DE102020102172A1

DE102020102172A1 - Einheitskörper-turbinenummantelungen einschliesslich struktureller merkmale für den bruch/das zusammenfallen

Info

Publication number: DE102020102172A1
Application number: DE102020102172.0A
Authority: DE
Inventors: Zachary John Snider
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2020-08-06
Also published as: JP7486957B2; US10830050B2; US20200248557A1; JP2020125753A; CN111502782A

Abstract

Turbinenummantelungen (100) einschließlich der strukturellen Merkmale für Zusammenbrechen/-fallen werden offengelegt. Die Ummantelungen können einen Einheitskörper (102) mit einem direkt an ein Turbinengehäuse (36) des Turbinensystems (10) gekoppelten Stützabschnitt (104), einen Zwischenabschnitt (134), der mit dem Stützabschnitt (104) einstückig ist und sich von diesem weg erstreckt, und einen Dichtungsabschnitt (154), der mit dem Zwischenabschnitt (134) einstückig ist, einschließen. Der Einheitskörper (102) der Verkleidung kann auch zwei gegenüberliegende Schlitzflächen (122), die sich angrenzend und zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) erstrecken, und ein Plenum (200), das sich durch den Stützabschnitt (104), den Zwischenabschnitt (134) und mindestens einen Teil des Dichtungsabschnitts (154) zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen (122) erstreckt, einschließen. Zusätzlich kann der Einheitskörper (102) ein oder mehrere Brückenelemente (300, 302) einschließen, die einstückig mit dem Zwischenabschnitt (134) ausgebildet sind und sich teilweise durch das Plenum (200) erstrecken, sowie eine oder mehrere Öffnungen (306, 308), die in einem Abschnitt des Plenums (200) ausgebildet sind und sich durch den Zwischenabschnitt (134) erstrecken.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung ist bezogen auf die mitanhängigen U.S.-Anmeldenummern: 16/263.548 (GE-Aktenzeichen 327317-1) und 16/263.596 (GE-Aktenzeichen 327853-1), die gleichzeitig eingereicht wurden, derzeit anhängig sind und hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit einbezogen werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Turbinensystemkomponente und im Besonderen auf eine Einheitskörper-Turbinenummantelung für Turbinensysteme, die darin gebildete strukturelle Merkmale für Zusammenbrechen/-fallen einschließt.
Herkömmliche Turbomaschinen wie etwa Gasturbinensysteme erzeugen Strom für elektrische Generatoren. Im Allgemeinen erzeugen Gasturbinensysteme Strom durch Leiten eines Fluids (z. B. Heißgas) durch eine Turbinenkomponente des Gasturbinensystems. Insbesondere kann Zuluft in einen Verdichter gesaugt werden, um komprimiert zu werden. Nach dem Verdichten wird die Zuluft mit Kraftstoff zu einem Verbrennungsprodukt vermischt, das von einer Brennkammer des Gasturbinensystems reagiert werden kann, um das Betriebsfluid (z. B. Heißgas) des Gasturbinensystems zu bilden. Das Fluid kann dann einen Fluidströmungsweg durchströmen, um eine Vielzahl rotierender Schaufeln und Rotor oder Welle der Turbinenkomponente zur Stromerzeugung zu drehen. Das Fluid kann über die Vielzahl rotierender Schaufeln und eine Vielzahl stationärer Düsen oder Leitschaufeln, die zwischen den rotierenden Schaufeln angeordnet sind, durch die Turbinenkomponente geleitet werden. Wenn die Vielzahl rotierender Schaufeln den Rotor des Gasturbinensystems drehen, kann ein Generator, der mit dem Rotor gekoppelt ist, Strom aus der Drehung des Rotors erzeugen. Für verbesserte Betriebseffizienzen können Turbinenkomponenten heißgasbeaufschlagte Komponenten wie Turbinenummantelungen und/oder Düsenbänder einschließen, um den Strömungsweg des Betriebsfluids genauer zu definieren. Zum Beispiel können Turbinenummantelungen radial an rotierende Schaufeln der Turbinenkomponente angrenzen und das Betriebsfluid innerhalb der Turbinenkomponente leiten und/oder die äußeren Grenzen des Fluidströmungswegs für das Betriebsfluid definieren. Während des Betriebs können Turbinenummantelungen Hochtemperatur-Betriebsflüssigkeiten ausgesetzt sein, die durch die Turbinenkomponente strömen. Im Laufe der Zeit und/oder während der Exposition können Turbinenummantelungen eine unerwünschte thermische Ausdehnung erfahren. Die thermische Ausdehnung von Turbinenummantelungen kann zu Schäden an den Ummantelungen führen und/oder es den Ummantelungen nicht ermöglichen, eine Abdichtung innerhalb der Turbinenkomponente zur Definition des Strömungsweges für das Betriebsfluid aufrechtzuerhalten. Wenn die Turbinenummantelungen beschädigt werden oder keine zufriedenstellende Abdichtung innerhalb der Turbinenkomponente mehr bilden, kann das Betriebsfluid aus dem Strömungsweg austreten, was wiederum den Betriebswirkungsgrad der Turbinenkomponente und des gesamten Turbinensystems reduziert.
Außerdem schützen herkömmliche Turbinenummantelungen weder sich selbst noch andere Abschnitte der Turbinenkomponente (z. B. das Gehäuse) während eines Ausfallereignisses. Wenn z. B. ein Ausfallereignis eintritt und eine Komponente oder ein Abschnitt einer Komponente (z. B. Schaufelblatt) unerwünscht zu einem Projektil wird, das sich durch die Turbinenkomponente bewegt, berührt oder trifft das Projektil typischerweise Turbinenummantelungen und verursacht Schäden. Insbesondere können die vom Projektil getroffenen Turbinenummantelungen beschädigt werden, wodurch der Wirkungsgrad der Turbinenkomponente möglicherweise abnimmt. Außerdem steigt mit der Beschädigung von Turbinenummantelungen die Gefahr, dass sich die beschädigte Turbinenummantelung vom Turbinengehäuse abkoppelt. Zusätzlich zur weiteren Verminderung des Betriebswirkungsgrades innerhalb der Turbinenkomponente können abgekoppelte, beschädigte Turbinenummantelungen selbst zu unerwünschten Projektilen werden, die den Betrieb oder den Zustand der Turbinenkomponente weiter beeinträchtigen können. Des Weiteren kann das Gehäuse, sobald sich eine Turbinenummantelung vom Gehäuse abgekoppelt hat, unerwünscht innerhalb der Turbinenkomponente freigelegt werden. Wenn das Turbinengehäuse beschädigt wird, muss die Turbinenkomponente üblicherweise für eine längere Zeit stillgelegt werden, um das beschädigte Gehäuse zu reparieren oder zu ersetzen. Neben dem Verlust der Fähigkeit, Strom zu erzeugen, während die Turbinenkomponente abgeschaltet ist, ist die Reparatur oder der Austausch des Gehäuses oft zeitaufwändig, schwierig und teuer.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erster Gesichtspunkt der Offenbarung stellt eine Turbinenummantelung für ein Turbinensystem bereit. Die Turbinenummantelung schließt ein: einen Einheitskörper einschließlich: eines Stützabschnitts, der direkt an ein Turbinengehäuse des Turbinensystems gekoppelt ist; einen Zwischenabschnitt, der einstückig mit dem Stützabschnitt ist und sich von diesem weg erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt einschließt: ein hinteres Segment, das sich senkrecht von dem Stützabschnitt weg erstreckt, und ein nichtlineares Segment, das sich von dem Stützabschnitt weg erstreckt, angrenzend an das hintere Segment; einen Dichtungsabschnitt, der einstückig mit dem Zwischenabschnitt ist, wobei der Dichtungsabschnitt ein vorderes Ende, ein hinteres Ende, das gegenüber dem vorderen Ende positioniert ist, und eine heißgasbeaufschlagte Oberfläche (HGP-Oberfläche) einschließt, die sich zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende erstreckt; zwei gegenüberliegende Schlitzflächen, die sich neben und zwischen dem Stützabschnitt und dem Dichtungsabschnitt erstrecken; ein Plenum, das sich durch den Stützabschnitt, den Zwischenabschnitt und mindestens einen Teil des Dichtungsabschnitts zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen erstreckt, wobei das Plenum das hintere Segment und das nichtlineare Segment des Zwischenabschnitts trennt; mindestens ein Brückenelement, das einstückig mit dem hinteren Segment und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts gebildet ist, wobei sich das mindestens eine Brückenelement teilweise durch das Plenum erstreckt; und mindestens eine Öffnung, die in einem Abschnitt des Plenums gebildet ist, der sich durch den Zwischenabschnitt erstreckt, wobei die mindestens eine Öffnung mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement definiert ist.
Ein zweiter Gesichtspunkt der Offenbarung stellt ein Turbinensystem bereit, das einschließt: ein Turbinengehäuse; einen Rotor, der sich axial durch das Turbinengehäuse erstreckt; eine Vielzahl von Turbinenschaufeln, die in Umfangsrichtung um den Rotor herum positioniert sind und sich radial von diesem aus erstrecken; und eine Vielzahl von Turbinenummantelungen, die direkt an das Turbinengehäuse gekoppelt und radial zwischen dem Turbinengehäuse und der Vielzahl von Turbinenschaufeln angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen einschließt: einen Einheitskörper, der einschließt: einen Stützabschnitt, der direkt an ein Turbinengehäuse des Turbinensystems gekoppelt ist; einen Zwischenabschnitt, der einstückig mit dem Stützabschnitt ist und sich von diesem weg erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt einschließt: ein hinteres Segment, das sich senkrecht von dem Stützabschnitt weg erstreckt, und ein nichtlineares Segment, das sich von dem Stützabschnitt weg erstreckt, angrenzend an das hintere Segment; einen Dichtungsabschnitt, der einstückig mit dem Zwischenabschnitt ist, wobei der Dichtungsabschnitt ein vorderes Ende, ein hinteres Ende, das gegenüber dem vorderen Ende positioniert ist, und eine heißgasbeaufschlagte Oberfläche (HGPOberfläche) einschließt, die sich zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende erstreckt; zwei gegenüberliegende Schlitzflächen, die sich neben und zwischen dem Stützabschnitt und dem Dichtungsabschnitt erstrecken; ein Plenum, das sich durch den Stützabschnitt, den Zwischenabschnitt und mindestens einen Teil des Dichtungsabschnitts zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen erstreckt, wobei das Plenum das hintere Segment und das nichtlineare Segment des Zwischenabschnitts trennt; mindestens ein Brückenelement, das einstückig mit dem hinteren Segment und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts gebildet ist, wobei sich das mindestens eine Brückenelement teilweise durch das Plenum erstreckt; und mindestens eine Öffnung, die in einem Abschnitt des Plenums gebildet ist, der sich durch den Zwischenabschnitt erstreckt, wobei die mindestens eine Öffnung mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement definiert ist.
Die veranschaulichenden Aspekte der vorliegenden Offenbarung sollen die hierin beschriebenen Probleme und/oder andere nicht diskutierte Probleme lösen.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Gesichtspunkte der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung darstellen, besser verständlich, in denen Folgendes gilt:

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Gasturbinensystems gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
2 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnitts einer Turbine des Gasturbinensystems aus 1 einschließlich einer Turbinenschaufel, einer Statorleitschaufel, einem Rotor, einem Turbinengehäuse und einer Turbinenummantelung gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
3 zeigt die perspektivische Ansicht der Turbinenummantelung aus 2 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
4 zeigt eine Frontansicht der Turbinenummantelung aus 3 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
5 zeigt eine erste Seitenansicht der Turbinenummantelung aus 3, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
6 zeigt eine zweite Seitenansicht der Turbinenummantelung aus 3 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
7 zeigt eine Draufansicht auf die Turbinenummantelung aus 3 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
8 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der Turbinenummantelung aus 7, aufgenommen entlang der Linie CS 1-CS1, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Turbinenummantelung aus 8 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
10 zeigt eine vordere Querschnittsansicht der Turbinenummantelung aus 7, aufgenommen entlang der Linie CS2-CS2, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
11 zeigt eine vordere Querschnittsansicht der Turbinenummantelung aus 7, aufgenommen entlang der Linie CS3-CS3, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
12 zeigt einen seitlichen Querschnitt der Turbinenummantelung aus 7, aufgenommen entlang der Linie CS4-CS4, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
13 zeigt einen seitlichen Querschnitt der Turbinenummantelung aus 7, aufgenommen entlang der Linie CS4-CS4, gemäß zusätzlichen Ausführungsformen der Offenbarung.
14 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Abschnitts des Gasturbinensystems aus 2 einschließlich der Turbinenummantelung aus 3, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
15 zeigt ein Blockdiagramm eines additiven Herstellungsverfahrens einschließlich eines nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermediums, auf dem ein für eine Turbinenummantelung repräsentativer Code gemäß Ausführungsformen der Offenbarung gespeichert ist.

Es wird angemerkt, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen nur typische Gesichtspunkte der Offenbarung darstellen und sollten daher nicht als den Umfang der Offenbarung einschränkend angesehen werden. In den Zeichnungen entsprechen gleiche Nummern gleichen Elementen zwischen den Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Um die aktuelle Offenbarung klar zu beschreiben, muss zunächst eine bestimmte Terminologie ausgewählt werden, wenn auf relevante Maschinenkomponenten innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung Bezug genommen wird und diese beschrieben werden. Dabei werden, wenn möglich, branchenübliche Begriffe verwendet und in einer Weise verwendet, die der akzeptierten Bedeutung entspricht. Sofern nicht anders angegeben, sollte eine solche Terminologie eine breite Auslegung erhalten, die mit dem Kontext der vorliegenden Anmeldung und dem Umfang der beigefügten Ansprüche vereinbar ist. Durchschnittsfachleute werden erkennen, dass häufig auf eine bestimmte Komponente unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher oder überlappender Begriffe Bezug genommen werden kann. Was hierin als ein einzelnes Teil beschrieben werden kann, kann mehrere Komponenten umfassen und in einem anderen Kontext als aus diesen bestehend bezeichnet werden. Alternativ kann das, was hierin als mehrere Komponenten enthaltend beschrieben werden kann, an anderer Stelle als ein einzelnes Teil bezeichnet werden.
Außerdem können hierin mehrere beschreibende Begriffe regelmäßig verwendet werden, und es sollte sich als hilfreich erweisen, diese Begriffe zu Beginn dieses Abschnitts zu definieren. Diese Begriffe und ihre Definitionen sind, sofern nicht anders angegeben, wie folgt. Wie hier verwendet, sind „stromabwärts“ und „stromaufwärts“ Ausdrücke, die eine Richtung relativ zur Strömung eines Fluids angeben, wie etwa des Arbeitsfluids durch die Turbinenmaschine oder zum Beispiel des Luftstroms durch die Brennkammer oder des Kühlmittels durch eines der Turbinenkomponentensysteme. Der Ausdruck „stromabwärts“ entspricht der Strömungsrichtung des Fluids, und der Ausdruck „stromaufwärts“ bezieht sich auf die Richtung entgegengesetzt zur Strömung. Die Begriffe „vordere“ und „hintere“ beziehen sich ohne weitere Spezifizierung auf Richtungen, wobei sich „vordere“ auf das Vorder- oder Verdichterende des Motors und „hintere“ auf das Hinter- oder Turbinenende des Motors bezieht. Außerdem können die Begriffe „führend“ und „nachlaufend“ als ähnlich in der Beschreibung verwendet und/oder verstanden werden wie die Begriffe „vordere“ und „hintere“. Es ist häufig erforderlich, Teile zu beschreiben, die sich radial, axial und/oder in der Umfangsrichtung unterscheiden. Die „A“-Achse stellt eine axiale Orientierung dar. Wie hier verwendet, nehmen die Begriffe, „axial“ und/oder „in axialer Richtung“ Bezug auf die relative Position/Richtung von Objekten entlang der Achse A, die im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Turbinensystems (insbesondere des Rotorabschnitts) verläuft. Wie hierin ferner verwendet, nehmen die Begriffe „radial“ und/oder „in radialer Richtung“ Bezug auf die relative Position/Richtung von Objekten entlang einer Richtung „R“ (siehe 1 und 2), die im Wesentlichen senkrecht zur Achse A steht und die Achse A nur an einer Stelle schneidet. Der Begriff „in Umfangsrichtung“ bezieht sich auf eine Bewegung oder Position um Achse A herum (z. B. Richtung „C“).
Wie vorstehend erwähnt, nimmt die Offenbarung im Allgemeinen Bezug auf eine Turbinensystemkomponente und im Besonderen auf einen Einheitskörper von Turbinenummantelungen für Turbinensysteme, der darin gebildete Merkmale für Zusammenbrechen/-fallen einschließt.
Diese und andere Ausführungsformen werden unten unter Bezugnahme auf 1 bis 15 erörtert. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch schnell erkennen, dass die hier gegebene detaillierte Beschreibung zu diesen Figuren nur exemplarische Zwecke erfüllt und nicht als Einschränkung auszulegen ist.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines veranschaulichenden Gasturbinensystems 10. Gasturbinensystem 10 kann einen Verdichter 12 einschließen. Verdichter 12 komprimiert einen ankommenden Luftstrom 18. Verdichter 12 leitet einen Strom komprimierter Luft 20 zu einer Brennkammer 22. Brennkammer 22 mischt den Strom komprimierter Luft 20 mit einem unter Druck stehenden Brennstoffstrom 24 und entzündet das Gemisch, um einen Strom von Verbrennungsgasen 26 zu erzeugen. Obwohl nur eine einzige Brennkammer 22 gezeigt wird, kann das Gasturbinensystem 10 eine beliebige Anzahl von Brennkammern 22 einschließen. Der Strom von Verbrennungsgasen 26 wird wiederum an eine Turbine 28 geleitet, die üblicherweise eine Vielzahl von Turbinenschaufeln einschließlich Schaufelblättern (siehe 2) und Statorleitschaufeln (siehe 2) einschließt. Der Strom von Verbrennungsgasen 26 treibt Turbine 28 und insbesondere die Vielzahl von Turbinenschaufeln von Turbine 28 an, um mechanische Arbeit zu erzeugen. Die in Turbine 28 erzeugte mechanische Arbeit treibt Verdichter 12 über einen Rotor 30 an, der sich durch Turbine 28 erstreckt, und kann zum Antreiben einer externen Last 32, wie etwa eines elektrischen Generators und/oder dergleichen, verwendet werden.
Das Gasturbinensystem 10 kann auch einen Abgasrahmen 34 einschließen. Wie in 1 gezeigt, kann Abgasrahmen 34 angrenzend an Turbine 28 von Gasturbinensystem 10 positioniert sein. Insbesondere kann der Abgasrahmen 34 angrenzend an Turbine 28 angeordnet sein und kann im Wesentlichen stromabwärts von Turbine 28 und/oder des Stroms von Verbrennungsgasen 26, der von der Brennkammer 22 zur Turbine 28 strömt, angeordnet sein. Wie hier erörtert, kann ein Teil (z. B. Außengehäuse) des Abgasrahmens 34 direkt mit einer Einfassung, Hülle oder einem Gehäuse 36 von Turbine 28 gekoppelt sein.
