EP1416225A1 - Emergency cooling system and plug for a thermally loaded component, as well as thermally loaded component - Google Patents

Emergency cooling system and plug for a thermally loaded component, as well as thermally loaded component Download PDF

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EP1416225A1
EP1416225A1 EP03103975A EP03103975A EP1416225A1 EP 1416225 A1 EP1416225 A1 EP 1416225A1 EP 03103975 A EP03103975 A EP 03103975A EP 03103975 A EP03103975 A EP 03103975A EP 1416225 A1 EP1416225 A1 EP 1416225A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
emergency cooling
component
stopper
wall side
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Application number
EP03103975A
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German (de)
French (fr)
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EP1416225B1 (en
Inventor
Jan Ehrhard
Maxim Konter
Shailendra Naik
Ulrich Rathmann
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General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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Publication date
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    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186—Film cooling
    • 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
    • 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
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • the present invention relates to an emergency cooling system for an in operation heat-stressed component, in particular a turbine, with the features of The preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a stopper as well as a component that is suitable for use in such an emergency cooling system suitable.
  • Components that are subject to heat can be found in gas turbines, for example.
  • gas turbines for example.
  • guide vanes, moving blades and heat shields for hot gas flows exposed These components need due to the temperatures of them surrounding hot gases are cooled.
  • One of those particular Areas are, for example, a shroud or a shroud element Shovel and a cavity that is between the ribs of the shroud element forms.
  • a shroud or a shroud element Shovel and a cavity that is between the ribs of the shroud element forms.
  • Overheating at this point leads to oxidation and one Deformation of the shroud element and thus to a larger gap between the heat shield opposite the turbine blade and the turbine blade itself.
  • the cooling of the respective, heat-stressed component is on a nominal operating point of the device equipped with it, for example one Gas turbine, designed so that the required at this nominal operating point To ensure cooling. Nevertheless, operating states can still occur which the heat load of the respective component that for the Nominal operating state exceeds the intended heat load. Out For reasons of efficiency, however, the cooling is based on that for the design point required dimension limited to a in the design point avoid energy-consuming, unnecessary cooling.
  • An air-cooled turbine blade is known that is attached to a blade tip cover band element extending perpendicular to the blade longitudinal axis having.
  • This shroud element is for cooling with at least one Passed cooling air hole, the input side with at least one through the Turbine blade extending cooling air duct is connected and the on the outlet side opens into the outer space surrounding the turbine blade.
  • the cooling air hole is a valve that is depending on the Temperature of the surrounding outdoor space opens.
  • this can Valve may be formed by a plug which is made of a material which melts when a certain temperature is reached.
  • the present invention is concerned with Problem, an improved for an emergency cooling system of the type mentioned Specify embodiment, in particular, simplified maintenance allows.
  • the present invention is based on the general idea of the component and to form the associated plug or plugs as separate bodies, so that the stopper forms an insert element which fits into the intended one Emergency cooling opening of the component can be used and in this emergency cooling opening with the Component is connectable.
  • the stopper it is basically possible Design the stopper so that - if the Component - even in the installed state of the respective component in the associated one Emergency cooling opening can be introduced and is firmly connected to the component. It is clear that the initial fitting of the component with the plug is appropriate before the component is installed.
  • the plug with the component sufficiently firm to connect that the plug is soldered into the associated emergency cooling opening or is welded in.
  • the plug in the associated emergency cooling opening is positively connected to the component.
  • the means that the stopper and the emergency cooling opening are replaced by a suitable one Shapes are coordinated so that the stopper is only used in an emergency can emerge from the emergency cooling opening if it changes its shape.
  • the stopper can be a first Have positive locking contour, while the emergency cooling opening a second Has a form-fitting contour that is complementary to the first form-fitting contour is formed, in which case the two form-fitting contours are formed or are matched to each other that the stopper is in operation with heat acted upon first wall side of the component in the emergency cooling opening is.
  • This design makes it easier to insert the plug into the associated one Emergency cooling opening when the component is already installed, for example when the Plug must be replaced after activation of the emergency cooling system.
  • the positive locking contours can be a screw cap or form a bayonet catch.
  • the plug can be one Have plug body, the material of a predetermined melting temperature has, in which the emergency cooling system is to be activated, this Plug body has a protective layer on the outside, so is designed to act as a diffusion barrier between the material of the Plug body and the material of a wall containing the emergency cooling opening serves and / or that the plug body, especially on the first Wall side and / or on the second wall side, before oxidation and / or corrosion and / or erosion protects.
  • the component is one Acting as part of a turbine can cause long-term exposure to the Component with a very high temperature cause elements of the Diffuse plug alloy into the material of the component and / or vice versa.
  • a protective layer designed as a diffusion barrier prevents or hinders such diffusion. Furthermore, straight Turbine components to an increased extent oxidation, corrosion and / or erosion be exposed. Regarding a predetermined melting temperature optimized material of the plug body can - depending on that for the plug body alloy used - these attacks, especially in the ruling high temperatures, do not withstand long, so that the Functional safety of the emergency cooling system can be at risk. By a the sensitive material of the Plug body adequately protected against oxidation, erosion or corrosion become.
  • component 1 which is exposed to heat during operation is shown, wherein the component 1 in the selected embodiments by way of example Blade of a turbine is formed.
  • component 1 can also be a any other component, in particular a turbine component, such as Example a guide vane or a heat shield that is in operation or in the is exposed to heat in the respective application.
  • a turbine component such as Example a guide vane or a heat shield that is in operation or in the is exposed to heat in the respective application.
  • the turbine blade 1 is at its blade tip 2 with a transverse to Blade tip 2, shroud element 3 extending in the circumferential direction fitted.
  • the shroud element 3 forms a wall of the component 1, the is also referred to below as 3.
  • the turbine blade 1 is in operation flow of hot gas 4, which also flows into an annular space 5, the radially between the shroud element 3 and a housing 6, moreover Gas turbine, not shown, is formed in which the turbine blade 1 is arranged opposite.
  • the shroud element 3 forms with other, not shown here, in Adjacent turbine blades 1 a continuous, mechanically stabilized shroud.
  • the shroud element 3 has at its, from the turbine blade 1 facing away from the top two in parallel Direction of movement of the blade tip 2 extending sealing ribs 7, the together with the opposite housing wall 6 of the gas turbine form cavity 9 connected to the surroundings by column 8.
  • the turbine blade 1 is partially hollow inside and of one or crossed several cooling channels 10, which a cooling fluid, in particular cooling air 11, from a blade root, not shown in FIGS. 1 and 2, into the Lead the tip of the blade 2.
  • Component 1 in this case turbine blade 1, has at least one Emergency cooling opening 12, which is in the wall 3, ie here in the shroud element 3, between the sealing ribs 7 is formed. 2, the emergency cooling opening 12 is open, whereby a partial flow 13 of the cooling fluid through the emergency cooling opening 12 from Cooling channel 10 can enter the cavity 9.
  • the component 1 has a first one at least in the area of the emergency cooling opening 12 Wall side 14, which is exposed to the cavity 9 and thus in the operation of the Gas turbine is subjected to heat, and a second wall side 15 that the Cooling channel 10 is exposed and thus in operation of the gas turbine with the Cooling fluid flow 11 is applied.
  • the emergency cooling opening 12 When the emergency cooling opening 12 is open, it flows therefore cooling fluid 13 from the second wall side 15 to the first wall side 14.
  • the emergency cooling opening 12 In an initial state, the emergency cooling opening 12 with a Plug 16 closed.
  • This stopper 16 is designed so that it at a predetermined temperature melts and thereby the emergency cooling opening 12 releases.
  • the emergency cooling opening 12 thus forms with the meltable plug 16 an emergency cooling system 17 for component 1.
  • the emergency cooling opening 12 is through the Plug 16 tightly closed, so that no cooling air 11 from the cooling channel 10 in the Cavity 9 flows and this area is therefore not separately cooled.
  • the internal Cooling through the cooling channel 10 is the normal operating state of the Gas turbine designed so that the turbine blade 1 does not overheat is expected. However, if the gas turbine is above the nominal operating point is operated, there is an increased thermal load on the Turbine blade 1. As soon as a predetermined temperature is reached, the emergency cooling system 17 is activated by the plug 16 melting and thereby 2 releases the emergency cooling opening 12.
  • the melting temperature of the Plug 16 is chosen so that the plug 16 melts when one Overheating of the turbine blade 1 or of the shroud element 3 threatens.
  • the plug 16 forms a separate part from the component 1, ie separately produced by the turbine blade 1 or separately from the shroud element 3 Body.
  • the plug 16 thus forms an insert part, which in the emergency cooling opening 12th can be used and is firmly connected to component 1 in the inserted state. This makes it possible, in particular, during maintenance, with a mounted Component 1 the plug 16 again after activation of the emergency cooling system 17 to close the emergency cooling opening 12 firmly in this.
  • the plug 16 is in the Emergency cooling opening 12 connected to component 1 by a positive fit.
  • positive locking can in principle be achieved by means of a suitable pairing complementary form-locking contours 18, 19 are produced, then a first form-locking contour 18 is formed on the plug 16, while a complementary second positive locking contour 19 in the emergency cooling opening 12 on Component 1 is formed.
  • the realization of a positive connection is especially with appropriately prepared elements (component 1 and plug 16) easy to implement and particularly feasible as part of maintenance. The effort is compared to a welded or soldered joint significantly reduced here. Nevertheless, it can be useful in addition to Positive connection 18, 19 a soldered or welded connection, for example to ensure provision.
  • An embodiment is particularly expedient in which the two Form-locking contours 18, 19 are coordinated so that the plug 16 can be inserted into the emergency cooling opening 12 from the first wall side 14.
  • This embodiment takes into account that the first wall side 14 of the component 1 is regularly more accessible than that, at least when assembled second wall side 15, which accordingly makes installation easier results.
  • the two form interlocking interlocking contours 18, 19 a Screw cap, which means that the first form-fitting contour 18 by a External thread is formed, which is attached to the plug 16 and below is also designated 18.
  • the second is accordingly Form-locking contour 19 formed by an internal thread that is complementary to External thread 18 is formed and in the emergency cooling opening 12 on component 1, that is is introduced here on the shroud element 3 and in the following also with 19 referred to as.
  • This design allows the plug 16 to be particularly simple are screwed into the associated emergency cooling opening 12. It is clear that this screw cap 18, 19 is designed so that the plug 16 with sufficient strength sits in the emergency cooling opening 12 such that the Can not unscrew plug 16 automatically during operation of component 1.
  • the positive locking contours 18, 19 form a bayonet catch, the plug 16 then being the first Has bayonet locking elements, for example pegs projecting from the side, while the emergency cooling opening 12 corresponding, complementary second Bayonet locking elements, for example suitable pin receptacles, has, so that the plug 16 is anchored in the emergency cooling opening 12 can.
  • the plug 16 is expediently designed so that it at least then melts when it coincides with the predetermined one for a predetermined period of time Temperature is loaded. This embodiment has the consequence that the plug 16 withstands briefly excessive temperatures and only with longer ones excessive temperature loads melts and the emergency cooling opening 12 releases. This interpretation means that the emergency cooling opening 12 is only then released if there is an increased likelihood of thermal overloading of the respective component 1 is present.
  • the melting temperature can be specifically selected so that it is higher on the one hand as a maximum temperature, which is in normal operation of the component 1 at each critical point is allowed, and that on the other hand it is smaller than the Melting temperature of component 1 in this critical area.
  • This targeted Matching the melting temperature of the plug 16 avoids premature Opening the emergency cooling opening 12 and can for example in an application in a gas turbine increase its efficiency.
  • the plug 16 is expediently so designed, or chosen with regard to its alloy so that it is reached when its melting temperature melts relatively quickly. With this interpretation, the Plug 16 correspondingly quickly at the predetermined critical heat load the emergency cooling opening 12 for activating the emergency cooling system 17 is free.
  • the plug 16 preferably has a plug body 20 which is connected to a Protective layer 21 is enveloped.
  • the massive plug body 20 is in terms of its Alloy matched to the predetermined melting temperature.
  • the protective layer 21 is selected so that it is in the normal Operating temperatures the plug body 20, for example, at the first Wall side 14 and in particular also on the second wall side 15 Protects oxidation, corrosion and erosion.
  • the protective layer 21 Conveniently designed as a diffusion barrier to between the material of the plug body 20 and the material of the component 1 a diffusion of Alloy components from the plug body 20 into the component 1 and / or to prevent the other way around.
  • a Ni-based alloy which, in addition to Ni, contains at least one of the following alloy components: Hf, Si, Zr, Cr, Al, Ti, Ta, Nb, B, Co.
  • Tm (1460 - 9.5 x Hf - 30 x Si - 170 x Zr - 2.75 x Cr - 9.4 x Al - 10.6 x Ti - 10.8 x Nb - 208 x B + 1 x Co) ° C
  • the individual alloy components selected for the Ni alloy are each used with their percentage by weight.
  • the percentage by weight is also referred to below as wt% or briefly as wt%.
  • Ni-Hf alloy with 30 wt% Hf has a melting temperature of about 1 175 ° C.
  • Ta has no noticeable effect on the Melting temperature Tm, however, can with regard to the Ni alloy Oxidation resistance and reduced tendency to diffusion may be advantageous.
  • the protective layer 21 with which the plug body 20 on its outside is coated can consist of a thin Pt layer for example is applied galvanically and for example 15 to 80 microns is thick. It is also possible to use a combination of a protective layer 21 Form Pt layer with an Al layer, in which Pt is galvanic, for example is applied to the plug body 20, while then on the Pt layer Al is applied using a chemical vapor coating (CVD technique). Furthermore, it is possible to make the protective layer only from an Al layer or to produce an Al alloy layer. This coating is also relatively thin and is, for example, 15 to 120 microns.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Emergency cooling system is used for a heat-resistant component (1), especially a turbine blade, having a wall (3) which is impinged on a first wall side (14) with heat and a second wall side (15) with a cooling fluid stream (11). The wall has at least one emergency cooling opening (12) which is closed using a stopper (16). The stopper is a body produced separately from the component and is inserted into the cooling opening and connected to the component. Independent claims are also included for the following: (1) Stopper for a heat-resistant component, especially a turbine; and (2) Component, especially a turbine blade, impinged with heat.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Notkühlsystem für ein im Betrieb hitzebelastetes Bauteil, insbesondere einer Turbine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Stopfen sowie ein Bauteil, die sich für eine Verwendung in einem solchen Notkühlsystem eignen.The present invention relates to an emergency cooling system for an in operation heat-stressed component, in particular a turbine, with the features of The preamble of claim 1. The invention also relates to a stopper as well as a component that is suitable for use in such an emergency cooling system suitable.

