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WO2013135702A2 - Hitzeschildelement für einen verdichterluftbypass um die brennkammer - Google Patents

Hitzeschildelement für einen verdichterluftbypass um die brennkammer Download PDF

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WO2013135702A2
WO2013135702A2 PCT/EP2013/055007 EP2013055007W WO2013135702A2 WO 2013135702 A2 WO2013135702 A2 WO 2013135702A2 EP 2013055007 W EP2013055007 W EP 2013055007W WO 2013135702 A2 WO2013135702 A2 WO 2013135702A2
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WO
WIPO (PCT)
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combustion chamber
wall
heat shield
shield element
height
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/055007
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English (en)
French (fr)
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WO2013135702A3 (de
Inventor
Francois Benkler
Thomas Brandenburg
Olga Deiss
Thomas Grieb
Marco Link
Nicolas Savilius
Daniel Vogtmann
Jan Wilkes
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 AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to CN201380013709.9A priority Critical patent/CN104169648B/zh
Priority to EP13712711.4A priority patent/EP2809994B1/de
Priority to RU2014141355A priority patent/RU2622590C2/ru
Priority to US14/384,257 priority patent/US20150027128A1/en
Publication of WO2013135702A2 publication Critical patent/WO2013135702A2/de
Publication of WO2013135702A3 publication Critical patent/WO2013135702A3/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
    • F23R3/08—Arrangement of apertures along the flame tube between annular flame tube sections, e.g. flame tubes with telescopic sections
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    • F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
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    • 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
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    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03042—Film cooled combustion chamber walls or domes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • 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
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    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube

Definitions

  • the invention relates to a heat shield element of a Brennkam ⁇ mer, in particular an annular combustion chamber of a gas turbine plant, and refers to the bypass of compressor air to the combustion chamber at part load.
  • the invention further relates to a combustion chamber and a corresponding gas turbine plant.
  • Object of the present invention is to expand by indicating a bypass the carbon monoxide compliant driving range of the gas turbine as far as possible in the direction of low power.
  • Another object of the present invention is to provide an improved combustor. Finally, it is an object of the present invention to provide an improved gas turbine.
  • the first object is achieved by a heat shield element according to claim 1, the second object by a combustion chamber according to claim 6 and the third object by a gas turbine according to claim 10.
  • a heat shield element in particular for lining a combustion chamber wall, comprising a first wall with a hot side to be acted upon by a hot medium, a cold side facing the hot side and a peripheral edge located at a first, a second and a third narrow side of the first wall on the cold side, in substance up to a first elevation extends, the environmentally running edge at a fourth narrow side up to a two ⁇ th height extends that is smaller than the first height, and in that a second wall of the cold side is located substantially opposite the second height and is adjacent over the width of the fourth narrow side from the fourth narrow side over a part of the length of the fourth narrow side
  • Narrow sides extends, wherein the second wall has at its end facing away from the fourth narrow side end an edge which extends to the first height.
  • the invention is based on the idea that, in an annular combustion chamber, which is largely lined with ceramic Hitzeschildele ⁇ elements and only the inlet is lined in the turbine with metallic heat shield elements, shield elements, the supply of the bypass air in the region of the metallic heat the combustion chamber wall is to be done, because the supply ⁇ as far as possible behind the combustion to prevent cooling of the flame, but in front of the turbine to achieve the highest possible gas turbine efficiency, suc- should be.
  • a new design of the metallic heat shield elements is needed. This design is the subject of this invention.
  • the heat shield element is subdivided into two superimposed regions which are dense to one another and form chambers in the installed state, ie with the combustion chamber wall.
  • a first chamber extends over the entire surface of the heat shield element and is used for normal cooling of the metallic heat shield.
  • a second chamber is located in the turbine facing portion of the heat shield element above the first chamber.
  • a heat shield element of a high temperature resistant metal or a high temperature resistant metal alloy since these materials have a lower brittleness than, for example, ceramic and a comparatively ⁇ as good heat and Temperaturleit .
