EP1865259A2 - Gas-turbine combustion chamber wall for a lean-burning gas-turbine combustion chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenbrennkammerwand für eine mager-brennende Gasturbinenbrennkammer.The invention relates to a gas turbine combustor wall for a lean-burn gas turbine combustor.
Das
Die
Als weiterer Stand der Technik werden die
Zur Kühlung von Brennkammern stehen im einschichtigen Fall Filmkühlung mit Kühlringen und Effusionskühlung, sowie im mehrschichtigen Fall mit Stehbolzen montierte Schindeln (auf der Rückseite mit Stiften versehen oder prallgekühlt) bzw. verlötete oder verschweißte Blechkonstruktionen zur Verfügung (Transply, Lamilloy). Bei der konventionellen Filmkühlung, basierend auf Kühlring, wird die Kühlluft hierbei durch Bohrungen oder Schlitze in den Kühlringen bereitgestellt, welche mit oder ohne Umlenkung den Kühlfilm erzeugen. Diese Öffnungen können im Wesentlichen radial angebracht sein, um eine Zuführung der Kühlluft, basierend auf dem statischen Druck der Kühlluftzufuhr, zu verwirklichen, oder im wesentlichen axial, um eine Zuführung mittels des Totaldruckes der Luftzufuhr zu realisieren, oder durch beide Anordnungsmöglichkeiten gleichzeitig. Bei radialen Öffnungen wird eine Lippe am Kühlring verwendet, auf welchen die Luftstrahlen aufprallen und in axiale Richtung umgelenkt werden. Die axialen und radialen Öffnungen können in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Bei mehreren Reihen von Öffnungen in axialer Richtung sind diese radial gestaffelt und die Lippe wird üblicherweise weggelassen.For cooling of combustion chambers, film cooling with cooling rings and effusion cooling is possible in the single-layer case, as well as shingles mounted in the multi-layered case (with pins on the back or impact-cooled) or soldered or welded sheet metal structures (Transply, Lamilloy). In the conventional film cooling, based on the cooling ring, the cooling air is thereby provided by holes or slots in the cooling rings, which generate the cooling film with or without deflection. These openings may be substantially radially mounted to realize delivery of the cooling air based on the static pressure of the cooling air supply, or substantially axially, to realize a supply by means of the total pressure of the air supply, or by both arrangement options simultaneously. In radial openings, a lip on the cooling ring is used, on which the air jets impact and are deflected in the axial direction. The axial and radial openings may be arranged in one or more rows. With several rows of openings in the axial direction, these are radially staggered and the lip is usually omitted.
Eine brauchbare Dämpfungswirkung kann nur durch Öffnungen, die im wesentlichen senkrecht durch die Brennkammerwand angebracht werden erreicht werden. Die beste Wirkung zur Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen erzielen Dämpfer, die im Bereich der maximalen Wärmefreisetzung an die Brennkammer angebunden sind.A useful damping effect can only be achieved through openings that are mounted substantially perpendicularly through the combustion chamber wall. The best effect for suppressing combustion vibrations is achieved by dampers connected to the combustion chamber in the area of maximum heat release.
Eine wirkungsvolle Filmkühlung ist durch senkrechte Öffnungen nur sehr begrenzt möglich, wegen der mangelnden Kühlwirkung schranken die Autoren des oben genannten Patentes den Anwendungsbereich der Dämpfer auf den Teil der Brennkammer ein, der sich im Bereich der divergenten Flammenfront befindet und somit nicht einmal den Bereich der maximalen Wärmefreisetzung abdeckt. Zusätzlich geht eine Dämpfungswirkung im kHz-Bereich (angegeben sind 3 bis 9 kHz) an den Anforderungen der Magerverbrennung vorbei, da die ersten Umfangsmoden bei den allgemein üblichen Ringbrennkammern je nach Größe im Bereich von 200 bis 1000 kHz liegen.Effective film cooling is very limited by vertical openings, because of the lack of cooling effect limit the authors of the above patent, the scope of the damper on the part of the combustion chamber, which is located in the region of the divergent flame front and thus not even the maximum Heat release covers. In addition, a damping effect in the kHz range (specified 3 to 9 kHz) passes the requirements of lean combustion, since the first circumferential modes in the generally conventional annular combustion chambers, depending on the size in the range of 200 to 1000 kHz.
