EP1389714A1 - Gasturbinenbrennkammer - Google Patents

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Publication number
EP1389714A1
EP1389714A1 EP02018489A EP02018489A EP1389714A1 EP 1389714 A1 EP1389714 A1 EP 1389714A1 EP 02018489 A EP02018489 A EP 02018489A EP 02018489 A EP02018489 A EP 02018489A EP 1389714 A1 EP1389714 A1 EP 1389714A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
manhole
manhole cover
gas turbine
wall
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Withdrawn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
EP02018489A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Tiemann
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
Priority to EP02018489A priority Critical patent/EP1389714A1/de
Priority to PCT/EP2003/008548 priority patent/WO2004023042A1/de
Priority to JP2004533306A priority patent/JP4167224B2/ja
Priority to US10/524,523 priority patent/US20060037321A1/en
Priority to CNB038188929A priority patent/CN1318805C/zh
Priority to DE50309588T priority patent/DE50309588D1/de
Priority to EP03753347A priority patent/EP1529181B1/de
Publication of EP1389714A1 publication Critical patent/EP1389714A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F23M7/00—Doors
    • F23M7/04—Cooling doors or door frames
    • 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
    • F23R3/005—Combined with pressure or heat exchangers

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine combustion chamber with a manhole that can be closed by a manhole cover as access to a combustion chamber interior.
  • Gas turbines are used to drive generators in many areas or used by work machines.
  • the fuel will To do this, burned in a combustion chamber, using an air compressor compressed air is supplied. That in the combustion chamber generated by the combustion of the fuel, under high Pressure and high temperature working medium is via a turbine unit downstream of the combustion chamber managed where it relaxes while working.
  • An increase in efficiency can basically be used for thermodynamic reasons by increasing the outlet temperature, with which the working medium from the combustion chamber and into the Turbine unit flows. Therefore temperatures of around Desired 1200 ° C to 1300 ° C for such gas turbines and also achieved.
  • the combustion chamber should, for example for inspection purposes, be accessible from the inside.
  • a gas turbine with a combustion chamber at least has a section that has a manhole access is testable.
  • DE 198 09 568 A1 describes a gas turbine known with an annular combustion chamber, one access (Manhole) is provided in the flame chamber through which one Person can get into the flame space.
  • Manhole is provided in the flame chamber through which one Person can get into the flame space.
  • gas turbines with high combustion temperatures from 1,200 ° C to 1,300 ° C
  • to a manhole in the combustion chamber waived, since this is the thermal prevailing there would not withstand loads or at least that could not ensure the tightness of the combustion chamber.
  • the invention has for its object a gas turbine combustion chamber specify that for a gas turbine with particular high combustion temperature is suitable and a simple one Allows entry of one person.
  • this object is achieved by a gas turbine combustion chamber with the features of claim 1 the gas turbine combustor assigns a manhole as an access a combustion chamber interior, which with a manhole cover is closable, this an internal cooling space having.
  • the interior cold room i.e. the cold room inside the Manhole cover, allows targeted cooling of the Manhole cover closing the combustion chamber interior.
  • the Manhole cover is therefore also under high thermal loads usable in the interior of the combustion chamber, without becoming inadmissible Deform extent. A tight seal of the Combustion chamber interior through the manhole cover is in all Operating conditions guaranteed.
  • this is also preferred Combustion chamber wall at least in a thermally special one highly loaded area of the gas turbine combustion chamber, can be cooled internally.
  • the combustion chamber wall has a so-called Wall cold room on.
  • the internal cooling space is preferably of the manhole cover fluidically, for example by means of connecting lines, with the wall cooling room of the Combustion chamber wall connectable. So that are simple on the various components that make up the combustion chamber interior include, especially the manhole cover and this surrounding combustion chamber wall, at least similar thermal Conditions can be created.
  • a fluidic connection between the interior cold room of the manhole cover and the wall cooling chamber of the combustion chamber wall according to a preferred embodiment particularly simple way directly by inserting the manhole cover producible in the manhole. So that is special achievable that the wall cooling chamber of the combustion chamber wall without reducing the cross-section in the inner cooling space of the manhole cover transforms.