  • a plurality of spaced circumferential edge cooling air openings from which the pre-cooling to the heat shield element provided ⁇ compressor discharge air can escape into the combustion chamber.
  • the cooling air openings are arranged at least in the region of the second wall between the first and the second wall.
  • thedeöffnun ⁇ gene in the region of the first chamber for the cooling of the heat shield element.
  • the heat shield element further comprises a mounting opening, the enclosure of which extends from the first wall to the first height.
  • the heat shield element is used to protect against overheating ei ⁇ ner hot gas component, in particular a combustion chamber, preferably an annular combustion chamber of a gas turbine, which has a combustion chamber wall, with a burner side and a turbine end, wherein the combustion chamber wall has a circumferential direction.
  • a number of heat shield elements is preferably arranged at the turbine end of the combustion chamber wall to form two chambers in the circumferential direction, wherein the fourth
  • Narrow side is aligned towards the turbine end.
  • the heat shield elements are preferably fixed with Fixed To ⁇ fixing bolts on the combustion chamber wall.
  • bores are introduced in the combustion chamber wall so that coolant can be supplied to the heat shield elements.
  • at least one supply channel per heat shield element is arranged in the region of the respective second wall in the combustion chamber wall, which opens into a plenum which revolves at least partially around the combustion chamber.
  • the combustion chamber to which heat shield elements are attached is preferably part of a gas turbine.
  • This gas turbine comprises at least one discharge for compressor air, which opens into the plenum via at least one line with a valve.
  • the invention enables the supply of bypass air in the hot gas path without far-reaching modifications to H synthgasbond ⁇ generating components.
  • the implementation is therefore likely to be comparatively inexpensive. It ensures that no hot gas is drawn in even when the bypass is switched off, since the second chamber is constantly purged and its outlet streamlined between heat shield element and turbine vane 1 is located.
  • FIG. 2 shows a metallic heat shield element according to the invention
  • FIG. 3 shows a section through an annular combustion chamber according to the invention with removal system for the compressor Lucasby- pass.
  • 1 shows schematically and exemplarily the Burn ⁇ recognition system 1 an annular combustion chamber according to the prior art in a housing 2.
  • the annular combustion chamber 1 is disposed about a rotor axis 3 of a closed ring.
  • Burner 4 are arranged in the upper region of the combustion chamber 1 in inlet openings 5. There, the mixing of the fuel 6 with the compressor air 7 takes place. In the combustion chamber 1, the actual combustion takes place. Through the outlet at the turbine end 8 of the annular combustion chamber 1, the hot combustion gases enter the turbine 9, where they meet the first stationary vane 10.
  • the annular combustion chamber 1 is lined with ceramic heat shield elements 11 and metallic heat shield elements 12, which are fastened to the combustion chamber wall 13.
  • FIG. 2 shows a metallic heat shield element 14 according to the invention which is to be fastened to the combustion chamber wall 13 and forms with it a first chamber 15 and a second chamber 16 open in the direction of the turbine, which are sealed against each other.
  • the metallic heat shield member 14 itself includes a first wall 17 with a with a hot medium beaufschlag ⁇ cash hot side 18, one of the hot side 18 opposite the cold side 19, and four intermediate narrow sides 20,
  • a peripheral edge 24 extends from each narrow side 20, 21, 22, 23 beyond the cold side 19. At the first 20, the second 21 and the third narrow side 22, the edge 24 extends substantially to a first height 25 with respect to the cold side 19 of the first wall 17 and on the fourth narrow side 23 only to a smaller second height 26. This is the built-me ⁇ -metallic heat shield member 14 at the edges of three narrow ⁇ pages 20, 21, 22 on the combustion chamber wall 13 at.
  • a second wall 27 is located substantially opposite to the second height 26 of the cold side 19. It extends over the width of the fourth narrow side 23 and the fourth narrow ⁇ page 23 from a portion of the length of the fourth narrow side 23 adjacent narrow sides 20, 22. Furthermore, the second wall 27 at its fourth narrow side 23 make ⁇ turned end 28 on an edge 29, which extends from the second height 26 to the first height 25.
