Nikelová slitina Haynes 230 UNS N06230 hladký prút a tyč na vysoko-výkonné prechodové ducty

Video

Prechodová časť: kľúčový most, ktorý spojuje spalovaciu komoru a turbínu

Tvar prechádzkovej sekcie je obvykle postupne sa meniaci potrubie. Jeho prierezová plocha postupne rastie od kompresora po spalovacej komore. Dôvodom je, že rýchlosť a tlak vzduchu na výstupe kompresora sú vysoké, a je potrebné znížiť rýchlosť vzduchu zvýšením prierezovej plochy, aby sa vzduch mohol lepšie zmiešať s palivom a stabilne spaľovať v spalovacej komore. Jeho dĺžka sa líši podľa celkového dizajnu a výkonnostných požiadaviek plynového turbíny. Všeobecne povedané, jeho dizajn dĺžky by mal brať do úvahy rovnomerný prechod vzduchu a minimalizáciu strat tlaku.

Pokiaľ prechodová časť musí vydržať vysokú teplotu a tlak, obzvlášť prechodová časť od výstupu spalovacej komory ku turbíne, musí čeliť erozii vysoko-teplých spalovacích plynov. Preto sa často používajú materiály odolné vysokým teplám, ako sú niklové ligatúry. V oblasti výrobného procesu môže byť zapojená technológia presnej odlievania na zabezpečenie hladkosti jej vnútorného povrchu a zníženie odporu vzduchového toku. Zároveň niektoré prechodové časti môžu tiež mať navrhnuté vnútorné chladiace kanály na znižovanie teploty komponentov pomocou chladivého vzduchu, aby sa zabezpečila ich štrukturálna integrita a stabilná výkonovosť v prostredí s vysokými teplami.

Počas prechodu z kompresora do spalovacej komory hlavná funkcia spočíva v prispôsobení rýchlosti a tlaku vzduchového toku. Rýchlosť vzduchového toku na výstupe kompresora je vysoká, kým spalovacia komora vyžaduje relatívne pomalší vzduchový tok pre zabezpečenie dostatočného zmiešania a stabilného spaľovania paliva a vzduchu. Prechodová časť zníži rýchlosť vzduchového toku a tlak sa zmení podľa potrieb vstupu spalovacej komory prostredníctvom postupne sa meniacej prierezovej plochy. Od spalovacej komory po turbine musí prechodová časť umožniť vstup vysokohtných a vysoko rýchlych plynov do turbine rovnomerne, aby bolo zabezpečené, že turbine môže efektívne extrahovať energiu z plynu.  

Návrh prechodového oddielu je kľúčový na zabezpečenie rovnomerného prúdenia vzduchu. V plynovej turbíne sú oboje, miešanie paliva a vzduchu v spalovacom komore a pracovný proces plynu v turbíne, závislé od rovnomerného rozdelenia prúdenia vzduchu. Nerovnomerné prúdenie vzduchu môže spôsobiť problémy, ako sú neúplné spaľovanie, miestne prehrievanie alebo nerovnomerná sila na lопky turbíny. Prechodový oddiel riadi prúdenie vzduchu tak, aby teklo rovnomerne pomocou špeciálnych vnútorných štruktúr, ako sú vodicové lamely a postupné tvarovanie stien, čím zlepšuje výkon a spoľahlivosť celého systému plynovej turbíny.

Prechodová sekcia medzi spalovacím komorom a turbínou priamo ovplyvňuje pracovnú výkonnosť turbíny. Ak prechodová sekcia nespôsobí rovnomerné vedenie vysokoteplých plynov do turbíny, lalie turbíny budú podliehať nerovnomernému tepelnému a mechanickému stresu. To nie len zníži efektivitu turbíny, ale môže spôsobiť poškodenie lalií turbíny a skrátit ich životnosť plynovej turbíny. Okrem toho bude aj tlaková strata v prechodovej sekcii ovplyvňovať plynový tlak na vstupe do turbíny, čím sa ovplyvní pracovná schopnosť turbíny.