EP1181520A1 - Inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine and method of inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine - Google Patents

Inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine and method of inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine

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Publication number
EP1181520A1
EP1181520A1 EP00943576A EP00943576A EP1181520A1 EP 1181520 A1 EP1181520 A1 EP 1181520A1 EP 00943576 A EP00943576 A EP 00943576A EP 00943576 A EP00943576 A EP 00943576A EP 1181520 A1 EP1181520 A1 EP 1181520A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
annular combustion
gas turbine
inspection device
video camera
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00943576A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Adams
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 EP1181520A1 publication Critical patent/EP1181520A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/80—Diagnostics

Definitions

  • the invention relates to a remote-controlled inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine.
  • the invention further relates to a method for inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine.
  • a device for inspecting tubes is known from US Pat. No. 4,255,762.
  • An optical system for taking test images of the inner surface of the tube is mounted on a test head of the device.
  • the test device has a positioning mechanism with which the test head can be moved in translation and rotation.
  • video images can be displayed in a tube surface.
  • the probe is guided in the tube without contact using a distance sensor.
  • DE 41 32 281 AI shows a drive unit for driving through a pipeline.
  • the drive unit has a drive, a plurality of sun wheels driven by the drive for rotation, in each case at least 2 planet wheels meshing with each sun wheel and a plurality of drive wheels with running surfaces. The treads are pressed against the inner wall surface of the tube by the orbital rotation of the planet gears.
  • a driving probe which is operated as an inspection device for driving through a pipeline network with bends and branches, consists of the coupling of two of the drive units described above.
  • the drive units are mounted on the front and rear ends of a flexible device. This enables a smooth passage through a pipeline network.
  • the object of the invention is to specify how the inspection of an annular combustion chamber of a gas turbine can be carried out quickly, inexpensively and in a particularly effective manner with regard to reliable fault detection.
  • a remote-controlled inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine which includes a remotely steerable drive mechanism, a movable video camera, a lighting device, a support frame for the video camera, the drive mechanism and the lighting device, and means for transmitting video images of the video camera has an evaluation.
  • a combustion chamber of a gas turbine is a very thermally highly stressed area.
  • Such a combustion chamber has a heat-resistant inner lining.
  • This inner lining is subject to considerable oxidation and corrosion. This leads to wear, which must be recognized at an early stage before there is consequential damage induced by wear.
  • complex coating systems for protecting the inner lining are often applied to them. Local chipping of this coating must be detected early and reliably.
  • Gas turbine burners which are also exposed to extremely high thermal loads, flow into the combustion chamber. In particular, the swirl grille of such a burner, which serves to generate a backflow stabilizing the combustion, must be regularly checked for wear.
  • the drive mechanism preferably has an electric motor and wheels, at least one of which wheels can be driven by the electric motor.
  • the inspection device is designed as a vehicle which moves independently through the ring combustion chamber on wheels.
  • the drive mechanism preferably has a, in particular C-shaped, rail with which the supporting frame can be moved.
  • the video camera mounted on the support frame with the lighting device is inserted into the combustion chamber via a C-shaped rail.
  • This rail can, for example, be telescopically extendable.
  • the drive mechanism preferably has an articulated arm on which the support frame is mounted.
  • This embodiment corresponds in its mode of operation to the extent that the video camera and the lighting system are introduced into the ring combustion chamber via a suitable point, for example the manhole, and are remotely steered by the ring combustion chamber is directed. In this case, too, no further exposure of the ring combustion chamber is necessary.
  • the object is further achieved according to the invention by a method for inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine, in which a video camera is remotely steered into the annular combustion chamber and is pivoted such that video images of areas of the inner walls of the annular combustion chamber are recorded by the video camera, which video images are recorded an evaluation device positioned outside the annular combustion chamber can be transmitted.
  • a video camera is remotely steered into the annular combustion chamber and is pivoted such that video images of areas of the inner walls of the annular combustion chamber are recorded by the video camera, which video images are recorded an evaluation device positioned outside the annular combustion chamber can be transmitted.
  • FIG. 3 shows an inspection device arranged on a telescopic rail
  • FIG. 4 shows an inspection device with an articulated arm.
  • the power supply for the control and supply device 41 also takes place via the line 43.

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Abstract

The invention relates to a remote-control inspection device (21) for an annular combustion chamber (5) of a gas turbine (1). Inspection is carried out by means of a video camera (33). Said inspection device (21) significantly cuts inspection times and makes it possible to precisely document wear of the annular combustion chamber (5).

