DE102016108461B4

DE102016108461B4 - gas turbine

Info

Publication number: DE102016108461B4
Application number: DE102016108461.1A
Authority: DE
Inventors: Jaman El Masalme; Emil Aschenbruck; Michael Blaswich
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2036-05-10
Also published as: KR102317807B1; CH712452A2; JP6768564B2; JP2017203618A; CH712452B1; CN107420136B; CN107420136A; DE102016108461A1; KR20170126402A

Abstract

Gasturbine (10), miteinem Verdichter (11), in welchem Luft verdichtbar;einem mindestens eine Brennkammer (21) aufweisenden Brenner (13), welchem die im Verdichter (11) verdichtete Luft zuführbar ist und in welchem in Anwesenheit der verdichteten Luft ein Brennstoff unter Erhitzung der Luft verbrennbar ist;einer Turbine (12), in welcher die erhitze Luft entspannbar ist;wobei die erhitze Luft ausgehend von der jeweiligen Brennkammer (21) des Brenners (13) der Turbine (12) über ein jeweiliges Zwischenstück (24) zuführbar ist, welches mit einem stromabwärtigen Ende (25) an einem Leitschaufelträger (26) der Turbine (12), befestigt ist;dadurch gekennzeichnet, dassdas jeweilige Zwischenstück (24) an dem stromabwärtigen Ende (25) mindestens ein Befestigungselement (27) mit mindestens einer ein Innengewinde aufweisenden Gewindebohrung (28) aufweist;das jeweilige Befestigungselement (27) des jeweiligen Zwischenstücks (24) in eine Ausnehmung (29) des Leitschaufelträgers (26) der Turbine (12) hineinragt, wobei der Leitschaufelträger (26) mindestens eine gewindelose Durchgangsnut (30) aufweist, die an einem dem jeweiligen Zwischenstück (24) zugewandten Abschnitt axial offen ausgebildet ist;das jeweilige Befestigungselement (27) des jeweiligen Zwischenstücks (24) über ein jeweiliges Halteelement (31) mit mindestens einer gewindelosen Durchgangsbohrung und mit mindestens einer die jeweilige Durchgangsbohrung des Halteelements (31), die jeweilige Durchgangsnut (30) des Leitschaufelträgers (26) und die jeweilige Gewindebohrung (28) des jeweiligen Befestigungselements (27) durchdringenden Befestigungsschraube (32) am Leitschaufelträger (26) montiert ist.Gas turbine (10) with a compressor (11) in which air can be compressed; a burner (13) having at least one combustion chamber (21) and to which the air compressed in the compressor (11) can be supplied and in which a fuel can be supplied in the presence of the compressed air can be combusted by heating the air;a turbine (12) in which the heated air can be expanded;the heated air starting from the respective combustion chamber (21) of the burner (13) of the turbine (12) via a respective intermediate piece (24) which is fastened with a downstream end (25) to a guide vane carrier (26) of the turbine (12); characterized in that the respective intermediate piece (24) at the downstream end (25) has at least one fastening element (27) with at least a threaded bore (28) having an internal thread;the respective fastening element (27) of the respective intermediate piece (24) into a recess (29) of the guide vane carrier (26) of the turbine (12). protrudes, the guide vane carrier (26) having at least one unthreaded through-groove (30) which is designed to be axially open on a section facing the respective intermediate piece (24);the respective fastening element (27) of the respective intermediate piece (24) via a respective holding element ( 31) with at least one unthreaded through bore and with at least one fastening screw (32) penetrating the respective through bore of the holding element (31), the respective through groove (30) of the guide vane carrier (26) and the respective threaded bore (28) of the respective fastening element (27). Guide vane carrier (26) is mounted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine.The invention relates to a gas turbine.

Der grundsätzliche Aufbau einer Gasturbine, wie zum Beispiel einer Industriegasturbine, ist dem hier angesprochenen Fachmann grundsätzlich bekannt. So verfügt eine Gasturbine als wesentliche Baugruppen über einen Verdichter, über einen mindestens eine Brennkammer aufweisenden Brenner sowie über eine Turbine. Im Verdichter wird ein Luftstrom verdichtet, wobei der in dem Verdichter verdichtete Luftstrom der oder jeder Brennkammer der Gasturbine zuführbar ist. In der oder jeder Brennkammer der Gasturbine wird in Anwesenheit der verdichteten Luft ein Brennstoff verbrannt, wodurch die Luft erhitzt wird. Die erhitzte Luft ist ausgehend von der oder jeder Brennkammer der Turbine der Gasturbine zuführbar, wobei in der Turbine die erhitzte Luft entspannt wird. Die Arbeitsleistung einer solchen Gasturbine ergibt sich dann aus der Differenz der von der Turbine abgegebenen und der vom Verdichter aufgenommenen Leistung. Diese Differenz entsteht durch den Energieeintrag in der oder jeder Brennkammer des Brenners.The basic structure of a gas turbine, such as an industrial gas turbine, is known in principle to the person skilled in the art addressed here. A gas turbine has a compressor, a burner having at least one combustion chamber, and a turbine as essential assemblies. An air flow is compressed in the compressor, with the air flow compressed in the compressor being able to be fed to the or each combustion chamber of the gas turbine. A fuel is burned in the or each combustion chamber of the gas turbine in the presence of the compressed air, whereby the air is heated. The heated air can be supplied to the gas turbine starting from the or each combustion chamber of the turbine, with the heated air being expanded in the turbine. The work output of such a gas turbine then results from the difference between the power delivered by the turbine and the power consumed by the compressor. This difference is caused by the energy input in the or each combustion chamber of the burner.

