KR102226326B1 - Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine - Google Patents

Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine Download PDF

Info

Publication number
KR102226326B1
KR102226326B1 KR1020190153420A KR20190153420A KR102226326B1 KR 102226326 B1 KR102226326 B1 KR 102226326B1 KR 1020190153420 A KR1020190153420 A KR 1020190153420A KR 20190153420 A KR20190153420 A KR 20190153420A KR 102226326 B1 KR102226326 B1 KR 102226326B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tubular body
flame propagation
propagation tube
tube
outer periphery
Prior art date
Application number
KR1020190153420A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정민
Original Assignee
김정민
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김정민 filed Critical 김정민
Priority to KR1020190153420A priority Critical patent/KR102226326B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102226326B1 publication Critical patent/KR102226326B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/35—Combustors or associated equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

The present invention relates to a flame propagation tube connecting a plurality of combustors arranged in a circular shape inside a gas turbine. According to the present invention, the flame propagation tube comprises: a hollow tubular body; a sleeve formed on the outer periphery of the tubular body; and a plurality of holes formed along the outer periphery of the tubular body. The flame propagation tube is formed of a heat-resistant alloy material containing nickel as a main component, has a stable and excellent flame propagation performance, and has a significantly longer lifespan than a flame propagation tube formed of a conventional SUS-based material.

Description

MS6001 가스터빈용 화염전파관{Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine}Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine}

본 발명은 MS6001 가스터빈용 화염전파관에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기존의 화염전파관에 사용되던 SUS 계열의 스테인리스 재질이 아닌 내열성과 방청성이 우수한 내열합금 재질로 형성되고, 화염전파관에 형성되는 슬리브의 구조가 변경되어, 성능과 수명이 향상된 화염전파관에 관한 것이다.The present invention relates to a flame propagation tube for a MS6001 gas turbine, and more particularly, it is formed of a heat-resistant alloy material having excellent heat resistance and rust resistance, not of the SUS-based stainless steel material used in the conventional flame propagation tube. The structure of the sleeve to be formed is changed, and it relates to a flame propagation tube with improved performance and life.

일반적으로 화력발전과 같은 발전소에 사용되는 가스터빈은 연료를 연소시켜 발생된 고온 고압의 가스를 기계적 에너지로 전환시켜 사용자에게 유용한 형태의 에너지를 공급하는 발전 장치이다. 구체적으로, 연료와 압축공기가 혼합된 연료 공기 혼합기체가 연소 챔버로 공급되면, 연소 챔버에서 이를 연료로 하여 연소가 일어나고, 연소에 의해 발생된 고온 고압의 가스는 터빈 블레이드를 회전시켜 최종적으로 전기적 에너지로 전환되어 사용자에게 공급된다.In general, a gas turbine used in a power plant such as a thermal power plant is a power generation device that supplies energy in a useful form to a user by converting high-temperature and high-pressure gas generated by burning fuel into mechanical energy. Specifically, when a fuel-air mixture gas, which is a mixture of fuel and compressed air, is supplied to the combustion chamber, combustion occurs using this as a fuel, and the high-temperature and high-pressure gas generated by the combustion rotates the turbine blades to finally generate electricity. It is converted into energy and supplied to the user.

이와 같은 가스터빈의 연소 챔버는 내관 및 외관으로 구성되고, 내관과 외관 사이의 공간에 통상 14~16개의 연소실이 원형으로 배치되며, 각 연소실은 화염전파관에 의해 연통되는 구조를 갖는다. 따라서, 연소실 내부에 연료와 공기가 혼합된 혼합 가스가 충전된 상태에서 연소실에 점화가 일어나면 화염전파관을 통해 고열의 화염이 다른 연소실로 전파되어 최종적으로 모든 연소실에 화염이 전파되는 구조를 갖는다. The combustion chamber of such a gas turbine is composed of an inner tube and an exterior, and generally 14 to 16 combustion chambers are arranged in a circular shape in a space between the inner tube and the exterior, and each combustion chamber has a structure in which the combustion chamber is communicated by a flame propagation tube. Therefore, when the combustion chamber is ignited while the combustion chamber is filled with a mixed gas of fuel and air, high-heat flames are propagated to other combustion chambers through the flame propagation tube, and finally the flames are propagated to all combustion chambers.

