GE GT13E2ガスタービン部品のタービン遷移ダクト

遷移セクション：燃焼室とタービンを接続するキーブリッジ

遷移セクションの形状は、通常、徐々に変化するパイプです。その断面積は、圧縮機から燃焼室に徐々に増加します。これは、コンプレッサーの出口での気流の速度と圧力が高いためであり、断面積を増加させることにより、気流を燃料と混合し、燃焼室で安定に燃やすことができるように、エアフロー速度を低下させる必要があります。その長さは、ガスタービンの全体的な設計および性能要件によって異なります。一般的に言えば、その長さの設計は、気流の均一な移行と圧力損失の最小化を考慮する必要があります。

遷移セクションは、高温と圧力、特に燃焼室アウトレットからタービンへの遷移セクションに耐える必要があるため、高温燃焼ガスの洗掘に直面する必要があります。したがって、通常、ニッケルベースの合金などの高温耐性合金材料を使用します。製造プロセスに関しては、精密鋳造技術が関与して、その内面が滑らかであることを確認し、気流の摩擦抵抗を減らすことができます。同時に、一部の遷移セクションでは、内部冷却チャネルの設計を採用して、冷却空気を導入して高温環境での構造の完全性と安定した性能を確保することにより、コンポーネントの温度を下げます。

コンプレッサーから燃焼室への移行中、主な機能は、気流の速度と圧力を調整することです。コンプレッサーコンセントの気流速度は高く、燃焼室は、燃料と空気の十分な混合と安定した燃焼を確保するために比較的低速気流を必要とします。遷移セクションは、気流の速度を減らし、圧力はそれに応じて変化し、徐々に変化する断面積を介して燃焼室の入口の要件を満たします。燃焼室からタービンまで、遷移セクションでは、タービンがガスからエネルギーを効率的に抽出できるように、高温および高速ガスがタービンに均等に入ることができなければなりません。 

遷移セクションの設計は、均一な気流を確保するために重要です。ガスタービンでは、燃焼室での燃料と空気の混合とタービン内のガスの作業プロセスの両方に、均一な気流分布が必要です。不均一な気流は、タービンブレードの不完全な燃焼、局所的な過熱、または不均一な力などの問題につながる可能性があります。遷移セクションでは、エアフローを導き、ガイドベーンや漸進的な壁の形などの特別な内部構造を均等に流れ、それによりガスタービンシステム全体の性能と信頼性が向上します。

燃焼室とタービンの間の遷移セクションは、タービンの作業性能に直接影響します。遷移セクションが高温ガスをタービンに均等に誘導できない場合、タービンブレードは不均一な熱応力と機械的応力にさらされます。これにより、タービンの効率が低下するだけでなく、タービンブレードに損傷を与え、ガスタービンのサービス寿命を短縮する可能性もあります。さらに、遷移セクションの圧力損失は、タービン入口のガス圧力にも影響を与え、それによりタービンの作業能力に影響します。

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