Description

Beschreibung description
Inspektionsvorrichtung für eine Ringbrennkammer einer Gasturbine und Verfahren zur Inspektion einer Ringbrennkammer einer GasturbineInspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine and method for inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine
Die Erfindung betrifft eine ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung für eine Ringbrennkammer einer Gasturbine. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Inspektion einer Ringbrennkammer einer Gasturbine.The invention relates to a remote-controlled inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine. The invention further relates to a method for inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine.
Aus der US-PS 4,255,762 ist eine Vorrichtung zur Inspektion von Röhren bekannt. Auf einem Prüfköpf der Vorrichtung ist ein optisches System zur Aufnahme von Prüfbildern der inneren Oberfläche der Röhre montiert. Die Prüfvorrichtung weist einen Positioniermechanismus auf, mit dem der Prüfkopf translatorisch und rotatorisch bewegbar ist. Mittels einer Auswerteeinrichtung außerhalb der Röhre sind Videobilder in einer Röhrenoberfläche darstellbar. Mittels eines Abstandssensors wird der Prüfköpf berührungsfrei in der Röhre geführt.A device for inspecting tubes is known from US Pat. No. 4,255,762. An optical system for taking test images of the inner surface of the tube is mounted on a test head of the device. The test device has a positioning mechanism with which the test head can be moved in translation and rotation. Using an evaluation device outside the tube, video images can be displayed in a tube surface. The probe is guided in the tube without contact using a distance sensor.
Die DE 41 32 281 AI zeigt ein Antriebsaggregat zum Durchfahren einer Rohrleitung. Das Antriebsaggregat weist einen Antrieb, mehrere durch den Antrieb zur Drehung angetriebene Sonnenräder, jeweils mindestens 2 mit jedem Sonnenrad kämmende Planetenräder und mehrere Antriebsräder mit Laufflächen auf. Die Laufflächen werden durch die orbitale Drehung der Planetenräder gegen die Innenwandfläche des Rohres gedrückt. Eine Fahrsonde, die als Inspektionsgerät zum Fahren durch ein Rohrleitungsnetz mit Biegungen und Abzweigungen betrieben wird, besteht aus der Kopplung von zwei der oben beschriebenen Antriebsaggregate. Die Antriebsaggregate sind am vorderen und hinteren Ende einer biegbaren Vorrichtung montiert. Dadurch wird ein stoßfreies Durchfahren eines Rohrleitungs- netzes ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist anzugeben, wie die Inspektion einer Ringbrennkammer einer Gasturbine schnell, kostengünstig und hinsichtlich einer zuverlässigen Fehlererkennung m einer besonders effektiven Weise durchfuhrbar ist.DE 41 32 281 AI shows a drive unit for driving through a pipeline. The drive unit has a drive, a plurality of sun wheels driven by the drive for rotation, in each case at least 2 planet wheels meshing with each sun wheel and a plurality of drive wheels with running surfaces. The treads are pressed against the inner wall surface of the tube by the orbital rotation of the planet gears. A driving probe, which is operated as an inspection device for driving through a pipeline network with bends and branches, consists of the coupling of two of the drive units described above. The drive units are mounted on the front and rear ends of a flexible device. This enables a smooth passage through a pipeline network. The object of the invention is to specify how the inspection of an annular combustion chamber of a gas turbine can be carried out quickly, inexpensively and in a particularly effective manner with regard to reliable fault detection.
Zur Losung dieser Aufgabe wird erfmdungsgemäß eine ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung für eine Ringbrennkammer einer Gasturbine angegeben, die einen fernlenkbaren Antriebsmechanismus, eine bewegliche Videokamera, eine Beleuchtungsein- richtung, ein Traggestell für die Videokamera, den Antriebsmechanismus und die Beleuchtungseinrichtung und Mittel zum Übertragen von Videobildern der Videokamera zu einer Auswer- teemπchtung aufweist.To solve this problem, a remote-controlled inspection device for an annular combustion chamber of a gas turbine is specified according to the invention, which includes a remotely steerable drive mechanism, a movable video camera, a lighting device, a support frame for the video camera, the drive mechanism and the lighting device, and means for transmitting video images of the video camera has an evaluation.
