PL221113B1

PL221113B1 - Turbine exhaust diffuser system

Info

Publication number: PL221113B1
Application number: PL397899A
Authority: PL
Inventors: Deepesh Dinesh Nanda; Piotr Edward Kobek
Original assignee: Gen Electric; General Electric Company
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2016-02-29
Also published as: EP2620596A2; RU2013102779A; US20130189088A1; PL397899A1; JP2013151934A; CN103225520A

Abstract

A turbine exhaust diffuser system includes a plurality of manways. The plurality of manways each extend between an outer wall of the turbine exhaust diffuser system and an interior access tunnel of the turbine exhaust diffuser system. The plurality of manways extend between the outer wall and the access tunnel at an angle that is not perpendicular to a central axis of the turbine exhaust diffuser system.

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku są układy dyfuzora wydechowego turbiny, a w szczególności przejścia obsługowe w układach dyfuzora wydechowego turbiny.The present invention relates to turbine exhaust diffuser systems, and in particular to service passages in turbine exhaust diffuser systems.

Instalacja turbiny może zawierać układ dyfuzora wydechowego połączony z sekcją turbiny, za sekcją turbiny w kierunku przepływu gazów. Taka instalacja turbiny może być albo instalacją turbiny gazowej albo instalacją turbiny parowej. Na przykład, instalacja turbiny gazowej spala mieszaninę paliwa oraz powietrza, aby wytworzyć gorące gazy spalinowe, które z kolei napędzają jedną albo większą ilość turbin. W szczególności, gorące gazy spalinowe wymuszają obrót łopatek turbiny, napędzając w ten sposób wał, aby spowodować obrót jednego albo większej ilości obciążeń, na przykład generatorów elektrycznych, i tak dalej. Układ dyfuzora wydechowego otrzymuje spaliny z turbiny. Gdy spaliny przepływają przez rozbieżne kanały układu dyfuzora wydechowego, ciśnienie dynamiczne przepływu spalin może wywoływać wzrost ciśnienia statycznego w układzie dyfuzora wydechowego.The turbine plant may include an exhaust diffuser system connected to the turbine section downstream of the turbine section in the direction of gas flow. Such a turbine installation can either be a gas turbine installation or a steam turbine installation. For example, a gas turbine installation burns a mixture of fuel and air to produce hot exhaust gas which in turn drives one or more turbines. In particular, the hot exhaust gas forces the turbine blades to rotate, thereby driving the shaft to cause rotation of one or more loads, for example electric generators, and so on. The exhaust diffuser system receives turbine exhaust gas. When the exhaust gas flows through the divergent channels of the exhaust diffuser system, the dynamic pressure of the exhaust flow may cause the static pressure to increase in the exhaust diffuser system.

Układy dyfuzorów wydechowych mogą zawierać przejścia obsługowe, które rozciągają się przez układ dyfuzora wydechowego promieniowo, od zewnętrznej ścianki do wewnętrznej piasty, albo ścianki, która otacza tunel dostępu. Przejścia obsługowe mogą zawierać rury, które dostarczają olej smarujący oraz/albo powietrze chłodzące do instalacji turbiny. Rury rozciągają się do tunelu dostępu układu dyfuzora wydechowego oraz mogą ograniczać wejście oraz/albo użycie tunelu dostępu, jak na przykład blokując wejście przez drzwiczki dostępu. Ponadto, rozmieszczenie przejść obsługowych może powodować, że spaliny przepływają wokół przejść obsługowych oraz generują ścieżki wirowe. Z powodu ścieżek wirowych mogą występować niepożądane wiry Karmana, które mogą wpływać na konstrukcję układu dyfuzora wylotowego. Ponadto, wiry Karmana mogą zwiększać stratę ciśnienia układu dyfuzora wydechowego, zwiększać hałas układu dyfuzora wydechowego, oraz zmniejszać ogólną wydajność układu dyfuzora wydechowego.The exhaust diffuser systems may include service passages that extend through the exhaust diffuser system radially from the outer wall to the inner hub or wall that surrounds the access tunnel. The service ports may include pipes that supply lubricating oil and / or cooling air to the turbine installation. The tubes extend into the access tunnel of the exhaust diffuser system and may restrict entry and / or use of the access tunnel, such as by blocking entry through an access door. In addition, the arrangement of the service passages can cause the exhaust gas to flow around the service passages and generate vortex paths. Undesirable Karman vortices can occur due to the vortex paths, which can affect the design of the outlet diffuser system. In addition, Karman vortices can increase the pressure loss of the exhaust diffuser system, increase the noise of the exhaust diffuser system, and reduce the overall efficiency of the exhaust diffuser system.

Poniżej zostały streszczone pewne postacie wynalazku, zgodne w zakresie z pierwotnie zastrzeżonym wynalazkiem. Te postacie nie mają na celu ograniczenia zakresu zastrzeżonego wynalazku, ale raczej te postacie mają na celu tylko dostarczenie krótkiego streszczenia możliwych postaci wynalazku. Faktycznie wynalazek może obejmować różne formy, które mogą być podobne do, albo różne od postaci przedstawionych poniżej.Certain embodiments of the invention are summarized below, which fall within the scope of the invention as originally claimed. These forms are not intended to limit the scope of the invention as claimed, but rather these forms are only intended to provide a brief summary of the possible embodiments of the invention. In fact, the invention may encompass various forms that may be similar to or different from the embodiments set out below.

Układ dyfuzora wydechowego turbiny posiadający ściankę zewnętrzną oraz ściankę wewnętrzną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ścianka wewnętrzna jest utworzona przez zbieżny korytarz wewnętrzny, przy czym spaliny turbiny są przystosowane do przepływania poprzez obszar pomiędzy ścianką zewnętrzną oraz ścianką wewnętrzną, a układ ponadto posiada pierwsze przejście obsługowe, rozciągające się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej, przy czym pierwsze przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.A turbine exhaust diffuser system having an outer wall and an inner wall according to the invention is characterized in that the inner wall is formed by a converging inner passage, the turbine exhaust being adapted to flow through the area between the outer wall and the inner wall, and the system furthermore has a first passage. service passage extending from the outer wall to the inner wall, the first service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser arrangement.

Korzystnie, kąt pomiędzy pierwszym przejściem obsługowym oraz osią środkową jest większy niż około 95 stopni.Preferably, the angle between the first service passage and the center axis is greater than approximately 95 degrees.

Korzystnie, kąt pomiędzy pierwszym przejściem obsługowym oraz osią środkową wynosi od około 100 do około 115 stopni.Preferably, the angle between the first service passage and the center axis is from about 100 to about 115 degrees.

Korzystnie, układ zawiera drugie przejście obsługowe, rozciągające się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej, przy czym drugie przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu wydechowego turbiny.Preferably, the system comprises a second service passage extending from the outer wall to the inner wall, the second service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle which is not perpendicular to a central axis of the turbine exhaust system.