  • a plurality of cooling air openings 30 are provided in the peripheral edge 24 in the region of the first chamber 15.
  • the first chamber 15 is supplied as in heat shield elements 12 of the prior art via holes through the combustion chamber wall 13 with Ver Whyrend Kunststoff for cooling, which escapes from the metallic heat shield element 14 via these cooling air ⁇ openings 30.
  • the metallic heat shield element 14 has a Fixed To ⁇ restriction opening 31, the skirt 32 extends from the first wall 17 to the first height 25th By this Befes- actuating opening 31, the heat shield member 14 is secured by means of fastening bolts Be ⁇ on the combustion chamber wall. 13
  • the supply of open in the direction of the turbine 9 second chamber 16 with compressor air consists of two components. On the one hand, the second chamber 16 becomes permanent over some
  • the second chamber 16 can be actuated switchably with a bypass mass flow. This is done over comparatively large holes, i. compared to the holes for the flushing, fed in the combustion chamber wall 13.
  • the bypass mass flow then escapes via the opening at the trailing edge, i. the combustion chamber facing side of the heat shield element 14, on which the peripheral edge 24 extends only to the second height 26, in the gap between the metallic heat shield element 14 and the first stationary vane 10th
  • FIG. 3 shows how compressor air is first led out of the gas turbine via a removal 33 for the bypass. Outside of the gas turbine, the circuit via a Ven ⁇ til 34. Thereafter, the air is carried via a line 35 is recirculated to the gas turbine ⁇ and inputted in a ring around the combustion chamber 1 in order ⁇ running Plenum 36th From there lead stub lines 37 or tap holes to the respective second chamber 16 of the respective metallic heat shield element 14.
  • a valve 34, a line 35 and a plenum 36 are shown. However, solutions with more withdrawals, valves, pipes and plenums are also possible.

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Description

Beschreibung
Hitzeschildelement für einen Verdichterluftbypass um die Brennkammer
Die Erfindung betrifft ein Hitzeschildelement einer Brennkam¬ mer, insbesondere einer Ringbrennkammer einer Gasturbinenanlage, und bezieht sich auf den Bypass von Verdichterluft um die Brennkammer bei Teillast. Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkammer und eine entsprechende Gasturbinenanlage.
Durch das Absinken der zentralen Flammtemperatur beim Absenken der Leistung der Gasturbine erhöhen sich die Kohlenmono- xidemissionen sukzessive, bis sie ab einer gewissen Teillast die gesetzliche Emissionsgrenze überschreiten. Dadurch ergibt sich eine zulässige Mindestleistung. Es kann jedoch wichtig sein, die Maschine bei sehr tiefer Leistung bereit zu halten.
Eine Möglichkeit die Flammtemperatur zu erhöhen und damit die Kohlenmonoxidemissionen zu verringern besteht darin, einen Teil der Verdichterendluft um die Verbrennung herumzuführen und vor dem Turbineneintritt dem Heißgaspfad wieder zuzufüh¬ ren. Rechnungen haben gezeigt, dass diese Methode bei der Ringbrennkammer erfolgversprechend ist. Schwierig ist hier- bei, dass der Bypass nur in den relevanten Leistungsbereichen aktiv sein soll, da sonst unnötig die Leistung der Gasturbine beeinflusst wird. Er muss also schaltbar sein, wobei auch bei abgeschaltetem Bypass kein Heißgas in diesen eindringen darf. Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik besteht die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, durch Angabe eines Bypasses den kohlenmonoxidkonformen Fahrbereich der Gasturbine so weit wie möglich in Richtung geringer Leistung zu erweitern .
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Brennkammer zur Verfügung zu stellen. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gasturbine zur Verfügung zu stellen.
