KR102291530B1 - Corss flame module, combustor, and gas turbine including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화염 전파 모듈, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다. The present invention relates to a flame propagation module, a combustor, and a gas turbine comprising the same.
가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다. A gas turbine is a power engine that mixes and burns compressed air and fuel compressed in a compressor, and rotates the turbine with high-temperature gas generated by combustion. Gas turbines are used to power generators, aircraft, ships, trains, and the like.
일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.A gas turbine generally includes a compressor, a combustor and a turbine. The compressor sucks in the outside air, compresses it, and delivers it to the combustor. The compressed air in the compressor is in a state of high pressure and high temperature. The combustor mixes and combusts the compressed air and fuel introduced from the compressor. The combustion gases generated by the combustion are discharged to the turbine. The combustion gas causes the turbine blades inside the turbine to rotate, which in turn generates power. The generated power is used in various fields such as power generation and driving of mechanical devices.
한편, 연소기와 연소기 사이에는, 연소기 내부에서 발생된 화염을 인접하는 다른 연소기로 전달시키는 화염 전파 모듈이 구비된다. 이러한 화염 전파 모듈은, 연료가 연소되는 연소기의 라이너에 설치되며, 라이너의 내부에서 발생되는 화염을 인접하는 다른 연소기의 라이너 내부로 전달한다.On the other hand, between the combustor and the combustor, a flame propagation module for transferring the flame generated inside the combustor to another adjacent combustor is provided. Such a flame propagation module is installed in a liner of a combustor in which fuel is burned, and transfers a flame generated inside the liner to the inside of the liner of another combustor adjacent thereto.
종래의 화염 전파 모듈은 아우터 라이너와 이너 라이너 사이에서 라이너에 고정되는데, 이러한 구조의 경우, 화염 전파관의 설치가 어려울 뿐만 아니라 화염 전파 모듈을 보수하기 위해서는 아우터 라이너를 분리해야 하므로 수리가 어려운 문제가 있다.The conventional flame propagation module is fixed to the liner between the outer liner and the inner liner. In this structure, not only is it difficult to install the flame propagation tube, but also the outer liner must be removed to repair the flame propagation module, so repair is difficult. have.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 화염 전파 모듈을 용이하게 설치하고 보수할 수 있는 화염 전파 모듈, 연소기, 및 가스 터빈을 제공한다.Based on the technical background as described above, the present invention provides a flame propagation module, a combustor, and a gas turbine that can be easily installed and repaired.
본 발명의 일 측면에 따른 화염 전파 모듈은 가스터빈의 연소기의 연소실을 형성하는 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 감싸는 아우터 라이너에 설치되어, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소실로 전파하며, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.A flame propagation module according to an aspect of the present invention is installed on an inner liner forming a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and an outer liner surrounding the inner liner to propagate the flame generated from the combustion chamber to another adjacent combustion chamber, a trans tube passing through the outer liner and connected to the inner liner; a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the trans tube; a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit a flame; and the trans tube; It may include a fixing member for fixing the support tube and the cross frame tube together.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함할 수 있다.The fixing member according to an aspect of the present invention may have a ring shape having elasticity, and may include an elastic ring surrounding the trans tube, the support tube, and the cross frame tube.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성될 수 있다.A first flange is formed on the support tube according to an aspect of the present invention, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange is formed on the elastic ring; A coupling groove into which the second flange and the third flange are inserted may be formed.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 탄성 링에는 상기 결합 홈의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 복수의 가압판이 형성될 수 있다.The elastic ring according to an aspect of the present invention may be formed with a plurality of pressure plates bent at the outer end of the coupling groove and extended outwardly.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 탄성 링은 결합 홈의 폭방향 양단에 각각 연결된 2개의 가압판을 포함하고, 일측 가압판은 타측 가압판보다 상기 크로스 프래임 튜브의 중심을 지나는 중심축에서 더 멀리 배치될 수 있다.The elastic ring according to an aspect of the present invention includes two pressure plates respectively connected to both ends in the width direction of the coupling groove, and one pressure plate may be disposed farther from the central axis passing through the center of the cross frame tube than the other pressure plate. .
본 발명의 일 측면에 따른 상기 가압판에는 진동 흡수부가 연결 형성되고, 상기 진동 흡수부는 상기 가압판에서 벤딩된 굴곡부와 상기 굴곡부와 연결되되 상기 가압판과 마주하는 지지부를 포함할 수 있다.A vibration absorbing part may be connected to the pressing plate according to an aspect of the present invention, and the vibration absorbing part may include a bent part bent in the pressing plate and a support part connected to the bending part and facing the pressing plate.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성될 수 있다.A protective rib protruding from the outer end of the first flange and surrounding the outer circumferential surface of the second flange may be formed on the first flange according to an aspect of the present invention.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 보호 리브는 상기 제2 플랜지의 외주면과 상기 제3 플랜지의 외주면을 함께 감싸도록 형성될 수 있다.The protective rib according to an aspect of the present invention may be formed to surround the outer peripheral surface of the second flange and the outer peripheral surface of the third flange together.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 탄성 링에는 개구부를 사이에 두고 이격된 불연속 단부가 형성되고, 상기 고정부재는 상기 불연속 단부에서 외측으로 돌출된 고정 돌기들과 상기 고정 돌기들에 설치되어 상기 탄성 링을 조이는 패스너를 더 포함할 수 있다.The elastic ring according to an aspect of the present invention is formed with a discontinuous end spaced apart with an opening therebetween, and the fixing member is installed on the fixing protrusions and the fixing protrusions protruding outward from the discontinuous end to the elastic ring It may further include a fastener for tightening the.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 패스너는 조임 막대와 상기 조임 막대에 결합된 가압 지지구를 포함할 수 있다.The fastener according to an aspect of the present invention may include a tension rod and a pressure supporter coupled to the tension rod.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 조임 막대는 상기 고정 돌기에 회전 가능하게 설치될 수 있다.The tightening rod according to an aspect of the present invention may be rotatably installed on the fixing protrusion.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 고정 돌기에는 외측으로 돌출되며 만곡 형성되며 탄성적으로 변형되는 가압 만곡판과 상기 가압 만곡판에서 이어져 상기 가압 지지구와 맞닿는 가압 지지판을 갖는 풀림방지부가 형성될 수 있다.The fixing protrusion according to one aspect of the present invention has an anti-loosening portion having a pressure curved plate that protrudes outwardly, is curved and is elastically deformed, and a pressure support plate that connects from the pressure curved plate and comes into contact with the pressure supporter.