Bei Effusions- oder Transpirationskühlung muss die gesamt Brennkammerwand Öffnungen enthalten, denn Bereiche ohne Kühlöffnungen wären ungekühlt. Auch bei der Prallkühlung muss die gesamte Rückseite der zur Kühlung vorgesehenen Fläche entsprechend zugänglich sein, was den Anbau von Dämpfern im Bereich hoher Wärmefreisetzung nicht gestatret.For effusion or transpiration cooling, the entire combustion chamber wall must contain openings, because areas without cooling openings would be uncooled. Even in the case of impingement cooling, the entire rear side of the area intended for cooling must be accessible, which does not guarantee the installation of dampers in the area of high heat release.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenbrennkammerwand der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Ausbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit sowohl eine gute Kühlung als auch eine gute Dämpfung aufweist.The invention has for its object to provide a gas turbine combustor wall of the type mentioned, which has both a good cooling and good damping with simple expansion and simple, cost manufacturability.
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.According to the invention, the object is achieved by the feature combination of the main claim, the dependent claims show further advantageous embodiment of the invention.
Diese Dämpfer können einwandig durch die Anordnung von Öffnungen im wesentlichen (plus minus 30 grad zur Flächennormalen) senkrecht durch die Brennkammerwand zwischen den Kühlringen realisiert werden, wobei dann der Raum zwischen Brennkammer und Brennkammergehäuse als Dämpfervolumen wirkt.These dampers can be realized single-walled by the arrangement of openings substantially (plus minus 30 degrees to the surface normal) perpendicularly through the combustion chamber wall between the cooling rings, in which case the space between the combustion chamber and the combustion chamber housing acts as a damper volume.
Der Dämpfer kann auch als zweiwandige Konstruktionen ausgeführt werden, falls der Luftverbrauch der einwandigen Konstruktion als zu hoch empfunden wird. Hierbei wird auf die Außenseite der Brennkammer ein Dämpfervolumen durch ein weiteres Gehäuse abgetrennt, wobei die axiale Ausdehnung des Dämpfergehäuses durch den Abstand der Kühlringe beschränkt wird. Das Dämpfergehäuse kann auf beiden Seiten fest mit der Brennkammerwand verbunden sein (z.B. an Flanschen verschraubt oder geschweißt), oder nur auf einer Seite (am stromauf- oder stromabliegenden Ende), mit oder ohne zusätzliche Dichtung am Schiebesitz der beweglichen Trennstelle. Die Luftströmung durch den Dämpfer wird durch Bohrungen im Dämpfergehäuse eingestellt, welche Verdichteraustrittsluft auf den im Dämpfer gewünschten Druck drosseln. Das Dämpfervolumen steht mit der Heißgasströmung durch im wesentlichen senkrechten Dämpfungsöffnungen in Verbindung, durch welche die Luft langsam strömt.The damper can also be designed as a two-walled construction, if the air consumption of the single-walled construction is perceived as too high. Here, a damper volume is separated by another housing on the outside of the combustion chamber, wherein the axial extent of the damper housing is limited by the distance of the cooling rings. The damper housing may be fixedly connected to the combustion chamber wall (e.g., bolted or welded to flanges) on either side, or only on one side (upstream or downstream end), with or without additional sealing on the sliding seat of the movable separation point. The flow of air through the damper is adjusted through holes in the damper housing which restrict compressor discharge air to the desired pressure in the damper. The damper volume communicates with the hot gas flow through substantially vertical damper ports through which the air flows slowly.
