DE102016116603A1 - Abgasrahmenstützelement mit Kühlrippen - Google Patents

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DE102016116603A1
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turbine
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Debabrata Mukhopadhyay
Rohit Pruthi
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General Electric Co
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General Electric Co
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Abstract

Ein System aufweisend einen Turbinenabgasabschnitt wird bereitgestellt. Der Turbinenabgasabschnitt enthält einen Abgasströmungspfad. Der Turbinenabgasabschnitt enthält auch eine äußere Struktur mit einem äußeren Gehäuse und einer äußeren Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet sind. Eine innere Struktur des Turbinenabgasabschnitts enthält eine innere Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet ist. Ein Stützelement erstreckt sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur und das Stützelement ist dazu eingerichtet, eine Strömung eines Fluids von der inneren Struktur zu der äußeren Struktur zu leiten. Das Stützelement enthält eine Mehrzahl von Kühlrippen, um die Wärmeübertragung von dem Stützelement auf die Strömung des Fluids zu ermöglichen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf das Kühlen von Gasturbinen und genauer auf das Kühlen eines Abgasabschnitts.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine Gasturbine verbrennt ein Gemisch aus Brennstoff und komprimierter Luft, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die Turbinenschaufeln antreiben und dabei Energie erzeugen. Die Rotation der Turbinenschaufeln verursacht eine Rotation einer durch Lager gestützten Welle. Die Rotation der Welle erzeugt eine signifikante Menge von Wärme in den Lagern. Außerdem übertragen die heißen Verbrennungsgase, die aus dem Turbinenabgasabschnitt austreten, Wärme auf Turbinenabgasabschnittkomponenten. Unglücklicherweise kann diese Wärme ohne adäquate Kühlung in dem Turbinenabgasabschnitt die Turbinenkomponenten nachteilig beeinflussen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Aspekt der offenbarten Technologie bezieht sich auf ein Turbinenstützelement, das eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist, um die Effizienz eines Abgasabschnittkühlsystems zu erhöhen.
  • Ein beispielhafter, aber nicht beschränkender Aspekt der offenbarten Technologie bezieht sich auf ein Stützelement für einen Abgasabschnitt aufweisend einen Innenkörper, der lasttragend ist, wobei der Innenkörper dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer äußeren Struktur und einer inneren Struktur des Abgasabschnitts zu erstrecken, wobei der Innenkörper einen Hauptteil und eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist, die sich von dem Hauptteil weg erstrecken; und einen Außenkörper, der dazu eingerichtet ist, sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur des Abgasabschnitts zu erstrecken, wobei der Innenkörper in einem inneren Abschnitt des Außenkörpers angeordnet ist, so dass ein Freiraum zwischen dem Hauptteil des Innenkörpers und dem Außenkörper angeordnet ist, wobei der Raum einen Luftströmungsdurchgang bildet, der dazu eingerichtet ist, eine Strömung eines Fluids zu der äußeren Struktur zu leiten, wobei sich die Mehrzahl von Kühlrippen in den Luftströmungsdurchgang erstreckt und dazu eingerichtet sind, die Wärmeübertragung von dem Innenkörper auf die Strömung des Fluids zu ermöglichen
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass der Außenkörper eine Innenfläche aufweist, die dem Innenkörper zugewandt ist und dass die Innenfläche eine Beschichtung mit geringer thermischer Leitfähigkeit aufweist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass das Stützelement außerdem ein Isolationsmaterial aufweist, das zwischen dem Außenkörper und dem Hauptteil des Innenkörpers angeordnet ist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass das Isolationsmaterial mit den Spitzenabschnitten der Mehrzahl von Kühlrippen in Kontakt ist, so dass die Strömung des Fluids entlang von Kanälen verlaufen kann, die zwischen den benachbarten Kühlrippen gebildet sind.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass ein erster Anteil von der Mehrzahl von Kühlrippen weiter von dem Hauptteil des Innenkörpers vorsteht als ein zweiter Anteil von der Mehrzahl von Kühlrippen.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass das Isolationsmaterial mit den Spitzenabschnitten des ersten Anteils von der Mehrzahl von Kühlrippen in Kontakt ist, so dass die Strömung des Fluids zwischen dem Isolationsmaterial und dem zweiten Anteil der Mehrzahl von Kühlrippen verlaufen kann.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass jede Kühlrippe der Mehrzahl von Kühlrippen ein längliches Element bildet, das sich in einer Axialrichtung des Abgasabschnitts erstreckt.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass jede Kühlrippe der Mehrzahl von Kühlrippen ein längliches Element bildet, das sich in einer Radialrichtung des Abgasabschnitts erstreckt.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass eine Distanz, um die sich die Mehrzahl von Kühlrippen von dem Hauptteil des Innenkörpers erstreckt entlang der Radialrichtung variiert.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Stützelements kann es vorteilhaft sein, dass eine Distanz zwischen benachbarten Kühlrippen der Mehrzahl von Kühlrippen entlang des Hauptteils des Innenkörpers variiert.