Korzystnie, układ zawiera trzecie przejście obsługowe, rozciągające się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej, przy czym trzecie przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu wydechowego turbiny.Preferably, the system comprises a third service passage extending from the outer wall to the inner wall, the third service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle which is not perpendicular to a central axis of the turbine exhaust system.

Korzystnie, kąty pomiędzy pierwszym, drugim oraz trzecim przejściem obsługowym oraz osią środkową mieszczą się w zakresie od około 95 do około 115 stopni.Preferably, the angles between the first, second, and third service passages and the center axis range from about 95 to about 115 degrees.

Korzystnie, drugie przejście obsługowe zawiera rury do dostarczania płynu smarującego do turbiny.Preferably, the second service passage comprises pipes for supplying a lubricating fluid to the turbine.

Korzystnie, trzecie przejście obsługowe zawiera rury do dostarczania płynu chłodzącego do turbiny.Preferably, the third service passage comprises pipes for supplying a cooling fluid to the turbine.

Korzystnie, zbieżny korytarz jest tak skonfigurowany, że umożliwia operatorowi wejście do zbieżnego korytarza przez drzwiczki dostępu oraz poruszanie się wewnątrz zbieżnego korytarza.Preferably, the converging corridor is configured to allow an operator to enter the converging corridor through an access door and move within the converging corridor.

PL 221 113 B1PL 221 113 B1

Układ dyfuzora wydechowego turbiny posiadający ściankę zewnętrzną korytarza wydechowego turbiny oraz korytarz dostępu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że korytarz dostępu jest wyznaczony przez ściankę wewnętrzną korytarza wydechowego turbiny, przy czym korytarz dostępu jest tak skonfigurowany, że umożliwia operatorowi wejście do korytarza dostępu, aby dokonać konserwacji układu dyfuzora wydechowego turbiny, a układ ponadto posiada wiele przejść obsługowych, rozciągających się od ścianki zewnętrznej korytarza wydechowego turbiny do korytarza dostępu, przy czym każde przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej korytarza wydechowego turbiny do korytarza dostępu pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.A turbine exhaust diffuser system having an outer wall of a turbine exhaust corridor and an access corridor according to the invention is characterized in that the access corridor is defined by the inner wall of the turbine exhaust corridor, the access corridor being configured to allow an operator to enter the access corridor to perform an access corridor. turbine exhaust diffuser system maintenance, and the system further includes a plurality of service passages extending from the outer wall of the turbine exhaust passage to the access corridor, each service passage extending from the outer wall of the turbine exhaust passage to the access passage at an angle that is not perpendicular to the access passage. the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

Korzystnie, kąt pomiędzy każdym przejściem obsługowym oraz osią środkową jest większy niż 95 stopni.Preferably, the angle between each service passage and the central axis is greater than 95 degrees.

Korzystnie, kąt pomiędzy każdym przejściem obsługowym oraz osią środkową wynosi od 100 do 115 stopni.Preferably, the angle between each service passage and the central axis is from 100 to 115 degrees.

Korzystnie, korytarz dostępu ma kształt stożkowy, mający mniejszą średnicę wewnętrzną w kierunku tylnego końca korytarza dostępu.Preferably, the access corridor is conical in shape having a smaller inside diameter towards the rear end of the access corridor.

Korzystnie, wiele przejść obsługowych obejmuje pierwsze przejście obsługowe, drugie przejście obsługowe oraz trzecie przejście obsługowe.Preferably, the plurality of service passes include a first service passage, a second service passage, and a third service passage.

Układ dyfuzora wydechowego turbiny posiadający wiele przejść obsługowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wiele przejść obsługowych rozciąga się pomiędzy ścianką zewnętrzną oraz wewnętrznym tunelem dostępu pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.A turbine exhaust diffuser system having multiple service passages according to the invention is characterized in that the plurality of service passages extend between the outer wall and the inner access tunnel at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

Korzystnie, kąt pomiędzy każdym spośród wielu przejść obsługowych oraz osią środkową jest większy niż 95 stopni.Preferably, the angle between each of the plurality of service passages and the center axis is greater than 95 degrees.

Korzystnie, kąt pomiędzy każdym spośród wielu przejść obsługowych oraz osią środkową wynosi od 100 do 115 stopni.Preferably, the angle between each of the plurality of service passages and the center axis is from 100 to 115 degrees.

Korzystnie, każde spośród wielu przejść obsługowych zawiera przedni koniec oraz tylny koniec, przy czym przejście obsługowe tworzy pierwszy kąt pomiędzy przednim końcem oraz osią środkową oraz drugi kąt pomiędzy tylnym końcem oraz osią środkową.Preferably, each of the plurality of service passages includes a front end and a rear end, the serving passage defining a first angle between the front end and a center axis and a second angle between the rear end and a center axis.

Korzystnie, pierwszy kąt jest większy niż drugi kąt.Preferably, the first angle is greater than the second angle.

Korzystnie, pierwszy kąt wynosi od 95 do 110 stopni, zaś drugi kąt wynosi od 70 do 85 stopni.Preferably, the first angle is from 95 to 110 degrees and the second angle is from 70 to 85 degrees.

W pierwszej postaci układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera ściankę zewnętrzną. Układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera również ściankę wewnętrzną, utworzoną przez zbieżny korytarz wewnętrzny. Spaliny turbiny są przystosowane do przepływania przez obszar pomiędzy ścianką zewnętrzną oraz ścianką wewnętrzną. Układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera pierwsze przejście obsługowe, rozciągające się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej, Pierwsze przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej do ścianki wewnętrznej pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.In a first embodiment, the turbine exhaust diffuser system comprises an outer wall. The turbine exhaust diffuser system also includes an inner wall formed by a converging inner passage. The turbine exhaust is adapted to flow through the area between the outer wall and the inner wall. The turbine exhaust diffuser system includes a first service passage extending from the outer wall to the inner wall. The first service passage extends from the outer wall to the inner wall at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

W drugiej postaci układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera ściankę zewnętrzną korytarza wydechowego turbiny. Układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera również korytarz dostępu, wyznaczony przez ściankę wewnętrzną korytarza wydechowego turbiny. Korytarz dostępu jest tak przystosowany, że umożliwia operatorowi wejście do korytarza dostępu, aby dokonać konserwacji układu dyfuzora wydechowego turbiny.In a second embodiment, the turbine exhaust diffuser system comprises an outer wall of the turbine exhaust passage. The turbine exhaust diffuser system also includes an access corridor defined by the inner wall of the turbine exhaust passage. The access corridor is arranged to allow an operator to enter the access corridor to perform maintenance on the turbine exhaust diffuser system.

Układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera wiele przejść obsługowych, rozciągających się od ścianki zewnętrznej korytarza dyfuzora wydechowego turbiny do korytarza dostępu. Każde przejście obsługowe rozciąga się od ścianki zewnętrznej korytarza dyfuzora wydechowego turbiny do korytarza dostępu pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.The turbine exhaust diffuser system includes a plurality of service passages extending from the outer wall of the turbine exhaust diffuser corridor to the access corridor. Each service passage extends from the outer wall of the turbine exhaust diffuser passageway to the access passage at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

W trzeciej postaci układ dyfuzora wydechowego turbiny zawiera wiele przejść obsługowych, rozciągających się pomiędzy ścianką zewnętrzną oraz wewnętrznym tunelem dostępu pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego turbiny.In a third embodiment, the turbine exhaust diffuser system includes a plurality of service passages extending between the outer wall and the inner access tunnel at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym figura 1 jest widokiem z boku, w przekroju, przykładu wykonania silnika z turbiną gazową, figura 2 jest widokiem perspektywicznym przykładu wykonania układu dyfuzora wydechowego turbiny gazowej, który może być użyty z silnikiem z turbiną gazową z fig. 1, figura 3 jest widokiem z boku przykładu wykonania układu dyfuzora wydechowego turbiny gazowej z fig. 2, a figura 4 jest widokiem z boku,The subject matter of the invention is illustrated in the drawing examples, in which Figure 1 is a sectional side view of an embodiment of a gas turbine engine, Figure 2 is a perspective view of an embodiment of a gas turbine exhaust diffuser system which may be used with a turbine engine. 1, Figure 3 is a side view of an embodiment of the gas turbine exhaust diffuser system of Figure 2, and Figure 4 is a side view,

PL 221 113 B1 w przekroju, przykładu wykonania układu dyfuzora wydechowego turbiny gazowej, który może być używany z silnikiem z turbiną gazową z fig. 1.A sectional view of an embodiment of a gas turbine exhaust diffuser system that may be used with the gas turbine engine of Figure 1.

Poniżej zostanie opisany jeden albo większa ilość konkretnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku. Starając się zapewnić zwięzły opis tych przykładów wykonania, wszystkie cechy aktualnej realizacji mogą nie być opisane w niniejszym opisie. Należy zauważyć, że podczas procesu rozwijania dowolnej takiej rzeczywistej realizacji, jak to ma miejsce w każdym projekcie inżynierskim albo projektowym, musi być podejmowanych wiele decyzji właściwych dla konkretnej realizacji, aby osiągnąć konkretne cele ich twórcy, takie jak zgodność z ograniczeniami systemowymi oraz biznesowymi, które mogą się różnić zależnie od realizacji.One or more specific embodiments of the present invention will be described below. In an attempt to provide a concise description of these embodiments, all features of the current embodiment may not be described in this specification. It should be noted that in the process of developing any such actual implementation, as in any engineering or design project, many implementation-specific decisions must be made to achieve the specific goals of the developer, such as compliance with system and business constraints that may vary depending on the implementation.

Ponadto należy zauważyć, że taki wysiłek rozwojowy może być złożony oraz czasochłonny, ale będzie jednakże rutynowym działaniem projektowym, wytwórczym oraz produkcyjnym dla osób o zwykłych umiejętnościach, korzystających z niniejszego ujawnienia.Furthermore, it should be noted that such a development effort may be complex and time consuming but will nevertheless be a routine design, manufacturing, and manufacturing activity for those of ordinary skill who benefit from this disclosure.

Przy prezentowaniu elementów różnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku, zastosowanie liczby pojedynczej ma oznaczać, że występuje jeden element albo większa ilość elementów. Zamiarem jest, aby określenia „zawiera”, „obejmuje” oraz „ma” były inkluzywne oraz oznaczały, że mogą być dodatkowe elementy, inne niż wymienione elementy.When displaying the elements of various embodiments of the present invention, the use of the singular is intended to mean that there is one or more elements. It is intended that the terms "comprises", "includes" and "has" to be inclusive and to mean that there may be additional elements other than the listed elements.

Jak to omówiono poniżej, pewne przykłady wykonania układu dyfuzora wydechowego turbiny gazowej zawierają przejścia obsługowe, które rozciągają się poprzez układ dyfuzora wydechowego, pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego. Na przykład, przejścia obsługowe mogą rozciągać się przez układ dyfuzora wydechowego, pod kątem, który jest zmieniany w zakresie od około 5 do 25 stopni, od 3 do 15 stopni, albo od 10 do 30 stopni, od pozycji prostopadłej do osi środkowej układu dyfuzora (na przykład kąt pomiędzy przejściami obsługowymi oraz osią środkową może się mieścić w zakresie od około 95 do 115 stopni, od 93 do 105 stopni, albo od 100 do 120 stopni). W szczególności, w pewnych przykładach wykonania przejścia obsługowe mogą się rozciągać poprzez układ dyfuzora wylotowego, pod kątem, który jest zmieniony o około 15 stopni od pozycji prostopadłej do osi środkowej układu dyfuzora. W konsekwencji, z powodu tego, że przejścia obsługowe nie są prostopadłe do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego, ilość przestrzeni na wejście operatora do tunelu dostępu układu dyfuzora wydechowego zostaje zwiększona. Ponadto, amplituda oraz częstotliwość wirów Karmana (czyli nieustalonego przepływu spalin wokół przejść obsługowych) ulega zmniejszeniu w porównaniu z systemami, które mają przej ścia obsługowe prostopadłe do osi środkowej układu dyfuzora wydechowego. Jako takie, układy dyfuzora wydechowego, opisane w niniejszym, nie tylko ułatwiają konserwację układów dyfuzora wydechowego przez ludzi - operatorów, ale również poprawiają właściwości operacyjne układów dyfuzora wydechowego.As discussed below, certain embodiments of a gas turbine exhaust diffuser system include service passages that extend through the exhaust diffuser system at an angle that is not perpendicular to a central axis of the exhaust diffuser system. For example, the service passages may extend through the exhaust diffuser system at an angle that varies from about 5 to 25 degrees, 3 to 15 degrees, or 10 to 30 degrees from a position perpendicular to the center axis of the diffuser system ( for example, the angle between the service passages and the center axis may range from about 95 to 115 degrees, from 93 to 105 degrees, or from 100 to 120 degrees). Specifically, in certain example embodiments, the service passages may extend through the exhaust diffuser arrangement at an angle that is varied about 15 degrees from a position perpendicular to the center axis of the diffuser arrangement. Consequently, because the service passages are not perpendicular to the central axis of the exhaust diffuser system, the amount of space for an operator to enter the access tunnel of the exhaust diffuser system is increased. In addition, the amplitude and frequency of Karman vortices (i.e., the transient exhaust gas flow around the service aisles) is reduced compared to systems that have service passages perpendicular to the center axis of the exhaust diffuser system. As such, the exhaust diffuser systems described herein not only facilitate human-operator maintenance of the exhaust diffuser systems, but also improve the operational characteristics of the exhaust diffuser systems.

