CH710052A2 - Brennkammerkappenanordnung, Brennkammer und Gasturbine. - Google Patents

Brennkammerkappenanordnung, Brennkammer und Gasturbine. Download PDF

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CH710052A2
CH710052A2 CH01176/15A CH11762015A CH710052A2 CH 710052 A2 CH710052 A2 CH 710052A2 CH 01176/15 A CH01176/15 A CH 01176/15A CH 11762015 A CH11762015 A CH 11762015A CH 710052 A2 CH710052 A2 CH 710052A2
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air space
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Lucas John Stoia
Patrick Benedict Melton
Carolyn Ashley Antoniono
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Gen Electric
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Abstract

Eine Brennkammerkappenanordnung (100) weist einen ringförmigen Mantel (102) und eine mit dem Mantel (102) zusammengefügte Prallplatte (116) auf. Die Prallplatte (116) definiert zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen (126) und einen Kühlstromrückführungsdurchlass (128). Eine Kappenplatte (126) ist mit der Prallplatte (116) zusammengefügt. Die Kappenplatte (136) weist eine Prallseite auf, die auf einen zweiten Seitenteil der Prallplatte (116) gerichtet ist, wobei die Prallseite axial vom zweiten Seitenteil beabstandet ist, um zwischen sich und diesem einen Prallluftraum (144) zu definieren. Der Kühlstromrückführungsdurchlass (128) steht mit dem Prallluftraum (144) in Fluidverbindung. Eine Fluidleitung verläuft von einem ersten Seitenteil der Prallplatte (116) zu einem ersten Endteil (110) des Mantels (102). Die Fluidleitung (148) steht mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass (128) in Fluidverbindung und sorgt für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum (144).

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Brenner für eine Gasturbine. Genauer betrifft die Erfindung ein System zum Kühlen einer Kappenplatte einer Brennkammerkappenanordnung, die in dem Brenner angeordnet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] In einer luftansaugenden Turbomaschine (z.B. einer Gasturbine) tritt Luft in einen Verdichter ein und wird zunehmend verdichtet, während sie zu einer Brennkammer geleitet wird. Die verdichtete Luft wird mit einem Brennstoff vorgemischt und in einem Brennraum, der in der Brennkammer definiert ist, entzündet, wodurch heisse Verbrennungsgase erzeugt werden. Die Verbrennungsgase werden dann aus dem Brennraum über eine Auskleidung und/oder ein Zwischenstück in einen Turbinenabschnitt der Turbomaschine geleitet, wo die Verbrennungsgase über einander abwechselnde Reihen aus Leitschaufeln und Rotorblättern strömen, die an einer Rotorwelle befestigt sind. Wenn die Verbrennungsgase über die Rotorblätter strömen, wird kinetische und/oder thermische Energie auf die Rotorblätter übertragen, wodurch bewirkt wird, dass sich die Rotorwelle dreht.
[0003] Um einen Turbinenwirkungsgrad zu erhöhen, werden moderne Brennkammern bei hohen Temperaturen betrieben, die an verschiedenen innerhalb der Brennkammer angeordneten mechanischen Komponenten hohe thermische Belastungen erzeugen. Infolgedessen wird zumindest ein Teil der verdichteten, zu der Brennkammer gelieferten Luft verwendet, um diese Komponenten zu kühlen. Zum Beispiel weisen bestimmte Brennkammern eine allgemein ringförmige Kappenanordnung auf, die eine oder mehrere Brennstoffdüsen in der Brennkammer zumindest zum Teil umgibt. Bestimmte Gestaltungen der Kappenanordnung beinhalten eine Kappenplatte, die an einem stromabwärts gelegenen Ende der Kappenanordnung angeordnet ist. Die Brennstoffdüsen verlaufen zumindest zum Teil durch die Kappenplatte, die typischerweise im Wesentlichen angrenzend an die Brennkammer angeordnet ist. Infolgedessen wird die Kappenplatte im Allgemeinen extrem hohen Temperaturen ausgesetzt.
[0004] Eine Möglichkeit zur Kühlung der Kappenplatte besteht darin, einen Teil der verdichteten Luft in die Kappenanordnung und zu einer stromaufwärtigen Seite der Kappenplatte zu leiten. Die verdichtete Luft wird dann durch zahlreiche Kühlbohrungen geleitet, die durch die Kappenplatte verlaufen. Dieses Verfahren ist in der Industrie als Effusionskühlung bekannt. Jedoch ist die verdichtete Luft, die durch die zahlreichen Kühlbohrungen strömt, im Allgemeinen nicht mit Brennstoff gemischt, wenn sie in den Brennraum eintritt. Infolgedessen kann zu viel NOx und/oder CO2 produziert werden, und die Gesamteffizienz der Turbine kann verringert sein. Daher wäre ein verbessertes System zum Kühlen der Kappenplatte nützlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0005] Aspekte und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung geschildert oder können aus der Beschreibung hervorgehen oder können durch die Praktizierung der Erfindung erlernt werden.
[0006] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkammerkappenanordnung. Die Brennkammerkappenanordnung weist einen ringförmigen Mantel mit einem ersten Endteil und einem zweiten Endteil auf. Eine Prallplatte ist in der Nähe des zweiten Endteils mit dem Mantel zusammengefügt. Die Prallplatte weist einen ersten Seitenteil, einen zweiten Seitenteil und einen äusseren Bandteil auf. Die Prallplatte definiert zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass. Eine Kappenplatte ist mit der Prallplatte zusammengefügt und beinhaltet eine Prallseite, die auf den zweiten Seitenteil der Prallplatte gerichtet ist. Die Prallseite ist axial vom zweiten Seitenteil beabstandet, um zwischen sich und diesem einen Prallluftraum zu definieren. Der Kühlstromrückführungsdurchlass steht mit dem Prallluftraum in Fluidverbindung. Die Brennkammerkappenanordnung weist ferner eine Fluidleitung auf, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung steht. Die Fluidleitung verläuft vom ersten Seitenteil der Prallplatte zum ersten Endteil des Mantels.
