WO2016124348A1

WO2016124348A1 - Annular combustion chamber with bypass segment

Info

Publication number: WO2016124348A1
Application number: PCT/EP2016/050154
Authority: WO
Inventors: Andreas Böttcher; Andre Kluge; Tobias Krieger; Kaspar Matthias MALECHA
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: DE102015202097A1

Abstract

The invention relates to an annular combustion chamber (1) comprising an outer shell (2), a number of heat shield elements (3) which are releasably secured to the inside (4) of the outer shell (2), and an annular duct, referred to as a bypass plenum (5), which extends over the circumference of the outer shell (2) and through which an air bypass stream is guided in bypass operation, having a plenum wall (6), wherein the outer shell (2) is configured such that it forms part of the plenum wall (6) and another part of the plenum wall (6) is formed by a segment ring (8) that is arranged on the inside (4) of the outer shell (2) and comprises segments (7), wherein the segments (7) each have, in a central region (9), a securing device (10) by means of which they are connected to the outer wall (2) and a division of the segments (7) matches a division of the heat shield elements (3) arranged thereon, wherein the bypass plenum (5) has an annular gap (12) with respect to a combustion chamber internal space (13), the annular gap being arranged in each case between two heat shield elements (3). The invention also relates to a gas turbine (24).

Description

Beschreibung description

Ringbrennkammer mit Bypasssegment Die Erfindung betrifft eine Ringbrennkammer, insbesondere für den Bypassbetrieb einer Gasturbine. Die Erfindung betrifft ferner eine Gasturbine. Ring combustion chamber with bypass segment The invention relates to an annular combustion chamber, in particular for the bypass operation of a gas turbine. The invention further relates to a gas turbine.

Im Teillastbetrieb einer Gasturbine sinkt die Verbrennungs- temperatur in der Brennkammer. Gleichzeitig sinkt ebenfalls die für die Kohlenmonoxid-Emissionen relevante Primär-Zonen Temperatur. Unterschreitet diese einen Minimalwert, wird ver^¬ stärkt Kohlenmonoxid erzeugt und die Grenze des nutzbaren Kohlenmonoxid-emissionskonformen Teillastbereichs der Gastur- bine ist erreicht. In partial-load operation of a gas turbine, the combustion temperature in the combustion chamber drops. At the same time, the primary zone temperature, which is relevant for carbon monoxide emissions, also decreases. This falls below a minimum value, ver ^¬ strengthens carbon monoxide is produced, and the limit of the usable carbon monoxide emission compliant partial load range of the gas-turbine is bine achieved.

Dadurch kann der Betreiber der Gasturbine gezwungen sein (sofern ein gesetzliches Kohlenmonoxid-Emissionslimit vorliegt) , seine Gasturbine abzuschalten, wenn es für ihn nicht möglich ist, die Leistung seiner Gasturbine weiter zu reduzieren, ohne gleichzeitig das Kohlenmonoxid-Emissionslimit zu über^¬ schreiten . As a result, the operator of the gas turbine may be forced (if a statutory carbon monoxide emission limit exists) to switch off its gas turbine, if it is not possible for it to further reduce the power of its gas turbine without simultaneously ^exceeding the carbon monoxide emission limit.