Nachdem Verbrennungsgase 26 Turbine 28 durchströmt und angetrieben haben, können Verbrennungsgase 26 in einer Strömungsrichtung (D) durch Abgasrahmen 34 abgelassen, geleitet und/oder abgegeben werden. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 1 gezeigt wird, können Verbrennungsgase 26 durch Abgasrahmen 34 in Strömungsrichtung (D) strömen und aus Gasturbinensystem 10 (z. B. in die Atmosphäre) abgegeben werden. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel, in dem Gasturbinensystem 10 Teil eines Kombikraftwerks ist (z. B. einschließlich eines Gasturbinensystems und eines Dampfturbinensystems), können Verbrennungsgase 26 aus Abgasrahmen 34 abgegeben werden und in Strömungsrichtung (D) in einen Abhitzedampferzeuger des Kombikraftwerks strömen.
Bezug nehmend als Nächstes auf 2, wird ein Abschnitt von Turbine 28 gezeigt. Insbesondere zeigt 2 eine Seitenansicht eines Abschnitts von Turbine 28 einschließlich einer ersten Stufe von Turbinenschaufeln 38 (eine gezeigt) und einer ersten Stufe von Statorleitschaufeln 40 (eine gezeigt), die in Gehäuse 36 von Turbine 28 angeordnet sind. Wie hierin erläutert, kann jede Stufe (z. B. erste Stufe, zweite Stufe (nicht gezeigt), dritte Stufe (nicht gezeigt)) von Turbinenschaufeln 38 eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 38 einschließen, die mit Rotor 30 gekoppelt und in Umfangsrichtung um diesen herum positioniert sein können und durch Verbrennungsgase 26 angetrieben werden können, um Rotor 30 zu drehen. Wie gezeigt, kann sich die Vielzahl von Turbinenschaufeln 38 auch radial vom Rotor 30 aus erstrecken. Zusätzlich kann jede Stufe (z. B. erste Stufe, zweite Stufe (nicht gezeigt), dritte Stufe (nicht gezeigt)) von Leitschaufeln 40 eine Vielzahl von Leitschaufeln einschließen, die mit Gehäuse 36 von Turbine 28 gekoppelt und/oder in Umfangsrichtung um dieses herum positioniert sein können. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 2 gezeigt wird, können Statorleitschaufeln 40 eine Vielzahl von heißgasbeaufschlagten (HGP) Komponenten einschließen, die eine äußere Plattform 42 und eine innere Plattform 44, die gegenüber der äußeren Plattform 42 positioniert ist, einschließen und/oder als solche gebildet sind. Statorleitschaufeln 40 von Turbine 28 können auch ein Schaufelblatt 45 einschließen, das zwischen äußerer Plattform 42 und innerer Plattform 44 positioniert ist. Äußere Plattform 42 und innere Plattform 44 von Statorleitschaufeln 40 können einen Strömungsweg (FP) für die Verbrennungsgase 26 definieren, die über Statorleitschaufeln 40 strömen. Wie hierin erläutert, können Statorleitschaufeln 40 an benachbarte und/oder umgebende Ummantelungen von Turbine 28 gekoppelt werden.
Jede Turbinenschaufel 38 von Turbine 28 kann ein Schaufelblatt 46 einschließen, das sich radial von Rotor 30 erstreckt und innerhalb des Strömungswegs (FP) von Verbrennungsgasen 26 angeordnet ist, die durch Turbine 28 strömen. Jedes Schaufelblatt 46 kann Spitzenabschnitt 48 einschließen, der radial gegenüber Rotor 30 positioniert ist. Turbinenschaufel 38 kann ferner eine Plattform 50 einschließen, die gegenüber Spitzenabschnitt 48 von Schaufelblatt 46 positioniert ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann Plattform 50 teilweise einen Strömungsweg für Verbrennungsgase 26 für Turbinenschaufeln 38 definieren. Turbinenschaufeln 38 und Statorleitschaufeln 40 können auch axial nebeneinander innerhalb von Gehäuse 36 angeordnet sein. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 2 gezeigt wird, können Statorleitschaufeln 40 axial neben und stromabwärts von Turbinenschaufeln 38 positioniert sein. Zur Verdeutlichung sind nicht alle Turbinenschaufeln 38, Statorleitschaufeln 40 und/oder der gesamte Rotor 30 von Turbine 28 gezeigt. Zusätzlich kann Turbine 28 eine Vielzahl von Stufen von Turbinenschaufeln und Statorleitschaufeln einschließen, die axial durch Gehäuse 36 von Turbine 28 hindurch angeordnet sind, obwohl in 2 nur ein Abschnitt einer einzelnen Stufe Turbinenschaufeln 38 und Statorleitschaufeln 40 von Turbine 28 dargestellt ist.
Turbine 28 von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) kann ferner eine Vielzahl von Turbinenummantelungen 100 einschließen, die in Turbine 28 eingeschlossen sind.
Turbine 28 kann eine Stufe von Turbinenummantelungen 100 (eine gezeigt) einschließen. Turbinenummantelungen 100 können der Stufe von Turbinenschaufeln 38 und/oder der Stufe von Statorleitschaufeln 40 entsprechen. Das heißt, und wie hierin erörtert, die Stufe von Turbinenummantelungen 100 kann innerhalb von Turbine 28 angrenzend an die Stufe von Turbinenschaufeln 38 und/oder die Stufe von Statorleitschaufeln 40 positioniert sein, um mit dem Strömungsweg (FP) von Verbrennungsgasen 26, die durch Turbine 28 strömen, zusammenzuwirken und eine Dichtung darin bereitzustellen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 2 gezeigt wird, kann die Stufe von Turbinenummantelungen 100 radial angrenzend positioniert sein und/oder die Stufe Turbinenschaufeln 38 im Wesentlichen umgeben oder umkreisen. Turbinenummantelungen 100 können radial angrenzend an Spitzenabschnitt 48 von Schaufelblatt 46 für Turbinenschaufel 38 positioniert sein. Zusätzlich können im nicht einschränkenden Beispiel auch Turbinenummantelungen 100 axial neben und/oder stromaufwärts von Statorleitschaufeln 40 von Turbine 28 positioniert werden. Wie hierin erläutert (siehe 14), können Turbinenummantelungen 100 zwischen zwei benachbarten Stufen von Statorleitschaufeln positioniert werden, die eine einzelne Stufe von Turbinenschaufeln umgeben und/oder auf beiden axialen Seiten positioniert sein können.
Die Stufe von Turbinenummantelungen kann mehrere Turbinenummantelungen 100 einschließen, die direkt an Gehäuse 36 von Turbine 28 gekoppelt und/oder in Umfangsrichtung um dieses herum positioniert werden können. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 2 gezeigt wird, können Turbinenummantelungen 100 über eine Verlängerung 52, die sich von Gehäuse 36 von Turbine 28 radial nach innen (z. B. zum Rotor 30) erstreckt, direkt mit Gehäuse 36 gekoppelt werden. Wie hierin erläutert, kann Verlängerung 52 eine Öffnung 54 einschließen, die so konfiguriert werden kann, dass sie mit den Befestigungselementen oder Haken (siehe 14) von Turbinenummantelung 100 gekoppelt werden kann, um Turbinenummantelung 100 an Gehäuse 36 von Turbine 28 zu koppeln, zu positionieren und/oder zu sichern. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann Verlängerung 52 mit Gehäuse 36 von Turbine 28 gekoppelt und/oder daran befestigt sein. Insbesondere kann Verlängerung 52 in Umfangsrichtung um Gehäuse 36 positioniert werden und radial neben Turbinenschaufeln 38 positioniert werden. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann Verlängerung 52 einstückig mit Gehäuse 36 gebildet sein, um Turbinenummantelungen 100 direkt mit Gehäuse 36 zu koppeln, zu positionieren und/oder zu fixieren. Ähnlich wie Turbinenschaufeln 38 und/oder Statorleitschaufeln 40, obwohl nur ein Abschnitt der Stufe von Turbinenummantelungen 100 von Turbine 28 in 2 gezeigt wird, kann Turbine 28 mehrere Stufen von Turbinenummantelungen 100 einschließen, die axial durch Gehäuse 36 von Turbine 28 positioniert und mit Verlängerung 52 an Gehäuse 26 gekoppelt sind.
3 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten von Turbinenummantelung 100 von Turbine 28 für Gasturbinensystem 10 aus 1. Insbesondere zeigt 3 eine isometrische Ansicht von Turbinenummantelung 100, 4 eine Vorderansicht von Turbinenummantelung 100, 5 eine erste Seitenansicht von Turbinenummantelung 100, 6 eine zweite Ansicht von Turbinenummantelung 100 und 7 eine Draufansicht von Turbinenummantelung 100.
Das nicht einschränkende Beispiel von Turbinenummantelung 100 und ihrer verschiedenen Komponenten kann hierin unter Bezugnahme auf alle 3 bis 7 behandelt werden, um sicherzustellen, dass jede der Komponenten der Vielzahl von Komponenten angemessen und genau beschrieben und dargestellt wird. Gegebenenfalls spezifische Figuren der kollektiven 3 bis 7 können bei der Erläuterung einer oder mehrerer Komponenten oder Merkmale von Turbinenummantelung 100 herangezogen werden. Zusätzlich können mehrere Referenzlinien oder Richtungen, die in den 1 und 2 dargestellt sind, unter Bezugnahme auf die 3 und 7 hierin regelmäßig verwenden werden. Beispielsweise kann in jeder der 3 bis 7 „A“ Bezug auf eine axiale Ausrichtung oder Achse nehmen, „R“ kann Bezug auf eine radiale Achse nehmen, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse A steht, und „C“ kann Bezug auf eine Umfangsrichtung, Bewegung und/oder Position entlang einer Bahn nehmen, die um die Achse „A“ zentrisch ist, wie hierin erläutert.
Turbinenummantelung 100 kann einen Körper 102 einschließen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Turbinenummantelung 100 einen Einheitskörper 102 einschließen und/oder als solcher gebildet sein, so dass Turbinenummantelung 100 eine einzelne, durchgehende und/oder ungeteilte Komponente oder Teil ist. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, da Turbinenummantelung 100 Einheitskörper 102 einschließt, ist es möglicherweise nicht erforderlich, verschiedene Teile zu bauen, zu verbinden, zu koppeln und/oder zu montieren, um Turbinenummantelung 100 vollständig zu bilden, und/oder es ist möglicherweise nicht erforderlich, verschiedene Teile zu bauen, zu verbinden, zu koppeln und/oder zu montieren, bevor Turbinenummantelung 100 innerhalb von Turbinensystem 10 installiert und/oder implementiert werden kann (siehe 1). Vielmehr kann, sobald ein einziger, durchgehender und/oder ungeteilter Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 gebaut ist, wie hierin erläutert, Turbinenummantelung 100 sofort in Turbinensystem 10 installiert werden.
In dem nicht einschränkenden Beispiel können Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 und die verschiedenen Komponenten und/oder Merkmale von Turbinenummantelung 100 mit irgendeinem geeigneten zusätzlichen Fertigungsprozess und/oder Verfahren gebildet werden. Beispielsweise kann Turbinenummantelung 100 einschließlich Einheitskörper 102 durch direktes Metalllaserschmelzen (DMLM) (auch als selektives Laserschmelzen (SLM) bezeichnet), direktes Metalllasersintern (DMLS), Elektronenstrahlschmelzen (EBM), Stereolithografie (SLA), Bindemittelstrahlen oder irgendeinem anderen geeigneten zusätzlichen Fertigungsprozess gebildet werden. Als solche können Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 und die verschiedenen Komponenten und/oder Merkmale, die an und/oder in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 integriert sind, während eines einzigen, additiven Herstellungsprozesses und/oder -verfahrens gebildet werden. Zusätzlich kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 aus jedem Material gebildet sein, das bei dem oder den zusätzlichen Fertigungsprozessen zum Bilden von Turbinenummantelung 100 verwendet werden kann und/oder das den Betriebseigenschaften (z. B. Expositionstemperatur, Expositionsdruck und dergleichen) standhalten kann, denen Turbinenummantelung 100 innerhalb von Gasturbinensystem 10 während des Betriebs ausgesetzt ist.
Da Turbinenummantelung 100 aus Einheitskörper 102 gebildet wird, kann Turbinenummantelung 100 verschiedene einstückig gebildete Teile einschließen, die jeweils unterschiedliche Merkmale, Komponenten und/oder Segmente einschließen können, die eine Dichtung in Turbine 28 bereitstellen und/oder den Strömungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definieren können (siehe 2). Das heißt, und da Turbinenummantelung 100 Einheitskörper 102 einschließt, der mit einem beliebigen geeigneten (einzelnen) additiven Herstellungsprozess und/oder -verfahren gebildet wird, die Merkmale, Komponenten und/oder Segmente von Turbinenummantelung 100 können einstückig mit Einheitskörper 102 gebildet werden. Die Begriffe „einstückige Merkmale“ oder „einstückig gebildete Merkmale“ können auf Merkmale Bezug nehmen, die auf oder in Einheitskörper 102 während des (einzigen) additiven Herstellungsverfahrens gebildet werden, auf Merkmale, die aus demselben Material wie Einheitskörper 102 gebildet werden, und/oder auf Merkmale, die auf oder in Einheitskörper 102 gebildet werden, so dass die Merkmale nicht mit unterschiedlichen Verfahren und/oder Rohstoffkomponenten hergestellt werden, die getrennt und anschließend auf oder in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebaut, verbunden, gekoppelt und/oder montiert werden.
Beispielsweise kann Turbinenummantelung 100 einen Stützabschnitt 104 einschließen. Wie hierin erläutert, können Stützabschnitt 104 und die darauf gebildeten Merkmale direkt an Turbinengehäuse 36 und/oder Verlängerung 52 gekoppelt werden und/oder die Kopplung von Turbinenummantelung 100 mit Turbinengehäuse 36 und/oder Verlängerung 52 unterstützen (siehe 14). Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 kann ein vorderes Ende 106 und ein hinteres Ende 108 einschließen, das dem vorderen Ende 106 gegenüber positioniert ist. Das vordere Ende 106 kann axial stromaufwärts vom hinteren Ende 108 positioniert werden.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3, 4 und 7 gezeigt wird, kann vorderes Ende 106 eine hervorstehende und/oder konvergierende Form, Ausrichtung und/oder Konfiguration 110 (im Folgenden „Konfiguration 110“) einschließen. Das heißt, und wie in dem nicht einschränkenden Beispiel gezeigt, das vordere Ende 106 von Stützabschnitt 104 kann so gebildet werden, dass es Konfiguration 110 aufweist und/oder einschließt, die gegenüberliegende winklige und/oder gebogene Wände 112, 118 einschließen kann, die sich axial von gegenüberliegenden Seiten der Stützabschnitte 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken und auf eine mittlere Wand 124 zusammenlaufen. Mittlere Wand 124 von vorderem Ende 106 kann stromaufwärts von Wänden 112, 118 positioniert und/oder gebildet werden und/oder kann axial vor den übrigen Abschnitten von Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 positioniert werden. Das heißt, mittlere Wand 124 kann der axial vorderste Abschnitt von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 für Einheitskörper 102 sein.
Zusätzlich kann Stützabschnitt 104 auch eine erste Oberfläche 126 und eine zweite Oberfläche 128 einschließen. Erste Oberfläche 126 und zweite Oberfläche 128 können sich (axial) zwischen vorderem Ende 106 und hinterem Ende 108 erstrecken. Zusätzlich können erste Oberfläche 126 und zweite Oberfläche 128 im Wesentlichen senkrecht zum vorderen Ende 106 und/oder zum hinteren Ende 108 von Stützabschnitt 104 gebildet werden oder sich im Wesentlichen senkrecht dazu erstrecken. Wie im nicht einschränkenden Beispiel gezeigt, kann zweite Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 gegenüber erster Fläche 110 positioniert und/oder (radial) gebildet werden.
Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 kann auch eine Vielzahl von Haken zur Verbindung von Turbinenummantelung 100 mit Turbinengehäuse 36 und/oder Verlängerung 52 einschließen (siehe 14). Wie in den 3 bis 7 gezeigt, kann Einheitskörper 102 mindestens einen vorderen Haken 130 und mindestens einen hinteren Haken 132 einschließen. Der (die) vordere(n) Haken 130 und der (die) hintere(n) Haken 132 können einstückig mit Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 gebildet sein. Insbesondere kann (können) der (die) vordere(n) Haken 130 einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 und der (die) hintere(n) Haken 132 einstückig mit hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104, (axial) gegenüber dem (den) vorderen Haken 130, gebildet sein. Zusätzlich, wie in den 3 bis 6 gezeigt, können sich der (die) vordere(n) Haken 130 und der (die) hintere(n) Haken 132 auch (radial) neben erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 erstrecken. Das heißt, der (die) vordere(n) Haken 130 und der (die) hintere(n) Haken 132, die einstückig mit vorderem Ende 106 bzw. hinterem Ende 108 gebildet sind, können sich radial neben erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104, insbesondere radial nach außen, erstrecken.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 zwei vordere Haken 130A, 130B einschließen. Zwei vordere Haken 130A, 130B können einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 gebildet und mittig positioniert werden. Insbesondere können zwei vordere Haken 130A, 130B einstückig mit mittlerer Wand 124 von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet werden. Zusätzlich, und wie im nicht einschränkenden Beispiel gezeigt, können zwei vordere Haken 130A, 130B (in Umfangsrichtung) zwischen Wänden 112, 118 von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet werden.
Zusätzlich in dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 drei verschiedene hintere Haken 132A, 132B, 132C einschließen. Drei hintere Haken 132A, 132B, 132C können einstückig mit hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104 zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Beispielsweise kann ein erster hinterer Haken 132A einstückig mit hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104, zwischen Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102, gebildet und mittig auf diesem positioniert werden. Im nicht einschränkenden Beispiel kann erster hinterer Haken 132A am hinteren Ende 108 von Stützabschnitt 104 axial gegenüberliegend und/oder in axialer Ausrichtung mit zwei vorderen Haken 130A, 130B gebildet werden, die am ersten Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet werden. Zusätzlich kann ein zweiter hinterer Haken 132B einstückig mit hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104, direkt angrenzend an die erste Schlitzfläche 120 von Einheitskörper 102, gebildet werden. Ein dritter hinterer Haken 132C kann einstückig mit hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104 gebildet werden, direkt angrenzend an die zweite Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102. Dritter hinterer Haken 132C kann auf Stützabschnitt 104 in Umfangsrichtung gegenüber dem zweiten hinteren Haken 132B gebildet werden.
Es versteht sich, dass Größe, Form und/oder Anzahl von Haken 130, 132, die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, wie in den 3 bis 7 gezeigt, nur der Veranschaulichung dienen. So kann Turbinenummantelung 100 mehr oder weniger, größere oder kleinere und/oder deutlich gebildete Haken 130, 132 einschließen. Die Größe, Form und/oder Anzahl von Haken 130, 132, die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, können mindestens teilweise von verschiedenen Parametern (z. B. Expositionstemperatur, Expositionsdruck, Position innerhalb von Turbinengehäuse 36, zugehörige Stufe Turbinenschaufel 38, Größe oder Form von Verlängerung 52, Größe oder Form von Öffnung 54 und ähnliches) von Gasturbinensystem 10 während des Betriebs abhängen. Zusätzlich oder alternativ kann die Größe, Form und/oder Anzahl von Haken 130, 132, die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, mindestens teilweise von den Eigenschaften (z. B. Größe oder Form von Stützabschnitt 104) von Turbinenummantelung 100 abhängig sein.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch Zwischenabschnitt 134 einschließen. Zwischenabschnitt 134 kann einstückig mit Stützabschnitt 104 gebildet werden und sich von diesem aus erstrecken. Insbesondere kann Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 einstückig mit der zweiten Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 gebildet werden und sich radial von dieser weg erstrecken. Im nicht einschränkenden Beispiel kann Zwischenabschnitt 134 von Turbinenabdeckung 100 radial zwischen Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 und Turbinenschaufel 38 von Turbine 28 positioniert werden (siehe 14).
Zwischenabschnitt 134 kann verschiedene Merkmale und/oder Segmente von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 einschließen. Die verschiedenen hierin erläuterten Merkmale und/oder Segmente können sich zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken und/oder dort gebildet werden. Beispielsweise kann Zwischenabschnitt 134 ein hinteres Segment 136 einschließen, das sich senkrecht und/oder radial von der zweiten Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 weg erstreckt. Zusätzlich wie in den 3, 5 und 6 gezeigt, kann sich hinteres Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 von der zweiten Oberfläche 128 im Wesentlichen neben hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104 und/oder dem (den) hinteren Haken 132 von Einheitskörper 102 erstrecken. In dem nicht einschränkenden Beispiel kann mindestens ein Abschnitt von hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 axial stromaufwärts vom hinteren Ende 108 von Stützabschnitt 104 und/oder dem (den) hinteren Haken 132 von Einheitskörper 102 positioniert werden.
Hinteres Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 kann auch zusätzliche Merkmale und/oder Komponenten einschließen. Beispielsweise, und wie in den 3, und 5 bis 7 gezeigt, kann Einheitskörper 102 mindestens einen Flansch 138, 140 einschließen, der einstückig mit hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 gebildet ist und sich von diesem aus erstreckt. Im nicht einschränkenden Beispiel können sich Flansch(e) 138, 140 über hinteres Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken. Zusätzlich, wie in den 5 und 6 gezeigt, können sich der (die) Flansch(e) 138, 140, der (die) einstückig mit hinterem Segment 136 gebildet ist (sind), axial über und/oder mindestens teilweise stromabwärts von hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104 und/oder von hinterem(n) Haken 132 von Einheitskörper 102 erstrecken. Wie hierin erläutert, können Flansch(e) 138, 140 zur Abdichtung innerhalb von Turbine 28 verwendet werden, den Strömungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definieren und/oder Statorleitschaufeln 40 in Gehäuse 36 von Turbine 28 befestigen (siehe 14).
Zwischenabschnitt 134 kann auch ein nichtlineares Segment 142 einschließen, das sich von der zweiten Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 weg erstreckt. Wie in den 3, 5 und 6 gezeigt, kann sich das nichtlineare Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 im Wesentlichen radial von zweiter Oberfläche 128, zwischen vorderem Ende 106 und hinterem Ende 108 von Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 und dem axial angrenzenden hinteren Segment 136 erstrecken. Nichtlineares Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 kann ein erstes Ende 144 einschließen, das einstückig mit der zweiten Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 zwischen vorderem Ende 106 und hinterem Ende 108 gebildet ist. Zusätzlich kann das nichtlineare Segment 142 ein zweites Ende 146 einschließen, das gegenüber dem ersten Ende 144 positioniert ist. Zweites Ende 146 von nichtlinearem Segment 142 kann radial neben und axial stromaufwärts von erstem Ende 144 positioniert werden. Zusätzlich kann zweites Ende 146 von nichtlinearem Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 auch axial stromaufwärts von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 positioniert werden, ebenso wie der/die vordere(n) Haken 130, der/die einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet ist/sind. Ein gebogener Abschnitt 148 kann sich zwischen erstem Ende 144 und zweitem Ende 146 von nichtlinearem Segment 142 erstrecken. Das heißt, nichtlineares Segment 142 kann auch gebogenen Abschnitt 148 einschließen, der sich zwischen erstem Ende 144 und zweitem Ende 146 erstreckt. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3, 5 und 6 gezeigt wird, kann gebogener Abschnitt 148, der sich zwischen erstem Ende 144 und zweitem Ende 146 erstreckt, eine im Wesentlichen konkave Form oder Konfiguration einschließen, so dass eine Seitenansicht von Zwischenabschnitt 134 und/oder von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 als ein rückwärtiges „C“ erscheinen kann. Infolge der Verlängerung zwischen erstem Ende 144 und zweitem Ende 146 kann mindestens ein Abschnitt von gebogenem Abschnitt 148 auch axial stromaufwärts von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 positioniert werden oder sich dorthin erstrecken. Zusätzlich kann mindestens ein Abschnitt von gebogenem Abschnitt 148 axial stromaufwärts des (der) vorderen Hakens (Haken) 130, der (die) einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet ist (sind), positioniert werden oder sich axial vor diesem (diesen) erstrecken.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 auch ein vorderes Segment 150 einschließen. Das vordere Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 kann einstückig mit zweitem Ende 146 von nichtlinearem Segment 142 gebildet werden. Zusätzlich kann vorderes Segment 150 im Wesentlichen neben, senkrecht und/oder axial stromaufwärts von zweitem Ende 146 von nichtlinearem Segment 142 gebildet werden. Wie gezeigt, kann vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 auch axial stromaufwärts von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 positioniert werden, ebenso wie der (die) vordere(n) Haken 130, der (die) einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet ist (sind). Vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 kann einen Kanal oder ein Bord 152 (im Folgenden „Bord 152“) einschließen, der oder das sich mindestens teilweise zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 erstreckt. Bord 152 kann in vorderem Segment 150 gebildet werden und/oder axial in dieses hineinragen. Wie hierin erläutert, können vorderes Segment 150 und Bord 152 zur Abdichtung innerhalb von Turbine 28 verwendet werden, den Strömungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definieren und/oder Statorleitschaufeln 40 in Gehäuse 36 von Turbine 28 befestigen (siehe 14).
Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 kann auch einen Dichtungsabschnitt 154 einschließen. Dichtungsabschnitt 154 kann einstückig mit Zwischenabschnitt 134 gebildet werden. Das heißt, dass Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 einstückig mit Zwischenabschnitt 134 gebildet und radial gegenüber Stützabschnitt 104 positioniert werden kann. Im nicht einschränkenden Beispiel und wie hierin erläutert, kann Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenabdeckung 100 radial zwischen Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 und Turbinenschaufel 38 von Turbine 28 positioniert werden und mindestens teilweise einen Strömungsweg (FP) für die durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definieren (siehe 14).
Im nicht einschränkenden Beispiel kann Dichtungsabschnitt 154 ein vorderes Ende 156 einschließen. Vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 kann zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 gebildet werden und/oder sich zwischen diesen erstrecken. Zusätzlich kann vorderes Ende 156 einstückig, radial angrenzend und/oder radial ausgerichtet mit vorderem Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden. Als Folge davon kann vorderes Ende 156 im Wesentlichen neben, senkrecht und/oder axial stromaufwärts zweitem Endes 146 von nichtlinearem Segment 142 gebildet werden. Vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 kann auch axial stromaufwärts von vorderem Endes 106 von Stützabschnitt 104 positioniert werden, ebenso wie der (die) vordere(n) Haken 130, der (die) einstückig mit vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet ist (sind). Da Einheitskörper 102 Stütze 104 und Zwischenabschnitt 134 mit nichtlinearem Segment 142, wie hierin erläutert, einschließt, kann vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 axial stromaufwärts von Stützabschnitt 104 in einer im Wesentlichen freitragenden Art oder Weise positioniert werden, ohne direkt mit Stützabschnitt 104 gekoppelt oder verbunden zu sein und/oder einstückig mit Stützabschnitt 104 gebildet zu sein. Infolgedessen kann sich vorderes Ende 156 sowie andere Abschnitte von Dichtungsabschnitt 154 während des Betriebs von Turbine 28 thermisch ausdehnen, ohne unerwünschte mechanische Beanspruchung oder Belastung für andere Abschnitte (z. B. Stützabschnitt 104, Zwischenabschnitt 134) von Turbinenummantelung 100 zu verursachen.
Dichtungsabschnitt 154 kann auch ein hinteres Ende 158 einschließen, das gegenüber vorderem Ende 156 positioniert und/oder gebildet ist. Hinteres Ende 158 kann auch stromabwärts von vorderem Ende 156 positioniert werden, so dass Verbrennungsgase 26, die durch den in Turbine 28 definierten Strömungsweg (FP) strömen, neben vorderem Ende 156 strömen können, bevor sie durch das angrenzende hintere Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 für Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 strömen. Hinteres Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 kann einstückig mit hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 gebildet, radial angrenzend und/oder radial ausgerichtet werden.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 bis 7 gezeigt wird, kann Dichtungsabschnitt 154 auch eine heißgasbeaufschlagte Oberfläche (HGP-Oberfläche) 160 einschließen. HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 kann einstückig gebildet sein und/oder sich axial zwischen vorderem Ende 156 und hinterem Ende 158 erstrecken. Zusätzlich kann HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 einstückig gebildet sein und/oder sich in Umfangsrichtung zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken. HGP-Oberfläche 160 kann auch radial gegenüber erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Wie hierin erläutert, kann HGP-Oberfläche 160 neben einem Heißgasströmungsweg (FP) von Verbrennungsgasen 26 von Turbine 28 positioniert werden. Das heißt, und wie hierin unter Bezugnahme auf 14 erläutert, HGP-Oberfläche 160 kann dem Heißgasströmungsweg (FP) der durch Turbinengehäuse 36 von Turbine 28 für Gasturbinensystem 10 strömenden Verbrennungsgase 26 positioniert, gebildet, zugewandt und/oder direkt ausgesetzt werden (siehe 2). Zusätzlich kann HGP-Oberfläche 160 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100, wenn sie in Turbinengehäuse 36 eingeschlossen wird, radial neben Spitzenabschnitt 48 von Schaufelblatt 46 positioniert werden (siehe 14).
Wie hierin erläutert, kann Einheitskörper 102 von Turbinenabdeckung 100 erste Schlitzfläche 120 und zweite Schlitzfläche 122 einschließen. Wie in dem nicht einschränkenden Beispiel aus 5 und 6 zeigt, können gegenüberliegende Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 Seitenwände bilden, die sich radial über Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 erstrecken. Insbesondere kann sich erste Schlitzfläche 120 neben und radial zwischen erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 erstrecken, und zweite Schlitzfläche 122 kann sich neben und radial zwischen erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154, erster Schlitzfläche 120 in Umfangsrichtung gegenüberliegend, erstrecken. Als solche können sich Schlitzflächen 120, 122 über die verschiedenen Abschnitte erstrecken, die Einheitskörper 102 bilden. Schlitzflächen 120, 122 können sich speziell über Stützabschnitt 104, Zwischenabschnitt 134 und/oder Dichtungsabschnitt 154 erstrecken, um Umfangsbegrenzungen, Seitenwände und/oder Seitenflächen für Einheitskörper 102 zu bilden.
Turbinenummantelung 100 kann auch eine Vielzahl von Merkmalen einschließen, um das Gesamtgewicht und/oder den Materialbedarf für die Herstellung von Turbinenummantelung 100 aus Einheitskörper 102 zu reduzieren. Beispielsweise kann auf erster Schlitzfläche 120 und/oder zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 mindestens ein Hohlraum 162 gebildet werden. Insbesondere, und wie in den 3, 5 und 6 gezeigt, kann mindestens ein Hohlraum 162 auf und/oder über mindestens einen Abschnitt von Schlitzflächen 120, 122 zwischen erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Im nicht einschränkenden Beispiel können Hohlräume 162 an Schlitzflächen 120, 122 in Umfangs- und/oder radialer Ausrichtung mit mindestens einem Abschnitt von Stützabschnitt 104, von Zwischenabschnitt 134 und von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden und/oder sich über diese erstrecken. Zusätzlich, und wie gezeigt, können Hohlräume 162 auf und/oder über zusätzliche Merkmale von Einheitskörper 102 gebildet werden, z. B. Flansch 138, der einstückig mit hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 gebildet wird. Der mindestens eine Hohlraum 162, der auf Schlitzflächen 120, 122 gebildet wird, darf sich nicht durch einen Abschnitt von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 erstrecken und/oder nicht in Fluidverbindung mit internen Merkmalen (z. B. Kühlkreisläufen) stehen, die in Turbinenummantelung 100 gebildet werden. Vielmehr kann der mindestens eine Hohlraum 162 als Mulden, Aussparungen, Vertiefungen, Grübchen und/oder Einkerbungen in Schlitzflächen 120, 122 gebildet sein. Die Einbeziehung von Hohlraum 162 in Schlitzflächen 120, 122 kann das Gewicht von Turbinenummantelung 100 reduzieren, die Flexibilität von Turbinenummantelung 100 erhöhen und/oder das Material (und damit die Herstellungskosten) reduzieren, das für den Bau oder die zusätzliche Herstellung von Turbinenummantelung 100 erforderlich ist.
Es versteht sich, dass die Größe, Form und/oder Anzahl von Hohlräumen 162, die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, wie in den 3, 5 und 6 gezeigt, nur der Veranschaulichung dienen. So kann Turbinenummantelung 100 mehr oder weniger, größere oder kleinere und/oder deutlich gebildete Hohlräume 162 einschließen. Die Größe, Form und/oder Anzahl von Hohlräumen 162, die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, können mindestens teilweise von verschiedenen Parametern (z .B. Expositionstemperatur, Expositionsdruck, Position innerhalb von Turbinengehäuse 36, zugehörige Stufe von Turbinenschaufel 38, Größe oder Form von Verlängerung 52, Größe oder Form von Öffnung 54 und ähnliches) von Gasturbinensystem 10 während des Betriebs abhängen. Zusätzlich oder alternativ können Größe, Form und/oder Anzahl von Hohlräumen 162 in Turbinenummantelung 100 mindestens teilweise von den Eigenschaften (z. B. Größe oder Form von Einheitskörper 102) von Turbinenummantelung 100 abhängen. Zusätzlich, obwohl sie als auf Schlitzflächen 120, 122 gebildet gezeigt werden, versteht es sich, dass verschiedene Abschnitte von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 Hohlräume 162 einschließen können, die darauf gebildet wurden. Beispielsweise, und wie in 3 gezeigt, können Hohlräume 162 an einem Abschnitt von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 und/oder an vorderen Haken 130A, 130B, die einstückig mit vorderem Ende 106 gebildet sind, gebildet werden und/oder sich über diesen Abschnitt erstrecken.
Zusätzlich kann Turbinenummantelung 100 auch mindestens ein Loch 164 einschließen, das darin gebildet ist, um das Gesamtgewicht und/oder den Materialbedarf für die Herstellung von Turbinenummantelung 100 aus Einheitskörper 102 zu reduzieren. In dem nicht einschränkenden Beispiel in den 3 und 7 kann eine Vielzahl von Löchern 164 durch Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Das heißt, Einheitskörper 102 kann Löcher 164 einschließen, die durch erste Oberfläche 126 und zweite Oberfläche 128 von Stützabschnitt 104 gebildet werden. Löcher 164 können neben vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 gebildet werden. Zusätzlich können Löcher 164 auch durch Stützabschnitt 104 neben und/oder radial über gebogenem Abschnitt 148 von nichtlinearem Segment 142 für Zwischenabschnitt 134 gebildet werden. Ähnlich wie die Hohlräume 162 können Löcher 164, die in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden, das Gewicht von Turbinenummantelung 100 reduzieren, die Flexibilität von Turbinenummantelung 100 erhöhen und/oder das Material (und damit die Herstellungskosten) reduzieren, das für den Bau oder die zusätzliche Herstellung von Turbinenummantelung 100 erforderlich ist.
Einheitskörper 102 kann auch Dichtungsnuten 166, 167 einschließen.
Dichtungsnuten 166, 167 können auf und/oder in erster Schlitzfläche 120 bzw. zweiter Schlitzfläche 122 gebildet werden. Wie in den 5 und 6 gezeigt, können erste Schlitzfläche 120 und zweite Schlitzfläche 122 jeweils eine Vielzahl von Dichtungsnuten 166, 167 einschließen, die auf der jeweiligen Fläche oder Oberfläche gebildet sind und/oder sich über diese erstrecken. Beispielsweise kann sowohl erste Schlitzfläche 120 als auch zweite Schlitzfläche 122 jeweils eine heißgasbeaufschlagte (HGP) Dichtnut 166 und eine Sekundärdichtnut 167 einschließen. HGP-Dichtnut 166 kann an gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 radial zwischen Sekundärdichtungsnut 167 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Jede der Vielzahl von Dichtungsnuten 166, 167 kann eine Dichtungskomponente (nicht gezeigt) aufnehmen, um mit einer Dichtungskomponente einer in Umfangsrichtung benachbarten Turbinenummantelung 100, die innerhalb von Turbine 28 verwendet wird, zusammenzuwirken (siehe 2). Dichtungskomponenten, die in Dichtungsnuten 166, 167 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 positioniert sind, können eine Dichtung innerhalb von Turbine 28 bilden, den Strömungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definieren und/oder eine Leckage von Verbrennungsgasen 26 in einen Kühlfluidaustrittsbereich für Turbinenummantelungen 100 verhindern. Im nicht einschränkenden Beispiel kann HGP-Dichtnut 166 eine Dichtungskomponente erhalten, die den Strömungsweg der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definiert und/oder den Strömungsweg der Verbrennungsgase vom Austrittsbereich des Kühlfluids trennt. So kann HGP-Dichtnut 166 die Leckage von Verbrennungsgasen 26 in einen Kühlfluidaustrittsbereich für Turbinenummantelungen 100 und umgekehrt verhindern.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 3 und 7 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 auch mindestens eine Einlassöffnung 168 einschließen. Einlassöffnung(en) 168 kann (können) in und/oder durch erste Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 zwischen vorderem Ende 106 und hinterem Ende 108 gebildet werden. Zusätzlich kann (können) Einlassöffnung(en) 168 auch in erster Oberfläche 126 und/oder durch Stützabschnitt 104 axial stromabwärts von nichtlinearem Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann (können) Einlassöffnung(en) 168 in Fluidverbindung mit einem Kühlkreislauf (nicht gezeigt) stehen, der durch Einheitskörper 102 gebildet wird. Insbesondere kann (können) sich Einlassöffhung(en) 168, die in erster Oberfläche 126 gebildet ist (sind), durch mindestens einen Abschnitt von Stützabschnitt 104 erstrecken und in Fluidverbindung mit einem Kühlkreislauf stehen, der durch Stützabschnitt 104, Zwischenabschnitt 134 und/oder Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 gebildet und/oder darin eingeschlossen ist.
Bezug nehmend als Nächstes auf 7 kann Turbinenummantelung 100 auch z. B. eine Messplatte 170 einschließen, die mit erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 gekoppelt ist. Messplatte 170 kann an erster Oberfläche 126 über und/oder mindestens teilweise über Einlassöffnung(en) 168 befestigt werden, um das Kühlfluid zu regulieren (z. B. Menge, Druck), das durch Einlassöffnung(en) 168 in den Kühlkreislauf (nicht gezeigt), der innerhalb von Turbinenummantelung 100 gebildet wird, fließen kann. Messplatte 170 kann an erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 mit jeder geeigneten Verbindungs- und/oder Kopplungstechnik und/oder jedem geeigneten Verfahren befestigt und/oder gekoppelt werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel, in dem Turbinengehäuse 100 Messplatte 170 einschließt, kann die Verbindung von Messplatte 170 mit erster Oberfläche 126, um Einlassöffnung 168 mindestens teilweise abzudecken, das einzige Verfahren zur Herstellung von Turbinenummantelung 100 sein, das nach dem Additivieren durchgeführt werden muss, bevor Turbinenummantelung 100 für den Einbau und/oder die Verwendung in Turbine 28 bereit ist. Daher und wie hierin erläutert, kann die Bildung von Turbinenummantelung 100 mit Einheitskörper 102 und den verschiedenen hierin erläuterten Merkmalen die Kosten, die Zeit und/oder den Prozess für den Bau und die Installation von Turbinenummantelung 100 innerhalb von Turbine 28 reduzieren.
Turbinenummantelung 100 kann auch ein oder mehrere Plenen und/oder einen oder mehrere darin gebildete Kühlkanäle zur Kühlung von Turbinenummantelung 100 während des Betriebs von Turbine 28 von Gasturbinensystem 10 einschließen. Bezug nehmend auf die 8 bis 11, unter weiterer Bezugnahme auf die 3 bis 7, werden das (die) verschiedene(n) Plenum (Plenen) und/oder der Kühlkanal (die Kühlkanäle) von Turbinenummantelung 100 beschrieben. 8 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht von Turbinenummantelung 100 entlang Linie CS1-CS1 in 7, 9 zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht von Turbinenummantelung 100 in 8, 10 zeigt eine vordere Querschnittsansicht von Turbinenummantelung 100 entlang Linie CS2-CS2 in 7 und 11 zeigt eine vordere Querschnittsansicht von Turbinenummantelung 100 entlang Linie CS3-CS3 in 7.
Wie in 8 bis 11 gezeigt, kann Turbinenummantelung 100 mindestens ein Plenum 200 einschließen. Plenum 200 kann durch einen Abschnitt von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden und/oder sich durch diese erstrecken. Insbesondere kann sich Plenum 200 (radial) durch mindestens einen Abschnitt von Stützabschnitt 104, von Zwischenabschnitt 134 und von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 erstrecken. In dem gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann sich Plenum 200 durch die Gesamtheit von Stützabschnitt 104 und von Zwischenabschnitt 134 erstrecken, aber nur durch einen Abschnitt von Dichtungsabschnitt 154. In anderen nicht einschränkenden Beispielen (nicht gezeigt) darf sich Plenum 200 nicht in und/oder (teilweise) durch Dichtungsabschnitt 154 erstrecken, sondern muss im Zwischenabschnitt 134 enden. Wie in den 10 und 11 gezeigt, kann sich der Abschnitt von Plenum 200 (als gestrichelte Linie gezeigt), der in Zwischenabschnitt 134 und in Dichtungsabschnitt 154 gebildet wird, zwischen und/oder neben gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 erstrecken. Obwohl nur ein einziges Plenum 200 in den 8 bis 11 gezeigt wird, versteht es sich, dass Turbinenummantelung 100 auch mehrere Plenen einschließt (siehe 14). Daher dient die Anzahl der in den Figuren dargestellten Plenen 200 nur der Veranschaulichung.
Im nicht einschränkenden Beispiel kann Plenum 200 mit Einlassöffnung(en) 168, die im Stützabschnitt 104 gebildet ist/sind, fließend gekoppelt sein und/oder in direkter Fluidverbindung stehen. Das heißt, unter kurzer erneuter Bezugnahme auf 7, Plenum 200 kann in Fluidverbindung mit jeder Einlassöffnung 168 stehen, die in erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 für Turbinenummantelung 100 gebildet ist. Wie hierin erläutert, kann Plenum 200 über Einlassöffnung(en) 168 Kühlfluid (CF) (siehe 8, 10 und 11) aufnehmen, das innerhalb von Turbine 28 fließt, und kann das Kühlfluid (CF) verschiedenen Kühlkanälen bereitstellen, die in Turbinenummantelung 100 gebildet sind, um Turbinenummantelung 100 während des Betriebs zu kühlen.
Wie in den 8 bis 11 gezeigt, kann Turbinenummantelung 100 einen ersten Kühlkanal 202 einschließen, der innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet wird, positioniert wird und/oder sich darin erstreckt. Insbesondere kann der erste Kühlkanal 202 von Turbinenummantelung 100 innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen vorderem Ende 156 und hinterem Ende 158 positioniert sein und/oder sich durch diesen erstrecken. Zusätzlich, und wie in den 10 und 11 gezeigt, kann sich erster Kühlkanal 202 durch Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen und/oder angrenzend an gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 erstrecken. Erster Kühlkanal 202 kann auch innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 radial zwischen Plenum 200 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 positioniert werden. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 und 9 gezeigt wird, und wie hierin erläutert, kann mindestens ein Abschnitt von erstem Kühlkanals 202 radial mit Plenum 200 ausgerichtet werden. Außerdem, wie hierin erläutert, kann erster Kühlkanal 202 in Fluidverbindung mit Plenum 200 stehen.
Erster Kühlkanal 202 kann eine Vielzahl von verschiedenen Segmenten, Abschnitten und/oder Teilen einschließen. Beispielsweise kann erster Kühlkanal 202 einen mittleren Teil 204 einschließen, der zwischen einem vorderen Teil 206 und einem hinteren Teil 208 positioniert ist und/oder sich zwischen diesen erstreckt. Wie in den 8 und 9 gezeigt, kann mittlerer Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 mittig zwischen vorderem Ende 156 und hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 für Einheitskörper 102 gebildet und/oder positioniert werden. Vorderer Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 kann direkt neben vorderem Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 und axial neben und/oder axial stromaufwärts von mittlerem Teil 204 gebildet und/oder positioniert werden. In ähnlicher Weise kann hinterer Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 direkt neben hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 und gegenüber vorderem Teil 206 gebildet und/oder positioniert werden. Zusätzlich kann hinterer Teil 208 axial neben und/oder axial hinter mittlerem Teil 204 gebildet werden. Im nicht einschränkenden Beispiel kann mittlerer Teil 204 in Dichtungsabschnitt 154 in einer vorbestimmten axialen Position zwischen vorderem Ende 156 und hinterem Ende 158, das die meiste Kühlung erfordert, gebildet werden. Das heißt, mittlerer Teil 204 kann radial mit einem axialen Abschnitt von HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 ausgerichtet werden, der die meiste Kühlung erfordert und/oder den größten Wärmeaustausch innerhalb von Turbinenummantelung 100 erfordert, um den Betriebswirkungsgrad von Turbine 28 und/oder die Lebensdauer von Turbinenummantelung 100 innerhalb von Turbine 28 zu verbessern, wie hierin erläutert.
In dem in den 8 und 9 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann jeder der Teile 204, 206, 208 von erstem Kühlkanal 202 unterschiedliche Größen oder Dimensionen einschließen. Insbesondere kann der mittlere Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 eine erste Dimension, der vordere Teil 206 eine zweite Dimension und der hintere Teil 208 eine dritte Dimension einschließen. Die erste Dimension des mittlerem Teils 204 von erstem Kühlkanal 202 kann größer als die dritte Dimension des hinteren Teils 208, aber kleiner als die zweite Dimension des vorderen Teils 206 sein. Die Dimensionen von erstem Kühlkanal 202 und seiner verschiedenen Teile 204, 206, 208 können von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Größe von Turbinenummantelung 100, die Dicke der verschiedenen Wände, die Dichtungsabschnitt 154 bilden, den Kühlbedarf für Turbinenummantelung 100, ein gewünschtes Kühlungsdurchflussvolumen/-rate zum vorderen Teil 206/ hinteren Teil 208 (und zusätzliche hierin erläuterte Kühlkanäle) und/oder die Geometrie oder Form von vorderem Ende 156 und/oder hinterem Ende 158 von Turbinenummantelung 100.
Plenum 200 und erster Kühlkanal 202, die in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden, können durch eine erste Rippe 210 getrennt werden. Das heißt, und wie in den 8 und 9 gezeigt, erste Rippe 210 kann in Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen erstem Kühlkanal 202 und Plenum 200 gebildet werden und diese trennen. Ähnlich wie die anderen hierin erläuterten Merkmale kann erste Rippe 210 einstückig mit Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden und kann innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 radial auswärts von HGP-Oberfläche 160 gebildet werden. Zusätzlich kann sich erste Rippe 210 innerhalb von Einheitskörper 102 dazwischen erstrecken und mit gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 einstückig gebildet werden.
Um dem ersten Kühlkanal 202 Kühlfluid bereitzustellen, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch eine erste Vielzahl von durch ihn hindurch gebildeten Prallöffnungen 212 einschließen. Das heißt, und wie in den 8 und 9 gezeigt, Einheitskörper 102 kann eine erste Vielzahl von Prallöffnungen 212 einschließen, die durch erste Rippe 210 gebildet werden. Die erste Vielzahl von Prallöffnungen 212, die durch erste Rippe 210 gebildet werden, können Plenum 200 und ersten Kühlkanal 202 fließend miteinander verbinden. Wie hierin erläutert, kann während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) Kühlfluid von Plenum 200 durch die erste Vielzahl von Prallöffnungen 212 zu erstem Kühlkanal 202 strömen, um Turbinenummantelung 100 wesentlich zu kühlen.
Es versteht sich, dass die Größe und/oder Anzahl von Prallöffnungen 212, die durch erste Rippe 210 gebildet werden, wie in 8 und 9 gezeigt, nur der Veranschaulichung dient. So kann Turbinenummantelung 100 größere oder kleinere Prallöffnungen 212 einschließen und/oder mehr oder weniger darin gebildete Prallöffnungen 212 einschließen. Obwohl die erste Vielzahl von Prallöffnungen 212 in Größe und/oder Form im Wesentlichen einheitlich ist, kann jede der ersten Vielzahl von Prallöffnungen 212, die an Turbinenummantelung 100 gebildet sind, unterschiedliche Größen und/oder Formen einschließen. Die Größe, Form und/oder Anzahl von Prallöffnungen 212, die in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet sind, können mindestens teilweise von den Betriebsmerkmalen (z. B. Einwirkungstemperatur, Einwirkungsdruck, Position innerhalb von Turbinengehäuse 36 und dergleichen) von Gasturbinensystem 10 während des Betriebs abhängen. Zusätzlich oder alternativ kann die Größe, Form und/oder Anzahl von Prallöffnungen 212 mindestens teilweise von den Eigenschaften (z. B. Dicke von erster Rippe 210, Dimension von erstem Kühlkanal 202, Volumen von erstem Kühlkanal 202, Dimension/Volumen von Plenum 200 usw.) von Turbinenummantelung 100/ von erstem Kühlkanal 202 abhängig sein.
Zusätzlich zu erstem Kühlkanal 202 kann Turbinenummantelung 100 auch einen zweiten Kühlkanal 218 einschließen. Zweiter Kühlkanal 218 kann innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden, positioniert werden und/oder sich darin erstrecken. Das heißt, und wie in den 8 und 9 gezeigt, zweiter Kühlkanal 218 kann sich innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 neben vorderem Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 erstrecken. Zweiter Kühlkanal 218 kann auch innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen und/oder angrenzend an gegenüberliegende/n Schlitzflächen 120, 122 gebildet werden und/oder sich in diesen erstrecken. Im nicht einschränkenden Beispiel kann zweiter Kühlkanal 218 innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 neben mittlerem Teil 204 und vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 gebildet werden und/oder sich in diesen erstrecken. Insbesondere kann zweiter Kühlkanal 218 neben und stromaufwärts von mittlerem Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 positioniert werden und kann auch radial nach innen vom vorderen Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 positioniert werden. Im nicht einschränkenden Beispiel kann auch ein zweiter Kühlkanal 218 zwischen vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet oder positioniert werden.
Zweiter Kühlkanal 218 kann auch durch eine zweite Rippe 220 von vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 getrennt werden. Das heißt, und wie in den 8 und 9 gezeigt, zweite Rippe 220 kann zwischen erstem Kühlkanal 202 und zweitem Kühlkanal 218 gebildet werden und diese voneinander trennen. Zweite Rippe 220 kann einstückig mit Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden und kann neben vorderem Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Zusätzlich kann sich zweite Rippe 220 in Dichtungsabschnitt von Einheitskörper 102 zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken und mit diesen einstückig gebildet werden.
Zweiter Kühlkanal 218 von Turbinenummantelung 100 kann auch in Fluidverbindung mit erstem Kühlkanal 202 von Turbinenummantelung 100 stehen und/oder mit diesem fließend gekoppelt sein. Insbesondere kann zweiter Kühlkanal 218 in direkter Fluidverbindung mit vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 stehen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 und 9 gezeigt wird, kann Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 eine zweite Vielzahl von Prallöffnungen 222 einschließen, die durch zweite Rippe 220 gebildet werden. Die zweite Vielzahl von Prallöffnungen 222, die durch zweite Rippe 220 gebildet wird, kann ersten Kühlkanal 202, insbesondere den vorderen Teil 206, und zweiten Kühlkanal 218 fließend koppeln. Wie hierin erläutert, kann während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) Kühlfluid, das durch vorderen Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 fließt, durch die zweite Vielzahl von Prallöffnungen 222 zum zweiten Kühlkanal 218 strömen oder diese durchströmen, um Turbinengehäuse 100 im Wesentlichen zu kühlen.
Ähnlich wie bei der ersten Vielzahl von Prallöffnungen 212 dienen die Größe, Form und/oder Anzahl der zweiten Vielzahl von Prallöffnungen 222, die durch zweite Rippe 220 gebildet sind, wie in den 8 und 9 gezeigt, lediglich der Veranschaulichung. So kann Turbinenummantelung 100 größere oder kleinere Prallöffnungen 222, unterschiedlich große Prallöffnungen 222 und/oder mehr oder weniger darin gebildete Prallöffnungen 222 einschließen.
Wie zudem in den 8 und 9 gezeigt, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 mehrere vordere Auslassöffnungen 224 einschließen. Die Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 kann in Fluidverbindung mit zweitem Kühlkanal 218 stehen. Insbesondere kann jede der Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 in Fluidverbindung mit zweitem Kühlkanal 218 von Turbinenummantelung 100 stehen und sich von diesem axial erstrecken. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 und 9 gezeigt wird, kann sich die Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 durch Einheitskörper 102 vom zweiten Kühlkanal 218 bis zum vorderen Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 erstrecken. Das heißt, jede der Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 kann durch vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden und sich axial durch Einheitskörper 102 erstrecken, um mit zweitem Kühlkanal 218 fließend verbunden zu werden. Während des Betriebs und wie hierin erläutert, kann die Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 Kühlfluid aus zweitem Kühlkanal 218, der an das vordere Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 angrenzt, und in den Heißgasströmungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 abgeben.
Es versteht sich, dass die Anzahl der vorderen Auslasslöcher 224 in dem nicht limitierenden Beispiel der 8 und 9 nur der Veranschaulichung dient. So kann das vordere Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 mehr oder weniger vordere Auslasslöcher 224 einschließen als in den 8 und 9 gezeigt. Außerdem versteht es sich, dass vordere Auslasslöcher 224, obwohl sie im Wesentlichen rechteckig und linear sind, im Wesentlichen runde und/oder nicht lineare Öffnungen, Kanäle und/oder Verteiler sind.
Auch in dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 und 9 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch einen dritten Kühlkanal 226 einschließen. Dritter Kühlkanal 226 kann innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 gebildet werden, positioniert werden und/oder sich darin erstrecken. Das heißt, dritter Kühlkanal 226 kann innerhalb von Einheitskörper 102, angrenzend an hinteres Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154, erstreckt werden. Dritter Kühlkanal 226 kann auch innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen und/oder angrenzend an gegenüberliegende/n Schlitzflächen 120, 122 gebildet werden und/oder sich in diesen erstrecken. Im nicht einschränkenden Beispiel kann dritter Kühlkanal 226 innerhalb von Dichtungsabschnitt 154 neben mittlerem Teil 204 und hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 gebildet werden und/oder sich darin erstrecken. Insbesondere kann dritter Kühlkanal 226 neben und stromabwärts von mittlerem Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 positioniert werden und kann auch radial nach innen vom hinteren Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 positioniert werden. Im nicht einschränkenden Beispiel kann dritter Kühlkanal 226 auch zwischen hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 und der inneren HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet oder positioniert werden.
Dritter Kühlkanal 226 kann von hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 durch eine dritte Rippe 228 getrennt werden. Das heißt, und wie in den 8 und 9 gezeigt, dritte Rippe 228 kann zwischen erstem Kühlkanal 202 und drittem Kühlkanal 226 gebildet werden und diese trennen. Dritte Rippe 228 kann einstückig mit Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden und kann neben hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Zusätzlich kann sich dritte Rippe 228 in Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 zwischen gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 erstrecken und mit diesen einstückig gebildet werden.
Dritter Kühlkanal 226 von Turbinenummantelung 100 kann auch in Fluidverbindung mit erstem Kühlkanal 202 von Turbinenummantelung 100 stehen und/oder mit diesem fließend gekoppelt sein. Insbesondere kann dritter Kühlkanal 226 in direkter Fluidverbindung mit hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 stehen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 und 9 gezeigt wird, kann Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 eine dritte Vielzahl von Prallöffnungen 230 einschließen, die durch dritte Rippe 228 gebildet werden. Die dritte Vielzahl von Prallöffnungen 230, die durch dritte Rippe 228 gebildet werden, können ersten Kühlkanal 202, insbesondere hinteren Teil 208, und dritten Kühlkanal 226 fließend miteinander verbinden. Wie hierin erläutert, kann während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) Kühlfluid, das durch hinteren Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 fließt, durch die dritte Vielzahl von Prallöffnungen 230 bis zum dritten Kühlkanal 226 strömen oder diese durchströmen, um Turbinengehäuse 100 im Wesentlichen zu kühlen.
Ähnlich wie bei der zweiten Vielzahl von Prallöffnungen 222 dient die Größe, Form und/oder Anzahl der dritten Vielzahl von Prallöffnungen 230, die durch dritte Rippe 228 gebildet werden, nur der Veranschaulichung und kann mindestens teilweise von den Betriebscharakteristiken von Gasturbinensystem 10 während des Betriebs und/oder den Charakteristiken von Turbinenummantelung 100/ von Kühlkanal 226 abhängig sein. So kann Turbinenummantelung 100 mehr oder weniger Prallöffnungen 230 einschließen, die durch dritte Rippe 228 gebildet werden.
Wie zudem in den 8 und 9 gezeigt, kann Turbinenummantelung 100 mehrere hintere Auslassöffnungen 232 einschließen. Die Vielzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 kann in Fluidverbindung mit drittem Kühlkanal 226 stehen. Insbesondere kann jede der Vielzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 in Fluidverbindung mit drittem Kühlkanal 226 von Turbinenummantelung 100 stehen und sich von diesem axial erstrecken. In dem nicht einschränkenden Beispiel kann sich die Vielzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 axial durch Einheitskörper 102 vom dritten Kühlkanal 226 bis zum hinteren Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 erstrecken. Das heißt, jede der Vielzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 kann durch hinteres Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden und sich axial durch Einheitskörper 102 erstrecken, um mit drittem Kühlkanal 226 fließend gekoppelt zu werden. Wie hierin erläutert, kann die Vielzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 Kühlfluid aus drittem Kühlkanal 226, der an hinteres Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 angrenzt, und in den Heißgasströmungsweg (FP) der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 abgeben.
Ähnlich wie bei der Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224 versteht es sich, dass die Anzahl von hinteren Auslassöffnungen 232 in dem nicht einschränkenden Beispiel der 8 und 9 nur der Veranschaulichung dient. So kann hinteres Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 mehr oder weniger hintere Auslassöffnungen 232 einschließen als in den 8 und 9 gezeigt. Außerdem dient die Form der hinteren Auslassöffnungen 232 (z. B. im Wesentlichen rechteckig und linear) nur der Veranschaulichung, und jede der Vielzahl von Auslassöffnungen 232, die in Einheitskörper 102 eingeschlossen ist, kann in im Wesentlichen unterschiedlichen Formen (z. B. nichtlineare Öffnungen, Kanäle und/oder Verteiler) gebildet sein.
Zusätzlich zum Ablassen von Kühlfluid aus vorderem Ende 156 und hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 kann Turbinenummantelung 100 zusätzliche Merkmale zum Ablassen von Kühlfluid aus gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 einschließen. Bezug nehmend auf die 10 und 11, und zuvor in den 5 und 6 gezeigt, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 einen Auslasskanal 234 einschließen, der in jeder der beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 gebildet ist. Das heißt, dass sowohl erste Schlitzfläche 120 als auch zweite Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 jeweils einen darin gebildeten und an erster Schlitzfläche 120 bzw. zweiter Schlitzfläche 122 im Wesentlichen freiliegenden Auslasskanal 234 einschließen können. Jeder Auslasskanal 234 kann sich axial über mindestens einen Abschnitt von einander gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 erstrecken. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 10 und 11 gezeigt wird, können Auslasskanäle 234 radial nach außen von HGP-Dichtnut 166 gebildet und/oder radial zwischen Stützabschnitt 134 von Einheitskörper 102 und der in gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 gebildeten HGP-Dichtnut 166 gebildet und/oder positioniert werden. Auslasskanal 234 kann mit dem ersten Kühlkanal 202 in Fluidverbindung stehen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 10 gezeigt wird, kann Auslasskanal 234 über zweiten Kühlkanal 218 und die hierin erläuterten Leitungen 236, 238 mit erstem Kühlkanal 202 in Fluidverbindung stehen. Während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) kann mindestens ein Abschnitt des Kühlfluids aus Turbinenummantelung 100 durch Auslasskanal 234 radial nach außen aus HGP-Dichtnut 166 austreten.
Die im Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 gebildeten Leitungen 236, 238 können Auslasskanal 234 mit den in Dichtung 154 von Einheitskörper 102 gebildeten Kühlkanälen fließend verbinden. Beispielsweise kann sich, wie in 10 gezeigt, eine erste Leitung 236 zwischen dem zweiten Kühlkanal 218 und dem in erster Schlitzfläche 120 gebildeten Auslasskanal 234 erstrecken und diesen fließend koppeln. Erste Leitung 236 kann durch Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 vom zweiten Kühlkanal 218 zu erster Schlitzfläche 120 gebildet werden und/oder sich durch diesen erstrecken und kann in Fluidverbindung sowohl mit dem zweiten Kühlkanal 218 als auch mit dem in erster Schlitzfläche 120 gebildeten Auslasskanal 234 stehen. Zusätzlich kann sich in dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 10 gezeigt wird, eine zweite Leitung 238 zwischen dem zweiten Kühlkanal 218 und dem in zweiter Schlitzfläche 122 gebildeten Auslasskanal 234 erstrecken und diese fließend verbinden. Zweite Leitung 238 kann durch Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 vom zweiten Kühlkanal 218 zur zweiten Schlitzfläche 122, die erster Leitung 236 in Umfangsrichtung gegenüberliegt, gebildet werden und/oder sich durch diese erstrecken. Zweite Leitung 238 kann auch in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlkanal 218 und dem in zweiter Schlitzfläche 122 gebildeten Auslasskanal 234 stehen. Da erster Kühlkanal 202, und insbesondere vorderer Teil 206, in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlkanal 218 steht, kann erster Kühlkanal 202 im nicht einschränkenden Beispiel auch in Fluidverbindung mit Leitungen 236, 238 stehen, um Kühlfluid zum Auslasskanal 234 zu liefern, wie hierin erläutert.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 5, 6, 10 und 11 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch eine Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 einschließen (als gestrichelte Linie in 10 gezeigt). Die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslasslöcher 240 kann in jeder der beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 zwischen dem vorderen Ende 156 und dem hinteren Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Das heißt, dass sowohl erste Schlitzfläche 120 als auch zweite Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 die Vielzahl von darin gebildeten Schlitzflächen-Auslasslöcher 240 einschließen kann, und die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslasslöcher 240 kann im Wesentlichen auf erster Schlitzfläche 120 bzw. zweiter Schlitzfläche 122 freigelegt werden. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 5, 6, 10 und 11 gezeigt wird, kann die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 auch radial nach innen von HGP-Dichtnut 166 gebildet und/oder positioniert werden und/oder kann radial zwischen HGP-Dichtnut 166, die in gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 gebildet ist, und HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet und/oder positioniert werden. Wie hierin erläutert, kann die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 eine Fluidverbindung mit Auslasskanal 234 sein. Während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) kann mindestens ein Abschnitt von Kühlfluid aus Turbinenummantelung 100 durch die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 radial nach innen aus HGP-Dichtnut 166 in den Strömungsweg der Verbrennungsgase 26, wie hierin erläutert, austreten. Es versteht sich, dass die Anzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 im nicht einschränkenden Beispiel der 5, 6, 10 und 11 nur der Veranschaulichung dienen. Daher können gegenüberliegende Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 mehr oder weniger Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 einschließen als in den Figuren gezeigt.
Die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 kann mit Auslasskanal 234 in Strömungsverbindung stehen und/oder mit diesem fließend gekoppelt sein. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 10 und 11 gezeigt wird, kann Einheitskörper 102 eine Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 (als gestrichelte Linie in 10 gezeigt), die Auslasskanal 234 und die Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 fließend verbinden, einschließen. Die Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 kann in Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102, neben jeder der beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122, gebildet werden. Das heißt, jeder der Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 kann in Dichtungsabschnitt 154, neben entweder erster Schlitzfläche 120 oder zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102, gebildet werden. Jeder der Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 kann sich radial zwischen Auslasskanälen 234 und der Vielzahl von Auslassöffnungen 240, die in einer von gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 gebildet ist, erstrecken und diese fließend miteinander verbinden. Wie hierin erläutert, kann während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) mindestens ein Abschnitt des Kühlfluids, das über Leitungen 236, 238 den Auslasskanälen 234 bereitgestellt wird, durch die Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 strömen und anschließend der Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 bereitgestellt und aus diesen ausgelassen werden.
Während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 (siehe 1) kann Kühlfluid durch Einheitskörper 102 strömen, um Turbinenummantelung 100 zu kühlen. Insbesondere, da Turbinenummantelung 100 während des Betriebs von Gasturbinensystem 10 Verbrennungsgasen 26 ausgesetzt ist, die durch den Heißgasströmungsweg von Turbine 28 strömen (siehe 2), und die Temperatur steigt, kann den verschiedenen Merkmalen (z. B. Plenum 200, Kanäle 202, 218, 226, Auslasskanäle 234 und dergleichen), die durch Einheitskörper 102 gebildet werden und/oder sich durch diesen erstrecken, Kühlfluid bereitgestellt werden, um Turbinenummantelung 100 zu kühlen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann Kühlfluid zunächst Turbinenummantelung 100, welche an Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 angrenzt, von einem bestimmten Abschnitt, Merkmal und/oder Bereich von Turbine 28 bereitgestellt werden. Das Kühlfluid kann durch Einlassöffhung(en) 168, die in erster Oberfläche 126 von Stützabschnitt 104 gebildet wird (werden), in Plenum 200 strömen. In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 8 bis 11 gezeigt wird, bei dem Einheitskörper 102 ein einziges Plenum 200 einschließt, kann Kühlfluid radial durch jede Einlassöffnung(en) 168 strömen und kann in Plenum 200 gesammelt und/oder gemischt werden. Zusätzlich, wenn Turbinenummantelung 100 Messplatte 170 einschließt, die an erster Oberfläche 126 über Einlassöffhung(en) 168 befestigt ist und/oder diese mindestens teilweise abdeckt (siehe 7), kann Messplatte 170 die Menge des Kühlfluids, die durch Einlassöffnung(en) 168 zum Plenum 200 strömt, und/oder den Druck, mit dem das Kühlfluid durch Einlassöffnung(en) 168 zum Plenum 200 strömt, regulieren.
Das Kühlfluid kann von Einlassöffnung(en) 168 durch Plenum 200 in Richtung HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 und/oder radial in Richtung der Kühlkanäle 202, 218, 226 strömen, die in Dichtungsabschnitt 154 gebildet sind. Insbesondere kann für Plenum 200 bereitgestelltes Kühlfluid radial erster Rippe 210 und anschließend durch die erste Vielzahl von Prallöffnungen 212 zum ersten Kühlkanal 202 strömen. In dem nicht einschränkenden Beispiel kann das Kühlfluid durch die erste Vielzahl von Prallöffnungen 212, die in der ersten Rippe 210 gebildet sind, strömen und zunächst in mittleren Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 eintreten. Das in/durch mittleren Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 strömende Kühlmittel kann HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 für Turbinenummantelung 100 kühlen und/oder Wärme aufnehmen. Wie hierin erläutert, kann das durch mittleren Teil 204 strömende Kühlfluid einen axialen Abschnitt von HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 kühlen, der die meiste Kühlung und/oder den größten Wärmeaustausch innerhalb von Turbinenummantelung 100 erfordert. Sobald sich das Kühlfluid in erstem Kühlkanal 202 befindet, kann es sich verteilen und/oder axial in Richtung von vorderem Ende 156 oder hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 strömen. Insbesondere kann das Kühlfluid in mittlerem Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 axial in vorderen Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 oder in hinteren Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 strömen. Das Kühlfluid kann z. B. aufgrund des Innendrucks im ersten Kühlkanal 202 zum entsprechenden Teil 206, 208 von erstem Kühlkanal 202 und/oder zum Ende 156, 158 von Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 strömen.
Sobald das Kühlfluid zu dem entsprechenden Teil 206, 208 von erstem Kühlkanal 202 und/oder Ende 156, 158 von Dichtungsabschnitt 154 geströmt ist, kann das Kühlfluid zu verschiedenen Kühlkanälen 218, 226 strömen, die innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet sind und/oder sich innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 erstrecken, um weiterhin Turbinenummantelung 100 zu kühlen und/oder Wärme aufzunehmen. Beispielsweise kann der Abschnitt des Kühlfluids, der zu vorderem Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 und/oder zu vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 strömt, anschließend zu zweitem Kühlkanal 218 strömen. Das Kühlfluid kann von vorderem Teil 206 von erstem Kühlkanal 202 zu zweitem Kühlkanal 218 über die zweite Vielzahl von Prallöffnungen 222 strömen, die durch zweite Rippe 220 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Nach dem Eintritt in zweiten Kühlkanal 218 kann das Kühlfluid Turbinenummantelung 100 weiter kühlen und/oder die Wärme von Turbinenummantelung 100 aufnehmen/abführen. Gleichzeitig kann der bestimmte Abschnitt des Kühlfluids, der zu hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 und/oder zu hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 strömt, anschließend zu drittem Kühlkanal 226 strömen. Das Kühlfluid kann von hinterem Teil 208 von erstem Kühlkanal 202 zu drittem Kühlkanal 226 über die dritte Vielzahl von Prallöffnungen 230 strömen, die durch dritte Rippe 228 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Nach dem Eintritt in dritten Kühlkanal 226 kann das Kühlfluid Turbinenummantelung 100 weiter kühlen und/oder die Wärme von Turbinenummantelung 100 aufnehmen/abführen.
Von zweitem Kühlkanal 218 kann ein Abschnitt des Kühlfluids durch die Vielzahl von vorderen Auslassöffnungen 224, den Auslass an vorderem Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 und in den Heißgasströmungsweg der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 strömen (siehe 2). Zusätzlich kann ein Abschnitt des Kühlfluids, der im dritten Kühlkanal 226 eingeschlossen ist, durch mehrere hintere Auslasslöcher 232 strömen, an hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 austreten und schließlich in den Heißgasströmungsweg der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 einströmen (siehe 2).
Verschiedene Abschnitte des Kühlfluids, die nicht aus vorderen Auslassöffnungen 224 oder hinteren Auslassöffnungen 232 austreten, können für andere Merkmale von Turbinenummantelung 100 bereitgestellt werden. So kann z. B. ein bestimmter Abschnitt des Kühlfluids, der im zweiten Kühlkanal 218 strömt, dem Auslasskanal 234 bereitgestellt werden. Insbesondere kann der verschiedene Abschnitt von Kühlfluid von zweitem Kühlkanal 218 zu Leitungen 236, 238 strömen und anschließend Auslasskanälen 234 bereitgestellt werden, die in gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet sind. Durch Leitungen 236, 238 kann das Kühlfluid zu Auslasskanälen 234 strömen, und mindestens ein Teil des Auslasskanälen 234 bereitgestellten Kühlfluids kann aus Auslasskanälen 234 radial nach außen und/oder über HGP-Dichtnut 166 und den darin angeordneten Dichtungsabschnitt (nicht gezeigt) abgeführt werden. Das aus Abgaskanälen 234 ausgelassene Kühlfluid kann in einen Kühlfluidsaustrittsbereich abgeleitet werden, der durch das im HGP-Dichtnut 166 angeordnete Dichtungselement vom Strömungsweg der Verbrennungsgase 26 getrennt ist.
Zusätzlich kann in dem nicht einschränkenden Beispiel ein Teil des den Auslasskanälen 234 bereitgestellten Kühlfluids der Vielzahl von Verbindungsleitungen 242, die sich zwischen Auslasskanal 234 und der Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240, die in gegenüberliegenden Schlitzflächen 120, 122 gebildet sind, erstrecken und diese fließend verbinden, bereitgestellt werden. Die Vielzahl von Verbindungsleitungen 242 kann das Kühlfluid von Auslasskanal 234 zu jeder der Vielzahl von Schlitzflächen-Auslassöffnungen 240 strömen lassen, die ihrerseits das Kühlfluid radial nach innen und/oder unter HGP-Dichtnut 166 und der darin angeordneten Dichtungskomponente (nicht gezeigt) auslassen können. Das aus der Vielzahl von Schlitzflächen-Austrittsbohrungen 240 ausgelassene Kühlfluid kann in den Strömungsweg von Verbrennungsgasen 26 für Turbine 28 ausgelassen werden, ähnlich wie das Kühlfluid, das aus vorderen Auslassöffnungen 224 und/oder hinteren Auslassöffnungen 232 austritt.
Bezug nehmend auf 12, und unter weiterer Bezugnahme auf die 7 bis 11 werden nachstehend zusätzliche Merkmale von Turbinenummantelung 100 einschließlich von Einheitskörper 102 erläutert. Insbesondere zeigt 12 eine Seitenquerschnittsansicht von Turbinenummantelung 100 entlang der Linie CS1-CS1 in 7. Die zusätzlichen Merkmale, die hierin unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 erläutert werden, können eine Richtung des Zerbröckeins, Zusammenbrechens, Brechens und/oder der Verformung in vorbestimmten Bereichen von Turbinenummantelung 100 während/nach einem Aufprall- oder Ausfallereignis (z. B. Turbinenschaufelausfall) erleichtern, führen oder anderweitig definieren, um zu verhindern, dass sich Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abkoppelt und/oder um Schäden an Gehäuse 36 selbst zu verhindern.
Wie in den 10 bis 12 gezeigt, kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch mindestens ein Brückenelement 300, 302 einschließen, das mit Zwischenabschnitt 134 einstückig gebildet ist. Insbesondere kann Einheitskörper 102 ein oder mehrere Brückenelemente 300, 302 einschließen, die innerhalb von Zwischenabschnitt 134 positioniert und/oder mit diesem ausgerichtet sind und einstückig mit und/oder (axial) zwischen dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet sind. Beispielsweise, und wie in den 10 bis 12 gezeigt, kann Einheitskörper 102 ein erstes Brückenelement 300 (als gestrichelte Linie in 10 und 11 gezeigt) einschließen, das einstückig mit dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 und radial zwischen Stützabschnitt 104 und Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 gebildet ist. Zusätzlich in dem nicht einschränkenden Beispiel, das in den 10 bis 12 gezeigt wird, kann ein zweites Brückenelement 302 (als gestrichelte Linie in den 10 und 11 gezeigt) einschließen, das einstückig mit dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 und radial zwischen dem ersten Brückenelement 300 und dem Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 gebildet ist. Das zweite Brückenelement 302 kann auch in Einheitskörper 102 stromaufwärts und/oder radial nach innen von dem ersten Brückenelement 300 gebildet werden und kann (axial) mit dem ersten Brückenelement 300 zwischen Stützabschnitt 104 und Dichtungsabschnitt 154 ausgerichtet werden.
Brückenelement(e) 300, 302 von Einheitskörper 102 kann (können) auch innerhalb von Plenum (Plenen) 200 von Turbinenummantelung 100 positioniert, darin gebildet und/oder mindestens teilweise durch dieses (diese) geführt werden. Wie in den 10 bis 12 gezeigt, kann (können) Brückenelement(e) 300, 302 innerhalb von Plenum 200 zwischen und getrennt von erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 gebildet werden und/oder sich teilweise durch Plenum 200 erstrecken. Das heißt, Brückenglied(er) 300, 302 darf (dürfen) sich nicht ganz zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 durch Plenum 200 erstrecken, sondern erstes Brückenelement 300 und zweites Brückenelement 302 dürfen sich teilweise durch Plenum 200 erstrecken und können in Umfangsrichtung von erster Schlitzfläche 120 bzw. zweiter Schlitzfläche 122 getrennt oder beabstandet sein. Zusätzlich können, wie im nicht einschränkenden Beispiel gezeigt, Brückenelement(e) 300, 302 von Einheitskörper 102 gebildet werden und/oder sich teilweise durch einen mittleren Abschnitt 304 (siehe 10 und 11) von Plenum 200 erstrecken. Im Beispiel kann mittlerer Abschnitt 304 von Plenum 200 in gleichem Abstand zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 angeordnet oder gebildet werden. Wie hierin erläutert, kann (können) Brückenelement(e) 300, 302 einen vorbestimmten und/oder gewünschten Bruch und/oder Verformung von Turbinenummantelung 100 erleichtern, wenn eine Kraft (z. B. Turbinenschaufelausfall) auf Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 ausgeübt wird, um zu verhindern, dass Turbinenummantelung 100 vom Gehäuse 36 abgekoppelt wird und/oder um eine Beschädigung von Gehäuse 36 zu verhindern.
Obwohl zwei Brückenelemente 300, 302 in den 10 bis 12 gezeigt sind, versteht es sich, dass Turbinenummantelung 100 mehr oder weniger Brückenelemente einschließen kann (siehe 13). Die in den Figuren dargestellte Anzahl an Brückenelementen dient daher nur der Veranschaulichung. Zusätzlich, und wie hierin ähnlich erläutert, kann (können) Brückenelement(e) 300, 302 einstückig innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 unter Verwendung jedes geeigneten additiven Herstellungsprozesses und/oder jedes geeigneten Verfahrens gebildet werden.
Da Brückenelement(e) 300, 302 einstückig mit dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet ist (sind), kann Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 auch mindestens eine Öffnung 306, 308 einschließen, die in Plenum 200 gebildet ist. Insbesondere, und wie in den 10 bis 12 gezeigt, kann Einheitskörper 102 die Öffnung(en) 306, 308 einschließen, die in einem Abschnitt von Plenum 200 gebildet wird (werden), der sich durch Zwischenabschnitt 134 erstreckt und mindestens teilweise durch Brückenelement(e) 300, 302 definiert wird (werden). In dem nicht einschränkenden Beispiel, in dem Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 erstes Brückenelement 300 und zweites Brückenelement 302 einschließt, kann Einheitskörper 102 auch eine erste Öffnung 306 und eine zweite Öffnung 308 einschließen. Erste Öffnung 306 kann innerhalb von Einheitskörper 102 zwischen dem ersten Brückenelement 300 und Stützabschnitt 104 sowie dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden und ist mindestens teilweise durch diese definiert. Zusätzlich kann erste Öffnung 306 mindestens teilweise innerhalb von Zwischenabschnitt 134, radial zwischen Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 und Dichtungsabschnitt 154, gebildet werden. Zweite Öffnung 308 kann als Einheitskörper 102 zwischen dem ersten Brückenelement 300 und dem zweiten Brückenelement 302 sowie dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden und wird mindestens teilweise durch diese definiert. Zweite Öffnung 308 kann mindestens teilweise innerhalb von Zwischenabschnitt 134, radial zwischen erster Öffnung 306 und Dichtungsabschnitt 154, gebildet werden.
In Öffnung(en) 306, 308 von Einheitskörper 102 kann sich in Fluidverbindung mit Plenum (Plenen) 200 befinden. Das heißt, und wie in den 10 bis 12 gezeigt, erste Öffnung 306 und zweite Öffnung 308 können jeweils in Fluidverbindung mit Plenum 200 stehen. In dem nicht einschränkenden Beispiel können erste Öffnung 306 und zweite Öffnung 308 die verschiedenen Abschnitte von Plenum 200, die auf beiden Seiten von mittlerem Abschnitt 304 gebildet werden, fließend miteinander verbinden. Während des Betriebs kann Kühlfluid, das Plenum 200 bereitgestellt wird und/oder durch dieses strömt, auch durch erste Öffnung 306 und zweite Öffnung 308 strömen, bevor die Kühlflüssigkeit dem ersten Kühlkanal 200 bereitgestellt wird. Wie hierin erläutert, können Öffnung(en) 306, 308 zusammen mit Brückenelement(en) 300, 302 einen vorbestimmten und/oder gewünschten Bruch und/oder eine Verformung von Turbinenummantelung 100 erleichtern, wenn eine Kraft (z. B. Turbinenschaufelausfall) auf Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 ausgeübt wird, um zu verhindern, dass sich Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abkoppelt und/oder um Schäden an Gehäuse 36 zu verhindern.
Obwohl zwei Öffnungen 306, 308 in den 10 bis 12 gezeigt werden, versteht es sich, dass Turbinenummantelung 100 mehr oder weniger Öffnungen einschließen kann (siehe 13). Die Anzahl der in den Figuren dargestellten Öffnungen dient daher nur der Veranschaulichung. Die Anzahl der in Plenum 200 von Turbinenummantelung 100 gebildeten Öffnungen kann mindestens teilweise von der Anzahl der Brückenelemente abhängen, die ebenfalls in Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 eingeschlossen und/oder gebildet sind. Zusätzlich, und wie hierin ähnlich erläutert, kann (können) Öffnung(en) 306, 308 einstückig innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 unter Verwendung jedes geeigneten additiven Herstellungsprozesses und/oder jedes geeigneten Verfahrens gebildet werden.
Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 kann auch eine Aussparung 310 einschließen. Aussparung 310 kann im Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 gebildet werden. Wie in den 10 bis 12 gezeigt, kann Einheitskörper 102 Aussparung 310 einschließen, die zwischen dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 und Dichtungsabschnitt 154 gebildet wird. Insbesondere kann Aussparung 310 zwischen dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 und HGP-Oberfläche 160 und/oder dem ersten Kühlkanal 202/ Sekunden-Kühlkanal 218 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet werden. Aussparung 310 kann auch neben, axial ausgerichtet und/oder im Wesentlichen stromabwärts eines Abschnitts von vorderem Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 gebildet werden. In dem nicht einschränkenden Beispiel kann Aussparung 310 ferner durch Brückenelement(e) 300, 302 und insbesondere durch zweites Brückenelement 302 definiert werden, das einstückig mit Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 gebildet ist. Im Unterschied zu Öffnung(en) 306, 308 darf Aussparung 310 nicht in Fluidverbindung mit Plenum 200 und/oder der Vielzahl von Kanälen 202, 218, 226 stehen, die innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet sind. Vielmehr kann Aussparung 310 als separater Hohlraum, als Tasche, als Freiraum und/oder Abwesenheit von Material innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 gebildet werden. Ähnlich wie Öffnung(en) 306, 308 und Brückenelement(e) 300, 302 und wie hierin erläutert, kann Aussparung 310 einen vorbestimmten und/oder gewünschten Bruch und/oder eine gewünschte Verformung in Turbinenummantelung 100 erleichtern, wenn eine Kraft (z. B. Turbinenschaufelausfall) auf Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 ausgeübt wird, um zu verhindern, dass sich Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abkoppelt und/oder um Schäden an Gehäuse 36 zu verhindern.
Obwohl eine einzige Aussparung 310 in den 10 bis 12 gezeigt wird, versteht es sich, dass Turbinenummantelung 100 mehr Aussparungen einschließen kann, die neben dem vorderen Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 gebildet wurden. Daher dient die Anzahl der in den Figuren dargestellten Aussparungen nur der Veranschaulichung. Zusätzlich, und wie hierin ähnlich erläutert, kann Aussparung 310 einstückig innerhalb von Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 unter Verwendung jedes geeigneten additiven Herstellungsprozesses und/oder jedes geeigneten Verfahrens gebildet werden.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 12 gezeigt wird, kann Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 auch einen hinteren Bereich 312 einschließen, der zwischen mindestens einem Kühlkanal 202, 226, der sich neben dem hinteren Ende 158 erstreckt, und einem Abschnitt von hinterem Ende 158 von Dichtungsabschnitt 154 gebildet wird. Insbesondere kann Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 den hinteren Bereich 312 einschließen, der einstückig zwischen dem hinteren Ende 158 und dem hinteren Teil 208 von erstem Kühlkanal 202, von drittem Kühlkanal 226 und/oder dritter Rippe 228 gebildet wird. Hinterer Bereich 312 von Dichtungsabschnitt 154 kann radial außerhalb HGP-Oberfläche 160 positioniert werden und/oder kann radial zwischen HGP-Oberfläche 160 und dem hinteren Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden. Hinterer Bereich 312 kann auch zwischen erster Schlitzfläche 120 und zweiter Schlitzfläche 122 von Einheitskörper 102 gebildet werden und/oder sich in Umfangsrichtung erstrecken. Wie in 12 gezeigt, kann hinterer Bereich 312 eine vorbestimmte Dimension (D1) einschließen, die den Bruch und/oder die Verformung (z. B. Zusammenfallen) von hinterem Bereich 312 als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 ausgeübt wird, erleichtert. Das heißt, und wie hierin erläutert, kann hinterer Bereich 312 die vorbestimmte Dimension (D1) einschließen, die den Bruch und/oder die Verformung (z. B. Zusammenfallen) von hinterem Bereich 312 erleichtert, was verhindern kann, dass Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abgekoppelt wird und/oder eine Beschädigung von Gehäuse 36 während eines Ausfallereignisses verhindert (siehe 14).
Ähnlich wie im hinteren Bereich 312 können auch Rippen 210, 220, 228 in Dichtungsabschnitt 154 eine vorbestimmte Dimension (D2) einschließen. Die vorgegebenen Dimensionen (D2) von erster Rippe 210, zweiter Rippe 220 und/oder dritter Rippe 228 können den Bruch und/oder die Verformung (z. B. das Zusammenfallen) jeder Rippe 210, 220, 228 als Reaktion auf eine vorgegebene Kraft erleichtern, die auf Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 ausgeübt wird. Das heißt, und wie hierin erläutert, können Rippen 210, 220, 228 die vorbestimmte Dimension (D2) einschließen, die den Bruch und/oder die Verformung (z. B. das Zusammenfallen) von hinterem Bereich 312 erleichtert, was wiederum verhindern kann, dass Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abgekoppelt wird und/oder eine Beschädigung von Gehäuse 36 während eines Ausfallereignisses verhindert. In dem nicht einschränkenden Beispiel, und wie hierin erläutert, können Rippen 210, 220, 228 von Dichtungsabschnitt 154 brechen, sich verformen und/oder zusammenfallen, wenn die Kraft auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird, um die Kraft zu absorbieren, abzufedern und/oder abzuleiten, so dass Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 von der ausgeübten Kraft unbeeinflusst bleibt und/oder die Verbindung zwischen Turbinenummantelung 100 und Gehäuse 36 aufrechterhält (siehe 14).
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 12 gezeigt wird, kann die vorbestimmte Dimension (D2) für erste Rippe 210, zweite Rippe 220 und dritte Rippe 228 ähnlich und/oder im Wesentlichen identisch sein. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel kann die vorbestimmte Dimension (D2) für erste Rippe 210, zweite Rippe 220 und dritte Rippe 228 unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die vorbestimmte Dimension (D2) für erste Rippe 210 größer als die vorbestimmte Dimension (D2) für dritte Rippe 228, aber kleiner als die vorbestimmte Dimension (D2) für zweite Rippe 220 sein. In diesem nicht einschränkenden Beispiel kann erste Rippe 210 mit größerer Wahrscheinlichkeit brechen oder sich verformen als zweite Rippe 220, aber mit geringerer Wahrscheinlichkeit als dritte Rippe 228, wenn die Kraft auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird. In einem anderen, nicht einschränkenden Beispiel kann Turbinenummantelung 100 die größte vorbestimmte Dimension (D2) für die Rippe einschließen, die während des Ausfallsereignisses am meisten belastet wird und/oder der größten Kraft ausgesetzt wird. Beispielsweise, wenn der Abschnitt von HGP-Oberfläche 160, der radial mit dem mittleren Teil 204 von erstem Kühlkanal 202 ausgerichtet ist, während des Ausfallereignisses mit höchster Wahrscheinlichkeit der größten Kraft ausgesetzt ist, kann die vorbestimmte Dimension (D2) von erster Rippe 210 größer als die vorbestimmte Dimension (D2) für zweite Rippe 220 bzw. dritte Rippe 228 sein.
13 zeigt ein zusätzliches, nicht einschränkendes Beispiel von Turbinenummantelung 100. Insbesondere zeigt 13 eine Seitenquerschnittsansicht eines weiteren nicht einschränkenden Beispiels von Turbinenummantelung 100 ähnlich der Querschnittsansicht aus 12 entlang der Linie CS4-CS4 in 7. Es versteht sich, dass ähnlich nummerierte und/oder bezeichnete Komponenten im Wesentlichen ähnlich funktionieren können. Auf redundante Erläuterung dieser Komponenten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
Wie in 13 gezeigt, darf Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 nur ein einziges Brückenelement 300 und eine einzige darin ausgebildete Öffnung 306 einschließen. In dem nicht einschränkenden Beispiel kann Brückenelement 300 innerhalb von Zwischenabschnitt 134 positioniert und/oder mit diesem ausgerichtet werden und einstückig mit und/oder (axial) zwischen dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 ausgebildet werden. Zusätzlich kann zwischen Öffnung 306 und Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 radial ein Brückenelement 300 gebildet werden. Brückenelement 300 kann auch axial hinter Hohlraum 310 positioniert werden und diesen mindestens teilweise definieren. Öffnung 306 kann innerhalb von Einheitskörper 102 zwischen Brückenelement 300 und Stützabschnitt 104 sowie dem hinteren Segment 136 und dem nichtlinearen Segment 142 von Zwischenabschnitt 134 gebildet werden und ist mindestens teilweise durch diese definiert. Zusätzlich kann Öffnung 306 mindestens teilweise innerhalb von Zwischenabschnitt 134, radial zwischen Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 und Brückenelement 300, gebildet werden. Ähnlich wie die hierin erläuterten Öffnungen 306, 308, 300, 302 können Einzelbrückenelement 300 und Einzelöffnung 306, die in 13 gezeigt werden, einen vorbestimmten und/oder gewünschten Bruch und/oder eine Verformung von Turbinenummantelung 100 erleichtern, wenn eine Kraft (z. B. Turbinenschaufelausfall) auf Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 ausgeübt wird, um zu verhindern, dass Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abgekoppelt wird und/oder um Schäden an Gehäuse 36 zu verhindern.
14 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht von Turbine 28 mit einer einzelnen Stufe von Turbinenschaufeln 38, zwei Stufen von Statorleitschaufeln 40A, 40B, die die einzelne Stufe von Turbinenschaufeln 38 umgeben, und Turbinenummantelung 100. Es versteht sich, dass ähnlich nummerierte und/oder bezeichnete Komponenten im Wesentlichen ähnlich funktionieren können. Auf redundante Erläuterung dieser Komponenten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
In dem nicht einschränkenden Beispiel, das in 14 gezeigt wird, kann Turbinenummantelung 100 direkt an Gehäuse 36 von Turbine 28 gekoppelt werden. Das heißt, Turbinenummantelung 100 kann mit Gehäuse 36 und/oder Verlängerung 52 von Gehäuse 36, radial neben und/oder außerhalb von Spitzenabschnitt 48 von Schaufelblatt 46, für Turbinenschaufeln 38 gekoppelt werden. Im nicht einschränkenden Beispiel kann Stützabschnitt 104 von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 in Öffnung 54 von Verlängerung 52 positioniert und/oder von dieser aufgenommen werden. Zusätzlich können vordere(n) Haken 130, der (die) einstückig mit dem vorderen Ende 106 ausgebildet ist (sind), und hintere(n) Haken 132, der (die) einstückig mit dem hinteren Ende 108 von Stützabschnitt 104 ausgebildet ist (sind), in Öffnung 54 von Verlängerung 52 positioniert werden und in einem Abschnitt von Verlängerung 52 eingreifen, um Turbinenummantelung 100 an Gehäuse 36 von Turbine 28 zu befestigen, zu fixieren und/oder zu verbinden.
Wie hierin erläutert, kann vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 für Einheitskörper 102 zur Befestigung von Statorleitschaufeln 40A in Gehäuse 36 verwendet werden. Beispielsweise kann vorderes Segment 150 an eine stromaufwärtige Stufe von Statorleitschaufeln 40A in Turbine 28 anstoßen, diese berühren, halten und/oder axial angrenzend zu dieser positioniert werden. In dem in 14 gezeigten, nicht einschränkenden Beispiel kann vorderes Segment 150 zusammen mit einer in Bord 152 positionierten und/oder befestigten Retentiondichtung 172 an ein Befestigungsbauteil 56 anstoßen, es berühren und/oder eine Druckkraft bereitstellen, das mit einer Plattform 42A von Statorleitschaufel 40A, die stromaufwärts von Turbinenummantelung 100 positioniert ist, in Berührung kommt und/oder an diese gekoppelt werden kann.
Zusätzlich, wie hierin erläutert, können die auf dem hinteren Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 ausgebildeten Merkmale auch dazu dienen, Statorleitschaufeln 40B innerhalb von Gehäuse 36 zu befestigen. Beispielsweise kann ein Abschnitt von Plattform 42B von Statorleitschaufel 40B, die axial stromabwärts von Turbinenummantelung 100 positioniert ist, auf Flansch 138 positioniert und/oder zwischen Flanschen 138, 140 befestigt werden, die einstückig mit dem hinteren Abschnitt 136 von Zwischenabschnitt 134 ausgebildet sind und sich (axial) von diesem aus erstrecken. Im nicht einschränkenden Beispiel kann der Abschnitt von Plattform 42B von Statorleitschaufel 40B zwischen Flanschen 138, 140 positioniert werden und/oder auf Flansch 138 (oder Flansch 140 für Turbinenummantelungen, die radial unter Rotor 30 positioniert sind (siehe 2)), um Statorleitschaufeln 40B in Turbinengehäuse 36 von Turbine 28 zu befestigen und/oder zu fixieren. Um die Befestigung von Statorleitschaufeln 40B in Gehäuse 36 und/oder die Kopplung von Plattform 42B mit Turbinenummantelung 100 zu erleichtern, kann eine weitere Retentiondichtung 172 zwischen Flanschen 138, 140 angebracht werden, die den Abschnitt von Plattform 42B berührt, der zwischen Flanschen 138, 140 von Turbinenummantelung 100 positioniert ist.
Wie hierin unter Bezugnahme auf die 3 bis 13 erläutert, kann sich vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 und vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 axial stromaufwärts der anderen Abschnitte und/oder Merkmale von Einheitskörper 102 für Turbinenummantelung 100 erstrecken und/oder der axial vorderste Abschnitt von Einheitskörper 102 sein. Das heißt, und wie in 14 gezeigt, wenn Turbinenummantelung 100 einschließlich von Einheitskörper 102 innerhalb von Turbinengehäuse 36 für Turbine 28 positioniert wird, können vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 und vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 axial stromaufwärts von vorderem Ende 106 von Stützabschnitt 104 sowie der übrigen Abschnitte/Merkmale von Stützabschnitt 106 positioniert werden. Zusätzlich können, wie in 14 gezeigt, vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 und vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 axial stromaufwärts von nichtlinearem Segments 142 von Zwischenabschnitt 134 sowie der übrigen Abschnitte/Merkmale von Zwischenabschnitt 134 positioniert werden. Vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 und vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 können auch axial stromaufwärts aller zusätzlichen Abschnitte/Merkmale (z. B. HGP-Oberfläche 160) von Dichtungsabschnitt 154 positioniert werden. Im nicht einschränkenden Beispiel können vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 und vorderes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 auch axial stromaufwärts von Verlängerung 52 von Turbinengehäuse 36 positioniert werden. Da Einheitskörper 102 Stütze 104 und Zwischenabschnitt 134 mit dem nichtlinearen Segment 142 einschließt, können vorderes Segment 150 und vorderes Ende 156 axial stromaufwärts von Stützabschnitt 104 in einer im Wesentlichen freitragenden Art und Weise positioniert werden, ohne direkt mit Stützabschnitt 104 gekoppelt oder verbunden zu sein und/oder einstückig mit diesem gebildet zu sein. Infolgedessen können sich, wie hierin erläutert, vorderes Segment und vorderes Ende 156 während des Betriebs von Turbine 28 thermisch ausdehnen, ohne unerwünschte mechanische Spannungen oder Belastungen an anderen Abschnitten (z. B. Stützabschnitt 104, Zwischenabschnitt 134) von Turbinenummantelung 100 zu verursachen.
Wie hierin erläutert, können verschiedene Merkmale von Turbinenummantelung 100 einen vorgegebenen und/oder gewünschten Bruch und/oder eine Verformung von Turbinenummantelung 100 erleichtern oder leiten, wenn eine Kraft (F) (z. B. Schaufelausfall) auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird. Beispielsweise kann sich während eines Ausfallsereignisses Turbinenschaufel 38 oder ein Abschnitt der beschädigten Turbinenschaufel 38 von Rotor 30 abkoppeln und Turbinenummantelung 100 und insbesondere Dichtungsabschnitt 154, der den Strömungsweg der durch Turbine 28 strömenden Verbrennungsgase 26 definiert, berühren, treffen und/oder eine Kraft (F) auf Turbinenummantelung 100 ausüben. Wenn Turbinenummantelung 100 ein oder mehrere Brückenelemente 300, 302, eine oder mehrere Öffnungen 306, 308 und/oder eine darin ausgebildete Aussparung 310 einschließt, kann sich Turbinenummantelung 100 in einer Verformungsrichtung (DD) als Reaktion auf die Kraft (F), die auf Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 ausgeübt wird, verformen, durchbiegen und/oder verbiegen. Insbesondere, wie in 14 gezeigt, und unter Bezugnahme auf 12 und 13, wenn die Kraft (F) auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird, kann (können) Brückenelement(e) 300, 302, Öffnung(en) 306, 308 und Aussparung 310, die sich durch Zwischenabschnitt 134 von Turbinenummantelung 100 erstrecken und/oder darin ausgebildet sind, eine Verformung, Durchbiegung und/oder Verbiegung von Turbinenummantelung 100 in Verformungsrichtung (DD) ermöglichen, zulassen, dazu führen und/oder erleichtern. Die Verformung von Turbinenummantelung 100 kann das Abkoppeln von Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 weitgehend verhindern und/oder eine Beschädigung von Gehäuse 36 verhindern.
In einem nicht einschränkenden Beispiel kann sich ein vorderer Teil von Dichtungsabschnitt 154 einschließlich vorderem Ende 158 und HGP-Oberfläche 160 sowie ein vorderer Teil von Zwischenabschnitt 134 einschließlich vorderem Segment 150, von zweitem Ende 146 und von nichtlinearem Segment 142 in einer Verformungsrichtung (DD) zu Gehäuse 36 hin verformen, durchbiegen und/oder verbiegen. Während der Verformung, Durchbiegung und/oder Verbiegung in Verformungsrichtung (DD) kann vorderes Segment 150 zusammen mit einer in Bord 152 positionierten und/oder befestigten Retentiondichtung 172 den Kontakt aufrechterhalten und/oder weiterhin Druckkraft gegen Sicherungskomponente 56 bereitstellen, um Plattform 42A von Statorleitschaufel 40A innerhalb von Gehäuse 36 zu halten. Während sich Dichtungsabschnitt 154 und Zwischenabschnitt 134 in Verformungsrichtung (DD) verformen, durchbiegen und/oder verbiegen, kann hinteres Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 an Ort und Stelle bleiben oder sich nur leicht in Verformungsrichtung (DD) verbiegen. Als Folge davon kann Plattform 42B von Statorleitschaufel 40B in Kontakt bleiben und/oder auf Flansch 138 positioniert und/oder zwischen Flanschen 138, 140, die einstückig mit dem hinteren Abschnitt 136 von Zwischenabschnitt 134 ausgebildet sind, befestigt werden. Zusätzlich kann im nicht einschränkenden Beispiel die zwischen Flanschen 138, 140 positionierte Retentiondichtung 172 den Kontakt mit dem Abschnitt von Plattform 42B, der zwischen Flanschen 138, 140 von Turbinenummantelung 100 positioniert ist, aufrechterhalten, um Statorleitschaufeln 40B innerhalb von Gehäuse 36 zu befestigen und/oder Plattform 42B mit Turbinenummantelung 100 zu koppeln, nachdem sich Turbinenummantelung 100 in Verformungsrichtung (DD) verformt, durchgebogen und/oder verbogen hat.
In einem anderen, nicht einschränkenden Beispiel und zusätzlich zur Bildung von einem oder mehreren Brückenelementen 300, 302, Öffnungen 306, 308 und/oder Aussparung 310 innerhalb von Turbinenummantelung 100 kann die Form von Turbinenummantelung 100 auch die Verformung, Durchbiegung und/oder Verbiegung von Turbinenummantelung 100 in einer Verformungsrichtung (DD) erleichtern, führen und/oder unterstützen. Das heißt, da erstes Ende 156 von Dichtungsabschnitt 154 und vorderes Segment 150 von Zwischenabschnitt 134 sich axial stromaufwärts von Stützabschnitt 104 im Wesentlichen freitragend erstrecken, ohne direkt mit Stützabschnitt 104 verbunden zu sein, kann sich ein Abschnitt von Turbinenummantelung 100 in einer Verformungsrichtung (DD) zu Gehäuse 36 hin verformen, durchbiegen und/oder verbiegen. Da Zwischenabschnitt 134 von Einheitskörper 102 ein nichtlineares Segment 142 und insbesondere den gebogenen Abschnitt 148 einschließt, kann sich Turbinenummantelung 100 in einer Verformungsrichtung (DD) zu Gehäuse 36 hin verformen, durchbiegen und/oder verbiegen.
Zusätzlich zu oder im Unterschied zu der Verbiegung in der Verformungsrichtung (DD), wie in 14 gezeigt, kann Turbinenummantelung 100 auch Merkmale einschließen, die den Bruch und/oder das Zusammenfallen erleichtern, wenn eine Kraft (F) auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird. Beispielsweise, und wie hierin erläutert, kann Dichtungsabschnitt 154 von Einheitskörper 102 den hinteren Bereich 312 mit einer vorbestimmten Dimension (D1) einschließen. Die vorbestimmte Dimension (D1) kann den Bruch und/oder das Zusammenfallen/Zerquetschen von hinterem Bereich 312 erleichtern, wenn Kraft (F) auf HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird (z. B. bei einem Schaufelausfall). Das heißt, Einheitskörper 102 von Turbinenummantelung 100 kann so gebildet werden, dass er den hinteren Bereich 312 mit einer vorgegebenen Dimension (D1) einschließt, der seine strukturelle Integrität während der gewünschten Betriebsbedingungen von Turbine 28 aufrechterhalten kann. Während eines Ausfallereignisses kann jedoch die auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübte Kraft (F) dazu führen, dass hinterer Bereich 312 als Folge von hinterem Bereich 312 einschließlich der vorbestimmten Dimension (D1) bricht und/oder zusammenfällt.
Das Zulassen und/oder Erleichtern des Bruchs und/oder Zusammenfalls von hinterem Bereich 312 kann dazu führen, dass die Kraft im Wesentlichen durch Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 aufgenommen und/oder abgeleitet wird. Außerdem kann selbst nach Bruch und/oder Zusammenfallen von hinterem Bereich 312 von Dichtungsabschnitt 154 die Kopplung von stromabwärtiger Statorleitschaufel 40B an hinteres Segment 136 von Turbinenummantelung 100 nicht beeinträchtigt und/oder aufrechterhalten werden. Dadurch kann eine zusätzliche Beschädigung von Turbinenummantelung 100 weitgehend verhindert werden, und Turbinenummantelung 100 kann mit Gehäuse 36 gekoppelt bleiben, um Schäden an Gehäuse 36 zu vermeiden. Zusätzlich kann durch die Erleichterung des Bruchs und/oder des Zusammenfalls von hinterem Bereich 312 von Dichtungsabschnitt 154 eine mögliche Verringerung des Betriebswirkungsgrades von Turbinenummantelung 100 während des Ausfallereignisses erheblich minimiert und/oder beseitigt werden, da der Bruch und/oder das Zusammenfallen von hinterem Bereich 312 den durch HGP-Oberfläche 160 (teilweise) von Dichtungsabschnitt 154 definierten Strömungsweg (FP) nicht im Wesentlichen verändert. Daher dürfen Verbrennungsgase 26, die über HGP-Oberfläche 160 in Richtung von Statorleitschaufel 40B strömen, nicht vom Strömungsweg abweichen (z. B. Leckage), da Turbinenummantelung 100 einen gebrochenen/zusammengefallenen hinteren Bereich 312 einschließt, der die Kopplung und/oder Positionierung von Statorleitschaufel 40B innerhalb von Gehäuse 36 aufrechterhalten und den Strömungsweg, wie hierin erläutert, aufrechterhalten kann.
Ähnlich wie in hinterem Bereich 312 können verschiedene Rippen 210, 220, 228, die in Dichtungsabschnitt 154 für Einheitskörper 102 ausgebildet sind, den Bruch und/oder das Zusammenfallen erleichtern, wenn eine Kraft (F) auf Dichtungsabschnitt 154 ausgeübt wird. Das heißt, und wie hierin besprochen, jede Rippe 210, 220, 228 des Einheitskörpers 102 kann eine vorbestimmte Abmessung (D2) einschließen, die den Bruch und/oder das Zusammenfallen/Zerkleinern mindestens einer Rippe 210, 220, 228 erleichtern kann, wenn die Kraft (F) auf die HGP-Oberfläche 160 des Dichtungsteils 154 ausgeübt wird (z. B. bei einem Schaufelausfallereignis). Ähnlich wie im hinteren Bereich 312 können die Rippen 210, 220, 228 mit vorbestimmter Abmessung (D2) ihre strukturelle Integrität während der gewünschten Betriebsbedingungen der Turbine 28 beibehalten und das Plenum 200 und/oder die verschiedenen Kühlkanäle 202, 218, 226 definieren/trennen, die sich innerhalb des Dichtungsabschnitts 154 erstrecken. Während eines Ausfallereignisses kann jedoch die auf Dichtungsteil 154 ausgeübte Kraft (F) zum Bruch und/oder Zusammenfallen mindestens einer Rippe 210, 220, 228 führen. Wenn Rippen 210, 220, 228 brechen und/oder zusammenfallen, kann jede Rippe 210, 220, 228 in einen entsprechenden Teil von Plenum 200 oder des ersten Kühlkanals 202 geschoben werden. Beispielsweise kann erste Rippe 210 beim Bruch und/oder Zusammenfallen radial nach außen in Richtung von Zwischenteil 134 gedrückt werden und mindestens teilweise in Plenum 200 positioniert werden. Zusätzlich kann bei Bruch und/oder Zusammenfallen zweite Rippe 220 radial nach außen gedrückt werden und mindestens teilweise in vorderem Teil 206 des ersten Kühlkanals 202 positioniert werden, wobei dritte Rippe 228 radial nach außen gedrückt werden kann und zumindest teilweise im hinteren Teil 208 des ersten Kühlkanals 202 positioniert werden kann.
Das Zulassen und/oder Erleichtern des Bruchs und/oder Zusammenfallen von Rippen 210, 220, 228 kann dazu führen, dass die Kraft im Wesentlichen durch Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung 100 aufgenommen und/oder abgeleitet wird. Das heißt, wenn Rippen 210, 220, 228 von Rotor 30 radial nach außen und/oder zu Zwischenabschnitt 134 hin brechen und/oder zusammenfallen, kann die auf die HGP-Oberfläche 160 ausgeübte Kraft (F) im Wesentlichen durch Dichtungsabschnitt 154 so absorbiert und/oder durch diesen abgeleitet werden, dass Zwischenabschnitt 134 und/oder Stützabschnitt 104 von Turbinenummantelung 100 nicht unerwünscht von der Kraft (F) beeinflusst werden kann. Zusätzlich kann auch nach Bruch und/oder Zusammenfallen von Rippen 210, 220, 228 von Dichtungsabschnitt 154 die Kopplung von stromaufwärtigen Statorleitschaufel 40A und stromabwärtigen Statorleitschaufel 40B an Turbinenummantelung 100 unbeeinflusst bleiben und/oder beibehalten werden. Dadurch können zusätzliche Schäden an Turbinenummantelung 100 weitgehend vermieden werden, und Turbinenummantelung 100 kann mit Gehäuse 36 gekoppelt bleiben. Auch durch die Erleichterung des Bruchs und/oder des Zusammenfallens von Rippen 210, 220, 228 können potentielle Verringerungen des Betriebswirkungsgrades von Turbinenummantelung 100 während des Ausfallereignisses erheblich minimiert und/oder beseitigt werden, da der Bruch und/oder das Zusammenfallen von Rippen 210, 220, 228 den durch HGP-Oberfläche 160 von Dichtungsteil 154 definierten Strömungsweg (FP, flow path) (teilweise) nicht wesentlich verändern kann. Das heißt, in einem nichteinschränkenden Beispiel, bei dem Rippen 210, 220, 228 brechen oder zusammenfallen, kann Dichtungsabschnitt 154 von Turbinenummantelung HGP-Oberfläche 160 für Turbine 28 beibehalten. Daher dürfen Verbrennungsgase 26, die über HGP-Oberfläche 160 in Richtung von Statorleitschaufel 40B strömen, nicht vom Strömungsweg abweichen (z. B. Leckage), da Turbinenummantelung 100 die Kopplung und/oder Positionierung von Statorleitschaufel 40B innerhalb von Gehäuse 36 beibehalten und den Strömungsweg auch nach dem Bruch/Zusammenfall von Rippen 210, 220, 228 beibehalten kann.
In einem anderen nichteinschränkenden Beispiel kann das Brechen und/oder Zusammenfallen von Rippen 210, 220, 228 dazu führen, dass ein Teil von Dichtungsabschnitt 154 abbricht und/oder sich von Turbinenummantelung 100 löst. Das heißt, sobald Rippen 210, 220, 228 brechen und/oder zusammenfallen, kann ein Teil von Dichtungsabschnitt 154 einschließlich HGP-Oberfläche 160, Mittelteil 204 des ersten Kühlkanals 202, des zweiten Kühlkanals 218, des dritten Kühlkanals 226 und Rippen 210, 220, 228 abbrechen und/oder vom Rest von Turbinenummantelung 100 getrennt werden. Obwohl beschädigt (z. B. fehlende HGP-Oberfläche 160), kann Turbinenummantelung 100 weiterhin mindestens teilweise einen Strömungsweg für Verbrennungsgase 26 definieren sowie die Abkopplung von Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 verhindern bzw. eine Beschädigung von Gehäuse 36 selbst verhindern. In diesem nichteinschränkenden Beispiel können die verbleibenden Teile von Dichtungsabschnitt 154, einschließlich des teilweisen vorderen Teils 206 und des hinteren Teils 208 des ersten Kühlkanals 202, des Plenums 200 und des Flansches 138, der sich von hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 erstreckt, den Strömungsweg definieren. Zusätzlich kann auch nach der Trennung die Kopplung von stromaufwärtiger Statorleitschaufel 40A und stromabwärtiger Statorleitschaufel 40B an Turbinenummantelung 100 unbeeinflusst bleiben und/oder beibehalten werden. Dadurch können die verbleibenden Teile von Turbinenummantelung 100, die noch mit Gehäuse 36 gekoppelt sind, eine unerwünschte Exposition von Gehäuse 36 und letztlich eine Beschädigung von Gehäuse 36 selbst verhindern.
Zusätzlich zu der Position innerhalb von Turbinenummantelung 100 und/oder der Formung jedes Merkmals von Turbinenummantelung 100, um eine vorbestimmte Abmessung (D1, D2) zur Erleichterung oder Führung von Bruch und/oder Verformung einzuschließen, können die hier besprochenen Merkmale von Turbinenummantelung 100 mit unterschiedlichen Material-/Struktureigenschaften geformt werden, um den Bruch und/oder die Verformung bei Anwendung einer Kraft zu erleichtern. Das heißt, Brückenelemente 300, 302, hinterer Bereich 312 und/oder Rippen 210, 220, 228 können einstückig mit Einheitskörper 102 ausgebildet sein, können aber andere Material-/Struktureigenschaften einschließen als die übrigen Merkmale von Turbinenummantelung 100. Zum Beispiel können Brückenteile 300, 302, hinterer Bereich 312 und/oder Rippen 210, 220, 228 mit den gleichen additiven Herstellungsverfahren oder Techniken wie die übrigen Teile oder Merkmale von Turbinenummantelung 100 hergestellt werden. Die Betriebseigenschaften für die Bildung dieser Merkmale können jedoch unterschiedlich sein. In einem nichteinschränkenden Beispiel kann die Ausgangsleistung der Laser, Brückenelemente 300, 302, den hinteren Bereich 312 und/oder Rippen 210, 220, 228 aus geschichtetem, pulverförmigem Material bilden, wie hier besprochen, weniger stark, intensiv und/oder konzentriert sein, als wenn der/die Laser z. B. hinteres Segment 136 von Zwischenabschnitt 134 bilden. Zusätzlich oder alternativ kann die Konzentration oder Dichte des Pulvermaterials, das zur Bildung von Brückenelementen 300, 302, von Heckbereich 312 und/oder Rippen 210, 220, 228 verwendet wird, niedriger oder geringer sein als die Konzentration oder Dichte des Pulvermaterials, das z. B. zur Bildung von hinterem Segment 136 von Zwischenabschnitts 134 verwendet wird. Dadurch können diese Abschnitte und/oder Merkmale (z. B. Brückenelemente 300, 302, hinterer Bereich 312 und/oder Rippen 210, 220, 228), die in Turbinenummantelung 100 eingeschlossen sind, den Bruch und/oder die Verformung von Turbinenummantelung 100 erleichtern, wenn eine Kraft (F) aufgebracht wird, die verhindert, dass sich Turbinenummantelung 100 von Gehäuse 36 abkoppelt und/oder Schäden an Gehäuse 36 verhindert, wie hier besprochen.
Turbinenummantelung 100 kann auf verschiedene Weise gebildet werden. In einer Ausführungsform kann Turbinenummantelung 100 durch Gießen hergestellt werden. Wie hierin erwähnt, ist die additive Herstellung jedoch besonders geeignet für die Herstellung von Turbinenummantelung 100 einschließlich Einheitskörper 102. Wie hierin verwendet, kann die additive >Herstellung (AM) jeden Prozess der Herstellung eines Objekts durch die sukzessive Schichtung von Material anstatt durch die Entfernung von Material einschließen, wie es bei herkömmlichen Prozessen der Fall ist. Die additive Herstellung kann komplexe Geometrien ohne den Einsatz von Werkzeugen, Formen oder Vorrichtungen und mit wenig oder gar keinem Abfall herstellen. Statt Komponenten aus massiven Stangen aus Kunststoff oder Metall zu bearbeiten, die größtenteils abgetragen und entsorgt werden, wird in der additiven Herstellung nur das Material verwendet, das für die Formgebung des Teils benötigt wird. Additive Herstellungsprozesse können Folgendes einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt: 3D-Druck, Rapid Prototyping (RP), Direct Digital Manufacturing (DDM), Binder-Jetting, Selective Laser Melting (SLM) und Direct Metal Laser Melting (DMLM). In der aktuellen Einstellung haben sich DMLM oder SLM als vorteilhaft erwiesen.
Um ein Beispiel für einen additiven Herstellungsprozess zu veranschaulichen, zeigt 15 eine schematische/Blockansicht eines beispielhaften computergestützten additiven Herstellungssystems 900 zum Erzeugen eines Objekts 902. In diesem Beispiel ist das System 900 für DMLM ausgelegt. Es versteht sich, dass die allgemeinen Lehren der Offenbarung auch auf andere Formen der additiven Herstellung anwendbar sind. Das Objekt 902 ist als Turbinenummantelung 100 veranschaulicht (siehe 2 bis 15). Das AM-System 900 schließt im Allgemeinen ein computergestütztes Additiv-Herstellungs(AM)-Steuersystem 904 und einen AM-Drucker 906 ein. Das AM-System 900 führt, wie beschrieben wird, den Code 920 aus, der eine Reihe von computerausführbaren Anweisungen einschließt, die Turbinenummantelung 100 definieren, um das Objekt 902 unter Verwendung von AM-Drucker 906 physisch zu erzeugen. Jeder AM-Prozess kann verschiedene Rohstoffe in Form von zum Beispiel feinkörnigem Pulver, Flüssigkeit (z. B. Polymere), Folie usw. verwenden, deren Vorrat in einer Kammer 910 von AM-Drucker 906 gehalten werden kann. Im vorliegenden Fall kann Turbinenummantelung 100 aus einem Metall oder einer Metallverbindung hergestellt werden, das/die der Umgebung von Gasturbinensystem 10 standhalten kann (siehe 1). Wie veranschaulicht, kann ein Applikator 912 eine dünne Schicht aus Rohmaterial 914 erzeugen, die als leere Leinwand auf einer Bauplatte 915 von AM-Drucker 906 verteilt ist, aus der jede nachfolgende Scheibe des Endobjekts erzeugt wird. In anderen Fällen kann Applikator 912 die nächste Schicht direkt auf eine vorherige Schicht, wie durch Code 920 definiert, auftragen oder drucken, z. B. wenn ein Metall-Binder-Jetting-Prozess verwendet wird. In dem dargestellten Beispiel verbindet ein Laser- oder Elektronenstrahl 916 die Partikel für jede Scheibe, wie durch Code 920 definiert, aber dies ist möglicherweise nicht erforderlich, wenn ein schnell abbindender flüssiger Kunststoff/Polymer verwendet wird. Verschiedene Teile von AM-Drucker 906 können sich bewegen, um das Hinzufügen jeder neuen Schicht aufzunehmen, z. B. kann eine Bauplattform 918 abgesenkt werden und/oder Kammer 910 und/oder Applikator 912 kann nach jeder Schicht steigen.
AM-Steuerungssystem 904 wird auf Computer 930 implementiert als Computerprogrammcode dargestellt. Insofern wird Computer 930 mit einem Speicher 932, einem Prozessor 934, einer Ein-/Ausgabeschnittstelle (E/A-Schnittstelle) 936 und einem Bus 938 dargestellt. Ferner wird Computer 930 in Verbindung mit einer externen E/A-Vorrichtung/Ressource 940 und einem Speichersystem 942 dargestellt. Im Allgemeinen führt Prozessor 934 Computerprogrammcode aus, wie beispielsweise AM-Steuerungssystem 904, das in Speicher 932 gespeichert ist, und/oder Speichersystem 942 unter Anweisungen von Code 920 für die hierin beschriebene Turbinenummantelung 100. Während der Ausführung des Computerprogrammcodes kann Prozessor 934 Daten in den Speicher 932, das Speichersystem 942, die E/A-Vorrichtung 940 und/oder den AM-Drucker 906 lesen und/oder schreiben. Bus 938 stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen jeder der Komponenten in Computer 930 her, und E/A-Vorrichtung 940 kann jede beliebige Vorrichtung umfassen, die es einem Benutzer ermöglicht, mit Computer 940 zu interagieren (z. B. Tastatur, Zeigevorrichtung, Display usw.). Computer 930 ist nur repräsentativ für verschiedene mögliche Kombinationen von Hard- und Software. So kann zum Beispiel Prozessor 934 eine einzelne Verarbeitungseinheit umfassen oder auf eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten an einem oder mehreren Orten, z. B. auf einem Client und Server, verteilt sein. Ebenso kann sich Speicher 932 und/oder Speichersystem 942 an einer oder mehreren physischen Stellen befinden. Speicher 932 und/oder Speichersystem 942 können eine beliebige Kombination verschiedener Arten von nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermedien umfassen, einschließlich magnetischer Medien, optischer Medien, Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM) usw. Computer 930 kann jede Art von Computervorrichtung umfassen, wie beispielsweise einen Netzwerkserver, einen Desktop-Computer, einen Laptop, eine tragbare Vorrichtung, ein Mobiltelefon, einen Pager, einen persönlichen Datenassistenten usw.
Additive Herstellungsprozesse beginnen mit einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermedium (z. B. Speicher 932, Speichersystem 942 usw.), das Code 920 speichert, der für Turbinenummantelung 100 repräsentativ ist. Wie bereits erwähnt, schließt Code 920 eine Reihe von computerausführbaren Anweisungen ein, die die äußere Elektrode definieren, die verwendet werden können, um die Spitze nach Ausführung des Codes durch System 900 physisch zu erzeugen. Zum Beispiel kann Code 920 ein genau definiertes 3D-Modell von Turbinenummantelung 100 einschließen und kann aus einer Vielzahl bekannter computergestützter Konstruktionssoftwaresysteme (CAD) wie AutoCAD®, TurboCAD®, DesignCAD 3D Max, usw. generiert werden. In diesem Zusammenhang kann Code 920 jedes heute bekannte oder später entwickelte Dateiformat verwenden. So kann zum Beispiel Code 920 in der Standard Tessellation Language (STL), die für Stereolithographie-CAD-Programme von 3D-Systemen erstellt wurde, oder in einer Additive Manufacturing File (AMF), einem Standard der American Society of Mechanical Engineers (ASME), vorliegen, der ein Format auf Basis der Extensible Markup Language (XML) ist, das es jeder CAD-Software ermöglicht, die Form und Zusammensetzung eines dreidimensionalen Objekts zu beschreiben, das auf einem AM-Drucker erzeugt werden soll. Code 920 kann zwischen verschiedenen Formaten umgesetzt, in einen Satz von Datensignalen umgewandelt und übertragen, als ein Satz von Datensignalen empfangen und in einen Code umgewandelt, gespeichert usw. werden, wie dies erforderlich sein kann. Code 920 kann in System 900 eingegeben werden und kann von einem Teileentwickler, einem Dienstleister für geistiges Eigentum (IP), einer Designfirma, dem Betreiber oder Besitzer von System 900 oder von anderen Quellen stammen. In jedem Fall führt AM-Steuerungssystem 904 Code 920 aus und unterteilt Turbinenummantelung 100 in eine Reihe dünner Scheiben, die es unter Verwendung von AM-Drucker 906 in aufeinanderfolgenden Schichten eines flüssigen, pulverförmigen, blattförmigen oder sonstigen Materials zusammenfügt. Im DMLM-Beispiel wird jede Schicht genau nach der durch Code 920 definierten Geometrie geschmolzen und mit der vorhergehenden Schicht verschmolzen. Anschließend kann die Turbinenummantelung 100 einer Vielzahl von Nachbearbeitungsverfahren unterzogen werden, z. B. den hierin beschriebenen zum Nachkonturieren oder anderen kleineren Bearbeitungen wie Abspanen, Abdichten, Polieren usw.
Die technischen Wirkungen der Offenbarung schließen z. B ein: die Bereitstellung einer Turbinenummantelung, die aus einem Einheitskörper besteht, der in vorbestimmten Bereichen des Körpers Bruch und/oder Verformung zulässt, um zu verhindern, dass sich die Turbinenummantelung vom Turbinengehäuse abkoppelt, und/oder um zu verhindern, dass das Gehäuse selbst ausgesetzt oder beschädigt wird.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Arbeitsvorgängen, Elementkomponenten, und/oder Gruppen davon ausschließen. „Optional“ oder „gegebenenfalls“ bedeutet, dass das nachfolgend beschriebene Ereignis oder der Umstand eintreten kann oder nicht, und dass die Beschreibung Fälle enthält, in denen das Ereignis eintritt, und Fälle, in denen dies nicht der Fall ist.
Eine Annäherungssprache, wie sie hierin in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, kann angewendet werden, um jede quantitative Darstellung zu modifizieren, die zulässig variieren könnte, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion zu führen, auf die sie sich bezieht. Dementsprechend ist ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe wie „ungefähr“, „annähernd“ und „wesentlich“ modifiziert ist, nicht auf den genau angegebenen Wert zu beschränken. Mindestens in einigen Fällen kann die Annäherungsformulierung der Genauigkeit eines Instruments zum Messen des Werts entsprechen. Hier und in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsbeschränkungen kombiniert und/oder ausgetauscht werden, wobei solche Bereiche identifiziert werden und alle darin enthaltenen Unterbereiche einschließen, sofern der Kontext oder die Sprache nichts anderes angeben. „Annähernd“, bezogen auf einen bestimmten Wert eines Bereichs, gilt für beide Werte und kann, sofern nicht anders angegeben, in Abhängigkeit von der Genauigkeit des Instruments, das den Wert misst, +/- 10 % der angegebenen Werte anzeigen.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Stufen plus Funktionselemente in den nachstehenden Ansprüchen sollen jede Struktur, jedes Material oder jede Handlung zum Ausführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen umfassen, wie speziell beansprucht. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll jedoch nicht erschöpfend sein oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Für den Fachmann sind viele Modifikationen und Variationen offensichtlich, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und die praktische Anwendung am besten zu erläutern und um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, die für die jeweilige vorgesehene Verwendung geeignet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16/263548 [0001]

Claims

Turbinenummantelung (100) für Turbinensystem (10), wobei die Turbinenummantelung (100) umfasst: einen Einheitskörper (102), der einschließt: einen Stützabschnitt (104), der direkt mit einem Turbinengehäuse (36) des Turbinensystems (10) gekoppelt ist; einen Zwischenabschnitt (134), der mit dem Trägerteil (104) einstückig ist und sich von diesem weg erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt (134) einschließt: ein hinteres Segment (136), das sich rechtwinklig von dem Stützabschnitt (104) weg erstreckt, und ein nichtlineares Segment, das sich von dem Stützabschnitt (104) weg erstreckt, angrenzend an das hintere Segment (136); einen Dichtungsabschnitt (154), der einstückig mit dem Zwischenabschnitt (134) ist, wobei der Dichtungsabschnitt (154) ein vorderes Ende (106), ein hinteres Ende (108), das gegenüber dem vorderen Ende (106) angeordnet ist, und eine Heißgasweg-Oberfläche (HGP-Oberfläche) (160) aufweist, die sich zwischen dem vorderen Ende (106) und dem hinteren Ende (108) erstreckt; zwei gegenüberliegende Schlitzflächen (120, 122), die sich neben und zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) erstrecken; ein Plenum (200), das sich durch den Stützabschnitt (104), den Zwischenabschnitt (134) und mindestens einen Teil des Dichtungsabschnitts (154) zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen (120, 122) erstreckt, wobei das Plenum (200) das hintere Segment (136) und das nichtlineare Segment des Zwischenabschnitts (134) trennt; mindestens ein Brückenelement (300, 302), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) ausgebildet ist, wobei sich das mindestens eine Brückenelement (300, 302) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt, und mindestens eine Öffnung (306, 308), die in einem Abschnitt des Plenums (200) ausgebildet ist, der sich durch den Zwischenabschnitt (134) erstreckt, wobei die mindestens eine Öffnung (306, 308) mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement (300, 302) definiert ist.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 1, wobei sich das mindestens eine Brückenelement (300) des Einheitskörpers (102) teilweise durch einen zentralen Abschnitt (304) des Plenums (200) erstreckt, der in gleichem Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen (120, 122) ausgebildet ist.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 1, wobei der Einheitskörper (102) weiterhin einschließt: einen Hohlraum (310), der zwischen dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) und der Heißgasweg-Oberfläche (HGP-Oberfläche) (160) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (310) mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement (300) definiert ist.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 1, wobei der Einheitskörper (102) weiterhin einschließt: mindestens einen Kühlkanal (202), der sich innerhalb des Einheitskörpers (102) neben dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 4, wobei der Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) weiterhin einschließt: einen hinteren Bereich (312), der zwischen dem mindestens einen Kühlkanal (202), der sich angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, und dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei der hintere Bereich (312) eine vorbestimmte Abmessung aufweist, die einen Bruch oder eine Verformung des hinteren Bereichs (312) als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf den Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) ausgeübt wird, erleichtert.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 1, wobei der Einheitskörper (102) weiterhin einschließt: eine erste Rippe (210), die in dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei die erste Rippe (210) zwischen dem Plenum (200) und einem ersten Kühlkanal (202), der sich in dem Dichtungsabschnitt (154) zwischen dem vorderen Ende (106) und dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt; eine zweite Rippe (220), die angrenzend an das vordere Ende (106) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei die zweite Rippe (220) zwischen dem ersten Kühlkanal (202) und einem zweiten Kühlkanal (218), der sich innerhalb des Dichtungsabschnitts (154) angrenzend an das vordere Ende (106) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt; und eine dritte Rippe (228), die angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei die dritte Rippe (228) zwischen dem ersten Kühlkanal (202) und einem dritten Kühlkanal (226), der sich innerhalb des Dichtungsabschnitts (154) angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt, wobei jede der ersten Rippe (210), der zweiten Rippe (220) und der dritten Rippe (228) eine vorbestimmte Abmessung einschließt, die den Bruch oder die Verformung von mindestens einer der ersten Rippe (210), der zweiten Rippe (220) oder der dritten Rippe (228) als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf den Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) ausgeübt wird, erleichtert.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Brückenelement (300) des Einheitskörpers (102) weiterhin einschließt: ein erstes Brückenelement (300), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei sich das erste Brückenelement (300) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt; und ein zweites Brückenelement (302), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) zwischen dem ersten Brückenelement (300) und dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei sich das zweite Brückenelement (302) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 7, wobei das zweite Brückenelement (302) mit dem ersten Brückenelement (300) zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) ausgerichtet ist.
Turbinenummantelung (100) nach Anspruch 7, wobei die mindestens eine Öffnung (306) des Einheitskörpers (102) weiterhin einschließt: eine erste Öffnung (306), die zwischen dem ersten Brückenelement (300) und dem Stützabschnitt (104) ausgebildet und zumindest teilweise durch diese definiert ist, wobei die erste Öffnung (306) in Fluidverbindung mit dem Plenum (200) steht; und eine zweite Öffnung (308), die zwischen dem ersten Brückenelement (300) und dem zweiten Brückenelement (302) ausgebildet und zumindest teilweise durch diese definiert ist, wobei die zweite Öffnung (308) in Fluidverbindung mit dem Plenum (200) steht.
Turbinensystem (10), umfassend: ein Turbinengehäuse (36); einen Rotor (30), der sich axial durch das Turbinengehäuse (36) erstreckt; eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (38), die in Umfangsrichtung um den Rotor (30) herum angeordnet sind und sich radial von diesem erstrecken; und eine Vielzahl von direkt mit dem Turbinengehäuse (36) gekoppelte und radial zwischen dem Turbinengehäuse (36) und der Vielzahl von Turbinenschaufeln (38) angeordnete Turbinenummantelungen (100), wobei jede der Vielzahl der Turbinenummantelungen (100) einschließt: einen Einheitskörper (102), der einschließt: einen Stützabschnitt (104), der direkt mit einem Turbinengehäuse (36) des Turbinensystems (10) gekoppelt ist; einen Zwischenabschnitt (134), der mit dem Trägerteil (104) einstückig ist und sich von diesem weg erstreckt, wobei der Zwischenabschnitt (134) einschließt: ein hinteres Segment (136), das sich rechtwinklig von dem Stützabschnitt (104) weg erstreckt, und ein nichtlineares Segment, das sich von dem Stützabschnitt (104) weg erstreckt, angrenzend an das hintere Segment (136); einen Dichtungsabschnitt (154), der einstückig mit dem Zwischenabschnitt (134) ist, wobei der Dichtungsabschnitt (154) ein vorderes Ende (106), ein hinteres Ende (108), das gegenüber dem vorderen Ende (106) angeordnet ist, und eine Heißgasweg-Oberfläche (HGP-Oberfläche) (160) aufweist, die sich zwischen dem vorderen Ende (106) und dem hinteren Ende (108) erstreckt; zwei gegenüberliegende Schlitzflächen (120, 122), die sich neben und zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) erstrecken; ein Plenum (200), das sich durch den Stützabschnitt (104), den Zwischenabschnitt (134) und mindestens einen Teil des Dichtungsabschnitts (154) zwischen den beiden gegenüberliegenden Schlitzflächen (120, 122) erstreckt, wobei das Plenum (200) das hintere Segment (136) und das nichtlineare Segment des Zwischenabschnitts (134) trennt; mindestens ein Brückenelement (300, 302), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) ausgebildet ist, wobei sich das mindestens eine Brückenelement (300, 302) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt; und mindestens eine Öffnung (306, 308), die in einem Abschnitt des Plenums (200) ausgebildet ist, der sich durch den Zwischenabschnitt (134) erstreckt, wobei die mindestens eine Öffnung (306, 308) mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement (300, 302) definiert ist.
Turbinensystem (10) nach Anspruch 10, wobei der Einheitskörper (102) für jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen (100) weiterhin einschließt: einen Hohlraum (310), der zwischen dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) und der Heißgasweg-Oberfläche (HGP-Oberfläche) (160) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (310) mindestens teilweise durch das mindestens eine Brückenelement (300) definiert ist.
Turbinensystem (10) nach Anspruch 10, wobei der Einheitskörper (102) für jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen (100) weiterhin einschließt: mindestens einen Kühlkanal (202), der sich innerhalb des Einheitskörpers (102) neben dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt.
Turbinensystem (10) nach Anspruch 12, wobei der Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) für jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen (100) weiterhin einschließt: einen hinteren Bereich (312), der zwischen dem mindestens einen Kühlkanal (202), der sich angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, und dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei der hintere Bereich (312) eine vorbestimmte Abmessung aufweist, die einen Bruch oder eine Verformung des hinteren Bereichs (312) als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf den Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) ausgeübt wird, erleichtert.
Turbinensystem (10) nach Anspruch 10, wobei der Einheitskörper (102) für jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen (100) weiterhin einschließt: eine erste Rippe (210), die in dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei die erste Rippe (210) zwischen dem Plenum (200) und einem ersten Kühlkanal (202), der sich in dem Dichtungsabschnitt (154) zwischen dem vorderen Ende (106) und dem hinteren Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt; eine zweite Rippe (220), die angrenzend an das vordere Ende (106) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei die zweite Rippe (220) zwischen dem ersten Kühlkanal (202) und einem zweiten Kühlkanal (218), der sich innerhalb des Dichtungsabschnitts (154) angrenzend an das vordere Ende (106) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt; und eine dritte Rippe (228), die angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) ausgebildet ist, wobei die dritte Rippe (228) zwischen dem ersten Kühlkanal (202) und einem dritten Kühlkanal (226), der sich innerhalb des Dichtungsabschnitts (154) angrenzend an das hintere Ende (108) des Dichtungsabschnitts (154) erstreckt, angeordnet ist und diese trennt, wobei jede der ersten Rippe (210), der zweiten Rippe (220) und der dritten Rippe (228) eine vorbestimmte Abmessung einschließt, die den Bruch oder die Verformung von mindestens einer der ersten Rippe (210), der zweiten Rippe (220) oder der dritten Rippe (228) als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf den Dichtungsabschnitt (154) des Einheitskörpers (102) ausgeübt wird, erleichtert.
Turbinensystem (10) nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Brückenelement (300) des Einheitskörpers (102) für jede der Vielzahl von Turbinenummantelungen (100) weiterhin einschließt: ein erstes Brückenelement (300), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) zwischen dem Stützabschnitt (104) und dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei sich das erste Brückenelement (300) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt; und ein zweites Brückenelement (302), das einstückig mit dem hinteren Segment (136) und dem nichtlinearen Segment des Zwischenabschnitts (134) zwischen dem ersten Brückenelement (300) und dem Dichtungsabschnitt (154) ausgebildet ist, wobei sich das zweite Brückenelement (302) teilweise durch das Plenum (200) erstreckt.