Eine Brennkammer einer Gasturbine ist ein thermisch sehr hoch belasteter Bereich. Eine solche Brennkammer weist eine hitze- bestandige Innenauskleidung auf. Diese Innenauskleidung ist einer erheblichen Oxidation und Korrosion ausgesetzt. Dies fuhrt zu Verschleiß, der frühzeitig erkannt werden muß bevor es zu durch den Verschleiß induzierten Folgeschaden kommt. Gerade bei für thermische Extrembelastungen ausgelegten Innenauskleidungen sind häufig komplexe Beschichtungssysteme zum Schutz der Innenauskleidung auf diese aufgebracht. Ein lokales Abplatzen dieser Beschichtung muß frühzeitig und zuverlässig detektiert werden. In die Brennkammer munden Gasturbinenbrenner, die ebenfalls einer extrem hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind. Insbesondere die zur Erzeugung einer die Verbrennung stabilisierenden Ruckstromung dienenden Drallgitter eines solchen Brenners, müssen regelmäßig auf Verschleiß kontrolliert werden. Schließlich ist auch eine sich an die Brennkammer anschließende erste Leitschaufelreihe der Gasturbine extrem hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Auch hier ist eine regelmäßige und genaue Kontrolle der Oberflache der Leitschaufeln erfor- derlich. Bisher wurde die Brennkammer einer Gasturbine durch eine unmittelbare Inaugenscheinnahme des Brennka merzustandes geprüft. Dabei wurde entweder die Gasturbinenbrennkammer unter erheblichem Aufwand soweit geöffnet, daß eine Zuganglichkeit aller zu prüfenden Bereiche möglich war oder es wurde - bei einer großen stationären Gasturbine - zumindest ein Teilbereich der Brennkammer über einen Mannlochzugang geprüft. Die Beurteilung eines tatsächlichen Verschleißzustandes und insbesondere die Erkennung möglicherweise kritischer und wartungsbedürftiger Bereiche erfordert sehr erfahrenes Personal. Aufgrund dieser sehr kritischen Prüfung sowie aufgrund der grundsätzlichen Zuganglichkeit einer Gasturbinenbrennkammer durch eine unmittalbare Inaugenscheinnahme wurde bislang nicht in Erwägung gezogen, bzw. überhaupt für technisch umsetzbar gehalten, eine Kontrolle mittels eines ferngesteuerten optischen Erkennungssystems vorzunehmen. Gerade bei einer Ringbrennkammer liegt zudem eine komplexe Innengeometrie vor, die für ein ferngesteuertes System nur schwer so zugänglich ist, daß tatsachlich auch alle zu pru- fenden Bereiche sicher abprufbar sind.A combustion chamber of a gas turbine is a very thermally highly stressed area. Such a combustion chamber has a heat-resistant inner lining. This inner lining is subject to considerable oxidation and corrosion. This leads to wear, which must be recognized at an early stage before there is consequential damage induced by wear. Especially with inner linings designed for extreme thermal loads, complex coating systems for protecting the inner lining are often applied to them. Local chipping of this coating must be detected early and reliably. Gas turbine burners, which are also exposed to extremely high thermal loads, flow into the combustion chamber. In particular, the swirl grille of such a burner, which serves to generate a backflow stabilizing the combustion, must be regularly checked for wear. Finally, a first row of guide vanes of the gas turbine following the combustion chamber is also exposed to extremely high thermal loads. Here, too, regular and precise inspection of the surface of the guide vanes is necessary. So far, the combustion chamber of a gas turbine has been checked by direct inspection of the state of the combustion chamber. Either the gas turbine combustion chamber was opened with considerable effort so that access to all areas to be checked was possible or - in the case of a large stationary gas turbine - at least a partial area of the combustion chamber was checked via a manhole access. The assessment of an actual state of wear and, in particular, the detection of potentially critical and maintenance areas requires very experienced personnel. Because of this very critical examination and because of the basic accessibility of a gas turbine combustion chamber through immediate inspection, it has not been considered, or at all considered technically feasible, to carry out a check by means of a remote-controlled optical detection system. In the case of an annular combustion chamber in particular, there is also a complex internal geometry which is difficult to access for a remote-controlled system in such a way that, in fact, all areas to be tested can also be reliably checked.