Wie bereits ausgeführt, ist die erhitzte Luft ausgehend von der jeweiligen Brennkammer der Turbine zuführbar, und zwar über ein jeweiliges Zwischenstück, welches auch als Übergangsstück bezeichnet wird. Dann, wenn die Gasturbine mehrere Brennkammern umfasst, ist ausgehend von jeder Brennkammer über jeweils ein Zwischenstück die Luft der Turbine zuführbar. Das jeweilige Zwischenstück ist mit einem stromabwärtigen Ende an einem Leitschaufelträger der Turbine befestigt. Dabei erstreckt sich mindestens eine Befestigungsschraube in Radialrichtung des Zwischenstücks durch eine entsprechende Bohrung des Leitschaufelträgers sowie eine entsprechende Bohrung des Zwischenstücks.As already stated, the heated air can be supplied to the turbine from the respective combustion chamber, specifically via a respective intermediate piece, which is also referred to as a transition piece. If the gas turbine comprises a plurality of combustion chambers, the air can be supplied to the turbine starting from each combustion chamber via a respective intermediate piece. The respective intermediate piece is attached to a guide vane carrier of the turbine at a downstream end. In this case, at least one fastening screw extends in the radial direction of the intermediate piece through a corresponding borehole in the guide vane carrier and a corresponding borehole in the intermediate piece.

Die Zwischenstücke bzw. Übergangsstücke, die der Strömungsführung ausgehend von der jeweiligen Brennkammer in Richtung auf die Turbine der Gasturbine dienen, unterliegen im Betrieb extremen Belastungen aus Temperatur, Druck und Vibration. Dies hat zur Folge, dass die Zwischenstücke bzw. Übergangsstücke meist eine Lebensdauer aufweisen, die kürzer ist als die Lebensdauer der restlichen Komponenten der Gasturbine. Daher ist es erforderlich, die Zwischenstücke bzw. Übergangsstücke zu ersetzen. Dies bereitet bei aus der Praxis bekannten Gasturbinen Schwierigkeiten, nämlich dergestalt, dass die Zwischenstücke bzw. Übergangsstücke nicht ohne große Montagearbeiten am Rest der Gasturbine ausgetauscht werden können.The intermediate pieces or transition pieces, which are used to guide the flow from the respective combustion chamber in the direction of the turbine of the gas turbine, are subject to extreme loads from temperature, pressure and vibration during operation. The consequence of this is that the intermediate pieces or transition pieces usually have a service life that is shorter than the service life of the remaining components of the gas turbine. It is therefore necessary to replace the intermediate pieces or transition pieces. This causes difficulties in gas turbines known from practice, namely in such a way that the intermediate pieces or transition pieces cannot be exchanged without major assembly work on the rest of the gas turbine.

Die Veröffentlichung US 2016/0003069 A1 beschreibt eine Gasturbine mit einer Verbrennereinheit und einem Übergangsstück, das an den Leitschaufelträger montiert ist.The publication US 2016/0003069 A1 describes a gas turbine engine having a combustor unit and a transition piece mounted to the vane carrier.

US 9359955 B2 offenbart eine Haltevorrichtung für ein Übergangsstück in einer Gasturbine, wobei der Rückwärtige Teil des Übergangsstück mit dem ringförmigen Teil der Statorkomponente verbunden ist. US9359955B2 discloses a retainer for a transition piece in a gas turbine, wherein the rearward portion of the transition piece is connected to the annular portion of the stator component.

Auch US 2016/0017730 A1 beschreibt eine Vorrichtung um ein Übergangsstück an einen Abschnitt einer Gasturbine zu befestigen, wobei die Vorrichtung einen ringförmigen Leitschaufelträger beinhaltet mit den der rückwärtige Abschnitt des Übergangsstück verbunden wird.Also U.S. 2016/0017730 A1 describes an apparatus for attaching a transition piece to a portion of a gas turbine, the apparatus including an annular vane carrier to which the rear portion of the transition piece is connected.