이와 같이 각 연소실이 서로 연통되는 구조를 갖기 때문에 점화기는 각 연소실에 모두 구비되지 않고 일부 연소실에만 구비되고, 모든 연소실에 화염이 전파되었는지 확인하기 위해 연소실에 화염검출기가 구비되며, 화염검출기에 의해 연소의 정지가 검출되면 재점화되어 다시 연소가 시작될 수 있다.Since each combustion chamber has a structure in which each combustion chamber is in communication with each other, the igniter is not provided in all of the combustion chambers, but is provided only in some of the combustion chambers, and a flame detector is provided in the combustion chamber to check whether the flame has spread to all the combustion chambers. If a stop is detected, it can be re-ignited and combustion can be started again.

화염전파관 내에서 고온 고압 가스의 연속적인 횡단류가 발생하면, 화염전파관이 과열되어 화염전파관을 형성하는 금속을 용융점까지 가열시키기 때문에 화염전파관의 영구적인 손상을 야기하는 문제가 있어, 통상적으로 화염전파관을 냉각시키기 위한 냉각홀이 화염전파관에 구비된다. When a continuous cross-flow of high-temperature and high-pressure gas occurs in the flame propagation tube, the flame propagation tube overheats and heats the metal forming the flame propagation tube to the melting point, causing permanent damage to the flame propagation tube. Typically, a cooling hole for cooling the flame propagation tube is provided in the flame propagation tube.

그러나 여전히 고열 및 고압의 가스에 연속적으로 노출됨으로써 발생하는 화염전파관의 손상 및 노화를 예방할 수 있는 기술은 현재까지 대한민국에 개발되지 않고 있다.However, a technology that can prevent damage and aging of flame propagation pipes caused by continuous exposure to high temperature and high pressure gas has not been developed in Korea until now.

등록특허 제10-1042604호(2011.06.13 등록)Registered Patent No. 10-1042604 (registered on June 13, 2011)

본 발명에서는 기존의 화염전파관에 사용되던 SUS 계열의 스테인리스 재질이 아닌 내열성과 방청성이 우수한 내열합금 재질로 형성되고, 화염전파관에 형성되는 슬리브의 구조가 변경되어, 성능과 수명이 향상된 화염전파관을 제공하고자 한다.In the present invention, it is formed of a heat-resistant alloy material having excellent heat resistance and rust resistance, not the SUS-based stainless steel material used in the conventional flame propagation tube, and the structure of the sleeve formed in the flame propagation tube is changed, so that the performance and lifespan are improved. I want to provide a coffin.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 화염전파관은, 가스 터빈 내부에 원형으로 배치되는 복수의 연소기를 연결하되, 중공형의 관상체; 상기 관상체의 외주연에 형성되는 슬리브; 및 상기 관상체의 외주연을 따라 형성되는 복수의 홀;을 포함하며, 니켈을 주성분으로 포함하는 내열합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.Flame propagation pipe according to an embodiment of the present invention for achieving the object as described above, but connecting a plurality of combustors arranged in a circular shape inside the gas turbine, a hollow tubular body; A sleeve formed on the outer periphery of the tubular body; And a plurality of holes formed along the outer periphery of the tubular body, and formed of a heat-resistant alloy material containing nickel as a main component.

상기 복수의 홀은, 상기 관상체의 중심축에 대하여 40~70°각도를 갖도록 비스듬히 형성되는 것이 바람직하고, 상기 슬리브의 양 표면은, 상기 관상체의 원주방향 단면과 평행한 것이 바람직하다.The plurality of holes are preferably formed obliquely to have an angle of 40 to 70° with respect to the central axis of the tubular body, and both surfaces of the sleeve are preferably parallel to the circumferential cross section of the tubular body.

또한, 상기 화염전파관을 형성하는 내열합금은, 니켈을 주 성분으로 하며, 크롬 14~16 wt%, 철 6~7 wt%, 티타늄 2~3 wt% 및 1% 이하의 불순물을 포함할 수 있고, 상기 관상체의 내측에는 열차폐 코팅층이 추가로 더 형성되는 것도 가능하다.In addition, the heat-resistant alloy forming the flame propagation tube is mainly composed of nickel, and may contain 14 to 16 wt% of chromium, 6 to 7 wt% of iron, 2 to 3 wt% of titanium, and 1% or less of impurities. In addition, it is possible to further form a heat shield coating layer on the inside of the tubular body.

이때, 내측 열차폐 코팅층은 Al2O3 및/또는 TiN을 포함하는 다공성 코팅층인 것이 바람직하다.At this time, the inner thermal barrier coating layer is preferably a porous coating layer containing Al2O3 and/or TiN.

