KR20190055920A - Burner Having Transition Piece Supporting Member, And Gas Turbine Having The Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor and a gas turbine including the same.
가스 터빈 엔진의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따른다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성된다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출한다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어진다.The thermodynamic cycle of a gas turbine engine ideally follows the Brayton cycle. The Breton cycle consists of four processes leading to isentropic compression (adiabatic compression), constant pressure heat radiation, isentropic expansion (adiabatic expansion), and static pressure heat radiation. In other words, after sucking the air in the air and compressing it to a high pressure, the fuel is burned in a constant pressure environment to release heat energy, and the high temperature combustion gas is expanded to kinetic energy, and then the exhaust gas containing residual energy is discharged to the atmosphere . That is, the cycle is performed in four steps of compression, heating, expansion, and heat radiation.
위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈 엔진은 압축기와 연소기, 터빈을 포함한다. 도 1은 가스 터빈 엔진(1000)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈 엔진(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.A gas turbine engine that realizes the above-mentioned Brayton cycle includes a compressor, a combustor, and a turbine. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a
가스 터빈 엔진(1000)의 압축기(1100)는 공기를 흡입하여 압축하는 역할을 하는 부분이며, 연소기(1200)에 연소용 공기를 공급하는 한편 가스 터빈 엔진(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급하는 것이 주된 역할이다. 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과하는 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.The
가스 터빈 엔진(1000)에 포함되는 압축기(1100)는 보통 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈 엔진에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 대형 가스 터빈 엔진(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다. 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 직결되어 있고, 따라서 압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동된다.The
그리고, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소가스를 만들어 낸다. 도 2는 가스 터빈 엔진(1000)에 구비되는 연소기(1200)의 일례를 보여준다. 연소기(1200)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 복수 개의 버너(1220)가 배치된다. 각 버너(1220)에는 수 개의 연소 노즐(1230)이 구비되며, 이 연소 노즐(1230)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다.The
연소기(1200)는 가스 터빈 엔진(1000)에서 가장 고온 환경을 이루기 때문에 적절한 냉각이 필요하다. 도 2를 참조하면, 버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체, 즉 라이너(1250)와 트랜지션 피스(1260), 유동 슬리브(1270)로 이루어진 관 조립체의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 연소 노즐(1230) 쪽으로 공급되는 유로를 확인할 수 있다. 압축공기가 관 조립체의 외면을 따라 이동하는 과정 중에 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체가 적절히 냉각된다.The
일반적으로 가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱내에 다수가 배열되고, 각각의 연소기는 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부와 연소부에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 트랜지션피스(transition piece, 전이피스)로 구성된다.2. Description of the Related Art Generally, a plurality of combustors constituting a combustion system of a gas turbine are arranged in a casing formed in a cell shape, and each combustor includes a combustion section for burning fuel to generate a high-temperature compressed gas, And a transition piece (a transition piece) that directs the gas to the turbine.
연소부는 브라켓 등에 의해 케이싱에 고정 지지되고, 트랜지션피스의 후단부가 터빈의 선단부와 결합된다.The combustion section is fixed to the casing by a bracket or the like, and the rear end portion of the transition piece is engaged with the front end portion of the turbine.
그러나, 종래 가스터빈의 트랜지션피스의 지지장치는 단순히 실링부재 등을 통해 터빈의 선단부에 볼트, 또는 용접등에 의해 결합 지지되었다.Conventionally, however, a support device for a transition piece of a gas turbine has been coupled and supported by a bolt, welding, or the like, to a front end portion of a turbine through a sealing member or the like.
종래 기술에 따른 트랜지션피스의 지지장치는 터빈의 선단부에 견고히 장착하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 부재를 결합한 구조를 채택하고 있다. 이러한 이유로 인해 트랜지션피스의 지지장치는 비교적 부피가 크게 되어, 협소한 공간에서는 장착되기 매우 곤란했다.In order to firmly mount the transition piece supporting device according to the prior art on the front end of the turbine, as shown in Fig. 3, a structure in which a plurality of members are combined is adopted. For this reason, the support device of the transition piece is relatively bulky, making it very difficult to be mounted in a narrow space.
