Incoloy 800HT turbinövergångsrör Enskild förbränningskammaravslutningsövergångssekvens för GE LM2500 gasturbinkomponenter

Video

Övergångssektion: den viktiga bron som kopplar samman brännkammaren och turbinen

Formen på övergångssektionen är vanligtvis en alltmer förändrad rör. Dess tvärsnittsarea ökar alltmer från kompressor till förgasningskammaren. Detta beror på att luftflödets hastighet och tryck vid kompressorsutgången är höga, och det är nödvändigt att minska luftflödets hastighet genom att öka tvärsnittsarean så att luftflödet kan blandas bättre med bränslet och förtorkas stabilt i förgasningskammaren. Dess längd varierar enligt den totala designen och prestandakraven på gasturbinen. Generellt sett bör dess längddesign ta hänsyn till en jämn övergång av luftflödet och minimera trygglestapen.

Eftersom övergångssektionen måste motstå höga temperaturer och tryck, särskilt övergångssektionen från brännkamrens uttag till turbinen, måste den stå emot skurran av högtemperatursbrännningsgas. Därför används vanligtvis högtemperaturbeståndna legeringsmaterial, såsom nikelbaserade legeringar. När det gäller tillverkningsprocessen kan noggrannhetsformgjutningsteknik användas för att säkerställa att dess inre yta är slät och minska luftflödets friktionsmotstånd. Samtidigt kommer vissa övergångssektioner också att använda en design med interna kylkanaler för att minska komponenternas temperatur genom att införa kyl luft, vilket säkerställer dess strukturella integritet och stabila prestanda i högtemperatursmiljöer.

Under övergången från kompressorn till förgasningskammaren är den huvudsakliga funktionen att justera hastigheten och trycket på luftflödet. Luftflödets hastighet vid kompressorens utgång är hög, medan förgasningskammaren kräver ett relativt långsamt luftflöde för att säkerställa tillräcklig blandning och stabil förgasning av bränsle och luft. Övergångssektionen minskar luftflödets hastighet och trycket ändras enligt för att uppfylla kraven på förgasningskammarens ingång genom sin alltmer förändrade tvärsnittsarea. Från förgasningskammaren till turbinen måste övergångssektionen låta högtemperaturena och höghastighetsgasen komma in i turbinen jämnt för att se till att turbinen kan effektivt extrahera energi från gasen.  

Designen av övergångssektionen är avgörande för att säkerställa jämn luftflödesfördelning. I en gasturbine krävs både blandningen av bränsle och luft i förgasrummet och arbetsprocessen för gasen i turbinen en jämn luftflödesfördelning. Ojämnt luftflöde kan leda till problem som otillräcklig förgasning, lokalt överhettning eller ojämn kraft på turbinbladen. Övergångssektionen leder luftflödet att strömma jämnt genom specialkonstruerade interna strukturer som styrningslameller och alltmer formerade väggar, vilket därmed förbättrar prestanda och tillförlitlighet hos hela gasturbinsystemet.

Omväxlingsavsnittet mellan förgasningskammaren och turbinen påverkar direkt turbinens arbetsprestanda. Om omväxlingsavsnittet inte kan leda det högtemperaturiga gaserna jämnt in i turbinen kommer turbinskiven att utsättas för ojämna termiska och mekaniska spänningar. Detta kommer inte bara att minska turbinens effektivitet, utan kan också orsaka skada på turbinskivorna och förkorta gasturbinens livslängd. Dessutom påverkar tryckförlusten i omväxlingsavsnittet också gastrycket vid turbinens inflo, vilket på sin tur påverkar turbinens arbetsförmåga.