Die erste Aufgabe wird durch ein Hitzeschildelement nach An- spruch 1, die zweite Aufgabe durch eine Brennkammer nach Anspruch 6 und die dritte Aufgabe durch eine Gasturbine nach Anspruch 10 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltun- gen der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgaben, indem sie vorsieht, dass bei einem Hitzeschildelement, insbesondere zur Auskleidung einer Brennkammerwand, umfassend eine erste Wand mit einer mit einem heißen Medium beaufschlagbaren Heißseite, einer der Heißseite gegenüberliegende Kaltseite und einem umlaufenden Rand, der sich an einer ersten, einer zweiten und einer dritten Schmalseite der ersten Wand über die Kaltseite hinaus im wesentlichen bis zu einer ersten Höhe erstreckt, sich der um- laufende Rand an einer vierten Schmalseite bis zu einer zwei¬ ten Höhe erstreckt, die kleiner als die erste Höhe ist, und dass im wesentlichen auf der zweiten Höhe eine zweite Wand der Kaltseite gegenüberliegt und sich über die Breite der vierten Schmalseite von der vierten Schmalseite ab über einen Teil der Länge der der vierten Schmalseite benachbarten
Schmalseiten erstreckt, wobei die zweite Wand an ihrem der vierten Schmalseite abgewandten Ende einen Rand aufweist, der sich bis zur ersten Höhe erstreckt. Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass bei einer Ringbrennkammer, die größtenteils mit keramischen Hitzeschildele¬ menten ausgekleidet ist und nur der Einlauf in die Turbine mit metallischen Hitzeschildelementen ausgekleidet ist, die Zuführung der Bypassluft im Bereich der metallischen Hitze- schildelemente der Brennkammerwand geschehen soll, da die Zu¬ führung möglichst weit hinter der Verbrennung, um eine Kühlung der Flamme zu verhindern, aber vor der Turbine, um einen möglichst hohen Gasturbinenwirkungsgrad zu erreichen, erfol- gen soll. Dazu wird ein neues Design der metallischen Hitzeschildelemente benötigt. Dieses Design ist Gegenstand dieser Erfindungsmeldung . Das Hitzeschildelement wird in zwei übereinander liegende Be¬ reiche unterteilt, die gegeneinander dicht sind und die im eingebauten Zustand, d.h. mit der Brennkammerwand, Kammern bilden. Eine erste Kammer erstreckt sich über die komplette Fläche des Hitzeschildelements und wird zur normalen Kühlung des metallischen Hitzeschildes genutzt.
Eine zweite Kammer befindet sich im der Turbine zugewandten Teil des Hitzeschildelements über der ersten Kammer. Vorteilhafter Weise besteht das Hitzeschildelement aus einem hochtemperaturbeständigen Metall oder einer hochtemperaturbeständigen Metalllegierung, da diese Materialien eine geringere Sprödigkeit als beispielsweise Keramik und ein vergleichs¬ weise gutes Wärme- und Temperaturleitverhalten aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Mehrzahl von im umlaufenden Rand angeordneten Kühlluftöffnungen vorgesehen, aus denen die zur Kühlung des Hitzeschildelements vorge¬ sehene Verdichterendluft in die Brennkammer entweichen kann.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Kühlluftöffnungen zumindest im Bereich der zweiten Wand zwischen der ersten und der zweiten Wand angeordnet sind. Somit befinden sich die Kühlöffnun¬ gen im Bereich der ersten Kammer für die Kühlung des Hitze- schildelements.
Vorteilhafter Weise umfasst das Hitzeschildelement weiterhin eine Befestigungsöffnung, deren Einfassung sich von der ersten Wand bis zur ersten Höhe erstreckt. Somit ist sicherge- stellt, dass die beiden Kammern gegeneinander dicht sind und keine Luft durch für die zur Befestigung des Hitzeschildele¬ ments benötigte Öffnung von der einen Kammer in die andere Kammer strömen kann. Das Hitzeschildelement wird zum Schutz vor Überhitzungen ei¬ ner heißgasführenden Komponente benutzt, insbesondere einer Brennkammer, vorzugsweise einer ringförmigen Brennkammer ei- ner Gasturbine, die eine Brennkammerwand aufweist, mit einem brennerseitigen und einem turbinenseitigen Ende, wobei die Brennkammerwand eine Umfangsrichtung aufweist. Eine Anzahl von Hitzeschildelementen ist dabei vorzugsweise am turbinenseitigen Ende der Brennkammerwand unter Bildung von je zwei Kammern in Umfangsrichtung angeordnet, wobei die vierte
Schmalseite zum turbinenseitigen Ende hin ausgerichtet ist.