더욱이, 종래 가스터빈의 트랜지션피스의 지지장치는 터빈의 연소부에서 생성된 고온의 압축가스가 트랜지션피스를 통과하여 터빈으로 유동하는 동안에 고온의 압축가스에 의해 트랜지션피스가 열팽창하게 되는 경우에 능동적으로 대응할 수 없는 문제점이 있다.Furthermore, the conventional apparatus for supporting a transition piece of a gas turbine is capable of actively and continuously controlling the temperature of the transition piece when the high temperature compressed gas generated in the combustion section of the turbine flows through the transition piece and flows into the turbine, There is a problem that it can not cope.
또한, 종래 가스터빈의 트랜지션피스의 지지장치는 열팽창에 의해 신축하면서 트랜지션피스의 후단부와 터빈의 선단부가 이격됨에 따라 고온의 압축가스가 유출될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the support device for the transition piece of the conventional gas turbine has a problem in that a high-temperature compressed gas can flow out as the rear end of the transition piece and the front end of the turbine are separated from each other by thermal expansion and contraction.
더 나아가, 종래 가스터빈의 트랜지션피스의 지지장치는 열팽창에 의해 지지부위와 연결부위의 부품이 파손되고, 이에 따라 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다.Furthermore, in the conventional support device for a transition piece of a gas turbine, the parts of the supporting part and the connecting part are damaged by the thermal expansion, thereby increasing the maintenance cost.
따라서, 상기 언급한 바와 같이, 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, as described above, there is a need for a technique capable of solving the problems of the prior art.
본 발명은, 설치할 공간이 협소한 경우에도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있고, 열변형에 의한 외력에 의해서도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 포함하는 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a combustor including a structure capable of stably supporting a transition piece even when a space to be installed is small and stably supporting a transition piece by an external force due to thermal deformation, and a gas turbine including the same .
본 발명의 일 실시예에 따른 연소기는, 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부와 연소부에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 트랜지션피스를 포함하는 연소기에 있어서, 상기 트랜지션피스의 후단부는 터빈의 선단부와 결합되고, 상기 트랜지션피스의 선단부는 압축기 케이싱 외부면과 트랜지션피스 지지부에 의해 결속되며, 상기 트랜지션피스 지지부는 인접하여 배치되는 두 개의 트랜지션피스를 동시에 지지하는 구성일 수 있다.A combustor according to an embodiment of the present invention includes a combustion unit for combusting fuel to generate a high temperature compressed gas and a transition piece for guiding the high temperature compressed gas generated in the combustion unit to the turbine, The rear end of the piece is engaged with the front end of the turbine, and the front end of the transition piece is coupled by the outer surface of the compressor casing and the transition piece support. The transition piece support part simultaneously supports two transition pieces have.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트랜지션피스의 선단부 외주면에는, 트랜지션피스의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이만큼 연장된 구조의 슬라이딩 홈이 형성되고, 상기 트랜지션피스 지지부의 일단부에는, 상기 슬라이딩 홈과 대응되는 구조의 돌기가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a sliding groove having a structure extending a predetermined length in a direction parallel to the extending direction of the transition piece is formed on the outer peripheral surface of the front end portion of the transition piece, and at one end of the transition piece supporting portion, A protrusion having a structure corresponding to the sliding groove can be formed.
이 경우, 상기 돌기는, 트랜지션피스의 열변형에 의해 슬라이딩 홈을 따라 위치변경 가능한 구조일 수 있다.In this case, the projection may be a structure capable of changing its position along the sliding groove by thermal deformation of the transition piece.
또한, 상기 트랜지션피스 지지부는, 트랜지션피스의 선단부와 압축기 케이싱 외부면 사이의 이격 거리를 일정 거리로 유지할 수 있다.In addition, the transition piece support portion can maintain a distance between the front end of the transition piece and the outer surface of the compressor casing at a predetermined distance.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬라이딩 홈은, 측방으로 개구면이 향하는 단면상 "ㄷ"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "ㄱ"자 구조일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sliding groove is a " C " -shaped structure in which the opening surface faces sideways, and the projection may be a "? &Quot; structure on the section toward the opening surface of the sliding groove.
또한, 상기 슬라이딩 홈은, 하방으로 개부면이 향하는 단면상 "Π"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "I"자 구조일 수 있다.In addition, the sliding groove is a " P " -shaped structure having a downwardly directed opening face, and the projection may have an " I " shape in a cross section facing the opening surface of the sliding groove.