본 발명의 다른 측면에 따른 화염 전파 모듈은, 가스터빈의 연소기의 연소실을 형성하는 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 감싸는 아우터 라이너에 설치되어, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소실로 전파하며, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함하고, 상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함하며, 상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브에는 각각 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 플랜지들이 삽입되는 결합 홈과 상기 결합 홈의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 복수의 가압판이 형성될 수 있다.A flame propagation module according to another aspect of the present invention is installed in an inner liner forming a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and an outer liner surrounding the inner liner, and propagating the flame generated from the combustion chamber to another adjacent combustion chamber. a trans tube passing through the outer liner and connected to the inner liner; a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit a flame; and a fixing member for fixing the trans tube and the cross frame tube together; The member has a ring shape having elasticity, and includes an elastic ring surrounding the trans tube and the cross frame tube, the trans tube and the cross frame tube each having a flange, and the flanges are inserted into the elastic ring A plurality of pressure plates may be formed by being bent at the coupling groove and the outer end of the coupling groove and extending outwardly.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 탄성 링은 결합 홈의 폭방향 양단에 각각 연결된 2개의 가압판을 포함하고, 일측 가압판은 타측 가압판보다 상기 크로스 프래임 튜브의 중심을 지나는 중심축에서 더 멀리 배치될 수 있다.The elastic ring according to another aspect of the present invention includes two pressure plates respectively connected to both ends in the width direction of the coupling groove, and one pressure plate may be disposed farther from the central axis passing through the center of the cross frame tube than the other pressure plate. .
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 가압판에는 진동 흡수부가 연결 형성되고, 상기 진동 흡수부는 상기 가압판에서 벤딩된 굴곡부와 상기 굴곡부와 연결되되 상기 가압판과 마주하는 지지부를 포함할 수 있다.A vibration absorbing part may be connected to the pressing plate according to another aspect of the present invention, and the vibration absorbing part may include a bent part bent by the pressing plate and a support part connected to the bending part and facing the pressing plate.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 트랜스 튜브에 형성된 플랜지 외측 단에는 돌출되어 상기 크로스 프래임 튜브에 형성된 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성될 수 있다.A protective rib that protrudes from the outer end of the flange formed on the trans tube according to another aspect of the present invention and surrounds the outer circumferential surface of the flange formed on the cross frame tube may be formed.
본 발명의 다른 측면에 따른 연소기는 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기와 외부로부터 공급받은 연료를 혼합하여 연소시키되, 연료를 분사하는 노즐, 상기 노즐로부터 분사된 연료가 점화되는 연소실이 내부에 형성된 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 둘러싸도록 설치되는 아우터 라이너를 포함하는 라이너, 상기 라이너와 연결되는 트랜지션피스, 및 상기 라이너에 설치되며, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소기의 연소실로 전파하는 화염 전파 모듈을 포함하며, 상기 화염 전파 모듈은, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.A combustor according to another aspect of the present invention mixes compressed air supplied from a compressor of a gas turbine and fuel supplied from the outside and combusts them, and a nozzle for injecting fuel and a combustion chamber in which the fuel injected from the nozzle is ignited are formed therein. A liner comprising an inner liner and an outer liner installed to surround the inner liner, a transition piece connected to the liner, and a transition piece connected to the liner, the flame generated from the combustion chamber is propagated to the combustion chamber of another adjacent combustor a flame propagation module, wherein the flame propagation module includes a trans tube connected to the inner liner through the outer liner, a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the trans tube, and coupled to the trans tube It may include a cross frame tube for transmitting the flame, and a fixing member for fixing the trans tube, the support tube, and the cross frame tube together.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함할 수 있다.The fixing member according to another aspect of the present invention may have a ring shape having elasticity, and may include an elastic ring surrounding the trans tube, the support tube, and the cross frame tube.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a first flange is formed on the support tube, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange is formed on the elastic ring; A coupling groove into which the second flange and the third flange are inserted may be formed.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성될 수 잇다.A protective rib protruding from the outer end of the first flange and surrounding the outer circumferential surface of the second flange may be formed on the first flange according to another aspect of the present invention.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가스 터빈은 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하며, 상기 연소기는, 연료를 분사하는 복수의 노즐, 상기 노즐로부터 분사된 연료가 점화되는 연소실이 내부에 형성된 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 둘러싸도록 설치되는 아우터 라이너를 포함하는 라이너, 상기 라이너와 연결되는 트랜지션피스, 및 상기 라이너에 설치되며, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소기의 연소실로 전파하는 화염 전파 모듈을 포함하며, 상기 화염 전파 모듈은, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.A gas turbine according to another aspect of the present invention includes a compressor for compressing air introduced from the outside, a combustor that mixes fuel with compressed air compressed in the compressor, and a plurality of rotating by the combustion gas burned in the combustor. A liner including a turbine blade, wherein the combustor includes a plurality of nozzles for injecting fuel, an inner liner having a combustion chamber ignited by the fuel injected from the nozzles formed therein, and an outer liner installed to surround the inner liner , a transition piece connected to the liner, and a flame propagation module installed on the liner and propagating the flame generated from the combustion chamber to a combustion chamber of another adjacent combustor, wherein the flame propagation module penetrates the outer liner a trans tube connected to the inner liner, a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the trans tube, a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit a flame, and the trans tube, the support tube, and It may include a fixing member for fixing the cross frame tube together.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함할 수 있다.The fixing member according to another aspect of the present invention may have a ring shape having elasticity, and may include an elastic ring surrounding the trans tube, the support tube, and the cross frame tube.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a first flange is formed on the support tube, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange is formed on the elastic ring. , a coupling groove into which the second flange and the third flange are inserted may be formed.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성될 수 있다.A protective rib protruding from the outer end of the first flange and surrounding the outer circumferential surface of the second flange may be formed on the first flange according to another aspect of the present invention.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 화연 전파 모듈, 연소기, 및 가스 터빈에 의하면, 보다 용이하게 연소기 사이에 화염 전파 모듈을 설치할 수 있다. As described above, according to the flame propagation module, the combustor, and the gas turbine according to an aspect of the present invention, it is possible to more easily install the flame propagation module between the combustors.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 고정부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이다.1 is a view showing the inside of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the combustor of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view illustrating a flame propagation module according to a first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a fixing member according to a first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a flame propagation module according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a fixing member according to a third embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a state in which the fixing member according to the fourth embodiment of the present invention is installed.