Die Hitzeschildelemente sind dabei bevorzugt mit Befesti¬ gungsbolzen an der Brennkammerwand befestigt.
Bevorzugtermaßen sind in der Brennkammerwand Bohrungen eingebracht, so dass Kühlmittel den Hitzeschildelementen zuführbar ist . In einer bevorzugten Ausgestaltung der Brennkammer ist in der Brennkammerwand mindestens ein Zufuhrkanal je Hitzeschildele¬ ment im Bereich der jeweils zweiten Wand angeordnet, der in ein zumindest teilweise um die Brennkammer umlaufendes Plenum einmündet .
Die Brennkammer, an der Hitzeschildelemente angebracht sind, ist bevorzugtermaßen Teil einer Gasturbine. Diese Gasturbine umfasst mindestens eine Entnahme für Verdichterluft, die über mindestens eine Leitung mit einem Ventil in das Plenum mün- det.
Die Erfindung ermöglicht die Zufuhr von Bypassluft in den Heißgaspfad ohne weitreichende Modifikationen an heißgasfüh¬ renden Bauteilen. Die Umsetzung wird daher vermutlich ver- gleichsweise kostengünstig sein. Es wird gewährleistet, dass auch bei abgeschaltetem Bypass kein Heißgas eingezogen wird, da die zweite Kammer ständig gespült wird und ihr Austritt strömungsgünstig zwischen Hitzeschildelement und Turbinen- leitschaufel 1 liegt.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
Figur 1 einen Schnitt durch eine Ringbrennkammer nach dem
Stand der Technik,
Figur 2 ein erfindungsgemäßes metallisches Hitzeschildelement und
Figur 3 einen Schnitt durch eine Ringbrennkammer nach der Erfindung mit Entnahmesystem für den Verdichterluftby- pass . Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft das Verbren¬ nungssystem einer Ringbrennkammer 1 nach dem Stand der Technik in einem Gehäuse 2. Die Ringbrennkammer 1 besteht aus einem geschlossenen Ring der um eine Rotorachse 3 angeordnet ist. Brenner 4 sind im oberen Bereich der Brennkammer 1 in Einlassöffnungen 5 angeordnet. Dort findet die Vermischung des Brennstoffs 6 mit der Verdichterluft 7 statt. In der Brennkammer 1 erfolgt die eigentliche Verbrennung. Durch den Auslass am turbinenseitigen Ende 8 der Ringbrennkammer 1 gelangen die heißen Verbrennungsgase in die Turbine 9, wo sie auf die erste stehende Leitschaufel 10 treffen. Zum Schutz vor Verzunderungen ist die Ringbrennkammer 1 mit keramischen Hitzeschildelementen 11 und metallischen Hitzeschildelementen 12 ausgekleidet, die an der Brennkammerwand 13 befestigt sind .
Gemäß der Erfindung soll die Zuführung der Bypassluft im Bereich der metallischen Hitzeschildelemente 12 erfolgen, da die Zuführung möglichst weit hinter der Verbrennung geschehen soll und somit eine Kühlung der Flamme vermieden wird, aber noch vor der Turbine 9, um einen möglichst hohen Gasturbinenwirkungsgrad zu erreichen. Figur 2 zeigt ein metallisches Hitzeschildelement 14 nach der Erfindung, welches an der Brennkammerwand 13 zu befestigen ist und mit dieser eine erste 15 und eine in Richtung der Turbine offene zweite Kammer 16 bildet, die gegeneinander dicht sind.
