor comprising the step of removing the temporary attachment interposed between the inner ring and the connection ring through heat treatment. 제1항에 있어서, 상기 인너링을 임시부착물의 외주면에 지지시, 상기 인너링의 입구측 단부면이 상기 채널부의 내측 벽면과 일직선상에 놓이도록 배치하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 제작방법.2. The joint of a gas turbine combustor according to claim 1, wherein when the inner ring is supported on the outer circumferential surface of the temporary attachment, the inlet end surface of the inner ring is disposed in line with the inner wall surface of the channel portion. How to make an assembly. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임시부착물의 단면 폭은 상기 채널부의 단면 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리 제작방법.The method of manufacturing a joint assembly of a gas turbine combustor according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional width of the temporary attachment is smaller than a cross-sectional width of the channel portion. 냉각공기가 흐를 수 있는 채널부가 형성된 연결링과;A connection ring having a channel portion through which cooling air can flow; 상기 연결링의 외측에 끼워져 결합되는 인너링을 포함하여 이루어지되,Including an inner ring which is fitted to the outside of the connection ring is coupled, 상기 인너링의 입구측 단부면이 상기 채널부의 내측 벽면과 일직선상에 놓이도록 배치된 상태에서 상기 연결링과 인너링이 만나는 테두리부를 용접하여 결합시킨 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기의 이음부 어셈블리.The joint assembly of the gas turbine combustor of the inner ring side of the inner ring is arranged so as to be aligned with the inner wall surface of the inner ring is welded to join the edge portion where the connecting ring and the inner ring meet. 삭제delete
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