8 is a cross-sectional view illustrating a flame propagation module according to a fifth embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'comprising' or 'having' are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.Hereinafter, a gas turbine according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view showing the inside of a gas turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing the combustor of FIG. 1 .
본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다. The thermodynamic cycle of the
위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다. Referring to FIG. 1 , the
압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다. 이때, 다단 축류 압축기(1100)에서는, 압축기(1100)의 블레이드(1130)는 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다. The
압축기 베인(1140)은 하우징(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다. The
압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 직결될 수 있다. 대형 가스 터빈(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모될 수 있다. 따라서, 압축기(1100)의 효율을 향상시키는 것은 가스 터빈(1000)의 전체 효율을 향상시키는데 직접적인 영향을 미치게 된다.The
한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 도 2는 가스 터빈(1000)에 적용되는 연소기(1200)의 일례를 보여준다. 연소기(1200)는 연소기 케이싱(1210), 버너(1220), 덕트 조립체(1250)를 포함할 수 있다. 연소기(1200)의 가스 터빈(1000)의 둘레 방향으로 배열된 복수의 버너(1220)와 덕트 조립체(1250)를 포함할 수 있다. 또한 버너(1220)는 복수의 노즐(1230), 헤드 엔드 플레이트(1270), 노즐 케이싱(1260)을 포함할 수 있다.On the other hand, the
가스 터빈(1000)에는 가스 연료와 액체 연료, 또는 이들이 조합된 복합 연료가 사용될 수 있다. 법적 규제 대상이 되는 일산화탄소와 질소산화물 등의 배출가스 양을 저감하기 위한 연소 환경을 만드는 것이 중요한데, 연소 제어가 상대적으로 어렵기는 하지만 연소 온도를 낮추고 균일한 연소를 만들어 배출가스를 줄일 수 있다는 장점이 있어 근래에는 예혼합 연소가 많이 적용된다. The
예혼합 연소의 경우에는 압축 공기가 노즐(1230)에서 미리 분사되는 연료와 혼합된 후 연소실(1240) 안으로 들어간다. 예혼합 가스의 최초 점화는 점화기를 이용하여 이루어지며, 이후 연소가 안정되면 연료와 공기를 공급하는 것으로 연소는 유지된다.In the case of premixed combustion, compressed air is mixed with the fuel pre-injected from the
도 2를 참조하면, 버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체(1250)의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 노즐(1230) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체(1250)가 적절히 냉각된다.Referring to FIG. 2 , compressed air flows along the outer surface of the
덕트 조립체(1250)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)를 포함할 수 있다. 라이너(1251)는 연소실(1240)을 형성하는 이너 라이너(1253)와 이너 라이너(1253)를 감싸는 아우터 라이너(1254)를 포함할 수 있다. 압축공기는 트랜지션피스(1252) 내부 및 이너 라이너(1253)와 아우터 라이너(1254) 사이로 이동하면서, 트랜지션피스(1252)와 라이너(1251)를 냉각할 수 있다.The
라이너(1251)는 연소기(1200)의 버너(1220)에 연결되는 관 부재로서, 라이너(1251) 내부의 공간이 연소실(1240)을 형성하게 된다. 라이너(1251)의 길이방향 일측 단부는 버너(1220)에 결합되고 라이너(1251)의 길이방향 타측 단부는 트랜지션피스(1252)에 결합된다.The
그리고, 트랜지션피스(1252)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다. 트랜지션피스(1252)의 길이방향 일측 단부는 라이너(1251)와 결합되고, 트랜지션피스(1252)의 길이방향 타측 단부는 터빈(1300)과 결합된다. 트랜지션피스(1252)는 라이너(1251)와 마찬가지로 트랜지션피스(1252)의 내부 공간을 감싸하는 이너 트랜지션피스와 이너 트랜지션피스를 감싸하는 아우터 트랜지션피스를 포함할 수 있다. And, the
덕트 조립체(1250)의 단부에는 노즐 케이싱(1260)이 결합 설치되고, 노즐 케이싱(1260)에는 노즐들(1230)을 지지하는 헤드 엔드 플레이트(1270)가 결합 설치된다.A
연소기 케이싱(1210)은 복수의 버너(1220)를 감싸며 대략 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 버너(1220)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 배치될 수 있다. 각 버너(1220)에는 수 개의 노즐(1230)이 구비되며, 이 노즐(1230)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다. The
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a flame propagation module according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a fixing member according to the first embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 연소실(1240)들은 화염 전파 모듈(1201)을 통해서 서로 연결될 수 있으며, 화염 전파 모듈(1201)은 일측 연소실(1240)에서 발생된 화염을 타측 연소실(1240)로 전달한다.3 and 4, the
