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DE2161644A1 - Brennkammer für Gasturbinen - Google Patents

Brennkammer für Gasturbinen

Info

Publication number
DE2161644A1
DE2161644A1 DE19712161644 DE2161644A DE2161644A1 DE 2161644 A1 DE2161644 A1 DE 2161644A1 DE 19712161644 DE19712161644 DE 19712161644 DE 2161644 A DE2161644 A DE 2161644A DE 2161644 A1 DE2161644 A1 DE 2161644A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
pipe sections
smooth
walled
corrugated
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
DE19712161644
Other languages
English (en)
Inventor
Serafino M. Media; Carlson Carl W. Holmes; Pa. DeCorso (V.St.A.)
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.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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 Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE2161644A1 publication Critical patent/DE2161644A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/06Arrangement of apertures along the flame tube
    • F23R3/08Arrangement of apertures along the flame tube between annular flame tube sections, e.g. flame tubes with telescopic sections

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)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

?ATE HTASWAIT
DJPL·. ING. K. HOLZEU
«9 AuQSBUKG
-STRAJSB U
W.557
Augsburg, den 10. Dezember 1971
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania I5 222, V.St.A.
Brennkammer für Gasturbinen
Die Erfindung betrifft Brennkammern für Gasturbinen, mit glattwandigen Rohrabschnitten, welche zusammen eine konische Brennkammer bilden, die an ihrem engen Ende mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung versehen ist und an ihrem weiten Ende für den Austritt der Verbrennungsgase offen ist, wobei die glattwandigen Rohrabschnitte durch in Umfangs-
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richtung gewellte Rohrabschnitte untereinander verbunden und in gegenseitigem Abstand voneinander gehaltert sind.
Brennkammern von Gasturbinen müssen während langer Zeitspannen hohe Temperaturen aushalten können.
Aus. der US-PS 2 610 467 ist eine stufenförmig ausgebildete Brennkammer bekannt, bei welcher zwischen einander benachbarten Wandungsteilen gewellte Distanzstücke angeordnet sind. Bei dieser bekannten Anordnung wird Kühlluft aus einem Speicherraum durch axiale Kanäle in den gewellten Distanzstücken hindurchgeleitet. Diese verhältnismäßig kühle Luft isoliert die Innenfläche der Brennkammerwand gegenüber den heißen Verbrennungsgasen·
Brennkammern sind umso höherer Wärmebeanspruchung ψ ausgesetzt, je höher die Temperatur der Brennkammerwandungen während des normalen Betriebes ist. Das macht eine ständige Wartung mit regelmäßigen Inspektionen der Brennkammer erforderlich, um deren Betriebszuverlässigkeit zu erhalten. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist es erwünscht, daß Gasturbinenanlagen mit den höchstmöglichen Temperaturen betrieben
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werden. Darüberhinaus sollen aus Kostengründen Schweröle verbrannt werden, welche einen hohen Gehalt an Verunreinigungen aufweisen. Schweröle strahlen jedoch wesentlich mehr Wärme an die Brennkammerwände ab und führen deshalb zu einer wesentlich geringeren Brennkammerlebensdauer und -zuverlässigkeit.
Es sind bereits Brennkammern aus feuerfestem Material bzw. Keramik bekannt, welche bei höheren Temperaturen arbeiten können. Die hohen Gasgeschwindigkeiten und starken Pulsationen in den Brennkammern haben jedoch bislang eine kommerzielle Anwendung von Brennkammern aus feuerfestem Material verhindert.
