DE2611682A1

DE2611682A1 - Axial flow gas turbine with separate output turbine - has concentric compressor and turbine shafts whose inner bearings are cooled by compressor air

Info

Publication number: DE2611682A1
Application number: DE19762611682
Authority: DE
Inventors: Paul Ing Grad Rottenkolber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1977-09-22

Abstract

The output turbine shaft (9) runs in hydrostatic bearings (10, 11) carried in a bearing housing (12). The compressor shaft (14) is fitted inside the output turbine shaft and carried by a bearing (15) located inside the turbine shaft (9) on the turbine side. The compressor shaft is additionally supported by a bearing (17) carried by a tubular projection of the compressor housing (16) extending between the inner and outer shafts. Lubricating oil is fed to the turbine shaft (9) bearings (10, 11) via apertures in the bearing housing (12). The oil feed to the compressor shaft bearing (17) has an aperture (31) in the compressor housing (16). The turbine side bearing (15) for the compressor shaft is lubricated by a central (30) and transverse aperture (32, 33) leading from the compressor shaft bearing (17). The apertures are located in the compressor shaft (14). A labyrinth seal (20) separates the oil chamber (12) from the gas chamber behind the oil chamber (12). Cooling air is fed to the bearing via transverse apertures (35, 36). Part of the cooling air is fed to a transverse aperture (37) to a second labyrinth seal (24) at the compressor shaft bearing (15) on the turbine side.

Description

Gasturbinenanlage Gas turbine plant

Die.Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenanlage mit einem Verdichter, einer Brennkammer, einer den Verdichter antreibenden Atialturbine und einer davon getrennten, Nutoleistung abgebenden Axialturbine, wobei die Wellen der Nutzleistungsturbine und der Verdichterturbine konzentrisch ineinanderliegend angeordnet sind.The invention relates to a gas turbine system with a compressor, a combustion chamber, an atial turbine driving the compressor and one of them separate axial turbine that emits Nuto power, the shafts of the power turbine and the compressor turbine are arranged concentrically one inside the other.

Bei einer Gasturbinenanlage dieser bekannten Bauart (DT-OS 14 76 935) erfolgt die abtriebsseitige Lagerung der innenliegenden Nutsturbinenwelle durch die äußere Verdichterturbinenwelle. Dagegen ist für die turbinenseitige Lagerung beider Wellen ein besonderer Lagerbock vorgesehen, der zwischen den beiden Turbinenrädern ligt und über einen in diesem Bereich des Gasströmungskanals angeordneten Zwischendiffusor mit dem tragenden Gehäuse verbunden ist. Lei einer derartigen Anordnung der Lager in einem Bereich der Turbine, in dem besonders hohe Temperaturen herrschen, können nun infolge von Wärmedehnungen sowie bedingt durch die Lagerkräfte und Gaskräfte Fluchtungsungenauigkeiten der Lager auftreten, die leicht zu Lagerschäden führen. Darüber hinaus müssen die Lagerkräfte über den thermisch hochbelasteten Zwischendiffusor geleitet werden, wodurch besondere Anforderungen bei der Werkstoffauswahl dieses Bauteils gestellt werden.In a gas turbine system of this known type (DT-OS 14 76 935) the internal grooving turbine shaft is supported on the output side the outer compressor turbine shaft. On the other hand is for the turbine-side bearing a special bearing block is provided for both shafts, which is located between the two turbine wheels ligt and via an intermediate diffuser arranged in this area of the gas flow channel is connected to the supporting housing. Lei such an arrangement of the bearings in an area of the turbine in which particularly high temperatures prevail now as a result of thermal expansion as well as due to the bearing forces and gas forces Alignment inaccuracies of the bearings occur, which easily lead to bearing damage. In addition, the bearing forces must be exerted on the intermediate diffuser, which is subject to high thermal loads are managed, which means that there are special requirements for the Material selection of this component.

Ganz besondere Schwierigkeiten ergeben sich dabei dann, wenn die gasführenden Bauteile, und dabei insbesondere auch der Zwischendiffusor, aus keramischen Werkstoffen gefertigt werden sollen.Very special difficulties arise when the gas-carrying Components, and especially the intermediate diffuser, made of ceramic materials are to be manufactured.

Diese keramischen Werkstoffe ermöglichen es zwar, die Arbeitstemperaturen der Verbrennungsgase und dadurch den Wirkungsgrad der Gasturbinen zu erhöhen; sie eignen sich jedoch im allgemeinen nicht sehr für die Aufnahme und Übertragung größerer mechanischer Belastungen. Auch entstehen für die Zuleitung und Abführung des Schmieröls zu einem im Bereich sehr hoher Temperaturen liegenden Lager besondere Probleme, die bei der Anführung mit keramischen Bauteilen'kaum zu lösen sind.These ceramic materials allow the working temperatures to increase the combustion gases and thereby the efficiency of the gas turbines; she however, they are generally not very suitable for recording and transmitting larger ones mechanical loads. Also arise for the supply and discharge of the lubricating oil special problems for a bearing in the range of very high temperatures, which can hardly be solved when citing ceramic components.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Zweiwellen-Gasturbinenanlage der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die eine günstigere Abführung der in den Lagern, insbesondere in den turbinenradseitigen Lagern, entstehenden Kräfte ermöglicht und die eine für die Ausführung in Keramikwerkstoffen geeignetere, kompakte Konstruktion bietet.The object on which the invention is based is now to provide a To create two-shaft gas turbine plant of the type mentioned above, the one more favorable dissipation of the in the bearings, especially in the turbine wheel side Storage, resulting forces and the one for the execution in ceramic materials offers more suitable, compact construction.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Lager der äußeren Welle in einem gemeinsamen Lagerträgergehäuse gehalten sind und daß zumindest das turbinenseitige Lager der inneren Welle in der äußeren Welle gehalten ist. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die turbinenseitigen Lager der beiden konzentrischen Wellen aus dem Bereich zwischen den beiden Turbinenrädern entfernt werden, werden die bei der bekannten Konstruktion infolge der dort herrschenden hohen Temperaturen bedingten Schwierigkeiten für die Übertragung der Lagerkräfte weitgehend vermieden. Während die bei der Lagerung der äußeren Welle entstehenden Kräfte unmittelbar in das Lagerträgergehäuse eingeleitet werden, erfolgt die Übertragung der in den turbinenseitigen Lager der inneren Welle entstehenden Kräfte indirekt über die dieses Lager haltende äußere Welle. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die äußere Welle mit der Nutzleistungsturbine und die innere Welle mit der Verdichterturbine verbunden ist. Um bei stillstehender Nutzleistungsturbine eine sichere Zentrierung der Welle zu gewährleisten und abtriebsseitig die Querkraft des vorhandenen Momentes abstützen zu können, können bei dieser Ausführung die beiden Lager der äußeren Welle mit Vorteil als hydrostatische Lager ausgebildet sein.To solve this problem it is proposed according to the invention, that the bearings of the outer shaft are held in a common bearing bracket housing are and that at least the turbine-side bearing of the inner shaft in the outer Shaft is held. Characterized in that, according to the invention, the turbine-side bearings of the two concentric shafts from the area between the two turbine wheels are removed, are those in the known construction due to the prevailing there high temperatures caused difficulties for the transmission of the bearing forces largely avoided. While those arising from the storage of the outer shaft Forces are introduced directly into the bearing bracket housing, the transmission takes place the forces arising in the turbine-side bearings of the inner shaft indirectly via the outer shaft holding this bearing. It is useful if the outer Shaft with the power turbine and the inner shaft with the compressor turbine connected is. To at standstill Power turbine a safe To ensure centering of the shaft and the transverse force of the existing on the output side To be able to support the moment, the two bearings of the outer shaft can advantageously be designed as a hydrostatic bearing.

es Selbstverständlich ist/auch möglich, wahlweise auch das turbinenseitige und/oder das verdichterseitige Lager der äußeren Welle als Wälzlager auszuführen. It is of course / also possible, optionally also the turbine-side and / or to design the compressor-side bearing of the outer shaft as a roller bearing.