Przechodząc teraz do rysunków oraz odnosząc się najpierw do fig. 1, przedstawiono przykład wykonania silnika 100 z turbiną gazową. Silnik 100 z turbiną gazową rozciąga się w kierunku osiowym 102. Kierunek promieniowy 104 przedstawia kierunek rozciągający się na zewnątrz od osi środkowej 105 silnika 100 z turbiną gazową. Ponadto, kierunek obwodowy 106 przedstawia kierunek obrotu wokół osi środkowej 105 silnika 100 z turbiną gazową. Silnik 100 z turbiną gazową zawiera jedną albo większą ilość dysz paliwowych 108, usytuowanych wewnątrz sekcji 110 komory spalania. W pewnych przykładach wykonania, silnik 100 z turbiną gazową może zawierać wiele komór spalania 120 usytuowanych w układzie pierścieniowym (czyli obwodowym 106) wewnątrz sekcji 110 komory spalania. Ponadto, każda komora spalania 120 może zawierać wiele dysz paliwowych 108, zamocowanych do, albo w pobliżu końca czołowego każdej komory spalania 120 w układzie pierścieniowym (czyli obwodowym 106) albo w innym układzie.Turning now to the drawings and referring first to Fig. 1, an embodiment of a gas turbine engine 100 is shown. The gas turbine engine 100 extends in the axial direction 102. The radial direction 104 represents the direction extending outward from the center axis 105 of the gas turbine engine 100. In addition, the circumferential direction 106 represents the direction of rotation about the center axis 105 of the gas turbine engine 100. The gas turbine engine 100 includes one or more fuel nozzles 108 located within the combustion chamber section 110. In certain example embodiments, a gas turbine engine 100 may include a plurality of combustors 120 arranged in an annular arrangement (i.e., circumferential 106) within the combustor section 110. In addition, each combustor 120 may include a plurality of fuel nozzles 108 attached to or near the leading end of each combustor 120 in an annular (or circumferential 106) arrangement or other arrangement.

Powietrze wchodzi przez sekcję 122 wlotu powietrza oraz jest sprężane przez sprężarkę 124 silnika 100 z turbiną gazową. Sprężone powietrze ze sprężarki 124 jest następnie kierowane do sekcji 110 komory spalania, gdzie sprężone powietrze jest mieszane z paliwem. Mieszanina sprężonego powietrza oraz paliwa jest zazwyczaj spalana w sekcji 110 komory spalania, aby wytwarzać gazy spalinowe o wysokiej temperaturze oraz wysokim ciśnieniu, które są używane do wytwarzania momentu obrotowego w sekcji 130 turbiny silnika 100 z turbiną gazową. Jak wspomniano wyżej, wiele komór spalania 120 może być rozmieszczonych pierścieniowo (na przykład obwodowo 106) wewnątrz sekcji 110 komory spalania silnika 100 z turbiną gazową. Każda komora spalania 120 zawiera element przejściowy 172, który kieruje gorące gazy spalinowe z komory spalania 120 do sekcji 130 turbiny silnika 100 z turbiną gazową. W szczególności, każdy element przejściowy 172 ogólnie wyznaczaAir enters through the air inlet section 122 and is compressed by the compressor 124 of the gas turbine engine 100. The compressed air from the compressor 124 is then directed to the combustion chamber section 110 where the compressed air is mixed with the fuel. The mixture of compressed air and fuel is typically burned in combustion chamber section 110 to produce high temperature and high pressure exhaust gas which is used to generate torque in turbine section 130 of a gas turbine engine 100. As mentioned above, the plurality of combustion chambers 120 may be annularly arranged (e.g., circumferentially 106) within the combustion chamber section 110 of the gas turbine engine 100. Each combustion chamber 120 includes an adapter 172 that directs hot exhaust gas from the combustion chamber 120 to the turbine section 130 of the gas turbine engine 100. Specifically, each transition element 172 generally defines

PL 221 113 B1 ścieżkę gorącego gazu od komory spalania 120 do zespołu dysz sekcji 130 turbiny, zawartego w pierwszym stopniu 174 sekcji 130 turbiny silnika 100 z turbiną gazową.A hot gas path from the combustion chamber 120 to the set of nozzles of the turbine section 130 contained in the first stage 174 of the turbine section 130 of the gas turbine engine 100.

Jak to przedstawiono na Fig. 1 sekcja 130 turbiny zawiera trzy oddzielne stopnie albo sekcje 174 (czyli pierwszy stopień albo sekcję), 176 (czyli drugi stopień albo sekcję) oraz 178 (czyli trzeci stopień albo sekcję, albo ostatnią sekcję łopatkową turbiny). Chociaż na rysunku przedstawiono sekcję turbiny jako zawierającą trzy stopnie 174, 176 oraz 178, zrozumiałym jest, że w innych przykładach wykonania, sekcja 130 turbiny może zawierać dowolną ilość stopni. Każdy stopień 174, 176 oraz 178 zawiera łopatki 180 połączone z kołem wirnikowym 182, zamocowanym oborowo do wału 184. Jak można zauważyć, każda z łopatek 180 turbiny może być uważana jako łopatka turbiny albo łopatka. Każdy stopień 174, 176 oraz 178 zawiera również zespół 186 dysz usytuowany bezpośrednio przed każdym zestawem łopatek 180. Zespoły 186 dysz kierują gorące gazy spalinowe w kierunku łopatek 180, gdzie gorące gazy spalinowe przykładają siły napędowe do łopatek 180, aby obracać łopatki 180, obracając w ten sposób wał 184. W rezultacie, łopatki 180 oraz wał 184 obracają się w kierunku obwodowym 106. Gorące gazy spalinowe przepływają przez każdy ze stopni 174, 176 oraz 178 przykładając siły napędowe do łopatek 180 na każdym stopniu 174, 176 oraz 178.As shown in Fig. 1, the turbine section 130 includes three separate stages or sections 174 (i.e., first stage or section), 176 (i.e., second stage or section), and 178 (i.e., third stage or section, or last turbine blade section). While the drawing shows the turbine section as including three stages 174, 176 and 178, it will be understood that in other embodiments, the turbine section 130 may include any number of stages. Each stage 174, 176, and 178 includes blades 180 connected to a rotor 182 caddily attached to shaft 184. As can be seen, each of the turbine blades 180 may be considered a turbine blade or blade. Each stage 174, 176, and 178 also includes a set of nozzles 186 located immediately in front of each set of blades 180. Nozzle assemblies 186 direct hot exhaust gas towards vanes 180, where hot exhaust gas applies driving forces to vanes 180 to rotate vanes 180 to rotate vanes 180. thus, shaft 184. As a result, blades 180 and shaft 184 rotate in the circumferential direction 106. Hot exhaust gas flows through each of stages 174, 176 and 178 applying driving forces to blades 180 at each stage 174, 176 and 178.

Gorące gazy spalinowe mogą następnie opuścić sekcję 130 turbiny gazowej do układu 188 dyfuzora wydechowego silnika 100 z turbiną gazową. Układ 188 dyfuzora wydechowego zmniejsza prędkość przepływu płynu wydechowych gazów spalinowych z sekcji 130 turbiny gazowej, oraz również zwiększa ciśnienie statyczne wydechowych gazów spalinowych, aby zwiększyć ilość pracy wytwarzanej przez silnik 100 z turbiną gazową,The hot exhaust gas may then exit the gas turbine section 130 into the exhaust diffuser system 188 of the gas turbine engine 100. The exhaust diffuser system 188 reduces the flow rate of the exhaust gas exhaust fluid from the gas turbine section 130, and also increases the static pressure of the exhaust exhaust gas to increase the amount of work produced by the gas turbine engine 100.