또한, 상기 슬라이딩 홈은, 측방으로 개부면이 향하는 단면상 "C"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "i"자 구조일 수 있다.In addition, the sliding groove may be a " C " -shaped structure having a side face oriented toward the side, and the projection may be an " i " -shaped structure on the section toward the opening face of the sliding groove.
본 발명의 일 실시예에 따른 연소기는, 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부와 연소부에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 둘 이상의 트랜지션피스를 포함하는 연소기에 있어서, 상기 인접하여 배치된 트랜지션피스의 양측면은 트랜지션피스 지지부에 의해 서로 결속되고, 상기 트랜지션피스 지지부는 압축기 케이싱의 일측면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조의 고정 지지부과 결속되는 구조일 수 있다.A combustor according to an embodiment of the present invention includes a combustion section for combusting fuel to generate a high temperature compressed gas and two or more transition pieces for introducing a high temperature compressed gas generated in the combustion section to the turbine, Both side surfaces of the adjacent transition pieces may be coupled to each other by a transition piece support portion and the transition piece support portion may be coupled to a fixed support portion having a structure extending from a side of the compressor casing by a predetermined height.
이 경우, 상기 고정지지부는 압축기 디퓨저의 아우터 실린더 외주면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조일 수 있다.In this case, the fixed support portion may have a structure extending from the outer circumferential surface of the outer cylinder of the compressor diffuser by a predetermined height.
또한, 상기 트랜지션피스 지지부는 고정 지지부와 일체로 형성될 수 있다.The transition piece supporting part may be integrally formed with the fixed supporting part.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트랜지션피스 지지부와 고정지지부는 측단면상 "Y"자 구조를 형성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transition piece support portion and the stationary support portion may form a " Y "
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트랜지션피스의 양측면에는, 트랜지션피스의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이만큼 연장된 구조의 슬라이딩 홈이 형성되고, 상기 트랜지션피스 지지부의 양단부에는, 상기 슬라이딩 홈과 대응되는 구조의 돌기가 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transition piece may have sliding grooves formed on both sides of the transition piece so as to extend by a predetermined length in a direction parallel to the extension direction of the transition piece. At both ends of the transition piece supporting portion, A protrusion having a structure corresponding to the protrusion can be formed.
이 경우, 상기 돌기는, 트랜지션피스의 열변형에 의해 슬라이딩 홈을 따라 위치변경 가능한 구조일 수 있다.In this case, the projection may be a structure capable of changing its position along the sliding groove by thermal deformation of the transition piece.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬라이딩 홈은, 측방으로 개구면이 향하는 단면상 "ㄷ"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "ㄱ"자 구조일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sliding groove is a " C " -shaped structure in which the opening surface faces sideways, and the projection may be a "? &Quot; structure on the section toward the opening surface of the sliding groove.
또한, 상기 슬라이딩 홈은, 하방으로 개부면이 향하는 단면상 "Π"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "I"자 구조일 수 있다.In addition, the sliding groove is a " P " -shaped structure having a downwardly directed opening face, and the projection may have an " I " shape in a cross section facing the opening surface of the sliding groove.
또한, 상기 슬라이딩 홈은, 측방으로 개부면이 향하는 단면상 "C"자 구조이고, 상기 돌기는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "i"자 구조일 수 있다.In addition, the sliding groove may be a " C " -shaped structure having a side face oriented toward the side, and the projection may be an " i " -shaped structure on the section toward the opening face of the sliding groove.