Mit der Erfindung wird dieses Vorurteil überwunden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine solche ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung mit einem Video- kamerasystem erhebliche zusätzliche Vorteile gegenüber einer unmittelbaren Inaugenscheinnahme erzielbar sind, die bisher überhaupt nicht erwogen wurden. Einerseits laßt sich durch die ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung die komplette Ringbrennkammer durch einen Mannlochzugang inspizieren, ohne da- bei die Ringbrennkammer weiter zu offnen. Dies hat erhebliche Verkürzungen von Revisionszeiten zur Folge. Zudem laßt sich mit Hilfe des Videosystems der Zustand der Brennkammer genau dokumentieren. Dabei ist z.B. ein Vergleich mit früheren Inspektionen und damit z. B. eine Kontrolle der Verschleißfort- Schrittsgeschwindigkeit möglich und sogar quantifizierbar.This prejudice is overcome with the invention. The invention is based on the knowledge that such a remote-controlled inspection device with a video camera system offers considerable additional advantages over direct inspection, which have not been considered at all so far. On the one hand, the remote-controlled inspection device allows the entire annular combustion chamber to be inspected through a manhole access without opening the annular combustion chamber further. This leads to considerable reductions in revision times. In addition, the condition of the combustion chamber can be precisely documented with the help of the video system. Here is e.g. a comparison with previous inspections and thus e.g. B. a control of the wear progress step rate possible and even quantifiable.
Mit Hilfe der Videoerfassung wird zudem eine vom Standort der Gasturbine unabhängige Beurteilung des Brennkammerzustandes möglich. Somit könnte z. B. die Inspektion gemäß eines automatisierten Ablaufes erfolgen und anschließend die Beurteilung des Verschleißzustandes der einzelnen Bereiche z.B. zentral in einem Know-How-Zentrum überprüft werden. Damit werden auch maschinenübergreifend evtl. vorhandene Problembereiche der Gasturbinen gleichen Typs identifizierbar. Weiterhin erlaubt die ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung, falls erforderlich, mittels einer Positionskontrolle die genaue Zuweisung von Positionen von Fehlerbe- reichen. Damit kann beispielsweise gezielt bei einer späteren Wartung anhand der Inspektionsdaten eine Fehlerbehebung stattfinden.With the help of the video acquisition, an assessment of the combustion chamber condition that is independent of the location of the gas turbine is also possible possible. Thus, e.g. B. the inspection is carried out according to an automated process and then the assessment of the state of wear of the individual areas is checked, for example, centrally in a know-how center. This also makes it possible to identify problem areas of the same type of gas turbines that exist across machines. Furthermore, the remote-controlled inspection device allows, if necessary, the exact assignment of positions of error areas by means of a position control. This means, for example, that the inspection data can be used to correct errors during subsequent maintenance.
Bevorzugt weist der Antriebsmechanismus einen Elektromotor und Räder auf, von welchen Rädern mindestens eines durch den Elektromotor antreibbar ist. Somit ist die Inspektionsvorrichtung als ein Fahrzeug ausgebildet, welches sich auf Rädern eigenständig durch die Ringbrennkammer bewegt.The drive mechanism preferably has an electric motor and wheels, at least one of which wheels can be driven by the electric motor. Thus, the inspection device is designed as a vehicle which moves independently through the ring combustion chamber on wheels.
Bevorzugt weist der Antriebsmechanismus eine, insbesondere C- förmige, Schiene auf, mit der das Traggestell fahrbar ist. In dieser Ausgestaltung wird also die auf dem Traggestell montierte Videokamera mit der Beleuchtungseinrichtung über eine C-förmige Schiene in die Brennkammer eingeführt. Diese Schiene kann beispielsweise teleskopförmig ausfahrbar sein. Durch die Einführung dieser Schiene über ein Mannloch in die Ringbrennkammer ist es somit möglich, die Ringbrennkammer mittels einer an der Schiene montierten Videokamera, zu inspizieren.The drive mechanism preferably has a, in particular C-shaped, rail with which the supporting frame can be moved. In this embodiment, the video camera mounted on the support frame with the lighting device is inserted into the combustion chamber via a C-shaped rail. This rail can, for example, be telescopically extendable. By introducing this rail into the ring combustion chamber through a manhole, it is thus possible to inspect the ring combustion chamber by means of a video camera mounted on the rail.
Bevorzugtermaßen weist der Antriebsmechanismus einen Gelenkarm auf, auf dem das Traggestell montiert ist. Diese Ausführungsform entspricht in ihrer Funktionsweise insoweit der Schiene, als die Videokamera und das Beleuchtungssystem über eine geeignete Stelle, z.B. das Mannloch, in die Ringbrennkammer eingeführt und von dort ferngelenkt durch die Ring- brennkammer geleitet wird. Auch in diesem Fall ist kein weiteres Aufdecken der Ringbrennkammer notig.The drive mechanism preferably has an articulated arm on which the support frame is mounted. This embodiment corresponds in its mode of operation to the extent that the video camera and the lighting system are introduced into the ring combustion chamber via a suitable point, for example the manhole, and are remotely steered by the ring combustion chamber is directed. In this case, too, no further exposure of the ring combustion chamber is necessary.
Die Aufgabe wird erfmdungsgemäß weiterhin gelost durch ein Verfahren zur Inspektion einer Ringbrennkammer einer Gasturbine, bei dem eine Videokamera ferngelenkt m die Ringbrennkammer eingeführt und so geschwenkt wird, daß durch die Videokamera, Videobilder von Bereichen der Innenwände der Ring- brennkammer aufgenommen werden, welche Videobilder an eine außerhalb der Ringbrennkammer positionierte Auswerteemrich- tung übermittelt werden. Die Vorteile eines solchen Verfahrens entsprechen den obigen Ausfuhrungen zu den Vorteilen der Inspektionsvorrichtung.The object is further achieved according to the invention by a method for inspecting an annular combustion chamber of a gas turbine, in which a video camera is remotely steered into the annular combustion chamber and is pivoted such that video images of areas of the inner walls of the annular combustion chamber are recorded by the video camera, which video images are recorded an evaluation device positioned outside the annular combustion chamber can be transmitted. The advantages of such a method correspond to the above explanations regarding the advantages of the inspection device.
Die Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen teilweise schematisch nicht maßstäblich:The exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. Some do not show to scale in schematic form:
FIG 1 einen Längsschnitt durch eine Gasturbine, FIG 2 eine als Fahrzeug ausgebildete Inspektionsvoπchtung,1 shows a longitudinal section through a gas turbine, FIG. 2 shows an inspection device designed as a vehicle,
FIG 3 eine auf einer teleskopformigen Schiene angeordnete Inspektionsvorrichtung, und FIG 4 eine Inspektionsvorrichtung mit einem Gelenkarm.3 shows an inspection device arranged on a telescopic rail, and FIG. 4 shows an inspection device with an articulated arm.
Gleiche Bezugszeichen haben m den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.The same reference numerals have the same meaning in the different figures.
FIG 1 zeigt eine Gasturbine 1. Aufeinanderfolgend und miteinander verbunden angeordnet sind ein Verdichter 3, eine Rmg- brennkammer 5 und ein Turbinenteil 7. Die Ringbrennkammer 5 bildet durch e ne innere Innenwand 9 und eine äußere Innenwand 11 einen ringförmigen, sich m Richtung auf das Turbinenteil 7 verengenden Ringraum 10. Am verdichterseitigen Ende der Ringbrennkammer 5 mundet ein Gasturbinenbrenner 13 m die Ringbrennkammer 5. Am turbmenteilseitigen Ende der Ringbrennkammer 5 ist eine erste Leitschaufelreihe 15 des Turbi- nenteils 7 angeordnet. Durch den Verdichter 3 wird Umgebungsluft 17 verdichtet und dem Gasturbinenbrenner 13 zugeführt. Der Verdichterluft 17 wird im Gasturbinenbrenner 13 Brennstoff zugemischt und in der Ringbrennkammer 5 gezündet. Das so entstehende heiße Abgas 19 wird dem Turbinenteil 7 zugeleitet. Die hierbei entstehenden Temperaturen von mehr als 1000° C belasten alle Bauteile der Ringbrennkammer 5 extrem hoch. Die Ringbrennkammer 5 ist deswegen mit einer hier nicht näher dargestellten Innenauskleidung versehen, die die thermische Belastung durch das heiße Abgas 19 aufnimmt. Diese Innenauskleidung besteht z.B. aus Brennkammersteinen, die zusätzlich mit einer Korrosions- und Oxidationsschutzschicht sowie mit einer keramischen Wärmedämmschicht versehen sein können. Thermisch extrem hoch belastet ist auch die erste Leitschaufelreihe 15 sowie der Mündungsbereich des Gasturbinenbrenners 13. Die hohe thermische Belastung führt zur Oxidation und Korrosion und kann z. B. auch Materialabtrag, Risse, Verformungen, Verkokung oder Abplatzungen zur Folge haben. Eine Erosion durch im Abgas mitgeführte Fremdkörper ist ebenfalls möglich. Die1 shows a gas turbine 1. A compressor 3, an Rmg combustion chamber 5 and a turbine part 7 are arranged in succession and connected to one another. The ring combustion chamber 5 forms an annular inner direction 9 through an inner inner wall 9 and an outer inner wall 11 Turbine part 7 narrowing annular space 10. At the compressor end of the annular combustion chamber 5, a gas turbine burner 13 m mounts the annular combustion chamber 5. At the end of the annular combustion chamber 5 on the turbine part side, a first row of guide vanes 15 of the turbine part 7 is arranged. Ambient air 17 is compressed by the compressor 3 and fed to the gas turbine burner 13. The compressor air 17 is mixed with fuel in the gas turbine burner 13 and ignited in the annular combustion chamber 5. The resulting hot exhaust gas 19 is fed to the turbine part 7. The resulting temperatures of more than 1000 ° C put an extreme load on all components of the annular combustion chamber 5. The annular combustion chamber 5 is therefore provided with an inner lining, not shown here, which absorbs the thermal load from the hot exhaust gas 19. This inner lining consists, for example, of combustion chamber bricks, which can additionally be provided with a corrosion and oxidation protection layer and with a ceramic thermal insulation layer. The first guide vane row 15 and the orifice area of the gas turbine burner 13 are also subjected to extremely high thermal loads. The high thermal load leads to oxidation and corrosion and can, for example, B. also result in material removal, cracks, deformation, coking or flaking. Erosion by foreign bodies carried in the exhaust gas is also possible. The
Ringbrennkammer 5 muß daher regelmäßig auf solche Verschleißerscheinungen hin überprüft werden. Dazu wird eine ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung 21 in die Ringbrennkammer 5 eingebracht. Die Inspektionsvorrichtung 21 weist ein Tragge- stell 24 auf. Das Traggestell 24 ist durch einen unteren Rahmen 23 und einen oberen Rahmen 25 gebildet. Sowohl am unteren Rahmen 23 als auch am oberen Rahmen 25 sind jeweils vier Räder 29 montiert. An einer Stirnseite der Inspektionsvorrichtung 21 ist eine Translationsschiene 31 montiert. Auf dieser ist translatorisch von einem brennerseitigen zu einem turbinenseitigen Ende der Ringbrennkammer beweglich eine Videokamera 33 zusammen mit einer Beleuchtungseinrichtung 35 montiert. Die Videokamera 33 und die Beleuchtungseinrichtung 35 sind in einer Gelenkgabel 37 schwenkbar gehaltert. Die Gelenkgabel 37 ist auf einem Schaft 39 drehbar gehaltert. Die Kombination der translatorischen Bewegung auf der Translationsschiene 31 mit der Rotationsbewegung des Schaftes 39 und der Schwenkbewegung m der Gelenkgabel 37 ermöglicht eine vollständige Inspektion der Innenwände 9, 11 αes Mundungsbe- reiches des Gasturbinenbrenners 13 und der ersten Leit- schaufelreihe 15. Eine am Schaft 39 angeordnete Steuer- und Versorgungseinrichtung 41 dient dem Antrieb der Bewegung für die Videokamera 33 und der elektrischen Versorgung der Videokamera 33 bzw. des Beleuchtungssystems 35. Weiterhin kann in der Steuer- und Versorgungseinheit 41 eine Vorver- starkung des Videosignals erfolgen. Das Videosignal wird über eine Leitung 43 aus der Ringbrennkammer 5 hinausgeleitet.Annular combustion chamber 5 must therefore be checked regularly for such signs of wear. For this purpose, a remote-controlled inspection device 21 is introduced into the annular combustion chamber 5. The inspection device 21 has a support frame 24. The support frame 24 is formed by a lower frame 23 and an upper frame 25. Four wheels 29 are mounted on both the lower frame 23 and the upper frame 25. A translation rail 31 is mounted on an end face of the inspection device 21. A video camera 33, together with an illumination device 35, is mounted on the torch-side end of the annular combustion chamber so that it can be moved in translation. The video camera 33 and the lighting device 35 are pivotally mounted in an articulated fork 37. The articulated fork 37 is rotatably supported on a shaft 39. The combination of the translational movement on the translation rail 31 with the rotational movement of the shaft 39 and the pivoting movement m of the articulated fork 37 enables a complete inspection of the inner walls 9, 11 of the mouth area of the gas turbine burner 13 and of the first row of guide vanes 15. A control and supply device 41 arranged on the shaft 39 serves to drive the movement for the video camera 33 and the electrical supply of the video camera 33 or the lighting system 35. Furthermore, the video signal can be pre-amplified in the control and supply unit 41. The video signal is routed out of the ring combustion chamber 5 via a line 43.
