DE2339366A1

DE2339366A1 - Brennkammer fuer gasturbine

Info

Publication number: DE2339366A1
Application number: DE19732339366
Authority: DE
Inventors: Leif Andersson; Laszlo Hunyadi; Martin Maansson
Original assignee: Stal Laval Turbin AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1972-08-15
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1974-02-28
Also published as: CH556511A

Description

Brennkammer für Gasturbine Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für eine Gasturbine mit einem von einem äußeren Mantel umgebenen Flammenrohr, das in Längsrichtung in eine Verbrennungszone und eine Mischzone unterteilt ist und eine selbständige Wand innerhalb des Brennkammermantels hat, die in der Mischzone als Doppelwand ausgebildet ist, nämlich als Außenwand, deren Innenseite mit Schirmblechen bedeckt ist, die in einem gewissen Abstand von der Außenwand angeordnet sind, wobei die Außenwand und die innere Schirmblechwand mit Eintrittsöffnungen für Kiihlluft in radialer Richtung zur Mischzone versehen sind, während die eigentliche EühlluSt der Mischzone durch besondere Düsen zugefAhrt wird, die durch die gesamte Doppelwand der Mischzone gehen. Der äußere Mantel der Brennkammer nimmt den Gasdruck auf, der von dem Arbeitsdruck der Turbine bestimmt wird. Das in der Verbrennungszone - auch Primärzone genannt -verbrannte Gas kommt in die Mischzone, wo dieses heiße Verbrennungsgas mit Verdünnungsluft (Kuhlluft) gemischt wird, um eine geeignete Temperatur des Mischgases zu erhalten, bevor dieses der Turbine zugeführt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkammer der eingangs genannten Art für eine wirksame Kühlung der Wand der Mischzone zu sorgen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Brennkammer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schirmbleche wesentlich dünner sind als die Außenwand und daß die Eintrittsöffnungen in der Außenwand und den Schirmblechen derart gegeneinander verschoben sind, daß die Kühlluft in peripherer Richtung zwischen der Außenwand und den Schirmblechen geleitet wird.
Es wird also ein Teil der Kühlluft zur Kühlung der Flammenrohrwand in der Mischzone verwendet.
Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkammer nach der Erfindung Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 längs der Linie I-I.
Die Brennkammer besteht aus einem Außenmantel 1, in dem sich das Plammenrohr selbst befindet, aufgeteilt in Primär- oder Verbrennungszone 2 und Mischzone 4. In letzterer werden die heißen Verbrennungsgase mit Kühlluft gemischt, um eine geeignete Temperatur zu erreichen, ehe das Mischgas durch die Austrittsöffnung 5 zur Gasturbine strömt. Das Flammrohr ist in Fig. 1 teils im Schnitt und teiles in Ansicht gezeigt.
Am linken Ende das Flammenrohrs befinden sich die Brenner 3, durch welche flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zusammen mit primärer Verbrennungsluft der Verbrennungszone 2 zugeführt wird. Diese besteht aus mehreren koaxialen Ringen 6, die mit etwas zunehmendem Durchmesser überlappt axial nebeneinander liegen und die Verbrennungszone bilden.
Die Luft vom Kompressor der Turbine oder einem Luftspeicher wird durch den Einlaß 7 am Austrittsende 5 der Brennkammer zugeführt und strömt längs der Außenseite des Flammenrohres zu den Spalten zwischen den Ringen 6, wo sie der Verbrennungszone als sekundäre Verbrennungsluft zugeführt wird.
Bin anderer und bedeutender Teil der Kompressorluft strömt durch die Düsen 8 als Kühlluft in die Mischzone 4. Die Düsen 8 können in der in der Deutschen Auslegeschrift 2 201 303 beschriebenen Weise ausgebildet und angeordnet sein.
Die Mischkammer 4 ist als Doppelwand ausgebildet, was auch aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Querschnitt längs der Linie I-I durch die Mischkammer der Fig.1 zeigt.
Die Mischkammer besteht aus einer Außenwand 9, auf deren Innenseite Schirmbleche 10 in einem bestimmten, relativ kleinen Abstand von der Außenwand 9 angeordnet sind. Ein Teil der vom Einlaß 7 kommenden Luft strömt durch die Löcher 11 in der Außenwand 9 und teilt sich in periphere Ströme, die mit großer Geschwindigkeit zu Spalten oder Löchern 12 in den Schirmblechen 10 gelangen. Auf diese Weise erreicht man eine wirksame Kühlung sowohl der Aussenwände 9 als auch der Schirmbleche 10 durch die große tuftgeschwindigkeit zwischen den Wänden. Die Außenwand 9 bildet einen tragenden Teil des Flammenrohres und muß deshalb entsprechend kräftig sein; gleichzeitig muß ihre wirksame Kühlung gewährleistet sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schirmbleche 10 und die an ihrer Außenseite entlangatrömende Kühlluft die Außenwand 9 gegen eine Erhitzung durch Strahlung und Konvektion schützen. Die Schirmbleche 10, die keine tragende Funktion haben, sondern selbst von der Außenwand gestützt werden können, werden zweckmäßigerweise aus ziemlich dünnem Blech aus temperaturbeständigem Material hergestellt, das bei guter Kühlung eine hohe Lebensdauer hat.
In Fig. 1 sind die Schirmbleche 10 als zylindrische Segmente mit Axialabständen (Spalten) 12 voneinander gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, stattdessen eine zusammenhängende Innenwand mit Reihen von Löchern zu verwenden. Wie die Spalten 12 werden die Löcher zweckmäßigerweise mittig zwischen den Löchern 11 in der Außenwand 9 angeordnet.

Claims

Satentansprniche:

e ) Brennkammer für Gasturbine mit einem von einem äußeren Mantel umgebenen Flammenrohr, das in Längsrichtung in eine Verbrennungszone und eine Mischzone unterteilt ist und eine selbständige Wand innerhalb des Brennkammermantels hat, die in der Mischzone als Doppelwand ausgebildet ist, nämlich als Außenwand, deren Innenseite mit Schirmblechei bedeckt ist, die in einem gewissen Abstand von der Außenwand angeordnet sind, wobei die Außenwand und die innere Schirmblechwand mit Eintrittsöffnungen für Kühlluft in radialer Richtung zur Mischzone versehen sind, während die eigentliche Kühlluft der Mischzone durch besondere Düsen zugeführt wird, die durch die gesamte Doppelwand der Mischzone gehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmbleche (10) wesentlich dünner sind als die Außenwand (9) und daß die Eintrittsöffnungen (12 bzw. 11) in der Außenwand und den Schirmblechen derart gegeneinander verschoben sind, daß die Kühlluft in peripherer Richtung zwischen der Außenwand und den Schirmblechen geleitet wird.
2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (11, 12) in der Außenwand (9) der Mischzone (4) und den Schirmblechen (io) in axialer Richtung angeordnet sind und daß die Öffnungen (11) in der Außenwand (9) mitten zwischen den Öffnungen (12) der Schirmbleche (10) liegen.
3. Brennkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmbleche (10) aus zylindrischen Segmenten mit axial verlaufenden Zwischenräumen (12) bestehen.

L e e r s e i t e