[0007] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass ein Auslassende der Fluidleitung mit einer Kühlluftabführungsöffnung in Fluidverbindung steht.
[0008] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass ein Einlass zum Kühlstromrückführungsdurchlass entlang des zweiten Seitenteils der Prallplatte definiert ist, wobei ein Teil des zweiten Seitenteils, der den Einlass umgibt, zur Prallseite der Kappenplatte hin angehoben ist.
[0009] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass die Kappenanordnung ferner mehrere Kühldurchlässe umfasst, die in der Nähe eines Einlasses zum Kühlstromrückführungsdurchlass radial durch den äusseren Bandteil der Prallplatte verlaufen, wobei die Kühldurchlässe für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum hinaus sorgen.
[0010] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass die Prallplatte und die Kappenplatte zumindest zum Teil einen Brennstoffdüsendurchlass definieren, der axial durch sie hindurch verläuft.
[0011] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass die Kappenanordnung ferner einen Flansch aufweist, der sich radial einwärts vom Mantel erstreckt, wobei die Fluidleitung zumindest zum Teil durch den Flansch verläuft.
[0012] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass der Mantel und der erste Seitenteil der Prallplatte zumindest zum Teil einen Kühlluftraum definieren, wobei die mehreren Prallkühlungsbohrungen für eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlluftraum und dem Prallluftraum sorgen.
[0013] In jeder Ausführungsform der Kappenanordnung kann es von Vorteil sein, dass die Fluidleitung einen Kühlstromabführungsdurchlass innerhalb des Kühlluftraums definiert, der vom Kühlluftraum strömungstechnisch isoliert ist.
[0014] Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine der Brennkammer. Die Brennkammer weist eine Brennstoffdüse, die axial in einem Aussengehäuse verläuft, und eine Brennkammerkappenanordnung auf, die zumindest einen Teil der Kraftstoffdüse in Umfangsrichtung umgibt. Der Mantel definiert zumindest zum Teil einen ringförmigen Strömungsdurchlass innerhalb des äusseren Gehäuses. Die Brennkammerkappenanordnung weist ferner eine Prallplatte auf, die mit einem zweiten Endteil des Mantels zusammengefügt ist. Die Prallplatte weist einen ersten Seitenteil, einen zweiten Seitenteil und einen äusseren Bandteil auf. Die Prallplatte definiert zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass. Der Mantel und der erste Seitenteil der Prallplatte definieren zumindest zum Teil einen Kühlluftraum, der mit dem ringförmigen Strömungsdurchlass in Fluidverbindung steht. Eine Kappenplatte ist mit der Prallplatte zusammengefügt und beinhaltet eine Prallseite, die auf den zweiten Seitenteil der Prallplatte gerichtet ist. Die Prallseite ist axial vom zweiten Seitenteil beabstandet, um zwischen sich und diesem einen Prallluftraum zu definieren. Die mehreren Prallkühlungsbohrungen sorgen für eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlluftraum und dem Prallluftraum. Der Kühlstromrückführungsdurchlass ermöglicht einen Fluidstrom aus dem Prallluftraum. Eine Fluidleitung steht mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung. Die Fluidleitung verläuft innerhalb des Kühlluftraums und steht mit dem ringförmigen Strömungsdurchlass in Fluidverbindung.
[0015] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass die Fluidleitung innerhalb des Kühlluftraums vom ersten Seitenteil der Prallplatte zum ersten Endteil des zweiten Mantels verläuft.
[0016] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass die Fluidleitung einen Kühlstromabführungsdurchlass innerhalb des Kühlluftraums definiert, der vom Kühlluftraum strömungstechnisch isoliert ist.
[0017] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass ein Einlass zum Kühlstromrückführungsdurchlass entlang des zweiten Seitenteils der Prallplatte definiert ist, wobei ein Teil des zweiten Seitenteils, der den Einlass umgibt, zur Prallseite der Kappenplatte hin angehoben ist.
[0018] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass die Brennkammer ferner mehrere Kühldurchlässe umfasst, die in der Nähe eines Einlasses zum Kühlstromrückführungsdurchlass radial durch den äusseren Bandteil der Prallplatte verlaufen, wobei die Kühldurchlässe für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum hinaus sorgen.
[0019] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass die Brennstoffdüse durch einen Brennstoffdüsendurchlass verläuft, der zumindest zum Teil von der Prallplatte und der Kappenplatte definiert wird.
[0020] In jeder Ausführungsform der Brennkammer kann es von Vorteil sein, dass die Brennkammer ferner einen Flansch aufweist, der sich radial einwärts vom Mantel erstreckt, wobei die Fluidleitung zumindest zum Teil durch den Flansch verläuft.
