EP1064510B1 - Wandsegment für einen brennraum sowie brennraum - Google Patents

Wandsegment für einen brennraum sowie brennraum Download PDF

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EP1064510B1
EP1064510B1 EP99916770A EP99916770A EP1064510B1 EP 1064510 B1 EP1064510 B1 EP 1064510B1 EP 99916770 A EP99916770 A EP 99916770A EP 99916770 A EP99916770 A EP 99916770A EP 1064510 B1 EP1064510 B1 EP 1064510B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat protection
protection element
heat
separating layer
wall segment
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99916770A
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English (en)
French (fr)
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EP1064510A1 (de
Inventor
Bernard Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1064510A1 publication Critical patent/EP1064510A1/de
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Publication of EP1064510B1 publication Critical patent/EP1064510B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/004—Linings or walls comprising means for securing bricks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04—Supports for linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/145—Assembling elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used
    • F27D1/045—Bricks for lining cylindrical bodies, e.g. skids, tubes
    • F27D2001/047—Lining of cylindrical vessels

Definitions

  • the invention relates to a wall segment according to the characteristics from the preamble of claim 1 (EP 724 116 A).
  • a thermally highly loaded combustion chamber e.g. a kiln, a hot gas duct or a combustion chamber of a gas turbine, in which a hot fluid is generated and / or conducted, is to protect against excessive thermal stress with a Lining.
  • the lining is made of heat resistant Material and protects a wall of the combustion chamber before direct contact with the hot fluid and with it associated severe thermal stress.
  • U.S. Patent No. 4,840,131 relates to an improved attachment of ceramic lining elements on a wall of an oven.
  • a rail system that attaches to the wall and has a plurality of ceramic rail elements, provided by which the lining elements are held become.
  • Additional ceramic layers can be provided in the furnace be, among other things, a layer of loose, partially compressed Ceramic fibers, which layer is at least the same Thick as the ceramic lining elements or a larger one Has thickness.
  • the lining elements point here a rectangular shape with a planar surface and exist made of a heat-insulating, refractory ceramic fiber material.
  • the US-PS 4,835,831 also relates to the application of a refractory clothing on a wall of a furnace, in particular a vertical wall.
  • a refractory clothing On the metallic wall of the The oven becomes one made of glass, ceramic or mineral fibers Layer applied.
  • This layer is made of metallic Brackets or attached to the wall by glue.
  • On this layer becomes a wire mesh with honeycomb Mesh applied.
  • the mesh network also serves as a backup the layer of ceramic fibers against falling.
  • a suitable layer is applied to the layer thus fastened Spraying a continuous closed surface made of fireproof material.
  • EP 0 724 116 A2 describes a lining for walls of highly stressed combustion chambers.
  • the lining consists of wall elements made of high-temperature-resistant structural ceramics, such as silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), which are mechanically fastened to a metal support structure (wall) of the combustion chamber by means of a fastening bolt.
  • a thick insulation layer is provided between the wall element and the wall of the combustion chamber, so that the wall element is spaced from the wall of the combustion chamber.
  • the insulation layer which is three times thicker than the wall element, consists of ceramic fiber material, which is prefabricated in blocks. The dimensions and the outer shape of the heat protection segments can be adapted to the geometry of the room to be lined.
  • the lining consists of heat protection segments that are mechanical held on a metallic wall of the combustion chamber are.
  • the heat protection segments touch the metallic wall directly.
  • the sealing air prevents penetration from hot action fluid to the wall and cools at the same time Wall and heat protection segment.
  • the object of the invention is a wall segment for a a hot fluid-loaded combustion chamber, in particular to specify a combustion chamber of a gas turbine. Another The task is to specify a heat-resistant combustion chamber.
  • the task directed to a wall segment is according to the invention solved by a wall segment for a combustion chamber, with the features of claim 1.
  • the metallic interface can be thin.
  • the invention is based on the consideration that the heat protection segment and the wall of a combustion chamber predominantly made of relatively inelastic materials such as structural ceramics and metal.
  • a disadvantage of such a design Lining a combustion chamber lies in the fact that the heat protection elements touch the wall of the combustion chamber directly.
  • the heat protection element can rest on the wall manufacturing reasons and due to different Thermal expansion of the wall and heat protection element is not always be flat. This means that locally high Forces are generated.
  • the heat protection element and the Wall can have different thermal expansion behavior when the operating state of the combustion chamber changes, for example when there is a load change in a gas turbine system, due to the high force input at the contact points below unfavorable circumstances to damage the heat protection segments and / or the wall.
  • This allows column between the heat protection element and the wall between the Contact points of the heat protection element and wall arise, where there is no investment. This column forms access channels for hot fluid. To penetrate the hot fluid too This would prevent an increased demand for sealing air between wall and heat protection element necessary.
  • the design of a wall segment according to the invention has the advantage that one between the metallic support structure and the deformable separating layer inserted into the heat protection element possible relative movements of the heat protection element and can absorb and compensate for the supporting structure.
  • Such Relative movements can, for example, in the combustion chamber a gas turbine, in particular an annular combustion chamber different thermal expansion behavior of the materials used or due to pulsations in the combustion chamber that occur when the Combustion to generate the hot action fluid or caused by resonance effects become.
  • the separation layer causes that to be relative overall inelastic heat protection element the separating layer and the metallic support structure rests, since the heat protection element partially penetrates into the separating layer.
  • the separating layer can also be used for production-related unevenness on the support structure and / or the heat protection element, the local to an unfavorable selective force input can lead, balance.
  • the between the heat protection element and the metallic Support structure inserted, heat-resistant separating layer is advantageously elastic due to the heat protection element and / or plastically deformable.
  • the heat protection element can do so partially penetrate into the heat-resistant separating layer and these deform and production-related and / or by the Operation of the system caused unevenness in the contact surfaces compensate for the heat protection element and / or the supporting structure. This allows the force to be largely applied inelastic heat protection element take place over a whole area and the risk of damage to the heat protection element and / or the metallic support structure is less than in when applying force directly, at least partially selective, contact of heat protection element and support structure.