화염 전파 모듈(1201)은 지지 튜브(1256), 트랜스 튜브(1400), 크로스 프래임 튜브(1500), 및 고정부재(1700)를 포함할 수 있다. 지지 튜브(1256)는 아우터 라이너(1254)의 외주면에서 돌출되어 트랜스 튜브(1400)를 지지하는 관으로 이루어질 수 있다. 지지 튜브(1256)는 아우터 라이너(1254)에서 이웃하는 아우터 라이너(1254)를 향하여 돌출되며, 내부에 공간을 갖는 원형 또는 타원형의 관으로 이루어질 수 있다. 지지 튜브(1256)의 길이방향 단부에는 외측으로 확장된 제1 플랜지(1257)가 형성될 수 있다. 제1 플랜지(1257)는 지지 튜브(1256)보다 더 큰 외경을 가진다. The
트랜스 튜브(1400)는 아우터 라이너(1254)를 관통하여 이너 라이너(1253)에 연결되며, 아우터 라이너(1254)의 외측으로 돌출된 구조로 이루어질 수 있다. 트랜스 튜브(1400)는 원형 또는 타원형의 관으로 이루어질 수 있으며, 트랜스 튜브(1400)의 길이방향 일측 단부는 이너 라이너(1253)와 연결되고, 타측 단부는 크로스 프래임 튜브(1500)와 연결될 수 있다.The
트랜스 튜브(1400)에서 아우터 라이너(1254)의 외측으로 돌출된 부분은 지지 튜브(1256)에 삽입될 수 있다. 이너 라이너(1253)에는 트랜스 튜브(1400)를 지지하기 위한 위치결정 돌기(1253a)가 형성되고, 트랜스 튜브(1400)에는 위치결정 돌기(1253a)가 삽입되는 위치결정 홈(1420)이 형성될 수 있다. An outwardly protruding portion of the
위치결정 돌기(1253a)과 위치결정 홈(1420)가 형성되면 트랜스 튜브(1400)가 이너 라이너(1253)와 안정적으로 결합되며, 트랜스 튜브(1400)가 이너 라이너(1253) 내부로 과도하게 삽입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 트랜스 튜브(1400)에서 크로스 프래임 튜브(1500)와 맞닿는 부분에는 외측으로 연장된 제2 플랜지(1410)가 형성될 수 있다.When the
크로스 프래임 튜브(1500)는 트랜스 튜브들(1400)에 결합되어 트랜스 튜브(1400)들을 연결하여 화염을 전달한다. 크로스 프래임 튜브(1500)는 원형 또는 타원형의 관으로 이루어질 수 있으며, 인접하는 트랜스 튜브들(1400)과 연결될 수 있다. 크로스 프래임 튜브(1500)는 제1 전파 튜브(1510)와 제1 전파 튜브(1510)에 삽입되어 제1 전파 튜브(1510)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된 제2 전파 튜브(1520)를 포함할 수 있다.The
제1 전파 튜브(1510)는 일측 트랜스 튜브(1400)와 연결되고, 제2 전파 튜브(1520)는 인접하는 연소실에 연결된 타측 트랜스 튜브(1400)와 연결될 수 있다. 제1 전파 튜브(1510)와 제2 전파 튜브(1520)에는 각각 압력 조절용 홀(1511, 1521)이 형성될 수 있다.The
크로스 프래임 튜브(1500)의 길이방향 양쪽 단부에는 외측으로 확장된 제3 플랜지(1530)가 형성되는데, 제3 플랜지(1530)는 제1 전파 튜브(1510) 및 제2 전파 튜브(1520)에 각각 형성될 수 있다. 제3 플랜지(1530)는 제2 플랜지(1410)와 맞닿도록 형성될 수 있다. 제1 플랜지(1257), 제2 플랜지(1410), 및 제3 플랜지(1530)는 적층되며 제2 플랜지(1410)는 제1 플랜지(1257)와 제3 플랜지(1530) 사이에 위치한다. A
고정부재(1700)는 트랜스 튜브(1400), 지지 튜브(1256), 및 크로스 프래임 튜브(1500)를 함께 고정할 수 있다. 고정부재(1700)는 제1 플랜지(1257), 제2 플랜지(1410), 및 제3 플랜지(1530)를 감싸는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어질 수 있다.The fixing
고정부재(1700)는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어진 탄성 링(1710)과 탄성 링(1710)에서 돌출된 고정 돌기(1760)와 탄성 링(1710)을 조이는 패스너(1720)를 포함할 수 있다. 탄성 링(1710)은 일측에 불연속 단부(1715)가 형성된 고리 형상으로 이루어지며, 불연속 단부(1715)는 개구부(1750)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 또한 탄성 링(1710)에는 연결 핀(1730)이 설치되며, 호형으로 만곡된 막대들이 연결 핀(1730)을 매개로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 탄성 링(1710)에 하나의 연결 핀(1730)이 설치된 구성을 개시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 탄성 링에는 복수의 연결 핀이 설치되어 다관절 구조로 이루어질 수도 있다.The fixing
탄성 링(1710)에는 제1 플랜지(1257), 제2 플랜지(1410) 및 제3 플랜지(1530)가 삽입되는 결합 홈(1712)과 결합 홈(1712)의 폭방향 양쪽 측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 2개의 가압판(1713)이 형성될 수 있다. 결합 홈(1712)은 탄성 링(1710)의 길이방향으로 이어져 형성된 플랜지들을 삽입하여 고정한다. 이에 따라 탄성 링(1710)은 트랜스 튜브(1400), 지지 튜브(1256), 및 크로스 프래임 튜브(1500)를 부분적으로 감쌀 수 있다.In the
가압판(1713)은 고정부재(1700)의 둘레 방향으로 이어져 형성되며 지지 튜브(1256) 또는 크로스 프래임 튜브(1500)의 외주면과 맞닿아 이들을 지지할 수 있다. 일측 가압판(1713)은 타측 가압판(1713)보다 크로스 프래임 튜브(1500)의 중심을 지나는 중심축(X1)에서 더 멀리 배치될 수 있다. 지지 튜브(1256)와 크로스 프래임 튜브(1500)의 외경은 서로 다른 크기로 형성될 수 있는데, 가압판(1713)의 내측단의 위치가 상이하게 형성되면, 고정부재(1700)에 의하여 지지 튜브(1256)와 크로스 프래임 튜브(1500)가 반경방향으로 요동하지 않도록 안정적으로 지지될 수 있다.The
탄성 링(1710)에는 고정 돌기(1760)가 형성되는데, 고정 돌기(1760)는 불연속 단부(1715)에서 돌출되며 개구부(1750)를 사이에 두고 이격되어 서로 마주하도록 설치될 수 있다. 고정 돌기(1760)에 상기한 패스너(1720)가 결합되며, 고정 돌기(1760)에는 패스너(1720)가 삽입되는 홀(1761)이 형성될 수 있다.A fixing
패스너(1720)는 조임 막대(1721)와 조임 막대(1721)에 결합된 가압 지지구(1723)를 포함할 수 있으며, 조임 막대(1721)는 고정 돌기(1760)를 관통하도록 설치될 수 있다. 또한 가압 지지구(1723)는 조임 막대(1721)의 길이방향 일측 단부에 나사 결합되며, 고정 돌기(1760)와 맞닿아 고정 돌기(1760) 사이의 간격이 감소하도록 가압할 수 있다. 여기서 조임 막대(1721)는 볼트로 이루어지고, 가압 지지구(1723)는 너트로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The
상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 고정부재(1700)가 트랜스 튜브(1400), 지지 튜브(1256), 및 크로스 프래임 튜브(1500)를 함께 고정하도록 설치되고, 고정부재(1700)가 아우터 라이너(1254)의 외측에서 튜브들을 감싸도록 설치므로 화염 전파 모듈(1201)을 용이하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 용이하게 수리할 수 있다.As described above, according to the first embodiment, the fixing
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화염 전파 모듈에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이다.Hereinafter, a flame propagation module according to a second embodiment of the present invention will be described. 5 is a cross-sectional view illustrating a flame propagation module according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 화염 전파 모듈(1202)은 지지 튜브(1281)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.5, since the
지지 튜브(1281)는 아우터 라이너(1254)의 외주면에서 돌출되어 트랜스 튜브(1400)를 지지하는 관으로 이루어질 수 있다. 지지 튜브(1281)는 아우터 라이너(1254)에서 이웃하는 아우터 라이너(1254)를 향하여 돌출되며, 내부에 공간을 갖는 원형 또는 타원형의 관으로 이루어질 수 있다. 지지 튜브(1281)의 길이방향 단부에는 외측으로 확장된 제1 플랜지(1282)가 형성될 수 있다.The
지지 튜브(1281)는 제1 플랜지(1282)의 외측 단에서 돌출되어 제2 플랜지(1410)의 외주면을 감싸는 보호 리브(1283)를 더 포함할 수 있다. 보호 리브(1283)는 크로스 프래임 튜브(1500)의 중심축(X1) 방향으로 돌출되어 제2 플랜지(1410) 및 제3 플랜지(1530)의 외주면을 함께 감싸도록 형성될 수 있다. 보호 리브(1283)는 고정부재(1700)의 결합 홈(1712)에 삽입될 수 있다. The
본 제2 실시예와 같이 보호 리브(1283)가 형성되면 트랜스 튜브(1400) 및 크로스 프래임 튜브(1500)가 반경방향으로 요동하는 것을 확실히 방지할 수 있을 뿐만 아니라 트랜스 튜브(1400)와 크로스 프래임 튜브(1500)를 보다 안정적으로 고정할 수 있다.When the
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화염 전파 모듈에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정부재를 도시한 사시도이다.Hereinafter, a flame propagation module according to a third embodiment of the present invention will be described. 6 is a perspective view illustrating a fixing member according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 화염 전파 모듈은 고정부재(2700)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 6 , the flame propagation module according to the third embodiment has the same structure as the flame propagation module according to the first embodiment, except for the fixing
고정부재(2700)는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어진 탄성 링(2710)과 탄성 링(2710)을 조이는 패스너(2720)를 포함할 수 있다. 탄성 링(2710)은 일측에 불연속 단부(2715)가 형성된 고리 형상으로 이루어지며, 불연속 단부(2715)는 개구부(2750)를 사이에 두고 이격될 수 있다. The fixing
탄성 링(2710)에는 결합 홈(2712)과 결합 홈(2712)의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 2개의 가압판(2713)이 형성될 수 있다. 결합 홈(2712)은 탄성 링(2710)의 길이방향으로 이어져 형성되어 플랜지들을 삽입하여 고정한다. 가압판(2713)은 결합 홈(2712)의 폭방향 단부에서 외측으로 연장되며, 탄성 링(2710)은 2개의 가압판(2713)을 포함할 수 있다.The
탄성 링(2710)에는 고정 돌기(2760)가 형성되는데, 고정 돌기(2760)는 불연속 단부(2715)에서 돌출되며 개구부(2750)를 사이에 두고 이격되어 서로 마주하도록 설치될 수 있다. 고정 돌기(2760)에 상기한 패스너가 결합되며, 고정 돌기(2760)에는 패스너(2720)가 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.A fixing
패스너(2720)는 조임 막대(2721)와 조임 막대(2721)에 결합된 가압 지지구(2723)를 포함할 수 있다. 일측 고정 돌기(2760)에는 고정 돌기(2760)에 회전 가능하게 결합된 회전지지 막대(2725)가 설치되고, 회전지지 막대(2725)에는 조임 막대(2721)가 고정될 수 있다. 이에 따라 조임 막대(2721)는 고정 돌기(2760)에 대하여 회전 가능하게 설치될 수 있다.
조임 막대(2721)는 타측 고정 돌기(2760)를 관통하도록 설치되며, 조임 막대(2721)에 가압 지지구(2723)가 나사 결합될 수 있다. 한편, 타측 고정 돌기(2760)에는 가압 지지구(2723)를 가압하는 풀림방지부(2730)가 설치될 수 있다.The tightening
풀림방지부(2730)는 고정 돌기(2760)에서 외측으로 돌출되며 탄성적으로 변형되는 가압 만곡판(2731)과 가압 만곡판(2731)에서 이어져 가압 지지구(2723)와 맞닿는 가압 지지판(2732)을 포함할 수 있다. 가압 만곡판(2731)은 고정 돌기(2760)에서 외측을 향하는 방향으로 만곡되되 하단이 탄성 링(2710)을 향하도록 만곡될 수 있다. 가압 지지판(2732)은 가압 만곡판(2731)에서 탄성 링(2710)을 향하여 이어진 평판으로 이루어지며 고정 돌기(2760)에서 이격되어 고정 돌기(2760)와 마주하도록 형성될 수 있다. 가압 지지판(2732)은 가압 지지구(2723)와 맞닿아 가압 지지구(2723)를 외측으로 가압할 수 있다.The
본 실시예와 같이 조임 막대(2721)가 고정 돌기(2760)에 대하여 회전 가능하게 설치되면 고정부재(2700)를 보다 용이하게 튜브들에 설치할 수 있다. 또한, 풀림방지부(2730)가 가압 지지구(2723)를 가압하도록 설치되면 진동으로 인하여 가압 지지구(2723)가 풀리는 것을 방지할 수 있다.When the tightening
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 화염 전파 모듈에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 고정부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.Hereinafter, a flame propagation module according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the fixing member according to the fourth embodiment of the present invention is installed.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 화염 전파 모듈은 고정부재(3700)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7 , the flame propagation module according to the fourth embodiment has the same structure as the flame propagation module according to the first embodiment except for the fixing
고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어진 탄성 링(3710)과 탄성 링(3710)을 조이는 패스너를 포함할 수 있다. 탄성 링(3710)은 일측에 절개되어 불연속적인 고리 형상으로 이루어질 수 있다.The fixing member may include an
탄성 링(3710)에는 결합 홈(3712)과 결합 홈(3712)의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 2개의 가압판(3713)이 형성될 수 있다. 결합 홈(3712)은 탄성 링(3710)의 길이방향으로 이어져 형성되어 플랜지들을 삽입하여 고정한다. 가압판(3713)은 결합 홈(3712)의 폭방향 단부에서 외측으로 연장되며, 탄성 링(3710)은 2개의 가압판(3713)을 포함할 수 있다.The
가압판(3713)에는 튜브들에서 전달된 진동을 흡수하는 진동 흡수부(3730)가 형성될 수 있다. 진동 흡수부(3730)는 가압판(3713)에서 벤딩된 굴곡부(3731)와 굴곡부(3731)와 연결되되 가압판(3713)과 마주하는 지지부(3732)를 포함할 수 있다. 굴곡부(3731)는 탄성적으로 변형 가능하게 형성되며 고정부재(3700)의 중심을 향하여 호형으로 만곡된 구조로 이루어질 수 있다. 지지부(3732)는 굴곡부(3731)의 단부와 연결되며 가압판(3713)과 마주하되 지지 튜브(1256) 또는 크로스 프래임 튜브(1500)와 맞닿는다. A
본 제4 실시예와 같이 진동 흡수부(3730)가 형성되면 지지 튜브(1256)와 크로스 프래임 튜브(1500)를 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라 진동으로 인하여 고정부재(3700)가 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.When the
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 화염 전파 모듈에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 화염 전파 모듈을 도시한 단면도이다.Hereinafter, a flame propagation module according to a fifth embodiment of the present invention will be described. 8 is a cross-sectional view illustrating a flame propagation module according to a fifth embodiment of the present invention.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 제5 실시예에 따른 화염 전파 모듈(1205)은 트랜스 튜브(1400)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 화염 전파 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.8, since the
트랜스 튜브(1400)는 아우터 라이너(1254)를 관통하여 이너 라이너(1253)에 연결되며, 아우터 라이너(1254)의 외측으로 돌출된 구조로 이루어질 수 있다. 트랜스 튜브(1400)는 원형 또는 타원형의 관으로 이루어질 수 있으며, 트랜스 튜브(1400)의 길이방향 일측 단부는 이너 라이너(1253)와 연결되고, 타측 단부는 크로스 프래임 튜브(1500)와 연결될 수 있다.The
이너 라이너(1253)에는 트랜스 튜브(1400)를 지지하기 위한 위치결정 돌기(1253a)가 형성되고, 트랜스 튜브(1400)에는 위치결정 돌기(1253a)가 삽입되는 위치결정 홈(1420)이 형성될 수 있다. 트랜스 튜브(1400)에는 아우터 라이너에서 트랜스 튜브가 이탈하는 것을 방지하는 걸림돌기(1450)가 형성될 수 있다. 걸림돌기(1450)는 트랜스 튜브(1400)의 외면에 대하여 경사지게 형성된 경사면과 트랜스 튜브(1400)의 외면에 대하여 수직으로 형성된 수직면을 갖는데, 수직면은 아우터 라이너(1254)의 내면과 맞닿도록 형성될 수 있다. 경사면의 상단은 수직면의 상단과 연결될 수 있다. 걸림돌기(1450)는 트랜스 튜브(1400)의 외면을 따라 이어져 형성될 수 있으며, 복수의 걸림돌기(1450)가 트랜스 튜브(1400)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수도 있다.A
트랜스 튜브(1400)에는 외측으로 돌출된 제2 플랜지(1530)가 형성되며, 크로스 프래임 튜브(1500)의 길이방향 양쪽 단부에는 외측으로 확장된 제3 플랜지(1530)가 형성된다.A
트랜스 튜브(1400)는 제2 플랜지(1530)의 외측 단에서 돌출되어 제3 플랜지(1530)의 외주면을 감싸는 보호 리브(1430)를 더 포함할 수 있다. 보호 리브(1430)는 크로스 프래임 튜브(1500)의 중심축(X1) 방향으로 돌출되어 제3 플랜지(1530)의 외주면을 함께 감싸도록 형성될 수 있다. 보호 리브(1430)는 고정부재(1700)의 결합 홈(1712)에 삽입될 수 있다. The
본 제5 실시예와 같이 보호 리브(1430)가 형성되면 트랜스 튜브(1400) 및 크로스 프래임 튜브(1500)가 반경방향으로 요동하는 것을 확실히 방지할 수 있을 뿐만 아니라 트랜스 튜브(1400)와 크로스 프래임 튜브(1500)를 보다 안정적으로 고정할 수 있다.When the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, although an embodiment of the present invention has been described, those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention may be variously modified and changed by, etc., and this will also be included within the scope of the present invention.
