KR20010042553A - Flex seal for gas turbine expansion joints - Google Patents

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KR20010042553A
KR20010042553A KR1020007011215A KR20007011215A KR20010042553A KR 20010042553 A KR20010042553 A KR 20010042553A KR 1020007011215 A KR1020007011215 A KR 1020007011215A KR 20007011215 A KR20007011215 A KR 20007011215A KR 20010042553 A KR20010042553 A KR 20010042553A
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이그너제임스길스
포씨아니콜라스필립
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제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
제너럴 일렉트릭 캄파니
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
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Abstract

본 발명은 가스 터어빈 배기 덕트와 가요성 시일판의 축방향 인접층의 다수의 층을 포함하는 축방향 인접 배기 덕트라인 사이에서의 팽창 조인트 시일에 관한 것으로, 상기 각각의 층은 360도 환형부를 함께 형성하는 다수의 아치형 세그먼트를 포함하고, 가요성 시일판의 다수의 층은 일단부에서 가스 터어빈 배기 덕트에 고정되며, 상기 시일판의 대향단은 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면에 활주식으로 결합된다.The present invention relates to an expansion joint seal between a gas turbine exhaust duct and an axially adjacent exhaust ductline comprising a plurality of layers of axially adjacent layers of a flexible seal plate, each layer having a 360 degree annulus together. A plurality of layers of flexible seal plates, wherein the plurality of layers of flexible seal plates are secured to the gas turbine exhaust duct at one end, the opposite ends of the seal plates slidably engaging at least one surface of the exhaust duct line. do.

Description

가스 터어빈 팽창 조인트용 가요성 시일 {FLEX SEAL FOR GAS TURBINE EXPANSION JOINTS}Flexible Seal for Gas Turbine Expansion Joints {FLEX SEAL FOR GAS TURBINE EXPANSION JOINTS}

고온 플랜지를 갖춘 가스 터어빈 배기 시스템에서의 현재 사용되는 팽창 조인트는 두 방식 중 하나로 설계된다. 가장 통상적인 설계는 세라믹 섬유 합성 벨트 및 받침대 백(bag)으로 구성된 평평한 벨트 장치이다. 벨트의 일단부는 가스 터어빈에 부착된 프레임에 볼트 결합되어 있고 타단부는 인접 배기 덕트라인 상의 프레임에 볼트 결합되어 있다. 상기 합성 벨트 내의 가스 시일은 테프론(등록 상표) 층, 금속 포일 또는 금속 함유 천을 구비한다. 벨트의 단면 형상에 의해 야기된 때때로 "D" 스타일이라 불리어지는 다른 가장 통상적인 설계는 합성 벨트와 일단부가 가스 터어빈 플랜지 상에 장착된 바아에 볼트 결합되고 타단부가 배기 덕트 라인 상의 플랜지에 볼트 결합된 받침대이다. 상기 벨트는 다이아프램으로서 기능한다.Currently used expansion joints in gas turbine exhaust systems with hot flanges are designed in one of two ways. The most common design is a flat belt device consisting of a ceramic fiber composite belt and a pedestal bag. One end of the belt is bolted to the frame attached to the gas turbine and the other end is bolted to the frame on the adjacent exhaust ductline. The gas seal in the composite belt has a Teflon® layer, metal foil or metal containing cloth. Another most common design, sometimes referred to as the "D" style, caused by the cross-sectional shape of the belt, is bolted to a bar fitted with a synthetic belt and one end mounted on a gas turbine flange and the other end bolted to a flange on the exhaust duct line. Pedestal. The belt functions as a diaphragm.

제일 먼저 설명한 평평한 벨트 장치는 과열에 의해 프레임이 균열되고, 프레임의 균열과 받침 백 파손에 의해 벨트가 타는 문제점을 갖고, 가스 터어빈 물 세척 사이클 동안 누출됨으로써 지면에 오염된 물을 누출되게 할뿐만 아니라 벨트 및 받침 백에서 세라믹 섬유에 손상을 입힌다. 액체 연료 연소 가스 터어빈 내에서 점화의 실패 시 액체 연료 유입은 섬유 및 바인더를 손상시키고 가스 터어빈 배기 온도가 증가할 때 연소시킨다. 또한, 이러한 설계가 [7.62 cm (3 인치) 이상의 축방향으로의] 비교적 큰 운동을 취급할 때, 일단 늘어난 세라믹 섬유는 원래의 형태로 복귀되지 않아서 타게 되고, 고온 가스는 누출된다.The flat belt device described first has the problem that the frame cracks due to overheating, the belt burns due to the frame crack and the back bag breakage, and leaks during the gas turbine water cleaning cycle, Damage to ceramic fiber in belt and backing bag. Liquid Fuel Combustion In the event of an ignition failure in a gas turbine, the liquid fuel inlet damages the fibers and binder and burns when the gas turbine exhaust temperature increases. In addition, when this design handles relatively large movements [in the axial direction of at least 3 inches (7.62 cm)], the stretched ceramic fibers do not return to their original form and burn and hot gas leaks.