  • the entire wall forms the Gas turbine combustor including manhole cover one homogeneous cold room.
  • the manhole cover is or at least one cover part of the manhole cover, for example an inner cover that covers the interior cold room of the manhole cover to the combustion chamber interior, through a fastener to the combustion chamber interior supported out, this fastener at the same time an interior trim element adjacent to the manhole cover stops at the combustion chamber wall.
  • the fastener is a minimization of Number of fasteners in the combustion chamber allows.
  • the fastening element is preferably at least in cross section essentially U-shaped, a first U-leg supports the cover part of the manhole cover and a second U-leg to the interior trim element the combustion chamber wall holds.
  • the entire fastener preferably has the shape of a rail. Through training of the fastener as a U-rail has this both adequate stability and elasticity.
  • the fastening element is preferably such on the combustion chamber wall held that a section, in particular a U-leg, of the fastener protrudes into the manhole and there the inner cover of the manhole cover for Supports combustion chamber interior, and - without loosening the fastener -
  • the manhole cover can be removed from the manhole is.
  • the advantage of the invention is in particular that Manhole cover due to a high thermal indoor cooling Withstands loads, with a very simple weight loss of the manhole cover including its internal cooling space is made possible by the manhole.
  • the gas turbine 1 has a compressor 2 for Combustion air, a combustion chamber or gas turbine combustion chamber 4 and a turbine 6 for driving the compressor 2 and a generator, not shown, or a work machine on.
  • the turbine 6 and the compressor 2 are on a common turbine shaft, also known as a turbine rotor 8 arranged with which the generator or Work machine is connected, and about its central axis 9th is rotatably mounted.
  • the combustion chamber 4 is provided with a number of burners 10 Combustion of a liquid or gaseous fuel. It is still on its inner wall or combustion chamber wall 23 provided with interior trim elements 25.
  • the turbine 6 has a number of with the turbine shaft 8 connected, rotatable blades 12.
  • the blades 12 are arranged in a ring shape on the turbine shaft 8 and thus form a number of rows of blades.
  • the turbine 6 comprises a number of fixed guide vanes 14, which is also ring-shaped with the formation of Guide vane rows attached to an inner housing 16 of the turbine 6 are.
  • the blades 12 are used to drive the turbine shaft 8 by transfer of momentum from the turbine 6 working medium flowing through M.
  • the guide vanes 14 serve in contrast to the flow of the working medium M between seen two in the flow direction of the working medium M. successive rows of blades or blade rings.
  • a successive pair from a wreath of guide vanes 14 or a row of guide vanes and out a ring of blades 12 or a row of blades is also referred to as the turbine stage.
  • Each guide vane 14 has a vane root 19 which is also designated Platform 18 on which to fix the respective Guide vane 14 on the inner casing 16 of the turbine 6 as a wall element is arranged.
  • the platform 18 is a thermal comparatively heavily loaded component that the outer boundary a hot gas duct for the one flowing through the turbine 6 Working medium M forms.
  • Each blade 12 is in in an analogous manner via a platform 18 Blade root 19 attached to the turbine shaft 8, the Blade root 19 each extends along a blade axis profiled airfoil 20 carries.
  • each guide ring 21 is also hot, flowing through the turbine 6 Working medium M exposed and in the radial direction from the outer end 22 of the blade opposite to it 12 spaced by a gap.
  • the one between neighboring Guide rings 21 arranged guide vane rows serve in particular as cover elements that cover the inner wall 16 or other housing installation parts before a thermal Overuse by the flowing through the turbine 6 protects hot working medium M.
  • the gas turbine 1 for a comparatively high outlet temperature of the working medium emerging from the combustion chamber 4 M designed from about 1200 ° C to 1300 ° C.
  • the combustion chamber wall 23 is internally cooled.
  • Combustion air flows in counterflow to the working medium M, i.e. the combustion gases, between the combustion chamber wall 23 and the attached to this, the combustion chamber interior 24 surrounding interior trim elements 25 by a wall cooling chamber 26 to the burners 10.