  • Ein anderer, aber nicht beschränkender Aspekt der offenbarten Technologie bezieht sich auf ein System für eine Gasturbine aufweisend einen Turbinenabgasabschnitt, aufweisend: einen Abgasströmungspfad; eine äußere Struktur mit einem äußeren Gehäuse und einer äußeren Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet sind; eine innere Struktur mit einer inneren Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet ist; ein Stützelement, das sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur erstreckt, wobei das Stützelement dazu eingerichtet ist, eine Strömung eines Fluids von der inneren Struktur zu der äußeren Struktur zu leiten, wobei das Stützelement eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist, die daran angeordnet sind, um eine Wärmeübertragung von dem Stützelement auf die Strömung des Fluids zu ermöglichen.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das Stützelement einen Innenkörper aufweist, der lasttragend ist, und einen Außenkörper, der nicht lasttragend ist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass der Innenkörper einen Hauptteil aufweist und dass sich die Mehrzahl von Kühlrippen von dem Hauptteil weg erstreckt.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass der Innenkörper in einem inneren Abschnitt des Außenkörpers angeordnet ist, so dass ein Raum zwischen dem Hauptteil des Innenkörpers und dem Außenkörper angeordnet ist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass der Raum einen Luftströmungsdurchgang bildet, der dazu eingerichtet ist, die Strömung des Fluids zu der äußeren Struktur zu leiten.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass sich die Mehrzahl von Kühlrippen in den Luftströmungsdurchgang erstreckt.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass das System außerdem ein Isolationsmaterial aufweist, das zwischen dem Außenkörper und dem Hauptteil des Innenkörpers angeordnet ist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass der Außenkörper eine Innenfläche aufweist, die dem Innenkörper zugewandt ist und dass die Innenfläche eine Beschichtung mit geringer thermischer Leitfähigkeit aufweist.
  • Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Systems kann es vorteilhaft sein, dass jede Kühlrippe der Mehrzahl von Kühlrippen ein längliches Element bildet, das sich in einer Axialrichtung oder einer Radialrichtung des Turbinenabgasabschnitts erstreckt.
