EP2864705B1 - Brennkammerkühlung - Google Patents

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EP2864705B1
EP2864705B1 EP13729685.1A EP13729685A EP2864705B1 EP 2864705 B1 EP2864705 B1 EP 2864705B1 EP 13729685 A EP13729685 A EP 13729685A EP 2864705 B1 EP2864705 B1 EP 2864705B1
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EP
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wall
combustion chamber
gas turbine
turbine combustion
wall elements
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EP13729685.1A
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Olga Deiss
Thomas Grieb
Matthias Hase
Jens Kleinfeld
Bernd Prade
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • 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
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
    • 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
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
    • 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
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators
    • 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
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies

Definitions

  • the present invention relates to a gas turbine combustor.
  • Combustion chambers in particular for gas turbines, are generally provided in their interior with a flow guide body, which is referred to as a liner.
  • a combustible fluid mixture is supplied, which ignites in the combustion chamber of the combustion chamber and the liner is passed through in the direction of the outlet opening. Since the walls of the combustion chamber are exposed to high thermal loads due to the combustion taking place inside the combustion chamber, these parts of the combustion chamber must be cooled.
  • a thermal barrier coating on the inside of the liner is usually not sufficient. Cooling is e.g. be achieved by fissures through which a coolant is passed, which cools the combustion chamber convectively.
  • a gas turbine combustor having the features of the preamble of claim 1 is known from EP 0 694 739 A1 known.
  • the liner represents the transition to the turbine chamber and, for this reason, is conically shaped.
  • the cooling system must absorb the axial and radial thermal expansion of the liner cone and ensure that even under changing conditions only a certain, defined amount of air flows along the cone.
  • FIG. 1 shows a gas turbine combustor with convective cooling of the liner cone with an outer shell.
  • the object of the invention is to provide a gas turbine combustor with improved cooling.
  • a gas turbine combustor comprising an inner wall with cooling air holes and an outer wall spaced from the outer wall, the outer wall also has cooling air bores and is formed of a plurality of circumferentially of the gas turbine combustor substantially juxtaposed wall elements with a fixed bearing on a narrow side and a floating bearing are arranged on an opposite narrow side on the inner wall, so that a cavity is formed between the two walls, the cooling of the liner cone can be done via an effective impingement cooling.
  • the relative extent of the wall element acting as an impingement cooling plate becomes the base body, i.
  • the inner wall of the gas turbine due to different temperatures of the body (about 900-1000 ° C) and the baffle plates (about 500-600 ° C) admitted.
  • adjacent wall elements are arranged according to the invention overlapping.
  • the wall elements are arranged on the burner side with a fixed bearing and the turbine side with a floating bearing on the inner wall.
  • the inner wall has the shape of a hollow truncated cone and the wall elements have the shape of hollow truncated cone segments.
  • the loose bearing for easier assembly of ring segments which have a groove for receiving a respective narrow side of the wall elements.
  • At least one of the bearings has cooling air holes.
  • brackets are provided in the region of an overlap of two wall elements each. It may be useful if the brackets are mounted on the inner wall.
  • the wall elements openings for the brackets, wherein the opening diameters are larger than the diameter of the brackets in this area.
  • spacers between the inner and outer wall are arranged. These spacers are conveniently opposite a central portion of the respective wall element, i. in the middle under the wall elements, arranged on the inner wall, for example, welded.
  • An embodiment of the cavity formed by the inner and the outer wall as an acoustic damper (resonator) is particularly advantageous, because thereby the number of otherwise required resonators can be reduced. On the one hand, this reduces costs and, on the other hand, it saves air that would otherwise be required for flushing or cooling these resonators.
  • the advantages of the proposed solution lie in the improved cooling of the liner cone by an effective impingement cooling and in avoiding the thermal stress that results from the floating bearing.
