EP4754444A1 - Brennkammer einer gasturbine mit optimierter kühlung - Google Patents

Brennkammer einer gasturbine mit optimierter kühlung

Info

Publication number
EP4754444A1
EP4754444A1 EP24765403.1A EP24765403A EP4754444A1 EP 4754444 A1 EP4754444 A1 EP 4754444A1 EP 24765403 A EP24765403 A EP 24765403A EP 4754444 A1 EP4754444 A1 EP 4754444A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat shield
cooling air
combustion chamber
tile
support structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24765403.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sabine GRENDEL
Andre Kluge
Andreas Böttcher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4754444A1 publication Critical patent/EP4754444A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/04—Supports for linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
    • F23M5/085—Cooling thereof; Tube walls using air or other gas as the cooling medium
    • 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
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00017—Assembling combustion chamber liners or subparts

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)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer (01) einer Gasturbine umfassend eine Tragstruktur (11) auf der auf der Innenseite eine Mehrzahl Hitzeschildkacheln (06) mittels Steinhaltern (07) an Haltenuten (12a, 12b, 13a, 13b) befestigt sind. _Zur Kühlung der Tragstruktur (11) und der Steinhalter (07) sind in der Tragstruktur (11) Kühlluftbohrungen und Kühlluftöffnungen (17, 18a) vorhanden, wobei eine Optimierung durch eine außermittige Anordnung von Kühlluftöffnungen (17b, 18a) in den Haltenuten (12, 13) erzielt werden kann.