Es besteht daher Bedarf an einer Gasturbine, bei welcher Übergangsstücke bzw. Zwischenstücke, die der Strömungsführung der erhitzten Luft ausgehend von der jeweiligen Brennkammer in Richtung auf die Turbine dienen, mit geringerem Montageaufwand ersetzt werden können.There is therefore a need for a gas turbine in which transition pieces or intermediate pieces, which are used to guide the flow of the heated air from the respective combustion chamber in the direction of the turbine, can be replaced with less assembly effort.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Gasturbine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Gasturbine nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das jeweilige Zwischenstück an dem stromabwärtigen Ende mindestens ein Befestigungselement mit mindestens einer ein Innengewinde aufweisen Bohrung auf. Das jeweilige Befestigungselement des jeweiligen Zwischenstücks ragt in eine jeweilige Ausnehmung des Leitschaufelträgers der Turbine hinein, wobei der Leitschaufelträger mindestens ein gewindelose Durchgangsnut aufweist, die an einem dem jeweiligen Zwischenstück zugewandten Abschnitt axial offen ausgebildet ist. Das jeweilige Befestigungselement des jeweiligen Zwischenstücks ist über ein jeweiliges Halteelement mit mindestens einer gewindelosen Durchgangsbohrung und mindestens einer die jeweilige Durchgangsbohrung des Halteelements, die jeweilige Durchgangsnut des Leitschaufelträgers und die jeweilige Gewindebohrung des jeweiligen Befestigungselement durchdringende Befestigungsschraube am Leitschaufelträger montiert.Proceeding from this, the object of the present invention is to create a new type of gas turbine. This object is achieved by a gas turbine according to claim 1. According to the invention, the respective intermediate piece has at least one fastening element with at least one bore having an internal thread at the downstream end. The respective fastening element of the respective intermediate piece protrudes into a respective recess of the guide vane carrier of the turbine, the guide vane carrier having at least one unthreaded through-groove which is designed to be axially open on a section facing the respective intermediate piece. The respective fastening element of the respective intermediate piece is mounted on the guide vane carrier via a respective holding element with at least one unthreaded through hole and at least one fastening screw penetrating the respective through hole of the holding element, the respective through groove of the guide vane carrier and the respective threaded hole of the respective fastening element.

Die obige Ausführung der Gasturbine, nämlich die Befestigung des jeweiligen Zwischenstücks an dem Leitschaufelträger der Turbine über das jeweilige Befestigungselement und das jeweilige Halteelement und die oder jede Befestigungsschraube, welche die jeweilige gewindelose Durchgangsbohrung des jeweiligen Halteelements, die jeweilige gewindelose Durchgangsnut des Leitschaufelträgers und die jeweilige Gewindebohrung des jeweilige Befestigungselements durchdringt, erlaubt einen Austausch des jeweiligen Zwischenstücks bei geringem Montageaufwand.The above design of the gas turbine, namely the fastening of the respective intermediate piece to the guide vane carrier of the turbine via the respective fastening element and the respective holding element and the or each fastening screw which connects the respective unthreaded through hole of the respective holding element, the respective unthreaded through groove of the guide vane carrier and the respective threaded hole of the respective fastening element penetrates, allows an exchange of the respective intermediate piece with little installation effort.

Durch z.B. einfaches Durchtrennen der jeweiligen Befestigungsschraube an einem gegenüber dem jeweiligen Halteelement vorstehenden Abschnitt kann das jeweilige Halteelement selbst bei klemmender Befestigungsschraube entfernt und das jeweilige Befestigungselement in Axialrichtung vom Leitschaufelträger entfernt werden. Ein Austausch von Zwischenstücken bzw. Übergangsstücken kann ohne weitere Zerlegung der Gasturbine erfolgen.For example, by simply cutting through the respective fastening screw at a section protruding in relation to the respective retaining element, the respective retaining element can be removed even if the fastening screw is jammed and the respective fastening element can be removed from the guide vane carrier in the axial direction. Intermediate pieces or transition pieces can be exchanged without further dismantling of the gas turbine.

Vorzugsweise hintergreift das jeweilige Halteelement das jeweilige Befestigungselement und den Leitschaufelträger in Axialrichtung des jeweiligen Zwischenstücks bzw. des Leitschaufelträgers. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Befestigung des jeweiligen Zwischenstücks am Leitschaufelträger.The respective holding element preferably engages behind the respective fastening element and the guide vane carrier in the axial direction of the respective intermediate piece or the guide vane carrier. This allows a particularly advantageous attachment of the respective intermediate piece to the vane carrier.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung greift das jeweilige Befestigungselement am jeweiligen Zwischenstück, insbesondere an einem nockenartigen, sich in Radialrichtung des jeweiligen Zwischenstücks erstreckenden Vorsprung des jeweiligen Zwischenstücks um eine Drehachse kippbar gelenkig an. Vorzugsweise erstreckt sich die jeweilige Drehachse tangential zur Umfangrichtung des jeweiligen Zwischenstücks. Hiermit ist eine besonders vorteilhafte Befestigung des jeweiligen Zwischenstücks am Leitschaufelträger möglich. Die kippbare Anbindung des jeweiligen Befestigungselements am jeweiligen Zwischenstück ist hierbei von besonderem Vorteil.According to an advantageous development, the respective fastening element engages on the respective intermediate piece, in particular on a cam-like projection of the respective intermediate piece, which extends in the radial direction of the respective intermediate piece, in an articulated manner such that it can tilt about an axis of rotation. The respective axis of rotation preferably extends tangentially to the circumferential direction of the respective intermediate piece. This enables a particularly advantageous attachment of the respective intermediate piece to the guide vane carrier. The tiltable connection of the respective fastening element to the respective intermediate piece is of particular advantage here.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist ein Brennkammergehäuse, welches für das aufzunehmende Flammrohr der jeweiligen Brennkammer jeweils eine Ausnehmung aufweist, eine Abmessung auf, sodass über dieselbe das jeweilige Zwischenstück an der Turbine montierbar und von der Turbine demontierbar ist. Hierdurch kann das jeweilige Zwischenstück in Axialrichtung einfach von der Gasturbine entfernt werden, ohne dass eine weitere Zerlegung an der Gasturbine erfolgen muss.According to an advantageous development, a combustion chamber housing, which has a recess for the flame tube of the respective combustion chamber to be accommodated, has dimensions such that the respective intermediate piece can be mounted on the turbine and removed from the turbine via the same. As a result, the respective intermediate piece can be easily removed from the gas turbine in the axial direction, without the need for further dismantling of the gas turbine.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Gasturbine im Querschnitt;
2 eine perspektivische Ansicht eines Details der Gasturbine der 1;
3 das Detail der Gasturbine der 2 mit demontiertem Halteelement;
4 eine Draufsicht auf 3; und
5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Details der Gasturbine der 1.

Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. It shows:

1 a gas turbine in cross section;
2 a perspective view of a detail of the gas turbine of FIG 1 ;
3 the detail of the gas turbine of the 2 with dismantled retaining element;
4 a top view 3 ; and
5 a perspective view of a further detail of the gas turbine of FIG 1 .

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Gasturbine 10 im Bereich eines Verdichters 11, einer Turbine 12 und einem mindestens eine Brennkammer aufweisenden, zwischen den Verdichter 11 und die Turbine 12 geschalteten Brenner 13. Von dem Verdichter 11 sind ein statorseitiges Gehäuse 14 und eine rotorseitige Welle 15 mit mehreren Verdichterstufen gezeigt. Von der Turbine 12 sind ein statorseitiges Gehäuse 16 und eine rotorseitige Welle 17 mit mehreren Turbinenstufen gezeigt. Die rotorseitige Welle 15 des Verdichters 11 und die rotorseitige Welle 17 der Turbine 12 sind miteinander gekoppelt.The invention relates to a gas turbine. 1 shows an axial section through a gas turbine 10 in the area of a compressor 11, a turbine 12 and a burner 13 which has at least one combustion chamber and is connected between the compressor 11 and the turbine 12. The compressor 11 has a stator-side housing 14 and a rotor-side shaft 15 several compressor stages shown. A housing 16 on the stator side and a shaft 17 on the rotor side with a plurality of turbine stages are shown of the turbine 12 . The rotor-side shaft 15 of the compressor 11 and the rotor-side shaft 17 of the turbine 12 are coupled to each other.

Von dem Brenner 13 ist ein Brennergehäuse 18 gezeigt, welches zwischen das statorseitige Gehäuse 14 des Verdichters 11 und das statorseitige Gehäuse 16 der Turbine 12 geschaltet ist. Vorzugsweise weist das Brennergehäuse 18 mehrere Ausnehmungen 19 auf, wobei jede Ausnehmung 19 der Aufnahme jeweils mindestens eines Flammrohrs 20 einer jeweiligen Brennkammer 21 dient. Über den Umfang des Brennergehäuses 18 sind diese Ausnehmungen 19 zur Aufnahme der Flammrohre 20 vorzugsweise in Umfangsrichtung gesehen gleichverteilt angeordnet.A burner housing 18 of the burner 13 is shown, which is connected between the stator-side housing 14 of the compressor 11 and the stator-side housing 16 of the turbine 12 . The burner housing 18 preferably has a plurality of recesses 19 , each recess 19 serving to accommodate at least one flame tube 20 of a respective combustion chamber 21 . These recesses 19 for accommodating the flame tubes 20 are preferably arranged uniformly distributed over the circumference of the burner housing 18, viewed in the circumferential direction.

Der Verdichter 11 dient der Verdichtung eines Luftstroms. Der verdichtete Luftstrom verlässt den Verdichter 11 über einen Diffusor 22 und gelangt über den Diffusor 22 in einen ringförmigen Strömungskanal 23, der vom Brennergehäuse 18 bereitgestellt wird.The compressor 11 serves to compress an air flow. The compressed air flow leaves the compressor 11 via a diffuser 22 and passes through the diffuser 22 into an annular flow channel 23 provided by the burner housing 18 .

Ausgehend von diesem ringartigen Strömungskanal 23 des Brennergehäuses 18 gelangt die verdichtete Luft in den Bereich jeder Brennkammer 21 und damit in den Bereich jedes Flammrohrs 20, wobei im Bereich der jeweiligen Brennkammer 21 ein Kraftstoff verbrannt wird und hierbei die Luft erhitzt wird.Starting from this ring-like flow channel 23 of the burner housing 18, the compressed air reaches the area of each combustion chamber 21 and thus the area of each flame tube 20, fuel being burned in the area of the respective combustion chamber 21 and the air being heated in the process.

Die erhitzte Luft wird ausgehend von der jeweiligen Brennkammer 21 der Turbine 12 zugeführt, wobei hierzu Zwischenstücke 24 dienen. Ausgehend von jeder Brennkammer 21 kann die erhitzte Luft über jeweils ein Zwischenstück 24 der Turbine 12 der Gasturbine 10 zugeführt werden.The heated air is fed from the respective combustion chamber 21 to the turbine 12, with intermediate pieces 24 serving for this purpose. Starting from each combustion chamber 21, the heated air can be supplied to the turbine 12 of the gas turbine 10 via an intermediate piece 24 in each case.

2 und 3 zeigen perspektivische Detailansichten eines Zwischenstücks 24, über welches ausgehend von einer Brennkammer 21 erhitzte Luft der Turbine 12 zugeführt werden kann, wobei das in 2 und 3 gezeigte Zwischenstück 24 an einem stromabwärtigen Ende 25 mit einem Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 verbunden ist. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details der Verbindung eines solchen Zwischenstücks 24 mit dem Leitschaufelträger 26 der Turbine 12. 2 and 3 show perspective detailed views of an intermediate piece 24, via which heated air, starting from a combustion chamber 21, can be supplied to the turbine 12, the in 2 and 3 intermediate piece 24 shown is connected at a downstream end 25 to a vane carrier 26 of the turbine 12 . The present invention concerns details of the connection tion of such an intermediate piece 24 with the vane carrier 26 of the turbine 12.

Das in 2 und 3 gezeigte Zwischenstück 24 ist mit seinem stromabwärtigen Ende 25 über mindestens ein Befestigungselement 27 am Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 befestigt, wobei das jeweilige Befestigungselement 27 mindestens eine Bohrung 28 mit einem Innengewinde aufweist. 4 kann entnommen werden, dass am gezeigten Befestigungselement 27 zwei derartige Gewindebohrungen 28 mit Innengewinde ausgebildet sind.This in 2 and 3 The intermediate piece 24 shown is fastened with its downstream end 25 via at least one fastening element 27 to the guide vane carrier 26 of the turbine 12, the respective fastening element 27 having at least one bore 28 with an internal thread. 4 it can be seen that two such threaded bores 28 with an internal thread are formed on the fastening element 27 shown.

Das jeweilige Befestigungselement 27 des in 2 und 3 gezeigten Zwischenstücks 24 ragt in Axialrichtung in eine jeweilige Ausnehmung 29 des Leitschaufelträgers 26 der Turbine 12 hinein, wobei die jeweilige Ausnehmung 29 in Axialrichtung offen und dem jeweiligen Zwischenstück 24 zugewandt ist. Der Leitschaufelträger 26 weist mindestens eine gewindelose Durchgangsnut 30 aufweist, die an einem dem Zwischenstück 24 zugewandten Abschnitt axial offen ausgebildet ist. 4 kann entnommen werden, dass für das jeweilige Befestigungselement 27 am Leitschaufelträger 26 zwei derartige gewindelose, sich in Axialrichtung erstreckende Durchgangsnuten 30 ausgebildet sind.The respective fastening element 27 of the in 2 and 3 The intermediate piece 24 shown protrudes in the axial direction into a respective recess 29 of the vane carrier 26 of the turbine 12 , the respective recess 29 being open in the axial direction and facing the respective intermediate piece 24 . The guide vane carrier 26 has at least one unthreaded through groove 30 which is designed to be axially open on a section facing the intermediate piece 24 . 4 it can be seen that two such unthreaded through-grooves 30 extending in the axial direction are formed for the respective fastening element 27 on the guide vane carrier 26 .

Mit dem jeweiligen Befestigungselement 27 und dem Leitschaufelträger 26 wirkt zur Befestigung des in 2 und 3 gezeigten Zwischenstücks 24 am Leitschaufelträger 26 ein jeweiliges Halteelement 31 zusammen, welches mindestens eine gewindelose Durchgangsbohrung aufweist. Jede dieser gewindelosen Durchgangsbohrungen des jeweiligen Halteelements 31 dient der Aufnahme und Führung jeweils einer Befestigungsschraube 32. Die jeweilige Befestigungsschraube 32 durchdringt dabei die jeweilige gewindelose Durchgangsbohrung des Halteelements 31, die jeweilige gewindelose Durchgangsnut 30 des Leitschaufelträgers 26 und die jeweilige Gewindebohrung 28 des Befestigungselements 26. 2 kann entnommen werden, dass das jeweilige Halteelement 31 das jeweilige Befestigungselement 27 und den Leitschaufelträger 26 in Axialrichtung gesehen abschnittsweise hintergreift bzw. umgreift.With the respective fastening element 27 and the vane carrier 26 acts to fasten the in 2 and 3 shown intermediate piece 24 on the guide vane 26 together a respective holding element 31, which has at least one unthreaded through hole. Each of these unthreaded through bores of the respective holding element 31 serves to receive and guide one fastening screw 32. The respective fastening screw 32 penetrates the respective unthreaded through bore of the holding element 31, the respective unthreaded through groove 30 of the vane carrier 26 and the respective threaded bore 28 of the fastening element 26. 2 it can be seen that the respective holding element 31 partially engages behind or encompasses the respective fastening element 27 and the guide vane carrier 26 viewed in the axial direction.

Die Fixierung des jeweiligen Zwischenstücks 24 am Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 erfolgt demnach durch das Zusammenspiel mindestens eines Befestigungselements 27 und eines entsprechenden Halteelements 31 mit mindestens einer Befestigungsschraube 32. Die oder jede Befestigungsschraube 32 erzeugt dabei eine Kraft zwischen dem jeweiligen Befestigungselement 27 und dem Leitschaufelträger 26, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung entsteht. Ferner fixieren die Befestigungsschrauben 31 und das jeweilige Halteelement 31 das jeweilige Befestigungselement 27 über eine formschlüssige Verbindung.The respective intermediate piece 24 is fixed to the guide vane carrier 26 of the turbine 12 by the interaction of at least one fastening element 27 and a corresponding retaining element 31 with at least one fastening screw 32. The or each fastening screw 32 generates a force between the respective fastening element 27 and the guide vane carrier 26 , resulting in a non-positive connection. Furthermore, the fastening screws 31 and the respective holding element 31 fix the respective fastening element 27 via a positive connection.

Die jeweilige Gewindebohrung 28 des jeweiligen Befestigungselements 27, die jeweilige Durchgangsnut 30 des Leitschaufelträgers 26 sowie die jeweilige gewindelose Durchgangsbohrung des jeweiligen Halteelements 31 fluchten in Radialrichtung gesehen, wobei das jeweilige Befestigungselement 27 in Radialrichtung gesehen zwischen einem radial inneren Abschnitt des Zwischenstücks 24 und dem radial äußeren Halteelement 31 positioniert ist.The respective threaded bore 28 of the respective fastening element 27, the respective through-groove 30 of the guide vane carrier 26 and the respective unthreaded through-bore of the respective holding element 31 are aligned as seen in the radial direction, with the respective fastening element 27 as seen in the radial direction between a radially inner section of the intermediate piece 24 and the radially outer section Holding element 31 is positioned.

Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Leitschaufelträger 26 geteilt ausgeführt, wobei derselbe ein dem jeweiligen Zwischenstück 24 zugewandtes erstes Teil 34 und ein vom jeweiligen Zwischenstück 24 abgewandtes zweites Teil 33 aufweist. Dabei ist die Ausnehmung 29 des Leitschaufelträgers 26 an dem dem Zwischenstück 24 zugewandten Teil 34 des Leitschaufelträgers 26 ausgebildet. Ebenso sind die gewindelosen Durchgangsnuten 30 an diesem Teil 34 des Leitschaufelträgers 26 ausgebildet.In the preferred exemplary embodiment shown, the guide vane carrier 26 is designed to be divided, with the same having a first part 34 facing the respective intermediate piece 24 and a second part 33 facing away from the respective intermediate piece 24 . The recess 29 of the vane carrier 26 is formed on the part 34 of the vane carrier 26 facing the intermediate piece 24 . The unthreaded through-grooves 30 are also formed on this part 34 of the guide vane carrier 26 .

Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung greift das jeweilige Befestigungselement 27 am Zwischenstück 24 um eine Drehachse 35 kippbar gelenkig an, wobei sich diese Drehachse 35 tangential zur Umfangsrichtung des jeweiligen Zwischenstücks 24 erstreckt. Das jeweilige Befestigungselement 27 greift über die jeweilige Drehachse 35 an einem nockenartigen, sich in Radialrichtung erstreckenden Vorsprung 36 des Zwischenstücks 24 an, wobei dieser Vorsprung 36 mit einer Axialfläche an einer Axialfläche des Leitschaufelträgers 26 anliegt. In the preferred exemplary embodiment of the invention shown, the respective fastening element 27 engages on the intermediate piece 24 in an articulated manner such that it can tilt about an axis of rotation 35 , this axis of rotation 35 extending tangentially to the circumferential direction of the respective intermediate piece 24 . The respective fastening element 27 engages via the respective axis of rotation 35 on a cam-like projection 36 of the intermediate piece 24 extending in the radial direction, with this projection 36 resting with an axial surface on an axial surface of the guide vane carrier 26 .

Das jeweilige Befestigungselement 27 ragt in die jeweilige Ausnehmung 29 des Leitschaufelträgers 26 in Axialrichtung abschnittsweise hinein, wobei eine Einführtiefe des jeweiligen Befestigungselements 27 in diese Ausnehmung 29 des Leitschaufelträgers 26 durch einen radial äußeren Vorsprung 37 des Befestigungselements 27 begrenzt ist. Wie am besten 2 entnommen werden kann, umgreift bzw. hintergreift das jeweilige Halteelement 31 diesen Vorsprung 37 des Befestigungselements 27 in Axialrichtung an einer Seite.The respective fastening element 27 projects into the respective recess 29 of the guide vane carrier 26 in sections in the axial direction, with an insertion depth of the respective fastening element 27 into this recess 29 of the guide vane carrier 26 being limited by a radially outer projection 37 of the fastening element 27 . How best 2 can be removed, the respective holding element 31 engages around or behind this projection 37 of the fastening element 27 in the axial direction on one side.

Wie am besten 2 und 3 entnommen werden kann, bilden die beiden Teile 33 und 34 des Leitschaufelträgers 26 innenliegende Nuten aus, in welche Leitschaufeln mit entsprechenden Abschnitten 38 eingefädelt sind. Die Leitschaufeln 39 bilden einen Leitschaufelkranz dienen dabei der Strömungsführung der erhitzten Luft ausgehend vom Zwischenstück 24 in Richtung auf einen sich an den Leitschaufelkranz anschließenden Laufschaufelkranz der Turbine 12. Die Leitschaufeln 39 verfügen über Strömungseintrittskanten 40, Strömungsaustrittskanten 41 sowie über sich zwischen den Strömungseintrittskanten 40 und den Strömungsaustrittskanten 41 erstreckende, der Strömungsführung dienende Druckseiten sowie Saugseiten.How best 2 and 3 can be removed, form the two parts 33 and 34 of the vane 26 internal grooves, in which guide vanes are threaded with corresponding sections 38. The guide vanes 39 form a guide vane ring and serve to guide the flow of the heated air, starting from the intermediate piece 24 in the direction of a rotor blade ring of the turbine 12 that is connected to the guide vane ring. The guide vanes 39 have over flow inlet edges 40, flow outlet edges 41 and over pressure sides and suction sides which serve to guide the flow and extend between the flow inlet edges 40 and the flow outlet edges 41.