[0021] Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gasturbine. Die Gasturbine weist einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt stromabwärts vom Verdichterabschnitt und eine Turbine auf, die stromabwärts vom Verbrennungsabschnitt angeordnet ist. Der Verbrennungsabschnitt weist eine Brennkammer auf, die zumindest zum Teil von einem äusseren Gehäuse umgeben ist. Die Brennkammer weist eine Brennstoffdüse, die axial im Aussengehäuse verläuft, und eine Brennkammerkappenanordnung auf, die zumindest einen Teil der Kraftstoffdüse in Umfangsrichtung umgibt. Die Brennkammerkappenanordnung weist einen ringförmigen Mantel mit einem ersten Endteil und einem zweiten Endteil auf. Der Mantel definiert zumindest zum Teil einen ringförmigen Strömungsdurchlass innerhalb des äusseren Gehäuses. Eine Prallplatte ist in der Nähe des zweiten Endteils mit dem Mantel zusammengefügt. Die Prallplatte weist einen ersten Seitenteil auf, der axial von einem zweiten Seitenteil beabstandet ist. Die Prallplatte definiert mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass. Ein Kühlluftraum wird zumindest zum Teil vom Mantel und vom ersten Seitenteil der Prallplatte definiert. Eine Kappenplatte ist mit der Prallplatte zusammengefügt und ein Prallluftraum ist zwischen dem zweiten Seitenteil der Prallplatte und einer Prallseite der Kappenplatte definiert. Die mehreren Prallkühlungsbohrungen ermöglichen einen Fluidstrom in den Prallluftraum, und der Kühlstromrückführungsdurchlass ermöglicht einen Fluidstrom aus dem Prallluftraum. Die Brennkammerkappenanordnung weist ferner eine Fluidleitung auf, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung steht. Die Fluidleitung definiert einen Kühlstromabführungsdurchlass innerhalb des Kühlluftraums, der vom Kühlluftraum strömungstechnisch isoliert ist.
[0022] In jeder Ausführungsform der Gasturbine kann es von Vorteil sein, dass ein Auslassende der Fluidleitung mit einer Kühlluftabführungsöffnung in Fluidverbindung steht, wobei die Kühlluftabführungsöffnung einen Strömungsweg in den ringförmigen Strömungsdurchlass definiert.
[0023] In jeder Ausführungsform der Gasturbine kann es von Vorteil sein, dass ein Einlass zum Kühlstromrückführungsdurchlass entlang des zweiten Seitenteils der Prallplatte definiert ist, wobei ein Teil des zweiten Seitenteils, der den Einlass umgibt, zur Prallseite der Kappenplatte hin angehoben ist.
[0024] In jeder Ausführungsform der Gasturbine kann es von Vorteil sein, dass die Gasturbine ferner mehrere Kühldurchlässe umfasst, die in der Nähe eines Einlasses zum Kühlstromrückführungsdurchlass radial durch den äusseren Bandteil der Prallplatte verlaufen, wobei die Kühldurchlässe für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum hinaus sorgen.
[0025] In jeder Ausführungsform der Gasturbine kann es von Vorteil sein, dass die Gasturbine ferner einen Flansch aufweist, der sich radial einwärts vom Mantel erstreckt, wobei die Fluidleitung zumindest zum Teil durch den Flansch verläuft.
[0026] Der Fachmann wird die Merkmale und Aspekte dieser und anderer Ausführungsformen nach dem Lesen der Beschreibung besser verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0027] Eine vollständige und verständliche Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschliesslich der besten Weise zu ihrer Ausführung, wird im folgenden Teil der Beschreibung genauer geschildert, wobei auf die begleitenden Figuren Bezug genommen wird, in denen: <tb>Fig. 1<SEP>ein funktionales Diagramm eines Beispiels für eine Gasturbine zeigt, die mindestens eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten kann; <tb>Fig. 2<SEP>eine seitliche Querschnittsansicht eines Teils eines Beispiels für einen Verbrennungsabschnitt einer Gasturbine ist, der ein Beispiel für eine Brennkammer gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweist; <tb>Fig. 3<SEP>eine perspektivische Querschnittsansicht eines Teils einer Brennkammerkappenanordnung gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist; <tb>Fig. 4<SEP>eine perspektivische Rück- oder Rückseitenansicht eines Teils der in Fig. 3 dargestellten Brennkammerkappenanordnung gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist; <tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivische Frontansicht eines Teils der in Fig. 3 dargestellten Brennkammerkappenanordnung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; <tb>Fig. 6<SEP>eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 4 dargestellten Brennkammerkappenanordnung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und <tb>Fig. 7<SEP>eine perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 3 dargestellten Brennkammerkappenanordnung gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Betrieb ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0028] Nun wird ausführlich auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, für die eines oder mehrere Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Die ausführliche Beschreibung verwendet Zahlen und Buchstaben als Bezeichnungen, um auf Merkmale in den Zeichnungen Bezug nehmen zu können. Gleiche oder ähnliche Bezeichnungen in den Zeichnungen und der Beschreibung werden verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile der Erfindung Bezug zu nehmen. Wie hierin verwendet, können die Begriffe «erster/erste/erstes», «zweiter/zweite/zweites» und «dritter/dritte/drittes» austauschbar verwendet werden, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden, und sollen keine Anordnung oder Wichtigkeit der einzelnen Komponenten bedeuten. Die Begriffe «stromaufwärts» und «stromabwärts» bezeichnen eine relative Richtung in Bezug auf einen Fluidstrom in einem Fluidströmungsdurchlass. Zum Beispiel bedeutet «stromaufwärts» die Richtung, aus der das Fluid kommt, und «stromabwärts» bedeutet die Richtung, in die das Fluid strömt. Der Begriff «radial» bezeichnet die relative Richtung, die im Wesentlichen senkrecht ist zu einer axialen Mittellinie einer bestimmten Komponente, und der Begriff «axial» bezeichnet die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel und/oder koaxial ausgerichtet ist an einer axialen Mittellinie einer bestimmten Komponente.