본 발명은 또한, 상기 연소기를 포함하는 가스 터빈을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a gas turbine including the combustor.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 특정 구조의 트랜지션피스 지지부를 특정 위치에 배치함으로써, 설치할 공간이 협소한 경우에도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있고, 열변형에 의한 외력에 의해서도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 포함하는 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by arranging the transition piece support portion having a specific structure at a specific position, the transition piece can be stably supported even when the installation space is narrow, and the transition piece can be stably It is possible to provide a combustor including a structure capable of supporting a gas turbine and a gas turbine including the combustor.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 인접하여 배치되는 두 개의 트랜지션피스를 동시에 지지하도록 트랜지션피스 사이에 트랜지션피스 지지부를 장착함으로써, 설치할 공간이 협소한 경우에도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있다.According to still another aspect of the present invention, since the transition piece support is provided between the transition pieces so as to simultaneously support two adjacent transition pieces, it is possible to stably support the transition piece even when the installation space is narrow have.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 특정 구조의 슬라이딩 홈을 트랜지션피스의 외주면에 형성하고, 이와 대응되는 구조의 돌기를 트랜지션피스 지지부의 일단부에 형성한 후, 돌기를 슬라이딩 홈을 따라 위치변경 가능하도록 결속함으로써, 트랜지션피스가 열변형에 의해 길이가 변경된다 할지라도 슬라이딩 홈을 따라 돌기의 위치가 자연스럽게 변경될 수 있어, 열변형 상태에서도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있다.Further, according to another embodiment of the present invention, a sliding groove having a specific structure is formed on the outer circumferential surface of the transition piece, a protrusion having a structure corresponding to the sliding groove is formed at one end of the transition piece support portion, The position of the projection along the sliding groove can be changed naturally even if the length of the transition piece is changed by the thermal deformation, so that the transition piece can be stably supported even in the thermally deformed state.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 다양한 구조의 슬라이딩 홈을 트랜지션피스의 외주면에 형성하고, 이에 대응되는 구조의 돌기를 트랜지션피스 지지부의 일단부에 형성함으로써, 트랜지션피스의 정위치에 고정함에 있어 조립 및 분해가 용이하다.According to still another aspect of the present invention, sliding grooves having various structures are formed on the outer circumferential surface of the transition piece, and protrusions corresponding to the sliding grooves are formed on one end of the transition piece support portion, It is easy to assemble and disassemble.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 터빈 엔진의 전체적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가스 터빈 엔진에서 연소기 부분만을 발췌하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 연소기 및 트랜지션피스 지지부를 나타내는 부분확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기 및 트랜지션피스 지지부를 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연소기 및 트랜지션피스 지지부를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도이다.1 is a perspective view showing the overall structure of a gas turbine engine according to the prior art.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing only a combustor portion in the gas turbine engine shown in FIG. 1; FIG.
3 is a partially enlarged perspective view showing a combustor and a transition piece support according to the prior art.
4 is a cross-sectional view illustrating a combustor according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional schematic diagram illustrating a combustor and a transition piece support according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional schematic diagram illustrating a combustor and a transition piece support according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional schematic diagram illustrating the structure of a sliding groove and a projection according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a sliding groove and a projection according to another embodiment of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a sliding groove and a projection according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements will be denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. Referring to the drawings, The size of the elements, etc., may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled " or " connected " indirectly while intervening in the context of the present invention.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기를 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기 및 트랜지션피스 지지부를 나타내는 단면 모식도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연소기 및 트랜지션피스 지지부를 나타내는 단면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a combustor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a combustor and a transition piece support according to an embodiment of the present invention. Sectional view illustrating a combustor and a transition piece support according to another embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 연소기(100)는, 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부(101)와 연소부(101)에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 트랜지션피스(102)를 포함하는 연소기(100)이다.Referring to these figures, the
구체적으로, 트랜지션피스(102)의 전단에는 라이너(107)가 결속되고, 그 전단에는 연소 노즐(106)을 내장하는 버너(101)가 배치된다.Concretely, the
본 실시예에 따른 연소기(100)의 트랜지션피스(102)의 후단부는 터빈의 선단부와 결합되고, 트랜지션피스(102)의 선단부는 압축기 케이싱(103) 외부면과 트랜지션피스 지지부(110)에 의해 결속된다.The rear end of the
이때, 본 실시예에 따른 트랜지션피스 지지부(110)는 인접하여 배치되는 두 개의 트랜지션피스(102)를 동시에 지지할 수 있다.At this time, the transition
본 실시예에 따른 연소기(100)는, 특정 구조의 트랜지션피스 지지부(110)를 특정 위치에 배치함으로써, 설치할 공간이 협소한 경우에도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있고, 열변형에 의한 외력에 의해서도 트랜지션피스를 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 포함하는 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공할 수 있다.The
이하에서는, 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 연소기(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each constitution of the
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도가 되시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이딩 홈과 돌기의 구조를 나타내는 단면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a sliding groove and a projection according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional schematic view showing a structure of a sliding groove and a projection according to another embodiment of the present invention. And FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a sliding groove and a projection according to another embodiment of the present invention.