본 발명의 MS6001 가스터빈(GE사)용 화염전파관은 SUS 계열의 스테인리스 재질이 아닌 내열성과 방청성이 우수한 내열합금 재질로 형성되어 내열성 및 방청성이 우수하므로 기존의 화염전파관에 비해 수명이 현저히 향상될 수 있는 장점이 있다.The flame propagation pipe for MS6001 gas turbine (GE) of the present invention is made of a heat-resistant alloy material with excellent heat resistance and rust prevention, not SUS-based stainless steel, and has excellent heat resistance and rust prevention properties, so its lifespan is significantly improved compared to the existing flame propagation tube. There is an advantage that can be.

또한, 산화기류에 의한 산화나 황을 함유한 대기에 의한 손상이 발생하지 않아, 화염전파관으로써의 성능이 향상되고, 수명이 증가하는 장점이 있다.In addition, since there is no oxidation caused by an oxidizing air stream or damage by an atmosphere containing sulfur, there is an advantage in that the performance as a flame propagation tube is improved and the lifespan is increased.

도 1은 종래의 연소 챔버의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화염전파관을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화염전파관의 중심축 방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 타측 방향에서 바라본 본 발명의 일 실시예에 따른 화염전파관을 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross-section of a conventional combustion chamber.
2 and 3 are perspective views showing a flame propagation tube according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a cross-section in the central axis direction of a flame propagation tube according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a flame propagation tube according to an embodiment of the present invention as viewed from the other direction.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Before describing in detail through a preferred embodiment of the present invention, terms or words used in the present specification and claims are not limited to a conventional or dictionary meaning and should not be interpreted, but a meaning consistent with the technical idea of the present invention. And should be interpreted as a concept.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly describe the invention proposed in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. In addition, the "unit" described in the specification means one unit or block that performs a specific function.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited to the following preferred embodiments, and those skilled in the art can implement various modified forms of the contents described in the present specification within the scope of the present invention.

도 1은 가스터빈의 연소 챔버(10)의 단면을 도시한 것으로, 연소 챔버(10)는 내관(11)과 외관(12)을 포함하여, 상기 내관(11)과 외관(12) 사이에 복수의 연소실(200)이 소정 간격 이격되어 원형으로 배치되며, 화염전파관(100)에 의해 이웃한 두 개의 연소실(200)이 연통되는 구조를 가져, 일 연소실(200)의 화염이 화염전파관(100)을 통해 다른 연소실(200)로 전파되도록 형성된다. 이때 적어도 일부 연소실(200)에 점화기(300)가 설치되어, 최초의 연소를 유도하는 점화원으로 기능한다.1 is a cross-sectional view of a combustion chamber 10 of a gas turbine, in which the combustion chamber 10 includes an inner tube 11 and an outer tube 12, and is disposed between the inner tube 11 and the outer tube 12. The combustion chamber 200 of the combustion chamber 200 is arranged in a circular shape at a predetermined interval, and has a structure in which two adjacent combustion chambers 200 are communicated by the flame propagation pipe 100, so that the flame of one combustion chamber 200 is It is formed to propagate to the other combustion chamber 200 through 100. At this time, an igniter 300 is installed in at least some of the combustion chambers 200 and functions as an ignition source that induces initial combustion.

도 2와 도 3은 상기 화염전파관(100)을 간략하게 도시한 도면으로, 도 2는 수형 화염전파관을, 도 3은 암형 화염전파관을 나타낸다.2 and 3 are views schematically showing the flame propagation tube 100, FIG. 2 shows a male flame propagation tube, and FIG. 3 shows a female flame propagation tube.

먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 화염전파관(100)은 화염이 전파되는 중공을 구비한 중공형의 관상체(110), 상기 관상체(110)의 외주연에 형성되는 슬리브(120) 및 상기 관상체(110)의 외주연을 따라 형성되는 복수의 홀(130)을 포함한다.First, referring to FIG. 2, the flame propagation tube 100 includes a hollow tubular body 110 having a hollow through which flame propagates, and a sleeve 120 formed on the outer periphery of the tubular body 110. ) And a plurality of holes 130 formed along the outer periphery of the tubular body 110.