Über die Leitung 43 erfolgt auch die Stromversorgung für die Steuer- und Versorgungseinrichtung 41.The power supply for the control and supply device 41 also takes place via the line 43.
Durch die ferngesteuerte Inspektionseinrichtung 21 kann eine vollständige Inspektion der Ringbrennkammer 5 ohne ein aufwendiges Abdecken oder Aufdecken der Ringbrennkammer 5 erfolgen. Dies hat eine erhebliche Verkürzung einer Revisionszeit zur Folge. Weiterhin wird durch die Videoerfassung des Brennkammerzustandes eine speicherbare und ortsunabhangig nachvollsziehbare Dokumentation ermöglicht. Fachkundiges Personal kann somit unabhängig vom Standort der Gasturbine 1 den Zustand der Ringbrennkammer 5 beurteilen. Weiterhin ist durch ein Vergleich mit alteren Inspektionen ein Fortschreiten eines Verschleißes und eine Quantifizierung der Verschleißfort- Schrittsgeschwindigkeit möglich. Die ferngesteuerte Inspektionseinrichtung 21 stellt somit gewissermaßen eine räumliche und zeitliche Kartographierung des Ringbrennkammerzustandes bereit. Es ergeben sich somit gegenüber einer bisher üblichen Inspektion durch direkte Inaugenscheinnahme völlig neue Möglichkeiten der Quantifizierung des thermisch induzierten Verschleißes in der Ringbrennkammer 5.The remote-controlled inspection device 21 enables a complete inspection of the annular combustion chamber 5 without complex covering or uncovering of the annular combustion chamber 5. This results in a considerable reduction in the revision time. Furthermore, the video recording of the combustion chamber status enables documentation that can be stored and is traceable regardless of location. Expert personnel can thus assess the condition of the annular combustion chamber 5 regardless of the location of the gas turbine 1. Furthermore, by comparing with older inspections, progress of wear and a quantification of the wear progress rate is possible. The remote-controlled inspection device 21 thus provides a spatial and temporal mapping of the state of the annular combustion chamber. Compared to a previously customary inspection by direct inspection, completely new possibilities for quantifying the thermally induced wear in the annular combustion chamber 5 thus result.
FIG 2 zeigt eine Inspektionsvorrichtung 21 m einer Aufsicht. Die Inspektionsvorrichtung 21 weist eine Elektromotor 45 auf. der Elektromotor 45 treibt über eine Welle 47 zwei der Rader 29 an. Eine Stromversorgung des Elektromotors 45 erfolgt über eine Versorgungsleitung 49. Die Übertragung von Videobildern erfolgt über die Leitung 43, wie m FIG 1, wobei die Leitung 43 mit einer Auswerteeinrichtung 51 verounden ist. Die Aus- werteeinrichtung 51 weist einen Monitor 53 auf, auf dem die Videobilder unmittelbar darstellbar sind. Die Auswerteein- richtung 51 weist zudem e ne Speichereinheit 55 auf, über die die Videobilder abspeicherbar sind. Weiterhin sind durch die Speichereinrichtung 55 Videobilder früherer Inspektionen abrufbar. Dabei kann eine ortssynchronisierte parallele Darstellung der aktuellen Inspektionsbilder mit früheren Inspek- tionsbildern erfolgen, so daß unmittelbar eine Veränderung im Verschleißzustand sichtbar wird. Eine Stromversorgungseinrichtung 57 dient der Stromversorgung für den Elektromotor 45.2 shows an inspection device 21 m from a top view. The inspection device 21 has an electric motor 45. the electric motor 45 drives two of the wheels 29 via a shaft 47. The electric motor 45 is supplied with power via a supply line 49. The transmission of video images takes place via line 43, as in FIG. 1, line 43 being connected to an evaluation device 51. The evaluation device 51 has a monitor 53 on which the video images can be displayed directly. The evaluation device 51 also has a memory unit 55, via which the video images can be stored. Furthermore, video images of earlier inspections can be called up by the storage device 55. A location-synchronized, parallel display of the current inspection images with earlier inspection images can take place, so that a change in the state of wear is immediately visible. A power supply device 57 is used to supply power to the electric motor 45.