Es ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, den Brennkammern mehr Kühlluft zuzuführeno Das führt jedoch zu einer verringerung des Gesamtwirkungsgrades der Gasturbinenanlage und hat außerdem eine nachteilige Auswirkung auf die Temperaturverteilung der den Turbinenschaufeln zugeführten Gase, da sich zwischen den Schaufelspitzen, zu welchen die kühlere Luft gelangt, und den Schaufelmitten ein starkes Temperaturgefälle ergibt, welches starke wärmespannungen verursacht.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine einfach aufgebaute Brennkammer zu schaffen, welche während langer Zeitspannen mit hohen Temperaturen betrieben werden kann.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Brennkammer für Gasturbinen, mit glattwandigen Rohrabschnitten, welche zusammen eine konische Brennkammer bilden, die an ihrem engen Ende mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung versehen ist und an ihrem weiten Ende für den Austritt der Verbrennungsgase offen ist, wobei die glattwandigen Rohrabschnitte durch in Umfangsrichtung gewellte Rohrabschnitte untereinander verbunden und in gegenseitigem Abstand voneinander gehaltert sind. Eine derartige Brennkammer ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einige der glattwandigen und der gewellten Rohrabschnitte in axialer Richtung mindestens bis zu den Enden der entsprechenden benachbarten Rohrabschnitte erstrecken, wobei die Enden der gewellten Rohrabschnitte etwa in der Mitte zwischen den axialen Enden der glattwandigen Rohrabschnitte liegen und dadurch eine Doppelwandanordnung mit zwischen den glattwandigen
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und den gewellten Rohrabschnitten gelegenen axialen Einlaßkanälen bilden, welche Luft in die Brennkammer leiten sowie eine schnelle Kühlluftströmung an der Außenseite und einen Hitzeschild an der Innenseite der inneren Brennkammerwand erzeugen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Teil der oberen Hälfte einer Gasturbinenanlage, welche mit der Brennkammer nach der Erfindung ausgerüstet ist,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnitt
darstellung der in Fig. 1 gezeigten Brennkammer nach der Erfindung,
Fig. J5 einen Querschnitt auf der
Linie III-III in Fig. 2, und
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Pig. 4 in perspektivischer Dar
stellung einen Teil der in Fig. 2 dargestellten Brennkammer nach der Erfindung.
Ein in Fig. 1 dargestellter Teil einer Gasturbinenanlage 10 weist eine Brennkammer 11, einen Axialverdich- % ter 12, welcher der Brennkammer 11 Luft zuführt, sowie eine Turbine Ik auf, welche mit der Brennkammer 11 verbunden ist und aus dieser heiße Verbrennungsgase zum Antrieb der Gasturbinenanlage empfängt.
Der Axialverdichter 12 weist einen mehrstufigen Rotor 15 auf, welcher mit einem Stator 16 mit gleich großer Stufenzahl zusammenwirkt und die durch ihn hindurchgeführte Luft auf einen für die Verbrennung in der Brenn- ^ kammer 11 geeigneten Druck verdichtet· Die Luft strömt aus dem Verdichter 12 durch ein ringförmiges Diffusorteil 17 hindurch in einen Speicherraum 18 ein, welcher teilweise von einem Gehäuse 19 umschlossen ist. Das Gehäuse 19 weist einen kreiszylindrischen, zur Drehachse RR1 der Gasturbinenanlage 10 konzentrischen
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Mantel, außerdem ein mit dem äußeren Gehäuse des Verdichters 12 verbundenes vorderes gewölbtes Wandteil sowie ein mit dem äußeren Gehäuse der Turbine 14 verbundenes hinteres Ringwandteil 22 auf.
Die Turbine 14 weist eine Vielzahl von Expansionsstufen auf, die von einer Vielzahl von Leitschaufelkränzen 24 und einer gleichen Anzahl von an dem Turbinenrotor 26 angebrachten Laufschaufelkränζen 25 gebildet werden. Der Turbinenrotor 26 und der Verdichterrotor sind über eine Hohlwelle 27 miteinander verbunden. Ein rohrförmiges Verkleidungsteil 28 umschließt die Welle und bildet für die von dem Diffusorteil 17 her in den Speicherraum 1δ eintretende Luft eine glatte Strömungsfläche.
Innerhalb des Gehäuses 19 ist eine Vielzahl von teleskopartig abgestuften Rohr-Brennkammern 11 angeordnet. Die Brennkammern 11 sind ringförmig um die Mittellinie der Gasturbinenanlage herum mit jeweils gleichem Abstand voneinander innerhalb des Gehäuses 19 angeordnet.
Da die Brennkammern 11 jeweils gleich aufgebaut sind, wird im folgenden nur eine beschrieben. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 besteht jede Brennkammer 11 aus
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einem stromauf gelegenen Primärteil 32, einem sekundären Mittelteil 33 und einem stromab gelegenen Übergangsteil
Der vordere Wandteil 21 ist mit einer öffnung 36 versehen, durch Welche hindurch eine Brennstoffeinspritzdüse 37 in die Brennkammer 11 hineinragt. Die Brennstoffeinspritzdüse 37 wird über eine mit einer nicht dargestellten Brennstoffquelle verbundene Leitung 38 mit Brennstoff versorgt. Die Brennstoffeinspritzdüse 37 kann der bekannten Zerstäuberbauart angehören und derart ausgebildet sein, daß sie innerhalb des Primärteils 32 der Brennkammer 11 eine konische Brennstoffzerstäubung bewirkt. Zum Zünden des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Brennkammer 11 ist eine elektrische Zündvorrichtung 39 vorgesehen.