W przedstawionym przykładzie wykonania, ostatnia sekcja 178 łopatek turbiny sekcji 130 turbiny zawiera luz 194 pomiędzy końcami wielu ostatnich łopatek 195 turbiny (na przykład ostatniej łopatki 180 sekcji 130 turbiny gazowej) oraz stacjonarną osłoną 196, usytuowaną wokół wielu ostatnich łopatek 195 turbiny. Ponadto, zewnętrzna ścianka 198 układu 188 dyfuzora wydechowego rozciąga się od stacjonarnej osłony 196. Rozpórka 200 jest przedstawiona jako opierająca się o zewnętrzną ściankę 198. Rozpórki 200 są używane do podtrzymywania konstrukcji układu 188 dyfuzora wydechowego.In the illustrated embodiment, the last turbine blade section 178 of the turbine section 130 includes a clearance 194 between the ends of the plurality of last turbine blades 195 (e.g., last blade 180 of gas turbine section 130) and a stationary shroud 196 located around the plurality of last turbine blades 195. In addition, an outer wall 198 of the exhaust diffuser system 188 extends from the stationary skirt 196. A strut 200 is shown abutting an outer wall 198. Struts 200 are used to support the structure of the exhaust diffuser system 188.

Jak to przedstawiono, przejście obsługowe 202 rozciąga się pomiędzy ścianką zewnętrzną 198 oraz ścianką wewnętrzną 204 układu 188 dyfuzora wydechowego. W pewnych przykładach wykonania, przejście obsługowe 202 może obejmować rury albo rurki, które są używane do transportu płynów z zewnątrz układu 188 dyfuzora wydechowego do użycia wewnątrz układu 188 dyfuzora wydechowego. Ścianka wewnętrzna 204 jest utworzona przez stronę zewnętrzną tunelu dostępu albo zbieżnego korytarza 206. W pewnych przykładach wykonania wewnętrzna ścianka 204 może się rozciągać pod kątem 205, który nie jest równoległy do osi środkowej 105, Na przykład, kąt 205 pomiędzy ścianką wewnętrzną 204 oraz osią środkową 105 może wynosić w przybliżeniu od 5 do 10 stopni, od 3 do 7 stopni, albo od 8 do 15 stopni. Jak to opisano bardziej szczegółowo poniżej, przejście obsługowe 202 rozciąga się przez układ 188 dyfuzora wydechowego pod kątem, który nie jest prostopadły do osi środkowej 105. Gdy spaliny (na przykład wydechowe gazy spalinowe z sekcji 130 turbiny gazowej) przepływają przez układ 188 dyfuzora wydechowego, przepływ spalin jest kierowany wokół przejścia obsługowego 202 tak, aby opuszczał układ 188 dyfuzora wydechowego. Jako takie, przejście obsługowe 202 może powodować powstanie wirów Karmana. Jednakże amplituda oraz częstotliwość wirów Karmana może być niższa w niniejszych przykładach wykonania, niż w układach z przejściami obsługowymi 202, które są prostopadłe do osi środkowej 105. W ten sposób może nastąpić zmniejszenie straty ciśnienia, zmniejszenie hałasu, oraz zwiększenie ogólnej wydajności dyfuzora w niniejszych przykładach wykonania, w porównaniu z układami z przejściami obsługowymi 202, które są prostopadłe do osi środkowej 105.As shown, the service passage 202 extends between the outer wall 198 and the inner wall 204 of the exhaust diffuser system 188. In certain example embodiments, service passage 202 may include pipes or tubes that are used to transport fluids from outside of exhaust diffuser system 188 for use within exhaust diffuser system 188. The inner wall 204 is defined by the outer side of the access tunnel or converging corridor 206. In some embodiments, the inner wall 204 may extend at an angle 205 that is not parallel to the center axis 105, for example, the angle 205 between the inner wall 204 and the center axis. 105 may be approximately 5 to 10 degrees, 3 to 7 degrees, or 8 to 15 degrees. As described in more detail below, service passage 202 extends through the exhaust diffuser system 188 at an angle that is not perpendicular to the center axis 105. As exhaust gas (e.g., exhaust gas from gas turbine section 130) flows through the exhaust diffuser system 188, the exhaust flow is directed around service passage 202 to exit the exhaust diffuser system 188. As such, service passage 202 can create Karman vortices. However, the amplitude and frequency of Karman vortices may be lower in the present embodiments than in systems with service passages 202 that are perpendicular to the center axis 105. Thereby, pressure loss, noise, and overall diffuser efficiency may be reduced in these examples. embodiments, as compared to arrangements with service passages 202 that are perpendicular to center axis 105.

Figura 2 jest widokiem perspektywicznym przykładu wykonania układu 188 dyfuzora wydechowego turbiny gazowej. W szczególności, rozpórki 200 są usytuowane wokół ścianki wewnętrznej 204 układu 188 dyfuzora wydechowego oraz rozciągają się promieniowo 104 od ścianki wewnętrznej 204 do ścianki zewnętrznej 198 układu 188 dyfuzora wydechowego, oraz w ten sposób konstrukcyjnie podtrzymują ściankę zewnętrzną 198 układu 188 dyfuzora wydechowego. Gdy spaliny turbiny przepływają do układu 188 dyfuzora wydechowego, spaliny przepływają przez obszar pomiędzy ścianką wewnętrzną 204 oraz ścianką zewnętrzną 198. W ten sposób spaliny przepływają wokół rozpórek 200, które zmieniają przepływ spalin. W ten sposób kształt oraz położenie rozpórek 200 wpływa na właściwości przepływu spalin przez układ 188 dyfuzora wydechowego. Głębiej wewnątrz układu 188 dyfuzora wydechowego, spaliny przepływają wokół jednej albo większej ilości przejśćFigure 2 is a perspective view of an embodiment of a gas turbine exhaust diffuser system 188. Specifically, struts 200 extend around the inner wall 204 of the exhaust diffuser system 188 and extend radially 104 from the inner wall 204 to the outer wall 198 of the exhaust diffuser system 188, and thus structurally support the outer wall 198 of the exhaust diffuser system 188. As turbine exhaust gas flows to exhaust diffuser system 188, exhaust gas flows through the area between inner wall 204 and outer wall 198. Thus, exhaust gas flows around spacers 200 that alter exhaust flow. In this way, the shape and position of the struts 200 affect the flow properties of the exhaust gas through the exhaust diffuser system 188. Deeper inside the exhaust diffuser system 188, the exhaust gas flows around one or more passages

PL 221 113 B1 obsługowych 202. Ponownie, kształt oraz położenie przejść obsługowych 202 wpływa na właściwości przepływu spalin przez układ 188 dyfuzora wydechowego, jak to zostanie opisane bardziej szczegółowo poniżej.Service passages 202. Again, the shape and position of service passages 202 affect the flow properties of exhaust gas through exhaust diffuser system 188, as will be described in more detail below.