Zur Demontage eines Zwischenstücks 24 muss lediglich eine oder jede Befestigungsschraube 32 gelöst bzw. bei Klemmen derselben an einem radial außen gegenüber dem jeweiligen Halteelement 31 vorstehenden Abschnitt durchtrennt werden. Danach kann dann das entsprechende Halteelement 31 einfach demontiert werden. Anschließend kann dann das jeweilige Zwischenstück 24 in Axialrichtung vom Leitschaufelträger 26 entfernt werden, und zwar dadurch dass das jeweilige Befestigungselement 27 gegebenenfalls zusammen mit der oder jeder noch im Befestigungselement 27 steckenden, durchtrennten Befestigungsschraube 32 in Axialrichtung aus der jeweiligen Durchgangsnut 30 und Ausnehmung 29 im Leitschaufelträger 26 in Axialrichtung herausgezogen wird. Es ist nicht erforderlich, auf den Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 zuzugreifen.To dismantle an intermediate piece 24, only one or each fastening screw 32 has to be loosened or, if the same is clamped, cut through at a section that protrudes radially outwards in relation to the respective holding element 31. Then the corresponding holding element 31 can then be easily dismantled. The respective intermediate piece 24 can then be removed from the guide vane carrier 26 in the axial direction, namely by removing the respective fastening element 27 in the axial direction from the respective through-groove 30 and recess 29 in the guide vane carrier, possibly together with the or each severed fastening screw 32 still inserted in the fastening element 27 26 is pulled out in the axial direction. It is not necessary to access the vane carrier 26 of the turbine 12 .

Ferner wird vorgeschlagen, die Ausnehmungen 19 des Brennergehäuses 18 derart auszugestalten, dass über dieselben die Zwischenstücke 24 montiert und demontiert werden können, woraus folgt, dass ein Innendurchmesser der Ausnehmungen 19 größer ist als ein Außendurchmesser der Zwischenstücke 24. Hierdurch kann dann einfach über die Ausnehmungen 19 im Brennkammergehäuse 18 ein verschlissenes Zwischenstück 24 entfernt und ein neues Zwischenstück 24 positioniert und am Leitschaufelträger 26 montiert werden.It is also proposed to design the recesses 19 of the burner housing 18 in such a way that the spacers 24 can be installed and dismantled via them, which means that an inner diameter of the recesses 19 is larger than an outer diameter of the spacers 24. This allows easy access via the recesses 19, a worn spacer 24 is removed in the combustor casing 18 and a new spacer 24 is positioned and mounted on the guide vane carrier 26.

Die obige Ausführung der Gasturbine 10, nämlich die Befestigung des jeweiligen Zwischenstücks 24 an dem Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 über das jeweilige Befestigungselement 27 und das jeweilige Halteelement 31 und die oder jede Befestigungsschraube 32, welche die jeweilige gewindelose Durchgangsbohrung des jeweiligen Halteelements 31, die jeweilige gewindelose Durchgangsnut 30 des Leitschaufelträgers 26 und die jeweilige Gewindebohrung 28 des jeweilige Befestigungselements 27 durchdringt, erlaubt einen Austausch des jeweiligen Zwischenstücks 24 bei geringem Montageaufwand. Selbst dann, wenn die oder jede Befestigungsschraube 32 defekt sein sollte, kann das jeweilige Zwischenstück 24 vom Leitschaufelträger 26 der Turbine 12 in Axialrichtung in Richtung auf den Brenner 13 vom Leitschaufelträger 26 abgezogen und über die entsprechend dimensionierte Ausnehmung 19 des Brennergehäuses 18 entfernt werden, um in umgekehrter Richtung ein neues Zwischenstücks 24 an dem Leitschaufelträger 26 zu montieren. Die Befestigungsschrauben 32 sind mit ihren Außengewinden ausschließlich mit einem Befestigungselement 27 des jeweiligen Zwischenstücks 24 in Eingriff. Im Bereich des Leitschaufelträgers 26 durchdringen die Befestigungsschrauben 32 ausschließlich die axial offenen, gewindelosen Durchgangsnuten 30 und im Bereich des jeweiligen Haltelements 31 die gewindelosen Durchgangsbohrungen. Die Befestigungsschrauben 32 und Halteelement 31 sind über verschlossene Montageöffnungen des Brennergehäuses 18 zugänglich, 1 zeigt solchen Verschluss eine solchen Montageöffnung.The above embodiment of the gas turbine 10, namely the attachment of the respective intermediate piece 24 to the guide vane carrier 26 of the turbine 12 via the respective fastening element 27 and the respective retaining element 31 and the or each fastening screw 32, which the respective unthreaded through bore of the respective retaining element 31, the respective unthreaded through-groove 30 of the vane carrier 26 and the respective threaded bore 28 of the respective fastening element 27 penetrates, allows an exchange of the respective intermediate piece 24 with little assembly effort. Even if the or each fastening screw 32 should be defective, the respective intermediate piece 24 can be pulled off the guide vane carrier 26 of the turbine 12 in the axial direction in the direction of the burner 13 from the guide vane carrier 26 and removed via the correspondingly dimensioned recess 19 in the burner housing 18 in order to to mount a new intermediate piece 24 on the vane carrier 26 in the reverse direction. The external threads of the fastening screws 32 engage exclusively with a fastening element 27 of the respective intermediate piece 24 . In the area of the guide vane carrier 26 , the fastening screws 32 only penetrate the axially open, unthreaded through-grooves 30 and in the area of the respective holding element 31 the unthreaded through-holes. The fastening screws 32 and retaining element 31 are accessible via closed assembly openings in the burner housing 18. 1 shows such a closure such a mounting hole.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Gasturbinegas turbine
1111: Verdichtercompressor
1212: Turbineturbine
1313: Brennerburner
1414: GehäuseHousing
1515: WelleWave
1616: GehäuseHousing
1717: WelleWave
1818: Brennergehäuseburner housing
1919: Ausnehmungrecess
2020: Flammrohrflame tube
2121: Brennkammercombustion chamber
2222: Diffusordiffuser
2323: Strömungskanalflow channel
2424: Zwischenstückspacer
2525: EndeEnd
2626: Leitschaufelträgervane carrier
2727: Befestigungselementfastener
2828: Gewindebohrungthreaded hole
2929: Ausnehmungrecess
3030: Durchgangsnutthrough groove
3131: Halteelementholding element
3232: Befestigungsschraubemounting screw
3333: TeilPart
3434: TeilPart
3535: Drehachseaxis of rotation
3636: Vorsprunghead Start
3737: Vorsprunghead Start
3838: Abschnittsection
3939: Leitschaufelvane
4040: Strömungseintrittskanteflow leading edge
4141: Strömungsaustrittskantetrailing edge
4242: Verschlussclosure

Claims

Gas turbine (10) with a compressor (11) in which air can be compressed; a burner (13) having at least one combustion chamber (21), to which the air compressed in the compressor (11) can be fed and in which, in the presence of the compressed air, a fuel can be burned while heating the air; a turbine (12) in which the heated air can be expanded; wherein the heated air can be fed from the respective combustion chamber (21) of the burner (13) to the turbine (12) via a respective intermediate piece (24), which has a downstream end (25) on a guide vane carrier (26) of the turbine (12 ), is fixed; characterized in that the respective intermediate piece (24) has at the downstream end (25) at least one fastening element (27) with at least one threaded bore (28) having an internal thread; the respective fastening element (27) of the respective intermediate piece (24) protrudes into a recess (29) in the guide vane carrier (26) of the turbine (12), the guide vane carrier (26) having at least one unthreaded through groove (30) which is located on one of the respective Intermediate piece (24) facing portion is formed axially open; the respective fastening element (27) of the respective intermediate piece (24) via a respective holding element (31) with at least one unthreaded through hole and with at least one the respective through hole of the holding element (31), the respective through groove (30) of the guide vane carrier (26) and the respective threaded bore (28) of the respective fastening element (27) penetrating fastening screw (32) is mounted on the vane carrier (26).

gas turbine after claim 1 , characterized in that the respective holding element (31) engages behind the respective fastening element (27) and the vane carrier (26) in the axial direction of the respective intermediate piece (24).

gas turbine after claim 1 or 2 , characterized in that the respective fastening element (27) engages the respective intermediate piece (24) in an articulated manner such that it can tilt about an axis of rotation (35).

gas turbine after claim 3 , characterized in that the respective axis of rotation (35) extends tangentially to the circumferential direction of the respective intermediate piece (24).

gas turbine after claim 3 or 4 , characterized in that the respective fastening element (27) engages via the axis of rotation (35) on a cam-like projection (36) of the respective intermediate piece (24).

gas turbine after claim 5 , characterized in that the cam-like projection (36) extends in the radial direction of the respective intermediate piece (24) and rests with an axial surface on an axial surface of the vane carrier (26).

Gas turbine according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the respective threaded bore (28) of the respective fastening element (27), the respective through-groove (30) of the vane carrier (26) and the respective through-bore of the respective holding element (31) are aligned in the radial direction.

Gas turbine according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the guide vane carrier (26) of the turbine (12) is divided and comprises a part (34) facing the respective intermediate piece (24) and a part (33) facing away from the respective intermediate piece (24), the or each groove (30) of the guide vane carrier (26) which is open in the axial direction is formed on the part (34) of the guide vane carrier (26) facing the respective intermediate piece (24).

Gas turbine according to one of Claims 1 until 8th , characterized by a burner housing (18) which has a recess (19) dimensioned for a flame tube (20) to be accommodated in the respective combustion chamber (21) so that the respective intermediate piece (24) can be mounted on the turbine (12) via the same and can be dismantled from the turbine (12).

Gas turbine according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the respective fastening element (27) of the respective intermediate piece (24) protrudes in sections in the axial direction into the recess (29), which is open in the axial direction and faces the respective intermediate piece (24), in the guide vane carrier (26) of the turbine (12), wherein a projection (37) of the respective fastening element (27) limits the axial insertion depth of the respective fastening element (27) into the recess (29) of the guide vane carrier (26).