RU2635744C2 - Теплозащитный экран с несущей структурой и способ охлаждения несущей структуры - Google Patents

Теплозащитный экран с несущей структурой и способ охлаждения несущей структуры Download PDF

Info

Publication number
RU2635744C2
RU2635744C2 RU2015114777A RU2015114777A RU2635744C2 RU 2635744 C2 RU2635744 C2 RU 2635744C2 RU 2015114777 A RU2015114777 A RU 2015114777A RU 2015114777 A RU2015114777 A RU 2015114777A RU 2635744 C2 RU2635744 C2 RU 2635744C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cold air
groove
heat shield
supporting structure
bar
Prior art date
Application number
RU2015114777A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015114777A (ru
Inventor
Андре КЛУГЕ
Штефан РАЙХ
Даниель ФОГТМАНН
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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 Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2015114777A publication Critical patent/RU2015114777A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2635744C2 publication Critical patent/RU2635744C2/ru

Links

Images

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
    • F23R3/002—Wall structures
    • 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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • 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
    • F23R3/007—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components
    • 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
    • F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05002—Means for accommodate thermal expansion of the wall liner
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к теплозащитному экрану для камеры сгорания газовой турбины с несущей структурой и некоторым количеством брусков теплозащитного экрана, фиксированных с возможностью разъединения на несущей структуре посредством держателей брусков. Каждый брусок теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей структуре холодную сторону и противоположную холодной стороне нагружаемую горячей средой горячую сторону. Каждый держатель брусков имеет по меньшей мере один удерживающий участок для крепления к бруску теплозащитного экрана и один участок крепления с возможностью его крепления на несущей структуре. Участок крепления можно фиксировать к проходящему в несущей структуре крепежному пазу. Для защиты от горячих газов предусмотрен по меньшей мере один канал для холодного воздуха. Дополнительно к крепежным пазам на несущей структуре расположен по меньшей мере один паз для холодного воздуха. Паз для холодного воздуха частично перекрыт, по меньшей мере, у фиксированных на несущей структуре брусков теплозащитного экрана в продольном направлении паза для холодного воздуха так, что образуется участок паза в форме канала, в который впадает по меньшей мере один канал холодного воздуха, поэтому вытекающий из канала холодного воздуха холодный воздух может поворачивать, по существу, в продольном направлении паза для холодного воздуха. Согласно изобретению теплозащитный экран обеспечивает охлаждение несущей структуры и предотвращает ее окалинообразование вследствие втягивания горячего газа. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к теплозащитному экрану с несущей структурой и способу охлаждения несущей структуры теплозащитного экрана.
Изобретение относится также к камере сгорания с таким теплозащитным экраном и к газовой турбине.
Во многих технических применениях используются теплозащитные экраны, которые должны противостоять нагретым от 1000 до 1600°C газам. В частности, газовые турбины, находящие применение в вырабатывающих электроэнергию электростанциях и в авиационных двигателях, имеют соответственно большие экранируемые теплозащитными экранами поверхности внутри камер сгорания. Из-за теплового расширения и из-за больших габаритных размеров теплозащитный экран должен состоять из множества отдельных, в целом, керамических брусков теплозащитного экрана, фиксированных на несущей структуре на некотором расстоянии друг от друга с достаточной щелью. Эта щель предоставляет достаточное для теплового расширения пространство элементам теплозащитного экрана. Однако, поскольку щель обеспечивает также непосредственный контакт горячих газообразных продуктов сгорания с металлической несущей структурой и с удерживающими элементами, в качестве контрмеры, через щель в направлении камеры сгорания подают холодный воздух.
Таким образом, известный теплозащитный экран содержит несущую структуру и некоторое количество брусков теплозащитного экрана, фиксированных с возможностью разъединения в несущей структуре посредством держателей бруска, причем каждый брусок теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей структуре холодную сторону и противоположную к холодной стороне, нагружаемую горячей средой горячую сторону. Каждый из держателей бруска имеет, по меньшей мере, один удерживающий участок для закрепления на бруске теплозащитного экрана и участок крепления с возможностью фиксации на несущей структуре. Участок крепления может крепиться к проходящему в несущей структуре крепежному пазу. Для защиты от нагретых газов в несущей структуре имеется, по меньшей мере, одно сверление для холодного воздуха.