상기 관상체(110)는 원통형의 형상을 가지며, 관상체(110)의 일측에는 관상체(110)의 외주연을 따라 슬리브(120)가 형성된다. 슬리브(120)는 관상체(110)의 외주연으로부터 돌출 형성되어 관상체(110)의 열팽창이나 휨 등을 방지하기 위해 형성되는 것으로, 중심에 홀을 갖는 판재의 홀에 관상체(110)가 삽입되어, 연결 부위가 용접에 의해 접합됨으로써 형성될 수 있다.The tubular body 110 has a cylindrical shape, and a sleeve 120 is formed along the outer periphery of the tubular body 110 on one side of the tubular body 110. The sleeve 120 is formed to protrude from the outer periphery of the tubular body 110 and is formed to prevent thermal expansion or bending of the tubular body 110, and the tubular body 110 is formed in a hole of a plate material having a hole in the center. It can be inserted and formed by joining the connecting portion by welding.

이때, 상기 슬리브(120)의 양 표면은, 상기 관상체(110)의 원주방향 단면과 평행하게 형성될 수 있다. 종래에는 슬리브(120)와 관상체(110)의 연결부위에서 슬리브(120)의 표면에 홈이 형성되어, 각종 이물질이 홈에 고여 연결부위의 슬리브(120)에 녹과 오염을 야기하였으나, 본 발명에서는 이와 같은 연결부위의 슬리브(120)의 홈을 형성하지 않고, 슬리브(120)의 전체 표면을 관상체(110)의 원주방향 단면과 평행하게 형성시킴으로써 상술한 문제를 방지함으로써 화염전파관(100)의 수명을 연장할 수 있다.At this time, both surfaces of the sleeve 120 may be formed parallel to the circumferential cross section of the tubular body 110. Conventionally, a groove is formed on the surface of the sleeve 120 at the connection portion between the sleeve 120 and the tubular body 110, and various foreign substances accumulate in the groove and cause rust and contamination in the sleeve 120 at the connection portion. In the flame propagation pipe 100 by preventing the above-described problem by forming the entire surface of the sleeve 120 in parallel with the circumferential end face of the tubular body 110 without forming the groove of the sleeve 120 at the connection portion as described above. ) Can be extended.

상기 슬리브(120)는 관상체(110)에 1개 이상 구비될 수 있으며, 바람직하게는 2개가 구비될 수 있다. One or more sleeves 120 may be provided on the tubular body 110, and preferably two may be provided.

상기 관상체(110)의 타측에는 관상체(110)의 외주연을 따라 복수의 홀(130)이 형성되며, 암형 화염전파관의 경우에는, 관상체(110)의 타단부에 암형부재(140)가 추가로 더 형성되어, 수형 화염전파관과 결합되도록 형성될 수 있다.A plurality of holes 130 are formed along the outer periphery of the tubular body 110 on the other side of the tubular body 110, and in the case of a female flame propagation tube, a female member 140 at the other end of the tubular body 110 ) May be further formed to be combined with a male flame propagation tube.

도 4는 상기 화염전파관(100)의 축방향 단면을 도시한 도면으로, 수형 화염전파관의 단면을 도시하였다. 이하에서는 도 4에 도시된 수형 화염전파관을 예시로 설명하며, 암형 화염전파관의 경우에는 타단부에 암형부재(140)가 추가로 더 형성되는 것을 제외하고는 수형 화염전파관과 동일한 구조를 가지므로, 암형 화염전파관의 구조도 이하의 설명을 통해 이해될 수 있을 것이다.4 is a view showing a cross section in the axial direction of the flame propagation tube 100, showing a cross-section of the male flame propagation tube. Hereinafter, the male flame wave pipe shown in FIG. 4 will be described as an example, and the female flame wave pipe has the same structure as the male flame wave pipe except that the female member 140 is further formed at the other end. Therefore, the structure of the female flame propagation tube may be understood through the following description.

도 4를 참조하면, 상기 관상체(110)의 타측에는 관상체(110)의 외주연을 따라 홀(130)이 형성되며, 홀(130)에 의해 냉각 가스가 공급되어 화염전파관(100)이 냉각됨으로써 화염전파관(100)의 과열이 방지되고, 이에 따라 과열에 의한 화염전파관(100)의 변형 및 손상이 방지되어 화염전파관(100)의 수명이 연장될 수 있다.4, a hole 130 is formed along the outer periphery of the tubular body 110 on the other side of the tubular body 110, and a cooling gas is supplied through the hole 130 to the flame propagation pipe 100 Due to this cooling, overheating of the flame propagation tube 100 is prevented, and accordingly, deformation and damage of the flame propagation tube 100 due to overheating is prevented, thereby extending the life of the flame propagation tube 100.