[0029] Jedes Beispiel wird zur Erläuterung der Erfindung angegeben, aber nicht zur Beschränkung der Erfindung. Tatsächlich wird der Fachmann erkennen, dass Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Bereich oder Gedanken abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform dargestellt oder beschrieben werden, in einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch andere Ausführungsform zu ergeben. Somit soll die vorliegende Erfindung solche Modifikationen und Änderungen, die im Bereich der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen, abdecken. Obwohl hierin eine gewerbliche oder stationäre Gasturbine gezeigt und beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung, wie sie hierin gezeigt und beschrieben wird, nicht auf eine stationäre und/oder gewerbliche Gasturbine beschränkt, solange in den Ansprüchen nicht etwas anderes angegeben ist. Zum Beispiel kann die hierin beschriebene Erfindung als Gasturbine in einem Flugzeug oder als Gasturbine in einem Schiff verwendet werden.
[0030] Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wo gleiche Bezugszahlen in den Figuren jeweils gleiche Elemente bezeichnen, und worin Fig. 1 ein Funktionsblockschema eines Beispiels für eine Gasturbine 10 zeigt, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten kann. Wie dargestellt, weist die Gasturbine 10 im Allgemeinen einen Einlassteil 12 auf, der eine Reihe von Filtern, Kühlschlangen, Feuchtigkeitsabscheidern und/oder anderen Vorrichtungen aufweisen kann, um ein Arbeitsfluid (z.B. Luft 14), das in die Gasturbine 10 eintritt, zu reinigen oder auf andere Weise zu konditionieren. Das Arbeitsfluid 14 strömt zu einem Verdichterabschnitt, wo ein Verdichter 16 dem Arbeitsfluid 14 zunehmend kinetische Energie mitteilt, um eine verdichtete oder Druckluft 18 zu produzieren.
[0031] Die verdichtete Luft 18 wird mit Brennstoff 20 aus einer Brennstoffquelle 22, beispielsweise einer Brennstoffschiene, gemischt, um eine brennbare Mischung in einem oder mehreren Brennern 24 zu bilden. Die brennbare Mischung wird verbrannt, um Verbrennungsgase 26 zu produzieren, die eine hohe Temperatur, einen hohen Druck und eine hohe Geschwindigkeit aufweisen. Die Verbrennungsgase 26 strömen durch eine Turbine 28 eines Turbinenabschnitts, um Arbeit zu produzieren. Zum Beispiel kann die Turbine 28 so mit einer Welle 30 verbunden sein, dass die Drehung der Turbine 28 den Verdichter 16 antreibt, um die verdichtete Luft 18 zu produzieren. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Welle 30 die Turbine 28 mit einem Generator 32 verbinden, um Elektrizität zu produzieren. Abgase 34 aus der Turbine 28 strömen durch einen Abgasabschnitt 36, der die Turbine 28 mit einem Abgasstapel 38 stromabwärts von der Turbine 28 verbindet. Der Abgasabschnitt 36 kann beispielsweise einen (nicht dargestellten) Abhitzedampferzeuger beinhalten, um die Abgase 34 zu reinigen und ihnen Wärme zu entziehen, bevor sie in die Umgebung entlassen werden.
[0032] Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Teils eines Beispiels für eine Brennkammer 24 gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Brennkammer 24 zumindest zum Teil von mindestens einem äusseren Gehäuse 40, beispielsweise einem Verdichterdruckgehäuse, umgeben. Das äussere Gehäuse 40 steht mit dem Verdichter 16 (Fig. 1 ) in Fluidverbindung, so dass es zumindest einen Teil der verdichteten Luft 18 von diesem erhält. In einer Ausführungsform ist eine Endabdeckung 42 mit dem äusseren Gehäuse 40 zusammengefügt, wie in Fig. 2 dargestellt, um eine Abdichtung um eine innerhalb des äusseren Gehäuses 40 definierte Öffnung herum bereitzustellen. Die Öffnung ist im Allgemeinen so gross, dass sie die Brennkammer 24 aufnehmen kann. Das äussere Gehäuse 40 und die Endabdeckung 42 definieren zumindest zum Teil einen Hochdruckluftraum 44, der die Brennkammer 24 zumindest zum Teil umgibt.
[0033] Mindestens eine Brennstoffdüse 46 verläuft innerhalb des äusseren Gehäuses 40 axial in Bezug zu einer axialen Mittellinie der Brennkammer 24. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die Brennkammer 24 mehrere Brennstoffdüsen 46 aufweisen, die axial innerhalb des äusseren Gehäuses 40 verlaufen. Die Brennstoffdüse 46 kann an einem ersten Ende mit der Endabdeckung 42 zusammengefügt sein. Ein zweites oder stromabwärts gelegenes Ende der Brennstoffdüse 46 endet nahe an einen Brennraum oder -zone 48, die im äusseren Gehäuse 40 definiert ist.
[0034] Eine Brennraumauskleidung 50 erstreckt sich stromabwärts von der Brennstoffdüse 46 und kann zumindest zum Teil den Brennraum 48 definieren. Ausserdem kann die Brennraumauskleidung 50 zumindest zum Teil einen ringförmigen Strömungsdurchlass 52 innerhalb des äusseren Gehäuses 40 definieren. In bestimmten Ausführungsformen kann der ringförmige Strömungsdurchlass 52 ferner von einer bzw. mehreren Prallhülsen oder -buchsen 54, die die Brennraumauskleidung 50 umgeben, definiert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der ringförmige Strömungsdurchlass 52 ferner vom äusseren Gehäuse 40, von der Endabdeckung 42 und/oder anderen Auskleidungen oder Merkmalen, die im äusseren Gehäuse 40 vorgesehen ist, definiert werden.