Для крепления держателей бруска на несущей структуре, в ней могут быть предусмотрены охватывающие по окружности и параллельные крепежные пазы. В этом случае держатели бруска задвигают поочередно своими участками крепления в крепежные пазы, причем последующие держатели бруска блокируют положение прежде позиционированных держателей бруска. Вследствие этого охватывающий по окружности ряд брусков теплозащитного экрана может фиксироваться на несущей структуре внутри камеры сгорания газовой турбины.
Из публикации EP 701095 AI известен теплозащитный экран камеры сгорания газовой турбины с несущей структурой и с несколькими расположенными с возможностью разъединения на несущей структуре брусками теплозащитного экрана. Для защиты стенки камеры сгорания бруски теплозащитного экрана расположены, закрывая всю поверхность и оставляя щели для расширения на несущей структуре, причем каждый брусок теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей структуре холодную сторону и противоположную холодной стороне нагружаемую горячей средой - горячую сторону. Бруски теплозащитного экрана фиксированы при помощи соответственно двух металлических держателей бруска на несущей структуре. Для этого каждый держатель бруска содержит удерживающий участок в виде участка зацепления и участок крепления. В каждом бруске теплозащитного экрана на двух противоположных сторонах по периферии выполнены пазы или вырезы для фиксации, поэтому для удерживания бруска теплозащитного экрана участки зацепления держателей бруска могут входить в зацепление с расположенными напротив пазами для фиксации. Таким образом противоположно фиксированные к бруску теплозащитного экрана держатели бруска проводятся своим участком крепления в проходящий ниже бруска теплозащитного экрана крепежный паз в несущей структуре. Для защиты от нагретых газов участки зацепления металлических держателей бруска охлаждают. Для этого в держателях бруска в области удерживающего участка и в удерживающих фиксаторах брусков теплозащитного экрана выполнены отверстия, располагающиеся на одной прямой с расположенным в несущей структуре сверлением для холодного воздуха, поэтому холодный воздух, протекая из сверления для холодного воздуха по прямой линии, ударяется в холодную сторону участка зацепления.
Несмотря на такое известное охлаждение участков зацепления, согласно уровню техники, при подводе к теплозащитному экрану горячего газа может происходить втягивание горячего газа на участке щелей для расширения между брусками теплозащитного экрана. Затем горячий газ может распространяться ниже теплозащитного экрана и приводить к окалинообразованию несущей структуры.
Поэтому задача предложенного изобретения состоит в создании теплозащитного экрана с несущей структурой, газовой турбины с камерой сгорания с таким теплозащитным экраном и способ охлаждения несущей структуры, посредством которого можно особенно эффективно предотвращать окалинообразование несущей структуры вследствие втягивания горячего газа.
Задача решается согласно изобретению теплозащитным экраном прежде указанного вида посредством того, что дополнительно к крепежным пазам на несущей структуре расположен, по меньшей мере, один паз для холодного воздуха. Паз для холодного воздуха частично перекрыт, по меньшей мере, у фиксированных на несущей структуре брусков теплозащитного экрана в продольном направлении паза для холодного воздуха так, что образуется участок паза в виде канала, в который впадает, по меньшей мере, один канал холодного воздуха, поэтому холодный воздух, вытекающий из канала холодного воздуха, может проходить, по существу, в продольном направлении паза для холодного воздуха.
При помощи теплозащитного экрана согласно изобретению обеспечивается охлаждение несущей структуры. Для этого холодный воздух образует посредством компоновки канала холодного воздуха и частично перекрытого паза для холодного воздуха направление истечения, предотвращающее ударное охлаждение брусков теплозащитного экрана. Вследствие этого можно свободно выбирать компоновку и ход, по меньшей мере, одного паза для холодного воздуха и, в частности, проводить также ниже брусков теплозащитного экрана вдоль особенно важных для крепления брусков теплозащитного экрана участков несущей структуры. Тем самым обеспечивается особенно эффективное охлаждение несущей структуры. Холодный воздух, текущий из канала холодного воздуха, может быть повернут посредством перекрытия в продольном направлении паза для холодного воздуха и выходить вследствие этого из паза для холодного воздуха вниз по потоку перекрытия с составляющей скорости в продольном направлении паза для холодного воздуха.
Такое косое направление истечения холодного воздуха из паза для холодного воздуха обеспечивает предпочтительное введение холодного воздуха, предотвращая ударное охлаждение брусков теплозащитного экрана. В частности, паз для холодного воздуха может проходить в несущей структуре ниже бруска теплозащитного экрана и подавать холодный воздух в зазор ниже бруска теплозащитного экрана. Понятие "Зазор ниже брусков теплозащитного экрана и выше несущей структуры" означает при этом зазор, продолжающийся от холодной стороны брусков теплозащитного экрана до обращенной к холодной стороне брусков теплозащитного экрана поверхности несущей структуры. Понятие "Несущая структура ниже бруска теплозащитного экрана" означает участок несущей структуры, к которому обращена холодная сторона бруска теплозащитного экрана.