Stand der TechnikState of the art

Hitzebelastete Bauteile finden sich beispielsweise in Gasturbinen. Insbesondere sind dort Leitschaufeln, Laufschaufeln und Hitzeschilde Heißgasströmungen ausgesetzt. Diese Komponenten müssen aufgrund der Temperaturen der sie umgebenden Heißgasen gekühlt werden. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, bestimmte, der Hitzebelastung in besonderem Maße ausgesetzte Bereiche der jeweiligen Komponenten zuverlässig zu kühlen. Einer dieser bestimmten Bereiche ist beispielsweise ein Deckband bzw. ein Deckbandelement der Schaufel sowie eine Kavität, die sich zwischen Rippen des Deckbandelements bildet. Hier muss intensiv gekühlt werden, um einer Überhitzung sicher vorzubeugen. Eine Überhitzung an dieser Stelle führt zu Oxidation und zu einer Deformation des Deckbandelements und somit zu einem größeren Spalt zwischen dem der Turbinenschaufel gegenüberliegenden Wärmeschutzschild und der Turbinenschaufel selbst. Ein vergrößerter Spalt führt zu einer größeren Menge an Heißgas, das in die Kavität strömt und somit zu einer weiteren Überhitzung mit fatalen Folgen für die Gasturbine führt. Die Kühlung des jeweiligen, hitzebelasteten Bauteils, zum Beispiel eines Turbinenbauteils, ist auf einen Nennbetriebspunkt des damit ausgestatteten Geräts, zum Beispiel einer Gasturbine, ausgelegt, um so in diesem Nennbetriebspunkt die erforderliche Kühlung zu gewährleisten. Dennoch kann es zu Betriebszuständen kommen, in denen die Hitzebelastung des jeweiligen Bauteils die für den Nennbetriebszustand vorgesehene Hitzebelastung übersteigt. Aus Effizienzgründen ist jedoch die Kühlung auf das für den Auslegungspunkt erforderliche Maß beschränkt, um im Auslegungspunkt eine energieverbrauchende, unnötige Kühlung zu vermeiden.Components that are subject to heat can be found in gas turbines, for example. In particular there are guide vanes, moving blades and heat shields for hot gas flows exposed. These components need due to the temperatures of them surrounding hot gases are cooled. There is a particular difficulty in certain areas that are particularly exposed to heat to reliably cool the respective components. One of those particular Areas are, for example, a shroud or a shroud element Shovel and a cavity that is between the ribs of the shroud element forms. Here must be cooled intensively to ensure overheating submissions. Overheating at this point leads to oxidation and one Deformation of the shroud element and thus to a larger gap between the heat shield opposite the turbine blade and the turbine blade itself. An enlarged gap leads to a larger one Amount of hot gas that flows into the cavity and thus to another Overheating leads to fatal consequences for the gas turbine. The cooling of the respective, heat-stressed component, for example a turbine component, is on a nominal operating point of the device equipped with it, for example one Gas turbine, designed so that the required at this nominal operating point To ensure cooling. Nevertheless, operating states can still occur which the heat load of the respective component that for the Nominal operating state exceeds the intended heat load. Out For reasons of efficiency, however, the cooling is based on that for the design point required dimension limited to a in the design point avoid energy-consuming, unnecessary cooling.