두 번째 설명한 "D" 스타일 합성 벨트와 받침대 백 장착은 덕트라인 상에 이러한 스타일의 벨트를 설치하기가 매우 어렵다는 점에서 만족스럽지 못하고, 시간이 경과하면서 상기 받침대 백은 저하되어 고온 가스가 벨트를 손상시키게 하기 때문에 결국 파손된다.The second described "D" style composite belt and pedestal bag mounting is not satisfactory in that it is very difficult to install this style of belt on the ductline, and over time the pedestal bag degrades and hot gases damage the belt. It causes them to break eventually.

금속 벨로우즈 장착은 유사한 용도로 사용될 수 있지만, 횡방향 오프셋 및 상대적인 축방향 이동을 수용하도록 얼마의 피트로 분리된 두 개의 벨로우즈가 필요하다. 몇몇의 경우에서, 금속 벨로우즈 개념은 고품질 용접을 필요로 한다. 전체적으로, 큰 가스 터어빈용 금속 벨로우즈 기술은 열피로에 의한 균열이 쉽게 발생하므로 이 역시 만족스럽지 못하다.Metal bellows mounting can be used for similar purposes, but requires two bellows separated by a few feet to accommodate transverse offset and relative axial movement. In some cases, the metal bellows concept requires high quality welding. Overall, metal bellows technology for large gas turbines is not satisfactory, as cracks due to thermal fatigue easily occur.

본 발명은 가스 터어빈에 관한 것으로 특히, 가스 터어빈 배기 시스템 내의 팽창 조인트용 가요성 시일 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to gas turbines and, more particularly, to flexible seal devices for expansion joints in gas turbine exhaust systems.

도1은 본 발명의 예시적인 제1 실시예에 따라 가스 터어빈 덕트와 인접 배기 덕트라인 사이의 팽창 조인트 시일을 도시한 부분 측면도이다.1 is a partial side view showing an expansion joint seal between a gas turbine duct and an adjacent exhaust duct line in accordance with a first exemplary embodiment of the present invention.

도1a 및 도1b는 도1로부터 취한 확대 상세도이다.1A and 1B are enlarged detail views taken from FIG.

도2는 도1a에 전체적으로 도시된 것처럼 지향된 가요성 시일판의 부분 단부도이다.FIG. 2 is a partial end view of the flexible seal plate directed as shown generally in FIG. 1A.

도2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 가요성 시일판의 인접층의 단부도이다.2A-2C are end views of adjacent layers of the flexible seal plate according to the present invention.

도2d는 본 발명에 따라 가요성 시일판을 가스 터어빈에 고정시키는데 사용되는 주연방향으로 분할된 유지 바아의 단부도이다.FIG. 2D is an end view of a circumferentially divided retaining bar used to secure the flexible seal plate to the gas turbine in accordance with the present invention. FIG.

도3은 본 발명의 예시적인 제2 실시예에 따라 가스 터어빈 덕트와 인접 배기 덕트라인 사이에서의 팽창 조인트를 도시한 부분 측면도이다.3 is a partial side view illustrating an expansion joint between a gas turbine duct and an adjacent exhaust duct line in accordance with a second exemplary embodiment of the present invention.

도3a는 도3으로부터 취한 확대 상세도이다.3A is an enlarged detail view taken from FIG. 3.

도4는 팽창 및 수축 위치에서 가요성 시일판을 도시한 도3a의 확대도이다.4 is an enlarged view of FIG. 3A showing the flexible seal plate in the inflated and retracted positions.

본 발명은 사실상 구형 단면 형상을 갖는 가스 터어빈 축방향 유동 배기 시스템의 구성 부분 내의 고온 또는 냉각 배기 덕트라인 플랜지에 고온 또는 냉각 터어빈 플랜지 중 하나를 가요적으로 연결시키는 데 있어서의 문제점을 해결한다. 또한, 본 발명은 오염된 물이 지면에 누출되는 것을 방지하는 방식으로 물 또는 액체 연료의 처리에 있어서의 문제점을 해결한다.The present invention solves the problem of flexibly connecting one of the hot or cooling turbine flanges to a hot or cooling exhaust ductline flange in a component of a gas turbine axial flow exhaust system having a substantially spherical cross-sectional shape. The present invention also solves the problem in the treatment of water or liquid fuel in a manner that prevents contaminated water from leaking to the ground.