Beim ein- wie auch beim zweiwandigen Dämpfer werden günstigerweise eine Vielzahl von Öffnungen in der Brennkammerwand im Bereich zwischen den Kühlringen in axialer und lateraler Richtung verteilt. Es kann vorteilhaft sein, unterschiedliche Abstände und Querschnittsflächen der Öffnungen am Umfang zu verwenden. Die Veränderung der Abstande und Querschnittsflächen der Öffnungen kann kontinuierlich oder sprunghaft erfolgen. Man kann bei regelmäßigem Abstand nur die Querschnittsfläche der Öffnungen verändern oder bei konstanter Querschnittsfläche den Abstand variieren, oder beides.When one as well as the two-walled damper conveniently a plurality of openings in the Combustion chamber wall distributed in the region between the cooling rings in the axial and lateral directions. It may be advantageous to use different distances and cross-sectional areas of the openings on the circumference. The change in the distances and cross-sectional areas of the openings can be continuous or erratic. With regular spacing, one can only change the cross-sectional area of the openings or vary the distance with a constant cross-sectional area, or both.
Die Öffnungen in der Brennkammerwand können zylindrische Bohrungen oder nicht-zylindrische Öffnungen sein. Die nichtzylindrischen Öffnungen können eine kontinuierliche (lineare oder nicht-lineare) Querschnittsveranderung enthalten oder eine sprunghafte, zum Beispiel von einem kleinen Durchmesser auf einen größeren Durchmesser oder umgekehrt. Auch muss der Querschnitt der Öffnungen selbst nicht rund sein. Er kann auch oval, rechteckig oder stern-, kleeblatt- bzw. blütenförmig sein.The openings in the combustion chamber wall may be cylindrical bores or non-cylindrical openings. The non-cylindrical openings may contain a continuous (linear or non-linear) cross-sectional change or an abrupt, for example, from a small diameter to a larger diameter or vice versa. Also, the cross section of the openings themselves need not be round. It can also be oval, rectangular or star, shamrock or flower-shaped.
Die Drosselbohrungen im Dämpfergehäuse sind in der Regel rund und ohne Querschnittsveränderung, können aber ebenfalls in Abstand und Durchmesser innerhalb des Bohrungsfeldes variieren.The throttle bores in the damper housing are usually round and without cross-sectional change, but may also vary in distance and diameter within the bore field.
Das Dämpfervolumen kann beim doppelwandigen Aufbau vollkommen leer sein und einen umlaufenden Raum bilden. Es kann durch Trennwände in axialer und/oder lateraler Richtung in Kammern mit drei oder mehr Ecken unterteilt sein oder das Dämpfergehäuse ist keine umlaufende Struktur, sondern erstreckt sich in Umfangsrichtung nur über einen bestimmten Abschnitt. Das umlaufende Volumen oder die einzelnen Kammern können alle oder teilweise mit einem luftdurchlässigen Material gefüllt sein. Das Material kann zum Beispiel ein Filz bzw. ein Gewebe aus Fasern von einem hitzfesten Material wie Metall. Glas oder Keramik oder ein offenporiger Schwamm aus Metall, Keramik oder einem anderen hitzefesten Material sein. Die Art und die Eigenschaften des Füllmaterials kann im gesamten Dämpfervolumen bzw. allen Kammern gleich sein oder variieren.The damper volume can be completely empty in the double-walled structure and form a circumferential space. It may be divided by partitions in the axial and / or lateral direction in chambers with three or more corners or the damper housing is not a circumferential structure, but extends in the circumferential direction only over a certain section. The circulating volume or the individual chambers may be filled all or partly with an air-permeable material. For example, the material may be a felt or web of fibers of a heat-resistant material, such as metal. Glass or ceramic or an open-pored sponge made of metal, ceramic or other heat-resistant material. The kind and the Properties of the filling material may be the same throughout the damper volume or all chambers or vary.
Zur Reduzierung der vom akustischen Dämpfer in beiden Varianten verbrauchten Luft kann man die Anwendung auf die nahe der maximalen Wärmefreisetzungszone oder mittig zwischen Brenner und Turbinenleitschaufel gelegenen Wandsegmente (Teil zwischen zwei Kühlringen) beschränken, da dort die Wirkung am größten ist. Die Dimensionierung des Dämpfers und somit das von ihm gedämpfte Frequenzband kann sich zwischen der inneren und der äußeren Brennkammerwand unterscheiden, ebenso zwischen stromauf und stromabgelegenen von Kühlringen begrenzten Abschnitten der Brennkammer und auch in Umfangsrichtung innerhalb eines Brennkammersegmentes.In order to reduce the air consumed by the acoustic damper in both variants, the application can be limited to the wall segments located near the maximum heat release zone or centrally between the burner and turbine vane (part between two cooling rings) where the effect is greatest. The dimensions of the damper and thus the frequency band damped by it can differ between the inner and the outer combustion chamber wall, as well between upstream and downstream of cooling rings limited portions of the combustion chamber and also in the circumferential direction within a combustion chamber segment.