  • This Combustion chamber cooling is the desired at the same time Combustion air heated.
  • FIG. 2 shows sections of the combustion chamber wall in cross section 23 with a manhole 27 in which a manhole cover 28 is inserted.
  • the manhole cover 28 has Lid top part 29, which is comparable to the combustion chamber wall 23 is formed, as well as a lid inner lining 30. Between the upper cover part 29 and the inner cover of the cover 30, which are also referred to as individual cover parts is an internal cooling space 31 of the manhole cover 27 included.
  • Interior trim element 25 includes a wall cooling space 26.
  • the inner cooling space 31 of the manhole cover 27 is with the wall cooling chamber 26 of the combustion chamber wall 23 in such a way connected that the combustion air unhindered, vertical to the level shown, can flow.
  • the upper lid part 29 has a projection 33 on its edge with which this fits into a corresponding holding recess 34 of the combustion chamber wall 23 can be used.
  • the manhole cover 28 has a rectangular basic shape.
  • the Lid top part 29 and the combustion chamber wall 23 are in the area the connection between these two components, i.e. in the area of the projection 33 or the holding recess 34 for Increased stability to the combustion chamber interior 24 thickened educated.
  • this has a contact surface 36, on which the lid inner lining 30 with an inner lining edge 37 rests.
  • the inner trim edge 37 is adjoining an inner lining main surface 38, in one piece trained with this and bent from this.
  • a reinforced surface rests on a contact surface 39 or thickened area 40 of the combustion chamber wall 23 a trim edge 41 of the interior trim element 25 on.
  • the manhole cover 28 becomes the combustion chamber outer side 42 supported by a fastening device, not shown. Both the cover inner lining 30 and the inner lining element 25 become the combustion chamber interior 24 through a fastening element designed as a U-rail 43 supported.
  • a first U-leg 44 is on Inner trim edge 37 of the manhole cover 27 and a second U-leg 45 on the trim edge 41 of the interior trim element 31 at.
  • the U-legs 44,45 are also called Parts of the fastener 43 designated.
  • the fasteners 43 are with Screws 46, which in the reinforced area 40 of the combustion chamber wall 23 intervene, held on this.
  • the screws 46 are from the combustion chamber interior 24 into the Combustion chamber wall 23 screwed in. An additional attachment of the interior trim element 31 on the reinforced area 40 is not required. That with the screws 46 the combustion chamber wall 23 held U-shaped fastening element 43 is sufficient for both the interior trim element 25 to hold on the combustion chamber wall 23 as well Support inner cover 30 to the combustion chamber interior 24.
  • the linings, also known as liners 25, 30 are sealed by the fastening element 43. Escape of cooling air in the area of the fastener 43 is excluded. So much for the interior trim edge 37 or at the edge of the panel 41 cooling air from the wall cold room 26 or the interior cooling space 31 emerge would, this leaked cooling air would be through the U-shaped Fastener 43 prevented from entering the combustion chamber interior 24 pour in. In contrast, this can be done through the U-shaped Fastener 43 retained cooling air unhindered along the fastening element designed as a rail 43 flow to the burners 10.
  • Removing the fastener 43 or loosening the Screws 46 is for removing the manhole cover 27 from Manhole 27 not required. This is made possible by the Interlocking configuration with which the fasteners 43 the interior trim elements 25 and the lid interior trim Support 30 to the combustion chamber interior 24.
  • the Fastening element 43 bridges the manhole cover 28 closed combustion chamber 4 the space between the Inner trim edge 37 of the manhole cover 27 and the trim edge 41 of the interior trim element 31, so that the hot working medium M does not come from the combustion chamber interior 24 from the combustion chamber wall 23 or the lid upper part 29 arrives.
  • the combustion chamber 4 is thus including the manhole cover 28 fully lined.