본 발명의 예시적인 일실시예에서, 냉각 배기 덕트라인에 대한 고온 가스 터어빈 덕트의 상대적인 축 및 반경 방향 이동은 중첩된 얇은 금속판들의 층에 의해 수용되며, 상기 판의 제1 단부는 가스 터어빈 덕트 상에 장착된 플랜지에 볼트 결합되고, 상기 판의 타단부는 인접 배기 덕트라인에 의해 가이드 또는 축방향으로 지지된다. 상기 판의 두께 및 원호 길이는 모든 가스 터어빈 작동 모드 동안 판이 가스를 밀봉하도록 설계된다. 이 실시예에서, 판의 자유단은 배기 덕트라인 상에 지지된 배기홈의 환형 엣지에 가요성을 갖고 결합되어 자유롭게 활주한다. 또한, 이러한 설계의 고유한 기하학적 형상은 상기 홈이 배기 덕트라인 내에 합체되게 하여 아래에 상세하게 설명하는 것처럼 물 및 액체 연료의 제거를 용이하게 할 수 있다.In one exemplary embodiment of the invention, the relative axial and radial movement of the hot gas turbine duct relative to the cooling exhaust ductline is received by a layer of superimposed thin metal plates, the first end of the plate being above the gas turbine duct. Bolted to a flange mounted on the other end of the plate is guided or axially supported by an adjacent exhaust ductline. The thickness and arc length of the plates are designed such that the plates seal the gas during all gas turbine operating modes. In this embodiment, the free end of the plate is flexible and coupled to the annular edge of the exhaust groove supported on the exhaust ductline and slides freely. In addition, the inherent geometry of this design allows the grooves to be incorporated into the exhaust ductline to facilitate the removal of water and liquid fuels, as described in detail below.

제2 실시예에서, 중첩 얇은 금속판은 고온 대 고온(hot-to-hot) 플랜지 장치에 사용되도록 적용된다. 이 실시예에서, 가요성판의 자유 엣지는 배기 덕트라인에 의해 지지된 플랜지들 사이에서 반경방향 및 횡방향 이동으로 가이드된다.In a second embodiment, overlapping thin metal plates are applied for use in hot-to-hot flange devices. In this embodiment, the free edge of the flexible plate is guided in radial and transverse movements between the flanges supported by the exhaust ductline.

단열 블랭킷은 시일판에 결합되어 사용될 수 있지만 필요에 따라 축방향, 횡방향 또는 반경방향으로 판의 이동을 억제하지 못한다.Insulating blankets can be used in combination with the seal plate but do not inhibit the movement of the plate in the axial, transverse or radial direction as necessary.

따라서, 보다 넓은 측면에서, 본 발명은 가스 터어빈 배기 덕트와 가요성 시일판의 다수의 축방향 인접 층을 포함하는 축방향 인접 배기 덕트라인 사이에서의 팽창 조인트용 가요성 시일에 관한 것으로 각 층은 그 안에서 상기 시일판이 360도 환형부를 서로 형성하도록 원호 길이를 각각 갖는 다수의 시일판을 포함하고, 상기 가요성 시일판의 다수의 층은 시일판의 대향 제2 단부가 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면에 활주식으로 결합된 상태로 제1 단부에서 가스 터어빈 배기 덕트에 결합된다.Accordingly, in a broader aspect, the present invention relates to a flexible seal for an expansion joint between an gas turbine exhaust duct and an axially adjacent exhaust ductline comprising a plurality of axially adjacent layers of flexible seal plates. Wherein the seal plates comprise a plurality of seal plates each having an arc length such that the seal plates form a 360 degree annular portion, wherein the plurality of layers of the flexible seal plate have opposite second ends of the seal plates at least one of the exhaust ductlines. It is coupled to the gas turbine exhaust duct at the first end while slidably coupled to the surface.

다른 측면에서, 본 발명은 가스 터어빈 배기 시스템 내에서의 팽창 조인트용 가요성 시일에 관하 것으로, 상기 조인트는 가스 터어빈 덕트 및 인접 배기 덕트라인을 포함하고, 상기 가요성 시일은 제1 단부에서 가스 터어빈 덕트 상의 환형 장착 플랜지에 고정된 환형 장착 가요성 시일의 다수의 축방향 인접 층을 포함하고, 상기 가요성 시일판의 제2 자유단이 배기 덕트라인에 활주식으로 결합되어 가스 터어빈 덕트와 배기 덕트라인 사이에서 상대적인 축방향 및 반경방향 이동을 수용한다.In another aspect, the present invention relates to a flexible seal for an expansion joint in a gas turbine exhaust system, the joint comprising a gas turbine duct and an adjacent exhaust ductline, the flexible seal at the first end of the gas turbine. A plurality of axially contiguous layers of annular mounting flexible seals secured to an annular mounting flange on the duct, wherein the second free ends of the flexible seal plates are slidably coupled to the exhaust duct line so that the gas turbine duct and the exhaust duct It accommodates relative axial and radial movement between lines.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해진다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description.