우선, 도 5 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 트랜지션피스(102)의 선단부 외주면에는, 트랜지션피스(102)의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이만큼 연장된 구조의 슬라이딩 홈(104)이 형성될 수 있다. 이때, 트랜지션피스 지지부(110)의 일단부에는, 상기 슬라이딩 홈(104)과 대응되는 구조의 돌기(111)가 형성될 수 있다. 이 경우, 돌기(111)는 슬라이딩 홈(104)에 맞물려 고정됨으로써 트랜지션피스(102)를 특정 위치에 안정적으로 고정시킬 수 있다.5 and 7, the
경우에 따라서, 트랜지션피스(102)의 열변형이 발생할 경우, 트랜지션피스(102)는 연장된 길이방향으로 길이가 변경되며, 이때, 돌기(111)는 슬라이딩 홈(104)을 따라 위치변경된다. 결과적으로, 트랜지션피스(102)가 열변형에 의해 길이가 변경된다 할지라도 본 실시예에 따른 트랜지션피스 지지부(110)는 안정적으로 트랜지션피스(102)를 지지할 수 있다.In some cases, when the thermal deformation of the
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 돌기(111)는 슬라이딩 홈(104)에 맞물려 슬라이딩 이동될 수 있는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 홈(104)은 측방으로 개구면이 향하는 단면상 "ㄷ"자 구조이고, 돌기(111)는 슬라이딩 홈(104)의 개구면으로 향하는 단면상 "ㄱ"자 구조일 수 있다.As shown in Figs. 5 and 7, the
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 홈(104)은 하방으로 개부면이 향하는 단면상 "Π"자 구조이고, 돌기(111)는 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "I"자 구조일 수 있다.As shown in FIG. 8, the sliding
또 다른 실시 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 홈(104)은 측방으로 개부면이 향하는 단면상 "C"자 구조이고, 돌기(111)는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "i"자 구조일 수 있다.9, the sliding
경우에 따라서, 슬라이딩 홈(104)과 돌기(111)의 단면 구조는 설계자의 의도에 따라 적절히 변경할 수 있음은 물론이다.It is a matter of course that the sectional structure of the sliding
한편, 본 실시예에 따른 연소기(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 특정 구조의 트랜지션피스 지지부(110) 및 고정 지지부(120)를 포함하는 구성일 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 인접하여 배치된 트랜지션피스(102)의 양측면은 트랜지션피스 지지부(110)에 의해 서로 결속될 수 있다. 이때, 트랜지션피스 지지부(110)는 압축기 케이싱(103)의 일측면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조의 고정 지지부(120)과 결속될 수 있다.Specifically, both side surfaces of the
더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 고정지지부(120)는 압축기 디퓨저의 아우터 실린더 외주면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조일 수 있다.More specifically, the fixed
이 경우, 트랜지션피스 지지부(110)는 고정 지지부(120)와 일체로 형성됨이 바람직하다.In this case, it is preferable that the transition
본 실시예에 따른 트랜지션피스 지지부(110) 및 고정 지지부(120)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 측단면상 "Y"자 구조를 형성할 수 있다.The transition
이러한 구조는, 인접하여 배치되는 트랜지션피스 간의 이격 거리를 유지시킬 수 있으며, 트랜지션피스(102)의 측방 진동 및 변형에 따른 외력을 흡수할 수 있어, 결과적으로 트랜지션피스(102)의 구조적 안정성을 보장할 수 있다.Such a structure can maintain the separation distance between the adjacent transition pieces and can absorb the external force due to lateral vibration and deformation of the
또한, 고정 지지부(120)의 길이를 변경할 수 있는 길이변경구조(도시하지 않음) 또는 고정 지지부(120)의 길이 방향 외력을 완충할 수 있는 완충구조(도시하징 않음)를 추가로 더 설치할 경우, 트랜지션피스(102)의 상하방향 진동 및 변형에 따른 외력을 흡수할 수 있어, 결과적으로 트랜지션피스(102)의 구조적 안정성을 더욱 보장할 수 있다.In addition, when a damping structure (not shown) capable of buffering the longitudinal external force of the length changing structure (not shown) or the fixed supporting
본 발명은 또한, 상기 언급한 본 발명에 따른 압축기를 포함하는 가스 터빈을 제공할 수 있는 바, 압축 공기의 유동 특성을 향상시킴과 동시에 압축기에 가해지는 스트레스를 저감시킬 수 있는 구조를 포함하는 가스 터빈을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a gas turbine including the compressor according to the above-mentioned present invention, and more particularly to a gas turbine including a structure capable of reducing the stress applied to the compressor while improving the flow characteristics of the compressed air A turbine can be provided.