В несущей структуре могут располагаться несколько согласно изобретению пазов для холодного воздуха, распределенных, на несущей структуре, например, в ряд друг с другом, или отдельно друг от друга. По меньшей мере, один паз для холодного воздуха может проходить, например, параллельно дну паза крепежного паза или внутри него. Однако он может располагаться в другом участке несущей структуры. При этом холодный воздух может направляться предпочтительно к охлаждаемому участку несущей структуры. Например, паз для холодного воздуха может проходить, по существу, по центру под бруском теплозащитного экрана в участке, в котором на несущей структуре фиксирован своим участком крепления, по меньшей мере, один держатель бруска. Повреждение этого участка влечет за собой в противном случае потерю бруска теплозащитного экрана, фиксированного держателем бруска. Паз для холодного воздуха может иметь прямой или другой ход. Однако, предпочтительно, если ход является прямым, так как такой паз для холодного воздуха можно особенно просто выполнять в несущей структуре. Если паз для холодного воздуха имеет кривой ход, то продольное направление паза для холодного воздуха показывает направление соответствующей касательной к ходу паза для холодного воздуха.
Согласно изобретению паз для холодного воздуха частично перекрыт в продольном направлении, так что образуется участок паза в виде канала. Вместо понятия "перекрыт" можно использовать также понятие "прикрыт". Участок паза в виде канала, по существу, закрыт, так что текущий из канала холодного воздуха холодный воздух можно эффективно поворачивать в паз для холодного воздуха.
Согласно изобретению теплозащитный экран можно реализовать, например, посредством того, что в несущей структуре выполняют канал холодного воздуха и продолжающийся до него паз для холодного воздуха, так что канал холодного воздуха впадает в паз, а паз для холодного воздуха, отходя от канала холодного воздуха, частично перекрывают. Вследствие своей простой конструкции изобретение также подходит, в частности, для дополнительного выполнения паза для холодного воздуха в уже установленном теплозащитном экране. В этом случае для реализации согласно изобретению теплозащитного экрана может использоваться уже имеющийся в несущей структуре канал холодного воздуха.
Предпочтительно может быть предусмотрено, что не перекрытый участок паза для холодного воздуха у расположенных на несущей структуре брусков теплозащитного экрана проходит ниже холодной стороны бруска теплозащитного экрана и вне выступающего от держателей бруска участка. Вследствие этого, холодный воздух, вытекающий из паза для холодного воздуха, может проникать в зазор ниже теплозащитного экрана и распределяться там. Это эффективно охлаждает участок несущей структуры ниже бруска теплозащитного экрана. Холодный воздух сразу не удаляется через расположенные между брусками теплозащитного экрана щели для расширения.
Предпочтительно паз для холодного воздуха может быть выполнен в дне паза крепежного паза. Это особенно эффективно обеспечивает охлаждение боковых стенок крепежного паза, служащего для крепления держателей бруска на несущей структуре.
Далее можно предпочтительно предусмотреть, что перекрытие реализовано посредством участка крепления держателя бруска. Это осуществление изобретения имеет особенно легко реализуемую конструкцию. Для этого перекрытие паза для холодного воздуха производят при компоновке бруска теплозащитного экрана на несущей структуре, причем удерживающий брусок теплозащитного экрана держатель бруска приводят в зацепление с крепежным пазом и задвигают по пазу для холодного воздуха так, чтобы он был частично перекрыт в продольном направлении. В этом выполнении исключаются дополнительные элементы для перекрытия паза для холодного воздуха. Это уменьшает издержки такого теплозащитного экрана.
Предпочтительный усовершенствованный вариант изобретения может предусматривать, что не перекрытый участок паза для холодного воздуха проходит в дне паза крепежного паза на участке между двумя участками крепления двух противоположных держателей бруска. Компоновка паза для холодного воздуха согласно этому усовершенствованному варианту особенно хорошо подходит для охлаждения предусмотренных для крепления держателей бруска краев крепежного паза. Согласно этому усовершенствованному варианту, паз для холодного воздуха проходит у фиксированных на несущей структуре брусков теплозащитного экрана, по существу, по центру, под бруском теплозащитного экрана.