Aus der am Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102 25 264.5 vom 07.06.2002 ist eine luftgekühlte Turbinenschaufel bekannt, die an einer Schaufelspitze ein sich senkrecht zur Schaufellängsachse erstreckendes Deckbandelement aufweist. Dieses Deckbandelement ist zwecks Kühlung mit wenigstens einer Kühlluftbohrung durchzogen, die eingangsseitig mit wenigstens einem durch die Turbinenschaufel verlaufenden Kühlluftkanal in Verbindung steht und die ausgangsseitig in den die Turbinenschaufel umgebenden Außenraum mündet. In der Kühlluftbohrung befindet sich ein Ventil, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur des umgebenden Außenraums öffnet. Unter anderem kann dieses Ventil durch einen Stopfen gebildet sein, der aus einem Material besteht, das schmilzt, sofern eine bestimmte Temperatur erreicht ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei normalem Betrieb der Turbinenschaufel der Stopfen die Kühlluftbohrung verschlossen hält und diese erst dann öffnet, wenn die Spitze der Turbinenschaufel zu überhitzen droht, das heißt in Situationen, in denen eine außergewöhnlich große thermische Belastung vorliegt. Auf diese Weise kann eine Überhitzung der Turbinenschaufel verhindert werden. Durch diese Bauweise wird somit ein Notkühlsystem bereitgestellt, das für den Fall, dass die Hitzebelastung des Bauteils eine vorbestimmte Grenze übersteigt, durch Aufschmelzen des Stopfens eine Notkühlöffnung freigibt, durch welche dann die Kühlluft in den überhitzten Außenraum austreten kann. Hierdurch ergibt sich zum einen eine Absenkung der Mischtemperatur in der Umgebung des zu kühlenden Bauteils, wodurch dessen thermische Belastung verringert wird. Zum anderen führt die Kühlluftausblasung zu einer Druckerhöhung in der Umgebung des zu kühlenden Bauteils, wodurch sich der das Bauteil beaufschlagende Massenstrom an Heißgas reduziert, was ebenfalls die thermische Belastung des Bauteils verringert.Not from that on the filing date of the present patent application published German patent application DE 102 25 264.5 from 07.06.2002 An air-cooled turbine blade is known that is attached to a blade tip cover band element extending perpendicular to the blade longitudinal axis having. This shroud element is for cooling with at least one Passed cooling air hole, the input side with at least one through the Turbine blade extending cooling air duct is connected and the on the outlet side opens into the outer space surrounding the turbine blade. In The cooling air hole is a valve that is depending on the Temperature of the surrounding outdoor space opens. Among other things, this can Valve may be formed by a plug which is made of a material which melts when a certain temperature is reached. This ensures that during normal operation of the turbine blade, the plug bores the cooling air keeps closed and only opens when the tip of the Turbine blade threatens to overheat, that is, in situations where one there is an extraordinarily high thermal load. That way overheating of the turbine blade can be prevented. Because of this design an emergency cooling system is thus provided which, in the event that the Heat stress of the component exceeds a predetermined limit Melting the plug releases an emergency cooling opening, through which the Cooling air can escape into the overheated outside space. This results in a reduction in the mixing temperature in the vicinity of the cooling Component, whereby its thermal load is reduced. On the other hand the cooling air blowing leads to an increase in pressure in the vicinity of the cooling component, whereby the mass flow acting on the component of hot gas, which also reduces the thermal load on the component reduced.

Aus der oben genannten DE 102 25 264.5 geht nicht hervor, wie der Stopfen in die Kühlluftbohrung eingebracht werden kann. Denkbar wäre beispielsweise, den Stopfen während der Herstellung der jeweiligen Turbinenschaufel in die Kühlluftbohrung einzugießen. Allerdings kann sich bei dieser Vorgehensweise das nachträgliche Ersetzen eines im Notfall ausgeschmolzenen Stopfens relativ aufwändig gestalten.The above-mentioned DE 102 25 264.5 does not show how the plug in the cooling air hole can be drilled. For example, the Plug into the turbine blade during manufacture Pour in cooling air hole. However, this approach may change the subsequent replacement of a plug melted out in an emergency, relatively elaborate design.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier setzt die Erfindung an. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Notkühlsystem der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine vereinfachte Wartung ermöglicht. This is where the invention comes in. The present invention is concerned with Problem, an improved for an emergency cooling system of the type mentioned Specify embodiment, in particular, simplified maintenance allows.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by the subject matter of the invention independent claims solved. Advantageous embodiments are Subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Bauteil und den oder die zugehörigen Stopfen als separate Körper auszubilden, so dass der Stopfen ein Einsatzelement bildet, das in die dafür vorgesehene Notkühlöffnung des Bauteils einsetzbar ist und in dieser Notkühlöffnung mit dem Bauteil verbindbar ist. Durch diese Bauweise ist es grundsätzlich möglich, den Stopfen so auszugestalten, dass er - bei entsprechender Zugänglichkeit des Bauteils - auch im Einbauzustand des jeweiligen Bauteils in die zugehörige Notkühlöffnung einbringbar und ausreichend fest mit dem Bauteil verbindbar ist. Es ist klar, dass die Erstausstattung des Bauteils mit dem Stopfen zweckmäßig vor dem Einbau des Bauteils erfolgen kann. Jedenfalls vereinfacht die vorgeschlagene Bauweise das Einbringen des Stopfens in die zugehörige Notkühlöffnung bei montiertem Bauteil, insbesondere dann, wenn nach einer Aktivierung des Notkühlsystems im Rahmen von Wartungsarbeiten die betroffene Notkühlöffnung bzw. die betroffenen Notkühlöffnungen wieder mit einem entsprechenden Stopfen verschlossen werden sollen.The present invention is based on the general idea of the component and to form the associated plug or plugs as separate bodies, so that the stopper forms an insert element which fits into the intended one Emergency cooling opening of the component can be used and in this emergency cooling opening with the Component is connectable. With this design, it is basically possible Design the stopper so that - if the Component - even in the installed state of the respective component in the associated one Emergency cooling opening can be introduced and is firmly connected to the component. It is clear that the initial fitting of the component with the plug is appropriate before the component is installed. Anyway, that simplifies proposed construction the insertion of the plug in the associated Emergency cooling opening when the component is installed, especially if after a Activation of the emergency cooling system as part of maintenance work the affected Emergency cooling opening or the affected emergency cooling openings again with a appropriate plugs are to be closed.

In Abhängigkeit der für den Stopfen verwendeten Legierung kann es grundsätzlich möglich sein, den Stopfen dadurch mit dem Bauteil hinreichend fest zu verbinden, dass der Stopfen in die zugehörige Notkühlöffnung eingelötet oder eingeschweißt wird.Depending on the alloy used for the stopper, it can be possible in principle, the plug with the component sufficiently firm to connect that the plug is soldered into the associated emergency cooling opening or is welded in.

Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei welcher der Stopfen in der zugehörigen Notkühlöffnung formschlüssig mit dem Bauteil verbunden ist. Das bedeutet, dass der Stopfen und die Notkühlöffnung durch eine geeignete Formgebung so aufeinander abgestimmt sind, dass der Stopfen nur im Notfall aus der Notkühlöffnung austreten kann, wenn er seine Form verändert.However, an embodiment is preferred in which the plug in the associated emergency cooling opening is positively connected to the component. The means that the stopper and the emergency cooling opening are replaced by a suitable one Shapes are coordinated so that the stopper is only used in an emergency can emerge from the emergency cooling opening if it changes its shape.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Stopfen eine erste Formschlusskontur aufweisen, während die Notkühlöffnung eine zweite Formschlusskontur besitzt, die komplementär zur ersten Formschlusskontur ausgebildet ist, wobei dann die beiden Formschlusskonturen so ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt sind, dass der Stopfen an der im Betrieb mit Hitze beaufschlagten ersten Wandseite des Bauteils in die Notkühlöffnung einsetzbar ist. Diese Bauweise erleichtert das Einbringen des Stopfens in die zugehörige Notkühlöffnung bei bereits montiertem Bauteil, beispielsweise dann, wenn der Stopfen nach einer Aktivierung des Notkühlsystems ersetzt werden muss. Beispielhaft können die Formschlusskonturen einen Schraubverschluss oder einen Bajonettverschluss ausbilden.According to an advantageous development, the stopper can be a first Have positive locking contour, while the emergency cooling opening a second Has a form-fitting contour that is complementary to the first form-fitting contour is formed, in which case the two form-fitting contours are formed or are matched to each other that the stopper is in operation with heat acted upon first wall side of the component in the emergency cooling opening is. This design makes it easier to insert the plug into the associated one Emergency cooling opening when the component is already installed, for example when the Plug must be replaced after activation of the emergency cooling system. For example, the positive locking contours can be a screw cap or form a bayonet catch.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Stopfen einen Stopfenkörper aufweisen, dessen Material eine vorbestimmte Schmelztemperatur besitzt, bei welcher das Notkühlsystem aktiviert werden soll, wobei dieser Stopfenkörper an seiner Außenseite eine Schutzschicht aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie als Diffusionssperre zwischen dem Material des Stopfenkörpers und dem Material einer die Notkühlöffnung enthaltenden Wand dient und/oder dass sie den Stopfenkörper, insbesondere an der ersten Wandseite und/oder an der zweiten Wandseite, vor Oxidation und/oder Korrosion und/oder Erosion schützt. Insbesondere wenn es sich bei dem Bauteil um einen Bestandteil einer Turbine handelt, kann eine Langzeit-Beaufschlagung des Bauteils mit einer sehr hohen Temperatur dazu führen, dass Elemente der Stopfenlegierung in das Material des Bauteils diffundieren und/oder umgekehrt. Hierbei kann es zu einer Verschiebung des Schmelzpunkts des Stopfens kommen, so dass der Stopfen die Notkühlöffnung entweder zu früh oder zu spät öffnet. Eine als Diffusionssperre ausgebildete Schutzschicht verhindert oder behindert eine derartige Diffusion. Des Weiteren können gerade Turbinenbestandteile in verstärktem Maße Oxidation, Korrosion und/oder Erosion ausgesetzt sein. Das hinsichtlich einer vorbestimmten Schmelztemperatur optimierte Material des Stopfenkörpers kann -je nach der für den Stopfenkörper verwendeten Legierung - diesen Angriffen, insbesondere bei den herrschenden hohen Temperaturen, nicht lange standhalten, so dass auch hierdurch die Funktionssicherheit des Notkühlsystems gefährdet sein kann. Durch eine entsprechend gestaltete Schutzschicht kann das empfindliche Material des Stopfenkörpers hinreichend vor Oxidation, Erosion bzw. Korrosion geschützt werden.According to a particularly advantageous embodiment, the plug can be one Have plug body, the material of a predetermined melting temperature has, in which the emergency cooling system is to be activated, this Plug body has a protective layer on the outside, so is designed to act as a diffusion barrier between the material of the Plug body and the material of a wall containing the emergency cooling opening serves and / or that the plug body, especially on the first Wall side and / or on the second wall side, before oxidation and / or corrosion and / or erosion protects. Especially if the component is one Acting as part of a turbine can cause long-term exposure to the Component with a very high temperature cause elements of the Diffuse plug alloy into the material of the component and / or vice versa. This can lead to a shift in the melting point of the stopper come, so that the stopper of the emergency cooling opening is either too early or too late opens. A protective layer designed as a diffusion barrier prevents or hinders such diffusion. Furthermore, straight Turbine components to an increased extent oxidation, corrosion and / or erosion be exposed. Regarding a predetermined melting temperature optimized material of the plug body can - depending on that for the plug body alloy used - these attacks, especially in the ruling high temperatures, do not withstand long, so that the Functional safety of the emergency cooling system can be at risk. By a the sensitive material of the Plug body adequately protected against oxidation, erosion or corrosion become.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the present invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated Description of the figures using the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1
eine Schnittansicht durch ein Bauteil, das mit einem Notkühlsystem nach der Erfindung ausgestattet ist bei verschlossener Notkühlöffnung,
Fig. 2
eine Ansicht wie in Fig. 1, jedoch bei geöffneter Notkühlöffnung.
Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description with reference to the drawings, the same reference numerals referring to identical or similar or functionally identical components. Each shows schematically
Fig. 1
2 shows a sectional view through a component which is equipped with an emergency cooling system according to the invention when the emergency cooling opening is closed,
Fig. 2
a view as in Fig. 1, but with the emergency cooling opening open.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