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
1000: 종래 기술에 따른 가스 터빈
1100: 압축기
1200: 연소기
1300: 터빈
100: 연소기
101: 연소부
102: 트랜지션피스
103: 압축기 케이싱
104: 슬라이딩 홈
105: 압축기 디퓨저의 아우터 실린더
106: 연소 노즐
107: 라이너
110: 트랜지션피스 지지부
111: 돌기
120: 고정 지지부1000: gas turbine according to the prior art
1100: Compressor
1200: Combustor
1300: Turbine
100: Combustor
101: Combustion part
102: Transition piece
103: compressor casing
104: Sliding groove
105: Outer cylinder of compressor diffuser
106: Combustion nozzle
107: Liner
110: Transition piece support
111: projection
120: Fixed support
Claims (17)
상기 트랜지션피스(102)의 후단부는 터빈의 선단부와 결합되고,
상기 트랜지션피스(102)의 선단부는 압축기 케이싱(103) 외부면과 트랜지션피스 지지부(110)에 의해 결속되며,
상기 트랜지션피스 지지부(110)는 인접하여 배치되는 두 개의 트랜지션피스(102)를 동시에 지지하는 것을 특징으로 하는 연소기.
A combustor (100) comprising a combustion section (101) for burning fuel to generate a high temperature compressed gas and a transition piece (102) for guiding the high temperature compressed gas produced in the combustion section (101)
The rear end portion of the transition piece 102 is engaged with the front end portion of the turbine,
The front end of the transition piece 102 is bound by the outer surface of the compressor casing 103 and the transition piece supporting portion 110,
Wherein the transition piece support part (110) simultaneously supports two adjacent transition pieces (102).
상기 트랜지션피스(102)의 선단부 외주면 또는 트랜지션피스 지지부(110)의 일단부에는, 서로 대응되는 구조의 슬라이딩 홈(104) 및 돌기(111)가 각각 서로 결속되는 위치에 형성되고,
상기 슬라이딩 홈(104)은, 트랜지션피스(102)의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이만큼 연장된 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈(104)과 대응되는 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
The method according to claim 1,
Sliding grooves 104 and protrusions 111 having a structure corresponding to each other are formed at the outer peripheral surface of the distal end portion of the transition piece 102 or one end portion of the transition piece support portion 110,
The sliding groove 104 is extended by a predetermined length in a direction parallel to the extending direction of the transition piece 102,
And the protrusion (111) has a structure corresponding to the sliding groove (104).
상기 돌기(111)는, 트랜지션피스(102)의 열변형에 의해 슬라이딩 홈(104)을 따라 위치변경 가능한 것을 특징으로 하는 연소기.
3. The method of claim 2,
Wherein the protrusion (111) is positionable along the sliding groove (104) by thermal deformation of the transition piece (102).
상기 트랜지션피스 지지부(110)는, 트랜지션피스(102)의 선단부와 압축기 케이싱(103) 외부면 사이의 이격 거리를 일정 거리로 유지하는 것을 특징으로 하는 연소기.
The method of claim 3,
Wherein the transition piece support part (110) maintains a distance between a front end of the transition piece (102) and an outer surface of the compressor casing (103) at a predetermined distance.
상기 슬라이딩 홈(104)은, 측방으로 개구면이 향하는 단면상 "ㄷ"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈(104)의 개구면으로 향하는 단면상 "ㄱ"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
3. The method of claim 2,
The sliding groove 104 is a " C " -shaped structure in which the opening faces sideways,
Characterized in that the projection (111) has a " B " structure on the cross section facing the opening surface of the sliding groove (104).