Zur Erhöhung der Hitzbeständigkeit der Brennkammerwand kann diese statt aus Metall auch aus Keramik oder CMC (Ceramic matrix composite) gefertigt werden, ebenso das Dämpfergehäuse, wobei diese Teile nicht aus dem gleichen Material bestehen müssen.To increase the heat resistance of the combustion chamber wall can be made of ceramic or CMC (ceramic matrix composite) instead of metal, as well as the damper housing, these parts need not be made of the same material.
Falls eine reine Filmkühlung im Bereich der Dämpfer nicht ausreichend sein sollte, kann zwischen den Dämpfungsöffnungen, welche im Wesentlichen normal (im 90 Grad Winkel) durch die Wand führen, noch Effusionskühlungsbohrungen im flachen Winkel zur Oberfläche, z.B. 20-30 Grad, angebracht werden, welche vom gleichen Druckniveau wie die Dämpfungsöffnungen gespeist werden. Außerhalb der Filmkühlsegmente mit akustischen Dämpfern kann ebenfalls durch die Anbringung von Effusionsbohrungen zwischen den Kühlringen oder am Ende der Brennkammer zur Turbine hin im flachen Winkel zur Oberfläche die Kühlung verbessert werden.If pure film cooling in the region of the dampers is not sufficient, effusion cooling holes at a shallow angle to the surface, e.g., between the damping holes, which pass through the wall substantially normal (at 90 degrees angle), may still be present. 20-30 degrees, which are fed by the same pressure level as the damper openings. Outside of the film cooling segments with acoustic dampers can also be improved by the attachment of effusion holes between the cooling rings or at the end of the combustion chamber to the turbine out at a shallow angle to the surface cooling.
Zur Verminderung der Temperatur der Brennkammerwand kann eine keramische Wärmedämmschicht zwischen den Kühlringen (Brennkammersegmenten) aufgebracht werden.To reduce the temperature of the combustion chamber wall, a ceramic thermal barrier coating between the cooling rings (combustion chamber segments) can be applied.
Da die Dämpfungslöcher keine Kühlwirkung mehr erzeugen müssen (wozu sie nur in einem sehr begrenzten Umfang geeignet sind), kann der Querschnitt der Dämpfungslöcher so auf die Brennkammerwandstärke und das Dämpfervolumen bzw. den Abstand der Brennkammerwand zum Brennkammergehäuse oder zum Dämpfergehäuse abgestimmt werden, dass sich auch bei Frequenzen unterhalb von einem kHz eine nennenswerte Dämpfungswirkung ergibt . Beim zweischichtigen Aufbau ergeben sich weitere Abstimmungsmöglichkeiten durch den Druck im Dämpfergehäuse und damit durch die Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit in den Dämpferbohrungen.Since the damping holes no longer have to produce cooling effect (for which they are suitable only to a very limited extent), the cross section of the damping holes can be matched to the combustion chamber wall thickness and the damper volume or the distance of the combustion chamber wall to the combustion chamber housing or the damper housing, which also at frequencies below one kHz results in a significant attenuation effect. In the two-layer structure, there are further possibilities for tuning through the pressure in the damper housing and thus by controlling the flow velocity in the damper bores.
Durch die Veränderung der Abstände der Dämpfungsbohrungen oder deren Durchmesser werden unterschiedliche Frequenzen gedämpft. Bei sprunghafter Veränderung der Belochung ergeben sich weiter Dämpfungseffekte.By changing the distances of the damping holes or their diameter different frequencies are attenuated. With sudden change in the Belochung further results damping effects.
Bei beiden Varianten ergibt sich bei Verwendung von nichtzylindrischen Öffnungen die Möglichkeit die Dämpfungswirkung unter Limitierung des Luftverbrauchs zu optimieren, da ein kleiner Querschnitt der Zuströmseite zu einem kleinen Luftdurchsatz führt. Bei beiden Varianten kann durch Verlängerung der Randlinie des Querschnitts bei konstantem effektiven Strömungsquerschnitt (und somit konstantem Luftverbrauch) von rund über eckig nach stern-, kleeblatt- bzw, blütenförmig unter Steigerung der Fertigungskosten die Dämpfung weiter erhöht werden.With both variants, when using non-cylindrical openings, it is possible to optimize the damping effect while limiting the air consumption, since a small cross section of the inflow side leads to a small air throughput. In both variants, by increasing the edge line of the cross-section with constant effective flow cross-section (and thus constant air consumption) from about square to star, shamrock or, flower-shaped increase the production costs, the damping can be further increased.
Durch die hohe Druckdifferenz über die Kühlluftbohrungen entsteht ein Kühlfilm, welcher gegenüber dem Drall des Magerbrenners sehr robust ist und die Dämpferbohrungen optimal vor einem Eindringen von Heißgas schützt. In der axialen Position der maximalen Wärmefreisetzung in der Brennkammer können nun akustische Dämpfer mit akustisch optimierter Durchstromung eingesetzt werden, die auf die Dämpfung von Frequenzen unterhalb von 1 kHz abgestimmt sind, zum Beispiel auf den Frequenzbereich von 300 bis 1000 Hz.Due to the high pressure difference across the cooling air holes creates a cooling film, which is very robust compared to the spin of the lean burner and the damper holes optimally protects against ingress of hot gas. In the axial position of the maximum heat release in the combustion chamber can now acoustic dampers with acoustically optimized Throughput can be used, which are tuned to the attenuation of frequencies below 1 kHz, for example, the frequency range of 300 to 1000 Hz.
Eine Unterteilung des Dämpferzwischenraums in axialer und lateraler Richtung dient zur Verhinderung von Ausgleichsströmungen im Dämpfergehäuse. Die Einbringung von luftdurchlässigem Material in das Dämpfungsvolumen kann die Dämpfung erhöhen.A subdivision of the damper gap in the axial and lateral direction serves to prevent compensating flows in the damper housing. The introduction of air-permeable material into the damping volume can increase the damping.
Durch die oben geschilderten Freiheitsgrade bei der Dämpferauslegung kann eine hinreichende Dämpfung aller kritischen Frequenzen erreicht werden. Durch eine geeignete Verteilung der Luft zwischen Film- und Effusionskühlung wird eine optimale Kühlung der Brennkammer und somit eine hohe Lebensdauer erreicht.By the above-described degrees of freedom in the damper design, a sufficient attenuation of all critical frequencies can be achieved. Through a suitable distribution of air between film and effusion cooling optimal cooling of the combustion chamber and thus a long life is achieved.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Gasturbine mit Gasturbinenbrennkammer gemäß dem Stand der Technik,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Brennkammergehäuses sowie der Dampferwand und der Brennkammerwand gemäß dem Stand der Technik,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, analog der Darstellung der Fig. 2,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels. analog Fig. 3,
- Fig. 5
- eine weitere schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
- Fig. 6
- Darstellungsformen unterschiedlicher Querschnitte von Dämpfungsausnehmungen.
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels mit zweischichtigem Aufbau der Brennkammerwand,
- Fig. 8
- ein weiteres Ausführungsbeispiel, analog Fig. 7,
- Fig. 9
- ein weiteres Ausführungsbeispiel, analog den Fig. 7
und 8, - Fig. 10
- eine schematische Darstellung einer Gasturbinenbrennkammer, analog Fig. 1, mit Anordnung der Brennkammersegmente in einschichtigem Aufbau, und
- Fig. 11
- eine schematische Darstellung, analog Fig. 10, mit Darstellung der Brennkammersegmente in zweischichtigem Aufbau.