Abstract

Eine Gasturbinenbrennkammer (4) weist ein durch einen Mannlochdeckel (28) verschließbares Mannloch (27) als Zugang zu einem Brennkammerinnenraum (24) auf. Das Mannloch (27) weist einen Innenkühlraum (31) auf und ist hierdurch thermisch besonders hoch belastbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenbrennkammer mit einem durch einen Mannlochdeckel verschließbaren Mannloch als Zugang zu einem Brennkammerinnenraum.
Gasturbinen werden in vielen Bereichen zum Antrieb von Generatoren oder von Arbeitsmaschinen eingesetzt. Dabei wird der Energieinhalt eines Brennstoffs zur Erzeugung einer Rotationsbewegung einer Turbinenwelle genutzt. Der Brennstoff wird dazu in einer Brennkammer verbrannt, wobei von einem Luftverdichter verdichtete Luft zugeführt wird. Das in der Brennkammer durch die Verbrennung des Brennstoffs erzeugte, unter hohem Druck und unter hoher Temperatur stehende Arbeitsmedium wird dabei über eine der Brennkammer nachgeschaltete Turbineneinheit geführt, wo es sich arbeitsleistend entspannt.
Bei der Auslegung derartiger Gasturbinen ist zusätzlich zur erreichbaren Leistung üblicherweise ein besonders hoher Wirkungsgrad ein Auslegungsziel. Eine Erhöhung des Wirkungsgrades lässt sich dabei aus thermodynamischen Gründen grundsätzlich durch eine Erhöhung der Austrittstemperatur erreichen, mit der das Arbeitsmedium aus der Brennkammer ab- und in die Turbineneinheit einströmt. Daher werden Temperaturen von etwa 1200 °C bis 1300 °C für derartige Gasturbinen angestrebt und auch erreicht.
Eine im Betrieb der Gasturbine diesen Temperaturen ausgesetzte Brennkammer sollte, beispielsweise zu Inspektionszwecken, von innen zugänglich sein. Aus der DE 199 24 607 A1 ist eine Gasturbine mit einer Brennkammer bekannt, die zumindest einen Teilbereich aufweist, der über einen Mannlochzugang prüfbar ist. Aus der DE 198 09 568 A1 ist eine Gasturbine mit einer Ringbrennkammer bekannt, wobei ein Zugang (Mannloch) in den Flammraum vorgesehen ist, durch den eine Person in den Flammraum gelangen kann. Häufig wird jedoch, insbesondere bei Gasturbinen mit hohen Verbrennungstemperaturen von 1.200°C bis 1.300°C, auf ein Mannloch in der Brennkammer verzichtet, da dieses den dort herrschenden thermischen Belastungen nicht standhalten würde oder zumindest die Dichtheit der Brennkammer nicht gewährleisten könnte. Dies gilt insbesondere für mit Brennkammerinnenverkleidungen, so genannten Linern, ausgerüstete Brennkammern. Um einen Einstieg einer Person in die Brennkammer zu ermöglichen sind daher äußerst aufwändige Demontagearbeiten erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenbrennkammer anzugeben, die für eine Gasturbine mit besonders hoher Verbrennungstemperatur geeignet ist und einen einfachen Einstieg einer Person ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gasturbinenbrennkammer mit den Merkmalen des Anspruches 1. Dabei weist die Gasturbinenbrennkammer ein Mannloch als Zugang zu einem Brennkammerinnenraum auf, welches mit einem Mannlochdeckel verschließbar ist, wobei dieser einen Innenkühlraum aufweist. Der Innenkühlraum, d.h. der Kühlraum innerhalb des Mannlochdeckels, ermöglicht eine gezielte Kühlung des den Brennkammerinnenraum abschließenden Mannlochdeckels. Der Mannlochdeckel ist daher auch unter hohen thermischen Belastungen im Brennkammerinnenraum nutzbar, ohne sich in unzulässigem Ausmaß zu verformen. Ein dichter Verschluss des Brennkammerinnenraums durch den Mannlochdeckel ist in allen Betriebszuständen gewährleistet.
Vorzugsweise ist zusätzlich zum Mannlochdeckel auch die Brennkammerwandung, zumindest in einem thermisch besonders hoch belasteten Bereich der Gasturbinenbrennkammer, innenkühlbar. Die Brennkammerwandung weist hierbei einen so genannten Wandungskühlraum auf. Vorzugsweise ist der Innenkühlraum des Mannlochdeckels strömungstechnisch, beispielsweise mittels Verbindungsleitungen, mit dem Wandungskühlraum der Brennkammerwandung verbindbar. Damit sind auf einfache Weise an den verschiedenen Bauteilen, die den Brennkammerinnenraum einschließen, insbesondere dem Mannlochdeckel sowie der diesen umgebenden Brennkammerwandung, zumindest ähnliche thermische Bedingungen herstellbar.
Eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Innenkühlraum des Mannlochdeckels und dem Wandungskühlraum der Brennkammerwandung ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung auf besonders einfache Weise direkt durch Einsetzen des Mannlochdeckels in das Mannloch herstellbar. Damit ist insbesondere erreichbar, dass der Wandungskühlraum der Brennkammerwandung ohne Querschnittsminderung in den Innenkühlraum des Mannlochdeckels übergeht. Vorzugsweise bildet die gesamte Wandung der Gasturbinenbrennkammer einschließlich Mannlochdeckel einen homogenen Kühlraum.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Mannlochdeckel oder zumindest ein Deckeleinzelteil des Mannlochdeckels, beispielsweise eine Deckelinnenverkleidung, die den Innenkühlraum des Mannlochdeckels zum Brennkammerinnenraum hin abschließt, durch ein Befestigungselement zum Brennkammerinnenraum hin abgestützt, wobei dieses Befestigungselement zugleich ein dem Mannlochdeckel benachbartes Innenverkleidungselement an der Brennkammerwandung hält. Durch diese Mehrfachfunktion des Befestigungselementes ist eine Minimierung der Anzahl an Befestigungselementen in der Brennkammer ermöglicht.
Das Befestigungselement ist im Querschnitt bevorzugt zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei ein erster U-Schenkel das Deckeleinzelteil des Mannlochdeckels abstützt und ein zweiter U-Schenkel das Innenverkleidungselement an der Brennkammerwandung hält. Das gesamte Befestigungselement weist vorzugsweise die Form einer Schiene auf. Durch die Ausbildung des Befestigungselementes als U-Schiene weist dieses sowohl eine ausreichende Stabilität als auch Elastizität auf.
Das Befestigungselement ist bevorzugt derart an der Brennkammerwandung gehalten, dass ein Teilstück, insbesondere ein U-Schenkel, des Befestigungselementes in das Mannloch ragt und dort die Deckelinnenverkleidung des Mannlochdeckels zum Brennkammerinnenraum hin abstützt, und - ohne Lösung des Befestigungselementes - der Mannlochdeckel vom Mannloch abnehmbar ist. Dies hat den Vorteil, dass sämtliche Befestigungselemente, die sowohl die Innenverkleidungselemente als auch die Deckelinnenverkleidung an der Brennkammerwandung bzw. dem Mannlochdeckel halten, nur einmalig befestigt werden müssen und ein Einstieg in die Gasturbinenbrennkammer durch das Mannloch ohne Entfernung eines dieser Befestigungselemente möglich ist.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der Mannlochdeckel aufgrund eines Innenkühlraums hohen thermischen Belastungen standhält, wobei ein sehr einfaches Abnehmen des Mannlochdeckels einschließlich dessen Innenkühlraums vom Mannloch ermöglicht ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1
einen Halbschnitt durch eine Gasturbine,
FIG 2
ausschnittsweise im Querschnitt die Gasturbinenbrennkammer der Gasturbine nach FIG 1.
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.
Die Gasturbine 1 gemäß FIG 1 weist einen Verdichter 2 für Verbrennungsluft, eine Brennkammer oder Gasturbinenbrennkammer 4 sowie eine Turbine 6 zum Antrieb des Verdichters 2 und eines nicht dargestellten Generators oder einer Arbeitsmaschine auf. Dazu sind die Turbine 6 und der Verdichter 2 auf einer gemeinsamen, auch als Turbinenläufer bezeichneten Turbinenwelle 8 angeordnet, mit der auch der Generator bzw. die Arbeitsmaschine verbunden ist, und die um ihre Mittelachse 9 drehbar gelagert ist.