Das metallische Hitzeschildelement 14 selbst umfasst eine erste Wand 17 mit einer mit einem heißen Medium beaufschlag¬ baren Heißseite 18, einer der Heißseite 18 gegenüberliegende Kaltseite 19 und vier dazwischenliegenden Schmalseiten 20,
21, 22, 23. Ein umlaufender Rand 24 erstreckt sich von jeder Schmalseite 20, 21, 22, 23 über die Kaltseite 19 hinaus. An der ersten 20, der zweiten 21 und der dritten 22 Schmalseite erstreckt sich der Rand 24 im wesentlichen bis zu einer ers- ten Höhe 25 bezogen auf die Kaltseite 19 der ersten Wand 17 und an der vierten Schmalseite 23 lediglich bis zu einer kleineren zweiten Höhe 26. Dadurch liegt das eingebaute me¬ tallische Hitzeschildelement 14 an den Rändern dreier Schmal¬ seiten 20, 21, 22 an der Brennkammerwand 13 an.
Eine zweite Wand 27 liegt im Wesentlichen auf der zweiten Höhe 26 der Kaltseite 19 gegenüber. Sie erstreckt sich über die Breite der vierten Schmalseite 23 und von der vierten Schmal¬ seite 23 ab über einen Teil der Länge der der vierten Schmal- seite 23 benachbarten Schmalseiten 20, 22. Weiterhin weist die zweite Wand 27 an ihrem der vierten Schmalseite 23 abge¬ wandten Ende 28 einen Rand 29 auf, der sich von der zweiten Höhe 26 bis zur ersten Höhe 25 erstreckt. Zur Kühlung des metallischen Hitzeschildelements 14 ist im umlaufenden Rand 24 im Bereich der ersten Kammer 15 eine Mehrzahl von Kühlluftöffnungen 30 vorgesehen.
Die erste Kammer 15 wird wie bei Hitzeschildelementen 12 aus dem Stand der Technik über Bohrungen durch die Brennkammerwand 13 mit Verdichterendluft zur Kühlung versorgt, die aus dem metallischen Hitzeschildelement 14 über diese Kühlluft¬ öffnungen 30 entweicht. Das metallische Hitzeschildelement 14 weist eine Befesti¬ gungsöffnung 31 auf, deren Einfassung 32 sich von der ersten Wand 17 bis zur ersten Höhe 25 erstreckt. Durch diese Befes- tigungsöffnung 31 wird das Hitzeschildelement 14 mittels Be¬ festigungsbolzen an der Brennkammerwand 13 befestigt.
Die Versorgung der in Richtung der Turbine 9 offenen zweiten Kammer 16 mit Verdichterluft besteht aus zwei Komponenten. Zum Einen wird die zweite Kammer 16 permanent über einige
Bohrungen durch die Brennkammerwand 13 mit etwas Verdichter¬ luft zum Spülen versorgt, damit kein Heißgas in die zweite Kammer 16 eindringen kann, wenn der Bypass aus ist.
Zum Anderen kann die zweite Kammer 16 schaltbar mit einem By- passmassenstrom beaufschlagt werden. Dieser wird über vergleichsweise große Bohrungen, d.h. im Vergleich zu den Bohrungen für das Spülen, in der Brennkammerwand 13 zugeführt. Der Bypassmassenstrom entweicht dann über die Öffnung an der Hinterkante, d.h. der brennkammerzugewandten Seite des Hitzeschildelements 14, an der der umlaufende Rand 24 nur bis zur zweiten Höhe 26 reicht, in den Spalt zwischen metallischem Hitzeschildelement 14 und der ersten stehenden Leitschaufel 10.