Der Primärteil 32 der Brennkammer 11 ist aus einer Vielzahl von kreiszylindrischen Rohrabschnitten 42 zusammengesetzt. Die Durchmesser der Rohrabschnitte 42 sind abgestuft, d.h. vom stromauf gelegenen Ende der Brennkammer zum stromab gelegenen Ende hin hat jeder Rohrabschnitt jeweils einen Querschnitt mit größerem Durchmesser als der jeweils vorhergehende Abschnitt, so daß die Rohrabschnitte teleskopartig ineinander geschoben werden können. Einige Abschnitte 42 sind mit
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einem Kranz von öffnungen 44 zum Einleiten von Luft aus dem Speicherraum Ib in den Primärteil 32 der Brennkammer versehen. Die über die öffnungen 44 zugeführte Luft unterhalt die Verbrennung des über die Brennstoffeinspritzdüse 37 in den Primärteil 32 eingespritzten Brennstoffes.
Der Mittelteil 33 der Brennkammer ist mit einer Vielzahl von ringförmig angeordneten öffnungen 46 zum Einleiten von Luft aus dem Speicherraum 18 in die Brennkammer 11 versehen. Diese Luft kühlt während des Betriebes die heißen Gase auf die für die Turbinenschaufeln 24 und 25 zulässigen Temperaturen ab.
Der übergangsteil 34 der Brennkammer ist mit einem zylindrisch geformten Vorderteil 48 versehen, welcher mit einer federnden Halteanordnung 47 (Fig. 2) den Mittelteil 33 ein Stück weit überlappend umschließt. Der übergangsteil 34.ist außerdem mit einem hinteren rohrförmigen Teil 49 versehen, welcher seine Umfangskontur fortschreitend von kreisförmigem Querschnitt an der Verbindungsstelle mit dem zylindrischen Teil 48 auf einen kreisbo&enförmigen Querschnitt an seinem Auslaßendteil 50 ändert. Die Bogenlänge des Auslaßteiles 50 ist so gewählt,
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daß sich beim Zusammenfügen mit sämtlichen Auslaßteilen der anderen Brennkammern 11 ein vollständiger Kreisring ergibt, über welchen heiße Verbrennungsgase aus den Brennkammern zu den Schaufeln 24 und 25 der Turbine 14 geleitet werden und dabei die Turbine. 14 auf ihrem gesamten Umfang beaufschlagen.
Gemäß-' der Erfindung bestehen die Rohrabschnitte 42 der Brennkammer 11 aus fünf bzw. einer Vielzahl doppelwandiger Teile 52. Jeder doppelwandige Teil 52 hat einen Kreisquerschnitt mit größerem Durchmesser als der vorhergehende Teil 52, und zwar von in bezug auf die Luftströmung durch die Brennkammer hindurch dem stromauf gelegenen Ende zu dem stromab gelegenen Ende der Brennkammer hin. Der doppelwandige Aufbau der Rohrabschnitte ist in den Figuren lediglich für den Prirnärteil 32 der Brennkammer 11 dargestellt, obwohl er nicht auf den Primärteil 32 beschränkt zu sein braucht.
Die doppelwandigen Teile 52 können auch so betrachtet werden, wie wenn sie jeweils abwechselnd glatte und gewellte Wandteile 54 und 56 aufweisen, welche einander etwa jeweils in der Mitte des betreffenden Teiles überlappen. Die sich ergebende Vielzahl doppelwandiger Teile bildet den
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Primärteil der Brennkammer 11.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 4 weisen die doppelwandigen Teile 52 jeweils abwechselnd einen glatten Wandteil 54 und einen gewellten Wandteil 56 auf. Jeder glatte Wandteil 54 ist ein langgestrecktes zylindrisches Teil (Fig. 2 und 3)s während jeder gewellte Teil 56 die Form eines in Umfangsrichtung gewellten Ringes aufweist," der aus trapezförmigen Elementen 57 (Fig. 3) zusammengesetzt ist.