[0035] Zumindest ein Teil der Brennstoffdüse 46 verläuft axial durch eine Brennkammerkappenanordnung 100. Die Brennkammerkappenanordnung 100 verläuft radial, in Umfangsrichtung und axial innerhalb des äusseren Gehäuses 40. Die Brennkammerkappenanordnung 100 weist mindestens einen ringförmigen Mantel 102 auf, der zumindest einen Teil der Brennstoffdüse 46 in Umfangsrichtung umgibt. Der Mantel 102 kann einen einzelnen oder einstückigen Mantel umfassen oder kann mehrere Mäntel umfassen, die mittels Bolzen, durch Verschweissen oder anhand eines anderen geeigneten mechanischen Befestigungsmittels an oder nahe an ihren jeweiligen Enden zusammengefügt sind. In einer Ausführungsform umfasst der Mantel 102 einen ersten ringförmigen Mantel 104, der mit einem zweiten ringförmigen Mantel 106 zusammengefügt ist.
[0036] In bestimmten Ausführungsformen definiert der Mantel 102 zumindest zum Teil den ringförmigen Strömungsdurchlass 52 innerhalb des äusseren Gehäuses 40. In einer Ausführungsform definiert eine Aussenseite oder -fläche 108 des äusseren Mantels 102 zumindest zum Teil den ringförmigen Strömungsdurchlass 52 innerhalb des äusseren Gehäuses 40. Der ringförmige Strömungsdurchlass 52 definiert einen Fluidströmungsweg, um zumindest einen Teil der Druckluft 18 aus dem Hochdruckluftraum 44 und/oder dem Verdichter 16 (Fig. 16) zur Endabdeckung 42 zu leiten.
[0037] Fig. 3 bietet eine perspektivische Querschnittsansicht eines Teils der Brennkammerkappenanordnung 100, wie in Fig. 2 dargestellt, gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 bietet eine perspektivische Rück- bzw. Rückseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 und 3 dargestellten Brennkammerkappenanordnung 100 gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen. Fig. 5 bietet eine perspektivische Frontansicht eines Teils der in Fig. 3 dargestellten Brennkammerkappenanordnung 100 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, weist der Mantel 102 einen ersten Endteil 110 auf, der axial von einem zweiten Endteil 112 getrennt ist. In einer Ausführungsform erstreckt sich ein Flansch 114, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, radial einwärts vom Mantel 102 in Richtung auf eine axiale Mittellinie des Mantels 102. Der Flansch 114 kann in der Nähe des ersten Endteils 110 angeordnet sein. Der Flansch 114 kann verwendet werden, um den ersten und den zweiten Mantel 104, 106 zusammenzufügen.
[0038] Wie in Fig. 3 , 4 und 5 dargestellt ist, weist die Brennkammerkappenanordnung 100 ferner eine Prallplatte 116 auf. In einer Ausführungsform ist die Prallplatte 116 in der Nähe des zweiten Endteils 112 mit dem Mantel 102 zusammengefügt. Die Prallplatte 116 verläuft radial und in Umfangsrichtung zumindest zum Teil über dem zweiten Endteil 112 des Mantels 102. Die Prallplatte 116 kann zumindest zum Teil mindestens einen Brennstoffdüsendurchlass 118 definieren, der axial durch sie hindurch verläuft, um die Brennstoffdüse 46 aufzunehmen (Fig. 2 ).
[0039] Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, weist die Prallplatte 116 einen ersten oder stromaufwärtigen Seitenteil 120 auf. Wie in Fig. 3 und 5 dargestellt ist, weist die Prallplatte 116 einen zweiten oder stromabwärtigen Seitenteil 122 auf, und wie in Fig. 3 , 4 und 5 dargestellt ist, weist die Prallplatte 116 einen äusseren Bandteil 124 auf. Der äussere Bandteil 124 definiert zumindest zum Teil einen radialen Aussenrand der Prallplatte 116. In verschiedenen Ausführungsformen definiert die Prallplatte 116, wie in Fig. 3 dargestellt, zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen 126. Die Prallkühlungsbohrungen 126 verlaufen so durch den ersten Seitenteil 120 und den zweiten Seitenteil 122, dass sie für eine Fluidverbindung durch die Prallplatte 116 sorgen.
[0040] Wie in Fig. 3 dargestellt ist, definiert die Prallplatte 116 ferner mindestens einen Kühlstromrückführungsdurchlass 128. In einer Ausführungsform verläuft der Kühlstromrückführungsdurchlass 128 im Wesentlichen axial durch die Prallplatte 116. Wie dargestellt, verläuft der Kühlstromrückführungsdurchlass 128 durch den ersten Seitenteil 120 und den zweiten Seitenteil 122, um durch die Prallplatte 116 hindurch für eine Fluidverbindung zu sorgen. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist ein Einlass 130 zum Kühlstromrückführungsdurchlass 128 entlang des zweiten Seitenteils 122 der Prallplatte 116 definiert. In einer Ausführungsform umgibt ein erhabener Teil 132 des zweiten Seitenteils 122 den Einlass 130. Der erhabene Teil 132 ist in Bezug auf den Rest des zweiten Seitenteils 122 axial auswärts angehoben.
[0041] In einer Ausführungsform definiert der äussere Bandteil 124, wie in Fig. 3 und 5 dargestellt, zumindest zum Teil mehrere Kühldurchlässe 134, die im Wesentlichen radial durch den äusseren Bandteil 124 der Prallplatte 116 verlaufen. In einer Ausführungsform kann, wie in Fig. 5 dargestellt, eine grössere Anzahl der Kühldurchlässe 134 in der Nähe des Einlasses 130 des Kühlstromrückführungsdurchlasses 128 ausgebildet oder konzentriert sein als entlang von Bereichen des äusseren Bandteils 124, die nicht so nahe am Kühlstromrückführungsdurchlass 128 liegen.