도1, 도1a 및 도1b에는 본 발명의 제1 예시적인 실시예가 도시되고, 상기 실시예의 구조는 두 개의 터어빈 배기 덕트(10, 12) 사이에서의 팽창 조인트용 가요성 시일을 포함한다. 도1에 도시된 것처럼, 덕트(10)는 가스 터어빈 덕트인 반면, 덕트(12)는 상기 터어빈으로부터 멀리 연장된 인접 배기 덕트라인이다. 상기 덕트들(10, 12) 사이의 팽창 조인트 부근의 영역은 (팬텀으로 도시된) 종래의 실시에서와 일관되게 외부 단열 블랭킷(blanket; 14)에 의해 덮일 수 있다.1, 1A and 1B show a first exemplary embodiment of the present invention, the structure of which includes a flexible seal for expansion joint between two turbine exhaust ducts 10, 12. As shown in Figure 1, the duct 10 is a gas turbine duct, while the duct 12 is an adjacent exhaust ductline extending away from the turbine. The area near the expansion joint between the ducts 10, 12 may be covered by an outer insulating blanket 14 consistent with the conventional practice (shown in phantom).

특히 도1a 및 도1b에서, 이러한 고온 대 고온 플랜지 용도를 위한 가요성 시일은 전체적으로 도면부호 16으로 도시되고 도면부호 18로 도시된 비교적 얇은 다수의 가요성 판의 중첩층을 포함한다. 사실, 판(18)은 (도2에서 잘 도시된 것처럼) 판18A, 18B 및 18C의 세 개의 축방향으로 정렬된 층이다. 각각의 층은 이러한 다수의 판을 주연 방향 정렬식으로 포함하고, 소정의 층 내에의 각각의 층은 도2에 가장 잘 도시되고 아래에서 상세하게 설명하는 것처럼 주연방향 인접 세그먼트와 에지 인접 관계인 아치형 세그먼트로 구성된다. 각각의 아치형 판(18)은 터어빈 덕트(10)의 전방 에지 상에 형성된 플랜지(22)를 결합시킬 수 있게 구성된 장착 플랜지(20)를 갖고, 상기 시일판(18)은 나사 체결편 (너트 볼트 및 와셔 조립체 또는 이와 유사한 것)에 의해 플랜지(22)에 고정되어 있다. 하나 이상의 단열 보유 플랜지(26)는 필요에 따라 플랜지(22)의 대향측에 고정될 수 있다. 다수의 억제 세그먼트(28)는 플랜지(20)를 터어빈 플랜지(22)에 클램핑하는 기능을 하고, 세그먼트(28)는 도2 및 도2d에서 가장 잘 도시된 것처럼 360도 링을 형성하도록 결합되어 있다. 상기 가요성 시일판(18)은 아래에서 설명된 것처럼 스프링 편향 방식으로 후자에 결합하도록 배기 덕트라인(12)을 향해 절곡된다.In particular in FIGS. 1A and 1B, the flexible seal for such high temperature to high temperature flange applications comprises an overlapping layer of a plurality of relatively thin flexible plates, shown generally at 16 and shown at 18. In fact, plate 18 is a three axially aligned layer of plates 18A, 18B and 18C (as shown well in FIG. 2). Each layer comprises a plurality of such plates in a peripheral alignment, each layer within a given layer being an arcuate segment that is edge adjacent to the peripheral adjacent segment as best shown in FIG. 2 and described in detail below. It consists of. Each arcuate plate 18 has a mounting flange 20 configured to engage a flange 22 formed on the front edge of the turbine duct 10, the seal plate 18 having a screw fastener (nut bolt). And a washer assembly or the like). One or more adiabatic retention flanges 26 may be secured to opposite sides of the flanges 22 as needed. Multiple restraining segments 28 function to clamp the flange 20 to the turbine flange 22, and the segments 28 are joined to form a 360 degree ring as best shown in FIGS. 2 and 2d. . The flexible seal plate 18 is bent towards the exhaust ductline 12 to engage the latter in a spring biased manner as described below.

배기 덕트라인(12)은 최후방 단부에서 환형 홈 브래킷(32)이 고정된 반경방향 장착 플랜지(30)로 형성된다. 후자는 터어빈 덕트(10)를 향해 연장된 뒤 홈 브래킷의 자유 에지(36)가 도1a 및 도1b에 가장 잘 도시된 것처럼 가요성 시일판(18)에 의해 결합되도록 180도 회전부(34)에서 종결된다. 홈 브래킷(32)은 터어빈 덕트(10)의 내측부를 따라 연장하는 임의의 물 또는 연료를 포획하는 환형 배기 홈을 형성하도록 홈 브래킷(32)과 협동하는 환형 반경방향으로 정렬된 홈판(40)을 덕트라인(12)의 플랜지(30)와 결합 상태로 끼우는 반경방향 플랜지(38)가 형성된다. 홈 브래킷(32)의 최하부 지점에는 수집된 물 및/또는 액체 연료를 적절한 위치까지 전달하는 배출 파이프(42)가 있다.The exhaust ductline 12 is formed with a radial mounting flange 30 to which an annular groove bracket 32 is fixed at the rearmost end. The latter extends toward the turbine duct 10 and then at 180 degree rotation 34 such that the free edge 36 of the groove bracket is joined by the flexible seal plate 18 as best shown in FIGS. 1A and 1B. Is terminated. The groove bracket 32 defines an annular radially aligned groove plate 40 that cooperates with the groove bracket 32 to form an annular exhaust groove that traps any water or fuel extending along the inner side of the turbine duct 10. A radial flange 38 is formed which engages with the flange 30 of the duct line 12. At the lowest point of the groove bracket 32 is a discharge pipe 42 which delivers the collected water and / or liquid fuel to an appropriate location.

도1a 및 도1b에 도시된 것처럼, 덕트들(10, 12) 사이에서 소정의 상대적인 축방향 또는 반경방향으로 이동되는 방식으로 가요성 시일판(18)이 홈 브래킷(32)의 자유 에지(36)에 결합되는 것은 명백해지고, 가요성 판(18)이 모든 작동 상태에서 이들의 접촉이 유지되도록 에지(36)에 스프링 편향 결합되는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 1A and 1B, the flexible seal plate 18 has the free edge 36 of the groove bracket 32 in such a way that it is moved in a predetermined relative axial or radial direction between the ducts 10, 12. It will be apparent that the flexible plate 18 is spring biased to the edge 36 so that their contact is maintained in all operating states.

이미 상기 설명한 것처럼, 가요성 시일판(18)은 덕트 조인트의 주연부 근처에서 다중 중첩층으로 배열된다. 상기 판(18)의 두께 및 원호 길이는 모든 가스 터어빈 작동 모드 상태에서 상기 판이 가스를 밀봉하도록 설계되어 있다. 이러한 구성은 비교적 큰 축방향 및 반경방향 이동이 가능한 콤팩트 금속 "다이아프램"을 형성하여 결국 효율적인 공간 사용이 가능해 진다.As already explained above, the flexible seal plates 18 are arranged in multiple overlapping layers near the periphery of the duct joint. The thickness and arc length of the plate 18 are designed to seal the gas in all gas turbine operating modes. This configuration forms a compact metal "diaphragm" capable of relatively large axial and radial movements, which in turn enables efficient space use.

판(18)의 층배열은 도2에 가장 잘 도시되어 있다. 특히, 판(18)은 약 0.1016 cm (0.040 인치) 두께를 갖는 인코넬(inconel; 등록 상표) 판(18A)의 제1층을 갖춘 터어빈 덕트 플랜지(22)에 고정된다. 상기 제1층은 본 예시적인 실시예에서 3개의 구멍을 갖는 28개의 판과 2개의 구멍을 갖는 1개의 판(18')을 포함한다. 다시 말해서, 더 상세히 설명하자면, 각 판의 주연방향의 범위는 터어빈 덕트 플랜지(22) 내의 균등하게 이격된 구멍과 정합하는 상기 판 내의 다수의 구멍에 의해 적어도 일부가 결정된다.The layer arrangement of the plate 18 is best shown in FIG. In particular, plate 18 is secured to turbine duct flange 22 having a first layer of inconel® plate 18A having a thickness of about 0.1016 cm (0.040 inch). The first layer comprises 28 plates with three holes and one plate 18 'with two holes in this exemplary embodiment. In other words, in more detail, the circumferential extent of each plate is determined at least in part by a plurality of holes in the plate that mate with evenly spaced holes in the turbine duct flange 22.

두께가 약 0.0508 cm (0.020 인치)인 인코넬(등록 상표) 판(18B)의 제2층은 3개의 구멍을 갖는 28개의 판(28)과 2개의 구멍을 갖는 1개의 판을 포함하지만, 상기 제2층의 판은 각 층 내의 판의 반경방향 시임(seam)에서 제1 및 제2 층 사이에 중첩되도록 주연 반향으로 이동된다. 두께가 약 0.1016 cm (0.040 인치)의 인코넬(등록 상표) 판(18C)의 제3 층은 3개의 구멍을 갖는 28개의 판(28)과 2개의 구멍을 갖는 1개의 판을 포함하고, 이 제3층은 제2 층과 제3층 사이의 반경방향 시임들 사이에서 중첩되도록 제1 층과 사실상 주연방향으로 정렬된다. 그러나, 제1 및 제3층은 정확하게 정렬될 필요는 없고 예로써, 1개의 장착 구멍에 의해 오프셋될 수 있다. 제4층은 억제 바아 조립체(28)로 구성되고, 가요성 판의 제3층이 억제 바아(28)와 터어빈 덕트 플랜지(22) 사이에 개재되도록 터어빈 덕트 반경방향 플랜지와 유사한 구성을 갖는다. 상기 억제 바아는 주연방향 세그먼트의 형태로 구비되고 예시적인 실시예에서 10개의 구멍을 갖는 8개의 바아(10)와 6개의 구멍을 갖는 1개의 바아(6)를 포함한다. 각각의 억제 바아 세그먼트는 개별적인 판(18)의 원호 길이의 적어도 세 배정도의 원호 길이를 갖는 것이 바람직하다. 탭은 세그먼트들 사이의 상기 시임을 덮도록 각각의 세그먼트의 일단부에 용접될 수 있다.The second layer of Inconel® plate 18B having a thickness of about 0.0508 cm (0.020 inch) includes 28 plates 28 with three holes and one plate with two holes, but The plates of the two layers are moved in a circumferential direction so as to overlap between the first and second layers in the radial seam of the plates in each layer. The third layer of Inconel® plate 18C having a thickness of about 0.1016 cm (0.040 inch) includes 28 plates 28 with three holes and one plate with two holes. The third layer is substantially circumferentially aligned with the first layer to overlap between the radial seams between the second and third layers. However, the first and third layers need not be precisely aligned and can be offset by, for example, one mounting hole. The fourth layer consists of a containment bar assembly 28 and has a configuration similar to a turbine duct radial flange such that a third layer of flexible plate is interposed between the containment bar 28 and the turbine duct flange 22. The containment bar is provided in the form of a circumferential segment and in an exemplary embodiment comprises eight bars 10 with ten holes and one bar 6 with six holes. Each suppression bar segment preferably has an arc length of at least three times the arc length of the individual plate 18. Tabs may be welded to one end of each segment to cover the seam between the segments.

터어빈 덕트 플랜지(10) 상의 장착 구멍(44)의 개수 및 이들의 간격은 각각의 층에 대한 판(18) (및 억제 세그먼트)의 원호 길이 및 개수에 따라 결정된다는 것을 알 수 있다. 만일 예로써, 구멍의 개수가 3개(예로써, 75개의 구멍)로 나뉘어 질 수 있다면 동일한 원호 길이를 갖는 3개의 구멍을 갖는 25개의 판이 사용될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예에서, 터어빈 덕트와 배기 덕트라인 플랜지 내에서는 86개의 구멍이 있으므로 1개의 판은 3개의 구멍일 때보다 2개가 더 필요하고 상기 층내에서 잔여판보다 작은 원호 길이를 필요로 한다.It can be seen that the number of mounting holes 44 on the turbine duct flange 10 and their spacing depends on the arc length and number of plates 18 (and restraining segments) for each layer. If by way of example, twenty-five plates with three holes with the same arc length can be used if the number of holes can be divided into three (eg 75 holes). However, in the illustrated embodiment, there are 86 holes in the turbine duct and exhaust ductline flanges, so one plate requires two more than three holes and a smaller arc length than the remaining plates in the layer. .

도3, 도3a 및 도4에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되고 특히, 이 실시예는 열냉(hot-cold) 플랜지 용도에 특히 적용 가능하다. 이 장치에서, (종래에 설명한 것처럼 층으로 배열된) 가요성 판(118)은 터어빈 덕트(110) 상에서 반경방향 플랜지에 장착되어 배기 덕트라인(112) 상에 구비된 안내 수단에 결합되도록 반경방향으로 외향 연장된다. 특히, 판(118)의 반경방향 외부 단부(120)는 도1 및 도2에 도시된 실시예와 관련지어 설명된 장착 장치와 유사한 체결편(124)과 억제 바아 조립체(128)에 의해 가스 터어빈 덕트(110)의 반경방향 플랜지(122) 상에 장착된다. 동시에, 가요성 판(118)의 반경방향 내부 자유단부는 내향 및 외향 모든 방향으로 반경방향 이동될 수 있고 반경방향 연장 플랜지를 안내할 수 있다. 특히, 상기 판(118)의 단부는 가요성 시일판이 반경방향으로 안내되는 방식이 아닌 자유스럽게 이동되는 반경방향 슬롯을 형성한다. 플랜지(130, 132)는 체결편(136)에 의해 배기 홈(134) 부분에 고정된다. 결국, 도4에서의 특정 예에서처럼, 가요성 판(118)은 축방향과 반경방향 모두의 방향으로의 이동을 수용할 수 있고, 판(118)이 냉각될 때 도4에 도시된 것처럼 최좌측 위치로, 그리고 열처리될 때 최우측 위치로 된다는 것을 알 수 있다. 상기 축이동은 반경방향 이동과 동반되고, 플랜지(130, 132)와 판(118)의 자유단부 사이에서의 활주 관계에 의해 수용된다.3, 3A and 4 show a second embodiment of the present invention, in particular, this embodiment is particularly applicable to hot-cold flange applications. In this arrangement, the flexible plate 118 (arranged in layers as described previously) is mounted radially on the turbine duct 110 to be radially coupled to the guide means provided on the exhaust ductline 112. Extend outwards. In particular, the radially outer end 120 of the plate 118 is a gas turbine by means of a fastening piece 124 and a suppression bar assembly 128 similar to the mounting device described in connection with the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It is mounted on the radial flange 122 of the duct 110. At the same time, the radially inner free ends of the flexible plate 118 can be moved radially in all directions inward and outward and can guide radially extending flanges. In particular, the end of the plate 118 defines a freely moving radial slot, rather than the way the flexible seal plate is guided in the radial direction. The flanges 130 and 132 are fixed to the exhaust groove 134 by the fastening piece 136. As a result, as in the particular example in FIG. 4, the flexible plate 118 can accommodate movement in both axial and radial directions, and when the plate 118 is cooled, the leftmost as shown in FIG. 4. It can be seen that the position and the rightmost position when heat treated. The axial movement is accompanied by radial movement and is received by the sliding relationship between the flanges 130, 132 and the free end of the plate 118.

제2 실시예에서, 배기 홈(134)은 축방향으로 이격된 환형 벽(138, 140)과 판(118) 자체에 의해 형성되어 터어빈 덕트(10)의 내측을 따라 안내되는 물 및/또는 연료를 포획한다. 또한, 배기 파이프(142)도 파이프(42)와 유사하게 구비된다. 단열 블랭킷은 배기 파이프(142)를 둘러싸는 영역을 포함하는 배기 덕트라인의 벽들 사이의 공간에 포함될 수 있다.In the second embodiment, the exhaust grooves 134 are formed by the annular walls 138 and 140 spaced apart in the axial direction and the plate 118 itself to guide water and / or fuel along the inside of the turbine duct 10. Capture it. In addition, the exhaust pipe 142 is provided similarly to the pipe 42. An insulating blanket may be included in the space between the walls of the exhaust ductline including the area surrounding the exhaust pipe 142.

상기 설명한 것처럼 본 발명은 신뢰성 및 긴 수명을 제공한다. 이에 대해, 금속 시일판의 수명은 전형적인 안내서 계산법을 사용하여 용이하게 계산될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 시일은 종래 기술보다 인접 덕트들 사이에서 보다 많은 상대 이동 즉, 7.62 cm(3 인치) 이상의 이동을 수용한다.As described above, the present invention provides reliability and long life. In this regard, the lifetime of the metal seal plate can be easily calculated using a typical guide calculation. In addition, the seal according to the invention accommodates more relative movement between adjacent ducts, i.e., more than 7.62 cm (3 inches), than the prior art.

본 발명은 보다 실제적이고 바람직한 실시예에 관련지어 설명하였지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않고 첨부된 청구범위의 기술 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 대응하는 장치가 포함된 것을 알 수 있다.While the invention has been described in connection with more practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments but includes various modifications and corresponding apparatus within the spirit and scope of the appended claims.

Claims (11)

가스 터어빈 배기 덕트와 가요성 시일판의 다수의 축방향 인접 층을 포함하는 축방향 인접 배기 덕트라인 사이의 팽창 조인트용 가요성 시일로서, 상기 각각의 층은 그 안에서 상기 시일판들이 360도 환형부를 형성하도록 원호 길이를 각각 갖는 다수의 시일판을 포함하고, 상기 가요성 시일판의 다수의 층은 시일판의 대향 제2 단부가 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면에 활주식으로 결합된 상태로 제1 단부에서 가스 터어빈 배기 덕트에 결합된 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.A flexible seal for an expansion joint between an axial adjacent exhaust ductline comprising a gas turbine exhaust duct and a plurality of axially adjacent layers of flexible seal plates, each layer having a 360 degree annulus therein. A plurality of seal plates each having an arc length to form a plurality of seal plates, wherein the plurality of layers of flexible seal plates are formed with the second opposite end of the seal plate slidably coupled to at least one surface of the exhaust ductline. A flexible seal for an expansion joint, coupled to a gas turbine exhaust duct at one end. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면이 환형 배기홈의 엣지를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.The flexible seal of claim 1 wherein at least one surface of the exhaust ductline comprises an edge of the annular exhaust groove. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면은 시일판의 대향단부가 활주식으로 수납되는 환형 반경방향 홈을 그 사이에 형성하는 다수의 축방향으로 이격되고 주연방향으로 배열된 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.The flange of claim 1, wherein at least one surface of the exhaust ductline has a plurality of axially spaced and circumferentially arranged flanges therebetween forming annular radial grooves between which the opposite ends of the seal plate are slidably received. Flexible seal for expansion joint comprising a. 제1항에 있어서, 상기 다수의 층이 세 개의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.2. The flexible seal of claim 1 wherein the plurality of layers comprise three layers. 제2항에 있어서, 상기 배기홈이 하부에서 배기 파이프를 갖는 환형의 부분적으로 도넛형 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.3. The flexible seal of claim 2 wherein the exhaust groove comprises an annular, partially donut shaped member having an exhaust pipe at the bottom. 제1항에 있어서, 각 층의 가요성 시일판은 인접층의 가요성 시일판으로부터 주연방향으로 오프셋된 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.2. The flexible seal of claim 1 wherein the flexible seal plates of each layer are circumferentially offset from the flexible seal plates of adjacent layers. 제1항에 있어서, 상기 가스 터어빈 배기 덕트 상의 반경방향 플랜지에 대해 가요성 시일판을 클램핑하는 다수의 억제 바아 세그먼트를 구비한 억제 바아 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.10. The flexible seal of claim 1 comprising a containment bar assembly having a plurality of containment bar segments for clamping the flexible seal plate against a radial flange on the gas turbine exhaust duct. 제7항에 있어서, 상기 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면이 환형 배기홈의 엣지를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.8. The flexible seal of claim 7 wherein at least one surface of the exhaust ductline comprises an edge of the annular exhaust groove. 제7항에 있어서, 상기 배기 덕트라인의 적어도 하나의 표면은 시일판의 대향단부가 활주식으로 수납되는 환형 반경방향 홈을 그 사이에 형성하는 다수의 축방향으로 이격되고 주연방향으로 배열된 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.8. The flange of claim 7, wherein at least one surface of the exhaust ductline has a plurality of axially spaced and peripherally arranged flanges therebetween defining annular radial grooves therebetween for sliding the opposing ends of the seal plates. Flexible seal for expansion joint comprising a. 제1항에 있어서, 상기 터어빈 배기 덕트 및 배기 덕트라인은 단면이 원형이고, 상기 터어빈 배기 덕트는 배기 덕트 라인보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.2. The flexible seal of claim 1 wherein the turbine exhaust duct and the exhaust duct line are circular in cross section and the turbine exhaust duct has a smaller diameter than the exhaust duct line. 가스 터어빈 배기 시스템 내의 팽창 조인트용 가요성 시일로서, 상기 조인트는 가스 터어빈 덕트 및 인접 배기 덕트라인을 포함하고, 상기 가요성 시일은 가요성 시일판의 제2 자유단이 가스 터어빈 덕트와 배기 덕트라인 사이에서 상대적인 축방향 및 반경방향으로의 이동을 수용하도록 배기 덕트라인에 활주식으로 결합된 상태로 제1 단부에서 가스 터어빈 덕트 상의 환형 장착 플랜지에 고정된 환형 으로 배열된 가요성 시일의 다수의 축방향 인접 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 조인트용 가요성 시일.A flexible seal for an expansion joint in a gas turbine exhaust system, the joint comprising a gas turbine duct and an adjacent exhaust ductline, wherein the flexible seal has a second free end of the flexible seal plate for the gas turbine duct and the exhaust ductline. Multiple axes of annularly arranged flexible seals fixed to an annular mounting flange on the gas turbine duct at the first end, slidably coupled to the exhaust ductline to accommodate relative axial and radial movement therebetween. A flexible seal for an expansion joint, comprising a directionally adjacent layer.
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