Figura 3 jest widokiem z boku przykładu wykonania układu 188 dyfuzora wydechowego turbiny gazowej. Fig. 3 przedstawia jak wiele rozpórek 200 może być rozmieszczonych wokół ścianki wewnętrznej 204 układu 188 dyfuzora wydechowego. Ponadto, przejścia obsługowe 202 są usytuowane za rozpórkami 200 (wewnątrz układu 188 dyfuzora wydechowego). Jak to przedstawiono, przejścia obsługowe 202 również rozciągają się pomiędzy ścianką wewnętrzną 204 oraz ścianką zewnętrzną 198 oraz mogą zapewniać dalsze podparcie pomiędzy ścianką wewnętrzną 204 oraz ścianką zewnętrzną 198. W szczególności, są przedstawione trzy przejścia obsługowe 202, jednakże inne przykłady wykonania układu 188 dyfuzora wydechowego mogą mieć mniej albo więcej przejść obsługowych 202.Figure 3 is a side view of an embodiment of a gas turbine exhaust diffuser system 188. Fig. 3 shows how many spacers 200 may be arranged around the inner wall 204 of the exhaust diffuser system 188. In addition, service passages 202 are located downstream of the struts 200 (within the exhaust diffuser system 188). As shown, the service passages 202 also extend between the inner wall 204 and the outer wall 198 and may provide further support between the inner wall 204 and the outer wall 198. In particular, three service passages 202 are shown, but other embodiments of the exhaust diffuser system 188 are shown, however. they may have fewer or more service passages 202.

Figura 4 jest widokiem z boku, w przekroju, przykładu wykonania układu 188 dyfuzora wydechowego turbiny gazowej. W szczególności, zostały przestawione dwa przejścia obsługowe 202, a mianowicie pierwsze przejście obsługowe 236 oraz drugie przejście obsługowe 238. Jak to opisano poprzednio, przejścia obsługowe 202 rozciągają się od ścianki zewnętrznej 198 do ścianki wewnętrznej 204, oraz rozciągają się przez obszar 240 przepływu spalin, przez który przepływają spaliny turbiny z sekcji 130 turbiny. Chociaż przejścia obsługowe 202 są przedstawione jako mające ściankę ogólnie w kształcie toru, ścianki przejść obsługowych 202 mogą mieć dowolny odpowiedni kształt (na przykład cylindryczny, płata, itp.). Ponadto, kształt przejść obsługowych 202 może być zaprojektowany w celu osiągnięcia optymalnego przepływu spalin wokół przejść obsługowych 202. W pewnych przykładach wykonania rury 241 oraz 242 mogą być usytuowane wewnątrz przejść obsługowych 202 oraz rozciągać się od przejść obsługowych 202 do tunelu dostępu 206, wyznaczonego wewnątrz ścianki wewnętrznej 204 układu 188 dyfuzora wydechowego. Jak wspomniano wyżej, rury 241 oraz 242 mogą być używane do transportu płynu używanego przez układ 188 dyfuzora wydechowego turbiny. Na przykład, rura 241 może być używana do transportu płynu smarującego (na przykład oleju) przez przejście obsługowe 236 do tunelu dostępu 206, w celu użycia przez układ 188 dyfuzora wydechowego (na przykład do smarowania łożysk). Jako inny przykład, rura 242 może być używana do transportu powietrza albo płynu chłodzącego przez przejście obsługowe 238 do tunelu dostępu 206, w celu zastosowania do zmniejszania temperatury elementów składowych wewnątrz układu 188 dyfuzora wydechowego.Figure 4 is a sectional side view of an embodiment of a gas turbine exhaust diffuser system 188. In particular, two service passages 202 are depicted, namely a first service passage 236 and a second service passage 238. As previously described, the service passages 202 extend from outer wall 198 to inner wall 204 and extend through exhaust flow area 240. through which the turbine exhaust flows from the turbine section 130. While the service passages 202 are shown as having a generally track-shaped wall, the walls of the service passages 202 may be of any suitable shape (e.g., cylindrical, airfoil, etc.). In addition, the shape of the service passages 202 may be designed to achieve optimal flow of exhaust gas around service passages 202. In certain example embodiments, the pipes 241 and 242 may be located within service passages 202 and extend from service passages 202 to an access tunnel 206 defined within the wall. inner 204 of the exhaust diffuser system 188. As mentioned above, the tubes 241 and 242 may be used to transport the fluid used by the turbine exhaust diffuser system 188. For example, pipe 241 may be used to transport lubricating fluid (e.g., oil) through service passage 236 to access tunnel 206 for use by system 188 of an exhaust diffuser (e.g., for lubricating bearings). As another example, the tube 242 may be used to transport air or coolant through the service passage 238 to the access tunnel 206 for use in reducing the temperature of components within the exhaust diffuser system 188.

Rury 241 oraz 242 rozciągają się przez tunel dostępu 206 od miejsca wejściowego 243 (na przykład tam, gdzie przejścia obsługowe 202 przecinają się z tunelem dostępu 206), w kierunku obszaru 244 rozpórki tunelu dostępu 206. Jak to przestawiono, tunel dostępu 206 tworzy kształt podobny do stożka, który ogólnie zwiększa swoją średnicę, gdy tunel dostępu 206 rozciąga się od miejsca wejściowego 243 w stronę obszaru 244 rozpórki. Dlatego też, odległość 246 pomiędzy rurami 241 oraz 242 może bazować na miejscu wejściowym 243 rur 241 oraz 242 do tunelu dostępu 206. Jak można zauważyć, odległość 246 pomiędzy rurami 241 oraz 242 może wpływać na przenoszenie ciepła, które występuje pomiędzy rurami 241 oraz 242. Ponadto, odległość 246 jak również odległości pomiędzy rurami 241 oraz 242 oraz ścianką wewnętrzną 204 mogą wpływać na zdolność operatora do przemieszczania się przez tunel dostępu 206, w celu dokonania konserwacji. W pewnych przykładach wykonania, przejścia obsługowe 202, jako takie, rozciągają się pod kątem od ścianki zewnętrznej 198 w stronę ścianki wewnętrznej 204, który nie jest prostopadły do osi środkowej 105. Przez usytuowanie przejść obsługowych 202 pod kątem, nie prostopadle do osi środkowej 105, usytuowanie przejść obsługowych 202 może powodować, że rury 241 oraz 242 wchodzą do tunelu dostępu 206 w miejscu, gdzie tunel dostępu 206 ma większą średnicę niż gdyby przejścia obsługowe 202 rozciągały się w kierunku tunelu dostępu 206 pod kątem prostopadłym do osi środkowej 105, przyjmując, że przejścia obsługowe 202 rozciągają się od tego samego miejsca ścianki zewnętrznej 198 w obu przypadkach. W rezultacie, odległość 246 może się zwiększyć oraz zapewnić więcej przestrzeni dla operatora, aby się poruszał w obrębie tunelu dostępu 206. Na przykład, odległość 246 może się zwiększyć, ponieważ rury 241 oraz 242 mogą się rozciągać od miejsca wejścia 243, gdzie tunel dostępu 206 ma większą średnicę niż w innych miejscach wejścia. Większa średnica pozwala rurom 241 oraz 242 pozostawać w większej odległości 246 od siebie, gdy rozciągają się do tunelu dostępu 206, pozostać bliżej ścianki wewnętrznej 204 oraz rozciągać się w kierunku obszaru 244 rozpórki. W pewnych przykładach wykonania, przenoszenie ciepła pomiędzy rurami 241 oraz 242 może się zmniejszyć, gdy odległość 246 się zwiększa.The pipes 241 and 242 extend through the access tunnel 206 from the entrance 243 (e.g., where the service passages 202 intersect with the access tunnel 206), towards the strut area 244 of the access tunnel 206. As shown, the access tunnel 206 forms a similar shape. to a cone that generally increases in diameter as the access tunnel 206 extends from the entrance 243 towards the strut area 244. Therefore, the distance 246 between the pipes 241 and 242 may be based on the entry point 243 of the pipes 241 and 242 into the access tunnel 206. As can be seen, the distance 246 between the pipes 241 and 242 can affect the heat transfer that occurs between the pipes 241 and 242. In addition, the distance 246 as well as the spacing between the pipes 241 and 242 and the inner wall 204 can affect the operator's ability to move through the access tunnel 206 for maintenance. In certain example embodiments, the service passages 202 as such extend at an angle from outer wall 198 towards inner wall 204 that is not perpendicular to center axis 105. By positioning the service passages 202 at an angle, not perpendicular to center axis 105, the location of the service passages 202 may cause the pipes 241 and 242 to enter the access tunnel 206 at a location where the access tunnel 206 has a larger diameter than if the service passages 202 extended towards the access tunnel 206 at an angle perpendicular to the center axis 105, assuming that service passages 202 extend from the same location of outer wall 198 in both cases. As a result, the distance 246 may increase and provide more space for the operator to move within the access tunnel 206. For example, the distance 246 may increase as the pipes 241 and 242 may extend from the entrance 243, where the access tunnel 206 is. has a larger diameter than other entry points. The larger diameter allows the pipes 241 and 242 to remain farther apart 246 as they extend into the access tunnel 206, stay closer to the inner wall 204, and extend toward the strut area 244. In certain example embodiments, heat transfer between the pipes 241 and 242 may decrease as the distance 246 increases.

PL 221 113 B1PL 221 113 B1

Odległość wejściowa 248 jest odległością pomiędzy rurami 241 oraz 242 oraz drzwiczkami dostępu 249 (na tylnym końcu tunelu dostępu 206), które są używane przez operatora do wchodzenia do tunelu dostępu 206. Jak można zauważyć, gdy odległość wejściowa 248 wzrasta, jest większa przestrzeń dla operatora na wejście do tunelu dostępu 206, przez drzwiczki dostępu 249. Odległość wejściowa 248 jest większa w niniejszych przykładach wykonania niż w układach, w których przejścia obsługowe 202 rozciągają się prostopadle do osi środkowej 105, ponownie przyjmując, że przejścia obsługowe 202 rozciągają się od tego samego miejsca ścianki zewnętrznej 198 w obu przypadkach.The entry distance 248 is the distance between the pipes 241 and 242 and the access door 249 (at the rear end of the access tunnel 206) that is used by the operator to enter the access tunnel 206. As can be seen as the entry distance 248 increases, there is more room for the operator. access tunnel 206 through access door 249. The entry distance 248 is greater in the present embodiments than in systems where the service passages 202 extend perpendicular to the center axis 105, again assuming that the service passages 202 extend from the same the location of the outer wall 198 in both cases.

Ogólnie, każde przejście obsługowe 202 ma dwie strony. Konkretnie, koniec przedni 250 (na przykład strona przejścia obsługowego 202 najbliższa rozpórek 200) oraz tylny koniec 252 (na przykład strona przejścia obsługowego 202 najdalsza względem rozpórek 200). Jak to przedstawiono, kąt pomiędzy przejściami obsługowymi 202 oraz osią środkową 105 może być opisany przy użyciu kąta przedniego 254 (na przykład kąta pomiędzy przednim końcem 250 oraz osią środkową 105) albo kąta tylnego 256 (na przykład kąta pomiędzy tylnym końcem 252 przejścia obsługowego 202 oraz osią środkową 105). Kąt przedni 254 może być dowolnym odpowiednim kątem, większym niż 90 stopni (na przykład nieprostopadłym), a kąt tylny 256 może być dowolnym odpowiednim kątem, mniejszym niż 90 stopni (na przykład nieprostopadłym). Na przykład kąt przedni 254 może mieścić się w zakresie od około 95 do 115 stopni, od 93 do 105 stopni, albo od 100 do 120 stopni. W szczególności kąt przedni 254 może wynosić około 105 stopni. Z drugiej strony kąt tylny 256 może mieścić się w zakresie od około 65 do 85 stopni, od 75 do 87 stopni, albo od 60 do 80 stopni. W szczególności, kąt tylny 256 może wynosić około 85 stopni. Ponadto, kąt przedni 254 oraz kąt tylny 256 są kątami uzupełniającymi się (czyli tworzą łącznie 180 stopni).Generally, each service passage 202 has two sides. Specifically, the front end 250 (e.g. the side of the service passage 202 closest to the struts 200) and the rear end 252 (e.g. the side of the service passage 202 furthest from the struts 200). As shown, the angle between the service passages 202 and the center axis 105 may be described using a front angle 254 (e.g., the angle between the front end 250 and center axis 105) or a back angle 256 (e.g., the angle between the rear end 252 of the service passage 202 and center axis 105). Front angle 254 may be any suitable angle greater than 90 degrees (e.g., non-perpendicular) and rear angle 256 may be any suitable angle less than 90 degrees (e.g., non-perpendicular). For example, front angle 254 may range from about 95 to 115 degrees, from 93 to 105 degrees, or from 100 to 120 degrees. In particular, front angle 254 may be approximately 105 degrees. On the other hand, the back angle 256 may range from about 65 to 85 degrees, from 75 to 87 degrees, or from 60 to 80 degrees. In particular, the back angle 256 may be approximately 85 degrees. In addition, the front angle 254 and the rear angle 256 are complementary angles (i.e., together make up 180 degrees).

Jak to opisano powyżej, podczas działania silnika 100 z turbiną gazową, spaliny przepływają przez układ 188 dyfuzora wydechowego. Spaliny wchodzą do układu 188 dyfuzora wydechowego, przepływają wokół rozpórek 200, następnie przepływają przez obszar 240 przepływu spalin oraz wokół przejść obsługowych 202, zanim spaliny opuszczą układ 188 dyfuzora wydechowego. Jako takie, przejścia obsługowe 202 mogą powodować powstanie wirów Karmana. Jednakże, amplituda oraz częstotliwość wirów Karmana może być niższa niż w układach z przejściami obsługowymi 202, które są prostopadłe do osi środkowej 105. Bardziej konkretnie, ponieważ przejścia obsługowe 202 są odchylone pod kątem od uderzającego strumienia przepływu spalin, amplituda oraz częstotliwość wirów Karmana może być drastycznie zredukowana, w porównaniu z prostopadłymi przejściami obsługowymi 202.As described above, in operation of the gas turbine engine 100, exhaust gas flows through the exhaust diffuser system 188. Exhaust gas enters exhaust diffuser system 188, flows around spacers 200, then passes through exhaust flow area 240 and around service passages 202 before exhaust exits exhaust diffuser system 188. As such, service passages 202 can create Karman vortices. However, the amplitude and frequency of the Karman vortices may be lower than in systems with service passages 202 that are perpendicular to center axis 105. More specifically, as the service passages 202 are angled away from the hitting exhaust flow stream, the amplitude and frequency of the Karman vortices may be drastically reduced compared to orthogonal service passages 202.

Podsumowując, skutki techniczne niniejszego wynalazku obejmują zapewnienie większego dostępu dla operatora do wchodzenia oraz poruszania się wewnątrz tunelu dostępu 206. Ponadto, przenoszenie ciepła pomiędzy rurami oraz tunelem dostępu 206 ulega zmniejszeniu, gdyż rury są oddalone od siebie wewnątrz tunelu dostępu 206. Dodatkowo, amplituda oraz częstotliwość wirów Karmana jest zmniejszona (na przykład przepływ spalin przez układ 188 dyfuzora wydechowego jest zakłócony w mniejszym stopniu). W rezultacie może nastąpić zmniejszenie straty ciśnienia, zmniejszenie hałasu oraz zwiększenie ogólnej wydajności dyfuzora w niniejszych przykładach wykonania w porównaniu z układami z przejściami obsługowymi 202, które są prostopadłe do osi środkowej 105.In summary, the technical effects of the present invention include providing greater access for an operator to enter and move inside access tunnel 206. Furthermore, heat transfer between the pipes and access tunnel 206 is reduced as the pipes are spaced apart within access tunnel 206. Additionally, the amplitude and the frequency of the Karman vortices is reduced (e.g., the flow of exhaust gas through the exhaust diffuser system 188 is less disturbed). As a result, there may be a reduction in pressure loss, a reduction in noise, and an increase in overall diffuser performance in the present embodiments as compared to arrangements with service passages 202 that are perpendicular to the center axis 105.

Niniejszy pisemny opis używa przykładów w celu przedstawienia wynalazku, obejmujących najlepszy sposób jego realizacji, oraz również w celu umożliwienia każdemu specjaliście w branży praktyczne wykorzystanie wynalazku, obejmujące wykonanie oraz używanie wszelkich urządzeń albo instalacji oraz wykonywanie wszelkich związanych z tym sposobów. Opatentowany zakres wynalazku jest zdefiniowany przez zastrzeżenia patentowe, oraz może zawierać inne przykłady, które nasuną się specjalistom w branży. Takie inne przykłady są uznawane jako mieszczące się w zakresie zastrzeżeń patentowych, jeżeli mają elementy konstrukcyjne, które nie różnią się od dosłownego języka zastrzeżeń patentowych, albo jeżeli zawierają równoważne elementy konstrukcyjne, z nieistotnymi różnicami względem dosłownego języka zastrzeżeń patentowych.The present written description uses examples to illustrate the invention, including how best to carry it out, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including making and using any device or installation and any associated methods. The patented scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that will occur to those skilled in the art. Such other examples are deemed to fall within the scope of the claims if they have constructional features that do not differ from the literal language of the claims, or if they have equivalent constructional features with negligible differences from the literal language of the claims.

Claims

A turbine exhaust diffuser system having: an outer wall and an inner wall characterized in that the inner wall is defined by a converging inner passage, the turbine exhaust being adapted to flow through the area between the outer wall and the inner wall; and the system furthermore has a first service passage,

Extending from an outer wall to an inner wall, the first service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser arrangement.

An arrangement according to claim 1, characterized in that the angle between the first service passage and the central axis is greater than approximately 95 degrees.

An arrangement according to claim 1, characterized in that the angle between the first service passage and the central axis is from approximately 100 to approximately 115 degrees.

An arrangement according to claim 1, characterized in that it comprises a second service passage extending from the outer wall to the inner wall, the second service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle which is not perpendicular to the central axis of the exhaust system. turbines.

Arrangement according to claim 4, characterized in that it comprises a third service passage extending from the outer wall to the inner wall, the third service passage extending from the outer wall to the inner wall at an angle which is not perpendicular to the central axis of the exhaust system. turbines.

An arrangement according to claim 5, characterized in that the angles between the first, second and third service passages and the center axis are in the range of approximately 95 to approximately 115 degrees.

System according to claim 4, characterized in that the second service passage comprises pipes for supplying a lubricating fluid to the turbine.

System according to claim 5, characterized in that the third service passage comprises pipes for supplying a cooling fluid to the turbine.

The system of claim 1, characterized in that the converging corridor is configured to allow an operator to enter the converging corridor through an access door and move inside the converging corridor.

10. A turbine exhaust diffuser system having: a turbine exhaust passage outer wall; and an access corridor characterized in that the access corridor is defined by an inner wall of the turbine exhaust corridor, the access corridor being configured to allow an operator to enter the access corridor to perform maintenance on the turbine exhaust diffuser system, the system further having a plurality of service passages extending from the outer wall of the turbine exhaust corridor to the access corridor, each service passage extending from the outer wall of the turbine exhaust corridor to the access corridor at an angle that is not perpendicular to the center axis of the turbine exhaust diffuser system.

An arrangement according to claim 10, characterized in that the angle between each service passage and the central axis is greater than 95 degrees.

An arrangement according to claim 10, characterized in that the angle between each service passage and the central axis is 100 to 115 degrees.

An arrangement according to claim 10, characterized in that the access corridor is conical in shape having a smaller inside diameter towards the rear end of the access corridor.

An arrangement according to claim 10, characterized in that the plurality of service passages comprises a first service passage, a second service passage and a third service passage.

A turbine exhaust diffuser system having a plurality of service passages characterized in that the plurality of service passages extend between the outer wall and the inner access tunnel at an angle that is not perpendicular to a centreline of the turbine exhaust diffuser arrangement.

An arrangement according to claim 15, characterized in that the angle between each of the plurality of service passages and the center axis is greater than 95 degrees.

17. An arrangement according to claim 15, characterized in that the angle between each of the plurality of service passages and the central axis is from 100 to 115 degrees.

An arrangement according to claim 15, characterized in that each of the plurality of service passages comprises a front end and a rear end, the service passage defining a first angle between the front end and a center axis and a second angle between the rear end and a center axis.

An arrangement according to claim 18, characterized in that the first angle is greater than the second angle.

An arrangement according to claim 18, characterized in that the first angle is between 95 and 110 degrees and the second angle is between 70 and 85 degrees.