Bei einem stromauf gelegenen Rohrabschnitt 42a besteht der doppelwandige Teil 52 aus einem axial ausgedehnten glatten VJandteil 54, welcher die radial innere Wand des doppelwandigen Teils 52 bildet und aus einem teleskopartig darüber geschobenen gewellten Wandteil 56, welcher den glatten Wandteil 54 etwa um die Hälfte überlappt. Etwa die Hälfte des gewellten Teiles 56 überlappt das glattwandige Teil 54 mit dem kleineren Durchmesser, während die andere Hälfte des gewellten Teiles 56 in axialer Richtung stromabwärts vorragt. Der doppelwandige Teil des Rohrabschnittes 42a besteht deshalb aus einer von einem glattwandigen Teil 54 gebildeten radial inneren Wand und einer von einem gewellten Teil 56 gebildeten radial äußeren Wand.
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Ein stromab benachbarter weiterer Rohrabschnitt 42b weist, einen.größeren Durchmesser als der Rohrabschnitt 42a auf. Seine Innenwand wird von derjenigen Hälfte des gewellten Teiles 56 gebildet, welche über den Rohrabschnitt 42a in axialer Richtung hinausragt. Ein weiterer glattwandiger Teil 54 mit größerem Durchmesser überlappt den axial vorragenden gewellten Wandteil 56. Dieser weitere glattwandige Teil 54 mit dem größeren Durchmesser überlappt den gewellten Teil 56 etwa um die Hälfte; etwa die Hälfte des glattwandigen Teiles ragt stromab in axialer Richtung vor. Der weitere doppelwandige Teil 52 besteht deshalb aus einer radial inneren Wand eines gewellten Teiles '56 und aus einer radial äußeren Wand eines glattwandigen Teiles 54, welche gemeinsam den weiteren Rohrabschnitt 42b bilden.
Das benachbarte stromab gelegene Ende 61 des einen gewellten Teiles 56 und das benachbarte stromauf gelegene Ende 62 des weiteren gewellten Teiles 56 föuchten in radialer Richtung mit Bezug auf die axiale Mittellinie der Brennkammer 11 miteinander, d. h. sie überlappen einander bei der bevorzugten Ausführungsform der Brennkammer nach der Erfindung nicht. Außerdem fluchten das benachbarte stromab gelegene Ende 63 des einen glattwandigen Teiles 54 und das
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benachbarte stromauf gelegene Ende 64 des weiteren glattwandigen Teiles 54 ebenfalls radial miteinander und überlappen einander nicht.
Die stromab folgenden Rohrabschnitte 42 mit jeweils größerem Durchmesser sind wie die beschriebenen ersten beiden Rohrabschnitte 42a und 42b aufgebaut. Jeder Rohrabschnitt weist abwechselnd ein glattwandiges. Teil 54 und ein gewelltes Teil 56 auf, wobei ein Teil des gewellten Teiles das glattwandige Teil mit dem kleineren Durchmesser etwa um die Hälfte überlappt und wobei die andere Hälfte des gewellten Teiles in axialer Richtung stromab vorragt. Bei dem nächsten Rohrabschnitt überlappt das glattwandige Teil mit dem größeren Durchmesser das stromauf benachbarte gewellte Teil etwa um die Hälfe und bildet mit diesem zusammen ein weiteres doypelwandiges Teil 52. Bei den folgenden Rohrabschnitten fluchten die benachbarten Enden der abwechselnd glatten Teile jeweils radial miteinander, außerdem fluchten die benachbarten Enden der gewellten Teile ebenfalls radial miteinander.
Gemäß der Darstellung in den Pig, 3 und 4 weisen die trapezförmigen Elemente 57 der gewellten Teile 56 nach innen
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vertiefte Teile 66, welche den glattwandigen Teil 54 mit dem kleineren Durchmesser berühren, und erhabene Teile auf, welche einen bestimmten Abstand von dem inneren Wandteil bzw. dem glattwandigen Teil 54 haben. In dem weiteren Rohrabschnitt 42b (Fig. 2) berühren die erhabenen Teile 67 das äußere bzw. glattwandige Teil 54, während die vertieften Teile 66 einen bestimmten Abstand davon haben und die Innenwand des doppelwandigen Teiles 52 bilden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 sind die gewellten Teile 56 an dem glattwandigen Teil 54 mittels geeigneter Befestigungsmittel 69 starr befestigt, beispielsweise durch Punktschweißung an mehreren Stellen. Die glattwandigen Teile 54 mit dem größeren Durchmesser sind ihrerseits durch geeignete Befestigungsmittel 70, vorzugsweise durch Punktschweißung an mehreren Stellen, mit den gewellten Teilen 56 mit dem kleineren Durchmesser längs der nach innen vertieften Teile 66 verbunden, welch letztere etwas abgeflacht sind, damit sich eine starrere Punktschweißverbindung ergibt. Es wird nur ein Kranz von Schweißpunkten verwendet, damit noch eine thermische Ausdehnung der Teile 54 und 56 in axialer Richtung möglich ist.