1000: 가스 터빈 1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드 1140: 베인
1150: 하우징 1200: 연소기
1201, 1202: 화염 전파 모듈 1210: 연소기 케이싱
1220: 버너 1230: 노즐
1240: 연소실 1250: 덕트 조립체
1251: 라이너 1252: 트랜지션피스
1253: 이너 라이너 1253a: 위치결정 돌기
1254: 아우터 라이너 1260: 노즐 케이싱
1270: 헤드 엔드 플레이트 1256, 1281: 지지 튜브
1257, 1282: 제1 플랜지 1283: 보호 리브
1400: 트랜스 튜브 1410: 제2 플랜지
1420: 위치결정 홈 1500: 크로스 프래임 튜브
1510: 제1 전파 튜브 1520: 제2 전파 튜브
1530: 제3 플랜지 1700, 2700, 3700: 고정부재
1710, 2710, 3710: 탄성 링 1712, 2712, 3712: 결합 홈
1713, 2713, 3713: 가압판 1720, 2730: 패스너
1721, 2721: 조임 막대 1723, 2723: 가압 지지구
1730: 연결 핀 1760: 고정 돌기
2725: 회전지지 막대 2730: 풀림방지부
2731: 가압 만곡판 2732: 가압 지지판
3730: 진동 흡수부 3731: 굴곡부
3732: 지지부1000: gas turbine 1100: compressor
1130: compressor blade 1140: vane
1150: housing 1200: combustor
1201, 1202: flame propagation module 1210: combustor casing
1220: burner 1230: nozzle
1240: combustion chamber 1250: duct assembly
1251: liner 1252: transition piece
1253:
1254: outer liner 1260: nozzle casing
1270:
1257, 1282: first flange 1283: protective rib
1400: trans tube 1410: second flange
1420: positioning groove 1500: cross frame tube
1510: first propagation tube 1520: second propagation tube
1530:
1710, 2710, 3710:
1713, 2713, 3713: platen 1720, 2730: fasteners
1721, 2721:
1730: connecting pin 1760: fixing protrusion
2725: rotation support bar 2730: loosening prevention part
2731: pressure curved plate 2732: pressure support plate
3730: vibration absorbing part 3731: bending part
3732: support
Claims (24)
상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브;
상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브;
상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브; 및
상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.A flame propagation module installed in an inner liner forming a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and an outer liner surrounding the inner liner to propagate a flame generated from the combustion chamber to another adjacent combustion chamber, the flame propagation module comprising:
a trans tube passing through the outer liner and connected to the inner liner;
a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the transformer tube;
a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit a flame; and
a fixing member for fixing the trans tube, the support tube, and the cross frame tube together;
Flame propagation module comprising a.
상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.The method of claim 1,
The fixing member is formed in a ring shape having elasticity, and the flame propagation module comprises an elastic ring surrounding the trans tube, the support tube, and the cross frame tube.
상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.3. The method of claim 2,
A first flange is formed on the support tube, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange, the second flange and the second flange are formed on the elastic ring. 3 Flame propagation module, characterized in that the coupling groove is inserted into the flange is formed.
상기 탄성 링에는 상기 결합 홈의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 복수의 가압판이 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.4. The method of claim 3,
Flame propagation module, characterized in that the elastic ring is formed with a plurality of pressure plates bent at the outer end of the coupling groove and extended outward.
상기 탄성 링은 결합 홈의 폭방향 양단에 각각 연결된 2개의 가압판을 포함하고, 일측 가압판은 타측 가압판보다 상기 크로스 프래임 튜브의 중심을 지나는 중심축에서 더 멀리 배치된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈. 5. The method of claim 4,
The elastic ring includes two pressure plates respectively connected to both ends in the width direction of the coupling groove, and one pressure plate is disposed farther from the central axis passing through the center of the cross frame tube than the other pressure plate.
상기 가압판에는 진동 흡수부가 연결 형성되고, 상기 진동 흡수부는 상기 가압판에서 벤딩된 굴곡부와 상기 굴곡부와 연결되되 상기 가압판과 마주하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.5. The method of claim 4,
A vibration absorbing part is connected to the pressing plate, and the vibration absorbing part comprises a bent part bent by the pressing plate and a support part connected to the bent part and facing the pressing plate.
상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.4. The method of claim 3,
Flame propagation module, characterized in that the first flange is formed with a protective rib protruding from the outer end of the first flange surrounding the outer peripheral surface of the second flange.
상기 보호 리브는 상기 제2 플랜지의 외주면과 상기 제3 플랜지의 외주면을 함께 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.8. The method of claim 7,
The protective rib is flame propagation module, characterized in that formed so as to surround the outer peripheral surface of the second flange and the outer peripheral surface of the third flange together.
상기 탄성 링에는 개구부를 사이에 두고 이격된 불연속 단부가 형성되고, 상기 고정부재는 상기 불연속 단부에서 외측으로 돌출된 고정 돌기들과 상기 고정 돌기들에 설치되어 상기 탄성 링을 조이는 패스너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.3. The method of claim 2,
The elastic ring has discontinuous ends spaced apart from each other with an opening therebetween, and the fixing member further includes fixing protrusions protruding outward from the discontinuous ends and fasteners installed on the fixing protrusions to tighten the elastic ring. Flame propagation module, characterized in that.
상기 패스너는 조임 막대와 상기 조임 막대에 결합된 가압 지지구를 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.10. The method of claim 9,
wherein the fastener includes a tension rod and a pressure support coupled to the tension rod.
상기 조임 막대는 상기 고정 돌기에 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.11. The method of claim 10,
The tightening rod is a flame propagation module, characterized in that it is rotatably installed on the fixing protrusion.
상기 고정 돌기에는 외측으로 돌출되며 만곡 형성되며 탄성적으로 변형되는 가압 만곡판과 상기 가압 만곡판에서 이어져 상기 가압 지지구와 맞닿는 가압 지지판을 갖는 풀림방지부가 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.11. The method of claim 10,
Flame propagation module, characterized in that the fixing protrusion is formed with an anti-loosening portion having a pressure curved plate that protrudes outwardly, is curved and is elastically deformed, and a pressure support plate that connects from the pressure curved plate and comes into contact with the pressure support.
상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브;
상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브; 및
상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재; 를 포함하고,
상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함하며,
상기 트랜스 튜브와 상기 크로스 프래임 튜브에는 각각 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 플랜지들이 삽입되는 결합 홈과 상기 결합 홈의 외측단에서 절곡되어 외측으로 확장된 복수의 가압판이 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.A flame propagation module installed in an inner liner forming a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and an outer liner surrounding the inner liner to propagate a flame generated from the combustion chamber to another adjacent combustion chamber, the flame propagation module comprising:
a trans tube passing through the outer liner and connected to the inner liner;
a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit a flame; and
a fixing member for fixing the trans tube and the cross frame tube together; including,
The fixing member has a ring shape having elasticity, and includes an elastic ring surrounding the trans tube and the cross frame tube,
The trans tube and the cross frame tube each have flanges formed, and the elastic ring has a coupling groove into which the flanges are inserted, and a plurality of pressure plates bent at the outer end of the coupling groove and extended outwardly. radio module.