Gemäß einer Weiterbildung ier Erfindung kann eine Längsbohrung in der inneren Welle zur Schmierölversorgung des zu dieser gehörigen turbinenseitigen Lagers von einem der verdichterseitigen Lager aus vorgesehen sein. Bei einer alternativen Ausführung könnte das turbinenseitige Lager der inneren Welle auch von dem turbinenseitigen Lager der Außenwelle über entsprechende Bohrungen und Ringräume in der Außenwelle mit Schmieröl versorgt wurden. In beiden Fällen kann das Schmieröl so zugeführt werden, daß es nicht mit Bauteilen in Berührung kommt, die mit besonders hohen Temperaturen beaufschlagt sind.According to a development ier invention, a longitudinal bore in the inner shaft for supplying lubricating oil to the turbine-side belonging to this Bearings can be provided from one of the compressor-side bearings. With an alternative Execution could the turbine-side bearing of the inner shaft from the turbine-side Bearings of the outer shaft via corresponding bores and annular spaces in the outer shaft were supplied with lubricating oil. In both cases, the lubricating oil can be supplied in this way that it does not come into contact with components that are exposed to particularly high temperatures are acted upon.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die turbinenseitigen Lager der beiden Wellen gegenüber den Turbinenrädern durch mit Sperrluft beaufschlagte Labyrinthdichtungen abgedichtet sind ZurZhführung der Sperrluft kann dabei ein zwischen dem Außenmantel des Lagerträgergehäuses und einem daran befestigten Blechmantel gebildeter Ringraum vorgesehen sein, der über Querbohrungen mit der der äußeren Welle zugeordneten Labyrinthdichtung verbunden ist. Diese Zuführung der Sperrluft gewährleistet gleichzeitig eine gute und wirkungsvolle Kühlung des Lagerträgergehäuses insbesondere in dem Bereich, in dem die Lagerstellen für die äußere Welle vorgesehen sind. Weiter kann der Sperrluftraum der der äußeren Welle zugeordneten Labyrinthdichtung über Querbohrungen und einen am Fuß des auf der äußeren Welle befestigten zweiten Turbinenrades angeordneten Ringraum mit der Labyrinthdichtung der inneren Welle verbunden sein. Durch diese Sperrluftführung zu der zweiten Labyrinthdichtung wird auch eine zahlung des Fußes des auf der äußeren Welle befestigten zweiten Turbinenrades und damit eine Abschirmung des radial unterhalb dieser Stelle liegenden turbinenseitigen Lagers der inneren Welle erreicht. Weiterhin soll auch im Fußbereich des auf der inneren Welle befestigten ersten Turbinenrades ein über eine Querbohrung mit der Labyrinthdichtung der inneren Welle verbundener Ringraum vorgesehen sein, der über Luftaustrittsöffnungen mit dem zwischen der Brennkammer und dem ersten Turbinenrad gebildeten Raum in Verbindung steht. Dabei kann zweckmäßigerweise in dem Raum zwischen der Brennkammer und dem ersten Turbinenrad ein die aus den Austrittsöffnungen austretende Sperrluft führendes Leitblech vorgesehen sein, das für eine günstige Sperrluftanströmung der Oberfläche des Turbinenrades sowie des Eingangsbereichs der Gasturbine sorgt.Another feature of the invention provides that the turbine-side Bearing of the two shafts opposite the turbine wheels through pressurized with sealing air Labyrinth seals are sealed. An between the outer jacket of the bearing bracket housing and a sheet metal jacket attached to it formed annular space may be provided, which has transverse bores with that of the outer Shaft associated with labyrinth seal is connected. This supply of the sealing air at the same time ensures good and effective cooling of the bearing bracket housing especially in the area in which the bearing points for the outer shaft are provided are. The barrier air space of the labyrinth seal assigned to the outer shaft can also be used via cross bores and one at the foot of the second one attached to the outer shaft Turbine wheel arranged annulus with the labyrinth seal of the inner shaft be connected. This air barrier leads to the second labyrinth seal also a payment of the foot of the second turbine wheel attached to the outer shaft and thus a Shielding of the lying radially below this point reached the turbine-side bearing of the inner shaft. Furthermore should also in the foot area of the first turbine wheel attached to the inner shaft via a transverse bore Annular space connected to the labyrinth seal of the inner shaft be provided, the air outlet openings with the one between the combustion chamber and the first Turbine wheel formed space is in communication. It can expediently in the space between the combustion chamber and the first turbine wheel from the outlet openings escaping sealing air be provided leading guide plate, which for a favorable Sealing air flow to the surface of the turbine wheel and the entrance area the gas turbine ensures.

Schließlich kann eine weitere Labyrinthdichtung zwischen dem Raum hinter dem ersten Turbinenrad und dem Raum vor dem zweiten Turbinenrad vorgesehen sein, die über eine Querbohung ebenfalls mit dem Ringraum am Fuß des zweiten Turbinenrades zur Sperrluftzuführung verbunden ist.Finally, another labyrinth seal can be placed between the space provided behind the first turbine wheel and the space in front of the second turbine wheel be that via a transverse boom also with the annular space at the foot of the second turbine wheel is connected to the sealing air supply.

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibelg enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung naher erläutert. Die Zeichnung zeigt in einer teils schematischen Darstellungsweise einen Längsschnitt durch eine Zweiwellen-Gasturbinenanlage gemäß der Erfindung.Further advantages and the essential features of the invention are contained in the following Beschreibelg, which the embodiment shown in the drawing the invention explained in more detail. The drawing shows in a partly schematic A longitudinal section through a two-shaft gas turbine system according to FIG the invention.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführung strömt das Heißgas aus einer Brennkammer 1, die hier in einer für Keramikturbinen gunstigen koaxialen Anordnung dargestellt ist, über einen Nasenkonus 2 und einen Leitring 3 zu den Schaufeln einer Verdichterturbine 4, von dort über einen Zwischendiffusor 5 und verstellbare Leitschaufeln 6 zu den Schaufeln einer Nutzleistungsturbine 7. Von der Nutzleistungsturbine gelangt dann das Gas über einen Austrittsdiffusor 8 zu den hier nicht gezeigten Wärmetauschrn und sießiich zum Auspuff.In the embodiment shown in the drawing, the hot gas flows out a combustion chamber 1, which is here in a coaxial arrangement that is favorable for ceramic turbines is shown, via a nose cone 2 and a guide ring 3 to the blades of a Compressor turbine 4, from there via an intermediate diffuser 5 and adjustable guide vanes 6 to the blades of a power turbine 7. Arrived from the power turbine then the gas via an outlet diffuser 8 to the heat exchangers, not shown here and go to the exhaust.

Der Nutzleistungsturbinenläufer, bestehend aus dem Turbinenrad 7 und einer mit diesem starr verbundenen Welle 9, ist in Lagern 10 und 11 gelagert. Diese Lager sind in einem Lagertmägergehäuse 12 gehalten und vorzugsweise als hydrostatische Lager ausgebildet. Der Abtrieb erfolgt über ein auf der Nutzturbinenwelle 9 befestigtes Zahnrad 13.The power turbine rotor, consisting of the turbine wheel 7 and a shaft 9 rigidly connected to it is supported in bearings 10 and 11. These Bearings are held in a bearing support housing 12 and preferably designed as a hydrostatic bearing. The output takes place via a on the power turbine shaft 9 fixed gear 13.

Der Verdichterläufer, bestehend aus dem Turbinenrad 4 und einer mit diesem starr verbundenen, konzentrisch in der Nutzturbinenwelle 9 gehaltenen Welle 14 ist turbinenseitig mittels eines Lagers 15 in der Nutzturbinenwelle 9 gelagert. Das Verdichterrad ist hier nicht weiter dargestellt und kann direkt auf der Verdichterwelle 14 befestigt sein.The compressor rotor, consisting of the turbine wheel 4 and one with this rigidly connected shaft held concentrically in the power turbine shaft 9 14 is mounted on the turbine side by means of a bearing 15 in the power turbine shaft 9. The compressor wheel is not shown here and can be placed directly on the compressor shaft 14 be attached.

Die erdichterseitige Lagerung der Verdichterwelle 14 geschieht dabei in einem von dem Lagerträgergehäuse 12 unabhängigen Verdichtergehäuse 16 möglichst nahe an dem Verdichterrad. Mit 17 ist dann ein Zwischenlager der Verdichterwelle 14 bezeichnet, das bei der hier gezeigten Ausführung von einem rohrförmig in die äußere Welle hineinragenden Tragarm des Verdichtergehäuses 16 aufgenommen wird.The compressor shaft 14 is supported on the compressor side in a compressor housing 16 that is independent of the bearing support housing 12, if possible close to the compressor wheel. With 17 is then an intermediate bearing of the compressor shaft 14 denotes, which in the embodiment shown here from a tubular in the outer shaft protruding support arm of the compressor housing 16 is added.

Die Schmierölzufuhr zu den Lagern 10 und 11 der Nutzleistungsturbinenwelle 9 geschieht über hier nicht weiter gezeigte Bohrungen in dem Lagerträgergehäuse 12, während die Schmierölzufuhr zu dem Zwischenlager 17 der Verdichterturbinenwelle 14 über Schmierölleitungen 31 in dem Verdichtergehäuse 16 erfolgt. Das turbinenseitige Lager 15 der Verdichterturbinenwelle 14 kann über eine zentrale Bohrung 30 und Querbohrungen 32, 33 in der Verdichterturbinenwelle 14 vom Zwischenlager 17 aus mit Schmieröl versorgt werden. Bei einer anderen Ausführungsmöglichkeit kann das Schmieröl auch vom Lager 10 über Bohrungen oder Ringräume in der Nutzleistungsturbinenwelle 9 zu dem turbinenseitigen Lager 15 herangeführt werden. Der Ölrücklauf aus dem Lager 15 führt über einen Ringraum 18 zwischen der Nutzleistungsturbinenwelle 9 und der Verdichterturbinenwelle 14 sowie über Bohrungen 19 in der Nutzleistungsturbinenwelle 9 zu dem Lagerträgergehäuse 12. Die Trennung des Ölraumes in dem Lagerträgergehäuse 12 von dem Gasraum hinter der Nutzleistungsturbine 7 erfolgt durch eine Labyrinthdichtung 20, der von einem Ringraum 21 zwischen dem Lagerträgergehäuse 12 und einem Blechmantel 22, der den glockenförmigen Teil des Lagerträgergehäuses 12 umschließt, über Querbohrungen 35 und 36 Sperrluft zugeführt wird. Die Zuführung der Sperrluft durch den Ringraum 21 bewirkt eine Kühlung des Lagertregergehäuses 12, insbesondere im Bereich der Lager 10 und 11, und schirmt diese Lagerstellen damit wirkungsvoll gegen die hohen Temperaturen der Gasströmung ab.The lubricating oil supply to the bearings 10 and 11 of the power turbine shaft 9 takes place via bores not shown here in the bearing bracket housing 12, while the lubricating oil supply to the intermediate bearing 17 of the compressor turbine shaft 14 takes place via lubricating oil lines 31 in the compressor housing 16. The turbine-side Bearing 15 of the compressor turbine shaft 14 can have a central bore 30 and transverse bores 32, 33 in the compressor turbine shaft 14 from the intermediate bearing 17 with lubricating oil are supplied. In another embodiment, the lubricating oil can also from the bearing 10 via bores or annular spaces in the power turbine shaft 9 to the turbine-side bearing 15 are brought up. The oil return from the warehouse 15 leads via an annular space 18 between the power turbine shaft 9 and the Compressor turbine shaft 14 and bores 19 in the power turbine shaft 9 to the bearing carrier housing 12. The separation of the oil space in the bearing carrier housing 12 of the gas space behind the power turbine 7 takes place through a labyrinth seal 20, of an annular space 21 between the bearing bracket housing 12 and a sheet metal jacket 22, which encloses the bell-shaped part of the bearing support housing 12, via transverse bores 35 and 36 sealing air is supplied. The supply of the sealing air through the annulus 21 causes a Cooling of the bearing exciter housing 12, in particular in the area of the bearings 10 and 11, and thus effectively shields these bearing points against the high temperatures of the gas flow.

Von der Labyrinthdichtung 20 wird ein Teil der Sperrluft durch eine Querbohrung 37 und einen Ringraum 23 am Fuß des Nutzleistungsturbinenrades 7 sowie einer Querbohrung 39 in der Nutzleistungsturbinenwelle 9 zu einer zweiten Labyrinthdichtung 24 geführt. Diese Labyrinthdichtung trennt den mit Öl beaufschlagten Ringraum 18, in dem auch das turbinenseitige Lager 15 der Verdichterturbinenwelle 14 angeordnet ist, vor dem Gasraum hinter dem Verdichterturbinenrad 4 ab. Die Sperrluftdurchetrömung des Ringraumes 23 kühlt dabei den radial inneren Bereich des Nutzturbinenrades 7 und schirmt das Lager 15 gegen die hohen Temperaturen in den Räumen zwischen dem Verdichterturbinenrad 4 und dem Nutzleistungsturbinenrad 7 ab.From the labyrinth seal 20, part of the sealing air is through a Cross bore 37 and an annular space 23 at the foot of the power turbine wheel 7 and a transverse bore 39 in the power turbine shaft 9 to a second labyrinth seal 24 led. This labyrinth seal separates the oil-loaded annular space 18, in which the turbine-side bearing 15 of the compressor turbine shaft 14 is also arranged is, in front of the gas space behind the compressor turbine wheel 4. The blocking air flow of the annular space 23 cools the radially inner area of the power turbine wheel 7 and shields the bearing 15 against the high temperatures in the spaces between the Compressor turbine wheel 4 and the power turbine wheel 7 from.

Von der Labyrinthdichtung 24 kann die Sperrluft dann weiter zur Kühlung des Fußes des Verdichterturbinenrades 4 über eine Querbohrung 40 zu einem Ringraum 25 geleitet werden, an dessen Ende sie durch Austrittsöffnungen 41 in einen durch den Nasenkonus 2 begrenzten Raum 26 zwischen dem Verdichterturbinenrad 4 und der Brennkammer 1 austritt. Die austretende Sperrluft kann dabei durch einen geeigneten, rotationssymmetrischen ilecheinsatz 34 so geführt werden, daß sowohl die Stirnseite des Verdichterturbinenrades 4 als auch der Nasenkonus 2 ausreichend gekuhlt werden.The sealing air can then continue from the labyrinth seal 24 for cooling of the foot of the compressor turbine wheel 4 via a transverse bore 40 to an annular space 25 are passed, at the end of which they pass through outlet openings 41 into one the nose cone 2 delimited space 26 between the compressor turbine wheel 4 and the Combustion chamber 1 exits. The escaping sealing air can be replaced by a suitable rotationally symmetrical ilech insert 34 are guided so that both the end face the compressor turbine wheel 4 and the nose cone 2 are sufficiently cooled.

Die Trennung der Gasräume 27 und 28 hinter dem Verdichterturbinenrad 4 bzw. vor dem Nutzleistungsturbinenrad 7 erfolgt durch eine dritte Labyrinthdichtung 29. Dieser Labyrinthdichtung 29 kann ebenfalls vom Ringraum 23 Sperrluft durch eine Querbohrung 38 zugefälirt werden.The separation of the gas spaces 27 and 28 behind the compressor turbine wheel 4 or in front of the power turbine wheel 7 takes place through a third labyrinth seal 29. This labyrinth seal 29 can also from the annular space 23 sealing air through a Cross hole 38 are closed.

Die zuvor beschriebene Führung der Sperrluft durch den Ringraum 21, die Labyrinthdichtung '20, den Ringraum 23, die Labyrinthdichtungen 24 und 29 sowie den Ringraum 25 bewirkt nun eine wirkungsvolle und zuverlässige Kühlung der in diesem Bereich liegenden thermisch hoch belasteten Bauteile und stellt zum anderen eine gute Abschirmung insbesondere der der turbinenseitigen Lager/Nutzleistungsturbinenwelle 9 und der Verdichterturbinenwelle 14 sicher.The previously described guidance of the sealing air through the annular space 21, the labyrinth seal '20, the annulus 23, the labyrinth seals 24 and 29 as well the annular space 25 now causes an effective and reliable cooling of the in this Area lying thermally highly stressed Components and represents on the other hand, good shielding, especially that of the turbine-side bearings / power turbine shaft 9 and the compressor turbine shaft 14 safe.

Durch diese Anordnung und die beschriebene Lagerung der Wellen entfällt der bei der bekannten Ausführung vorhandene Lagerbock im Bereich des mit den hohen Temperaturen beaufschlagten Zwischendiffusora. Die Nutzleistungsturbinenwelle 9 wird dabei vorteilhaft vollständig in dem günstig kühlbaren Lagerträgergehäuse 12 gelagert, so daß die durch die hohen Gastemperaturen bedingten Schwierigkeiten vermieden werden.This arrangement and the described storage of the shafts are not applicable the existing in the known design bearing block in the area of the high Temperatures acted on the intermediate diffuser. The power turbine shaft 9 is advantageously completely in the bearing carrier housing 12, which can be cooled at low cost stored, so that the difficulties caused by the high gas temperatures avoided will.