상기 슬라이딩 홈(1040은, 하방으로 개부면이 향하는 단면상 "Π"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "I"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
3. The method of claim 2,
The sliding groove (1040) has a "?&Quot; character structure in a section with its opening face facing downward,
Wherein the projections (111) have an " I " -shaped structure on a section toward the opening surface of the sliding groove.
상기 슬라이딩 홈(104)은, 측방으로 개부면이 향하는 단면상 "C"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈의 개구면으로 향하는 단면상 "i"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
3. The method of claim 2,
The sliding groove 104 has a " C "
Wherein the projections (111) have an " i " -shaped structure on the cross section facing the opening surface of the sliding groove.
상기 인접하여 배치된 트랜지션피스(102)의 양측면은 트랜지션피스 지지부(110)에 의해 서로 결속되고,
상기 트랜지션피스 지지부(110)는 압축기 케이싱(103)의 일측면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조의 고정 지지부(120)과 결속되는 것을 특징으로 하는 연소기.
A combustor (100) comprising a combustion section (101) for burning fuel to generate a high temperature compressed gas and two or more transition pieces (102) for guiding the high temperature compressed gas produced in the combustion section (101) to a turbine ,
Both side surfaces of the adjacent transition piece 102 are bound together by a transition piece support 110,
Wherein the transition piece support part (110) is engaged with a fixed support part (120) having a structure extended from a side of the compressor casing (103) by a predetermined height.
상기 고정지지부(120)는 압축기 디퓨저의 아우터 실린더 외주면으로부터 소정 높이만큼 연장된 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
9. The method of claim 8,
Wherein the fixed support part (120) has a structure extending from the outer circumferential surface of the outer cylinder of the compressor diffuser by a predetermined height.
상기 트랜지션피스 지지부(110)는 고정 지지부(120)와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
9. The method of claim 8,
Wherein the transition piece support part (110) is formed integrally with the fixed support part (120).
상기 트랜지션피스 지지부(110)와 고정지지부(120)는 측단면상 "Y"자 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 연소기.
11. The method of claim 10,
Wherein the transition piece support part (110) and the stationary support part (120) form a " Y "
상기 트랜지션피스(102)의 양측면에는, 트랜지션피스(102)의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이만큼 연장된 구조의 슬라이딩 홈(104)이 형성되고,
상기 트랜지션피스 지지부(110)의 양단부에는, 상기 슬라이딩 홈(104)과 대응되는 구조의 돌기(111)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연소기.
9. The method of claim 8,
On both sides of the transition piece 102, a sliding groove 104 having a structure extending by a predetermined length in a direction parallel to the extension direction of the transition piece 102 is formed,
Wherein a projection (111) having a structure corresponding to the sliding groove (104) is formed at both ends of the transition piece supporting part (110).
상기 돌기(111)는, 트랜지션피스(102)의 열변형에 의해 슬라이딩 홈(104)을 따라 위치변경 가능한 것을 특징으로 하는 연소기.
13. The method of claim 12,
Wherein the protrusion (111) is positionable along the sliding groove (104) by thermal deformation of the transition piece (102).
상기 슬라이딩 홈(104)은, 측방으로 개구면이 향하는 단면상 "ㄷ"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈(104)의 개구면으로 향하는 단면상 "ㄱ"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
13. The method of claim 12,
The sliding groove 104 is a " C " -shaped structure in which the opening faces sideways,
Characterized in that the projection (111) has a " B " structure on the cross section facing the opening surface of the sliding groove (104).
상기 슬라이딩 홈(104)은, 하방으로 개부면이 향하는 단면상 "Π"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈(104)의 개구면으로 향하는 단면상 "I"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
13. The method of claim 12,
The sliding groove 104 has a " P " -perpendicular structure in a section where the opening faces downward,
Characterized in that the projection (111) has an " I " -shaped structure on the cross section facing the opening surface of the sliding groove (104).
상기 슬라이딩 홈(104)은, 측방으로 개부면이 향하는 단면상 "C"자 구조이고,
상기 돌기(111)는, 슬라이딩 홈(104)의 개구면으로 향하는 단면상 "i"자 구조인 것을 특징으로 하는 연소기.
13. The method of claim 12,
The sliding groove 104 has a " C "
Characterized in that the projection (111) has an " i " -shaped structure on the cross section facing the opening surface of the sliding groove (104).
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