FIG 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der ferngesteuerten Inspektionseinrichtung 21. Über eine teleskopartig ausfahrbare Schiene 61 wird die Videokamera 33 und das Beleuchtungssystem 35 in die Ringbrennkammer 5 eingeführt. Als Zugang dient dabei ein Mannloch 63. Die Schiene 61 ist C-formig und kann den halben Umfang der Ringbrennkammer 5 umfahren. Das3 shows a further embodiment of the remote-controlled inspection device 21. The video camera 33 and the lighting system 35 are introduced into the annular combustion chamber 5 via a telescopically extendable rail 61. A manhole 63 serves as access. The rail 61 is C-shaped and can drive around half the circumference of the annular combustion chamber 5. The
Traggestell 24 für die Videokamera 33 das Beleuchtungssystem 35 wird entweder mittels der Schiene 61 durch die Ringbrennkammer 5 bewegt oder das Traggestell 24 ist auf der Schiene 61 fahrbar gelagert.Support frame 24 for the video camera 33, the lighting system 35 is either moved by means of the rail 61 through the annular combustion chamber 5 or the support frame 24 is mounted on the rail 61 in a mobile manner.
In FIG 4 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Inspektionsvorrichtung 21 gezeigt. Das Traggestell 24 für die Videokamera 33 und das Beleuchtungssystem 35 wird dabei von einem Gelenkarm 71 durch die Ringbrennkammer bewegt. 4 shows a further embodiment of the inspection device 21. The support frame 24 for the video camera 33 and the lighting system 35 is moved by an articulated arm 71 through the annular combustion chamber.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ferngesteuerte Inspektionsvorrichtung (21) für eine Ringbrennkammer (5) einer Gasturbine (1), mit einem fernlenkbaren Antriebsmechanismus (29, 45, 61, 71), einer beweglichen Videokamera (33), einer Beleuchtungseinrichtung (35) , einem Traggestell (24) für die Videokamera (33), den Antriebsmechanismus (29, 45, 61, 71) und die Beleuchtungsem- richtung (35) und mit Mitteln zum Übertragen von Videobildern der Videokamera (33) zu einer Auswerteeinrichtung (51).1. Remote-controlled inspection device (21) for an annular combustion chamber (5) of a gas turbine (1), with a remotely steerable drive mechanism (29, 45, 61, 71), a movable video camera (33), a lighting device (35), a support frame (24 ) for the video camera (33), the drive mechanism (29, 45, 61, 71) and the lighting device (35) and with means for transmitting video images of the video camera (33) to an evaluation device (51).
2. Inspektionsvorrichtung (21) nach Anspruch (1), bei der der Antriebsmechanismus (29, 45, 61, 71) einen Elektromotor (45) und Rader (29) aufweist, von welchen Radern (29) mindestens eines durch den Elektromotor (45) antreibbar2. Inspection device (21) according to claim (1), wherein the drive mechanism (29, 45, 61, 71) has an electric motor (45) and wheels (29), of which wheels (29) at least one by the electric motor (45 ) drivable
3. Inspektionsvorrichtung (21) nach Anspruch (1) oder 2, bei der der Antriebsmechanismus (29, 45, 61, 71) eine, insbesondere C-formige, Schiene (61) aufweist, mit der das Traggestell (24) fahrbar ist.3. Inspection device (21) according to claim (1) or 2, in which the drive mechanism (29, 45, 61, 71) has a, in particular C-shaped, rail (61) with which the supporting frame (24) can be moved.
4. Inspektionsvorπchtung (21) nach Anspruch (1), bei der der Antriebsmechanismus (29, 45, 61, 71) einen Gelenkarm (71) aufweist, auf dem das Traggestell (24) montiert ist.4. Inspektionvorπchtung (21) according to claim (1), wherein the drive mechanism (29, 45, 61, 71) has an articulated arm (71) on which the support frame (24) is mounted.
5. Verfahren zur Inspektion einer Ringbrennkammer (5) einer Gasturbine (1), bei dem eine Videokamera (33) ferngelenkt m die Ringbrennkammer (5) eingeführt und so geschwenkt wird, daß durch die Videokamera (33) Videobilder von Bereichen der Innenwände (9, 11) der Ringbrennkammer (5) aufgenommen werden, welche Videobilder an eine außerhalb der Ringbrennkammer (5) positionierte Auswerteeinrichtung (51) übermittelt werden. 5. A method for inspecting an annular combustion chamber (5) of a gas turbine (1), in which a video camera (33) is remotely steered m the annular combustion chamber (5) is inserted and pivoted such that video images of areas of the inner walls (9 , 11) of the ring combustion chamber (5) are recorded, which video images an evaluation device (51) positioned outside the annular combustion chamber (5) can be transmitted.
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