Die Brennkammer 4 ist mit einer Anzahl von Brennern 10 zur Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs bestückt. Sie ist weiterhin an ihrer Innenwand oder Brennkammerwandung 23 mit Innenverkleidungselementen 25 versehen.
Die Turbine 6 weist eine Anzahl von mit der Turbinenwelle 8 verbundenen, rotierbaren Laufschaufeln 12 auf. Die Laufschaufeln 12 sind kranzförmig an der Turbinenwelle 8 angeordnet und bilden somit eine Anzahl von Laufschaufelreihen. Weiterhin umfaßt die Turbine 6 eine Anzahl von feststehenden Leitschaufeln 14, die ebenfalls kranzförmig unter der Bildung von Leitschaufelreihen an einem Innengehäuse 16 der Turbine 6 befestigt sind. Die Lauf schaufeln 12 dienen dabei zum Antrieb der Turbinenwelle 8 durch Impulsübertrag vom die Turbine 6 durchströmenden Arbeitsmedium M. Die Leitschaufeln 14 dienen hingegen zur Strömungsführung des Arbeitsmediums M zwischen jeweils zwei in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums M gesehen aufeinander folgenden Laufschaufelreihen oder Laufschaufelkränzen. Ein aufeinander folgendes Paar aus einem Kranz von Leitschaufeln 14 oder einer Leitschaufelreihe und aus einem Kranz von Laufschaufeln 12 oder einer Laufschaufelreihe wird dabei auch als Turbinenstufe bezeichnet.
Jede Leitschaufel 14 weist eine auch als Schaufelfuß 19 bezeichnete Plattform 18 auf, die zur Fixierung der jeweiligen Leitschaufel 14 am Innengehäuse 16 der Turbine 6 als Wandelement angeordnet ist. Die Plattform 18 ist dabei ein thermisch vergleichsweise stark belastetes Bauteil, das die äußere Begrenzung eines Heißgaskanals für das die Turbine 6 durchströmende Arbeitsmedium M bildet. Jede Laufschaufel 12 ist in analoger Weise über einen auch als Plattform 18 bezeichneten Schaufelfuß 19 an der Turbinenwelle 8 befestigt, wobei der Schaufelfuß 19 jeweils ein entlang einer Schaufelachse erstrecktes profiliertes Schaufelblatt 20 trägt.
Zwischen den beabstandet voneinander angeordneten Plattformen 18 der Leitschaufeln 14 zweier benachbarter Leitschaufelreihen ist jeweils ein Führungsring 21 am Innengehäuse 16 der Turbine 6 angeordnet. Die äußere Oberfläche jedes Führungsrings 21 ist dabei ebenfalls dem heißen, die Turbine 6 durchströmenden Arbeitsmedium M ausgesetzt und in radialer Richtung vom äußeren Ende 22 der ihm gegenüber liegenden Laufschaufel 12 durch einen Spalt beabstandet. Die zwischen benachbarten Leitschaufelreihen angeordneten Führungsringe 21 dienen dabei insbesondere als Abdeckelemente, die die Innenwand 16 oder andere Gehäuse-Einbauteile vor einer thermischen Überbeanspruchung durch das die Turbine 6 durchströmende heiße Arbeitsmedium M schützt.
Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Gasturbine 1 für eine vergleichsweise hohe Austrittstemperatur des aus der Brennkammer 4 austretenden Arbeitsmediums M von etwa 1200 °C bis 1300 °C ausgelegt. Um dies zu ermöglichen, ist die Brennkammerwandung 23 innengekühlt. Hierbei strömt Verbrennungluft im Gegenstrom zum Arbeitsmedium M, d.h. den Verbrennungsgasen, zwischen der Brennkammerwandung 23 und den an dieser befestigten, den Brennkammerinnenraum 24 umgebenden Innenverkleidungselementen 25 durch einen Wandungskühlraum 26 zu den Brennern 10. Durch diese Brennraumkühlung wird gleichzeitig in gewollter Weise die Verbrennungsluft erhitzt.
Die FIG 2 zeigt ausschnittsweise im Querschnitt die Brennkammerwandung 23 mit einem Mannloch 27, in welches ein Mannlochdeckel 28 eingesetzt ist. Der Mannlochdeckel 28 weist ein Deckeloberteil 29 auf, welches vergleichbar der Brennkammerwandung 23 ausgebildet ist, sowie eine Deckelinnenverkleidung 30. Zwischen dem Deckeloberteil 29 und der Deckelinnenverkleidung 30, welche jeweils auch als Deckeleinzelteile bezeichnet werden, ist ein Innenkühlraum 31 des Mannlochdeckels 27 eingeschlossen. In entsprechender Weise ist zwischen der Brennkammerwandung 23 und einem an dieser befestigten Innenverkleidungselement 25 ein Wandungskühlraum 26 eingeschlossen. Der Innenkühlraum 31 des Mannlochdeckels 27 ist mit dem Wandungskühlraum 26 der Brennkammerwandung 23 derart verbunden, dass die Verbrennungsluft ungehindert, senkrecht zur dargestellten Ebene, strömen kann.
Das Deckeloberteil 29 weist an dessen Rand einen Vorsprung 33 auf, mit dem dieses in eine korrespondierende Haltevertiefung 34 der Brennkammerwandung 23 einsetzbar ist. Der Mannlochdeckel 28 hat insgesamt eine rechteckige Grundform. Das Deckeloberteil 29 sowie die Brennkammerwandung 23 sind im Bereich der Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen, d.h. im Bereich des Vorsprungs 33 bzw. der Haltevertiefung 34 zur Erhöhung der Stabilität zum Brennkammerinnenraum 24 hin verdickt ausgebildet. Im verdickten oder verstärkten Bereich 35 des Deckeloberteils 28 weist dieses eine Anlagefläche 36 auf, auf welcher die Deckelinnenverkleidung 30 mit einem Innenverkleidungsrand 37 aufliegt. Der Innenverkleidungsrand 37 ist, anschließend an eine Innenverkleidungshauptfläche 38, einstückig mit dieser und von dieser aus abgekröpft ausgebildet. In analoger Weise liegt an einer Anlagefläche 39 eines verstärkten oder verdickten Bereiches 40 der Brennkammerwandung 23 ein Verkleidungsrand 41 des Innenverkleidungselementes 25 an.
Der Mannlochdeckel 28 wird zur Brennkammeraußenseite 42 hin durch eine nicht dargestellte Befestigungsvorrichtung abgestützt. Sowohl die Deckelinnenverkleidung 30 als auch das Innenverkleidungselement 25 werden zum Brennkammerinnenraum 24 hin durch ein als U-Schiene ausgebildetes Befestigungselement 43 abgestützt. Hierbei liegt ein erster U-Schenkel 44 am Innenverkleidungsrand 37 des Mannlochdeckels 27 und ein zweiter U-Schenkel 45 am Verkleidungsrand 41 des Innenverkleidungselementes 31 an. Die U-Schenkel 44,45 werden auch als Teilstücke des Befestigungselementes 43 bezeichnet. Zur Abstützung des Mannlochdeckels 27 zum Brennkammerinnenraum 24 hin sind damit insgesamt lediglich zwei Befestigungselemente 43 erforderlich. Die Befestigungselemente 43 sind mit Schrauben 46, welche in den verstärkten Bereich 40 der Brennkammerwandung 23 eingreifen, an dieser gehalten.
Die Schrauben 46 sind vom Brennkammerinnenraum 24 aus in die Brennkammerwandung 23 eingeschraubt. Eine zusätzliche Befestigung des Innenverkleidungselementes 31 am verstärkten Bereich 40 ist nicht erforderlich. Das mit den Schrauben 46 an der Brennkammerwandung 23 gehaltene U-förmige Befestigungselement 43 ist ausreichend, um sowohl das Innenverkleidungselement 25 an der Brennkammerwand 23 zu halten als auch die Deckelinnenverkleidung 30 zum Brennkammerinnenraum 24 hin abzustützen. Die auch als Liner bezeichneten Verkleidungen 25,30 sind durch das Befestigungselement 43 abgedichtet. Ein Entweichen von Kühlluft im Bereich des Befestigungselementes 43 ist ausgeschlossen. Soweit am Innenverkleidungsrand 37 oder am Verkleidungsrand 41 Kühlluft aus dem Wandungskühlraum 26 beziehungsweise dem Innenkühlraum 31 austreten würde, würde diese ausgetretene Kühlluft durch das U-förmige Befestigungselement 43 gehindert, in den Brennkammerinnenraum 24 einzuströmen. Dagegen kann diese durch das U-förmige Befestigungselement 43 zurückgehaltene Kühlluft ungehindert längs des als Schiene ausgebildeten Befestigungselementes 43 zu den Brennern 10 strömen.
Ein Entfernen des Befestigungselementes 43 oder ein Lösen der Schrauben 46 ist zur Entfernung des Mannlochdeckels 27 vom Mannloch 27 nicht erforderlich. Dies ist ermöglicht durch die Verhakungskonfiguration, mit der die Befestigungselemente 43 die Innenverkleidungselemente 25 sowie die Deckelinnenverkleidung 30 zum Brennkammerinnenraum 24 hin abstützen. Das Befestigungselement 43 überbrückt bei mit dem Mannlochdeckel 28 verschlossener Brennkammer 4 den Zwischenraum zwischen dem Innenverkleidungsrand 37 des Mannlochdeckels 27 und dem Verkleidungsrand 41 des Innenverkleidungselementes 31, so dass das heiße Arbeitsmedium M nicht vom Brennkammerinnenraum 24 aus an die Brennkammerwandung 23 oder das Deckeloberteil 29 gelangt. Die Brennkammer 4 ist damit einschließlich des Mannlochdeckels 28 vollständig innenverkleidet.

Claims (7)

  1. Gasturbinenbrennkammer (4) mit einem durch einen Mannlochdeckel (28) verschließbaren Mannloch (27) als Zugang zu einem Brennkammerinnenraum (24), gekennzeichnet durch einen Innenkühlraum (31) des Mannlochdeckels (28) .
  2. Gasturbinenbrennkammer (4) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wandungskühlraum (26) einer Brennkammerwandung (23).
  3. Gasturbinenbrennkammer (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkühlraum (31) des Mannlochdeckels (28) strömungstechnisch mit dem Wandungskühlraum (26) der Brennkammerwandung (23) verbindbar ist.
  4. Gasturbinenbrennkammer (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkühlraum (31) des Mannlochdeckels (28) durch Einsetzen des Mannlochdeckels (28) in das Mannloch (27) direkt mit dem Wandungskühlraum (26) der Brennkammerwandung (23) verbindbar ist.
  5. Gasturbinenbrennkammer (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein Befestigungselement (43), welches zumindest ein Deckeleinzelteil (29,30) des Mannlochdeckels (28) zum Brennkammerinnenraum (24) hin abstützt und zugleich ein dem Mannlochdeckel (28) benachbartes Innenverkleidungselement (25) an der Brennkammerwandung (23) hält.
  6. Gasturbinenbrennkammer (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (43) im Querschnitt zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei ein erster U-Schenkel (44) das Deckeleinzelteil (29,30) abstützt und ein zweiter U-Schenkel (45) das Innenverkleidungselement (25) hält.
  7. Gasturbinenbrennkammer (4) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstück (44,45) des Befestigungselementes (43) derart in das Mannloch (27) ragt, dass eine Deckelinnenverkleidung (30) des Mannlochdeckels (28) zum Brennkammerinnenraum (24) hin abgestützt ist und der Mannlochdeckel (28) vom Mannloch (27) abnehmbar ist.
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