- Fig. 1
- 1 a schematic representation of a gas turbine with gas turbine combustion chamber according to the prior art,
- Fig. 2
- a schematic representation of the combustion chamber housing and the damper wall and the combustion chamber wall according to the prior art,
- Fig. 3
- 1 is a schematic representation of a first exemplary embodiment, analogous to the representation of FIG. 2,
- Fig. 4
- a schematic representation of a second embodiment. analogous to FIG. 3,
- Fig. 5
- a further schematic representation of another embodiment,
- Fig. 6
- Representation forms of different cross-sections of Dämpfungsausnehmungen.
- Fig. 7
- a schematic representation of another embodiment with a two-layer structure of the combustion chamber wall,
- Fig. 8
- a further embodiment, analogous to FIG. 7,
- Fig. 9
- a further embodiment, analogous to FIGS. 7 and 8,
- Fig. 10
- a schematic representation of a gas turbine combustor, analogous to FIG. 1, with arrangement of the combustion chamber segments in a single-layer construction, and
- Fig. 11
- a schematic representation, analogous to FIG. 10, showing the combustion chamber segments in a two-layer construction.
Bei den Ausführungsbeispielen werden gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.In the embodiments, like parts are designated by like reference numerals.
Die Fig. 1, zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt einer Gasturbinenbrennkammer gemäß dem Stand der Technik. Dabei sind schematisch Kompressorauslassschaufeln 1 sowie ein Brennkammeraußengehäuse 2 und ein Brennkammerinnengehäuse 3 dargestellt. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Brenner mit Arm und Kopf (Diffusionsflamme). Ein Brennkammerkopf 5 ist einer Brennkammerwand 6 mit Kühlringen 6a zugeordnet. Turbineneinlassschaufeln sind mit dem Bezugszeichen 7 versehen.FIG. 1 shows, in a schematic representation, a cross-section of a gas turbine combustion chamber according to the prior art. In this case, compressor outlet blades 1 and a combustion chamber
Die Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Dämpfers in Detailansichtnach Stand der Technik, wobei eine Brennkammerwand 10 mit Dampfungs- und Kühlungslöchern 11 versehen ist, welche jeweils senkrecht zur Brennkammerwand 10 verlaufen. Die Kompressoraustrittsluft ist mit 12 bezeichnet, während Flamme und Rauchgas vom Magerbrenner durch den Pfeil 13 dargestellt sind. Zwischen Dämpferwand 9 und Brennkammerwand 10 ist ein Dampferzwischenraum 14 vorgesehen. Kühlluft wird in diesen durch Zuströmbohrungen 8 eingeleitet.2 shows a schematic structure of a damper in detail view according to the prior art, wherein a
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Brennkammersegmente, welche eine einschichtige Brennkammerwand bilden, bezogen auf die Längsachse, leicht geneigt, so dass sich ein schindelartiger, versetzter Aufbau ergibt. Durch im Wesentlichen axiale Kühlungslöcher 16 erfolgt eine laminare Einströmung von Kompressoraustrittsluft 12. Zusätzlich können im Wesentlichen radiale Kühlungslöcher 17 vorgesehen sein. Das jeweils vorgeordnete Brennkammersegment umfasst eine Lippe 18 am Kühlring.In the embodiment shown in Fig. 3, the individual combustion chamber segments, which form a single-layer combustion chamber wall, with respect to the longitudinal axis, slightly inclined, so that there is a shingle-like, staggered structure. By substantially axial cooling holes 16, a laminar inflow of
Durch zusätzliche Dämpfungsöffnungen 19a wird Luft zur Dämpfung eingeleitet, wobei das Dämpfervolumen durch den Abstand 19 b zum gehäuse 2 oder 3 gebildet wird..By additional damping
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich dadurch, dass keine radialen Kühlungslöcher 17 vorgesehen sind, sondern mehrere Reihen im wesentlichen axialer Kühlungslöcher radial gestaffelt angeordnet sind..The embodiment of FIG. 4 differs in that no radial cooling holes 17 are provided, but several rows of substantially axial cooling holes are arranged radially staggered.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind (im Zusammenhang mit den Ausführungsvarianten der Fig. 6) nicht-zylindrische Dämpfungsöffnungen gezeigt, die unterschiedlichste Querschnitte aufweisen können, sowohl über ihre axiale Länge als auch insgesamt.In the embodiment of FIG. 5 (in connection with the embodiment variants of FIG. 6) non-cylindrical damping openings are shown, which can have very different cross-sections, both over their axial length and overall.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 7 bis 9 zeigen jeweils einen zweischichtigen Aufbau der Brennkammerwand. Hierbei ist zusätzlich ein Dämpfergehäuse 20 vorgesehen, welches ein Dampfervolumen 21 umschließt. Das Dämpfervolumen 21 kann in Umfangsrichtung unterteilt sein und/oder mit weiterem Material (siehe oben) gefüllt sein. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 8 und 9 zeigen jeweils, dass ein Ende des Dämpfergehäuses fest verbunden ist (22), während der andere Bereich über eine verschiebliche oder verschiebbare Trennstelle 23 verfügt. Hierdurch können thermische Längenausdehnungen kompensiert werden.The exemplary embodiments of FIGS. 7 to 9 each show a two-layer structure of the combustion chamber wall. In this case, a
Die Fig. 10 und 11 zeigen zwei Ausführungsbeispiele mit einschichtigem und zweischichtigem Aufbau mit Anordnung der Dämpfer nahe der Wärmefreisetzungszone der Brennkammer.10 and 11 show two embodiments with a single-layer and two-layer structure with arrangement of the damper near the heat release zone of the combustion chamber.
- 11
- KompressorauslassschaufelnKompressorauslassschaufeln
- 22
- BrennkammeraußengehäuseCombustion chamber outer housing
- 33
- BrennkammerinnengehäuseCombustion chamber inner housing
- 44
- Brenner mit Arm und Kopf (Diffusionsflamme)Burner with arm and head (diffusion flame)
- 55
- Brennkammerkopfbulkhead
- 66
-
Brennkammerwand mit Kühlringen 6aCombustion chamber wall with
cooling rings 6a - 77
- TurbineneinlassschaufelnTurbine inlet vanes
- 88th
- Zuströmbohrunginflow bore
- 99
- Dämpferwanddamper wall
- 1010
- Brennkammerwandcombustion chamber wall
- 1111
- Dämpfungs- und KühlungslöcherDamping and cooling holes
- 1212
- KompressoraustrittsluftCompressor discharge air
- 1313
- Flamme und Rauchgas vom MagerbrennerFlame and flue gas from the lean burner
- 1414
-
Dämpferzwischenraum zwischen Dämpferwand 9 und Brennkammerwand 10Damper gap between
damper wall 9 and combustion chamber wall 10th - 1515
- 1616
- im Wesentlichen axiale Kühlungslöcheressentially axial cooling holes
- 1717
- im Wesentlichen radiale Kühlungslöcheressentially radial cooling holes
- 1818
- Lippe am KühlringLip on the cooling ring
- 19a19a
- Dämpfungsöffnungendamping openings
- 19b19b
- Dämpferraumdamper space
- 19c19c
- nicht-zylindrische Dämpfungsöffnungennon-cylindrical damping openings
- 2020
- Dämpfergehäuse zwischen zwei KühlringenDamper housing between two cooling rings
- 2121
- Dämpfervolumen (eventuell in Umfangsrichtung unterteilt)Damper volume (possibly divided in the circumferential direction)
- 2222
- feste Verbindung (z.B. geschweißt oder mit Flansch verschraubt)solid joint (e.g., welded or bolted to flange)
- 2323
- verschiebliche Trennstelle (Schiebesitz mit oder ohne Abdichtung)movable separation point (sliding seat with or without seal)
- 2424
- Magerbrennerlean burner
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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EP1865259A3 EP1865259A3 (en) | 2014-08-06 |
Family
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Family Applications (1)
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EP07109395.9A Withdrawn EP1865259A3 (en) | 2006-06-09 | 2007-06-01 | Gas-turbine combustion chamber wall for a lean-burning gas-turbine combustion chamber |
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EP (1) | EP1865259A3 (en) |
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