In den Fig. 1 und 2 ist ein im Betrieb hitzebelastetes Bauteil 1 dargestellt, wobei das Bauteil 1 in den gewählten Ausführungsformen exemplarisch durch eine Laufschaufel einer Turbine gebildet ist. Grundsätzlich kann das Bauteil 1 auch ein beliebiges anderes Bauteil sein, insbesondere ein Turbinenbauteil, wie zum Beispiel eine Leitschaufel oder ein Hitzeschild, das im Betrieb bzw. in der jeweiligen Anwendung einer Hitzebelastung ausgesetzt ist. Im Folgenden wird die Erfindung daher ohne Beschränkung der Allgemeinheit beispielhaft anhand der Turbinenschaufel 1 erläutert.1 and 2, a component 1 which is exposed to heat during operation is shown, wherein the component 1 in the selected embodiments by way of example Blade of a turbine is formed. In principle, component 1 can also be a any other component, in particular a turbine component, such as Example a guide vane or a heat shield that is in operation or in the is exposed to heat in the respective application. Below is the Invention without limitation of generality, for example, using the Turbine blade 1 explained.

Die Turbinenschaufel 1 ist an ihrer Schaufelspitze 2 mit einem sich quer zur Schaufelspitze 2, in Umfangsrichtung erstreckenden Deckbandelement 3 ausgestattet. Das Deckbandelement 3 bildet dabei eine Wand des Bauteils 1, die im folgenden auch mit 3 bezeichnet wird. Die Turbinenschaufel 1 wird im Betrieb von Heißgas 4 angeströmt, das dabei auch in einen Ringraum 5 einströmt, der radial zwischen dem Deckbandelement 3 und einem Gehäuse 6 einer im Übrigen nicht dargestellten Gasturbine ausgebildet ist, in dem die Turbinenschaufel 1 gegenüberliegend angeordnet ist.The turbine blade 1 is at its blade tip 2 with a transverse to Blade tip 2, shroud element 3 extending in the circumferential direction fitted. The shroud element 3 forms a wall of the component 1, the is also referred to below as 3. The turbine blade 1 is in operation flow of hot gas 4, which also flows into an annular space 5, the radially between the shroud element 3 and a housing 6, moreover Gas turbine, not shown, is formed in which the turbine blade 1 is arranged opposite.

Das Deckbandelement 3 bildet mit anderen, hier nicht dargestellten, in Umfangsrichtung benachbarten Turbinenschaufeln 1 ein durchgehendes, mechanisch stabilisiertes Deckband. Das Deckbandelement 3 hat an seiner, von der Turbinenschaufel 1 abgewandten Oberseite zwei parallel in Bewegungsrichtung der Schaufelspitze 2 verlaufende Dichtrippen 7, die zusammen mit der gegenüberliegenden Gehäusewand 6 der Gasturbine eine durch Spalte 8 mit der Umgebung verbundene Kavität 9 bilden. The shroud element 3 forms with other, not shown here, in Adjacent turbine blades 1 a continuous, mechanically stabilized shroud. The shroud element 3 has at its, from the turbine blade 1 facing away from the top two in parallel Direction of movement of the blade tip 2 extending sealing ribs 7, the together with the opposite housing wall 6 of the gas turbine form cavity 9 connected to the surroundings by column 8.

Die Turbinenschaufel 1 ist in ihrem Inneren teilweise hohl und von einem oder mehreren Kühlkanälen 10 durchzogen, die ein Kühlfluid, insbesondere Kühlluft 11, von einem in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Schaufelfuß bis in die Schaufelspitze 2 leiten.The turbine blade 1 is partially hollow inside and of one or crossed several cooling channels 10, which a cooling fluid, in particular cooling air 11, from a blade root, not shown in FIGS. 1 and 2, into the Lead the tip of the blade 2.

Das Bauteil 1, also hier die Turbinenschaufel 1, besitzt wenigstens eine Notkühlöffnung 12, die in der Wand 3, also hier im Deckbandelement 3, zwischen den Dichtrippen 7 ausgebildet ist. In Fig. 2 ist die Notkühlöffnung 12 geöffnet, wodurch ein Teilstrom 13 des Kühlfluids durch die Notkühlöffnung 12 vom Kühlkanal 10 in die Kavität 9 eintreten kann.Component 1, in this case turbine blade 1, has at least one Emergency cooling opening 12, which is in the wall 3, ie here in the shroud element 3, between the sealing ribs 7 is formed. 2, the emergency cooling opening 12 is open, whereby a partial flow 13 of the cooling fluid through the emergency cooling opening 12 from Cooling channel 10 can enter the cavity 9.

Das Bauteil 1 besitzt zumindest im Bereich der Notkühlöffnung 12 eine erste Wandseite 14, die der Kavität 9 ausgesetzt ist und somit im Betrieb der Gasturbine mit Hitze beaufschlagt ist, sowie eine zweite Wandseite 15, die dem Kühlkanal 10 ausgesetzt ist und somit im Betrieb der Gasturbine mit der Kühlfluidströmung 11 beaufschlagt ist. Bei geöffneter Notkühlöffnung 12 strömt daher Kühlfluid 13 von der zweiten Wandseite 15 zur ersten Wandseite 14.The component 1 has a first one at least in the area of the emergency cooling opening 12 Wall side 14, which is exposed to the cavity 9 and thus in the operation of the Gas turbine is subjected to heat, and a second wall side 15 that the Cooling channel 10 is exposed and thus in operation of the gas turbine with the Cooling fluid flow 11 is applied. When the emergency cooling opening 12 is open, it flows therefore cooling fluid 13 from the second wall side 15 to the first wall side 14.

In einem Ausgangszustand ist gemäß Fig. 1 die Notkühlöffnung 12 mit einem Stopfen 16 verschlossen. Dieser Stopfen 16 ist dabei so ausgebildet, dass er bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt und dadurch die Notkühlöffnung 12 freigibt. Die Notkühlöffnung 12 bildet mit dem ausschmelzbaren Stopfen 16 somit ein Notkühlsystem 17 für das Bauteil 1.In an initial state, the emergency cooling opening 12 with a Plug 16 closed. This stopper 16 is designed so that it at a predetermined temperature melts and thereby the emergency cooling opening 12 releases. The emergency cooling opening 12 thus forms with the meltable plug 16 an emergency cooling system 17 for component 1.

In einem Normalbetrieb der Gasturbine ist die Notkühlöffnung 12 durch den Stopfen 16 dicht verschlossen, so dass keine Kühlluft 11 vom Kühlkanal 10 in die Kavität 9 strömt und dieser Bereich somit nicht gesondert gekühlt ist. Die interne Kühlung durch den Kühlkanal 10 ist auf diesen Normalbetriebszustand der Gasturbine ausgelegt, so dass keine Überhitzung der Turbinenschaufel 1 zu erwarten ist. Wenn jedoch die Gasturbine oberhalb des Nennbetriebspunkts betrieben wird, kommt es zu einer erhöhten thermischen Belastung der Turbinenschaufel 1. Sobald dann eine vorbestimmte Temperatur erreicht wird, wird das Notkühlsystem 17 aktiviert, indem der Stopfen 16 schmilzt und dadurch gemäß Fig. 2 die Notkühlöffnung 12 freigibt. Die Schmelztemperatur des Stopfens 16 ist dabei so gewählt, dass der Stopfen 16 schmilzt, wenn eine Überhitzung der Turbinenschaufel 1 bzw. des Deckbandelements 3 droht.In normal operation of the gas turbine, the emergency cooling opening 12 is through the Plug 16 tightly closed, so that no cooling air 11 from the cooling channel 10 in the Cavity 9 flows and this area is therefore not separately cooled. The internal Cooling through the cooling channel 10 is the normal operating state of the Gas turbine designed so that the turbine blade 1 does not overheat is expected. However, if the gas turbine is above the nominal operating point is operated, there is an increased thermal load on the Turbine blade 1. As soon as a predetermined temperature is reached, the emergency cooling system 17 is activated by the plug 16 melting and thereby 2 releases the emergency cooling opening 12. The melting temperature of the Plug 16 is chosen so that the plug 16 melts when one Overheating of the turbine blade 1 or of the shroud element 3 threatens.