Предпочтительно в несущей структуре могут располагаться, по меньшей мере, два, проходящих рядом паза для холодного воздуха, причем соответствующее перекрытие пазов для холодного воздуха расположено на противоположных концах обоих пазов для холодного воздуха. Вследствие этого вытекающий из обоих пазов для холодного воздуха холодный воздух протекает в противоположном направлении. Этот усовершенствованный вариант изобретения обеспечивает равномерное распределение холодного воздуха по участку несущей структуры.
Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что канал холодного воздуха впадает, по существу, вертикально к продольному направлению паза для холодного воздуха в него. Такую ориентацию канала холодного воздуха можно особенно просто выполнить в несущей структуре. Текущий из канала холодного воздуха холодный воздух ударяется вследствие этого вертикально в расположенную напротив выходного отверстия боковую стенку участка паза в виде канала и поворачивает в продольном направлении паза для холодного воздуха. Под боковой стенкой может подразумеваться обращенная к дну паза для холодного воздуха нижняя сторона держателя бруска.
Также предпочтительно, паз для холодного воздуха располагается, по существу, по центру под бруском теплозащитного экрана. Это выполнение изобретения обеспечивает особенно длительное время нахождения холодного воздуха под теплозащитным экраном при предотвращении ударного охлаждения бруска теплозащитного экрана. Тем самым обеспечивается эффективное охлаждение расположенной под теплозащитным экраном несущей структуры, прежде чем холодный воздух выйдет через компенсационные зазоры между брусками теплозащитного экрана.
Другой задачей изобретения является создание способа охлаждения несущей структуры известного теплозащитного экрана, при помощи которого можно особенно эффективно предотвращать окалинообразование несущей структуры вследствие втягивания горячего газа.
Для этого дополнительно к крепежным пазам в несущей структуре выполняют, по меньшей мере, один другой паз в качестве паза для холодного воздуха. Впадающий в паз для холодного воздуха канал холодного воздуха выполняют в несущей структуре или он уже расположен в ней. Паз частично перекрывают в продольном направлении так, что вытекающий из канала холодного воздуха холодный воздух может быть повернут посредством перекрытия в продольном направлении паза для холодного воздуха. Это обеспечивает особенно эффективное охлаждение несущей структуры, предотвращая ударное охлаждение брусков теплозащитного экрана.
Преимущества и возможности осуществления способа следуют из описания и аналогичны теплозащитному экрану.
Согласно изобретению способом можно особенно эффективно охлаждать несущую структуру, в частности, на участках крепления держателей бруска. Способ можно применять, например, в рамках технического обслуживания уже установленного теплозащитного экрана, выполняя в несущей структуре дополнительно к крепежным пазам, по меньшей мере, один другой паз в качестве паза для холодного воздуха и, выполняя его согласно пункту 9 формулы изобретения.
Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту способа может быть предусмотрено, что паз для холодного воздуха выполняют в несущей структуре на участке удаленного бруска теплозащитного экрана, поэтому холодный воздух, вытекающий из паза для холодного воздуха вниз по потоку перекрытия у установленного бруска теплозащитного экрана может проникать в зазор между холодной стороной бруска теплозащитного экрана и несущей структурой. При этом может быть предпочтительно предусмотрено, что паз для холодного воздуха выполняют в дне паза крепежного паза.
Дня перекрытая паза для холодного воздуха, можно, например, задвинуть, по меньшей мере, один держатель бруска участком крепления через паз для холодного воздуха, так чтобы частично перекрыть его в продольном направлении. Не перекрытый участок паза для холодного воздуха продолжается, по существу, по центру под бруском теплозащитного экрана, фиксированным держателем бруска.
При этом понятие "по центру" нельзя истолковывать в узком смысле. Он обозначает участок, который не находится ниже участка края бруска теплозащитного экрана.
Другая задача изобретения состоит в создании камеры сгорания и газовой турбины, по меньшей мере, с одной камерой сгорания, обеспечивающей особенно эффективное охлаждение несущей структуры охваченного камерой сгорания теплозащитного экрана.
Указанная задача решается согласно изобретению при выполнении теплозащитного экрана согласно любому из п.п. 1-8 формулы изобретения.
Другие целесообразные выполнения и преимущества изобретения являются предметом описания примеров выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, причем одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаково функционирующие элементы. На чертежах показаны:
фиг. 1. Схематическое изображение паза для холодного воздуха и держателя бруска согласно изобретению теплозащитного экрана согласно примеру выполнения в перспективном виде,
фиг. 2. Фрагмент согласно изобретению теплозащитного экрана на участке крепежного паза и изображенного на фиг. 1 паза для холодного воздуха в схематическом виде в разрезе, и фиг. 3. изображенный на фиг. 2 фрагмент, вид сверху.
На фиг. 1 схематически показан паз 1 для холодного воздуха и держатель 2 бруска согласно примеру выполнения соответствующего изобретению теплозащитного экрана. Держатель 2 бруска содержит удерживающий участок 3, расположенный ортогонально на участке 4 крепления. Участок 4 крепления расширен на противоположном удерживающему участку 3 конце, так что образован так называемый "башмак" 5. Паз 1 для холодного воздуха продолжается в продольном направлении 7, причем паз для холодного воздуха частично перекрыт в продольном направлении 7 участком 4 крепления, поэтому частично перекрытый участок паза для холодного воздуха образует участок 8 паза в виде канала. Канал 9 холодного воздуха впадает в участок 8 паза в виде канала. Канал 9 холодного воздуха впадает вертикально к продольному направлению 7 в паз для холодного воздуха. Холодный воздух, протекающий в направлении 12 потока через канал 9 холодного воздуха, попадает в участок 8 паза в виде канала и проходит вследствие перекрытия паза для холодного воздуха через держатель 2 бруска в продольном направлении 7 паза для холодного воздуха так, что холодный воздух выходит из паза для холодного воздуха в направлении 14 истечения вниз по потоку участка 8 паза в виде канала. При этом поток холодного воздуха имеет составляющую скорости в продольном направлении 7 паза для холодного воздуха. Такое косое направление 14 истечения холодного воздуха из паза для холодного воздуха обеспечивает предпочтительное введение холодного воздуха, предотвращая ударное охлаждение структур выше паза для холодного воздуха.
На фиг. 2 показан вид в разрезе фрагмента согласно изобретению теплозащитного экрана 15 на участке изображенного на фиг. 1 паза для холодного воздуха. Теплозащитный экран 15 содержит несущую структуру 16, причем разрез вида проходит через выполненный в несущей структуре 16 крепежный паз 18. На изображенном виде в крепежном пазу 18 расположен держатель 2а бруска и держатель 2b бруска. Держатели 2а, 2b бруска опираются соответственно своим участком 4 крепления на дно 19 крепежного паза 18.
В изображенном примере выполнения расширенный участок участка 4 крепления, так называемый "башмак" держателя бруска, входит для крепления держателей бруска 2а, 2b в несущей структуре 16с с ограниченным допуском в проходящее параллельно к поверхности несущей структуры расширение дна канавки. Не расширенный участок участка 4 крепления может беспрепятственно приподниматься в крепежном пазу 18. При этом соответственно расположенные вертикально на участке 4 крепления удерживающие участки 3 держателей бруска выступают из крепежного паза 18 и фиксируют не изображенный брусок теплозащитного экрана. Так как держатели бруска состоят в целом из металла, брусок теплозащитного экрана, фиксированный держателями бруска, можно упруго фиксировать вследствие этого в крепежном пазу 18.
В несущей структуре 16 в дне 19 паза крепежного паза 18 выполнен паз 1 для холодного воздуха. В изображенном положении держателя 2а бруска он частично перекрывается участком 4 крепления в продольном направлении 7 паза 1 для холодного воздуха. Не перекрытый участок паза 1 для холодного воздуха проходит вследствие этого в дне 19 крепежного паза 18 на участке между двумя участками 4 крепления двух противоположных держателей 2а, 2b бруска и ниже холодной стороны бруска теплозащитного экрана (не изображено на чертеже), фиксированного обоими держателями бруска, и вне выступающего из держателей 2а, 2b бруска участка. В изображенном примере выполнения паз 1 для холодного воздуха проходит также, по существу, по центру под одним из брусков теплозащитного экрана (не изображено на чертеже), фиксированных держателями 2а, 2b бруска.
Посредством перекрытия образован участок паза 18 в виде канала. В него впадает вертикально к продольному направлению 7 канал 9 холодного воздуха. Поток холодного воздуха, протекающий в направлении 12 потока через канал 9 холодного воздуха, поворачивает посредством перекрытия в продольном направлении 7 паза 1 для холодного воздуха и выходит вниз по потоку перекрытия из паза 1 для холодного воздуха в направлении 14 истечения, обозначенное в качестве примера при помощи стрелки. В бруске теплозащитного экрана, фиксированном в держателях 2а, 2b бруска, холодный воздух входит в зазор между холодной стороной бруска теплозащитного экрана и несущей структурой, что обеспечивает эффективное охлаждение несущей структуры. При этом надежно предотвращается ударное охлаждение бруска теплозащитного экрана.
На фиг. 3 показан вид сверху изображенного на фиг.2 примера выполнения. В этом изображении, дополнительно к изображенному на фиг. 2 пазу 1 для холодного воздуха, в дне 19 крепежного паза 18 расположен другой паз 22 для холодного воздуха. Оба паза 1, 22 для холодного воздуха проходят рядом в несущей структуре, причем их перекрытия расположены в противоположных концах пазов для холодного воздуха. Вследствие этого выходящий из обоих пазов для холодного воздуха холодный воздух протекает в противоположных направлениях 14а, 14b и равномерно распределяется по участкам края крепежного паза 18, служащего для крепления держателей 2а, 2b бруска. Это особенно эффективно предотвращает потерю бруска теплозащитного экрана, фиксированного держателями бруска.

Claims (12)

1. Теплозащитный экран (15) для камеры сгорания газовой турбины с несущей структурой (16) и некоторым количеством брусков теплозащитного экрана, фиксированных с возможностью разъединения на несущей структуре (16) посредством держателей (2, 2a, 2b) брусков, причем каждый брусок теплозащитного экрана имеет обращенную к несущей структуре (16) холодную сторону и противоположную холодной стороне нагружаемую горячей средой горячую сторону, а каждый держатель (2, 2a, 2b) брусков имеет по меньшей мере один удерживающий участок (3) для крепления к бруску теплозащитного экрана и один участок (4) крепления с возможностью его крепления на несущей структуре (16), причем участок (4) крепления выполнен с возможностью фиксирования к проходящему в несущей структуре (16) крепежному пазу (18), причем для защиты от горячих газов предусмотрен по меньшей мере один канал (9) для холодного воздуха, отличающийся тем, что дополнительно к крепежным пазам (18) на несущей структуре (16) расположен по меньшей мере один паз (1, 22) для холодного воздуха, причем паз (1, 22) для холодного воздуха частично перекрыт, по меньшей мере, у фиксированных на несущей структуре (16) брусков теплозащитного экрана в продольном направлении (7) паза (1, 22) для холодного воздуха таким образом, что образуется участок паза (8) в виде канала, в который впадает по меньшей мере один канал (9) холодного воздуха так, что вытекающий из канала (9) холодного воздуха холодный воздух может поворачивать, по существу, в продольном направлении (7) паза (1, 22) для холодного воздуха, причем неперекрытый участок паза (1, 22) для холодного воздуха у расположенных на несущей структуре (16) брусков теплозащитного экрана проходит ниже холодной стороны бруска теплозащитного экрана и вне выступающего от держателей (2, 2a, 2b) брусков участка.
2. Теплозащитный экран (15) по п. 1, отличающийся тем, что паз (1, 22) для холодного воздуха выполнен в дне (19) крепежного паза (18).
3. Теплозащитный экран (15) по п. 2, отличающийся тем, что перекрытие выполнено посредством участка (4) крепления держателя (2, 2a, 2b) бруска.
4. Теплозащитный экран (15) по п. 2 или 3, отличающийся тем, что неперекрытый участок паза (1, 22) для холодного воздуха проходит в дне (19) крепежного паза (18) на участке между двумя участками (4) крепления двух противоположных держателей (2a, 2b) брусков.
5. Теплозащитный экран (15) по п. 1, отличающийся тем, что в несущей структуре (16) расположены по меньшей мере два проходящих рядом паза (1, 22) для холодного воздуха, перекрытия которых расположены на противоположных концах пазов (1, 22) для холодного воздуха.
6. Теплозащитный экран (15) по п. 1, отличающийся тем, что канал (9) холодного воздуха впадает, по существу, вертикально к продольному направлению (7) паза (1, 22) для холодного воздуха и в него.
7. Теплозащитный экран (15) по любому из пп. 1-3, 5, 6, отличающийся тем, что паз (1, 22) для холодного воздуха расположен, по существу, по центру под бруском теплозащитного экрана.
8. Способ охлаждения несущей структуры (16) теплозащитного экрана (15), содержащего несколько фиксированных с возможностью разъединения на несущей структуре (16) брусков теплозащитного экрана, причем бруски теплозащитного экрана можно фиксировать на несущей структуре (16) в крепежных пазах (18) посредством держателей (2a, 2b) брусков, отличающийся тем, что дополнительно к крепежным пазам (18) в несущей структуре (16) выполняют по меньшей мере один другой паз в качестве паза (1, 22) для холодного воздуха, причем по меньшей мере один впадающий в паз (1, 22) для холодного воздуха канал (9) холодного воздуха выполняют в несущей структуре (16) или он уже расположен в ней, и паз (1, 22) для холодного воздуха частично перекрывают в продольном направлении (7) так, что вытекающий из канала (9) холодного воздуха холодный воздух можно поворачивать посредством перекрытия в продольном направлении (7) паза для холодного воздуха, и паз (1, 22) для холодного воздуха выполняют в дне (19) паза крепежного паза (18).
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что паз (1, 22) для холодного воздуха выполняют в несущей структуре (16) на участке удаленного бруска теплозащитного экрана, при этом холодный воздух, вытекающий из паза (1, 22) для холодного воздуха вниз по потоку перекрытия у установленного бруска теплозащитного экрана, может проникать в зазор между холодной стороной бруска теплозащитного экрана и несущей структурой (16).
10. Способ по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что для перекрытия паза (1, 22) для холодного воздуха по меньшей мере один держатель (2, 2a, 2b) бруска задвигают его участком (4) крепления через паз (1, 22) для холодного воздуха так, что он частично перекрыт в продольном направлении (7), а неперекрытый участок (1, 22) паза для холодного воздуха продолжается, по существу, по центру под бруском теплозащитного экрана фиксированным держателем (2, 2a, 2b) бруска.
11. Камера сгорания, облицованная защитным экраном (15), отличающаяся тем, что защитный экран (15) выполнен по любому из пп. 1-7.
12. Газовая турбина по меньшей мере с одной камерой сгорания, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна камера сгорания выполнена по п. 11.
RU2015114777A 2012-09-21 2013-09-17 Теплозащитный экран с несущей структурой и способ охлаждения несущей структуры RU2635744C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12185436.8A EP2711634A1 (de) 2012-09-21 2012-09-21 Hitzeschild mit einer Tragstruktur und Verfahren zum Kühlen der Tragstruktur
EP12185436.8 2012-09-21
PCT/EP2013/069219 WO2014044656A2 (de) 2012-09-21 2013-09-17 Hitzeschild mit einer tragstruktur und verfahren zum kühlen der tragstruktur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015114777A RU2015114777A (ru) 2016-11-10
RU2635744C2 true RU2635744C2 (ru) 2017-11-15

Family

ID=46963541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114777A RU2635744C2 (ru) 2012-09-21 2013-09-17 Теплозащитный экран с несущей структурой и способ охлаждения несущей структуры

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150241061A1 (ru)
EP (2) EP2711634A1 (ru)
KR (1) KR20150058231A (ru)
CN (1) CN104662367B (ru)
RU (1) RU2635744C2 (ru)
WO (1) WO2014044656A2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015206033A1 (de) 2015-04-02 2016-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Steinhalter
EP3366461A1 (en) 2017-02-23 2018-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Composite material for turbo machine applications and corresponding method
CN113685287B (zh) * 2021-10-26 2022-02-01 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种用于发动机二元喷管隔热屏的热补偿浮动结构
EP4206532A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-05 ANSALDO ENERGIA S.p.A. Combustion chamber for a gas turbine engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0224817A1 (de) * 1985-12-02 1987-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildanordnung, insbesondere für Strukturteile von Gasturbinenanlagen
RU2088836C1 (ru) * 1990-11-29 1997-08-27 Сименс АГ Теплозащитный экран
EP1701095A1 (de) * 2005-02-07 2006-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschild
US20090202956A1 (en) * 2006-08-07 2009-08-13 Alstom Technology Ltd Combustion chamber of a combustion system
US20090199837A1 (en) * 2006-08-07 2009-08-13 Alstom Technology Ltd Combustion chamber of a combustion system
RU2364793C2 (ru) * 2004-01-27 2009-08-20 Сименс Акциенгезелльшафт Теплозащитный экран, элемент теплозащитного экрана, удерживающий элемент, камера сгорания с теплозащитным экраном, жаровая труба и газовая турбина

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870818A (en) * 1986-04-18 1989-10-03 United Technologies Corporation Fuel nozzle guide structure and retainer for a gas turbine engine
US4820097A (en) * 1988-03-18 1989-04-11 United Technologies Corporation Fastener with airflow opening
EP0419487B1 (de) * 1988-06-13 1994-11-23 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildanordnung mit geringem kühlfluidbedarf
US5431020A (en) * 1990-11-29 1995-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Ceramic heat shield on a load-bearing structure
EP1064510B1 (de) * 1998-03-19 2002-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Wandsegment für einen brennraum sowie brennraum
DE19915049A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-05 Abb Alstom Power Ch Ag Hitzeschild für eine Gasturbine
EP1126221A1 (de) * 2000-02-17 2001-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Gepolsterter Hitzeschildstein zur Auskleidung einer Gasturbinenbrennkammerwand
US6718770B2 (en) * 2002-06-04 2004-04-13 General Electric Company Fuel injector laminated fuel strip
EP2261564A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelementanordnung mit Schraubeneinfädelmittel und Verfahren zur Montage eines Hitzeschildelementes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0224817A1 (de) * 1985-12-02 1987-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildanordnung, insbesondere für Strukturteile von Gasturbinenanlagen
RU2088836C1 (ru) * 1990-11-29 1997-08-27 Сименс АГ Теплозащитный экран
RU2364793C2 (ru) * 2004-01-27 2009-08-20 Сименс Акциенгезелльшафт Теплозащитный экран, элемент теплозащитного экрана, удерживающий элемент, камера сгорания с теплозащитным экраном, жаровая труба и газовая турбина
EP1701095A1 (de) * 2005-02-07 2006-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschild
US20090202956A1 (en) * 2006-08-07 2009-08-13 Alstom Technology Ltd Combustion chamber of a combustion system
US20090199837A1 (en) * 2006-08-07 2009-08-13 Alstom Technology Ltd Combustion chamber of a combustion system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150058231A (ko) 2015-05-28
US20150241061A1 (en) 2015-08-27
CN104662367A (zh) 2015-05-27
WO2014044656A2 (de) 2014-03-27
RU2015114777A (ru) 2016-11-10
WO2014044656A3 (de) 2014-05-15
EP2711634A1 (de) 2014-03-26
EP2883003B1 (de) 2016-12-14
EP2883003A2 (de) 2015-06-17
CN104662367B (zh) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2635744C2 (ru) Теплозащитный экран с несущей структурой и способ охлаждения несущей структуры
US8282342B2 (en) Vane
RU2635742C2 (ru) Теплозащитный экран с устройством для охлаждения его несущей конструкции
RU2516713C2 (ru) Система теплозащитного экрана с элементами для вхождения винтов и способ монтажа элемента теплозащитного экрана
RU2324057C2 (ru) Корпус статора турбомашины
US8006498B2 (en) Combustion chamber of a combustion system
RU2518991C2 (ru) Узел подвески турбореактивного двигателя летательного аппарата
RU2547351C2 (ru) Осевая газовая турбина
JP5821550B2 (ja) 燃焼器ライナ
JP2005054793A (ja) 燃焼器の断熱シールドパネルおよび断熱シールドパネルとシェルとの組み合わせ
RU2088836C1 (ru) Теплозащитный экран
CA2926366C (en) Combustor dome heat shield
RU2011107439A (ru) Теплообменник, монтируемый на обшивке самолета, и его применение
RU2014141355A (ru) Элемент теплозащитного экрана для обвода воздуха компрессора вокруг камеры сгорания
RU2006130737A (ru) Теплозащитный экран, элемент теплозащитного экрана, удерживающий элемент, камера сгорания с теплозащитным экраном, жаровая труба и газовая турбина
KR20080076951A (ko) 일체 부착형 플랜지를 구비한 열 차폐부
RU2634992C2 (ru) Удерживающий элемент для удерживания кирпича теплозащитного экрана и способ охлаждения несущей структуры теплозащитного экрана
CN104285040B (zh) 用于燃气轮机的轴向的转子部段和涡轮机转子叶片
US8979482B2 (en) Gas turbine of the axial flow type
US9217568B2 (en) Combustor liner with decreased liner cooling
EP2894301A1 (en) Stator heat shield segment
RU2018122483A (ru) Устройство проточного охлаждения, способ охлаждения металлической полосы, линия термообработки металлической полосы, способ термообработки металлической полосы
US9932900B2 (en) Thermal protection device for equipment in a turbomachine engine compartment
RU2561957C2 (ru) Элемент теплозащитного экрана
RU2010148725A (ru) Осевая газовая турбина

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190918