냉각 가스는 홀(130)을 통해 관상체(110)의 외부에서 내부로 유입되며, 관상체(110)의 중심축(A)과 합류하여 양 종방향인 연소실(200)이 위치하는 방향으로 이동하게 된다. 그러나, 관상체(110)의 내부를 흐르는 냉각 가스의 흐름이 원활하지 못하거나 불균일하면 화염전파관(100) 전체 영역의 균일한 냉각이 이루어지지 않아 온도차에 의한 형태 변형 등의 문제가 발생하여 화염전파관(100)의 수명이 감소된다.The cooling gas is introduced from the outside of the tubular body 110 to the inside through the hole 130, and merges with the central axis (A) of the tubular body 110 and moves in the direction in which the combustion chamber 200 in both longitudinal directions is located. It is done. However, if the flow of the cooling gas flowing inside the tubular body 110 is not smooth or uneven, uniform cooling of the entire area of the flame propagation tube 100 is not performed, resulting in a problem such as shape deformation due to a temperature difference. The life of the radio wave tube 100 is reduced.

본 발명에서는 홀(130)을 관상체의 중심축(A)에 대하여 비스듬하게 형성시킴으로써 화염전파관(100)의 내부를 흐르는 냉각 가스의 흐름을 균일하고 안정적으로 형성시킨다. 구체적으로, 복수의 홀(130)이 관상체(110)의 외주연을 따라 형성되는 동시에, 관상체의 중심축(A)에 대하여 비스듬하게 형성됨으로써, 관상체(110) 내부를 흐르는 냉각 가스가 관상체(110)의 원주방향에 대하여 비스듬한 방향으로 회전하며 관상체(110)의 종단으로 이동하는 원동력이 제공되므로 화염전파관(100) 전체 영역에서 균일한 냉각이 이루어져 화염전파관(100)의 손상이 방지될 수 있다.In the present invention, by forming the hole 130 at an angle with respect to the central axis A of the tubular body, the flow of the cooling gas flowing through the flame propagation tube 100 is uniformly and stably formed. Specifically, the plurality of holes 130 are formed along the outer periphery of the tubular body 110 and are formed at an angle with respect to the central axis A of the tubular body, so that the cooling gas flowing inside the tubular body 110 is Since the motive force that rotates in an oblique direction with respect to the circumferential direction of the tubular body 110 and moves to the end of the tubular body 110 is provided, uniform cooling is performed in the entire area of the flame propagation tube 100. Damage can be prevented.

이와 같은 냉각 가스의 흐름을 유도하기 위하여, 복수의 홀(130)은 관상체(110)의 외주연을 따라 10~16개로 형성될 수 있고, 바람직하게는 11~14개로 형성될 수 있다.In order to induce the flow of such a cooling gas, the plurality of holes 130 may be formed in 10 to 16 along the outer periphery of the tubular body 110, preferably 11 to 14.

또한, 홀(130)의 비스듬한 정도는, 관상체의 중심축(A)과 홀의 중심축(B)이 형성하는 각도(θ)가 40~70°가 되도록 형성될 수 있고, 바람직하게는 45~60°가 되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 관상체의 중심축(A)과 홀의 중심축(B)은 서로 만나지 않는다.In addition, the oblique degree of the hole 130 may be formed such that the angle θ formed by the central axis A of the tubular body and the central axis B of the hole is 40 to 70°, preferably 45 to It can be formed to be 60°. At this time, the central axis (A) of the tubular body and the central axis (B) of the hole do not meet each other.

두 중심축(A, B)이 형성하는 각도(θ)가 과도하게 작은 경우에는 회전류 발생이 저하되고, 과도하게 큰 경우에는 냉각 가스의 관상체(110) 종단으로의 이동이 원활하게 이루어지지 않아 결과적으로 두 경우 모두 화염전파관(100)의 원활한 냉각이 곤란해지므로, 안정적인 냉각에 의한 수명 향상을 위해 상술한 각도를 갖도록 홀(130)이 비스듬하게 형성되는 것이 바람직하다. When the angle θ formed by the two central axes (A, B) is excessively small, the generation of rotational flow decreases, and when excessively large, the cooling gas does not move smoothly to the end of the tubular body 110. As a result, since smooth cooling of the flame propagation tube 100 becomes difficult in both cases, it is preferable that the hole 130 is formed obliquely so as to have the above-described angle in order to improve the service life by stable cooling.