Das Ausblasen von Kühlluft 13 bei geöffneter Notkühlöffnung 12 führt zu einer Erhöhung des Drucks in der Kavität 9 und trägt damit zu einer Verkleinerung des in die Kavität 9 eindringenden Massenstroms an Heißgas 4 bei. Gleichzeitig wird dadurch auch die Mischtemperatur in diesem Bereich gesenkt, wodurch sich insgesamt die thermische Belastung des Deckbandelements 3 an der dem Gehäuse 6 zugewandten Oberseite, also an der ersten Wandseite 14 des Bauteils 1 verringert.The blowing out of cooling air 13 when the emergency cooling opening 12 is open leads to a Increasing the pressure in the cavity 9 and thus contributes to a reduction in the mass flow of hot gas 4 penetrating into the cavity 9. At the same time this also lowers the mixing temperature in this area, resulting in overall, the thermal load on the shroud element 3 on the Housing 6 facing the top, that is, on the first wall side 14 of the Component 1 reduced.

Erfindungsgemäß bildet der Stopfen 16 einen separat vom Bauteil 1, also separat von der Turbinenschaufel 1 bzw. separat vom Deckbandelement 3 hergestellten Körper. Der Stopfen 16 bildet somit ein Einsatzteil, das in die Notkühlöffnung 12 einsetzbar ist und im eingesetzten Zustand fest mit dem Bauteil 1 verbunden ist. Hierdurch ist es insbesondere möglich, während einer Wartung, bei montiertem Bauteil 1 den Stopfen 16 nach einer Aktivierung des Notkühlsystems 17 wieder zum Verschließen der Notkühlöffnung 12 in diese fest einzusetzen.According to the invention, the plug 16 forms a separate part from the component 1, ie separately produced by the turbine blade 1 or separately from the shroud element 3 Body. The plug 16 thus forms an insert part, which in the emergency cooling opening 12th can be used and is firmly connected to component 1 in the inserted state. This makes it possible, in particular, during maintenance, with a mounted Component 1 the plug 16 again after activation of the emergency cooling system 17 to close the emergency cooling opening 12 firmly in this.

Dabei ist es grundsätzlich möglich, den Stopfen 16 in die Notkühlöffnung 12 einzulöten oder einzuschweißen, um den Stopfen 16 fest mit dem Bauteil 1 zu verbinden. In principle, it is possible to insert the plug 16 into the emergency cooling opening 12 solder or weld in order to firmly plug 16 with component 1 connect.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist jedoch der Stopfen 16 in der Notkühlöffnung 12 durch einen Formschluss mit dem Bauteil 1 verbunden. Ein derartiger Formschluss kann grundsätzlich durch eine geeignete Paarung komplementärer Formschlusskonturen 18, 19 hergestellt werden, wobei dann eine erste Formschlusskontur 18 am Stopfen 16 ausgebildet ist, während eine dazu komplementäre zweite Formschlusskontur 19 in der Notkühlöffnung 12 am Bauteil 1 ausgebildet ist. Die Realisierung einer formschlüssigen Verbindung ist bei entsprechend vorbereiteten Elementen (Bauteil 1 und Stopfen 16) besonders einfach realisierbar und insbesondere im Rahmen einer Wartung durchführbar. Der Aufwand ist im Vergleich zu einer Schweißverbindung oder Lötverbindung hierbei deutlich reduziert. Dennoch kann es zweckmäßig sein, zusätzlich zur Formschlussverbindung 18, 19 eine Löt- oder Schweißverbindung, zum Beispiel zur Sicherung, vorzusehen.In the embodiment shown here, however, the plug 16 is in the Emergency cooling opening 12 connected to component 1 by a positive fit. On Such positive locking can in principle be achieved by means of a suitable pairing complementary form-locking contours 18, 19 are produced, then a first form-locking contour 18 is formed on the plug 16, while a complementary second positive locking contour 19 in the emergency cooling opening 12 on Component 1 is formed. The realization of a positive connection is especially with appropriately prepared elements (component 1 and plug 16) easy to implement and particularly feasible as part of maintenance. The effort is compared to a welded or soldered joint significantly reduced here. Nevertheless, it can be useful in addition to Positive connection 18, 19 a soldered or welded connection, for example to ensure provision.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Formschlusskonturen 18, 19 so aufeinander abgestimmt sind, dass der Stopfen 16 von der ersten Wandseite 14 her in die Notkühlöffnung 12 einsetzbar ist. Diese Ausführungsform berücksichtigt, dass die erste Wandseite 14 des Bauteils 1 zumindest im montierten Zustand regelmäßig besser zugänglich ist als die zweite Wandseite 15, wodurch sich dementsprechend eine Montageerleichterung ergibt.An embodiment is particularly expedient in which the two Form-locking contours 18, 19 are coordinated so that the plug 16 can be inserted into the emergency cooling opening 12 from the first wall side 14. This embodiment takes into account that the first wall side 14 of the component 1 is regularly more accessible than that, at least when assembled second wall side 15, which accordingly makes installation easier results.

Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform bilden die beiden miteinander zusammenwirkenden Formschlusskonturen 18, 19 einen Schraubverschluss, das bedeutet, dass die erste Formschlusskontur 18 durch ein Außengewinde gebildet ist, das am Stopfen 16 angebracht ist und im Folgenden ebenfalls mit 18 bezeichnet wird. In entsprechender Weise ist dann die zweite Formschlusskontur 19 durch ein Innengewinde gebildet, das komplementär zum Außengewinde 18 ausgebildet ist und in der Notkühlöffnung 12 am Bauteil 1, also hier am Deckbandelement 3 eingebracht ist und im Folgenden ebenfalls mit 19 bezeichnet wird. Durch diese Bauweise kann der Stopfen 16 besonders einfach in die zugehörige Notkühlöffnung 12 eingeschraubt werden. Es ist klar, dass dieser Schraubverschluss 18, 19 so ausgeführt ist, dass der Stopfen 16 mit hinreichender Festigkeit in der Notkühlöffnung 12 sitzt, derart, dass sich der Stopfen 16 im Betrieb des Bauteils 1 nicht selbsttätig ausschrauben kann.In the preferred embodiment shown here, the two form interlocking interlocking contours 18, 19 a Screw cap, which means that the first form-fitting contour 18 by a External thread is formed, which is attached to the plug 16 and below is also designated 18. The second is accordingly Form-locking contour 19 formed by an internal thread that is complementary to External thread 18 is formed and in the emergency cooling opening 12 on component 1, that is is introduced here on the shroud element 3 and in the following also with 19 referred to as. This design allows the plug 16 to be particularly simple are screwed into the associated emergency cooling opening 12. It is clear that this screw cap 18, 19 is designed so that the plug 16 with sufficient strength sits in the emergency cooling opening 12 such that the Can not unscrew plug 16 automatically during operation of component 1.

Bei einer anderen Ausführungsform können die Formschlusskonturen 18, 19 einen Bajonettverschluss bilden, wobei dann der Stopfen 16 erste Bajonettverschlusselemente, zum Beispiel seitlich abstehende Zapfen, besitzt, während die Notkühlöffnung 12 entsprechende, komplementäre zweite Bajonettverschlusselemente, zum Beispiel geeignete Zapfenaufnahmen, aufweist, so dass der Stopfen 16 in der Notkühlöffnung 12 verankert werden kann.In another embodiment, the positive locking contours 18, 19 form a bayonet catch, the plug 16 then being the first Has bayonet locking elements, for example pegs projecting from the side, while the emergency cooling opening 12 corresponding, complementary second Bayonet locking elements, for example suitable pin receptacles, has, so that the plug 16 is anchored in the emergency cooling opening 12 can.

Da Betriebszustände mit einer erhöhten Hitzebelastung bei Gasturbinen nicht zwangsläufig unzulässig lange auftreten, sondern auch kurzzeitig, noch innerhalb der Belastungsgrenzen des Bauteils 1 bzw. des Deckbandabschnitts 3, auftreten können, ist der Stopfen 16 zweckmäßig so ausgestaltet, dass er zumindest dann schmilzt, wenn er für eine vorbestimmte Zeitspanne mit der vorbestimmten Temperatur belastet ist. Diese Ausführungsform hat zur Folge, dass der Stopfen 16 kurzzeitig überhöhte Temperaturen übersteht und erst bei länger anhaltenden überhöhten Temperaturbelastungen schmilzt und die Notkühlöffnung 12 freigibt. Diese Auslegung führt dazu, dass die Notkühlöffnung 12 erst dann freigegeben wird, wenn eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für eine thermische Überlastung des jeweiligen Bauteils 1 vorliegt.Because operating states with an increased heat load in gas turbines are not inevitably occur for an impermissibly long time, but also for a short time, still within the load limits of the component 1 or the cover band section 3 occur can, the plug 16 is expediently designed so that it at least then melts when it coincides with the predetermined one for a predetermined period of time Temperature is loaded. This embodiment has the consequence that the plug 16 withstands briefly excessive temperatures and only with longer ones excessive temperature loads melts and the emergency cooling opening 12 releases. This interpretation means that the emergency cooling opening 12 is only then released if there is an increased likelihood of thermal overloading of the respective component 1 is present.