Description

Beschreibung
TITEL
Brennkammer einer Gasturbine mit optimierter Kühlung
TECH NISCHES GEBIET
[0001] Die Erfindung betrifft die Brennkammer einer Gasturbine, welche mit einer Mehrzahl keramischen Hitzeschildkacheln versehen ist, wobei die Unterseite der Hitzeschildkacheln mit Kühlluft gekühlt wird.
HINTERGRUN D
[0002] In Brennkammern von Gasturbinen treten sehr hohe Temperaturen von bis zu 1600 Grad Celsius auf. Zur Gewährleistung einer hohen Lebensdauer werden einerseits Brennkammern mit einer Wandkühlung eingesetzt. Ebenso ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Brennkammern im inneren einem Hitzeschild zu versehen, welche den Heißgasen vorteilhaft widersteht. Wegen der thermischen Ausdehnung und wegen großer Abmessungen muss das Hitzeschild aus einer Vielzahl einzelner, im Allgemeinen keramischer Hitzeschildsteine zusammengesetzt werden, die voneinander mit einem ausreichenden Spalt beabstandet an einer Tragstruktur befestigt sind. Dieser Spalt bietet den Hitzeschildelementen ausreichenden Raum für die thermische Ausdehnung. Da jedoch der Spalt auch einen direkten Kontakt der heißen Verbrennungsgase mit der metallischen Tragstruktur und den Halteelementen ermöglicht, wird als eine Gegenmaßnahme durch die Spalte in Richtung der Brennkammer Kühlluft eingedüst.
[0003] Üblicherweise umfasst Hitzeschild somit eine Tragstruktur und eine Anzahl von Hitzeschildelementen, wobei jedes Hitzeschildelement eine der Tragstruktur zugewandte Kaltseite und eine der Kaltseite gegenüberliegende, mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite aufweist. Zur Befestigung insbesondere keramischer Hitzeschildelemente weist die Tragstruktur üblicherweise Haltenuten auf, an denen die Hitzeschildelemente mittels Halteelementen lösbar befestigt sind. [0004] Zum Schutz der Halteelemente vor Heißgasen und zum Spülen der Spalte zwischen den Hitzeschildelementen ist üblicherweise vorgesehen, dass in die Haltenuten oder unmittelbar zwischen der Tragstruktur und den Hitzeschildelemente Kühlluft zugeführt wird.
[0005] Um eine zielgerichtete Verwendung der Kühlluft zu erreichen und somit den Bedarf an Kühlluft zu minimieren ist es aus der WO 2014044376 A2 bekannt, zumindest einen Teil der Halteelemente mit einer integrierten Kühlluftführung zu versehen. Hierzu befindet sich in der Tragstruktur exakt unter einem Fußende des Halteelements eine Kühlluftbohrung. Direkt über der Kühlluftbohrung weist das Halteelement eine Eintrittsöffnung auf, welche in einen sich in Richtung der Haltenut beidseitig erstreckenden Kühlluftpfad übergeht. Somit kann die Kühlluft gezielt an die thermisch belasteten Halteelemente geleitet werden.
[0006] Wenngleich mit der im Halteelement integrierten Kühlluftführung eine Verbesserung der Kühlung der Halteelemente erreicht werden kann, so bleibt unvermindert ein Optimierungspotential, um mit möglichst geringer Kühlluft eine möglichst effektive Kühlung an den erforderlichen Stellen zu erzielen.
ZUSAMM ENFASSU NG DER ERFINDUNG
[0007] Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0008] Eine gattungsgemäße Brennkammer dient zur Verwendung in einer Gasturbine. Um welche Art von Gasturbine es sich hierbei handelt ist zunächst unerheblich, wobei es sich in aller Regel um eine stationäre Gasturbine insbesondere zur Stromerzeugung handeln wird. Dabei weist die Brennkammer eine mittige Brennkammerachse sowie im Inneren einen Brennraum auf. Entsprechend definiert die zum Brennraum weisende Seite die Innenseite der Brennkammer und gegenüberliegend befindet sich die Außenseite. [0009] Üblicherweise handelt es sich bei der gattungsgemäßen Brennkammer um eine sogenannte Ringbrennkammer oder eine Silobrennkammer.
[0010] Wesentlicher Bestandteil der Brennkammer ist eine sich um die Brennkammerachse umlaufende Tragstruktur. Auf der Innenseite der Tragstruktur ist eine Mehrzahl Hitzeschildelemente angeordnet. Hierbei umfassen die Hitzeschildelemente zumindest eine Mehrzahl Hitzeschildkacheln.
[0011] Es ist ebenso möglich weitere, beispielsweise keramische oder metallische, Hitzeschildelemente vorzusehen, die nicht entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform gekühlt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass diejenigen umlaufenden Reihen Hitzeschildelemente, welche eine geringere thermische Belastung erfahren, als metallische Hitzeschildelemente auszuführen. Weiterhin kann es erforderlich sein, in umlaufenden Reihen mit Hitzeschildkacheln besondere keramische oder metallische Sonderkacheln einzusetzen, beispielsweise wenn eine reguläre Hitzeschildkacheln als letztes einzusetzendes Hitzeschildelement nicht in gleicher Weise wie die anderen Hitzeschildkacheln montiert werden kann.
[0012] Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei Hitzeschildkacheln um diejenigen Hitzeschildelemente, welche durch eine erfindungsgemäße Kühlluftversorgung gekühlt werden.
[0013] Besonders bevorzugt ist es, wenn die Hitzeschildkacheln zumindest eine umlaufende Reihe, gegebenenfalls mit Ausnahme einer oder zwei Sonderkacheln, umfasst.
[0014] Dabei bestehen die Hitzeschildkacheln bevorzugt aus einem keramischen Material.
[0015] Am ström aufwärtigen Ende der Brennkammer ist zumindest ein Brenner angeordnet, wobei üblicherweise eine Mehrzahl von Brennern eingesetzt wird. Am stromabwärtigen Ende der Brennkammer befindet sich die Ausströmöffnung, welche üblicherweise bei einer Gasturbine den Übergang in die Expansionsturbine bildet. [0016] Zur Befestigung der besagten Hitzeschildkacheln und ggf. weiterer Hitzeschildelemente weist die Tragstruktur auf der Innenseite mehrere um die Brennkammerachse umlaufende Haltenuten auf. Diese sind hierbei in Achsrichtung voneinander beanstandet, so dass sich jeweils zwei Haltenuten unter einer Hitzeschildkachel befinden.
[0017] Die Haltenuten weisen eine T-förmige Gestalt auf, wobei sich diese im Querschnitt wie folgt darstellen: Mittig befindet sich eine zur Innenseite hin offene Aussparung. Beidseitig gegenüberliegend der Aussparung befinden sich an die Aussparung angrenzende Eingriffsabschnitte. Dabei sind die Eingriffsabschnitte von der zur Innenseite weisenden Oberfläche der Tragstruktur beabstandet. Hierbei überdeckt zur Innenseite weisend jeweils ein Halteabschnitt einen zugehörigen Eingriffsabschnitt.
[0018] Entsprechend der Anordnung von zwei Haltenuten unter jeder Hitzeschildkachel und zwei Eingriffsabschnitten je Haltenut gibt es je Haltenut einen innenliegenden Eingriffsabschnitt auf der zur Mitte der zugehörigen Hitzeschildkachel weisenden Seite. Gegenüberliegend zur Aussparung befindet sich analog ein außenliegender Eingriffsabschnitt auf der von der Mitte der zugehörigen Hitzeschildkachel wegweisenden Seite. D.h. der außenliegende Eingriffsabschnitt ist in Nähe des zugehörigen Randes der Hitzeschildkachel in Achsrichtung angeordnet und der innenliegende Eingriffsabschnitt ist demgegenüber weiter vom entsprechenden Rand entfernt.
[0019] Die Hitzeschildkacheln sind mit Steinhaltern an den Haltenuten und somit an der Tragstruktur befestigt. Hierzu ist an den beiden in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Hitzeschildkachel an jeder Haltenut ein Steinhalter angeordnet. Entsprechend wird jede Hitzeschildkachel von vier Steinhaltern fixiert.
Vorteilhaft ist jeder Steinhalter mit einem Ende in der Haltenut und mit dem anderen Ende an der Hitzeschildkachel fixiert. Dabei greifen die Steinhalter bevorzugt mit einem Ende in die gegenüberliegenden Eingriffsabschnitte. Somit sind die Steinhalter längs der Haltenut verschiebbar und in radialer Richtung weitgehend fixiert. Das gegenüberliegende Ende des Steinhalters greift dabei bevorzugt in eine zum Längsrand der Hitzeschildkachel offenen Eingriffsnut bzw. Eingriffstasche.
[0021] Zum Schutz der Tragstruktur und insbesondere der Steinhalter vor einer thermischen Schädigung wird durch die Tragstruktur Kühlluft unter und zwischen die Hitzeschildkacheln geleitet. Hierzu weist die Tragstruktur eine Mehrzahl von der Außenseite zur Innenseite durch die Tragstruktur führende Kühlluftpassagen auf, wobei die Kühlluftpassagen an der Innenseite gattungsgemäß in Kühlluftbohrungen bzw. Kühlluftöffnungen enden.
[0022] Die Kühlluftbohrungen können an verschiedenen Orten positioniert werden und sich insofern auf der Innenseite der Tragstruktur zwischen bzw. neben Haltenuten oder in den Haltenuten befinden.
Hierbei ist es vorteilhaft möglich, zumindest einen Teil der Kühlluftbohrungen jeweils mittig in einer Haltenut unter dem an der Hitzeschildkachel angreifenden Ende des Steinhalters anzuordnen.
[0024J Zur Verbesserung der Kühlluftströmung und somit zur Reduzierung des Verbrauchs an Kühlluft bei gleichzeitig unvermindert hinreichender Kühlung werden erfindungsgemäß bei den Hitzeschildkacheln die Kühlluftöffnungen im Bereich der Eingriffsabschnitte und nicht wie üblich im Bereich der Aussparung angeordnet.
[0025] Durch die Anordnung der Kühlluftöffnungen bei den Eingriffsabschnitten konnte überraschenderweise eine verbesserte Kühlluftführung bei gleichzeitig geringerem Kühlluftverbrauch erzielt werden und dennoch die geforderte Kühlung bzw. der Schutz der Tragstruktur und der Steinhalter erreicht werden.
[0(.’26j Um den vollen vorteilhaften Effekt zu erhalten, sind die Kühlluftöffnungen bevorzugt von der Aussparung beabstandet anzuordnen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Kühlluftöffnungen in Achsrichtung mittig zum jeweiligen Eingriffsabschnitt angeordnet sind. [0027] Dabei befinden sich die Kühlluftöffnungen besonders bevorzugt an der zur Außenseite weisenden Seite des jeweiligen Eingriffsabschnitts.
[0028] Unter jeder Hitzeschildkachel befinden sich zwei Haltenuten und folglich vier Eingriffsabschnitte. Dabei ist es beispielsweise möglich unter jeder Hitzeschildkachel eine, zwei oder mehrere, beispielsweise vier, Kühlluftöffnungen vorzusehen.
[00 9] Bevorzugt wird eine Ausführung, bei der zumindest bei einem Teil der Hitzeschildkacheln in einer der vier Eingriffsabschnitt genau eine Kühlluftöffnung vorhanden ist.
[0030] Besonders bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform, bei der unter zumindest einem Teil der Hitzeschildkacheln genau zwei Kühlluftöffnungen im Bereich der Eingriffsabschnitt vorhanden sind.
[0031] Dabei ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass je Haltenut eine Kühlluftöffnung im Bereich der Eingriffsabschnitte vorhanden ist. D.h. bei jeweils einem der beiden Eingriffsabschnitte einer Haltenut ist je Hitzeschildkachel jeweils eine Kühlluftöffnung vorgesehen.
[0032] Dabei kann vorgesehen sein, dass in einer oder mehreren umlaufenden Reihen an Hitzeschildkacheln jeweils eine Kühlluftöffnung und in einer oder mehreren umlaufenden Reihen an Hitzeschildkacheln in zwei Eingriffsabschnitten jeweils eine Kühlluftöffnung vorhanden ist.
[0033] Wenn je Haltenut je Hitzeschildkachel eine Kühlluftöffnung vorhanden ist, so besteht die Möglichkeit die Kühlluftöffnung in einer der beiden Eingriffsabschnitte anzuordnen. Hierzu wird die Anordnung in Achsrichtung betrachtet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Kühlluftöffnungen bei den inneren
Eingriffsabschnitten oder bei den stromabwärtigen Eingriffsabschnitten oder bei den ström aufwärtigen Eingriffsabschnitten positioniert sind.
[0034] Besonders bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Kühlluftöffnungen jeweils in den außenliegenden Eingriffsabschnitten angeordnet sind. Diese Anordnung hat sich hinsichtlich eines geringen und einer dennoch effektiven Kühlluftführung als besonders vorteilhaft herausgestellt.
[0035] Grundsätzlich können die Kühlluftöffnungen in Umfangsrichtung der Haltenut an verschiedenen Stellen vorgesehen sein. Jedoch wird die jeweilige Kühlluftöffnung besonders bevorzugt mittig in Umfangsrichtung unter der zugehörigen Hitzeschildkachel angeordnet.
F&036] Abweichend von der exakt mittigen Anordnung in Umfangsrichtung sind geringfügige Abweichungen von der exakt mittigen Position für die bevorzugte Anordnung der Kühlluftöffnung in Umfangsrichtung an der Mitte der Hitzeschildkachel unerheblich. Als Bezug kann hierzu einerseits eine zulässige Abweichung von der Mitte von beispielsweise 5% der Länge der Hitzeschildkachel in Umfangsrichtung herangezogen werden. Anderseits kann als hinreichend mittige Anordnung ein zur Mitte geringerer Abstand als der Abstand von der Kühlluftöffnung zum nächstliegenden Steinhalter gelten. Weiterhin kann eine Abweichung aufgrund einer eingeschränkten Zugänglichkeit zur Herstellung der Kühlluftöffnung Grund für eine Abweichung aus der exakten Mitte sein.
KÜ RZBESCH REI BU NG DER ZEICH N U NGEN
[0037] FIG 1 skizziert einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Gasturbine mit einer Ringbrennkammer im Bereich der Brennkammer.
[0038] FIG 2 skizziert eine perspektivische Ansicht auf die Brennkammer aus Fig. 1 .
[0039] FIG 3 skizziert einen Abschnitt der Brennkammer aus Fig. 1 mit der Tragstruktur und einer Hitzeschildkachel.
[0040] FIG 4 skizziert die Befestigung der Hitzeschildkachel mittels eines Steinhalters.
[0041] FIG 5 skizziert im Detail einen Längsschnitt durch die Tragstruktur mit den Haltenuten und Hitzeschildkacheln und der Kühlluftöffnung. [0042] FIG 6 skizziert in der Draufsicht die Anordnung der Kühlluftöffnung in der Tragstruktur unter den Hitzeschildkacheln.
BESCH REIBUNG DER AUSFÜH RUNGSFORM EN
[0043] In der Figure 1 wird eine gattungsgemäße Brennkammer 01 in einem Längsschnitt durch die Gasturbine skizziert. In einer vereinfachten Darstellung ist ein oberer Abschnitt der Gasturbine im Bereich der Brennkammer dargestellt.
[0044] In Ergänzung zu Fig. 1 skizziert die Figur 2 die Brennkammer 01 in perspektivischer Ansicht.
[0045] Zu erkennen ist die Brennkammer 01 , welche 01 in Form einer Ringbrennkammer ausgeführt ist. Hierbei erstreckt sich die Brennkammer 01 umlaufend um die Brennkammerachse 02, bzw. in diesem Fall der Rotorachse der Gasturbine. Am ström aufwärten Ende der Brennkammer 01 sind umlaufend um die Brennkammerachse eine Mehrzahl Brenner 04 angeordnet. Gegenüberliegend am stromabseitigen Ende befindet sich die Ausströmöffnung 05, welche 05 zugleich den Übergang in die nachfolgende Expansionsturbine darstellt.
[0046] Wesentliche Komponente der Brennkammer ist die Tragstruktur 11 , welche 11 im Fall der Ringbrennkammer aus einer von der Brennkammerachse 02 wegweisende Außenschale und einer zur Brennkammerachse 02 weisende Innenschale besteht.
[0047] Auf der zum Brennraum weisenden Innenseite der Tragstruktur 11 ist eine Mehrzahl Hitzeschildkacheln 06 sowie eine Mehrzahl weiterer Hitzeschildelemente angeordnet. Üblicherweise wird - bei Verwendung von Hitzeschildkacheln - in Umfangsrichtung betrachtet jeweils eine Reihe bis auf einen Sonderkachel von Hitzeschildkacheln gebildet. Dieses gilt sowohl auf bei der Innenschale als auch bei der Außenschale der Tragstruktur.
[0048] In der Figur 3 wird ein Abschnitt der Tragstruktur 11 mit den in der Tragstruktur 11 umlaufenden Haltenuten 12a, 12b, 13a, 13b skizziert. Dabei sind die Haltenuten 12, 13 in Richtung der Brennkammerachse 02 zueinander beabstandet. Weiterhin zu erkennen ist eine Hitzeschildkachel 06, wobei für den Betrieb der Brennkammer die Innenseite umlaufend von Hitzeschildkacheln - wie in Fig. 2 dargestellt - bedeckt ist.
Dabei ist vorgesehen, dass sich unter jeder Hitzeschildkachel 06 jeweils zwei Haltenuten 12, 13 befinden. D.h. in der Reihe Hitzeschildkacheln 06 - von der hier eine dargestellt ist - befinden sich die Haltenuten 12a und 12b, wobei für die nachfolgende Reihe Hitzeschildkacheln 06 - nicht dargestellt - die Haltenuten 13a und 13b vorgesehen sind.
[0050] Die Hitzeschildkacheln 06 werden dabei von Steinhaltern 07 fixiert, wobei diese in dieser Ansicht in Umfangsrichtung verschoben dargestellt sind. Hierzu wird auf die Figur 4 verwiesen, in der die Befestigung des Steinhalters 07 an einer Aussparung am Längsrand der Hitzeschildkachel 06 zu sehen ist. Das andere Ende des Steinhalters 07 gereift dabei in die Haltenut ein und ist somit in Umfangsrichtung verschiebbar, jedoch in radialer Richtung weitgehend festgelegt.
[0051] Die Ausführung der Haltenut 12, 13 ist offensichtlich und weist eine T-förmige Gestalt auf. Hierzu wird auf die Figur 5 verwiesen. Mittig der Haltenut 12, 13 befindet sich eine zur Innenseite der Brennkammer offene Aussparung 14. Beidseitig gegenüberliegend, angrenzend an die Aussparung 14 befindet sich ein Eingriffsabschnitt 15 beabstandet von der Oberseite der Tragstruktur 11 . Die Eingriffsabschnitt 15 werden jeweils zur Innenseite der Brennkammer von einem Halteabschnitt 16 der Tragstruktur 11 überdeckt. Dies ermöglicht den Eingriff von verbreiterten Abschnitten der Steinhalter 07 in die gegenüberliegenden Eingriffsabschnitte 15, wobei die Steinhalter sich ansonsten entlang der Aussparung 14 erstrecken.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Anordnung einer Kühlluftöffnung 17b, 18a als besondere Kühlluftbohrung auf der zur Innenseite weisenden Seite der Tragstruktur 11 . Hierzu ist in Fig. 5 zu erkennen, dass sich die Kühlluftöffnung 17b, 18a am Eingriffsabschnitt 15 befindet. [0053] In dieser bevorzugten Ausführung ist je Haltenut 12, 13 jeweils eine Kühlluftöffnung 17b, 18a vorgesehen. Jeweils ein innerer Eingriffsabschnitt 15i ist auf derjenigen Seite einer Haltenut 12, 13 angeordnet, welcher 15i in Achsrichtung betrachtet auf der zur Mitte der zugehörigen Hitzeschildkachel 06 weisenden Seite angeordnet ist. Analog ist ein äußerer Eingriffsabschnitt 15a auf derjenigen Seite einer Haltenut 12, 13 angeordnet, welcher 15a in Achsrichtung betrachtet auf der dem nächstliegenden Rand der Hitzeschildkachel 06 zuweisenden Seite angeordnet ist.
[0054] Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass sich die Kühlluftöffnungen 17b, 18a bei den äußeren Eingriffsabschnitten 15a befinden.
[0055] Zur Zuführung der Kühlluft zu den Kühlluftöffnungen 17b, 18b sind diese über Kühlluftpassagen 19 mit der Außenseite der Tragstruktur 11 verbunden.
In der Figur 6 wird nochmals ein Abschnitt der Brennkammer 01 in der Draufsicht skizziert. Zu erkennen ist im Teilschnitt rechts unten in der Darstellung die Tragstruktur 11 (in der Darstellung unten liegend). Weiterhin dargestellt ist auf linker Seite der Darstellung eine Hitzeschildkachel 06 und die rechte Seite der Darstellung ohne Hitzeschildkachel mit Blick auf die Tragstruktur 11 mit den Steinhaltern 07. In Umfangsrichtung erstecken sich die Haltenuten 12b, 13a mit der mittigen Aussparung 14 und den beidseitigen Eingriffsabschnitten 15. In den Eingriffsabschnitten 15 werden die Steinhalter 07 fixiert.
Wesentlich für die Erfindung ist die Anordnung der Kühlluftöffnungen 17b, 18a im Bereich der Eingriffsabschnitte 15, wobei hier vorgesehen ist, dass die Kühlluftöffnungen 17b, 18a immer in den äußeren Eingriffsabschnitten 15a angeordnet sind.
Weiterhin ergibt sich aus der Darstellung in Fig. 6 die Anordnung der Kühlluftöffnungen 17b, 18a in Umfangsrichtung in der Mitte einer zugehörigen Hitzeschildkachel 06 hier jeweils mittig zwischen zwei Steinhaltern 07.

Claims

Ansprüche Was beansprucht wird:
1 . Brennkammer (01 ) einer Gasturbine mit einer mittigen Brennkammerachse (02) und einer Innenseite und einer Außenseite umfassend
- eine Tragstruktur (11); und
- zumindest einen an einer stromaufwärtigen Seite angeordneten Brenner (04); und
- eine auf einer stromabwärtigen Seite angeordnete Ausströmöffnung (05); und
- eine Mehrzahl Hitzeschildkacheln (06) und weitere Hitzeschildelemente; und
- mehreren Haltenuten (12a, 12b, 13a, 13b), welche (12, 13) an der Innenseite in der Tragstruktur (11 ) umlaufend um die Brennkammerachse (02) in Achsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind und eine zur Innenseite offene Aussparung (14) und gegenüberliegende an die Aussparung angrenzende Eingriffsabschnitte (15i, 15a) aufweisen, wobei die Eingriffsabschnitte (15) jeweils zur Innenseite hin von Halteabschnitten (16) der Tragstruktur (11 ) überdeckt werden; und
- mehreren Steinhaltern (07), welche (07) in der jeweiligen Haltenut (12, 13) und an der zugehörigen Hitzeschildkachel (06) fixiert sind; und
- mehrere zur Innenseite offene Kühlluftöffnungen (17b, 18a) und weitere Kühlluftbohrungen, welche (17b, 18a) über die Tragstruktur (11 ) durchdringende Kühlluftpassagen (19) mit der Außenseite verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftöffnungen (17b, 18a) unter den Hitzeschildkacheln (06) im Bereich der Eingriffsabschnitte (15) angeordnet sind.
2. Brennkammer (01 ) nach Anspruch 1 , wobei die Kühlluftöffnungen (17b, 18a) von der jeweils benachbarten Aussparung (14) beabstandet sind.
3. Brennkammer (01 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei unter jeder Hitzeschildkachel (06) eine oder zwei Kühlluftöffnungen (17b, 18a) vorhanden sind.
4. Brennkammer (01 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei unter jeder Hitzeschildkachel (06) entweder eine Kühlluftöffnung (17b, 18a) oder je Haltenut (12, 13) eine Kühlluftöffnung (17b, 18a) vorhanden ist.
5. Brennkammer (01 ) nach einer der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein innenliegender Eingriffsabschnitt (15i) auf der zur Mitte der zugehörigen Hitzeschildkachel (06) und ein außenliegender Eingriffsabschnitt (15a) auf der von der Mitte wegweisenden Seite der zugehörigen
Hitzeschildkachel (06) angeordnet ist, wobei die Kühlluftöffnungen (17b, 18a) jeweils im außenliegenden Eingriffsabschnitt (15a) abgeordnet sind.
6. Brennkammer (01 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kühlluftöffnungen (17b, 18a) in Umfangsrichtung jeweils mittig unter der zugehörigen Hitzeschildkachel (06) angeordnet sind.
EP24765403.1A 2023-10-19 2024-09-02 Brennkammer einer gasturbine mit optimierter kühlung Pending EP4754444A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023210272.2A DE102023210272A1 (de) 2023-10-19 2023-10-19 Brennkammer einer Gasturbine mit optimierter Kühlung
PCT/EP2024/074390 WO2025082662A1 (de) 2023-10-19 2024-09-02 Brennkammer einer gasturbine mit optimierter kühlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4754444A1 true EP4754444A1 (de) 2026-06-10

Family

ID=92633846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24765403.1A Pending EP4754444A1 (de) 2023-10-19 2024-09-02 Brennkammer einer gasturbine mit optimierter kühlung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4754444A1 (de)
CN (1) CN122070445A (de)
DE (1) DE102023210272A1 (de)
WO (1) WO2025082662A1 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1672281A1 (de) 2004-12-16 2006-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelement
EP2270395B1 (de) * 2009-06-09 2015-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelementanordnung und Verfahren zur Montage eines Hitzeschildelementes
EP2423596A1 (de) * 2010-08-27 2012-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelement
DE102012018652B4 (de) 2012-09-20 2016-03-10 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Patronenanordnung mit Dichtring und Rührwerk mit derartiger Patronenanordnung
EP2711630A1 (de) * 2012-09-21 2014-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Kühlen einer Tragstruktur eines Hitzeschildes und Hitzeschild
WO2015022222A1 (de) 2013-08-15 2015-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschild mit mindestens einem helmholtzresonator
DE102014215034A1 (de) 2014-07-31 2016-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Abdeckkappe für eine Durchgriffsbohrung in einem Hitzeschild und ein in der Durchgriffsbohrung positionierbares Fixierelement sowie Hitzeschild mit einer Abdeckkappe
DE102015202570A1 (de) 2015-02-12 2016-08-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Abdichtung eines Randspalts zwischen Effusionsschindeln einer Gasturbinenbrennkammer
EP3309456A1 (de) 2016-10-13 2018-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelement mit kachel und träger
CN112539419B (zh) * 2020-12-18 2024-12-17 上海电气燃气轮机有限公司 一种热屏
EP4206532B1 (de) * 2021-12-30 2026-02-18 ANSALDO ENERGIA S.p.A. Brennkammer für ein gasturbinentriebwerk

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025082662A1 (de) 2025-04-24
CN122070445A (zh) 2026-05-19
DE102023210272A1 (de) 2025-04-24

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20260305

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR