CH708646A2 - Innengekühlter Übergangskanalhinterrahmen. - Google Patents
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Abstract
Ein Hinterrahmen (92) für einen Übergangskanal einer Brennkammer einer Gasturbine weist einen Hauptkörper (100) mit einem Aussenträger, einem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt (110), einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche auf. Eine Einlassöffnung (118) verläuft durch die Aussenfläche, und eine Ausströmöffnung (120) verläuft durch den vorderen Abschnitt (110). Ein gewundener Kühlkanal (122) ist innerhalb des Hauptkörpers (100) unter der Aussenfläche definiert. Der gewundene Kühlkanal (122) steht mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung (120) in Fluidverbindung. Eine Leitung (124) kann mit der Ausströmöffnung (120) verbunden sein, damit ein verdichtetes Arbeitsfluid von dem Hinterrahmen (92) weggeleitet wird.
Description
Beschreibung GEBIET DER ERFINDUNG
[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Brennkammer einer Gasturbine. Die Erfindung betrifft insbesondere einen innengekühlten Hinterrahmen eines Übergangskanals, der in der Brennkammer montiert ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
[0002] Eine Strömungsmaschine wie eine Gasturbine weist ganz allgemein einen Einlassabschnitt, einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt, der eine Vielzahl von Brennkammern aufweist, einen Turbinenabschnitt und einen Auslassabschnitt auf. Im Einlassabschnitt wird ein Arbeitsfluid (z.B. Luft) gereinigt und aufbereitet und das Arbeitsfluid dem Verdichterabschnitt zugeführt. Der Verdichterabschnitt erhöht schrittweise den Druck des Arbeitsfluids und führt einem Verdichteraustrittsgehäuse, das zumindest teilweise jede der Brennkammern umgibt, ein verdichtetes Hochdruck-Arbeitsfluid zu.
[0003] Ein Brennstoff wird mit dem verdichteten Hochdruck-Arbeitsfluid gemischt und das Gemisch wird in einem Brennraum, der in jeder Brennkammer definiert ist, verbrannt, sodass Verbrennungsgase mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck erzeugt werden. Die Verbrennungsgase strömen einen Heissgasweg entlang, der innerhalb des Verdichteraustrittsgehäuses definiert ist, und in den Turbinenabschnitt hinein, wo sie sich zwecks Verrichtung von Arbeit entspannen. Durch die Entspannung der Verbrennungsgase in dem Turbinenabschnitt kann zum Beispiel eine Welle gedreht werden, die mit einem Generator verbunden ist, um Strom zu erzeugen.
[0004] Der Heissgasweg wird zumindest teilweise von einem ringförmigen Brennkammerflammrohr und/oder einem Übergangskanal definiert. Der Übergangskanal kann als Bestandteil einer Übergangsstückbaugruppe vorgesehen sein. Eine herkömmliche Übergangsstückbaugruppe weist ein äusseres Prallblech auf, das den ringförmigen Übergangskanal in Umfangsrichtung umgibt. Zwischen dem äusseren Prallblech und dem Übergangskanal ist ein Kühlring definiert. Ein in Strömungsrichtung hinten befindliches Ende der Übergangsstückbaugruppe endet an einer Einlassöffnung zur Turbine.
[0005] Ein Hinterrahmen oder Unterstützungselement verläuft ganz allgemein radial nach aussen und in Umfangsrichtung um das in Strömungsrichtung hinten befindliche Ende der Übergangsstückbaugruppe herum. Der Hinterrahmen ist üblicherweise an einem Gehäuse, einem inneren Haltering und/oder an der Turbine montiert, damit eine Stützhalterung für die Übergangsstückbaugruppe bereitgestellt wird und eine Verformung des Übergangskanals vermindert wird. Während des Betriebs ist der Hinterrahmen unmittelbar den heissen Verbrennungsgasen ausgesetzt. Es sind infolgedessen verschiedene Kühlprogramme zur Verbesserung des thermischen und mechanischen Betriebsverhaltens des Hinterrahmens entwickelt worden.
[0006] Ein herkömmliches Kühlprogramm beinhaltet das Leiten eines Teils des verdichteten Hochdruck-Arbeitsfluids von dem Verdichteraustrittsgehäuse durch eine oder mehrere Kühlkanäle, die innerhalb des Hinterrahmens definiert sind, und das Ausströmenlassen des verdichteten Hochdruck-Arbeitsfluids in den Heissgasweg und/oder in den Kühlring. Das ausgeströmte verdichtete Arbeitsfluid kann dann zum Kühlen des Übergangskanals und/oder des Brennkammerflammrohrs verwendet werden. Das verdichtete Arbeitsfluid kann zudem durch den Kühlring in Richtung des Brennraums geleitet werden, damit es sich zwecks Verbrennung mit dem Brennstoff mischt.
[0007] Eine Einschränkung bei herkömmlichen Kühlprogrammen besteht darin, dass die Form und/oder Komplexität der inneren Kühlkanäle auf Durchlauf- oder ganz allgemein geradlinige Kühlkanäle innerhalb des Hinterrahmens beschränkt sind. Herkömmliche Kühlkanäle weisen zum Beispiel eine ganz allgemein geradlinige Einlassöffnung auf, die einem geradlinigen Kühlweg Kühlluft zuführt und durch eine Ausströmöffnung aus dem Hinterrahmen leitet. Bei diesem geradlinigen oder einfachen Durchlauf des verdichteten Arbeitsfluids durch den Kühlweg wird die Kühlleistung jedes Kühlwegs eingeschränkt. Zusätzlich erfordern aktuelle Herstellungsverfahren teure und zeitaufwändige Folgearbeiten wie Fräsen oder Elektroerosivbearbeitung zum Schneiden der Kühlkanäle und/oder der Einlassöffnungen und der Auslassöffnungen in den Hinterrahmen, wodurch die Herstellungskosten steigen.
[0008] Eine zweite Einschränkung bei vorhandenen Kühlprogrammen kann auftreten, wenn im Kühlring ein Hindernis wie eine Brennstoffeinspritzvorrichtung oder ein anderer Störkörper vorhanden ist, was einen messbaren Druckverlust des verdichteten Hochdruck-Arbeitsfluids zwischen den Ausströmöffnungen des Hinterrahmens und dem Brennraum zur Folge hat. Eine weitere potenzielle Einschränkung vorhandener Kühlprogramme kann sein, dass die Lage und Ausrichtung der Ausströmöffnungen nicht über den Hinterrahmenbereich hinaus für eine optimierte Kühlung sorgen. Ein verbesserter innengekühlter Hinterrahmen für eine Brennkammer einer Strömungsmaschine wie einer Gasturbine wäre deshalb von Nutzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0009] Aspekte und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung dargelegt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch Anwendung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden.
[0010] Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Hinterrahmen für einen Übergangskanal einer Brennkammer einer Gasturbine. Der Hinterrahmen weist einen Hauptkörper mit einem Aussenträger, ei-
2 nem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt, einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche auf. Eine Einlassöffnung verläuft durch die Aussenfläche und eine Ausströmöffnung verläuft durch den vorderen Abschnitt. Ein gewundener Kühlkanal ist innerhalb des Hauptkörpers unter der Aussenfläche definiert. Der gewundene Kühlkanal steht mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung in Fluidverbindung.
[0011 ] Der gewundene Kühlkanal kann sich unter der Aussenfläche zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers schlängeln.
[0012] Der gewundene Kühlkanal eines beliebigen Aussenträger definiert sein.
[0013] Der gewundene Kühlkanal eines beliebigen Innenträger definiert sein.
[0014] Der gewundene Kühlkanal eines beliebigen ersten Seitenträger definiert sein. zuvor erwähnten zuvor erwähnten zuvor erwähnten zuvor erwähnten
Hinterrahmens kann zumindest teilweise kann zumindest teilweise kann zumindest teilweise kann zumindest teilweise in
Hinterrahmens
Hinterrahmens in in
[0015] Der gewundene Kühlkanal eines beliebigen zweiten Seitenträger definiert sein.
Hinterrahmens in dem dem dem dem
[0016] Der Hinterrahmen einer beliebigen zuvor erwähnten Art kann ferner eine Leitung umfassen, die mit der Ausströmöffnung gekoppelt ist.
[0017] Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Übergangsstückbaugruppe. Die Übergangsstückbaugruppe weist einen Übergangskanal mit einem in Strömungsrichtung vorn befindlichen Ende und einem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende, einen Aussenmantel, der in Umfangsrichtung um den Übergangskanal herum verläuft, einen Kühlring, der zwischen dem Übergangskanal und dem Aussenmantel definiert ist, und einen Hinterrahmen auf, der einteilig mit dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende des Übergangskanals und einem vorderen Rand des Aussenmantels ausgebildet ist. Der Hinterrahmen umfasst einen Hauptkörper mit einem Aussenträger, einem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt, einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche. Eine Einlassöffnung verläuft durch die Aussenfläche und eine Ausströmöffnung verläuft durch den vorderen Abschnitt. Die Ausströmöffnung steht mit dem Kühlring in Fluidverbindung. Ein gewundener Kühlkanal ist innerhalb des Hauptkörpers des Hinterrahmens definiert und verläuft unter der Aussenfläche. Der gewundene Kühlkanal steht mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung in Fluidverbindung.
[0018] Der gewundene Kühlkanal kann sich unter der Aussenfläche zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers schlängeln.
[0019] Der gewundene Kühlkanal der zuvor erwähnten Übergangsstückbaugruppe kann zumindest teilweise in dem Aussenträger definiert sein.
[0020] Der gewundene Kühlkanal einer beliebigen zuvor erwähnten Übergangsstückbaugruppe kann zumindest teilweise in dem Innenträger definiert sein.
[0021 ] Der gewundene Kühlkanal einer beliebigen zuvor erwähnten Ubergangsstückbaugruppe kann zumindest teilweise in dem ersten Seitenträger definiert sein.
[0022] Der gewundene Kühlkanal einer beliebigen zuvor erwähnten Übergangsstückbaugruppe kann zumindest teilweise in dem zweiten Seitenträger definiert sein.
[0023] Die Übergangsstückbaugruppe einer beliebigen zuvor erwähnten Art kann ferner eine Leitung umfassen, die mit der Ausströmöffnung gekoppelt ist.
[0024] Die Leitung einer beliebigen zuvor erwähnten Ubergangsstückbaugruppe kann über eine Aussenfläche des Ubergangskanals und in Richtung des in Strömungsrichtung vorn befindlichen Endes des Übergangskanals innerhalb des Kühlrings verlaufen.
[0025] Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Gasturbine. Die Gasturbine weist einen Verdichter an einem in Strömungsrichtung vorn befindlichen Ende der Gasturbine und einen in Strömungsrichtung hinter dem Verdichter angeordneten Verbrennungsabschnitt auf. Der Verbrennungsabschnitt weist eine Brennkammer und ein Aussengehäuse auf, das die Brennkammer zumindest teilweise umgibt und das in Fluidverbindung mit dem Verdichter steht. Die Gasturbine weist ferner eine in Strömungsrichtung hinter der Brennkammer angeordnete Turbine auf. Die Brennkammer weist eine Brennstoffdüse und einen in Strömungsrichtung hinter der Brennstoffdüse definierten Brennraum auf. Der Brennraum kann beispielsweise durch ein Brennkammerflammrohr oder Ähnliches definiert sein. In Strömungsrichtung hinter dem Brennraum verläuft ein Übergangskanal. Der Übergangskanal weist ein in Strömungsrichtung vorn befindliches Ende auf, das sich nahe dem Brennraum befindet, und ein in Strömungsrichtung hinten befindliches Ende, das an einem Einlass zur Turbine endet. Ein Aussenmantel verläuft in Umfangsrichtung um den Übergangskanal herum und definiert dazwischen einen Kühlring. Die Brennkammer weist ferner einen Hinterrahmen auf, der einteilig mit dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende des Übergangskanals und einem vorderen Rand des
3 Aussenmantels ausgebildet ist. Der Hinterrahmen weist einen Hauptkörper auf, der einen vorderen Abschnitt, einen hinteren Abschnitt, eine Aussenfläche, eine Einlassöffnung, die durch die Aussenfläche verläuft, eine Ausströmöffnung, die durch den vorderen Abschnitt verläuft und in Fluidverbindung mit dem Kühlring steht, sowie einen gewundenen Kühlkanal definiert, der innerhalb des Hauptkörpers unter der Aussenfläche definiert ist. Der gewundene Kühlkanal steht mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung in Fluidverbindung.
[0026] Der gewundene Kühlkanal der Gasturbine kann sich unter der Aussenfläche zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers schlängeln.
[0027] Der Hinterrahmen-Hauptkörper einer beliebigen zuvor erwähnten Gasturbine kann ferner einen Aussenträger, einen Innenträger, einen ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, umfassen, wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise im Aussenträger und/oder Innenträger und/oder im ersten Seitenträger und/oder zweiten Seitenträger definiert ist.
[0028] Die Gasturbine einer beliebigen zuvor erwähnten Art kann ferner eine Leitung umfassen, die mit der Ausströmöffnung gekoppelt ist, wobei die Leitung über eine Aussenfläche des Übergangskanals innerhalb des Kühlrings verläuft.
[0029] Die Gasturbine einer beliebigen zuvor erwähnten Art kann ferner eine Leitung umfassen, die mit der Ausströmöffnung gekoppelt ist, wobei die Leitung für die Fluidverbindung zwischen der Ausströmöffnung und dem Brennraum sorgt.
[0030] Anhand der Beschreibung erkennt der Durchschnittsfachmann besser die Merkmale und Aspekte dieser und weiterer Ausführungsformen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0031 ] Eine vollständige und nacharbeitbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschliesslich der für einen Fachmann besten Ausführung derselben, ist insbesondere in der übrigen Beschreibung dargelegt und bezieht sich auf die zugehörigen Figuren, in denen:
Fig. 1 ein Funktionsschaubild einer beispielhaften Gasturbine innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Abschnitts einer beispielhaften Gasturbine im Querschnitt ist, die eine beispielhafte Brennkammer aufweist, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen kann;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Übergangskanals und eines beispielhaften Hinterrahmens der in Fig. 2 dargestellten Brennkammern gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Abschnitts des in Fig. 3 dargestellten Hinterrahmens entlang Schnittlinie 4-4 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt ist;
Fig. 5 eine Ansicht von oben im Querschnitt ist, die charakteristisch für einen Aussenträger-, einen Innenträger, einen ersten Seitenträger- oder einen zweiten Seitenträgerabschnitt des in Fig. 3 dargestellten Hinterrahmens gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist; und
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Abschnitts der in Fig. 2 dargestellten Brennkammer gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0032] Es wird nun ausführlich auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, für die ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. In der ausführlichen Beschreibung werden Ziffern- und Buchstabenbezeichnungen verwendet, um auf Merkmale in den Zeichnungen Bezug zu nehmen. In den Zeichnungen und der Beschreibung sind gleichartige oder ähnliche Bezeichnungen verwendet worden, um auf gleichartige oder ähnliche Teile der Erfindung Bezug zu nehmen.
[0033] Die Begriffe «erste», «zweite» und «dritte» können hier zur Unterscheidung eines Bestandteils von einem anderen austauschbar verwendet werden und sollen nicht die Lage oder Bedeutung der einzelnen Bestandteile zum Ausdruck bringen. Die Begriffe «in Strömungsrichtung vor» und «in Strömungsrichtung hinter» betreffen die relative Richtung bezogen auf den Fluidstrom auf einem Fluidweg. So bezieht sich zum Beispiel «in Strömungsrichtung vor» auf die Richtung, aus der das Fluid strömt, und «in Strömungsrichtung hinter» bezieht sich auf die Richtung, in die das Fluid strömt. Der Begriff «radial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu einer axialen Mittellinie eines bestimmten Bestandteils verläuft, und der Begriff «axial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie eines bestimmten Bestandteils verläuft.
[0034] Jedes Beispiel ist zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Einschränkung der Erfindung aufgeführt. Es ist für einen Fachmann tatsächlich ersichtlich, dass an der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung vom Geltungsbereich oder Geist
4 derselben Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden können. So können zum Beispiel Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform dargestellt oder beschrieben sind, an einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erzeugen. Es ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Abwandlungen und Varianten, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen, und ihre Entsprechungen umfasst. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden zwar zur Veranschaulichung ganz allgemein im Zusammenhang mit einer Brennkammer beschrieben, die in eine Gasturbine integriert ist, jedoch erkennt ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf jede Brennkammer angewendet werden können, die in eine beliebige Strömungsmaschine integriert ist, und nicht auf eine Brennkammer einer Gasturbine beschränkt sind, sofern es in den Ansprüchen nicht ausdrücklich angegeben ist.
[0035] Unter Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Figuren dieselben Elemente angeben, stellt Fig. 1 ein Funktionsblockschaubild einer beispielhaften Gasturbine 10 dar, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten kann. Wie dargestellt ist, weist die Gasturbine 10 ganz allgemein einen Einlassabschnitt 12 auf, der eine Reihe von Filtern, Kühlschlangen, Wasserabscheidern und/oder anderen Vorrichtungen zum Reinigen und anderweitigen Aufbereiten eines Arbeitsfluids (z.B. Luft) 14 aufweisen kann, das in die Gasturbine 10 strömt. Das Arbeitsfluid 14 strömt zu einem Verdichterabschnitt, wo ein Verdichter 16 zur Erzeugung eines verdichteten Arbeitsfluids 18 schrittweise kinetische Energie auf das Arbeitsfluid 14 überträgt.
[0036] Das verdichtete Arbeitsfluid 18 wird mit einem Brennstoff 20 von einer Brennstoffquelle 22 wie einem Brennstoff Versorgungssystem gemischt, sodass ein brennbares Gemisch in einer oder mehreren Brennkammern 24 eines Verbrennungsabschnitts 26 der Gasturbine 10 entsteht. Das brennbare Gemisch wird verbrannt, damit Verbrennungsgase 28 mit hoher Temperatur, hohem Druck und hoher Geschwindigkeit entstehen. Die Verbrennungsgase 28 strömen durch eine Turbine 30 eines Turbinenabschnitts und verrichten so Arbeit. Die Turbine 30 kann beispielsweise mit einer Welle 32 verbunden sein, sodass durch die Drehung der Turbine 30 der Verdichter 16 angetrieben und das verdichtete Arbeitsfluid 18 erzeugt wird.
[0037] Alternativ oder zusätzlich kann mit der Welle 32 die Turbine 30 zur Stromerzeugung an einen Generator 34 angeschlossen sein. Abgase 36 aus der Turbine 30 strömen durch einen Auslassabschnitt 38, der die Turbine 30 mit einem Abgaskamin 40 in Strömungsrichtung hinter der Turbine 30 verbindet. Der Auslassabschnitt 38 kann beispielsweise einen (nicht dargestellten) Abhitzedampferzeuger zum Reinigen der und Gewinnen zusätzlicher Wärme aus den Abgasen 36 vor dem Ausstoss in die Umgebung aufweisen.
[0038] Fig. 2 stellt eine Seitenansicht im Querschnitt eines Abschnitts der Gasturbine 10 dar, die eine beispielhafte Brennkammer 24 aufweist, wie sie in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut sein kann. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist der Verbrennungsabschnitt 26 ein Aussengehäuse 50 sowie ein Verdichteraustrittsgehäuse auf und ist in Strömungsrichtung hinter dem Verdichter 16 angeordnet. Das Aussengehäuse 50 umgibt zumindest teilweise die Brennkammer 24. Das Aussengehäuse 50 definiert zumindest teilweise einen Hochdruckraum 52, der zumindest teilweise die Brennkammer 24 umgibt. Der Hochdruckraum 52 steht in Fluidverbindung mit dem Verdichter 16 und erhält so das verdichtete Arbeitsfluid 18 von dem Verdichter 16 während des Betriebs der Gasturbine 10.
[0039] Mit dem Aussengehäuse 50 kann eine Endabdeckung 54 verbunden sein. Bei bestimmten Brennkammerausgestaltungen steht die Endabdeckung 54 mit der Brennstoffquelle 22 in Fluidverbindung. Eine Brennstoffdüse 56 in Fluidverbindung mit der Endabdeckung 54 und/oder der Brennstoffquelle 22 verläuft in Strömungsrichtung hinter der Endabdeckung 54. Die Brennstoffdüse 56 verläuft ganz allgemein axial durch eine ringförmige Abschlussanordnung 58, die innerhalb des Aussengehäuses 50 angeordnet ist. Ein ringförmiges Flammrohr 60 wie ein Brennkammerflammrohr oder ein Übergangskanal definiert zumindest teilweise einen Brennraum 62 innerhalb der Brennkammer 24 in Strömungsrichtung hinter einem Auslassende 64 der Brennstoffdüse 56. Ein Leitblech 66 kann in Umfangsrichtung mindestens einen Abschnitt des Flammrohrs 60 umgeben. Das Leitblech 66 ist radial von dem Flammrohr 60 getrennt und definiert so einen Strömungskanal 68 dazwischen. Der Strömungskanal 68 steht mit dem Brennraum 62 über einen Eingangsteilabschnitt 70 der Brennkammer 24 in Fluidverbindung. Der Eingangsteilabschnitt 70 kann zumindest teilweise von der Endabdeckung 54 und/oder dem Aussengehäuse 50 definiert sein.
[0040] In Strömungsrichtung hinter dem Brennraum 62 verläuft ein Übergangskanal 72. Der Übergangskanal 72 weist ein in Strömungsrichtung vorn befindliches Ende 74 auf, das axial von einem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende 76 getrennt ist. In bestimmten Gestaltungen umgibt das in Strömungsrichtung vorn befindliche Ende 74 einen in Strömungsrichtung hinten befindlichen Abschnitt 78 des ringförmigen Flammrohrs 60. Das in Strömungsrichtung hinten befindliche Ende 76 des Übergangskanals 72 endet nahe einem Einlass 80 der Turbine 30. Das ringförmige Flammrohr 60 und/oder der Übergangskanal 72 definieren zumindest teilweise einen Heissgasweg 82 zum Leiten der Verbrennungsgase 28 aus dem Brennraum 62 durch den Hochdruckraum 52 und in die Turbine 30 hinein.
[0041 ] In besonderen Ausführungsformen verläuft ein Aussenmantel 84 wie ein Prall- oder Leitblech in Umfangsrichtung um den Übergangskanal 72 herum. Der Aussenmantel 84 ist radial von dem Übergangskanal 72 getrennt und definiert so einen Kühlring 86 dazwischen. Der Aussenmantel 84 kann eine Vielzahl von Kühlbohrungen 88 oder -kanälen aufweisen, die für eine Fluidverbindung zwischen dem Hochdruckraum 52 und dem Kühlring 86 sorgen. In einer Ausführungsform steht der Kühlring 86 in Fluidverbindung mit dem Brennraum 62. In besonderen Gestaltungen steht der Kühlring 86 über den
5 Strömungskanal 68, den Eingangsteilabschnitt 70 der Brennkammer 24 und/oder die Brennstoffdüse 56 in Fluidverbindung mit dem Brennraum 62 oder ist fluidmässig damit verbunden.
[0042] In bestimmten Brennkammern können eine oder mehrere Brennstoffeinspritzvorrichtungen 90, allgemein bekannt auch als Vorrichtungen für die späte magere Einspritzung, durch den Aussenmantel 84, den Kühlring 86 und den Übergangskanal 72 verlaufen, damit Brennstoff in den Heissgasweg 82 in Strömungsrichtung hinter dem Brennraum 62 eingespritzt wird. Zusätzlich oder alternativ können die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 90 durch das Leitblech 66, den Strömungskanal 68 und das Flammrohr 60 verlaufen, damit Brennstoff in den Heissgasweg 82 in Strömungsrichtung hinter dem Brennraum 62 eingespritzt wird. Zusätzlich oder alternativ können sich weitere Durchdringungen wie Querzündrohre, Zündvorrichtungen, Drucksonden und Flammenwächter wie Störkörper in dem Strömungsring 86 verhalten, wodurch Strömungsstörungen wie Nachlaufströmungen entstehen.
[0043] In besonderen Ausführungsformen ist ein Hinterrahmen 92 an oder nahe dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende 76 des Übergangskanals 72 angeordnet. Fig. 3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Übergangskanals 72 und eines beispielhaften Hinterrahmens 92 gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist der Hinterrahmen 92 einteilig mit dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende 76 des Übergangskanals 72 ausgebildet. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann ein Abschnitt des Aussenmantels 84 wie ein vorderer Rand 94 einteilig mit dem Hinterrahmen 92 ausgebildet sein oder damit verbunden sein und so zumindest teilweise den Kühlring 86 definieren.
[0044] Der Hinterrahmen 92 und der Übergangskanal 72 können als einzelnes Bauteil hergestellt werden. Alternativ kann der Hinterrahmen 92 mit dem Übergangskanal 72 per Schweissen, Löten oder einem anderen geeigneten Verfahren verbunden werden. In einer Ausführungsform sind der Übergangskanal 72, der Aussenmantel 84, der Kühlring 86 und der Hinterrahmen 90 als Übergangsstückbaugruppe 96 vorgesehen. Der Hinterrahmen 92 sorgt ganz allgemein für eine Strukturverstärkung, damit eine Verformung des in Strömungsrichtung hinten befindlichen Endes 76 des Übergangskanals 72 während des Betriebs der Brennkammer vermindert und/oder verhindert wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Hinterrahmen 92 ein Mittel zum Montieren des Übergangskanals 72 innerhalb des Aussengehäuses 50 darstellen.
[0045] Wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst der Hinterrahmen 92 einen Hauptkörper 100. Der Hauptkörper 100 weist einen Aussenträger 102, einen Innenträger 104 und einen ersten Seitenträger 106 auf, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger 108 getrennt ist. Der Hauptkörper 100 weist ferner einen vorderen Abschnitt 1 10 auf, der von einem hinteren Abschnitt 1 12 getrennt ist, und eine Aussenfläche oder Fläche 1 14, die um einen Aussenumfang des Hauptkörpers 100 zumindest teilweise zwischen dem vorderen Abschnitt 1 10 und dem hinteren Abschnitt 1 12 verläuft. Der Hinterrahmen 92 kann auch ein Montageelement 1 16 zum Montieren des Übergangskanals 72 und/oder der Übergangsstückbaugruppe 96 (Fig. 2) innerhalb der Gasturbine 10 aufweisen.
[0046] Fig. 4 stellt eine Seitenansicht im Querschnitt eines Abschnitts des Hinterrahmens 92 entlang der in Fig. 3 dargestellten Schnittlinie 4-4 dar. In verschiedenen Ausführungsformen definiert der Hauptkörper 100 eine Einlassöffnung 1 18, die durch die Aussenfläche 1 14 verläuft, und eine Ausströmöffnung 120, die durch den vorderen Abschnitt 1 10 verläuft. Die Einlassöffnung 1 18 steht in Fluidverbindung mit dem Hochdruckraum 52 (Fig. 1 ). Die Ausströmöffnung 120 steht mit dem Kühlring 86 in Fluidverbindung.
[0047] Die Einlassöffnung 1 18 und die Ausströmöffnung 120 sind lediglich zur Veranschaulichung an einem Abschnitt des Aussenträgers 102 dargestellt. In besonderen Ausführungsformen kann die Einlassöffnung 1 18 entlang der Aussenfläche 1 14 an dem Aussenträger 102, dem Innenträger 104, dem ersten Seitenträger 106 oder dem zweiten Seitenträger 108 angeordnet sein. In besonderen Ausführungsformen kann die Ausströmöffnung 120 entlang dem vorderen Abschnitt 1 10 an dem Aussenträger 102, dem Innenträger 104, dem ersten Seitenträger 106 oder dem zweiten Seitenträger 108 angeordnet sein.
[0048] Fig. 5 stellt eine Ansicht von oben im Querschnitt dar, die charakteristisch für den Aussenträger 102, den Innenträger 104, den ersten Seitenträger 106 oder den zweiten Seitenträger 108 gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist. In besonderen Ausführungsformen definiert der Hauptkörper 100 zumindest teilweise einen gewundenen Kühlkanal 122, der unter der Aussenfläche 1 14 verläuft. Der gewundene Kühlkanal 122 steht in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung 1 18 (Fig. 4) und der Ausströmöffnung 120 (Fig. 4 und 5) und sorgt so für eine Fluidverbindung zwischen dem Hochdruckraum 52 (Fig. 2) und dem Kühlring 86 (Fig. 2, 4 und 5).
[0049] Der gewundene Kühlkanal 122 kann mit verschiedenen Herstellungsverfahren innerhalb des Hauptkörpers 100 definiert werden. Die gewundenen Kanäle 122 können beispielsweise unter Verwendung von Bohrverfahren in den Hauptkörper 100 eingeformt, spanend herausgearbeitet und/oder durch dreidimensionale (3D) Druck- und/oder materialhinzufügende Herstellungsverfahren hergestellt werden.
[0050] In besonderen Ausführungsformen schlängelt sich, wie in Fig. 5 dargestellt ist, der gewundene Kühlkanal 122 unter der Aussenfläche 1 14 zwischen dem vorderen Abschnitt 1 10 und dem hinteren Abschnitt 1 12 zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers 100. Wie dargestellt ist, kann die Einlassöffnung 1 18 mehrere gewundene Kanäle 122 versorgen. Die Ausströmöffnung 120 kann zudem das verdichtete Arbeitsfluid aus mehr als einem gewundenen Kanal 122 ausströmen lassen.
6 [0051 ] In einer Ausführungsform ist der gewundene Kühlkanal 122 zumindest teilweise in dem Aussenträger 102 definiert. In einer Ausführungsform ist der gewundene Kühlkanal 122 zumindest teilweise in dem Innenträger 104 definiert. In einer Ausführungsform ist der gewundene Kühlkanal 122 zumindest teilweise in dem ersten Seitenträger 106 definiert. In einer weiteren Ausführungsform ist der gewundene Kühlkanal 122 zumindest teilweise in dem zweiten Seitenträger 108 definiert.
[0052] In besonderen Ausführungsformen ist, wie in FIG. 4 und 5 dargestellt ist, eine Leitung 124 mit der Ausströmöffnung 120 des Hinterrahmens 92 gekoppelt und steht damit in Fluidverbindung. In einer Ausführungsform verläuft, wie in Fig. 3 dargestellt ist, die Leitung 124 über eine Aussenfläche 126 des Übergangskanals 72 in Richtung des in Strömungsrichtung vorn befindlichen Endes 74 des Übergangskanals 72. Die Leitung 124 verläuft innerhalb des Kühlrings 86 (Fig. 2) zwischen dem Aussenmantel 84 und dem Übergangskanal 72. In besonderen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Leitungen 124, die jeweils in Fluidverbindung mit einer entsprechenden Ausströmöffnung 120 stehen, über die Aussenfläche 126 des Übergangskanals 72 verlaufen. Die Leitung 124 kann innerhalb des Kühlrings 86 in Richtung des Strömungskanals 68 verlaufen, sodass das verdichtete Arbeitsfluid 18 an den verschiedenen Störkörpern vorbei oder hinter sie geleitet werden kann.
[0053] Die Fluidleitung 124 kann ganz allgemein geradlinig verlaufen und/oder kann gekrümmt sein. Die Fluidleitung 124 kann Kühlbohrungen 128 aufweisen, damit ein Teil des verdichteten Arbeitsfluids 18 an bestimmten Stellen entlang der Aussenfläche 126 des Übergangskanals 72 aus der Leitung 124 strömen kann. In besonderen Ausführungsformen sorgt die Fluidleitung 124 für eine Fluidverbindung zwischen der Ausströmöffnung 120 und dem Kühlring 86 und/oder dem Strömungskanal 68 und/oder dem Eingangsteilabschnitt 70 der Brennkammer 24 und/oder dem Brennraum 62.
[0054] Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts der in Fig. 2 dargestellten Brennkammer 24 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, kann die Leitung 124 von dem Hinterrahmen 92 aus in Richtung des Brennraums 62 und/oder des Eingangsteilabschnitts 70 der Brennkammer 24 verlaufen. In besonderen Ausführungsformen kann die Leitung 124 an den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 90 innerhalb des Kühlrings 86 und/oder des Strömungskanals 68 vorbei verlaufen.
[0055] Während des Betriebs strömt, wie in Fig. 2 bis 6 veranschaulicht ist, das verdichtete Arbeitsfluid 18 von dem Verdichter 16 in den Hochdruckraum 52 hinein. Ein Teil des verdichteten Arbeitsfluids 18 strömt durch die Kühlbohrungen 88 und in den Kühlring 86 hinein und kühlt so die Aussenfläche 126 des Übergangskanals 72 mittels Prall- und/oder Filmkühlung. Das verdichtete Arbeitsfluid 18 wird dann über den Strömungskanal 68 in Richtung des Brennraums 62 geleitet und sorgt so für eine weitere Kühlung des Flammrohrs 60, bevor es den Eingangsteilabschnitt 70 der Brennkammer 24 erreicht und in die entgegengesetzte Richtung strömt.