Durch eine geeignete Materialauswahl für den Stopfen 16 kann dessen Schmelztemperatur gezielt so gewählt werden, dass diese einerseits größer ist als eine Maximaltemperatur, die im Normalbetrieb des Bauteils 1 an der jeweils kritischen Stelle zulässig ist, und dass sie andererseits kleiner ist als die Schmelztemperatur des Bauteils 1 in diesem kritischen Bereich. Diese gezielte Abstimmung der Schmelztemperatur des Stopfens 16 vermeidet eine frühzeitige Öffnung der Notkühlöffnung 12 und kann zum Beispiel bei einer Anwendung in einer Gasturbine deren Effizienz steigern.By a suitable choice of material for the plug 16, it can The melting temperature can be specifically selected so that it is higher on the one hand as a maximum temperature, which is in normal operation of the component 1 at each critical point is allowed, and that on the other hand it is smaller than the Melting temperature of component 1 in this critical area. This targeted Matching the melting temperature of the plug 16 avoids premature Opening the emergency cooling opening 12 and can for example in an application in a gas turbine increase its efficiency.

Um für den Fall, dass eine zusätzlich Kühlung des mit der Notkühlöffnung 12 ausgestatteten kritischen Bereichs des Bauteils 1 das Notkühlsystem 17 hinreichend schnell aktivieren zu können, wird der Stopfen 16 zweckmäßig so gestaltet, bzw. hinsichtlich seiner Legierung so gewählt, dass er bei Erreichen seiner Schmelztemperatur relativ schnell schmilzt. Bei dieser Auslegung gibt der Stopfen 16 bei der vorbestimmten kritischen Hitzebelastung entsprechend rasch die Notkühlöffnung 12 zur Aktivierung des Notkühlsystems 17 frei.In the event that additional cooling of the emergency cooling opening 12 equipped critical area of component 1, the emergency cooling system 17th To be able to activate sufficiently quickly, the plug 16 is expediently so designed, or chosen with regard to its alloy so that it is reached when its melting temperature melts relatively quickly. With this interpretation, the Plug 16 correspondingly quickly at the predetermined critical heat load the emergency cooling opening 12 for activating the emergency cooling system 17 is free.

Vorzugsweise besitzt der Stopfen 16 einen Stopfenkörper 20, der mit einer Schutzschicht 21 umhüllt ist. Der massive Stopfenkörper 20 ist hinsichtlich seiner Legierung auf die vorbestimmte Schmelztemperatur abgestimmt. Im Unterschied dazu ist die Schutzschicht 21 so gewählt, dass sie bei den normalen Betriebstemperaturen den Stopfenkörper 20 zum Beispiel an der ersten Wandseite 14 und insbesondere auch an der zweiten Wandseite 15 vor Oxidation, Korrosion und Erosion schützt. Des Weiteren ist die Schutzschicht 21 zweckmäßig auch als Diffusionssperre ausgebildet, um zwischen dem Material des Stopfenkörpers 20 und dem Material des Bauteils 1 eine Diffusion von Legierungsbestandteilen vom Stopfenkörper 20 in das Bauteil 1 und/oder umgekehrt zu verhindern.The plug 16 preferably has a plug body 20 which is connected to a Protective layer 21 is enveloped. The massive plug body 20 is in terms of its Alloy matched to the predetermined melting temperature. The difference For this purpose, the protective layer 21 is selected so that it is in the normal Operating temperatures the plug body 20, for example, at the first Wall side 14 and in particular also on the second wall side 15 Protects oxidation, corrosion and erosion. Furthermore, the protective layer 21 Conveniently designed as a diffusion barrier to between the material of the plug body 20 and the material of the component 1 a diffusion of Alloy components from the plug body 20 into the component 1 and / or to prevent the other way around.

Zur Herstellung des Stopfenkörpers 20 wird zweckmäßig eine Ni-basierte Legierung verwendet, die neben Ni wenigstens einen der folgenden Legierungsbestandteile enthält: Hf, Si, Zr, Cr, Al, Ti, Ta, Nb, B, Co. Um dem Stopfen 16 bzw. dem Stopfenkörper 20 eine vorbestimmte Schmelztemperatur Tm zu geben, kann die Ni-Legierung anhand folgender Gleichung ermittelt werden: Tm = (1460 - 9,5 x Hf - 30 x Si - 170 x Zr - 2,75 x Cr - 9,4 x Al - 10,6 x Ti - 10,8 x Nb - 208 x B+1 x Co)°C To produce the plug body 20, a Ni-based alloy is expediently used which, in addition to Ni, contains at least one of the following alloy components: Hf, Si, Zr, Cr, Al, Ti, Ta, Nb, B, Co. To give the plug body 20 a predetermined melting temperature Tm, the Ni alloy can be determined using the following equation: Tm = (1460 - 9.5 x Hf - 30 x Si - 170 x Zr - 2.75 x Cr - 9.4 x Al - 10.6 x Ti - 10.8 x Nb - 208 x B + 1 x Co) ° C

In dieser Gleichung werden die einzelnen für die Ni-Legierung ausgewählten Legierungsbestandteile jeweils mit ihrem prozentualen Gewichtsanteil eingesetzt. Der prozentuale Gewichtsanteil wird im Folgenden auch mit wt% oder kurz mit wt% bezeichnet. Beispiel: Die ausgewählte Ni-Legierung besteht zu 70 wt% aus Ni und zu 30 wt% aus Hf. Daraus ergibt sich für den Stopfen 16 bzw. für den Stopfenkörper 20 die Schmelztemperatur Tm wie folgt: Tm = (1460 - 9,5 x 30)°C = 1175°C In this equation, the individual alloy components selected for the Ni alloy are each used with their percentage by weight. The percentage by weight is also referred to below as wt% or briefly as wt%. Example: The selected Ni alloy consists of 70 wt% Ni and 30 wt% Hf. This results in the melting temperature Tm for the plug 16 and for the plug body 20 as follows: Tm = (1460 - 9.5 x 30) ° C = 1175 ° C

Das bedeutet, die Ni-Hf-Legierung mit 30 wt% Hf besitzt eine Schmelztemperatur von etwa 1 175°C.This means that the Ni-Hf alloy with 30 wt% Hf has a melting temperature of about 1 175 ° C.

Mit Hilfe der vorstehend genannten Gleichung kann somit besonders einfach die Auswirkung einer Variation der prozentualen Gewichtsanteile der einzelnen Legierungsbestandteile auf die erzielbare Schmelztemperatur Tm bestimmt werden.With the help of the above equation, the Effect of a variation in the percentages by weight of each Alloy components determined on the achievable melting temperature Tm become.

Folgende Ni-Legierungen eignen sich in besonderer Weise zur Herstellung des Stopfens 16 bzw. des Stopfenkörpers 20:

  • Eine Ni-Hf-Legierung mit Hf von 25 bis 30 wt% und dem Rest aus Ni.
  • Eine Ni-Si-Legierung mit Si von 7 bis 12 wt% und dem Rest aus Ni.
  • Eine Ni-Hf-Si-Legierung mit Hf von 20 bis 30 wt%, Si von 5 bis 12 wt% und dem Rest aus Ni.
  • Eine Ni-Hf-Si-Cr-Al-Legierung mit Hf von 10 bis 30 wt%, Si von 5 bis 12 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt% und dem Rest Ni.
  • Eine Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-Legierung mit Hf von 5 bis 20 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt%, Si von 4 bis 12 wt%, Co von 0 bis 25 wt%, Ti von 0 bis 5 wt%, Ta von 0 bis 5 wt%, Nb von 0 bis 5 wt%, Zr von 0,3 bis 3 wt% und mit dem Rest aus Ni.
  • Eine Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-B-Legierung mit Hf von 5 bis 20 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt%, Si von 4 bis 12 wt%, Co von 0 bis 25 wt%, Ti von 0 bis 5 wt%, Ta von 0 bis 5 wt%, Nb von 0 bis 5 wt%, Zr von 0,3 bis 3 wt%, B von 0 bis 2,5 wt% und dem Rest aus Ni.
    • The following Ni alloys are particularly suitable for producing the stopper 16 or the stopper body 20:
  • A Ni-Hf alloy with Hf from 25 to 30 wt% and the rest of Ni.
  • A Ni-Si alloy with Si from 7 to 12 wt% and the rest of Ni.
  • A Ni-Hf-Si alloy with Hf from 20 to 30 wt%, Si from 5 to 12 wt% and the rest of Ni.
  • A Ni-Hf-Si-Cr-Al alloy with Hf from 10 to 30 wt%, Si from 5 to 12 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt% and the rest Ni.
  • A Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr alloy with Hf from 5 to 20 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt%, Si from 4 to 12 wt%, Co from 0 to 25 wt%, Ti from 0 to 5 wt%, Ta from 0 to 5 wt%, Nb from 0 to 5 wt%, Zr from 0.3 to 3 wt% and with the rest from Ni.
  • A Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-B alloy with Hf from 5 to 20 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt%, Si from 4 to 12 wt%, Co from 0 to 25 wt%, Ti from 0 to 5 wt%, Ta from 0 to 5 wt%, Nb from 0 to 5 wt%, Zr from 0.3 to 3 wt%, B from 0 to 2.5 wt% and the rest of Ni.

    • Da B eine vergleichsweise große Diffusionsfähigkeit aufweist, ergibt sich für eine Ni-Legierung mit einem B-Legierungsbestandteil eine reduzierte Stabilität hinsichtlich des eingestellten Schmelzpunkts bei Langzeitbelastungen unter hohen Temperaturen. Dementsprechend kommt eine Ni-Legierung mit B-Legierungsbestandteilen zweckmäßig nur dann zur Anwendung, wenn der Stopfen 16 bzw. der Stopfenkörper 20 eine vergleichsweise niedrige Schmelztemperatur aufweisen soll. Since B has a comparatively large diffusion capacity, the result is one Ni alloy with a B alloy component a reduced stability with regard to the set melting point for long-term loads below high temperatures. Accordingly, there is a Ni alloy with B alloy components only useful if the Plug 16 and the plug body 20 a comparatively low Should have melting temperature.

    Die Zugabe von Ta hat keinen bemerkenswerten Einfluss auf die Schmelztemperatur Tm, kann jedoch für die Ni-Legierung im Hinblick auf Oxidationsbeständigkeit und reduzierte Diffusionsneigung vorteilhaft sein.The addition of Ta has no noticeable effect on the Melting temperature Tm, however, can with regard to the Ni alloy Oxidation resistance and reduced tendency to diffusion may be advantageous.

    Die Schutzschicht 21, mit welcher der Stopfenkörper 20 an seiner Außenseite überzogen ist, kann beispielsweise aus einer dünnen Pt-Schicht bestehen, die beispielsweise galvanisch aufgetragen wird und zum Beispiel 15 bis 80 micron dick ist. Ebenso ist es möglich, die Schutzschicht 21 aus einer Kombination einer Pt-Schicht mit einer Al-Schicht auszubilden, bei der beispielsweise Pt galvanisch auf den Stopfenkörper 20 aufgetragen wird, während dann auf die Pt-Schicht Al mittels einer chemischen Dampfbeschichtung (CVD-Technik) aufgetragen wird. Des Weiteren ist es möglich, die Schutzschicht nur aus einer Al-Schicht oder aus einer Al-Legierung-Schicht herzustellen. Auch diese Beschichtung ist relativ dünn und beträgt beispielsweise 15 bis 120 micron. The protective layer 21 with which the plug body 20 on its outside is coated, for example, can consist of a thin Pt layer for example is applied galvanically and for example 15 to 80 microns is thick. It is also possible to use a combination of a protective layer 21 Form Pt layer with an Al layer, in which Pt is galvanic, for example is applied to the plug body 20, while then on the Pt layer Al is applied using a chemical vapor coating (CVD technique). Furthermore, it is possible to make the protective layer only from an Al layer or to produce an Al alloy layer. This coating is also relatively thin and is, for example, 15 to 120 microns.

    BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

    11
    Bauteil/TurbinenschaufelComponent / turbine blade
    22
    Schaufelspitzeblade tip
    33
    Wand/DeckbandelementWall / shroud element
    44
    HeißgasströmungHot gas flow
    55
    Ringraumannulus
    66
    Gehäusecasing
    77
    Dichtrippesealing rib
    88th
    Spaltgap
    99
    Kavitätcavity
    1010
    Kühlkanalcooling channel
    1111
    KühlfluidströmungCooling fluid flow
    1212
    Notkühlöffnungemergency cooling opening
    1313
    KühlfluidteilströmungCooling fluid partial flow
    1414
    erste Wandseitefirst wall side
    1515
    zweite Wandseitesecond wall side
    1616
    StopfenPlug
    1717
    Notkühlsystememergency cooling system
    1818
    erste Formschlusskontur/Außengewinde von 16first positive locking contour / external thread of 16
    1919
    zweite Formschlusskontur/Innengewinde von 12second positive locking contour / internal thread of 12
    2020
    Stopfenkörperplug body
    2121
    Schutzschichtprotective layer

    Claims (16)

    Notkühlsystem für ein im Betrieb hitzebelastetes Bauteil (1), insbesondere einer Turbine, wobei das Bauteil (1) eine Wand (3) aufweist, die im Betrieb an einer ersten Wandseite (14) mit Hitze und an einer zweiten Wandseite (15) mit einer Kühlfluidströmung (11) beaufschlagt ist, wobei die Wand (3) wenigstens eine mit einem Stopfen (16) verschlossene Notkühlöffnung (12) aufweist, durch die bei fehlendem Stopfen (16) Kühlfluid (13) von der zweiten Wandseite (15) zur ersten Wandseite (14) strömt, wobei der Stopfen (16) so ausgebildet ist, dass er bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) ein separat vom Bauteil (1) hergestellter Körper ist, dass der Stopfen (16) in die Notkühlöffnung (12) eingesetzt und darin mit dem Bauteil (1) verbunden ist. Emergency cooling system for a component (1) which is subject to heat during operation, in particular a turbine, The component (1) has a wall (3) which is exposed to heat on a first wall side (14) during operation and a cooling fluid flow (11) on a second wall side (15), wherein the wall (3) has at least one emergency cooling opening (12) closed with a plug (16), through which cooling fluid (13) flows from the second wall side (15) to the first wall side (14) in the absence of a plug (16), the plug (16) being designed to melt at a predetermined temperature, characterized, that the stopper (16) is a body manufactured separately from the component (1), that the plug (16) is inserted into the emergency cooling opening (12) and connected to the component (1) therein. Notkühlsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) in die zugehörige Notkühlöffnung (12) eingelötet oder eingeschweißt ist.    Emergency cooling system according to claim 1,
    characterized in that the stopper (16) is soldered or welded into the associated emergency cooling opening (12).         Notkühlsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) in der zugehörigen Notkühlöffnung (12) formschlüssig mit dem Bauteil (1) verbunden ist.    Emergency cooling system according to claim 1 or 2,
    characterized in that the stopper (16) is positively connected to the component (1) in the associated emergency cooling opening (12).         Notkühlsystem nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) eine erste Formschlusskontur (18) aufweist, dass die Notkühlöffnung (12) eine zweite Formschlusskontur (19) aufweist, die komplementär zur ersten Formschlusskontur (18) ausgebildet ist, dass erste Formschlusskontur (18) und zweite Formschlusskontur (19) so ausgebildet sind, dass der Stopfen (16) an der im Betrieb mit Hitze beaufschlagten ersten Wandseite (14) in die Notkühlöffnung (12) einsetzbar ist.     Emergency cooling system according to claim 3,
    characterized, that the plug (16) has a first form-fitting contour (18), that the emergency cooling opening (12) has a second form-fitting contour (19) which is complementary to the first form-fitting contour (18), that the first positive-locking contour (18) and the second positive-locking contour (19) are designed such that the plug (16) can be inserted into the emergency cooling opening (12) on the first wall side (14) exposed to heat during operation.     Notkühlsystem nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) ein Außengewinde (18) aufweist und in die zugehörige Notkühlöffnung (12) eingeschraubt ist, die ein zum Außengewinde (18) komplementäres Innengewinde (19) aufweist, oder dass der Stopfen (16) erste Bajonettverschlusselemente aufweist und in der zugehörigen Notkühlöffnung (12) verankert ist, die zu den ersten Bajonettverschlusselementen komplementäre zweite Bajonettverschlusselemente aufweist.     Emergency cooling system according to claim 3 or 4,
    characterized, that the stopper (16) has an external thread (18) and is screwed into the associated emergency cooling opening (12) which has an internal thread (19) complementary to the external thread (18), or that the stopper (16) has first bayonet locking elements and is anchored in the associated emergency cooling opening (12), which has second bayonet locking elements that are complementary to the first bayonet locking elements.     Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) so ausgebildet ist, dass er schmilzt, wenn er für eine vorbestimmte Zeit der vorbestimmten oder einer höheren Temperatur ausgesetzt ist.     Emergency cooling system according to one of claims 1 to 5,
    characterized in that the plug (16) is adapted to melt when exposed to the predetermined or a higher temperature for a predetermined time.         Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Stopfens (16) so gewählt ist, dass sie größer ist als die für den Normalbetrieb des Bauteils (1) zulässige Maximaltemperatur und dass sie kleiner ist als die Schmelztemperatur des Bauteils (1).    Emergency cooling system according to one of claims 1 to 6,
    characterized in that the melting temperature of the plug (16) is selected such that it is greater than the maximum temperature permissible for normal operation of the component (1) and that it is lower than the melting temperature of the component (1).         Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) so ausgebildet ist, dass er bei Erreichen seiner Schmelztemperatur relativ schnell schmilzt.    Emergency cooling system according to one of claims 1 to 7,
    characterized in that the plug (16) is designed such that it melts relatively quickly when its melting temperature is reached.         Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) einen Stopfenkörper (20) mit der vorbestimmten Schmelztemperatur aufweist, dass der Stopfenkörper (20) eine Schutzschicht (21) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie als Diffusionssperre zwischen dem Material des Stopfenkörpers (20) und dem Material der Wand (3) dient und/oder dass sie den Stopfenkörper (20) vor Oxidation und/oder Korrosion und/oder Erosion schützt.     Emergency cooling system according to one of claims 1 to 8,
    characterized, that the plug (16) has a plug body (20) with the predetermined melting temperature, that the plug body (20) has a protective layer (21) which is designed such that it serves as a diffusion barrier between the material of the plug body (20) and the material of the wall (3) and / or that it covers the plug body (20) Protects oxidation and / or corrosion and / or erosion.     Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) oder der Stopfenkörper (20) aus einer Ni-basierten Legierung besteht, die wenigstens einen der folgenden Legierungsbestandteile enthält: Hf, Si, Zr, Cr, Al, Ti, Nb, B, Co, dass zum Einstellen einer vorbestimmten Schmelztemperatur (Tm) für den Stopfen (16) oder für den Stopfenkörper (20) die prozentualen Gewichtsanteile der einzelnen Legierungsbestandteile so gewählt sind, dass folgende Gleichung im wesentlichen gilt: Tm = (1460 - 9,5 x Hf - 30 x Si - 170 x Zr - 2,75 x Cr - 9,4 x Al - 10,6 x Ti - 10,8 x Nb - 208 x B+1 x Co)°C, wobei die einzelnen Legierungsbestandteile mit ihren prozentualen Gewichtsanteilen in die Gleichung eingesetzt sind.     Emergency cooling system according to one of claims 1 to 9,
    characterized, that the plug (16) or the plug body (20) consists of a Ni-based alloy which contains at least one of the following alloy components: Hf, Si, Zr, Cr, Al, Ti, Nb, B, Co, that in order to set a predetermined melting temperature (Tm) for the stopper (16) or for the stopper body (20), the percentages by weight of the individual alloy components are selected such that the following equation essentially applies: Tm = (1460 - 9.5 x Hf - 30 x Si - 170 x Zr - 2.75 x Cr - 9.4 x Al - 10.6 x Ti - 10.8 x Nb - 208 x B + 1 x Co) ° C, the individual alloy components with their percentages by weight being used in the equation.     Notkühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) oder Stopfenkörper (20) aus einer der folgenden Ni-basierten Legierungen besteht: Ni-Hf-Legierung mit Hf von 25 bis 30 wt% und dem Rest aus Ni, Ni-Si-Legierung mit Si von 7 bis 12 wt% und dem Rest aus Ni, Ni-Hf-Si-Legierung mit Hf von 20 bis 30 wt%, Si von 5 bis 12 wt% und dem Rest aus Ni, Ni-Hf-Si-Cr-Al-Legierung mit Hf von 10 bis 30 wt%, Si von 5 bis 12 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt% und dem Rest Ni, Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-Legierung mit Hf von 5 bis 20 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt%, Si von 4 bis 12 wt%, Co von 0 bis 25 wt%, Ti von 0 bis 5 wt%, Ta von 0 bis 5 wt%, Nb von 0 bis 5 wt%, Zr von 0,3 bis 3 wt% und mit dem Rest aus Ni. Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-B-Legierung mit Hf von 5 bis 20 wt%, Cr von 5 bis 30 wt%, Al von 2 bis 5 wt%, Si von 4 bis 12 wt%, Co von 0 bis 25 wt%, Ti von 0 bis 5 wt%, Ta von 0 bis 5 wt%, Nb von 0 bis 5 wt%, Zr von 0,3 bis 3 wt%, B von 0 bis 2,5 wt% und dem Rest aus Ni.     Emergency cooling system according to one of claims 1 to 10,
    characterized in that the plug (16) or plug body (20) consists of one of the following Ni-based alloys: Ni-Hf alloy with Hf from 25 to 30 wt% and the rest of Ni, Ni-Si alloy with Si from 7 to 12 wt% and the rest of Ni, Ni-Hf-Si alloy with Hf from 20 to 30 wt%, Si from 5 to 12 wt% and the rest of Ni, Ni-Hf-Si-Cr-Al alloy with Hf from 10 to 30 wt%, Si from 5 to 12 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt% and the rest Ni, Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr alloy with Hf from 5 to 20 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt%, Si from 4 to 12 wt%, Co from 0 to 25 wt%, Ti from 0 to 5 wt%, Ta from 0 to 5 wt%, Nb from 0 to 5 wt%, Zr from 0.3 to 3 wt% and with the rest Ni. Ni-Hf-Cr-Al-Si-Co-Ti-Ta-Nb-Zr-B alloy with Hf from 5 to 20 wt%, Cr from 5 to 30 wt%, Al from 2 to 5 wt%, Si from 4 to 12 wt%, Co from 0 to 25 wt%, Ti from 0 to 5 wt%, Ta from 0 to 5 wt%, Nb from 0 to 5 wt%, Zr from 0.3 to 3 wt%, B from 0 to 2.5 wt% and the rest of Ni.     Notkühlsystem zumindest nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (21) aus einer dünnen Pt-Schicht besteht oder dass die Schutzschicht (21) aus einer Pt-Schicht und einer Al-Schicht besteht oder dass die Schutzschicht (21) aus einer Al-Schicht oder aus einer AI-Legierung-Schicht besteht.     Emergency cooling system at least according to claim 9,
    characterized, that the protective layer (21) consists of a thin Pt layer or that the protective layer (21) consists of a Pt layer and an Al layer or that the protective layer (21) consists of an Al layer or an Al alloy layer.     Stopfen für ein im Betrieb hitzebelastetes Bauteil (1 ), insbesondere einer Turbine, wobei das Bauteil (1) eine Wand (3) aufweist, die im Betrieb an einer ersten Wandseite (14) mit Hitze und dann einer zweiten Wandseite (15) mit einer Kühlfluidströmung (11) beaufschlagt ist, wobei die Wand (3) wenigstens eine mit dem Stopfen (16) verschließbare Notkühlöffnung (12) aufweist, durch die bei fehlendem Stopfen (16) Kühlfluid (13) von der zweiten Wandseite (15) zur ersten Wandseite (14) strömt, wobei der Stopfen (16) so ausgebildet ist, dass er bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) ein separat vom Bauteil (1) hergestellter Körper ist, dass der Stopfen (16) eine erste Formschlusskontur (18) aufweist und in die Notkühlöffnung (12) einsetzbar ist, dass die erste Formschlusskontur (18) bei in die Notkühlöffnung (12) eingesetztem Stopfen (16) mit einer am Bauteil (19) ausgebildeten, komplementär zur ersten Formschlusskontur (18) ausgebildeten zweiten Formschlusskontur (19) zusammenwirkt und den Stopfen (16) formschlüssig mit dem Bauteil (1) verbindet. Plug for a component (1) which is subject to heat during operation, in particular a turbine, The component (1) has a wall (3) which is exposed to heat on a first wall side (14) during operation and then a cooling fluid flow (11) on a second wall side (15), wherein the wall (3) has at least one emergency cooling opening (12) which can be closed with the plug (16), through which cooling fluid (13) flows from the second wall side (15) to the first wall side (14) when the plug (16) is missing, the plug (16) being designed to melt at a predetermined temperature, characterized, that the stopper (16) is a body manufactured separately from the component (1), that the stopper (16) has a first positive locking contour (18) and can be inserted into the emergency cooling opening (12), that the first positive-locking contour (18), when the plug (16) is inserted into the emergency cooling opening (12), interacts with a second positive-locking contour (19) formed on the component (19) and designed to complement the first positive-locking contour (18), and the plug (16) also in a positive-locking manner connects the component (1). Stopfen nach Anspruch 13,
    gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 12.     Plug according to claim 13,
    characterized by the characterizing features of at least one of claims 1 to 12.         Im Betrieb mit Hitze beaufschlagtes Bauteil, insbesondere einer Turbine, wobei das Bauteil (1) eine Wand (3) aufweist, die im Betrieb an einer ersten Wandseite (14) mit Hitze und an einer zweiten Wandseite (15) mit einer Kühlfluidströmung (11) beaufschlagt ist, wobei die Wand (3) wenigstens eine mit einem Stopfen (16) verschließbare Notkühlöffnung (12) aufweist, durch die bei fehlendem Stopfen (16) Kühlfluid (13) von der zweiten Wandseite (15) zur ersten Wandseite (14) strömt, wobei der Stopfen (16) so ausgebildet ist, dass er bei einer vorbestimmten Temperatur schmilzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein separat vom Stopfen (16) hergestellter Körper ist, dass das Bauteil (1) im Bereich der Notkühlöffnung (12) eine komplementär zu einer am Stopfen (16) ausgebildeten ersten Formschlusskontur (18) ausgebildete zweite Formschlusskontur (19) aufweist, dass der Stopfen (16) in die Notkühlöffnung (12) einsetzbar ist, dass die zweite Formschlusskontur (19) bei in die Notkühlöffnung (12) eingesetztem Stopfen (16) mit der ersten Formschlusskontur (18) zusammenwirkt und den Stopfen (16) formschlüssig mit dem Bauteil (1) verbindet. Components exposed to heat during operation, in particular a turbine, The component (1) has a wall (3) which is exposed to heat on a first wall side (14) during operation and a cooling fluid flow (11) on a second wall side (15), wherein the wall (3) has at least one emergency cooling opening (12) which can be closed with a stopper (16), through which cooling fluid (13) flows from the second wall side (15) to the first wall side (14) in the absence of a stopper (16), the plug (16) being designed to melt at a predetermined temperature, characterized, that the component (1) is a body manufactured separately from the plug (16), that the component (1) in the area of the emergency cooling opening (12) has a second positive-locking contour (19) designed to complement a first positive-locking contour (18) formed on the stopper (16), that the plug (16) can be inserted into the emergency cooling opening (12), that the second form-fitting contour (19) interacts with the first form-fitting contour (18) when the plug (16) is inserted into the emergency cooling opening (12) and connects the plug (16) to the component (1) in a form-fitting manner. Bauteil nach Anspruch 15,
    gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 12.    Component according to claim 15,
    characterized by the characterizing features of at least one of claims 1 to 12.
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