  • the additional acts as a resonator, medium to high-frequency vibrations damped.
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example a gas turbine combustor 1 according to the prior art with an inner wall 2 (burner liner), which surrounds the combustion chamber 3 and combustion chamber side has a heat protection layer 4, and a surrounding the inner wall 2 shell 5 between which cooling air 6 for convective cooling of inner wall 2 is guided.
  • the gas turbine combustor 1 and thus also the inner wall 2 and the burner liner 2 are conically shaped. This area is therefore also referred to as liner cone 7.
  • FIG. 2 shows a gas turbine combustor 8 according to the prior art with an inner wall 2 and a spaced therefrom outer wall 9, which form a cavity 10 (s. FIGS. 5 and 6 ).
  • the outer wall 9 is formed by a sheet metal construction, consisting of 8 wall elements 11, which can compensate for thermal expansion of the liner cone 7.
  • 8 wall elements 11 One of the embodiment of FIG. 2 different number of wall elements 11 is possible.
  • the wall elements 11 are welded to the inner wall 2 on the burner-facing side 12 of the liner cone 7, ie towards the truncated cone base surface, and are floatingly mounted on the turbine-facing side 13 of the liner cone 7, ie towards the truncated cone cover surface.
  • a reverse solution is also possible.
  • the wall elements 11 For baffle cooling of the inner cone-shaped wall 2, the wall elements 11 have cooling air bores 16. Corresponding cooling air holes 17 are provided in the inner wall 2 (see FIG. Fig. 8 and 10 ), so that the air used for the impingement cooling can flow into the combustion chamber 3.
  • FIG. 3 shows a wall element 11 with cooling air holes 16.
  • the wall elements 11 have for this purpose on two opposite narrow sides 19 openings 20, whose diameter is larger than the support diameter in this area, to ensure enough clearance for thermal expansion here.
  • FIG. 4 shows a section of a fixed bearing 24, in particular a ring segment 22 for a fixed bearing 24. Is that Ring segment 22 welded to the inner wall 2 (s. FIG. 5 ), a cavity 26 is formed, which can be cooled via cooling air holes 27.
  • FIG. 5 shows a section through a fixed bearing 24 of a gas turbine combustor 8 according to the prior art with a arranged on the burner liner 2 and connected thereto at the welds 28 ring segment 22 for the fixed bearing 24 and offset in the axial direction of the combustion chamber 8 arranged wall elements 11.
  • Die Wandiata 11 are connected to the ring segment 22 at the welds 29. For assembly reasons, adjacent wall elements 11 are offset in the axial direction with the ring segments 22 welded.
  • FIG. 6 shows a section through a movable bearing 25 of a gas turbine combustor 8 according to the prior art with a torch liner 2 arranged on this and connected to the welds 30 ring segment 23 for the floating bearing 25.
  • the ring segment 23 of the floating bearing 25 includes a groove 31 for receiving a Narrow 21 of the wall elements 11 and lies directly on the inner wall 2, so that no cooling air holes in the ring segment 23 are necessary.
  • FIG. 7 shows a ring segment 23 for the movable bearing 25.
  • the groove 31 for the floating mounting of the wall elements 11 in the ring segment 23 extends according to the overlapping arrangement of the wall elements 11 at different radii with overlapping regions 32nd
  • FIG. 8 shows a gas turbine combustor 8 according to the prior art without wall elements 11.
  • bolts 33 as parts of the brackets 18 against gape as well as other spacers or pins 34 on the inner wall 2, which prevent the wall elements 11, the cone of touching inner wall 2 due to thermal deformation.
  • the pins 34 are typically welded in the middle under the wall elements 11 on the inner wall 2.
  • FIG. 9 shows a bolt 33 with a further mold element for easier mounting on the inner wall 2.
  • the bolt 33 is part of a holder 18, as it is used against gaps between two adjacent wall elements 11.
  • FIG. 10 shows such a holder 18 in the installed state. It is welded to the inner wall 2 and optionally arranged on the inner wall 2 in a recess 35 provided therefor.
  • the bolt 33 of the holder 18 has a smaller diameter than the openings 21 itself, so that sufficient space for thermal expansions is present.
  • the wall elements 11 are secured with a welded perforated disc 36, so that substantially only axial displacements of the wall elements 11 and displacements in the circumferential direction of the gas turbine combustor 8, but no radial movements are possible.
  • FIG. 11 shows a plan view of the invention on the area of the holder 18th
  • the invention is not limited to a conical geometry.
  • the function of the device according to the invention is not limited to a cooling effect to be achieved, but can also be used as a resonance absorber.