[0042] Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, weist die Brennkammerkappenanordnung 100 ferner eine Kappenplatte 136 auf, die mit der Prallplatte 116 zusammengefügt ist. Fig. 6 bietet eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 4 dargestellten Brennkammerkappenanordnung 100 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform ist ein Aussenrand 138 der Kappenplatte 136, wie in Fig. 6 dargestellt, mit dem äusseren Bandteil 124 der Prallplatte 116 zusammengefügt oder verbunden. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, weist die Kappenplatte 136 eine Prallseite 140 auf, die dem zweiten Seitenteil 122 der Prallplatte 116 zugewandt ist. Eine entgegengesetzte oder heisse Seite 142 der Kappenplatte 136 ist der Brennzone oder dem Brennraum 48 zugewandt.
[0043] Die Prallseite 140 ist axial vom zweiten Seitenteil beabstandet, um zwischen sich und diesem einen Prallluftraum 144 zu definieren. Die Prallkühlungsbohrungen 126 sorgen für eine Fluidverbindung in den Prallluftraum 144, und der Kühlstromrückführungsdurchlass 128 sorgt für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum 144. In einer Ausführungsform sorgen die Kühldurchlässe 134 auch für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum 144. In einer Ausführungsform definiert die Kappenplatte 136, wie in Fig. 3 dargestellt, ferner den Brennstoffdüsendurchlass 118.
[0044] In einer Ausführungsform definieren der Mantel 102 und die Prallplatte 116, insbesondere der erste Seitenteil 120, wie in Fig. 4 dargestellt, zumindest zum Teil einen Kühlluftraum 146 innerhalb der Brennkammerkappenanordnung 100. Wie in Fig. 3 und 6 dargestellt ist, sorgen die mehreren Prallkühlungsbohrungen 126 für eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlluftraum 146 und dem Prallluftraum 144. Der Kühlluftraum 146 kann einen Teil der Brennstoffdüse 46 zumindest zum Teil umgeben (Fig. 1 ).
[0045] In verschiedenen Ausführungsformen weist die Brennkammerkappenanordnung 100, wie in Fig. 3 dargestellt ist, ferner mindestens eine Fluidleitung 148 auf, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass 128 in Fluidverbindung steht. In einer Ausführungsform ist die Fluidleitung 148 koaxial mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass 128 ausgerichtet. Die Fluidleitung 148 verläuft im Wesentlichen axial vom ersten Seitenteil 120 der Prallplatte 116 zum ersten Endteil 110 des Mantels 102.
[0046] In einer Ausführungsform verläuft ein Auslassende 150 der Fluidleitung 148 zumindest zum Teil durch den Flansch 114, wie in Fig. 4 dargestellt ist. In einer Ausführungsform steht das Auslassende 150 der Fluidleitung 148 mit einer Kühlluftabführungsöffnung 152 in Fluidverbindung, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Kühlluftabführungsöffnung 152 sorgt für eine Fluidverbindung zwischen dem Prallluftraum 144 und dem ringförmigen Strömungsdurchlass 52. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, definiert die Fluidleitung 148 einen Kühlstromabführungsdurchlass 154 innerhalb des Kühlluftraums 146, der vom Kühlluftraum 146 strömungstechnisch isoliert ist.
[0047] Fig. 7 bietet eine perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 2 bis 6 dargestellten Brennkammerkappenanordnung gemäss einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Betrieb. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, strömt die verdichtete Luft 18 aus dem Hochdruckraum 44 entlang des ringförmigen Strömungsdurchlasses 52 in Richtung auf die Endabdeckung 42, wo sie ihre Strömungsrichtung umkehrt. Ein Teil der verdichteten Luft 18 strömt durch die Brennstoffdüsen, wo er vor einer Entzündung stromaufwärts des Brennraums 48 mit Brennstoff gemischt wird. Ein Teil der verdichteten Luft 18 wird in die Brennkammerkappenanordnung 100 und in den Kühlluftraum 146 (Fig. 7 ) geleitet, wo er verwendet werden kann, um für eine Kühlung der Brennstoffdüse 46 (Fig. 2 ) zu sorgen.
[0048] Nun wird auf Fig. 7 Bezug genommen, wo gezeigt ist, dass die verdichtete Luft 18 aus dem Kühlluftraum 146 durch die Prallkühlungsbohrungen 126 strömt und auf die Prallseite 140 der Kappenplatte 136 trifft. Infolgedessen wird Wärmeenergie von der Kappenplatte 136 auf die verdichtete Luft 18 übertragen, wodurch eine Konvektions- und/oder Prallstrahlkühlung für die Kappenplatte 136 ermöglicht wird. Erwärmte verdichtete Luft 156 wird dann über den Kühlstromrückführungsdurchlass 128 aus dem Prallluftraum 144 und in die Fluidleitung 148 geleitet. In einer Ausführungsform verringert der erhabene Abschnitt 132 des zweiten Seitenteils 122 der Prallplatte 116, der den Einlass 130 umgibt, örtlich begrenzte Hotspots, die sich an der Kappenplatte 136 bilden können, durch Verkleinern einer axialen Lücke zwischen dem zweiten Seitenteil 122 der Prallplatte 116 und der Prallseite 140 der Kappenplatte 136, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der erwärmten verdichteten Luft 156 erhöht wird.