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Die erhabenen Teile 67 des gewellten Teiles 56 bilden mit dem glattwandxgen Teil 54 in dem einen Rohrabschnitt 42a eine Vielzahl axialer Kanäle 72 für das Einleiten von Kühlluft, welche durch Pfeile E in den Fig. 2 und 4 angedeutet ist, aus dem Speicherraum 18 (Fig. 1) in die Br ennkammer 11.
Bei dem weiteren Rohrabschnitt 42b ist eine weitere Vielzahl axialer Kanäle 74 durch das äußere glattwandige Teil 54 und durch die nach innen vertieften Teile des gewellten Teils 56 gebildet. Diese Kanäle dienen ebenfalls zum Einleiten von Kühlluft, welche durch Pfeile G angedeutet ist, aus dem Speicherraum 18 in die Br ennkammer 11.
Der Primärteil 32 der Brennkammer 11 ist, wie oben bereits erwähnt, mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen. Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 4 sind die Öffnungen 44 teilweise jeweils in dem glatten Wandteil 54 wie auch in den gewellten Wandteilen 56 gebildet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Brennkammer nach der Erfindung sind die Öffnungen 44 jeweils vollständig in dem glattwandxgen Teil 54 gebildet, wie bei 44a angedeutet, und nur teilweise in dem gewellten Teil
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gebildet, wie bei 44b angedeutet.
Im Betrieb wird Luft in dem Verdichter 12 (Pig. I) verdichtet und strömt in die Speicherkammer 18 innerhalb des Gehäuses 19 ein. Ein Teil dieser verdichteten Luft tritt durch die Primärluftöffnungen 44 in die Brennkammer ein und bildet dort mit dem Brennstoff zusammen ein Gemisch, welches verbrannt wird. Die heißen Verbrennungsgase strömen zu dem Mittelteil 33 der Brennkammer 11, in welchen sekundäre Luft durch die Lufteinlaßöffnungen hindurch eindringt und die Verbrennungsgase kühlt. Das Gas wird sodann durch den Übergangsteil 34 hindurch zum Auslaßteil 50 geleitet, um den Turbinenrotor 26, die Welle 27 und den Verdichterrotor 15 in Drehung zu versetzen,
Zur Kühlung der Brennkammerwände tritt infolge des Druckabfalles zwischen dem Speicherraum 18 (Pig. I) und der Brennkammer Luft aus dem Speicherraum in die in dem ersten Rohrabschnitt 42a gebildeten Axialkanäle ein. Beim Durchströmen dieser Kanäle kühlt die Luft das innere glattwandige Teil 54 bzw. dessen stromab gelegene Hälfte und außerdem das äußere gewellte Teil bzw. dessen stromauf gelegene Hälfte, wie durch die Pfeile E in Fig. 2 angedeutet. Die Luft strömt dann
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weiter in den zweiten Rohrabschnitt 42b, wo sie das innere gewellte Teil 56 bzw. dessen stromab gelegene Hälfte kühlt. Danach strömt die Luft weiter zu dem benachbarten stromab gelegenen Teil und erzeugt eine isolierende Kühlschicht an dem radial inneren glattwandigen Teil bzw. an dessen stromab gelegener Hälfte.
Zusätzliche Kühlluft, welche durch die Pfeile G in den Fig. 2 und 4 angedeutet ist, tritt in dem zweiten Rohrabschnitt 42b in die axialen Kanäle 74 ein und kühlt das glattwandige Teil 54 mit dem größeren Durchmesser sowie das innere gewellte Teil 56 an der Innenseite des stromab gelegenen glattwandigen Teiles 54. Diese Mehrfachkühlung erfolgt in gleicher Vieise bei den anschließenden Rohrabschnitten.