도 5는 타측에서 바라본 화염전파관(100)을 도시한 것으로, 도 5를 참조하면, 상기 홀(130)은 관상체(110)를 관통하도록 형성되되, 관상체의 중심축(A)에 대해 소정 각도를 갖도록 비스듬하게 형성된다.5 shows the flame propagation pipe 100 viewed from the other side. Referring to FIG. 5, the hole 130 is formed to penetrate the tubular body 110, with respect to the central axis (A) of the tubular body It is formed obliquely to have a predetermined angle.

또한, 관상체(110)의 외주연을 따라 형성된 홀(130)이 형성하는 열이 둘 이상이 되도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 제1 열에 배치된 홀(130)과 해당 홀(130)이 존재하는 관상체(110) 단면의 중심이 형성하는 제1 축(C)과 제2 열에 배치된 홀(130)과 해당 홀(130)이 존재하는 관상체(110) 단면의 중심이 형성하는 제2 축(D)은 10~20°, 바람직하게는, 12~15°의 각도를 갖도록 두 열이 어긋나게 형성되어, 냉각 가스의 흐름이 원활해지도록 도울 수 있다.In addition, the holes 130 formed along the outer periphery of the tubular body 110 may be formed to have two or more rows, and in this case, the holes 130 and the corresponding holes 130 disposed in the first row The first axis (C) formed by the center of the cross-section of the existing tubular body 110 and the hole 130 disposed in the second row, and the center of the cross-section of the tubular body 110 in which the hole 130 is present are formed. The two-axis (D) is formed so as to have an angle of 10 to 20°, preferably, 12 to 15°, so that the two rows are shifted, so that the flow of the cooling gas may be smooth.

이러한 구조를 갖는 상기 화염전파관(100)은, 니켈을 주성분으로 하는 내열합금 재질로 형성될 수 있다. 이러한 내열합금 재질은 종래 화염전파관에 사용되던 SUS 계열의 합금보다 내열성, 내식성 및 방청성이 현저히 우수하여 고온 고압을 견디는 성질이 우수하며, 녹이나 오염, 미세 구멍 등이 쉽게 발생하지 않아 화염전파관(100)의 수명이 약 8배 이상 연장되는 효과를 얻을 수 있다.The flame propagation tube 100 having such a structure may be formed of a heat-resistant alloy material containing nickel as a main component. These heat-resistant alloy materials are remarkably superior in heat resistance, corrosion resistance, and rust prevention than SUS-based alloys used in conventional flame propagation pipes, and have excellent properties to withstand high temperature and high pressure. It is possible to obtain the effect of extending the life of (100) by about 8 times or more.

상기 내열합금은, 니켈을 주 성분으로 하며, 크롬 14~16 wt%, 철 6~7 wt%, 티타늄 2~3 wt% 및 1% 이하의 불순물이 포함된 것으로, 상기 불순물로 알루미늄, 망간, 규소 등이 포함될 수 있다. 이러한 내열합금으로, 예를 들어 인코넬(Inconel)이 사용될 수 있다.The heat-resistant alloy is composed of nickel as a main component, and contains 14 to 16 wt% of chromium, 6 to 7 wt% of iron, 2 to 3 wt% of titanium, and less than 1% of impurities, as the impurities of aluminum, manganese, Silicon and the like may be included. As such a heat-resistant alloy, Inconel, for example, may be used.

또한, 상기 관상체(110)의 내측에는 열차폐 코팅층이 형성되어, 고열에 의한 화염전파관(100)의 손상을 방지할 수 있다.In addition, a heat shield coating layer is formed inside the tubular body 110 to prevent damage to the flame propagation tube 100 due to high heat.

이러한 열차폐 코팅층은, Al2O3 및/또는 TiN을 주성분으로 하는 다공성 코팅층일 수 있으며, Al2O3이나 TiN으로 형성된 다공성 단일층일 수 있고, 또는 Al2O3과 TiN이 교대로 적층된 형태의 다층 구조의 다공성 코팅층일 수도 있다.Such a thermal barrier coating layer may be a porous coating layer containing Al 2 O 3 and/or TiN as a main component, and may be a porous single layer formed of Al 2 O 3 or TiN, or Al 2 O 3 and TiN are alternately stacked. It may be a porous coating layer having a multi-layered structure.