[0049] Die erwärmte verdichtete Luft 156 wird dann zum Auslassende 150 der Fluidleitung 148 und über den Abgasauslass 152 aus der Fluidleitung 148. Die erwärmte verdichtete Luft 156 wird dann wieder zurück in den ringförmigen Strömungsdurchlass 52 geführt, wo sie sich mit verdichteter Luft 18 aus dem Hochdruckraum 44 mischt (Fig. 2 ). Die Wiedereinführung der erwärmten verdichteten Luft 156 zurück in den Strom der verdichteten Luft 18, der aus dem Hochdruckraum strömt, liefert zusätzliche Luft für die Brennstoff/Luft-Reaktion in der Brennstoffdüse. Die zusätzliche Luft verringert Motoremissionen, insbesondere NOx-Emissionen.
[0050] Die Beschreibung verwendet Beispiele, welche die Erfindung einschliesslich der besten Ausführungsweise offenbaren und einen Fachmann in die Lage versetzen sollen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, was die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und die Durchführung etwaiger enthaltener Verfahren einschliesst. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele beinhalten, die einem Fachmann einfallen können. Diese und andere Beispiele sollen im Bereich der Ansprüche eingeschlossen sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nur unwesentlich unterscheiden.
[0051] Eine Brennkammerkappenanordnung weist einen ringförmigen Mantel und eine mit dem Mantel zusammengefügte Prallplatte auf. Die Prallplatte definiert zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass. Eine Kappenplatte ist mit der Prallplatte zusammengefügt. Die Kappenplatte weist eine Prallseite auf, die auf einen zweiten Seitenteil der Prallplatte gerichtet ist, wobei die Prallseite axial vom zweiten Seitenteil beabstandet ist, um zwischen sich und diesem einen Prallluftraum zu definieren. Der Kühlstromrückführungsdurchlass steht mit dem Prallluftraum in Fluidverbindung. Eine Fluidleitung verläuft von einem ersten Seitenteil der Prallplatte zu einem ersten Endteil des Mantels. Die Fluidleitung steht mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung und sorgt für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum.
LISTE DER KOMPONENTEN
[0052] <tb>10<SEP>Gasturbine <tb>12<SEP>Einlassabschnitt <tb>14<SEP>Arbeitsfluid <tb>16<SEP>Verdichter <tb>18<SEP>Verdichtete Luft <tb>20<SEP>Brennstoff <tb>22<SEP>Brennstoffquelle <tb>24<SEP>Brennkammer <tb>26<SEP>Verbrennungsgase <tb>28<SEP>Turbine <tb>30<SEP>Welle <tb>32<SEP>Generator/Motor <tb>34<SEP>Abgase <tb>36<SEP>Abgasabschnitt <tb>38<SEP>Abgasstapel <tb>40<SEP>Äusseres Gehäuse <tb>42<SEP>Endabdeckung <tb>44<SEP>Hochdruckluftraum <tb>46<SEP>Brennstoffdüse <tb>48<SEP>Brennraum <tb>50<SEP>Brennraumauskleidung <tb>52<SEP>Ringförmiger Strömungsdurchlass <tb>54<SEP>Prallhülse/-buchse <tb>55–99<SEP>Nicht verwendet <tb><SEP> <tb>100<SEP>Brennkammerkappenanordnung <tb>102<SEP>Mantel <tb>104<SEP>Erster Mantel <tb>106<SEP>Zweiter Mantel <tb>108<SEP>Aussenseite/-fläche <tb>110<SEP>Erster Endteil <tb>112<SEP>Zweiter Endteil <tb>114<SEP>Flansch <tb>116<SEP>Prallplatte <tb>118<SEP>Brennstoffdüsendurchlass <tb>120<SEP>Erster/stromaufwärtiger Seitenteil <tb>122<SEP>Zweiter/stromabwärtiger Seitenteil <tb>124<SEP>Äusserer Bandteil <tb>126<SEP>Prallkühlungsbohrung <tb>128<SEP>Kühlstromrückführungsdurchlass <tb>130<SEP>Einlass <tb>132<SEP>Erhabener Teil <tb>134<SEP>Kühldurchlass <tb>136<SEP>Kappenplatte <tb>138<SEP>Aussenrand <tb>140<SEP>Prall-/Kühlseite <tb>142<SEP>Entgegengesetzte/heisse Seite <tb>144<SEP>Prallluftraum <tb>146<SEP>Kühlluftraum <tb>148<SEP>Fluidleitung <tb>150<SEP>Auslassende <tb>152<SEP>Abgasauslass <tb>154<SEP>Kühlstromabführungsdurchlass <tb>156<SEP>Erwärmte Abluft

Claims (10)

1. Brennkammerkappenanordnung, aufweisend: einen ringförmigen Mantel mit einem ersten Endteil und einem zweiten Endteil; eine Prallplatte, die in der Nähe des zweiten Endteils mit dem Mantel zusammengefügt ist, wobei die Prallplatte einen ersten Seitenteil, einen zweiten Seitenteil und einen äusseren Bandteil aufweist, wobei die Prallplatte zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass definiert; eine Kappenplatte, die mit der Prallplatte zusammengefügt ist, wobei die Kappenplatte eine Prallseite aufweist, die auf den zweiten Seitenteil der Prallplatte gerichtet ist, wobei die Prallseite axial vom zweiten Seitenteil beabstandet ist, um dazwischen einen Prallluftraum zu definieren, wobei der Kühlstromrückführungsdurchlass mit dem Prallluftraum in Fluidverbindung steht; und eine Fluidleitung, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung steht, wobei die Fluidleitung vom ersten Seitenteil der Prallplatte in Richtung auf den ersten Endteil des Mantels verläuft.
2. Brennkammerkappenanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Auslassende der Fluidleitung mit einer Kühlluftabführungsöffnung in Fluidverbindung steht; und/oder wobei ein Einlass zum Kühlstromrückführungsdurchlass entlang des zweiten Seitenteils der Prallplatte definiert ist, wobei ein Teil des zweiten Seitenteils, der den Einlass umgibt, in Richtung auf die Prallseite der Kappenplatte angehoben ist.
3. Brennkammerkappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mehrere Kühldurchlässe umfassend, die in der Nähe eines Einlasses zum Kühlstromrückführungsdurchlass radial durch den äusseren Bandteil der Prallplatte verlaufen, wobei die Kühldurchlässe für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum hinaus sorgen.
4. Brennkammerkappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prallplatte und die Kappenplatte zumindest zum Teil einen Brennstoffdüsendurchlass definieren, der axial durch sie hindurch verläuft.
5. Brennkammerkappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner einen Flansch aufweisend, der sich radial einwärts vom Mantel erstreckt, wobei die Fluidleitung zumindest zum Teil durch den Flansch verläuft.
6. Brennkammerkappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Mantel und der erste Seitenteil der Prallplatte zumindest zum Teil einen Kühlluftraum definieren, wobei die mehreren Prallkühlungsbohrungen für eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlluftraum und dem Prallluftraum sorgen.
7. Brennkammerkappenanordnung nach Anspruch 6, wobei die Fluidleitung einen Kühlstromabführungsdurchlass innerhalb des Kühlluftraums definiert, der vom Kühlluftraum strömungstechnisch isoliert ist.
8. Brennkammer aufweisend: eine Brennstoffdüse, die axial innerhalb eines äusseren Gehäuses verläuft; und eine Brennkammerkappenanordnung, die einen ringförmigen Mantel aufweist, der zumindest einen Teil der Brennstoffdüse in Umfangsrichtung umgibt, wobei der Mantel zumindest zum Teil einen ringförmigen Strömungsdurchlass innerhalb des äusseren Gehäuses definiert, wobei die Brennkammerkappenanordnung ferner umfasst: eine Prallplatte, die mit einem zweiten Endteil des Mantels zusammengefügt ist, wobei die Prallplatte einen ersten Seitenteil, einen zweiten Seitenteil und einen äusseren Bandteil aufweist, wobei die Prallplatte zumindest zum Teil mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass definiert, wobei der Mantel und der erste Seitenteil der Prallplatte zumindest zum Teil einen Kühlluftraum definieren, der mit dem ringförmigen Strömungsdurchlass in Fluidverbindung steht; eine Kappenplatte, die mit der Prallplatte zusammengefügt ist, wobei die Kappenplatte eine Prallseite aufweist, die auf den zweiten Seitenteil der Prallplatte gerichtet ist, wobei die Prallseite axial vom zweiten Seitenteil beabstandet ist, um dazwischen einen Prallluftraum zu definieren, wobei die mehreren Prallkühlungsbohrungen für eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlluftraum und dem Prallluftraum sorgen, wobei der Kühlstromrückführungsdurchlass für eine Fluidverbindung aus dem Prallluftraum sorgt; und eine Fluidleitung, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung steht, wobei die Fluidleitung innerhalb des Kühlluftraums verläuft, wobei die Fluidleitung mit dem ringförmigen Strömungsdurchlass in Fluidverbindung steht.
9. Brennkammer nach Anspruch 8, wobei die Fluidleitung innerhalb des Kühlluftraums vom ersten Seitenteil der Prallplatte zum ersten Endteil des zweiten Mantels verläuft.
10. Gasturbine, aufweisend: einen Verdichterabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt stromabwärts vom Verdichterabschnitt und eine Turbine, die stromabwärts vom Verbrennungsabschnitt angeordnet ist, wobei der Verbrennungsabschnitt eine Brennkammer aufweist, die zumindest zum Teil von einem äusseren Gehäuse umgeben ist, wobei die Brennkammer eine Brennstoffdüse, die sich axial innerhalb des äusseren Gehäuses erstreckt, und eine Brennkammerkappenanordnung aufweist, die zumindest einen Teil der Brennstoffdüse in Umfangsrichtung umgibt; und wobei die Brennkammerkappenanordnung umfasst: einen ringförmigen Mantel mit einem ersten Endteil und einem zweiten Endteil, wobei der Mantel zumindest zum Teil einen ringförmigen Strömungsdurchlass innerhalb des äusseren Gehäuses definiert; eine Prallplatte, die in der Nähe des zweiten Endteils mit dem Mantel zusammengefügt ist, wobei die Prallplatte einen ersten Seitenteil aufweist, der von einem zweiten Seitenteil axial beabstandet ist, wobei die Prallplatte mehrere Prallkühlungsbohrungen und einen Kühlstromrückführungsdurchlass definiert; einen Kühlluftraum, der zumindest zum Teil vom Mantel und vom ersten Seitenteil der Prallplatte definiert wird; eine Kappenplatte, die mit der Prallplatte zusammengefügt ist; einen Prallluftraum, der zwischen dem zweiten Seitenteil der Prallplatte und einer Prallseite der Kappenplatte definiert ist, wobei die mehreren Prallkühlungsbohrungen einen Fluidstrom in den Prallluftraum ermöglichen und der Kühlstromrückführungsdurchlass einen Fluidstrom aus dem Prallluftraum ermöglicht; und eine Fluidleitung, die mit dem Kühlstromrückführungsdurchlass in Fluidverbindung steht, wobei die Fluidleitung einen Kühlstromausführungsdurchlass innerhalb des Kühlluftraums definiert, der vom Kühlluftraum strömungstechnisch isoliert ist.
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