  • the partial deformation of the separating layer by the heat protection element also leads to a reduction in Stomata between the heat protection element and the separating layer, which reduces the back flow through the hot fluid.
  • Stomata Around to avoid the backflow of the heat protection elements or at least to reduce one of the heat protection element and the metal support structure formed cavity with sealing air be charged.
  • the separating layer preferably has a thickness which is less than the height of the heat protection element. Under height of the heat protection element is the expansion of the heat protection element in the direction perpendicular to the surface of the metallic Support structure understood. The amount can be immediate correspond to the layer thickness of the heat protection element. With a domed or curved or hat-shaped The heat protection element, on the other hand, is larger than the wall thickness of the heat protection element.
  • the separating layer can be a Layer thickness up to a few millimeters. Preferably the layer thickness is less than one millimeter, in particular up to a few tenths of a millimeter.
  • the heat-resistant separating layer preferably comprises a metal grid with honeycomb cells through the heat protection element is deformable.
  • the honeycomb-shaped ones are advantageous Cells of the metal grid with a deformable Filling material filled.
  • the honeycomb cells can be made thin sheets just a few tenths of a millimeter thick, for example made of a nickel-based alloy his.
  • the filling material is preferably powdered and has a metal and / or a ceramic.
  • the ceramic powder can be heated and transported in a plasma jet (atmospheric plasma spraying). Depending on the type of powder and Spray condition can be one made by the powder Layer with more or less pores can be executed.
  • the honeycomb cells are preferred with a porous and thus easily deformable and well insulating layer filled.
  • a metallic filler preferably has one heat-resistant alloy, as for example also is used in the coating of gas turbine blades.
  • a metallic filler has in particular one Base alloy of the type MCrAlY, where M is nickel, cobalt or iron, Cr for chrome, Al for aluminum and Y for ytrium or another reactive element of rare earths can.
  • the deformable filler closes when deformed and penetration of the heat protection element into the separating layer, the existing between the contact surfaces Stomata, or reduced, resulting in reduction of the sealing air requirement leads. Furthermore, the interface is reduced the volume of the heat protection element and the Support structure formed cavity, which eliminates the need for sealing air is further reduced.
  • the heat-resistant separating layer can advantageously also comprise a felt made of thin metal wires.
  • a metal felt can also be applied to contours with very small radii of curvature be laid and is therefore particularly suitable as Separating layer for an irregularly shaped support structure in a combustion chamber, e.g. a metallic support structure for holding heat protection elements exposed to sealing air in the combustion chamber of a gas turbine.
  • the thickness of the metal felt is chosen so that even larger stomata between two contact surfaces of a heat protection element and the Support structure closed by metal felt or at least strong be made smaller. This will make use of such a way designed wall segment also possible in systems, where the amount of sealing air available is limited is.
  • the heat resistant Separating layer preferably as a thin coating on the metallic Support structure applied.
  • a temperature of over 500 ° C, in particular up to about 800 ° C tinder-proof is between the support structure and the heat protection element installed heat-resistant interface a temperature of over 500 ° C, in particular up to about 800 ° C tinder-proof.
  • the heat protection element is advantageously mechanically on the metallic support structure of the combustion chamber connected.
  • the contact pressure which the mechanical bracket on the heat protection element in the direction of the supporting structure and thus the depth of penetration of the heat protection element and the deformation of the heat-resistant Interface, can be adjusted. So the remaining ones Stomata and the resulting sealing air requirement to the operating conditions and the available standing sealing air volume adapted to the respective place of use become.
  • the heat protection element by means of a bolt is advantageous the supporting structure.
  • the bolt engages approximately in the Center of the heat protection element to the contact pressure as possible to be introduced centrally into the heat protection element.
  • the heat-resistant separating layer points in the area in which the Bolts of the associated heat protection element on the metallic Support structure is attached, a recess.
  • Further Recesses and openings in the interface, in particular in a gas turbine, are also provided there where the support structure channels for a sealing air supply in the cavity formed by the heat protection element and the support structure having. So sealing air can flow into the cavity and the backflow of the heat protection elements and / or the Interface can be prevented by hot action fluid.
  • the heat protection element can preferably also be provided with the aid of a Tongue-and-groove connection mechanically on the metallic Support structure to be supported.
  • the object directed to a combustion chamber is invented solved by a combustion chamber forming a combustion chamber, in particular a combustion chamber of a gas turbine coming from above described wall segments is formed.
  • heat resistant Heat protection elements are to be reached in the lining of the combustion chamber on a metallic support structure of the wall segment appropriate.
  • the heat protection elements have e.g. the Shape of flat or curved polygons with straight or curved ones Edges or even, regular polygons. They cover up the metallic support structure, which the outer wall of the Forms combustion chamber, except for between the heat protection elements provided expansion gaps completely. Hot fluid can get in the expansion gaps only up to a heat-resistant separating layer penetrate the wall segment and the heat protection elements do not flow behind. This makes mechanical mounts of the heat protection elements and the metallic support structure largely protected from damage by hot fluid.
  • the wall segment 1 shows a wall segment 1 of a combustion chamber 2 which forms Combustion chamber, not shown, of a gas turbine shown.
  • the wall segment 1 comprises a metallic one Support structure 3, on the inner wall facing the combustion chamber 2 5 applied a heat-resistant separating layer 7 is.
  • the heat-resistant separating layer 7 consists of a Metal grid, not shown, with honeycomb cells.
  • the metal strips of the honeycomb cells Metal grids have a height that is the thickness of the separating layer 7 corresponds.
  • the honeycomb cells of the metal grid are filled with a deformable filling material.
  • the ceramic heat protection element 9 is with the help of a bolt 11 on the metallic Support structure 3 supported.
  • the bolt 11 is in one Bore 10 of the ceramic heat protection element 9, which are essentially parallel to a normal of a hot gas side 21 of the heat protection element 9, through the area of Center of the heat protection element 9 runs.
  • An end of the bolt 11 protrudes through a bore 12 in the supporting structure 3 therethrough.
  • This end of the bolt 11 is from a nut 13 completed, which is associated with a spring 15.
  • About the Nut 13 can the contact pressure F with the heat protection element 9 applied via the pin 11 is set.
  • FIG. 2 shows like the heat protection element 9 by the contact pressure F the separating layer 7 is deformed and partially penetrates into it.
  • Channels 17 are provided in the metallic support structure 3, through the one of the heat protection element 9 and the support structure 3 with the separating layer 7 formed cavity 19 with sealing air S. can be.
  • the separating layer 7 is to the Place the support structure 3 where channels 17 are provided with corresponding openings, not shown, provided by which the sealing air S can enter the cavity 19. By doing Area in which the bolt 11 on the metallic support structure 3 is held, the separating layer 7 does not have one shown opening in which the bolt 11 is guided.
  • the combustion chamber 2 When the gas turbine is operating, the combustion chamber 2 is in the combustion chamber hot action fluid A generated.
  • the action fluid A will from the wall segment 1 on the hot gas side facing the combustion chamber 21 formed by the heat protection elements 9 is led.
  • the heat protection elements 9 prevent the direct Contact of the hot action fluid A with the metallic one Support structure 3. Between adjacent heat protection elements 9 of a wall segment 3 are expansion gaps 22 for compensation due to changes in length of the heat protection elements 9 provided by thermal expansion. Hot action fluid A can penetrate into these expansion gaps 22 to the separating layer 7.
  • the deformable filling material of the heat-resistant separating layer 7 prevents direct contact of action fluid A with the metallic support structure 3, seals the cavity 19 against penetrating hot action fluid A and thus prevents one Backflow of the heat protection elements 9.
  • the separating layer 7 is in the area of the expansion gap 21 by the longitudinal expansion the heat protection elements 9 slightly arched and seals the Cavity 19 so additionally against penetrating action fluid A from.
  • the sealing air S occurs in the expansion gaps 22 at the points that are not complete through the separating layer 7 in front of the hot action fluid A are sealed, as shown schematically in Figure 2.
  • the different thermal expansion of the heat protection element 9 and the metallic support structure 3 can with load changes the gas turbine to relative movements between the heat protection element 9 and the support structure 3 lead.
  • Relative movements can but also caused by pulsations in the combustion chamber due to irregular burns or resonances.
  • Such relative movements occurring during operation can of the partially elastically deformable separating layer 7 can also be compensated.
  • An increased force input in the heat protection element 9 on the contact surfaces, e.g. caused due to a sudden increase in pressure, Pressing the separating layer 7 together and the resulting enlarged contact area can be reduced.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a wall segment 1 for a combustion chamber 2 not shown in detail Combustion chamber of a gas turbine.
  • the wall segment 1 comprises a metallic support structure 23, a heat-resistant Separating layer 25 and a metallic heat protection element 27.
  • the metallic support structure 3 has webs 29, one form respective contact surface for the heat protection element 27.
  • the webs 29 are arranged so that the associated heat protection element 27 in the area of the edge of its structural side Surface rests on the webs 29.
  • the heat protection element 27 thus closes off the webs 29 and Parts of the support structure 23 formed lid-like. Between two webs 29 there is at least one channel 31 each Supply of sealing air S is provided.
  • the metallic heat protection element 27 is by means of a bolt 29 (analogous to that pin described in Figure 1) resilient on the metallic Support structure 23 supported.
  • the separating layer 25 is made of thin, no closer than a felt heat-resistant metal wires shown, which the inside of the support structure 23 facing the combustion chamber 2 lining.
  • the separating layer 25 has in the region of a passage opening 26 of the bolt 29 through the support structure 23 and 31 openings in the region of the mouth 32 of the channel.
  • In the bolt 29 is guided during the passage opening 26 through the other opening sealing air S from the channel 31 in the formed by the heat protection element 27 and the support structure 23 Cavity 33 can flow.
  • Deformed in the area of the webs 29 the heat protection element 27, the separating layer 25.
  • Hot action fluid A can not until penetrate to the metallic support structure 23 or the heat protection elements 27 flow behind.
  • FIG 4 shows a further embodiment of a wall segment 1.
  • the wall segment 1 comprises a metallic support structure 41 with a heat protection element 47.
  • the heat protection element 47 is analogous to the bolt described in Figure 1 on the inside 43 of the support structure 41 by means of a bolt 49 resilient tied to this.
  • the heat resistant Interface is as a thin, heat-resistant Coating 45 carried out on the metallic support structure 41.
  • the thin, deformable coating 45 fills the entire Space between heat protection element 47 and support structure 41 off, so that production-related or during operation unevenness of the support structure 41 and / or the heat protection element 47 can be compensated.
  • the heat protection element 47 cannot be removed from the hot action fluid A can be flowed behind.
  • the action fluid A can be formed by the neighboring heat protection elements 47 Expansion gaps 22 to the heat-resistant coating 45 advance.
  • the coating 45 prevents the direct Contact of the action fluid A with the metallic support structure 41. Relative movements of the heat protection element 47 and Support structure 41 can by the elastic and / or plastic Deformation of the coating 45 can be compensated. damage of the heat protection element and / or the support structure 41 are thus avoided.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Wandsegment entsprechend der Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (EP 724 116 A).
Ein thermisch hochbelasteter Brennraum, wie z.B. ein Brennofen, ein Heißgaskanal oder eine Brennkammer einer Gasturbine, in dem ein heißes Fluid erzeugt und/oder geführt wird, ist zum Schutz vor zu hoher thermischer Beanspruchung mit einer Auskleidung versehen. Die Auskleidung besteht aus hitzeresistentem Material und schützt eine Wandung des Brennraumes vor dem direkten Kontakt mit dem heißen Fluid und der damit verbundenen starken thermischen Beanspruchung.
Die US-PS 4,840,131 betrifft eine verbesserte Befestigung von keramischen Auskleidungselementen an einer Wand eines Ofens. Hierin ist ein Schienensystem, welches an der Wand befestigt ist und eine Mehrzahl von keramischen Schienenelementen aufweist, vorgesehen, durch die die Auskleidungselemente gehaltert werden. Zwischen einem Auskleidungselement und der Wand des Ofens können weitere keramische Schichten vorgesehen sein, unter anderem eine Schicht aus losen, teilweise komprimierten Keramikfasern, welche Schicht zumindest dieselbe Dicke wie die keramischen Auskleidungselemente oder eine größere Dicke aufweist. Die Auskleidungselemente weisen hierbei eine rechteckige Form mit planarer Oberfläche auf und bestehen aus einem wärmeisolierenden feuerfesten keramischen Fasermaterial.
Die US-PS 4,835,831 betrifft ebenfalls das Aufbringen einer feuerfesten Aufkleidung auf einer Wand eines Ofens, insbesondere einer vertikalen Wand. Auf die metallische Wand des Ofens wird eine aus Glas-, Keramik- oder Mineralfasern bestehende Schicht aufgebracht. Diese Schicht wird durch metallische Klammern oder durch Kleber an der Wand befestigt. Auf dieser Schicht wird ein Drahtmaschennetz mit wabenförmigen Maschen aufgebracht. Das Maschennetz dient ebenfalls der Sicherung der Schicht aus Keramikfasern gegen ein Herabfallen. Auf die so befestigte Schicht wird mittels eines geeigneten Sprühverfahrens eine kontinuierliche geschlossene Oberfläche aus feuerfestem Material aufgebracht. Mit dem beschriebenen Verfahren wird weitgehend vermieden, daß während des Aufsprühens auftreffende feuerfeste Partikel zurückgeworfen werden, wie dies bei einem direkten Aufsprühen der feuerfesten Partikeln auf die metallische Wand der Fall wäre.
In der EP 0 724 116 A2 ist eine Auskleidung für Wandungen von hoch beanspruchten Brennräume beschrieben. Die Auskleidung besteht aus Wandelementen aus hochtemperaturbeständiger Strukturkeramik, wie z.B. Siliciumcarbid (SiC) oder Siliciumnitrid (Si3N4), die mechanisch mittels eines Befestigungsbolzens an einer metallischen Tragstruktur (Wandung) der Brennkammer befestigt sind. Zwischen dem Wandelement und der Wandung des Brennraumes ist eine dicke Isolationsschicht vorgesehen, so daß das Wandelement von der Wandung der Brennkammer beabstandet ist. Die im Verhältnis zum Wandelement drei mal so dicke Isolationsschicht besteht aus keramischem Fasermaterial, das in Blöcken vorgefertigt ist. Die Abmessungen und die äußere Form der Hitzeschutzsegmente ist an die Geometrie des auszukleidenden Raumes anpaßbar.
Eine andere Art der Auskleidung eines thermisch hoch beanspruchten Brennraumes ist in der EP 0 419 487 B1 angegeben. Die Auskleidung besteht aus Hitzeschutzsegmenten, die mechanisch an einer metallischen Wandung des Brennraumes gehaltert sind. Die Hitzeschutzsegmente berühren die metallische Wandung direkt. Um eine zu starke Erwärmung der Wandung zu vermeiden, z.B. durch direkten Wärmeübergang vom Hitzeschutzsegment oder durch Eindringen von heißem Aktionsfluid in die von aneinandergrenzenden Hitzeschutzsegmenten gebildeten Spalte, wird der von der Wandung des Brennraumes und dem Hitzeschutzsegment gebildete Raum mit Kühlluft, der sogenannten Sperrluft, beaufschlagt. Die Sperrluft verhindert das Vordringen von heißem Aktionsfluid bis zur Wandung und kühlt gleichzeitig Wandung und Hitzeschutzsegment.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Wandsegment für einen mit einem heißen Fluid beaufschlagbaren Brennraum, insbesondere eine Brennkammer einer Gasturbine, anzugeben. Eine weitere Aufgabe ist es einen hitzebeständigen Brennraum anzugeben.
Die auf ein Wandsegment gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wandsegment für einen Brennraum, mit den Merkmalen aus Anspruch 1. Die metallische Trennschicht kann dünn sein.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das Hitzeschutzsegment und die Wandung eines Brennraumes vorwiegend aus relativ unelastischen Materialien wie z.B. Strukturkeramik und Metall bestehen. Ein Nachteil einer so ausgestalteten Auskleidung eines Brennraumes liegt darin, daß die Hitzeschutzelemente die Wandung des Brennraumes direkt berühren. Die Auflage des Hitzeschutzelementes auf der Wandung kann aus fertigungstechnischen Gründen und aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnung von Wandung und Hitzeschutzelement nicht immer flächig sein. Dadurch können an den Anlagepunkten lokal hohe Kräfte erzeugt werden. Wenn das Hitzeschutzelement und die Wandung unterschiedliches Wärmedehnverhalten aufweisen, kann es bei einem Wechsel des Betriebszustandes des Brennraumes, beispielsweise bei einem Lastwechsel in einer Gasturbinenanlage, durch den hohen Krafteintrag an den Anlagepunkten unter ungünstigen Umständen zu Beschädigungen der Hitzeschutzsegmente und/oder der Wandung kommen. Hierdurch können Spalte zwischen dem Hitzeschutzelement und der Wandung zwischen den Anlagepunkten von Hitzeschutzelement und Wandung entstehen, wo keine Anlage stattfindet. Diese Spalte bilden Zugangskanäle für heißes Fluid. Um ein Eindringen des heißen Fluids zu verhindern wäre in diesem Fall ein erhöhter Sperrluftbedarf zwischen Wandung und Hitzeschutzelement notwendig.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Wandsegmentes hat den Vorteil, daß eine zwischen die metallische Tragstruktur und das Hitzeschutzelement eingefügte, verformbare Trennschicht mögliche Relativbewegungen des Hitzeschutzelementes und der Tragstruktur aufnehmen und ausgleichen kann. Solche Relativbewegungen können beispielsweise in der Brennkammer einer Gasturbine, insbesondere einer Ringbrennkammer, durch unterschiedliches Wärmedehnverhalten der verwendeten Materialien oder durch Pulsationen im Brennraum, die bei einer unregelmäßigen Verbrennung zur Erzeugung des heißen Aktionsfluid oder durch Resonanzeffekte entstehen können, hervorgerufen werden. Gleichzeitig bewirkt die Trennschicht, daß das relativ unelastische Hitzeschutzelement insgesamt flächiger auf der Trennschicht und der metallischen Tragstruktur aufliegt, da das Hitzeschutzelement teilweise in die Trennschicht eindringt. Die Trennschicht kann so auch fertigungsbedingte Unebenheiten an der Tragstruktur und/oder dem Hitzeschutzelement, die lokal zu einem ungünstigen punktuellen Krafteintrag führen können, ausgleichen.
Die zwischen dem Hitzeschutzelement und der metallischen Tragstruktur eingefügte, hitzebeständige Trennschicht ist vorteilhafterweise durch das Hitzeschutzelement elastisch und/oder plastisch verformbar. Das Hitzeschutzelement kann so teilweise in die hitzebeständige Trennschicht eindringen und diese deformieren und fertigungsbedingte und/oder durch den Betrieb der Anlage entstandene Unebenheiten der Auflageflächen des Hitzeschutzelementes und/oder der Tragstruktur ausgleichen. Dadurch kann der Krafteintrag auf das weitgehend unelastische Hitzeschutzelement insgesamt flächiger erfolgen und die Gefahr von Beschädigungen des Hitzeschutzelementes und/oder der metallischen Tragstruktur ist geringer als bei beim Krafteintrag über den direkten, zumindest teilweise punktuellen, Kontakt von Hitzeschutzelement und Tragstruktur. Die teilweise Deformation der Trennschicht durch das Hitzeschutzelement führt außerdem zu einer Verringerung der Spaltöffnungen zwischen Hitzeschutzelement und Trennschicht, was die Hinterströmung durch das heiße Fluid verringert. Um die Hinterströmung der Hitzeschutzelemente zu vermeiden oder zumindest zu verringern, kann ein vom Hitzeschutzelement und der metallischen Tragstruktur gebildeter Hohlraum mit Sperrluft beaufschlagt werden. Durch die Verringerung der Spaltöffnungen und eine Verkleinerung des Hohlraumvolumens durch die Trennschicht wird der Sperrluftbedarf vermindert.
Vorzugsweise weist die Trennschicht eine Dicke auf, die geringer als die Höhe des Hitzeschutzelements ist. Unter Höhe des Hitzeschutzelements wird hierbei die Ausdehnung des Hitzeschutzelements in Richtung senkrecht zur Oberfläche der metallischen Tragstruktur verstanden. Die Höhe kann hierbei unmittelbar der Schichtdicke des Hitzeschutzelements entsprechen. Bei einem gewölbten oder gebogenen oder hutförmigen Hitzeschutzelement ist die Höhe hingegen größer als die Wandstärke des Hitzeschutzelements. Die Trennschicht kann eine Schichtdicke bis zu einigen Millimetern aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke unter einem Millimeter, insbesondere bis zu einigen zehntel Millimetern.
Bevorzugt umfaßt die hitzebeständige Trennschicht ein Metallgitter mit wabenförmigen Zellen, das durch das Hitzeschutzelement verformbar ist. Vorteilhafterweise sind die wabenförmigen Zellen des Metallgitters mit einem deformierbaren Füllmaterial gefüllt. Die wabenförmigen Zellen können aus dünnen, nur wenige Zehntel Millimeter dicken Blechen, beispielsweise aus einer Nickelbasis-Legierung, hergestellt sein. Das Füllmaterial ist vorzugsweise pulverförmig und weist ein Metall und/oder eine Keramik auf. Die Keramikpulver können in einem Plasmastrahl erhitzt und transportiert werden (atmosphärisches Plasmaspritzen). Je nach Pulverart und Spritzbedingung kann eine durch das Pulver hergestellte Schicht mit mehr oder weniger Poren ausgeführt werden. Die wabenförmigen Zellen werden bevorzugt mit einer porösen und somit leicht verformbaren und gut isolierenden Schicht ausgefüllt. Ein metallisches Füllmaterial weist vorzugsweise eine hitzebeständige Legierung auf, wie sie beispielsweise auch bei der Beschichtung von Gasturbinenschaufeln Verwendung findet. Ein metallisches Füllmaterial weist insbesondere eine Basislegierung der Art MCrAlY auf, wobei M für Nickel, Kobalt oder Eisen, Cr für Chrom, Al für Aluminium und Y für Ytrium oder ein anderes reaktives Element der seltenen Erden stehen kann. Das deformierbare Füllmaterial verschließt beim Verformen und Eindringen des Hitzeschutzelementes in die Trennschicht, die zwischen den Auflageflächen bestehenden Spaltöffnungen, bzw. verkleinert diese, was zur Verringerung des Sperrluftbedarfs führt. Weiterhin verkleinert die Trennschicht das Volumen des vom Hitzeschutzelement und der Tragstruktur gebildeten Hohlraumes, wodurch der Sperrluftbedarf weiter vermindert wird. Bei einer Gasturbine kann das Aktionsfluid außerdem beim Eintritt von Sperrluft in den Brennraum von der kühleren Sperrluft entsprechend abgekühlt werden, was zu einem Gesamtwirkungsgradabfall einer mit dem heißen Aktionsfluid betriebenen Gasturbinenanlage führen kann. Der verminderte Sperrluftbedarf führt in diesem Fall auch zu einem geringeren Gesamtwirkungsgradabfall, als das bei einer Gasturbinenanlage mit Hitzeschutzelementen ohne Trennschicht der Fall wäre.
Die hitzebeständige Trennschicht kann vorteilhafterweise auch einen Filz aus dünnen Metalldrähten umfassen. Ein solcher Metallfilz kann auch auf Konturen mit sehr kleinen Krümmungsradien verlegt werden und eignet sich daher besonders als Trennschicht für einen unregelmäßig ausgeformte Tragstruktur in einem Brennraum, wie z.B. einer metallischen Tragstruktur zur Aufnahme von sperrluftbeaufschlagten Hitzeschutzelementen in der Brennkammer einer Gasturbine. Die Dicke des Metallfilzes ist so gewählt, daß auch größere Spaltöffnungen zwischen zwei Auflageflächen eines Hitzeschutzelementes und der Tragstruktur vom Metallfilz verschlossen oder zumindest stark verkleinert werden. Dadurch wird der Einsatz eines solchermaßen ausgestalteten Wandsegmentes auch in Anlagen möglich, bei denen die zur Verfügung stehende Sperrluftmenge begrenzt ist.
Sind die zwischen der metallischen Tragstruktur und den zugehörigen Hitzeschutzelementen entstehenden Spaltöffnungen relativ klein und gleichförmig, so ist die hitzebeständige Trennschicht vorzugsweise als dünne Beschichtung auf der metallischen Tragstruktur aufgebracht.
Um den Belastungen durch eindringendes heißes Fluid widerstehen zu können und die metallischen Tragstruktur wirksam zu schützen ist die zwischen der Tragstruktur und dem Hitzeschutzelement installierte hitzebeständige Trennschicht bei einer Temperatur von über 500°C, insbesondere bis ca. 800°C zunderfest ausgebildet.
Das Hitzeschutzelement ist vorteilhafterweise mechanisch an die metallische Tragstruktur des Brennraumes angebunden. Mit Hilfe einer mechanischen Verbindung kann die Anpreßkraft, welche die mechanische Halterung auf das Hitzeschutzelement in Richtung Tragstruktur ausübt und damit die Eindringtiefe des Hitzeschutzelementes und die Deformation der hitzebeständigen Trennschicht, eingestellt werden. So können die verbleibenden Spaltöffnungen und der daraus resultierende Sperrluftbedarf an die Betriebsbedingungen und die zur Verfügung stehende Sperrluftmenge des jeweiligen Einsatzortes angepaßt werden.
Vorteilhaft ist das Hitzeschutzelement durch einen Bolzen an der Tragstruktur gehaltert. Der Bolzen greift etwa in der Mitte des Hitzeschutzelementes an, um die Anpreßkraft möglichst zentrisch in das Hitzeschutzelement einzuleiten. Die hitzebeständige Trennschicht weist in dem Bereich, in dem der Bolzen des zugehörigen Hitzeschutzelementes an der metallischen Tragstruktur befestigt wird, eine Ausnehmung auf. Weitere Ausnehmungen und Öffnungen in der Trennschicht, insbesondere bei einer Gasturbine, sind ebenfalls dort vorgesehen, wo die Tragstruktur Kanäle für eine Sperrluftzufuhr in den vom Hitzeschutzelement und der Tragstruktur gebildeten Hohlraum aufweist. So kann Sperrluft in den Hohlraum strömen und die Hinterströmung der Hitzeschutzelemente und/oder der Trennschicht durch heißes Aktionsfluid verhindert werden.
Bevorzugt kann das Hitzeschutzelement auch mit Hilfe einer Feder-Nut-Verbindung mechanisch an der metallischen Tragstruktur gehaltert sein.
Die auf einen Brennraum gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine einen Brennraum bildende Brennkammer, insbesondere eine Brennkammer einer Gasturbine, die aus oben beschriebenen Wandsegmenten gebildet ist. Um eine, hitzebeständige Auskleidung des Brennraumes zu erreichen sind Hitzeschutzelemente auf einer metallischen Tragstruktur des Wandsegmentes angebracht. Die Hitzeschutzelemente haben z.B. die Form ebener oder gekrümmter Vielecke mit geraden oder gebogenen Kanten oder von ebenen, regelmäßigen Vielecken. Sie überdecken die metallische Tragstruktur, die die Außenwandung des Brennraumes bildet, bis auf zwischen den Hitzeschutzelementen vorgesehene Dehnungsspalte vollständig. Heißes Fluid kann in den Dehnungsspalten nur bis zur einer hitzebeständigen Trennschicht des Wandsegmentes vordringen und die Hitzeschutzelemente nicht hinterströmen. Dadurch werden mechanische Halterungen der Hitzeschutzelemente und die metallische Tragstruktur vor der Beschädigung durch heißes Fluid weitgehend geschützt.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele werden das Wandsegment und ein Brennraum näher erläutert. Es zeigen die Figuren in schematischer Darstellung:
Figur 1
Wandsegment mit einer Trennschicht aus einem Metallgitter mit gefüllten, wabenförmigen Zellen auf einer gekrümmten Tragstruktur,
Figur 2
Vergrößerter Ausschnitt aus Figur 1,
Figur 3
Wandsegment mit einer Trennschicht aus einem Metallfilz auf einer mit Stegen versehenen Tragstruktur,
Figur 4
Wandsegment mit einer auf einer Tragstruktur aufgebrachten, dünnen Beschichtung als Trennschicht.
In Figur 1 ist ein Wandsegment 1 einer einen Brennraum 2 bildenden, nicht näher dargestellten Brennkammer einer Gasturbine gezeigt. Das Wandsegment 1 umfaßt eine metallische Tragstruktur 3, auf deren dem Brennraum 2 zugewandten Innenwandung 5 eine hitzebeständige Trennschicht 7 aufgebracht ist. Die hitzebeständige Trennschicht 7 besteht aus einem nicht näher dargestellten Metallgitter mit wabenförmigen Zellen. Die die wabenförmigen Zellen bildenden Metallbänder des Metallgitters weisen eine Höhe auf, die der Dicke der Trennschicht 7 entspricht. Die wabenförmigen Zellen des Metallgitters sind mit einem deformierbaren Füllmaterial ausgefüllt.
Auf der Brennraumseite der Trennschicht 7, ist ein keramisches Hitzeschutzelement 9 angebracht. Das keramische Hitzeschutzelement 9 ist mit Hilfe eines Bolzens 11 an der metallischen Tragstruktur 3 gehaltert. Der Bolzen 11 ist in einer Bohrung 10 des keramischen Hitzeschutzelementes 9 geführt, die im wesentlichen parallel zu einer Normalen einer Heißgasseite 21 des Hitzeschutzelementes 9, durch den Bereich des Zentrums des Hitzeschutzelementes 9 verläuft. Hierdurch ist eine vom Bolzen 11 erzeugte Anpreßkraft F im wesentlichen zentrisch in das Hitzeschutzelement 9 eingeleitet. Ein Ende des Bolzens 11 ragt durch eine Bohrung 12 der Tragstruktur 3 hindurch. Dieses Ende des Bolzens 11 wird von einer Mutter 13 abgeschlossen, der eine Feder 15 zugeordnet ist. Über die Mutter 13 kann die Anpreßkraft F mit der das Hitzeschutzelement 9 über den Bolzen 11 beaufschlagt wird eingestellt werden. Damit kann gleichzeitig auch die Eindringtiefe des Hitzeschutzelementes 9 in die Trennschicht 7 und damit deren Deformation eingestellt werden. Je größer die Anpreßkraft F ist mit der das Hitzeschutzelement 9 auf die hitzebeständige Trennschicht 7 gepreßt wird, desto tiefer dringt das Hitzeschutzelement 9 in die Trennschicht 7 ein. In Figur 2 ist gezeigt, wie das Hitzeschutzelement 9 durch die Anpreßkraft F die Trennschicht 7 deformiert und teilweise in diese eindringt.
In der metallischen Tragstruktur 3 sind Kanäle 17 vorgesehen, durch die ein vom Hitzeschutzelement 9 und der Tragstruktur 3 mit Trennschicht 7 gebildeter Hohlraum 19 mit Sperrluft S beaufschlagt werden kann. Die Trennschicht 7 ist dazu an den Stellen der Tragstruktur 3 wo Kanäle 17 vorgesehen sind mit entsprechenden, nicht dargestellten Öffnungen versehen, durch die die Sperrluft S in den Hohlraum 19 eintreten kann. In dem Bereich, in dem der Bolzen 11 an der metallischen Tragstruktur 3 gehaltert ist, weist die Trennschicht 7 eine nicht näher gezeigte Öffnung auf, in der der Bolzen 11 geführt ist.
Bei Betrieb der Gasturbine wird im Brennraum 2 der Brennkammer heißes Aktionsfluid A erzeugt. Das Aktionsfluid A wird von dem Wandsegment 1 auf der dem Brennraum zugewandten Heißgasseite 21, die von den Hitzeschutzelementen 9 gebildet wird, geführt. Die Hitzeschutzelemente 9 verhindern den direkten Kontakt von dem heißen Aktionsfluid A mit der metallischen Tragstruktur 3. Zwischen benachbarten Hitzeschutzelementen 9 eines Wandsegmentes 3 sind Dehnspalte 22 zum Ausgleich von Längenänderungen der Hitzeschutzelemente 9 aufgrund von Wärmedehnung vorgesehen. Heißes Aktionsfluid A kann in diese Dehnspalte 22 bis zur Trennschicht 7 vordringen. Das deformierbare Füllmaterial der hitzebeständigen Trennschicht 7 verhindert den direkten Kontakt von Aktionsfluid A mit der metallischen Tragstruktur 3, dichtet den Hohlraum 19 gegen eindringendes heißes Aktionsfluid A und verhindert so eine Hinterströmung der Hitzeschutzelemente 9. Die Trennschicht 7 wird im Bereich des Dehnspaltes 21 durch die Längendehnung der Hitzeschutzelemente 9 leicht aufgewölbt und dichtet den Hohlraum 19 so zusätzlich gegen eindringendes Aktionsfluid A ab. Um die Sperrwirkung der Trennschicht 7 und der Hitzeschutzelemente 9 zu verstärken wird der Hohlraum 19 durch die Kanäle 17 mit Sperrluft S beaufschlagt. Die Sperrluft S tritt in den Dehnspalten 22 an den Stellen aus, die nicht vollständig durch die Trennschicht 7 vor dem heißen Aktionsfluid A abgedichtet sind, wie in Figur 2 schematisch gezeigt. Durch das von der Sperrluft S erzeugte Druckgefälle vom Hohlraum 19 hin zum Brennraum wird ein Eindringen von Aktionsfluid A in den Hohlraum 19 verhindert.
Die unterschiedlichen Wärmedehnung des Hitzeschutzelementes 9 und der metallischen Tragstruktur 3 können bei Lastwechseln der Gasturbine zu Relativbewegungen zwischen Hitzeschutzelement 9 und der Tragstruktur 3 führen. Relativbewegungen können aber auch durch Pulsationen im Brennraum, verursacht durch unregelmäßige Verbrennungen oder Resonanzen, entstehen. Solche während des Betriebes auftretenden Relativbewegungen können von der teilweise elastisch verformbaren Trennschicht 7 ebenfalls ausgeglichen werden. Ein erhöhter Krafteintrag in das Hitzeschutzelement 9 an den Auflageflächen, z.B. verursacht durch einem plötzlichen Druckanstieg, kann durch das Zusammenpressen der Trennschicht 7 und die damit entstehende, vergrößerte Auflagefläche vermindert werden.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wandsegmentes 1 für eine einen Brennraum 2 bildenden nicht näher dargestellte Brennkammer einer Gasturbine. Das Wandsegment 1 umfaßt eine metallischen Tragstruktur 23, eine hitzebeständige Trennschicht 25 und ein metallisches Hitzeschutzelement 27. Die metallische Tragstruktur 3 weist Stege 29 auf, die eine jeweilige Auflagefläche für das Hitzeschutzelement 27 bilden. Die Stege 29 sind so angeordnet, daß das zugeordnete Hitzeschutzelement 27 im Bereich des Randes seiner tragstrukturseitigen Oberfläche auf den Stegen 29 aufliegt. Das Hitzeschutzelement 27 verschließt so die von den Stegen 29 und von Teilen der Tragstruktur 23 gebildete Vertiefung deckelartig. Zwischen zwei Stegen 29 ist mindestens je ein Kanal 31 zur Zufuhr von Sperrluft S vorgesehen. Das metallische Hitzeschutzelement 27 ist mittels eines Bolzens 29 (analog zu dem in Figur 1 beschriebenen Bolzen) federnd an der metallischen Tragstruktur 23 gehaltert.
Die Trennschicht 25 ist als ein Filz aus dünnen, nicht näher gezeigten, hitzeresistenten Metalldrähten ausgeführt, welcher die dem Brennraum 2 zugewandte Innenseite der Tragstruktur 23 auskleidet. Die Trennschicht 25 weist im Bereich einer Durchtrittsöffnung 26 des Bolzens 29 durch die Tragstruktur 23 sowie im Bereich der Mündung 32 des Kanals 31 Öffnungen auf. In der Durchtrittsöffnung 26 ist der Bolzen 29 geführt während durch die andere Öffnung Sperrluft S aus dem Kanal 31 in den von dem Hitzeschutzelement 27 und der Tragstruktur 23 gebildeten Hohlraum 33 strömen kann. Im Bereich der Stege 29 deformiert das Hitzeschutzelement 27 die Trennschicht 25. Zwischen den Anlageflächen von Hitzeschutzelement 27 und Steg 29 entstehende, nicht näher dargestellte Spaltöffnungen werden von der Trennschicht 25 verschlossen, bzw. in ihrer Querschnittsfläche verringert. Dadurch wird der Austritt von Sperrluft S aus dem Hohlraum 33 in die zwischen zwei Hitzeschutzelementen 27 entstehenden Dehnspalte 35 verhindert, bzw. verringert. Heißes Aktionsfluid A kann damit nicht bis zur metallischen Tragstruktur 23 vordringen oder die Hitzeschutzelemente 27 hinterströmen.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wandsegmentes 1. Das Wandsegment 1 umfaßt eine metallische Tragstruktur 41 mit einem Hitzeschutzelement 47. Das Hitzeschutzelement 47 ist analog zu dem in Figur 1 beschriebenen Bolzen auf der Innenseite 43 der Tragstruktur 41 mittels eines Bolzens 49 federnd an dieser angebunden. Zwischen der dem Brennraum 2 zugewandten Seite der Tragstruktur 41 und brennraumabgewandten Seite 51 des Hitzeschutzelementes 47 ist eine hitzebeständige Trennschicht 45 auf die Tragstruktur 41 aufgebracht. Die hitzebeständige Trennschicht ist als eine dünne, hitzebeständige Beschichtung 45 auf der metallischen Tragstruktur 41 ausgeführt. Die dünne, verformbare Beschichtung 45 füllt den gesamten Raum zwischen Hitzeschutzelement 47 und Tragstruktur 41 aus, so daß fertigungsbedingte oder während des Betriebs der Anlage entstandene Unebenheiten der Tragstruktur 41 und/oder des Hitzeschutzelementes 47 ausgeglichen werden. Außerdem kann das Hitzeschutzelement 47 so nicht vom heißen Aktionsfluid A hinterströmt werden kann. Das Aktionsfluid A kann durch die von benachbarten Hitzeschutzelementen 47 gebildeten Dehnspalte 22 bis zur hitzebeständigen Beschichtung 45 vordringen. Die Beschichtung 45 verhindert den direkten Kontakt des Aktionsfluids A mit der metallischen Tragstruktur 41. Relativbewegungen des Hitzeschutzelementes 47 und der Tragstruktur 41 können durch die elastische und/oder plastische Verformung der Beschichtung 45 ausgeglichen werden. Beschädigungen des Hitzeschutzelementes und/oder der Tragstruktur 41 werden somit vermieden.

Claims (12)

  1. Wandsegment (1) für einen Brennraum (2), das mit einem heißen Fluid (A) beaufschlagbar ist, bestehend aus einer metallischen Tragstruktur (3), und einem auf der metallischen Tragstruktur (3) befestigten Hitzeschutzelement (9),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die metallische Tragstruktur (3) zumindest bereichsweise mit einer metallischen, hitzebeständigen Trennschicht (7) versehen ist,
    wobei die Trennschicht (7) zwischen der metallischen Tragstruktur (3) und dem Hitzeschutzelement (9) angebracht ist, und
    wobei die hitzebeständige Trennschicht (7) durch das Hitzeschutzelement (9) elastisch und/oder plastisch verformbar ist.
  2. Wandsegment (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (3) eine Schichtdicke aufweist, die geringer als die Höhe des Hitzeschutzelements ist.
  3. Wandsegment (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (3) eine Schichtdicke von bis zu einigen Millimetern, insbesondere unter 1 mm, aufweist.
  4. Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Trennschicht (7) ein Metailgitter mit wabenförmigen Zellen umfaßt.
  5. Wandsegment (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die wabenförmigen Zellen der hitzebeständigen Trennschicht (7) mit einem deformierbaren Füllmaterial gefüllt sind.
  6. Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Trennschicht (7) ein Filz aus Metalldrähten umfaßt.
  7. Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Trennschicht (7) eine dünne Beschichtung auf der metallische Tragstruktur (3) ist.
  8. Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständige Trennschicht (3) bei einer Temperatur von über 500°C, insbesondere bis ca. 800°C, zunderfest ist.
  9. Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschutzelement (9) mechanisch an die metallische Tragstruktur (3) angebunden ist.
  10. Wandsegment (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet , dass das Hitzeschutzelement (9) durch eine Feder-Nut-Verbindung mit der metallischen Tragstruktur (3) verbunden ist.
  11. Wandsegment (1) Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschutzelement (9) durch einen Bolzen (11) mit der metallischen Tragstruktur (3) verbunden ist.
  12. Brennraum (2) mit einem Wandsegment (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Wandsegment (1) Teil einer Brennkammer einer Gasturbine ist.
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