[0056] Das verdichtete Arbeitsfluid 18 wird durch und/ oder um die Brennstoffdüse 56 herum geleitet und mit dem Brennstoff 20 gemischt. Der vorgemischte Brennstoff 20 und das verdichtete Arbeitsfluid 18 strömen in den Brennraum 62 hinein und werden zur Erzeugung der Verbrennungsgase 28 verbrannt. Die Verbrennungsgase 28 strömen durch den Heissgasweg 82, der von dem Flammrohr 60 und/oder dem Übergangskanal 72 definiert wird, in die Turbine 30 hinein.
[0057] Ein weiterer Teil des verdichteten Arbeitsfluids 18 strömt von dem Hochdruckraum 52 durch die Einlassöffnung des Hinterrahmens 92 in den gewundenen Kühlkanal 122 hinein. Wenn das verdichtete Arbeitsfluid 18 zwischen dem vorderen Abschnitt 1 10 und dem hinteren Abschnitt 1 12 des Hinterrahmens 92 strömt oder sich dort in einer Schlangenlinie bewegt, wird Wärmeenergie auf das verdichtete Arbeitsfluid 18 übertragen, wodurch die Wärmebeanspruchung des Hinterrahmens 92 zurückgeht. Der sich schlängelnde oder verschlungene Weg, den der gewundene Kühlkanal 122 definiert, steigert die Kühlleistung des verdichteten Arbeitsfluids 18, das dort hindurch strömt, im Vergleich zu herkömmlichen geradlinigen und/oder abgestuften Kühlkanälen.
[0058] Bei herkömmlichen Hinterrahmen-Kühlprogrammen strömt das verdichtete Arbeitsfluid 18 nahe dem vorderen Abschnitt 1 10 des Hinterrahmens 92 aus, wo es von dem verdichteten Arbeitsfluid 18 mitgerissen wird, das direkt von dem Hochdruckraum 52 durch die Kühlbohrungen 88 des Aussenmantels oder Prallblechs 84 in den Kühlring 86 hineinströmt. Die verschiedenen Hindernisse im Kühlring 86 und/oder dem Strömungskanal 68 wie die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 90, Querzündrohre, Zündvorrichtungen, Drucksonden und Flammenwächter bewirken jedoch messbare Druckverluste des verdichteten Arbeitsfluids 18, wenn es eine Verbindung von dem Hochdruckraum 52 zum Brennraum 62 herstellt, wodurch die Gesamtleistung der Brennkammer 24 beeinträchtigt wird. Diese Hindernisse stören zudem das Strömungsfeld des verdichteten Arbeitsfluids 18, wodurch es zu örtlichen Überhitzungen entlang von verschiedenen Abschnitten des Übergangskanals 72 und/oder des Flammrohrs 60 kommt.
[0059] In besonderen Ausführungsformen strömt das verdichtete Arbeitsfluid 18 von dem Ausströmkanal 120 in die Leitung 124 hinein, damit das verdichtete Arbeitsfluid 18 innerhalb des Kühlrings 86 in Strömungsrichtung hinter den Hinterrahmen 92 transportiert wird. In einer Ausführungsform verläuft die Leitung 124 an den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 90 vorbei, damit Druckverluste zwischen der Ausströmöffnung 120 und dem Brennraum 62 reduziert werden, wodurch die Gesamtleistung der Brennkammer 24 verbessert wird. In anderen Ausführungsformen strömt das verdichtete Arbeitsfluid 18 von der Ausströmöffnung 120 durch die Leitung 124, wo ein Teil des verdichteten Arbeitsfluids 18 durch die Kühlbohrungen 128 strömt, damit die Aussenfläche 126 des Übergangskanals 72 und/oder des Flammrohrs 60 lokal oder präzise gekühlt wird. Die Kühlbohrungen 128 können beispielsweise angrenzend an verschiedenen Wärmestaustellen platziert sein, die entlang dem Übergangskanal und/oder dem Flammrohr 60 aufgrund der verschiedenen Hindernisse innerhalb
7 des Kühlrings 86 und/oder des Strömungskanals entstehen, wodurch die Wärmebeanspruchung des Übergangskanals 72 und/oder des Flammrohrs 60 zurückgeht.
[0060] In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele verwendet, um die Erfindung, einschliesslich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch um es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung anzuwenden, einschliesslich der Fierstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und der Durchführung von darin enthaltenen Verfahren. Der patentierbare Geltungsbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, an die der Fachmann denkt. Diese weiteren Beispiele sollen in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen, wenn sie Strukturelemente aufweisen, die nicht vom genauen Wortlaut der Ansprüche abweichen, oder wenn sie gleichwertige Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden zum genauen Wortlaut der Ansprüche umfassen.
[0061 ] Ein Flinterrahmen für einen Übergangskanal einer Brennkammer einer Gasturbine weist einen Flauptkörper mit einem Aussenträger, einem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt, einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche auf. Eine Einlassöffnung verläuft durch die Aussenfläche und eine Ausströmöffnung verläuft durch den vorderen Abschnitt. Ein gewundener Kühlkanal ist innerhalb des Flauptkörpers unter der Aussenfläche definiert. Der gewundene Kühlkanal steht mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung in Fluidverbindung. Eine Leitung kann mit der Ausströmöffnung verbunden sein, damit ein verdichtetes Arbeitsfluid von dem Flinterrahmen weggeleitet wird.