Landscapes

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

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbinenbrennkammer.
  • Brennkammern, insbesondere für Gasturbinen, sind in der Regel in ihrem Inneren mit einem Strömungsführungskörper versehen, der als Liner bezeichnet wird. Über einen oder mehrere in der Brennkammer vorgesehene Brenner wird ein brennbares Fluidgemisch zugeführt, welches im Brennraum der Brennkammer zündet und den Liner durchströmend in Richtung Austrittsöffnung geführt wird. Da die Wandungen der Brennkammer aufgrund der im Inneren der Brennkammer stattfindenden Verbrennung hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, müssen diese Teile der Brennkammer gekühlt werden. Eine Wärmedämmschicht (thermal barrier coating) an der Innenseite des Liners ist in der Regel nicht ausreichend. Eine Kühlung wird z.B. durch Spalträume erreicht werden, durch die ein Kühlmittel geleitet wird, welches die Brennkammer konvektiv kühlt.
  • Eine Gasturbinenbrennkammer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus dem EP 0 694 739 A1 bekannt.
  • Bedingt durch im Betrieb auftretende Temperaturänderungen treten an den Bauteilen Wärmeausdehnungen auf.
  • Der Liner stellt gleichzeitig den Übergang zum Turbinenraum dar und ist aus diesem Grund konisch ausgeformt. Das Kühlungssystem muss die axiale und radiale Wärmeausdehnung des Liner-Konus mit aufnehmen und dafür sorgen, dass auch bei wechselnden Bedingungen nur eine bestimmte, definierte Luftmenge am Konus entlang strömt.
  • Figur 1 zeigt eine Gasturbinenbrennkammer mit konvektiver Kühlung des Liner-Konus mit einer außen-liegenden Hülle.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasturbinenbrennkammer mit einer verbesserten Kühlung zur Verfügung zu stellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Gasturbinenbrennkammer gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Indem bei einer Gasturbinenbrennkammer umfassend eine innere Wand mit Kühlluftbohrungen sowie eine von der inneren Wand beabstandete äußere Wand, die äußere Wand ebenfalls Kühlluftbohrungen aufweist und aus mehreren in Umfangsrichtung der Gasturbinenbrennkammer im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Wandelementen gebildet ist, die mit einem Festlager auf einer Schmalseite und mit einem Loslager auf einer gegenüberliegenden Schmalseite auf der inneren Wand angeordnet sind, so dass zwischen den beiden Wänden ein Hohlraum gebildet wird, kann die Kühlung des Liner-Konus über eine effektive Prallkühlung erfolgen. Darüber hinaus wird die relative Ausdehnung des Wandelements, das als Prallkühlblech wirkt, zum Grundkörper, d.h. der inneren Wand der Gasturbine, infolge unterschiedlicher Temperaturen des Grundkörpers (ca. 900-1000°C) und der Prallkühlbleche (ca. 500-600°C) zugelassen.
  • Zur besseren Kompensation der Wärmedehnung in radialer Richtung sind erfindungsmäßig benachbarte Wandelemente überlappend angeordnet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wandelemente brennerseitig mit einem Festlager und turbinenseitig mit einem Loslager auf der inneren Wand angeordnet.
  • Dabei ist es zweckmäßig, wenn die innere Wand die Form eines Hohlkegelstumpfs und die Wandelemente die Form von Hohlkegelstumpfsegmenten aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung besteht das Loslager zur einfacheren Montage aus Ringsegmenten, die eine Nut zur Aufnahme je einer Schmalseite der Wandelemente aufweisen.
  • Zweckmäßigerweise besteht auch das Festlager aus Ringsegmenten.
  • Für die Lagerkühlung weist mindestens eines der Lager Kühlluftbohrungen auf.
  • Für die Vermeidung von Klaffen benachbarter Wandelemente ist es vorteilhaft, wenn im Bereich einer Überlappung von je zwei Wandelementen Halterungen vorgesehen sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Halterungen auf der inneren Wand befestigt sind.
  • Um auch an den Halterungen unterschiedliche Wärmedehnungen möglichst spannungsfrei zu ermöglichen, weisen die Wandelemente Öffnungen für die Halterungen auf, wobei die Öffnungsdurchmesser größer sind, als die Durchmesser der Halterungen in diesem Bereich.
  • Um zu verhindern, dass die Wandelemente der äußeren Wand aufgrund thermischer Verformung den Konus der inneren Wand berühren, sind Abstandselemente (Pins) zwischen innerer und äußerer Wand angeordnet. Diese Abstandselemente sind zweckmäßigerweise einem zentralen Bereich des jeweiligen Wandelements gegenüber, d.h. in der Mitte unter den Wandelementen, auf der inneren Wand angeordnet, beispielsweise angeschweißt.
  • Eine Ausführung des durch die innere und die äußere Wand gebildeten Hohlraums als akustischer Dämpfer (Resonator) ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Anzahl sonst benötigter Resonatoren verringert werden kann. Dies verringert einerseits Kosten und spart andererseits Luft, die sonst zur Spülung bzw. Kühlung dieser Resonatoren erforderlich wäre.
  • Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung liegen in der verbesserten Kühlung des Liner-Konus durch eine effektive Prallkühlung sowie in der Vermeidung der thermischen Spannung, die sich durch das Loslager ergibt. Außerdem werden durch den zwischen dem Liner-Konus und den Blechen entstehenden Hohlraum, der zusätzlich als Resonator wirkt, mittel- bis hochfrequente Schwingungen gedämpft.
  • Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
    • Figur 1 eine Gasturbinenbrennkammer mit einem Brennerliner nach dem Stand der Technik mit außenliegender Hülle für konvektive Kühlung,
    • Figur 2 eine Gasturbinenbrennkammer nach dem Stand der Technik mit Wandelementen für eine Prallkühlung,
    • Figur 3 ein Wandelement mit Kühlluftbohrungen und Öffnungen zur Befestigung,
    • Figur 4 einen Ausschnitt eines Festlagerringsegments,
    • Figur 5 einen Schnitt durch einen Brennerliner einer Gasturbinenbrennkammer nach dem Stand der Technik mit Festlager,
    • Figur 6 einen Schnitt durch einen Brennerliner einer Gasturbinenbrennkammer nach dem Stand der Technik mit Loslager,
    • Figur 7 eine Draufsicht auf ein Ringsegment des Loslagers,
    • Figur 8 eine Gasturbinenbrennkammer nach dem Stand der Technik ohne Wandelemente,
    • Figur 9 einen Bolzen zur Halterung der Wandelemente gegen Klaffen,
    • Figur 10 einen Bolzen im eingebauten Zustand mit Wandelementen und
    • Figur 11 überlappende Wandelemente nach der Erfindung.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Gasturbinenbrennkammer 1 nach dem Stand der Technik mit einer inneren Wand 2 (Brennerliner), die den Brennraum 3 umschließt und brennraumseitig eine Wärmeschutzschicht 4 aufweist, und einer die innere Wand 2 umgebende Hülle 5 zwischen denen Kühlluft 6 zur konvektiven Kühlung der inneren Wand 2 geführt wird. Beim Übergang vom Brennraum 3 zum Turbinenraum (nicht gezeigt) sind die Gasturbinenbrennkammer 1 und somit auch die innere Wand 2 bzw. der Brennerliner 2 konisch ausgeformt. Dieser Bereich wird daher auch als Liner-Konus 7 bezeichnet.
  • Figur 2 zeigt eine Gasturbinenbrennkammer 8 nach dem Stand der Technik mit einer inneren Wand 2 und einer von dieser beabstandeten äußeren Wand 9, welche einen Hohlraum 10 bilden (s. Fig. 5 und 6). Die äußere Wand 9 wird durch eine Blechkonstruktion, bestehend aus 8 Wandelementen 11, gebildet, die Wärmedehnungen des Liner-Konus 7 ausgleichen kann. Eine vom Ausführungsbeispiel der Figur 2 abweichende Anzahl an Wandelementen 11 ist möglich.
  • Die Wandelemente 11 sind auf der brennerzugewandten Seite 12 des Liner-Konus 7, also zur Kegelstumpfgrundfläche hin, mit der inneren Wand 2 verschweißt und auf der turbinenzugewandten Seite 13 des Liner-Konus 7, also zur Kegelstumpfdeckfläche hin, schwimmend gelagert. Eine umgekehrte Lösung ist aber ebenfalls möglich.
  • Dabei werden zwei Blechreihen 14, 15 versetzt übereinander eingebaut. Zur Prallkühlung der inneren konusförmigen Wand 2 weisen die Wandelemente 11 Kühlluftbohrungen 16 auf. Entsprechende Kühlluftbohrungen 17 sind in der inneren Wand 2 vorgesehen (s. Fig. 8 und 10), damit die für die Prallkühlung verwendete Luft in den Brennraum 3 abströmen kann.
  • Figur 3 zeigt ein Wandelement 11 mit Kühlluftbohrungen 16. Während des Betriebs könnten zwischen überlagerten Wandelementen 11 Spalte entstehen, durch die Luft unkontrolliert unter die Blechkonstruktion gelänge. Diese Spalte werden aber durch Halterungen 18 (s. Fig. 10 - 11) vermieden. Die Wandelemente 11 weisen zu diesem Zweck an zwei gegenüberliegenden Schmalseiten 19 Öffnungen 20 auf, deren Durchmesser größer ist, als der Halterungsdurchmesser in diesem Bereich, um auch hier genügend Spiel für Wärmedehnung zu gewährleisten. Die beiden anderen Schmalseiten 21 bilden zusammen mit den in den Figuren 4 bis 7 gezeigten Ringsegmenten 22, 23 ein Fest- und ein Loslager 24, 25.
  • Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines Festlagers 24, insbesondere eines Ringsegments 22 für ein Festlager 24. Ist das Ringsegment 22 mit der inneren Wand 2 verschweißt (s. Figur 5) wird ein Hohlraum 26 ausgebildet, der über Kühlluftbohrungen 27 gekühlt werden kann.
  • Figur 5 zeigt einen Schnitt durch ein Festlager 24 einer Gasturbinenbrennkammer 8 nach dem Stand der Technik mit einem auf dem Brennerliner 2 angeordneten und mit diesem an den Schweißstellen 28 verbundenen Ringsegment 22 für das Festlager 24 und in Axialrichtung der Brennkammer 8 versetzt angeordneten Wandelementen 11. Die Wandelemente 11 sind mit dem Ringsegment 22 an den Schweißstellen 29 verbunden. Aus Montagegründen sind benachbarte Wandelemente 11 in axialer Richtung versetzt mit den Ringsegmenten 22 verschweißt.
  • Figur 6 zeigt einen Schnitt durch ein Loslager 25 einer Gasturbinenbrennkammer 8 nach dem Stand der Technik mit einem auf dem Brennerliner 2 angeordneten und mit diesem an den Schweißstellen 30 verbundenen Ringsegment 23 für das Loslager 25. Das Ringsegment 23 des Loslagers 25 umfasst eine Nut 31 zur Aufnahme einer Schmalseite 21 der Wandelemente 11 und liegt direkt auf der inneren Wand 2 auf, so dass auch keine Kühlluftbohrungen im Ringsegment 23 nötig sind.
  • Figur 7 zeigt ein Ringsegment 23 für das Loslager 25. Die Nut 31 für die schwimmende Lagerung der Wandelemente 11 im Ringsegment 23 verläuft entsprechend der überlappenden Anordnung der Wandelemente 11 auf verschiedenen Radien mit überlappenden Bereichen 32.
  • Figur 8 zeigt eine Gasturbinenbrennkammer 8 nach dem Stand der Technik ohne Wandelemente 11. Dadurch sieht man sowohl Bolzen 33 als Teile der Halterungen 18 gegen Klaffen als auch weitere Abstandselemente oder Pins 34 auf der inneren Wand 2 angeordnet, welche verhindern, dass die Wandelemente 11 den Konus der inneren Wand 2 aufgrund thermischer Verformung berühren. Die Pins 34 sind typischerweise in der Mitte unter den Wandelementen 11 auf der inneren Wand 2 angeschweißt.
  • Figur 9 zeigt einen Bolzen 33 mit einem weiteren Formelement zur leichteren Montage auf der inneren Wand 2. Der Bolzen 33 ist Teil einer Halterung 18, wie sie gegen Klaffen zwischen zwei benachbarten Wandelementen 11 verwendet wird.
  • Figur 10 zeigt eine solche Halterung 18 im eingebauten Zustand. Sie ist mit der inneren Wand 2 verschweißt und gegebenenfalls auf der inneren Wand 2 in einer dafür vorgesehenen Vertiefung 35 angeordnet. Im Bereich der Öffnungen 21 der Wandelemente 11 weist der Bolzen 33 der Halterung 18 einen geringeren Durchmesser auf, als die Öffnungen 21 selbst, damit ausreichend Platz für Wärmedehnungen vorhanden ist. Die Wandelemente 11 sind mit einer angeschweißten Lochscheibe 36 gesichert, so dass im Wesentlichen nur axiale Verschiebungen der Wandelemente 11 und Verschiebungen in Umfangsrichtung der Gasturbinenbrennkammer 8, aber keine radialen Bewegungen möglich sind. Figur 11 zeigt eine Draufsicht nach der Erfindung auf den Bereich der Halterung 18.
  • Auch wenn in den Ausführungsbeispielen eine Gasturbinenbrennkammer mit konischem Liner beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht auf eine konische Geometrie beschränkt. Des weiteren ist die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auf einen zu erzielenden Kühleffekt beschränkt, sondern kann auch als Resonanzabsorber genutzt werden kann.

Claims (12)

  1. Gasturbinenbrennkammer (8) umfassend eine innere Wand (2) mit Kühlluftbohrungen (17) sowie eine von der inneren Wand (2) beabstandete äußere Wand (9), wobei die äußere Wand (9) ebenfalls Kühlluftbohrungen (16) aufweist und aus mehreren in Umfangsrichtung der Gasturbinenbrennkammer (8) im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Wandelementen (11) gebildet ist, die mit einem Festlager (24) auf einer Schmalseite (21) und mit einem Loslager (25) auf einer gegenüberliegenden Schmalseite (21) auf der inneren Wand (2) angeordnet sind, so dass zwischen den beiden Wänden (2, 9) ein Hohlraum (10) gebildet wird dadurch gekennzeichnet dass benachbarte Wandelemente (11) überlappend angeordnet sind.
  2. Gasturbinenbrennkammer (8) nach Anspruch 1, wobei die Wandelemente (11) brennerseitig mit einem Festlager (24) und turbinenseitig mit einem Loslager (25) auf der inneren Wand (2) angeordnet sind.
  3. Gasturbinenbrennkammer (8) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die innere Wand (2) die Form eines Hohlkegelstumpfs und die Wandelemente (11) die Form von Hohlkegelstumpfsegmenten aufweisen.
  4. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Loslager (25) aus Ringsegmenten (23) besteht, die eine Nut (31) zur Aufnahme je einer Schmalseite (21) der Wandelemente (11) aufweisen.
  5. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Festlager (24) aus Ringsegmenten (22) besteht.
  6. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Lager (24, 25) Kühlluftbohrungen (27) aufweist.
  7. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Bereich einer Überlappung (32) von je zwei Wandelementen (11) Halterungen (18) gegen ein Klaffen der beiden Wandelemente (11) vorgesehen sind.
  8. Gasturbinenbrennkammer (8) nach Anspruch 7, wobei die Halterungen (18) auf der inneren Wand (2) befestigt sind.
  9. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Wandelemente (11) Öffnungen (20) für die Halterungen (18) aufweisen und die Öffnungsdurchmesser größer sind, als die Durchmesser der Halterungen (18) in diesem Bereich.
  10. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Abstandselemente (34) zwischen innerer (2) und äußerer Wand (9) angeordnet sind.
  11. Gasturbinenbrennkammer (8) nach Anspruch 10, wobei die Abstandselemente (34) einem zentralen Bereich des jeweiligen Wandelements (11) gegenüber auf der inneren Wand (2) angeordnet sind.
  12. Gasturbinenbrennkammer (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zwischen der inneren (2) und der äußeren Wand (9) gebildete Hohlraum (10) als akustischer Dämpfer ausgeführt ist.
EP13729685.1A 2012-08-02 2013-06-12 Brennkammerkühlung Not-in-force EP2864705B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012213637.1A DE102012213637A1 (de) 2012-08-02 2012-08-02 Brennkammerkühlung
PCT/EP2013/062148 WO2014019754A1 (de) 2012-08-02 2013-06-12 Brennkammerkühlung

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Publication Number Publication Date
EP2864705A1 EP2864705A1 (de) 2015-04-29
EP2864705B1 true EP2864705B1 (de) 2016-08-24

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ID=48652044

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EP13729685.1A Not-in-force EP2864705B1 (de) 2012-08-02 2013-06-12 Brennkammerkühlung

Country Status (6)

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