상기 탄성 링은 결합 홈의 폭방향 양단에 각각 연결된 2개의 가압판을 포함하고, 일측 가압판은 타측 가압판보다 상기 크로스 프래임 튜브의 중심을 지나는 중심축에서 더 멀리 배치된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈. 14. The method of claim 13,
The elastic ring includes two pressure plates respectively connected to both ends in the width direction of the coupling groove, and one pressure plate is disposed farther from the central axis passing through the center of the cross frame tube than the other pressure plate.
상기 가압판에는 진동 흡수부가 연결 형성되고, 상기 진동 흡수부는 상기 가압판에서 벤딩된 굴곡부와 상기 굴곡부와 연결되되 상기 가압판과 마주하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.14. The method of claim 13,
A vibration absorbing part is connected to the pressing plate, and the vibration absorbing part comprises a bent part bent by the pressing plate and a support part connected to the bent part and facing the pressing plate.
상기 트랜스 튜브에 형성된 플랜지 외측 단에는 돌출되어 상기 크로스 프래임 튜브에 형성된 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 화염 전파 모듈.14. The method of claim 13,
A flame propagation module, characterized in that a protective rib protruding from the outer end of the flange formed on the trans tube and surrounding the outer circumferential surface of the flange formed on the cross frame tube is formed.
연료를 분사하는 노즐;
상기 노즐로부터 분사된 연료가 점화되는 연소실이 내부에 형성된 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 둘러싸도록 설치되는 아우터 라이너를 포함하는 라이너;
상기 라이너와 연결되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너에 설치되며, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소기의 연소실로 전파하는 화염 전파 모듈;을 포함하며,
상기 화염 전파 모듈은, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기.In the combustor for mixing compressed air supplied from the compressor of a gas turbine and fuel supplied from the outside, the combustor comprising:
nozzle for injecting fuel;
a liner including an inner liner in which a combustion chamber in which the fuel injected from the nozzle is ignited is formed, and an outer liner installed to surround the inner liner;
a transition piece connected to the liner; and
A flame propagation module installed on the liner and propagating the flame generated from the combustion chamber to the combustion chamber of another adjacent combustor; includes;
The flame propagation module includes a trans tube connected to the inner liner through the outer liner, a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the trans tube, and a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit flame and a fixing member for fixing the trans tube, the support tube, and the cross frame tube together.
상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기.18. The method of claim 17,
The fixing member is formed in a ring shape having elasticity, and the combustor comprises an elastic ring surrounding the trans tube, the support tube, and the cross frame tube.
상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.19. The method of claim 18,
A first flange is formed on the support tube, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange, the second flange and the second flange are formed on the elastic ring. 3 Combustor, characterized in that the coupling groove into which the flange is inserted.
상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.20. The method of claim 19,
The first flange has a combustor, characterized in that the protective rib is formed protruding from the outer end of the first flange surrounding the outer peripheral surface of the second flange.
상기 연소기는,
연료를 분사하는 복수의 노즐,
상기 노즐로부터 분사된 연료가 점화되는 연소실이 내부에 형성된 이너 라이너와, 상기 이너 라이너를 둘러싸도록 설치되는 아우터 라이너를 포함하는 라이너,
상기 라이너와 연결되는 트랜지션피스, 및
상기 라이너에 설치되며, 상기 연소실로부터 발생된 화염을 인접하는 다른 연소기의 연소실로 전파하는 화염 전파 모듈을 포함하며,
상기 화염 전파 모듈은, 상기 아우터 라이너를 관통하여 상기 이너 라이너에 연결된 트랜스 튜브, 상기 아우터 라이너의 외주면에서 돌출되어 상기 트랜스 튜브를 지지하는 지지 튜브, 상기 트랜스 튜브에 결합되어 화염을 전달하는 크로스 프래임 튜브, 및 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 함께 고정하는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.A gas turbine comprising a compressor for compressing air introduced from the outside, a combustor for mixing and burning compressed air and fuel compressed in the compressor, and a turbine including a plurality of turbine blades rotated by the combustion gas burned in the combustor As,
the combustor,
a plurality of nozzles for injecting fuel;
A liner comprising an inner liner having a combustion chamber ignited by the fuel injected from the nozzle formed therein, and an outer liner installed to surround the inner liner;
a transition piece connected to the liner, and
It is installed on the liner, and comprises a flame propagation module for propagating the flame generated from the combustion chamber to the combustion chamber of another adjacent combustor,
The flame propagation module includes a trans tube connected to the inner liner through the outer liner, a support tube protruding from an outer circumferential surface of the outer liner to support the trans tube, and a cross frame tube coupled to the trans tube to transmit flame and a fixing member for fixing the transformer tube, the support tube, and the cross frame tube together.
상기 고정부재는 탄성을 갖는 고리 형상으로 이루어지며, 상기 트랜스 튜브, 상기 지지 튜브, 및 상기 크로스 프래임 튜브를 감싸는 탄성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.22. The method of claim 21,
The fixing member is formed in a ring shape having elasticity, the gas turbine comprising an elastic ring surrounding the transformer tube, the support tube, and the cross frame tube.
상기 지지 튜브에는 제1 플랜지가 형성되고, 상기 트랜스 튜브에는 제2 플랜지가 형성되고, 상기 크로스 프래임 튜브에는 제3 플랜지가 형성되며, 상기 탄성 링에는 상기 제1 플랜지, 상기 제2 플랜지 및 상기 제3 플랜지가 삽입되는 결합 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.23. The method of claim 22,
A first flange is formed on the support tube, a second flange is formed on the trans tube, a third flange is formed on the cross frame tube, and the first flange, the second flange and the second flange are formed on the elastic ring. 3 Gas turbine, characterized in that the coupling groove is inserted into the flange is formed.
상기 제1 플랜지에는 상기 제1 플랜지의 외측 단에서 돌출되어 상기 제2 플랜지의 외주면을 감싸는 보호 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.24. The method of claim 23,
The gas turbine, characterized in that the first flange is formed with a protective rib protruding from the outer end of the first flange surrounding the outer peripheral surface of the second flange.
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