이와 같이 열차폐 코팅층이 열전도도가 낮은 세라믹 소재로 형성됨에 따라 화염이 존재하는 관상체(110)의 중공 영역에서 관상체(110)로 전달되는 열이 차단되어 관상체(110)가 화염 온도에 비해 약 100~170℃ 낮은 온도로 유지될 수 있다. 이와 동시에 열차폐 코팅층이 다공성의 코팅층으로 형성되어, 공극에서의 열전도율을 저감시킴으로써 관상체(110)로 전달되는 열이 차단되어 결과적으로 고열에 의한 관상체(110)의 손상이 방지되는 효과를 얻을 수 있다.As the heat shield coating layer is formed of a ceramic material having low thermal conductivity, heat transmitted to the tubular body 110 in the hollow region of the tubular body 110 in which the flame is present is blocked, so that the tubular body 110 reaches the flame temperature. Compared to that, it can be maintained at a lower temperature of about 100 to 170°C. At the same time, the heat shield coating layer is formed as a porous coating layer, thereby reducing the thermal conductivity in the voids, thereby blocking the heat transferred to the tubular body 110, resulting in the effect of preventing damage to the tubular body 110 due to high heat. I can.

이와 같은 열차폐 코팅층은 관상체(110)의 내측 벽면에 직접 접하도록 형성될 수도 있으나, 열차폐 코팅층과 관상체(110)의 접착력을 향상시키기 위해 열차폐 코팅층과 관상체(110)의 내측 벽면 사이에 추가적인 접착력 향상 코팅층이 형성될 수도 있다.Such a heat shield coating layer may be formed to directly contact the inner wall surface of the tubular body 110, but in order to improve the adhesion between the heat shield coating layer and the tubular body 110, the heat shield coating layer and the inner wall surface of the tubular body 110 An additional adhesion-improving coating layer may be formed therebetween.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific embodiments and description described above, and any person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can implement various modifications. And, such modifications are within the scope of protection of the present invention.

10: 연소 챔버 11: 내관
12: 외관 100: 화염전파관
110: 관상체 120: 슬리브
130: 홀 140: 암형부재
200: 연소실 300: 점화기10: combustion chamber 11: inner tube
12: appearance 100: flame propagation tube
110: tubular body 120: sleeve
130: hole 140: female member
200: combustion chamber 300: igniter

Claims (6)

가스 터빈 내부에 원형으로 배치되는 복수의 연소기를 연결하는 화염전파관에 있어서,
상기 화염전파관은, 중공형의 관상체; 상기 관상체의 외주연에 형성되는 슬리브; 및 상기 관상체의 외주연을 따라 형성되는 복수의 홀;을 포함하고,
상기 복수의 홀(130)은, 관상체(110)의 외주연을 따라 10~16개로 형성되며, 관상체의 중심축(A)과 홀의 중심축(B)이 40~70°의 각도를 갖도록 비스듬히 형성되고,
상기 복수의 홀(130)이 형성되는 열은, 적어도 둘 이상으로 형성되며, 제1 열에 배치된 홀(130)과 해당 홀(130)이 존재하는 관상체(110) 단면의 중심이 형성하는 제1 축(C)과 제2 열에 배치된 홀(130)과 해당 홀(130)이 존재하는 관상체(110) 단면의 중심이 형성하는 제2축(D)은 10~20°의 각도를 갖도록 두 열이 어긋나게 형성되며,
상기 화염전파관을 형성하는 내열합금은, 니켈을 주 성분으로 하며, 크롬 14~16 wt%, 철 6~7 wt%, 티타늄 2~3 wt% 및 1% 이하의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 화염전파관.In the flame propagation pipe connecting a plurality of combustors arranged in a circle inside a gas turbine,
The flame propagation tube, a hollow tubular body; A sleeve formed on the outer periphery of the tubular body; And a plurality of holes formed along the outer periphery of the tubular body,
The plurality of holes 130 are formed in 10 to 16 along the outer periphery of the tubular body 110, so that the central axis (A) of the tubular body and the central axis (B) of the hole have an angle of 40 to 70°. Formed at an angle,
The rows in which the plurality of holes 130 are formed are formed in at least two, and are formed by the center of the cross section of the tubular body 110 in which the holes 130 and the corresponding holes 130 are present. The first axis (C) and the second axis (D) formed by the center of the cross section of the hole 130 disposed in the second row and the tubular body 110 in which the hole 130 is present have an angle of 10 to 20°. The two rows are formed out of alignment,
The heat-resistant alloy forming the flame propagation tube is characterized in that it contains nickel as a main component, and contains 14 to 16 wt% of chromium, 6 to 7 wt% of iron, 2 to 3 wt% of titanium, and 1% or less of impurities. The flame propagation tube. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슬리브의 양 표면은, 상기 관상체의 원주방향 단면과 평행한 것을 특징으로 하는, 화염전파관.The method of claim 1,
Both surfaces of the sleeve are parallel to the circumferential cross section of the tubular body. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 관상체의 내측에는 열차폐 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 화염전파관.The method of claim 1,
Flame propagation tube, characterized in that the heat shield coating layer is formed on the inside of the tubular body. 제5항에 있어서,
상기 열차폐 코팅층은 Al2O3 및/또는 TiN을 포함하는 다공성 코팅층인 것을 특징으로 하는, 화염전파관. The method of claim 5,
The heat shield coating layer is characterized in that the porous coating layer containing Al 2 O 3 and / or TiN, flame propagation tube.
KR1020190153420A 2019-11-26 2019-11-26 Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine KR102226326B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190153420A KR102226326B1 (en) 2019-11-26 2019-11-26 Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190153420A KR102226326B1 (en) 2019-11-26 2019-11-26 Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102226326B1 true KR102226326B1 (en) 2021-03-11