Darüber hinaus wird eine Anordnung verwirklicht, die einen kompakten Aufbau der Turbomaschinenteile und eine aerodynamisch günstige Gasführung ergibt. Dieser Aufbau ist besonders für Gasturbinen geeignet, bei denen z. B. für die Schaufeln und sonstigen gasführenden Teile wegen der dadurch höheren zulässigen Gastemperaturen keramische Werkstoffe verwendet werden. Dies wid deshalb möglich, weil diese Bauteile durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Gasturbinenanlage von der Übertragung mechanischer Belastungen weitgehend freigehalten werden.In addition, an arrangement is realized that is compact Structure of the turbo machine parts and an aerodynamically favorable gas flow results. This structure is particularly suitable for gas turbines where, for. B. for the blades and other gas-carrying parts because of the higher permissible gas temperatures as a result ceramic materials are used. This is possible because these components by the inventive design of the gas turbine system from the transmission mechanical loads are largely kept free.

Die beschriebene Ausführung der turbinenseitigen Lagerung ist grundsätzlich auch dann ausführbar, wenn die äußere Welle durch die Verdichterturbnenwelle und die innere Welle durch die Nutzleistungsturbinenwelle gebildet wird. Die Anordnung des Verdichters kann dann ähnlich wie in der zuvor als bekannt angegebenen Gasturbinenanlage erfolgen.The described design of the turbine-side bearing is fundamental also executable when the outer shaft through the compressor turbine shaft and the inner shaft is formed by the power turbine shaft. The order of the compressor can then be similar to that in the previously known gas turbine system take place.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

A N S P R Ü C E E Gas turbine system with a compressor, a combustion chamber, an axial turbine driving the compressor and a separate useful power delivering axial turbine, the shafts of the power turbine and the compressor turbine are arranged concentrically one inside the other, characterized in that the Bearings (10, 11) of the outer shaft (9) in a common bearing bracket housing (12) are held and that at least the turbine-side bearing (15) of the inner shaft (14) is held in the outer shaft.

2. Gastuxbinenanlage according to claim 1, characterized in that the outer shaft (9) with the power turbine (7) and the inner shaft (14) is connected to the compressor turbine (4).

3. Gas turbine plant according to claim 1 or 2, characterized in that that the two bearings (10, il) of the outer shaft (9) are designed as hydrostatic bearings are.

4. Gas turbine plant according to claim 1, characterized in that a longitudinal bore (30) in the inner shaft (14) for supplying lubricating oil to the turbine-side thereof Bearing (15) of one of the compressor-side bearings (17 :; 11) is provided.

5, gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the turbine-side bearings (10, 15) of the two shafts (9, 14) opposite the turbine wheels (4, 7) sealed by labyrinth seals (20, 24) to which sealing air is applied are.

6. Gas turbine plant according to claim 5, characterized in that for supplying the sealing air between the outer jacket of the bearing bracket housing on it (12) and a / attached sheet metal jacket (22) formed annulus (21) is provided, which is connected to the outer shaft (9) via transverse bores (35, 36) associated labyrinth seal (20) is connected.

7. Gas turbine plant according to claim 5 or 6, characterized in that that the sealing air space of the labyrinth seal (20) assigned to the outer shaft (9) Via cross bores (37, 39) and one attached to the foot of the on the outer shaft second turbine wheel (7) arranged annular space (23) with the labyrinth seal (24) the inner shaft (14) is connected.

8. Gas turbine plant according to claim 5-7, characterized in that that in the foot area of the first turbine wheel attached to the inner shaft (14) (4) one via a transverse bore (40) with the labyrinth seal (24) of the inner shaft (14) connected annular space (25) is provided, which via air outlet openings (41) with the space formed between the combustion chamber (1) and the first turbine wheel (26) is related.

9. Gas turbine plant according to claim 8, characterized in that n the space (26) between the combustion chamber (1) and the first turbine wheel (4) guide plate (34) guiding the sealing air exiting from the outlet openings (41) is provided.

10. Gas turbine plant according to one of claims 5 - 9, characterized in that that another labyrinth seal (29) between the space (27) behind the first Turbine wheel (4) and the space (28) in front of the second turbine wheel (7) is provided, via a transverse bore (38) with the annular space (23) at the foot of the second turbine wheel is connected to the sealing air supply.