Bei Versuchen an großen kommerziellen Gasturbinenanlagen hatten die Brennkammern im Primärteil eine Durchschnittstemperatur von etwa 870 C. Laborversuche, bei welchen die doppelwandige Brennkammer nach der Erfindung verwendet wurde, haben gezeigt, daß sich mit dem gleichen Brennstoff in dem gleichen Primärteil unter gleichen VerSuchsbedingungen eine Durchschnittstemperatur von etwa 540 0G ergibt. Das bedeutet, daß die doppelwandige Brennkammer nach der Erfindung bei
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den zur Zeit üblichen Betriebsbedingungen auf einer um etwa 330 0C niedrigeren Temperatur arbeitet als Brennkammern herkömmlicher Bauart.
Diese Temperaturverringerung um 330 °C hat eine fünffache Lebensdauer der Brennkammer nach der Erfindung verglichen mit herkömmlichen Brennkammern zur Folge, während die sich durch den doppelwandigen Aufbau der Brennkammer nach der Erfindung im Verhältnis zu der herkömmlichen Brennkammer ergebende Kostensteigerung fast vernachlässigbar gering ist.
Wie oben bereits erwähnt, ist es wirtschaftlicher, schwere Brennstoffe mit einem hohen Gehalt an Kohlenwasserstoffen und Verunreinigungen zu verbrennen als herkömmliche leichte Brennstoffe. Da jedoch schwere Brennstoffe wesentlich mehr Wärme als leichte Brennstoffe abstrahlen, werden die Brennkammerwände heißer und die Br enkainmer lebensdauer wird entsprechend verringert. Es ist beispielsweise nicht ungewöhnlich, daß Brennkammerwandteile während des Verbrennens schwerer Brennstoffe Temperaturen von etwa 1000 0C erreichen. Bei Verwendung der doppelwandigen Brennkammer nach der Erfindung können die Brennkammerwandtemperaturen auch bei der Verbrennung schwerer Brennstoffe innerhalb des Bereiches der gegenwärtigen Betriebstemperaturen
gehalten werden und die Brennkammer nach der Erfindung hat trotzdem die gleiche Lebensdauer wie herkömmliche Brennkammern, in welchen nur leichter Brennstoff bzw. Leichtöl verbrannt wird.'
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Claims (1)

  1. ZO
    Patentansprüche;
    (^^Brennkammer für Gasturbinen, mit glattwandigen Rohrabschnitten, welche zusammen eine konische Brennkammer bilden, die an ihrem engen Ende mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung versehen ist und an ihrem weiten Ende für den Austritt der Verbrennungsgase offen ist, wobei die glattwandigen Rohrabschnitte durch in Umfangsrichtung gewellte Rohrabschnitte untereinander verbunden und in gegenseitigem Abstand voneinander gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einige der glattwandigen und der gewellten Rohrabschnitte (54, 56) in axialer Richtung mindestens bis zu den Enden (61, 62) der entsprechenden benachbarten Rohrabschnitte erstrecken, wobei die Enden der gewellten Rohrabschnitte etwa in der Mitte zwischen den axialen Enden der glattwandigen Rohrabschnitte liegen und dadurch eine Doppelwandanordnung (52) mit zwischen den glattwandigen und den gewellten Rohrabschnitten gelegenen axialen Einlaßkanälen (72) bilden, welche Luft in die Brennkammer (11) leiten sowie eine schnelle Kühlluftströmung an der Außenseite und einen Hitzeschild an der Innenseite der inneren Brennkammerwand (54) erzeugen.
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    2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die glattwandigen und die gewellten Rohrabschnitte (54, 56) axial im wesentlichen bis zu den entsprechenden benachbarten glattwandigen und gewellten Rohrabschnitten erstrecken.
    5. Brennkammer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch in der Nähe des engen Brennkammerendes in den Brennkammerwänden angeordnete radiale Verbrennungslufteinlaßöffnungen (44), welche axial in der Mitte der glattwandigen Rohrabschnitte (54) und teilweise in den Endbereichen der jeweils benachbarten gewellten Rohrabschnitte (56) gebildet sind.
    4. Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (57) der gewellten Rohrabschnitte (56) jeweils trapezförmigen Querschnitt haben.
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DE19712161644 1971-01-13 1971-12-11 Brennkammer für Gasturbinen Pending DE2161644A1 (de)

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FR (1) FR2121779B1 (de)
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