Family

ID=75142889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190153420A KR102226326B1 (en) 2019-11-26 2019-11-26 Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102226326B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58205504A (en) * 1982-05-24 1983-11-30 Agency Of Ind Science & Technol Heat resistant porous film
KR960029707A (en) * 1995-01-07 1996-08-17 김정민 Blowing system and combustion method for combustion device
KR200183084Y1 (en) * 1999-07-19 2000-05-15 하늘기업주식회사 Tube for transmitting flames in gas turbine
KR101042604B1 (en) 2009-05-27 2011-06-20 엠아이케이기술(주) Cross flame tube for gas turbine
JP2017528677A (en) * 2014-09-05 2017-09-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ignition flame propagation tube
JP2018128009A (en) * 2017-01-23 2018-08-16 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Component and method for forming component

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58205504A (en) * 1982-05-24 1983-11-30 Agency Of Ind Science & Technol Heat resistant porous film
KR960029707A (en) * 1995-01-07 1996-08-17 김정민 Blowing system and combustion method for combustion device
KR200183084Y1 (en) * 1999-07-19 2000-05-15 하늘기업주식회사 Tube for transmitting flames in gas turbine
KR101042604B1 (en) 2009-05-27 2011-06-20 엠아이케이기술(주) Cross flame tube for gas turbine
JP2017528677A (en) * 2014-09-05 2017-09-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ignition flame propagation tube
JP2018128009A (en) * 2017-01-23 2018-08-16 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Component and method for forming component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3918255A (en) Ceramic-lined combustion chamber and means for support of a liner with combustion air penetrations
US10544961B2 (en) Premix burner internal flue shield
JP6325930B2 (en) Gas turbine combustor
JP2020084875A (en) Internal combustion engine with auxiliary chamber
JP4447077B2 (en) Combustion device for gas turbine engine
JP2010091220A (en) Refractory wall device and heat exchanger
KR102226326B1 (en) Cross-fire tube for MS6001 Gas turbine
EP0503018A1 (en) Gas turbine combustion system.
JP2008209058A (en) Heat exchange burner
RU2491478C2 (en) Burner device
WO2009096554A1 (en) Combustion heater
WO1996004511A1 (en) Combustion chamber with a ceramic fire tube
JP4074586B2 (en) Premix burner
US9039408B2 (en) Combustor with a combustion region between an inner pipe and outer pipe with an ignition device upstream of the combustion region
JP2020169742A (en) Protector and boiler device
JP2015090073A (en) Gas turbine combustor
JP5272698B2 (en) Combustor
JP6206290B2 (en) Multiple tubular flame burner
JP2004138286A (en) Radiant tube burner, and attaching structure for radiant tube
KR200183084Y1 (en) Tube for transmitting flames in gas turbine
JP4928319B2 (en) Burner nozzle installation structure
JPS59231313A (en) Burner
KR200159253Y1 (en) An apparatus for preventing overheat in combustion chamber of tube heater
JP5376868B2 (en) Combustor member and combustor
RU2039323C1 (en) Combustion chamber

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant