Hastelloy C22/C276 Termisk Effektiv Overgangsdel

Video

Overgangsafsnit: den nøgledel, der forbindrer forbrændingskammeret med turbinen

Formen på overgangssektionen er normalt en gradually ændrende rør. Dets tværsnitsareal øges gradvist fra kompressor til forbreningskammeret. Dette skyldes, at luftstrømningens hastighed og tryk ved kompressorsuddet er høj, og det er nødvendigt at mindske luftstrømningens hastighed ved at forøge tværsnitsarealet, så luftstrømmen kan blande sig bedre med brændstofet og forbrænde stabil i forbreningskammeret. Dets længde varierer efter den samlede design og ydelsesanmodninger af gas turbine. Generelt set bør dets længdesdesign tage hensyn til ensartet overgang af luftstrømmen og minimering af tryktab.

Da overgangssektionen skal klare høj temperatur og tryk, især overgangssektionen fra brændskammeruddøjet til turbine, skal den stå op mod udsættelse for højtemperatursændingsgasser. Derfor anvendes normalt højtemperaturs modstandende legeringsmaterialer, såsom nikelbaserede legeringer. Hvilket angår fremstillingsprocessen, kan nøjagtighedssmelteteknologi være involveret for at sikre, at dens indvendige overflade er glad og reducere luftstrømningsfriktionen. Samtidig vil nogle overgangssektioner også have en design med indre kølekanaler for at reducere komponenternes temperatur ved at introducere kølende luft, hvilket sikrer dens strukturelle integritet og stabil ydelse i højtemperatursmiljøer.

Under overgangen fra kompressoren til forbreningskammeret er den primære funktion at justere hastigheden og trykket på luftstrømmen. Luftstrømshastigheden ved udgangen af kompressoren er høj, mens forbreningskammeret kræver en relativt lavhastighedsluftstrøm for at sikre tilstrækkelig blandning og stabil forbrenelse af brændstof og luft. Overgangsafsnittet reducerer luftstrømshastigheden, og trykket ændres tilsvarende for at opfylde kravene til indgangen på forbreningskammeret gennem dets gradvist forandrende tværsnitsareal. Fra forbreningskammeret til turbine skal overgangsafsnittet tillade, at den højtempererede og højhastigheds-gas kan indgå i turbinen jævnt for at sikre, at turbinen effektivt kan udtrække energi fra gas.  

Designet af overgangssektionen er afgørende for at sikre en ensartet luftstrøm. I en gasturbine kræves en ensartet fordeling af luftstrømmen både for blandingen af brændstof og luft i forbreningskammeret og for arbejdsprocessen af gas i turbinen. Uensartede luftstrømme kan føre til problemer såsom ufuldstændig forbrening, lokal overopvarmning eller ulige kraft på turbinbladene. Overgangssektionen leder luftstrømmen til at strømme jävnt gennem specielle interne strukturer som ledningsfinner og graduelle vægformer, hvilket forbedrer ydeevnen og pålideligheden af hele gasturbinesystemet.

Overgangsafsnittet mellem forbrændingskammeret og turbine påvirker direkte turbinens arbejdsydelse. Hvis overgangsafsnittet ikke kan lede den højtempererede gas jævnt ind i turbinen, vil turbinbladene blive udsat for ulige varme- og mekaniske belastninger. Dette vil ikke kun reducere turbinens effektivitet, men kan også forårsage skader på turbinbladene og forkorte gasturbinens service liv. Desuden vil trykforspild i overgangsafsnittet også påvirke gastrykket ved turbinindgangen, hvilket påvirker turbinens arbejdsdygtighed.