Figur 3 zeigt, wie für den Bypass zunächst Verdichterluft über eine Entnahme 33 aus der Gasturbine hinausgeführt wird. Außerhalb der Gasturbine erfolgt die Schaltung über ein Ven¬ til 34. Danach wird die Luft über eine Leitung 35 in die Gas¬ turbine zurückgeführt und in ein um die Ringbrennkammer 1 um¬ laufendes Plenum 36 eingegeben. Von dort führen Stichleitungen 37 oder Stichbohrungen zur jeweiligen zweiten Kammer 16 des jeweiligen metallischen Hitzeschildelements 14. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind jeweils nur eine Ent¬ nahme 33, ein Ventil 34, eine Leitung 35 und ein Plenum 36 gezeigt. Möglich sind aber auch Lösungen mit mehr Entnahmen, Ventilen, Leitungen und Plenen.

Claims

Hitzeschildelement (14), insbesondere zur Auskleidung ei¬ ner Brennkammerwand (13), umfassend eine erste Wand (17) mit einer mit einem heißen Medium beaufschlagbaren Heißseite (18), einer der Heißseite (18) gegenüberliegende Kaltseite (19) und einem umlaufenden Rand (24), der sich an einer ersten (20), einer zweiten (21) und einer dritten Schmalseite (22) der ersten Wand (17) über die Kaltseite (19) hinaus im wesentlichen bis zu einer ersten Höhe (25) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich der umlaufende Rand (24) an einer vierten Schmalseite (23) bis zu einer zweiten Höhe (26) erstreckt, die kleiner als die erste Höhe (25) ist, und dass im wesentlichen auf der zweiten Höhe (26) eine zweite Wand (27) der Kaltseite (19) gegenüberliegt und sich über die Breite der vierten Schmalseite (23) von der vierten Schmalseite (23) ab über einen Teil der Länge der der vierten Schmalseite (23) be¬ nachbarten Schmalseiten (20,22) erstreckt, wobei die zweite Wand (27) an ihrem der vierten Schmalseite (23) abgewandten Ende (28) einen Rand (29) aufweist, der sich bis zur ersten Höhe (25) erstreckt.
Hitzeschildelement (14) nach Anspruch 1, wobei das Hitze¬ schildelement (14) aus einem hochtemperaturbeständigen Metall oder einer hochtemperaturbeständigen Metalllegierung besteht.
Hitzeschildelement (14) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine Mehrzahl von im umlaufenden Rand (24) angeordneten Kühlluftöffnungen (30) vorgesehen ist.
Hitzeschildelement (14) nach Anspruch 3, wobei die Kühl- luftöffnungen (30) zumindest im Bereich der zweiten Wand (27) zwischen der ersten (26) und der zweiten Wand (27) angeordnet sind. Hitzeschildelement (14) nach einem der vorhergehenden An Sprüche, weiter umfassend eine Befestigungsöffnung (31), deren Einfassung (32) sich von der ersten Wand (17) bis zur ersten Höhe (25) erstreckt.
Brennkammer (1) mit einer Brennkammerwand mit einem bren nerseitigen und einem turbinenseitigen Ende (8), wobei die Brennkammerwand (13) eine Umfangsrichtung aufweist, umfassend eine Anzahl von Hitzeschildelementen (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche am turbinenseitigen Ende (8) der Brennkammerwand (13) unter Bildung von je zwei Kammern (15, 16) in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei die vierte Schmalseite (23) zum turbinen seifigen Ende (8) hin ausgerichtet ist.
Brennkammer (1) nach Anspruch 6, wobei die Hitzeschildelemente (14) mit Befestigungsbolzen an der Brennkammerwand (13) befestigt sind.
Brennkammer (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei in der Brennkammerwand (13) Bohrungen eingebracht sind, so dass Kühlmittel den Hitzeschildelementen (14) zuführbar ist.
Brennkammer (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei in der Brennkammerwand (13) mindestens ein Zufuhrkanal j Hitzeschildelement (14) im Bereich der jeweils zweiten Wand (27) angeordnet ist, der in ein zumindest teilweise um die Brennkammer (1) umlaufendes Plenum (36) einmündet
Gasturbine mit einer Brennkammer (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Gasturbine mindestens eine Entnahme (33) für Verdichterluft umfasst, die über min¬ destens eine Leitung (35) mit einem Ventil (34) in das Plenum (36) mündet.
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