Incoloy 800HT turbinovergangsdukt Enkelt forbreningsrom utgangsovergangsseksjon for GE LM2500 gasturbinkomponenter

Video

Overgangsseksjon: den nøkkelbrua som forbinder forbrenningskammeret og turbineen

Formen på overgangsseksjonen er vanligvis en gradvis endret rør. Dets tverrsnittsareal øker gradvis fra kompressoren til forbreningskammeret. Dette skyldes at luftstrømshastigheten og trykket ved kompressorens utgang er høy, og det er nødvendig å redusere luftstrømshastigheten ved å øke tverrsnittsarealet slik at luftstrømmen kan blande seg bedre med brånet og forbrenes stabil i forbreningskammeret. Dets lengde varierer etter den generelle designet og ytelseskravene til gassrøret. Generelt sett bør dens lengdedesign ta hensyn til en jevnt forløpne overgang av luftstrømmen og minimering av trykk tap.

Ettersom overgangsseksjonen må klare høy temperatur og trykk, spesielt overgangsseksjonen fra brennkammerets utgang til turbine, må den stå opp mot skuffingen av høytemperaturert brenngass. Derfor bruker man vanligvis høytemperatursmotstandende legeringsmaterialer, som nikkelbaserte legeringer. Hvilket angår fremstillingsprosess, kan nøyaktig kastingsteknologi være involvert for å sikre at dets innsidesoverflate er glad og redusere luftstrømningens friksjonsmotstand. Samtidig vil noen overgangsseksjoner også bruke et design med interne kjølekanaler for å senke komponentenes temperatur ved å innføre kjølende luft, for å sikre dens strukturelle integritet og stabile ytelse i høytemperatursmiljøer.

Under overgangen fra kompressoren til forbreningskammeret er hovedfunksjonen å justere farten og trykket på luftstrømmen. Luftstrømshastigheten ved utgangen av kompressoren er høy, mens forbreningskammeret krever en relativt lavhastighet luftstrøm for å sikre tilstrekkelig blanding og stabil forbrenning av branne og luft. Overgangsseksjonen reduserer luftstrømshastigheten og trykket endrer seg tilsvarende for å møte kravene til inngangen til forbreningskammeret gjennom sin gradvis endrede tverrsnittsareal. Fra forbreningskammeret til turbineen må overgangsseksjonen la høytemperatur- og høyhastighetsgassen gå jevnt inn i turbinen for å sikre at turbinen effektivt kan trekke energi fra gassen.  

Designen av overgangsseksjonen er avgjørende for å sikre jevnt luftstrøm. I en gass turbine krever både blandingen av branne og luft i forbreningsrummet og arbeidsprosessen til gassen i turbinen jevnt luftstrømfordeling. Ujevn luftstrøm kan føre til problemer som ufullstendig forbrenning, lokal overoppvarming eller ujevn kraft på turbinbladene. Overgangsseksjonen veiledes luftstrømmen til å flyte jevnt ved hjelp av spesielle interne strukturer som veivinger og gradvis veggform, dermed forbedrer ytelsen og påliteligheten til hele gasturbinesystemet.

Overgangsseksjonen mellom forbreningskammeret og turbine påvirker direkte arbeidsytelsen til turbinen. Hvis overgangsseksjonen ikke kan lede det høytemperaturte gassen jevnt inn i turbinen, vil turbinebladene bli utsatt for ujevn varme- og mekanisk spenn. Dette vil ikke bare redusere effektiviteten til turbinen, men kan også skade turbinebladene og forkorte tjenestelivet til gasturbinen. I tillegg vil trykkforlis i overgangsseksjonen også påvirke gastykkelsen ved turbininngangen, noe som igjen påvirker arbeidskapasiteten til turbinen.