Bezugszeichenliste
[0062]
10 Gasturbine
12 Einlassabschnitt
14 Arbeitsfluid
16 Verdichter
18 verdichtetes Arbeitsfluid
20 Brennstoff
22 Brennstoffquelle
24 Brennkammer
26 Verbrennungsabschnitt
28 Verbrennungsgase
30 Turbine
32 Welle
34 Generator/Motor
36 Abgase
38 Auslassabschnitt
40 Abgaskamin
41-49 NICHT VERWENDET
50 Aussengehäuse
52 Hochdruckraum
54 Endabdeckung
56 Brennstoffdüse
58 Abschlussanordnung
60 Flammrohr
62 Brennraum
8 64
Auslassende
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
Leitblech
Strömungskanal
Eingangsteilabschnitt
Übergangskanal in Strömungsrichtung vorn befindliches Ende in Strömungsrichtung hinten befindliches Ende in Strömungsrichtung hinten befindlicher Abschnitt
Einlass
Heissgasweg
Aussenmantel
Kühlring
Kühlbohrungen
Brennstoffeinspritzvorrichtung
Hinterrahmen vorderer Rand
Übergangsstückbaugruppe
Hauptkörper
Aussenträger
Innenträger erster Seitenträger zweiter Seitenträger vorderer Abschnitt hinterer Abschnitt
Aussenabschnitt
Montageelement
Einlassöffnung
Ausströmöffnung gewundener Kanal
Leitung
Aussenfläche
Kühlbohrungen
132
9
Claims (11)
- Patentansprüche 1. Hinterrahmen für ein Übergangsstück einer Gasturbine, umfassend: a. einen Hauptkörper mit einem Aussenträger, einem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt, einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche; b. eine Einlassöffnung, die durch die Aussenfläche verläuft; c. eine Ausströmöffnung, die durch den vorderen Abschnitt verläuft; und d. einen gewundenen Kühlkanal, der innerhalb des Hauptkörpers unter der Aussenfläche definiert ist, wobei der gewundene Kühlkanal in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung steht.
- 2. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , wobei sich der gewundene Kühlkanal unter der Aussenfläche zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers schlängelt.
- 3. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem Aussenträger definiert ist.
- 4. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem Innenträger definiert ist.
- 5. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem ersten Seitenträger definiert ist.
- 6. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem zweiten Seitenträger definiert ist.
- 7. Hinterrahmen nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine Leitung, die mit der Ausströmöffnung gekoppelt ist.
- 8. Übergangsstückbaugruppe, umfassend: a. einen Übergangskanal mit einem in Strömungsrichtung vorn befindlichen Ende und einem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende; b. einen Aussenmantel, der in Umfangsrichtung um den Übergangskanal herum verläuft; c. einen Kühlring, der zwischen dem Übergangskanal und dem Aussenmantel definiert ist; und d. einen Hinterrahmen, der einteilig mit dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende des Übergangskanals und einem vorderen Rand des Aussenmantels ausgebildet ist, wobei der Hinterrahmen Folgendes umfasst: i. einen Hauptkörper mit einem Aussenträger, einem Innenträger, einem ersten Seitenträger, der in Umfangsrichtung von einem gegenüberliegenden zweiten Seitenträger getrennt ist, einem vorderen Abschnitt, einem hinteren Abschnitt und einer Aussenfläche; ii. eine Einlassöffnung, die durch die Aussenfläche verläuft; iii. eine Ausströmöffnung, die durch den vorderen Abschnitt verläuft und mit dem Kühlring in Fluidverbindung steht; und iv. einen gewundenen Kühlkanal, der innerhalb des Hauptkörpers unter der Aussenfläche definiert ist, wobei der gewundene Kühlkanal in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung steht.
- 9. Übergangsstückbaugruppe nach Anspruch 8, wobei sich der gewundene Kühlkanal unter der Aussenfläche zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zweimal oder öfter innerhalb des Hauptkörpers schlängelt; und/ oder wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem Aussenträger definiert ist; und/oder wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem Innenträger definiert ist; und/oder wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem ersten Seitenträger definiert ist; und/oder wobei der gewundene Kühlkanal zumindest teilweise in dem zweiten Seitenträger definiert ist.
- 10. Gasturbine, umfassend: a. einen Verdichter; b. einen Verbrennungsabschnitt, der in Strömungsrichtung hinter dem Verdichter angeordnet ist, wobei der Verbrennungsabschnitt eine Brennkammer und ein Aussengehäuse aufweist, das die Brennkammer zumindest teilweise umgibt, wobei das Aussengehäuse in Fluidverbindung mit dem Verdichter steht; c. eine in Strömungsrichtung hinter dem Verbrennungsabschnitt angeordnete Turbine; und d. wobei die Brennkammer Folgendes umfasst: i. eine Brennstoffdüse und einen in Strömungsrichtung hinter der Brennstoffdüse definierten Brennraum;
- ii. einen Übergangskanal, der in Strömungsrichtung hinter dem Brennraum verläuft, wobei der Übergangskanal ein in Strömungsrichtung hinten befindliches Ende aufweist, das an einem Einlass zur Turbine endet; iii. einen Aussenmantel, der in Umfangsrichtung um den Übergangskanal herum verläuft und dazwischen einen Kühlring definiert; und iv. einen Hinterrahmen, der einteilig mit dem in Strömungsrichtung hinten befindlichen Ende des Übergangskanals und einem vorderen Rand des Aussenmantels ausgebildet ist, wobei der Hinterrahmen einen Hauptkörper aufweist, der einen vorderen Abschnitt, einen hinteren Abschnitt, eine Aussenfläche, eine Einlassöffnung, die durch die Aussenfläche verläuft, eine Ausströmöffnung, die durch den vorderen Abschnitt verläuft und in Fluidverbindung mit dem Kühlring steht, sowie einen gewundenen Kühlkanal aufweist, der innerhalb des Hauptkörpers unter der Aussenfläche definiert ist, wobei der gewundene Kühlkanal mit der Einlassöffnung und der Ausströmöffnung in Fluidverbindung steht. 10
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