  • Ein weiterer, aber nicht beschränkender Aspekt der offenbarten Technologie bezieht sich auf eine Gasturbine aufweisend einen Kompressor, einen Brennkammerabschnitt, einen Turbinenabschnitt und ein System entsprechend irgendeinem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile dieser Technologie werden von der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offenbar werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, die Teil dieser Offenbarung sind und die durch Beispiele Prinzipien dieser Erfindung veranschaulichen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen erleichtern ein Verstehen der verschiedenen Beispiele dieser Technologie. In diesen Zeichnungen ist:
  • 1 ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Turbinensystems mit einer Gasturbine, die eine Abgasabschnittkühlung in Übereinstimmung mit einem Beispiel der offenbarten Technologie ausführen kann;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Abgasabschnitts eines Turbinensystems;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Querschnittsseitenansicht des Abgasabschnitts aus 2, der eine Abgasabschnittkühlung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der offenbarten Technologie veranschaulicht;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Stützelements in Übereinstimmung mit einem Beispiel der offenbarten Technologie;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Innenkörpers eines Stützelements in Übereinstimmung mit einem Beispiel der offenbarten Technologie;
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Innenkörpers eines Stützelements in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der offenbarten Technologie;
  • 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in 4;
  • 8 eine Querschnittsansicht wie 7 in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der offenbarten Technologie;
  • 9 eine Querschnittsansicht wie 7 in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der offenbarten Technologie; und
  • 10 eine Querschnittsansicht wie 7 in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der offenbarten Technologie.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGS BEISPIELE
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Turbinensystems 10 gezeigt. Das Turbinensystem 10 hat eine Gasturbine 12, die eine Abgasabschnittkühlung ausführen kann. Zum Beispiel kann das System 10 ein Abgasabschnittkühlsystem 11 mit einem oder mehreren Kühlströmungspfaden durch ein Stützelement des Abgasabschnitts aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Turbinensystem 10 ein System eines Luftfahrzeugs, einer Lokomotive, einer Energieerzeug oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Die veranschaulichte Gasturbine 12 enthält einen Einlassabschnitt 16, einen Kompressor 18, einen Brennkammerabschnitt 20, eine Turbine 22 und einen Abgasabschnitt 24, wie es in 1 gezeigt ist. Die Turbine 22 ist mit dem Kompressor 18 über eine Welle 26 verbunden. Wie es durch die Pfeile angegeben ist, kann Luft durch den Einlassabschnitt 16 in die Gasturbine 12 gelangen und in den Kompressor 18 strömen, der die Luft vor dem Eintritt in den Brennkammerabschnitt 20 komprimiert.
  • Der veranschaulichte Brennkammerabschnitt 20 enthält ein Brennkammergehäuse 28, das konzentrisch oder ringförmig um die Welle 26 zwischen dem Kompressor 18 und der Turbine 22 angeordnet ist. Die komprimierte Luft gelangt von dem Kompressor 18 in die Brennkammern 30, wo die komprimierte Luft innerhalb der Brennkammern 30 mit Brennstoff gemischt und verbrannt werden kann, um die Turbine 22 anzutreiben. Von dem Brennkammerabschnitt 20 strömen die heißen Verbrennungsgase durch die Turbine 22, treiben den Kompressor 18 über eine Welle 26 an. Zum Beispiel können die Verbrennungsgase Antriebskräfte auf Turbinenrotorschaufeln innerhalb der Turbine 22 aufbringen, um die Welle 26 zu drehen. Nach dem Strömen durch die Turbine 22 können die heißen Verbrennungsgase die Gasturbine 12 durch den Abgasabschnitt 24 verlassen. Wie es unten beschrieben ist, kann der Abgasabschnitt 24 eine Mehrzahl von Stützelementen aufweisen, die jeweils einen oder mehrere Kühlströmungspfade des Abgasabschnittkühlsystems 11 aufweisen.
  • Der Abgasabschnitt 24 kann eine innere Struktur (das heißt ein inneres Rohr) 38, zumindest ein Stützelement 40 und eine äußere Struktur (das heißt ein äußeres Rohr) 42 aufweise, wie es in 2 gezeigt ist. Das Stützelement 40 stellt eine Abstützung zwischen der äußeren Struktur 42 und der inneren Struktur 38 bereit. Wenn die heißen Verbrennungsgase die Turbine 22 verlassen und sich die Welle 26 dreht, können die Komponenten in dem Abgasabschnitt 24 Zuständen mit hoher Temperatur ausgesetzt sein. Genauer können diese Hochtemperaturzustände thermische Belastungen, Verschleiß und/oder Schädigungen des Stützelements 40, der inneren Struktur 28 und der äußeren Struktur 42 verursachen. Dementsprechend kann das Abgasabschnittkühlsystem 11 eine Quelle 44 (zum Beispiel ein Gebläse) enthalten, das mit einer Steuereinrichtung 46 verbunden ist, die eine Kühlluftströmung durch die innere Struktur 38, das Stützelement 40 und die äußere Struktur 42 steuert, um thermische Belastungen und Verschleiß dieser Komponenten und Teile, die darin angeordnet sind, zu reduzieren, wie es in 3 gezeigt ist. Alternativ kann die Kühlluftströmung von dem Kompressor abgezapft werden.
  • Bezug nehmend auf die 2 bis 4 enthält das Stützelement 40 einen Außenkörper 48 und einen Innenkörper 50. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Innenkörper 50 des Stützelements eine lasttragende, strukturelle Stütze, die dazu eingerichtet ist, eine beachtliche mechanische Last zwischen der inneren und der äußeren Struktur 38 und 42 des Abgasabschnitts 24 aufzunehmen, während der Außenkörper 48 des Stützelements 40 keine lasttragende, strukturelle Abstützung ist. Zum Beispiel kann der Außenkörper 48 enthalten sein, um den Innenkörper 50 durch das Abschirmen von Wärme von dem Innenkörper 50 zu schützen. Insbesondere kann der Außenkörper 48 dazu ausgebildet sein, Kühlluft außen entlang des Innenkörpers 50 strömen zu lassen, um eine thermische Barriere zwischen dem Innenkörper 50 und den heißen Verbrennungsgasen 31 in dem Abgasabschnitt 24 bereitzustellen, wie es in 3 gezeigt ist. Der Innenkörper 50 und der Außenkörper 48 können aus irgendwelchen geeigneten Materialien hergestellt sein, wie es Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden.
  • Der Außenkörper 48 kann auch eine größere thermische Widerstandsfähigkeit gegenüber den heißen Verbrennungsgasen 31 verglichen mit dem Innenkörper 50 aufweisen. Zum Beispiel kann der Innenkörper 50 eine geringere Temperaturgrenze aufweisen als der Außenkörper 48. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Innenkörper 50 eine Temperaturgrenze aufweisen, die geringer ist als die Temperatur der heißen Verbrennungsgase 31, während der Außenkörper 48 eine Temperaturgrenze haben kann, die wesentlich über der Temperatur der heißen Verbrennungsgase ist. Daher schützt der Außenkörper 48 den Innenkörper 50 thermisch, so dass der Innenkörper 50 in der Lage ist, die mechanische Last zwischen der inneren und der äußeren Struktur 38 und 42 des Abgasabschnitts 24 effektiv zu tragen.
  • Bezug nehmend auf 3 definiert die innere Struktur 38 eine innere Abgaswand 80, eine Lagerausnehmung 82 und eine Lageranordnung (nicht gezeigt), die einem Lagergehäuse 85 eingehaust ist, und ein inneres Gehäuse 83. Die äußere Struktur 42 enthält eine äußere Abgaswand 106 und ein äußeres Gehäuse 108, die eine Zwischenausnehmung 110 (zum Beispiel einen Ringraum) bilden. Heiße Verbrennungsgase 31 strömen entlang des Abgasströmungspfads 33. Eine Kühlluftströmung 93 wird zu einem Raum 43 zwischen dem Innenkörper und dem Außenkörper 48 durch Öffnungen 66 geleitet, die in dem inneren Gehäuse 83 gebildet sind. Der Raum 43 bildet einen Luftströmungsdurchgang, der die Kühlluftströmung 93 von der inneren Struktur 38 zu der äußeren Struktur 42 leitet. Wenn die Kühlluftströmung 93 das Stützelement 40 verlässt, kann sie in die Außenausnehmung 110 gelangen.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, kann der Außenkörper 48 eine Flügelgestalt aufweisen, während der Innenkörper 50 im Wesentlichen rechteckig sein kann. Bei anderen Beispielen können der innere und der Außenkörper 50, 48 andere Gestalten aufweisen, zum Beispiel rechteckig in rechteckig, Flügel in Flügel, oval in oval, usw. Unabhängig von den besonderen Gestalten, sind der innere und der Außenkörper 50, 48 einer im anderen angeordnet.
  • Bezug nehmend auf 5 enthält der Innenkörper 50 einen Hauptteil 53 und Kühlrippen 55, die von dem Hauptteil vorstehen. Die Kühlrippen 55 erhöhen die Effizienz der Kühlluftströmung 93, die durch den Raum 43 zwischen dem Innenkörper 50 und dem Außenkörper 48 hindurchgeht. Wie es Fachleute auf dem Gebiet verstehen, erhöhen die Kühlrippen 55 die äußere Oberfläche des Innenkörpers 50 und erhöhen daher die Wärmeübertragung von dem Innenkörper auf die Kühlluftströmung 93.
  • Durch das Erhöhen der Effizienz der Kühlluftströmung 93 wird die Menge der Kühlluftströmung, die für das Erreichen eines bestimmten Niveaus der Stützelementkühlung erforderlich ist, reduziert. Die Energie, die erforderlich ist, um die Kühlluftströmung bereitzustellen, beeinflusst unmittelbar die Turbineneffizienz. Daher erlauben es die Kühlrippen, den Leistungsverbrauch der Luftströmungsquelle (zum Beispiel Gebläse) zu reduzieren, wodurch die Turbineneffizienz erhöht wird. Es ist möglich, dass der Bedarf für ein Gebläse entfallen kann.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, sind die Kühlrippen 55 längliche Elemente, die sich in einer Axialrichtung des Abgasabschnitts 24 erstrecken und dadurch Kanäle 57 zwischen benachbarten Rippen bilden. Ein Abstand d1 zwischen benachbarten Kühlrippen 55 kann eingestellt werden, um den Temperaturgradienten zu steuern. Außerdem kann der Abstand d1 und/oder eine Höhe (Distanz, mit der die Kühlrippen von dem Hauptteil vorstehen) der Kühlrippen 55 entlang des Hauptkörpers 53 variieren (zum Beispiel in der Radialrichtung), um den radialen Temperaturgradienten zu steuern.
  • Die Kühlrippen 55 können sich über die gesamte radiale Länge des Hauptteils 53 erstrecken, wie es in 4 gezeigt ist. Es ist jedoch zu bemerken, dass die Kühlrippen 55 nur über eine radiale Teillänge des Hauptteils gebildet sein können. Gleichermaßen können sich die Kühlrippen 55 über die gesamte axiale Länge oder eine axiale Teillänge des Hauptteils 53 erstrecken.
  • Bezug nehmend auf 6 enthält der Innenkörper 150 einen Hauptteil 153 und Kühlrippen 155, die von dem Hauptteil vorstehen. Im Unterschied zu dem Innenkörper 50 aus 5 erstrecken sich die Kühlrippen 155 in einer Radialrichtung des Abgasabschnitts 24. Kanäle 157 sind zwischen benachbarten Kühlrippen 155 gebildet. Wie es oben mit Bezug auf den Innenkörper 50 angegeben ist, kann die Ausgestaltung der Kühlrippen 155 entlang des Hauptteils 153 variiert werden.
  • Bezug nehmend auf 7 kann die Kühlluftströmung 93 durch das Stützelement in dem Raum 43 zwischen dem Hauptteil 153 und dem Außenkörper 48 hindurchgesehen. Der Außenkörper 48 hat eine Innenfläche 49, die dem Innenkörper 150 zugewandt ist. Die Innenfläche 49 kann eine darauf angebrachte Beschichtung aufweisen, die eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist, um die Wärme, die von dem Außenkörper 48 auf den Innenkörper 150 übertragen wird, zu reduzieren. Die Beschichtung kann irgendeine geeignete Wärmesperrbeschichtung sein, wie es Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden.
  • Der 8 zuwendend, kann ein Isolationsmaterial 45 zwischen dem Außenkörper 48 und dem Innenkörper 150 angeordnet sein, um eine Wärmeübertragung von dem Außenkörper 48 auf den Innenkörper 150 zu reduzieren. Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Isolationsmaterial 45 mit den Spitzenabschnitten der Kühlrippen 155 in Kontakt stehen, so dass die Kühlluftströmung 93 nur entlang der Kanäle 157 strömen kann. Das Isolationsmaterial 45 kann irgendein geeignetes Isolationsmaterial sein, zum Beispiel Quarzglasfaser oder Glaswolle.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthält ein Innenkörper 250 einen Hauptteil 253 und Kühlrippen 255, die von dem Hauptteil vorstehen, wie es in 10 gezeigt ist. Im Unterschied zu dem Innenkörper 150 der 6 bis 9 enthält der Innenkörper 250 auch Abstandsrippen 256. Die Abstandsrippen 256 erstrecken sich über eine weitere Distanz von dem Hauptteil 253 weg als die Kühlrippen 255, so dass das Isolationsmaterial 45 an den Abstandsrippen 256 anliegt, wodurch ein Raum 243 zwischen dem Innenkörper 250 und dem Außenkörper 48 gebildet ist. Die Kühlluftströmung 93 kann entlang des Raums 243 strömen.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was momentan als die praktischsten und bevorzugten Ausführungsbeispiele angesehen wird, verstehen es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu bestimmt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die innerhalb des Gedankens und des Bereichs der beigefügten Ansprüche sind, zu umfassen.
  • Ein System aufweisend einen Turbinenabgasabschnitt wird bereitgestellt. Der Turbinenabgasabschnitt enthält einen Abgasströmungspfad. Der Turbinenabgasabschnitt enthält auch eine äußere Struktur mit einem äußeren Gehäuse und einer äußeren Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet sind. Eine innere Struktur des Turbinenabgasabschnitts enthält eine innere Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet ist. Ein Stützelement erstreckt sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur und das Stützelement ist dazu eingerichtet, eine Strömung eines Fluids von der inneren Struktur zu der äußeren Struktur zu leiten. Das Stützelement enthält eine Mehrzahl von Kühlrippen, um die Wärmeübertragung von dem Stützelement auf die Strömung des Fluids zu ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Turbinensystem
    12
    Gasturbine
    16
    Einlassabschnitt
    18
    Kompressor
    20
    Kompressorabschnitt
    22
    Turbine
    24
    Abgasabschnitt
    26
    Welle
    28
    Brennkammergehäuse
    30
    Brennkammern
    31
    Heiße Verbrennungsgase
    33
    Abgasströmungspfad
    38
    Innere Struktur
    40
    Stützelement
    42
    äußere Struktur
    43
    Raum
    44
    Quelle
    45
    Isolationsmaterial
    46
    Steuereinrichtung
    48
    Außenkörper
    49
    Innenfläche
    50
    Innenkörper
    53
    Hauptteil
    55
    Kühlrippen
    57
    Kanäle
    80
    Innere Abgaswand
    82
    Lagerausnehmung
    83
    Inneres Gehäuse
    85
    Lagergehäuse
    93
    Kühlluftströmung
    106
    Äußere Abgaswand
    108
    Äußeres Gehäuse
    110
    Außenausnehmung
    150
    Innenkörper
    153
    Hauptteil
    155
    Kühlrippen
    157
    Kanäle
    243
    Raum
    250
    Innenkörper
    253
    Hauptteil
    255
    Kühlrippen
    256
    Abstandsrippen

Claims (10)

  1. Stützelement für einen Abgasabschnitt, aufweisend: einen Innenkörper, der lasttragend ist, wobei der Innenkörper dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer äußeren Struktur und einer inneren Struktur des Abgasabschnitts zu erstrecken, wobei der Innenkörper einen Hauptteil und eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist, die sich von dem Hauptteil weg erstrecken; und einen Außenkörper, der dazu eingerichtet ist, sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur des Abgasabschnitts zu erstrecken, wobei der Innenkörper in einem inneren Abschnitt des Außenkörpers angeordnet ist, so dass ein Raum zwischen dem Hauptteil des Innenkörpers und dem Außenkörper angeordnet ist, wobei der Raum einen Luftströmungsdurchgang bildet, der dazu eingerichtet ist, eine Strömung eines Fluids zu der äußeren Struktur zu leiten, und wobei sich die Mehrzahl von Kühlrippen in den Luftströmungsdurchgang erstreckt und dazu eingerichtet ist, einen Wärmeübergang von dem Innenkörper zu der Strömung des Fluids zu ermöglichen.
  2. Stützelement nach Anspruch 1, wobei der Außenkörper eine Innenfläche aufweist, die dem Innenkörper zugewandt ist und die Innenfläche eine Beschichtung mit geringer thermischer Leitfähigkeit aufweist.
  3. Stützelement nach Anspruch 1 oder 2, außerdem aufweisend ein Isolationsmaterial, das zwischen dem Außenkörper und dem Hauptteil des Innenkörpers angeordnet ist.
  4. Stützelement nach Anspruch 3, wobei das Isolationsmaterial mit den Spitzenabschnitten der Mehrzahl von Kühlrippen in Kontakt steht, so dass die Strömung des Fluids entlang von Kanälen hindurchgeht, die zwischen benachbarten Kühlrippen gebildet sind.
  5. Stützelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein erster Anteil von der Mehrzahl von Kühlrippen weiter von dem Hauptteil des Innenkörpers 50 vorsteht als ein zweiter Anteil der Mehrzahl von Kühlrippen.
  6. Stützelement nach Anspruch 5, wobei das Isolationsmaterial mit den Spitzenabschnitten des ersten Anteils von der Mehrzahl von Kühlrippen in Kontakt ist, so dass die Strömung von Fluid zwischen dem Isolationsmaterial und dem zweiten Anteil von der Mehrzahl von Kühlrippen hindurch gehen kann.
  7. Stützelement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Kühlrippe der Mehrzahl von Kühlrippen ein längliches Element bildet, das sich in einer Radialrichtung des Abgasabschnitts erstreckt und wobei eine Distanz mit der sich die Mehrzahl von Kühlrippen von dem Hauptteil des Innenkörpers weg erstrecken entlang der Radialrichtung variiert.
  8. Stützelement nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen benachbarten Rippen der Mehrzahl von Kühlrippen entlang des Hauptteils des Innenkörpers variiert.
  9. System für eine Gasturbine, aufweisend: ein Turbinenabgasabschnitt, aufweisend: einen Abgasströmungspfad; eine äußere Struktur aufweisend ein äußeres Gehäuse und eine äußere Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet sind; eine innere Struktur aufweisend eine innere Abgaswand, die entlang des Abgasströmungspfads angeordnet ist; ein Stützelement, das sich zwischen der äußeren Struktur und der inneren Struktur erstreckt, wobei das Stützelement dazu eingerichtet ist, eine Strömung eines Fluids von der inneren Struktur zu der äußeren Struktur zu leiten, wobei das Stützelement eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweist, die daran angeordnet sind, um einen Wärmeübergang von dem Stützelement auf die Strömung des Fluids zu ermöglichen.
  10. Gasturbine, aufweisend: einen Kompressor; einen Brennkammerabschnitt; einen Turbinenabschnitt; und das System nach Anspruch 9.
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