Die EP 2 784 393 AI zeigt beispielsweise ein Verbrennungssys- tem, insbesondere eine Ringbrennkammer mit in der Außenschale der Ringbrennkammer vorgesehenen Klappen, durch die im Teillastbetrieb Verdichterluft an den Brennern vorbei in die Brennkammer geleitet werden. Hierfür werden aber Stellantriebe benötigt, die auch bei den im Betrieb vorliegenden Tempe- raturen noch die geforderten Genauigkeiten bieten, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet. EP 2 784 393 A1 shows, for example, a combustion system, in particular an annular combustion chamber with flaps provided in the outer shell of the annular combustion chamber, through which compressor air is led past the burners into the combustion chamber in part-load operation. However, actuators are required for this purpose, which still offer the required accuracies even at the temperatures in operation, which means an additional outlay.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannte Vorrichtung weiterzuentwickeln, mit der eine beträchtliche Verbesserung hinsichtlich der Kohlenmonoxid-Emissionen in Teillast ermöglicht wird und die zugleich möglichst einfach und kostengüns^¬ tig herzustellen und zu montieren ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie vorsieht, dass bei einer derartigen Ringbrennkammer, umfassend eine Außenschale, eine Anzahl von Hitzeschildelementen, welche an der Innenseite der Außenschale lösbar befestigt sind und einen als Bypassplenum bezeichneten, sich über den Umfang der Außenschale erstreckenden Ringkanal, durch den im Bypassbetrieb ein Luft-Bypassstrom geleitet wird, mit einer Plenumwand, wo^¬ bei die Außenschale so ausgestaltet ist, dass sie einen Teil der Plenumwand darstellt und ein weiterer Teil der Plenumwand durch einen auf der Innenseite der Außenschale angeordneten und Segmente umfassenden Segmentring gebildet wird, die Seg^¬ mente jeweils in einem zentralen Bereich eine Befestigungs^¬ vorrichtung aufweisen, mittels derer sie mit der Außenwand verbunden sind und eine Teilung der Segmente mit einer Tei- lung der auf ihnen angeordneten Hitzeschildelemente übereinstimmt, wobei das Bypassplenum einen Ringspalt zu einem The object of the invention is therefore to further develop said device, with which a considerable improvement in terms of carbon monoxide emissions in partial load is made possible and at the same time as simple and ^{kostengüns ¬} tig manufacture and assemble is. The invention solves this problem by providing that in such an annular combustion chamber, comprising an outer shell, a number of heat shield elements, which are releasably secured to the inside of the outer shell and a bypass plenum, extending over the circumference of the outer shell annular channel, through an air bypass flow is passed in the bypass operation, with a plenum wall, where ^¬ in the outer shell is designed so that it is part of the plenum wall and another part of the plenum wall is formed by a arranged on the inside of the outer shell and segments segment ring , the Seg ^¬ elements each in a central region have a fastening ^¬ device by means of which they are connected to the outer wall and matches a division of the segments with a pitch of the arrayed on them heat shield elements, wherein the bypass plenum, an annular gap to a

Brennkammerinnenraum aufweist, wobei der Ringspalt zwischen je zwei Hitzeschildelementen angeordnet ist. Üblicherweise besteht die Brennkammeraußenschale aus zweiCombustor interior, wherein the annular gap is arranged between each two heat shield elements. Usually, the combustion chamber outer shell consists of two

180 ° -Komponenten, so dass man auch den Spaltleistenring hätte halbieren und ihn so in dem Ober- und Unterteil der Brennkammeraußenschale montieren können. Dies wäre jedoch aus ferti^¬ gungstechnischer Sicht und mit Hinblick auf Montage- und De- montagearbeiten nicht praktikabel, weshalb Segmentringe mit mehreren Segmenten vorgesehen sind. Insbesondere ist die Fertigung kleinerer Segmente weitaus leichter umzusetzen, als die eines Bogensegments in der Größe einer (halben) Brennkammeraußenschale. Sollten im Betrieb, bei Revisionen oder unter anderen Umständen Schäden an der Spaltleiste auftreten, so muss bei dem segmentierten Spaltleistenring lediglich das betroffene Segment ausgetauscht werden. Ansonsten wäre der Tausch des gesamten Bogensegments notwendig, welcher sich nicht ohne Trennung der Außenschalensegmente durchführen lie- ße . Die Übereinstimmung der Teilung der Segmente mit einer Teilung benachbarter Hitzeschildelemente macht die Montage besonders einfach. Durch den Ringspalt wird sichergestellt, dass die um die Verbrennung herum geführte Bypassluft mög- liehst gleichmäßig dem Verbrennungsluftstrom in der Brennkammer zugemischt werden kann. Dabei ist der Ringspalt so ange^¬ ordnet, dass er zwischen je zwei Hitzeschildelementen benachbarter Hitzeschildreihen angeordnet ist, so dass sich am Prinzip der Innenstruktur der Brennkammer durch den Bypass keine wesentlichen Änderungen ergeben. 180 ° components, so that you could also halve the Spaltleistenring and so can mount it in the upper and lower part of the combustion chamber outer shell. This would be of ferti ^¬ supply technical point of view and with regard to assembly and disassembly work impractical, which is why segment rings are provided with multiple segments. In particular, the production of smaller segments is much easier to implement than that of a sheet segment the size of a (half) combustion chamber outer shell. If damage should occur to the gap strip during operation, during revisions or under other circumstances, then only the affected segment needs to be replaced with the segmented split strip ring. Otherwise, the exchange of the entire sheet segment would be necessary, which could not be carried out without separation of the outer shell segments. The coincidence of the pitch of the segments with a pitch of adjacent heat shield elements makes assembly particularly easy. The annular gap ensures that the bypass air guided around the combustion can be lends evenly to the combustion air flow in the combustion chamber can be mixed. In this case, the annular gap is so attached ^¬ arranged that it is arranged between two adjacent heat shield elements heat shield rows so that there are on the principle of the internal structure of the combustion chamber through the bypass no significant changes.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Segmente jeweils eine Verdrehsicherung auf. Infolge der Verdrehsicherung verändern die lediglich in einem zentralen Bereich befestigten Segmente auch bei Krafteinwirkung ihre Ausrichtung nicht. Als Verdrehsicherung kann beispielsweise eine kreuzförmige Geometrie dienen, die dafür sorgt, dass die Komponenten ineinandergreifen. Alternativen zu einer kreuz- förmigen Geometrie sind beispielsweise Ovale, Dreiecke oder auch ein Zusatzpin. In an advantageous embodiment of the invention, the segments each have an anti-rotation device. As a result of the rotation, the segments fixed only in a central area do not change their orientation even under the action of force. As an anti-rotation, for example, serve a cross-shaped geometry, which ensures that the components interlock. Alternatives to a cross-shaped geometry are, for example, ovals, triangles or an additional pin.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Ringspalt durch voneinander beabstandete Segmentringe gebil- det. Die Außenschale ist dabei vergleichsweise einfach zu gießen und Kühlluftkanäle bzw. -bohrungen sind einfacher zu implementieren . In a further advantageous embodiment, the annular gap is formed by spaced-apart segment rings. The outer shell is comparatively easy to cast and cooling air ducts or bores are easier to implement.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird der Ringspalt durch einen Segmentring und einen vom Segmentring beabstandeten und an der Außenschale angegossenen Ring gebildet . In an alternative embodiment of the invention, the annular gap is formed by a segment ring and a ring spaced from the segment ring and cast on the outer shell.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Segmentring in Strömungs- richtung der Verbrennungsgase stromab des angegossenen Rings angeordnet ist. It is advantageous if the segment ring is arranged in the flow direction of the combustion gases downstream of the molded ring.

Um eine gleichmäßige Einströmung der Bypassluft am Ende der meist ringförmigen Brennkammer zu erreichen, ist es vorteil- haft, wenn zusätzlich zum Spalt in Richtung Brennkammerinnenraum Öffnungen für die Zufuhr von Bypassluft zum Bypassplenum gleichmäßig verteilt über den Umfang der Außenschale angeord^¬ net sind. Im Hinblick auf gute Montage- und Demontage-Eigenschaften ist es vorteilhaft, wenn die Segmente mit der Außenschale lösbar verbunden sind. In order to achieve a uniform inflow of the bypass air at the end of the mostly annular combustion chamber, it is advantageous if, in addition to the gap in the direction of the combustion chamber interior openings for the supply of bypass air to Bypassplenum evenly distributed over the circumference of the outer shell angeord ^¬ net. With regard to good assembly and disassembly properties, it is advantageous if the segments are detachably connected to the outer shell.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Segmente mit der Außenschale verschraubt sind. In particular, it is advantageous if the segments are screwed to the outer shell.

Zweckmäßiger Weise erfolgt eine Verschraubung von außen, d.h. von der Brennkammeraußenschale in Richtung Brennkammerinne^¬ res. Dies hat den Vorteil, dass die Verschraubung selbst nicht oder nur wenig gekühlt werden muss, insbesondere, wenn die Schraube das Segment nicht vollständig bis zum Brennkam^¬ merinneren durchdringt, sondern lediglich in die Befesti- gungsvorrichtung des Segments münden, welche in diesem Fall ein entsprechendes Gewinde aufweist. Conveniently, a screw from the outside, ie from the combustion chamber outer shell in the direction of the combustion chamber ^{interior ¬} res. This has the advantage that the screw itself is little need not or cooled, especially if the screw is not to Brennkam ^¬ merinneren penetrates the segment completely, but only constriction device in the fastening open the segment, which in this case, a corresponding Has thread.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist eine der Außenschale zugewandte Seite des Segments eine zur Außenschale hin offene Kammer auf. Diese Kammer dient als Reservoir bzw. Verteiler für Kühlluft. In a further advantageous embodiment of the invention, a side of the segment facing the outer shell has a chamber which is open towards the outer shell. This chamber serves as a reservoir or distributor for cooling air.

Zweckmäßiger Weise sind die Kammern in den Segmenten zu den Seiten hin abgeschlossen, um ein Entweichen der Kühlluft durch die Spalte zwischen den Segmenten zu verhindern. Insbesondere ist je Segment eine um die Kammer laufende Dichtung zwischen dem Segment und der Außenschale vorgesehen. Conveniently, the chambers in the segments are closed to the sides to prevent escape of the cooling air through the gaps between the segments. In particular, a segment running around the chamber seal between the segment and the outer shell is provided per segment.

Um zum Schutz der Außenschale weiterhin Hitzeschildelemente, insbesondere keramische Hitzeschildelemente, verwenden zu können, weisen die Segmente auf ihrer dem Brennkammerinnenraum zugewandten Seite Befestigungsnuten für vollständige Befestigung eines Hitzeschildelements auf, wobei die Befesti^¬ gungsnuten einen gegenüber dem Rest der Nut verbreiterten Nutgrund aufweisen. Bei Hitzeschildelementen, die in zwei Nuten gehaltert werden, kann ein Bruch aufgrund einer ungleichmäßigen Haltestrukturoberfläche, wie das bei einem ver^¬ gleichsweise kleineren Segment mit nur einer Steinhalternut der Fall wäre, dadurch vermieden werden, dass das keramische Hitzeschild vollständig, d.h. in zwei Nuten auf dem entspre^¬ chenden Segment befestigt wird. nte si die si In order to continue to use the heat shield elements, in particular ceramic heat shield elements, to protect the outer shell segments have on their side facing the combustion chamber interior side fixing grooves for complete attaching a heat shield element, the Fixed To ^¬ gungsnuten have a relation to the rest of the groove widened groove base. In the heat shield elements which are held in two grooves, a breakage due to uneven support structure surface, such that at a ver ^¬ paratively smaller segment with only one Steinhalternut The case would be avoided by the fact that the ceramic heat shield is completely, that is attached in two grooves on the corre sponding ^¬ segment. nte si the si

in di gründe erstrecken. extend into di reasons.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auf der dem Ringspalt zugewandten Seite des Segments eine Lippe vorgesehen, welche sich zum Schutz eines benachbarten kerami sehen Hitzeschildelements in Richtung eines Brennkammerinnen raums erstreckt. Im Bypassbetrieb ist nämlich eine Seite ei^¬ nes keramischen Hitzeschildelements dem mit vergleichsweise geringer Temperatur (ca. 400 - 450°C) aus dem Bypass austre^¬ tenden Luftstrom ausgesetzt und wird ohne Schutz stark herab gekühlt, während der der Brennkammer zugewandte Bereich des keramischen Hitzeschildelements weiterhin durch heißes Verbrennungsgas (ca. 1500 °C) erhitzt wird. Aufgrund des hohen Temperaturgradienten wird erwartet, dass sich Spannungen im keramischen Hitzeschildelement aufbauen. In Kombination mit den hohen Strömungsgeschwindigkeiten würde der Effekt der oh nehin auftretenden Erosion noch deutlich verstärkt werden. Der Temperaturgradient wird nun durch die Lippe gemindert, welche die zum Bypass-Spalt gewandte Seite des keramischen Hitzeschildes vollständig abdeckt. In an advantageous embodiment of the invention, a lip is provided on the annular gap facing side of the segment, which extends to protect an adjacent kerami see heat shield element in the direction of a combustion chamber interior space. In the bypass operation, a page ei ^¬ nes ceramic heat shield element is namely the comparatively low temperature (about 400 - C 450 °) exposed austre ^¬ Tenden air flow from the bypass and is cooled down strongly without protection, while the side facing the combustion chamber portion of the ceramic heat shield element continues to be heated by hot combustion gas (about 1500 ° C). Due to the high temperature gradient, stresses are expected to build up in the ceramic heat shield element. In combination with the high flow velocities, the effect of the already occurring erosion would be significantly enhanced. The temperature gradient is now reduced by the lip which completely covers the side of the ceramic heat shield facing the bypass gap.

Um die Lippen, insbesondere Metalllippen, gegen die hohen Verbrennungstemperaturen zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn diese eine zusätzliche (keramische) Beschichtung und/oder zumindest eine Innenkühlung aufweisen. Eine Versorgung mit Kühlluft kann über die Kammer erfolgen. In order to protect the lips, in particular metal lips, against the high combustion temperatures, it is advantageous if they have an additional (ceramic) coating and / or at least one internal cooling. A supply of cooling air can take place via the chamber.

Vorteilhafterweise umfasst eine Gasturbine eine Ringbrennkam mer nach der Erfindung. Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich: Advantageously, a gas turbine comprises a Ringbrennkam mer according to the invention. The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Shown schematically and not to scale:

Figur 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Gasturbine in einem Längsschnitt gemäß einem Ausführungsbei^¬ spiel, FIG. 1 shows a representation of a gas turbine according to the invention in a longitudinal section according to an ^exemplary embodiment,

Figur 2 eine Hälfte der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Ringbrennkammer in einer Draufsicht, FIG. 2 shows one half of the annular combustion chamber according to the invention shown in FIG. 1 in a top view,

Figur 3 eine Schnittdarstellung eines Teils der erfindungs^¬ gemäßen Ringbrennkammer, Figure 3 is a sectional view of a portion of the annular combustion chamber fiction, modern ^¬,

Figur 4 eine Draufsicht auf ein Segment der erfindungsgemä^¬ ßen Ringbrennkammer und Figure 4 is a plan view of a segment of the invention ^¬ Shen annular combustion chamber and

Figur 5 eine im Vergleich zur Figur 4 gedrehte Draufsicht auf ein Segment der erfindungsgemäßen Ringbrennkammer . Figure 5 is a rotated in comparison to Figure 4 plan view of a segment of the annular combustion chamber according to the invention.

Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine erfin^¬ dungsgemäße Gasturbine 24 in einem Längsschnitt. Diese um- fasst einen Verdichterabschnitt 25, einen Brennkammerab^¬ schnitt 26 und einen Turbinenabschnitt 27. Eine Welle 28 er^¬ streckt sich durch alle Abschnitte der Gasturbine 24. Im Verdichterabschnitt 25 ist die Welle 28 mit Kränzen von Verdichterlaufschaufeln 29 und im Turbinenabschnitt 27 mit Kränzen von Turbinenlaufschaufeln 30 ausgestattet. Zwischen den Laufschaufelkränzen befinden sich im Verdichterabschnitt 25 Kränze von Verdichterleitschaufeln 31 und im Turbinenabschnitt 27 Kränze von Turbinenleitschaufein 32. Die Leitschaufeln erstrecken sich vom Gehäuse 33 der Gasturbine 24 im Wesentlichen in Radialrichtung zur Welle 28. 1 shows schematically and exemplarily a ^¬ OF INVENTION dung modern gas turbine 24 in a longitudinal section. These comprise summarizes a compressor section 25, a Brennkammerab ^¬ section 26 and a turbine section 27. A shaft 28 he stretches ^¬ to 24 by all sections of the gas turbine in the compressor section 25, the shaft 28 with wreaths of compressor blades 29 and the turbine section 27 with wreaths equipped by turbine blades 30. Wheels of compressor guide vanes 31 are located between the rotor blade rings in the compressor section 25 and wreaths of turbine guide vanes 32 in the turbine section 27. The guide vanes extend from the housing 33 of the gas turbine 24 substantially in the radial direction to the shaft 28.

Im Betrieb der Gasturbine 24 wird Luft 34 durch einen Luft- einlass 35 des Verdichterabschnittes 25 eingesaugt und von den Verdichterlaufschaufeln 29 komprimiert. Die komprimierte Luft wird einer im Brennkammerabschnitt 26 angeordneten Brennkammer zugeleitet, die im vorliegenden Ausführungsbei^¬ spiel als eine Ringbrennkammer 1 ausgestaltet ist. Eine An^¬ zahl von Hitzeschildelementen 3, welche an der Innenseite 4 der Außenschale 2 lösbar befestigt sind, bildet einen Hitze- schild 36. In die Ringbrennkammer 1 wird auch ein gasförmiger oder flüssiger Brennstoff über wenigstens einen Brenner 37 eingedüst. Das dadurch entstehende Luft-Brennstoff-Gemisch wird gezündet und in der Brennkammer 1 verbrannt. Entlang des Strömungspfades 38 strömen die heißen Verbrennungsabgase von der Brennkammer 1 in den Turbinenabschnitt 27, wo sie expandieren und abkühlen und dabei Impuls auf die Turbinenlauf^¬ schaufeln 30 übertragen. Die Turbinenleitschaufein 32 dienen dabei als Düsen zum Optimieren des Impulsübertrages auf die Laufschaufeln 30. Die durch den Impulsübertrag herbeigeführte Rotation der Welle 28 wird dazu genutzt, einen Verbraucher, beispielsweise einen elektrischen Generator, anzutreiben. Die entspannten und abgekühlten Verbrennungsgase werden schließlich durch einen Auslass 39 aus der Gasturbine 24 abgeleitet. Figur 2 zeigt im Wesentlichen die Innenseite 4 einer 180°-During operation of the gas turbine 24, air 34 is sucked through an air inlet 35 of the compressor section 25 and compressed by the compressor blades 29. The compressed air is arranged in the combustion chamber section 26 Combustion chamber fed, which is designed in the present Ausführungsbei ^¬ game as an annular combustion chamber 1. At a ^¬ number of heat shield elements 3 which are detachably fastened to the inner side 4 of the outer shell 2, forms a heat shield 36. In the annular combustion chamber 1, a gaseous or liquid fuel via at least one burner 37 is injected. The resulting air-fuel mixture is ignited and burned in the combustion chamber 1. Along the flow path 38, the hot combustion exhaust gases flow from the combustion chamber 1 into the turbine section 27, where they expand and cool, imparting momentum to the turbine ^runner blades 30. The Turbinenleitschaufein 32 serve as nozzles for optimizing the momentum transfer to the blades 30. The induced by the momentum transfer rotation of the shaft 28 is used to drive a consumer, such as an electric generator. The expanded and cooled combustion gases are finally discharged through an outlet 39 from the gas turbine 24. FIG. 2 essentially shows the inside 4 of a 180 °

Komponente der Brennkammeraußenschale 2 einer Ringbrennkammer 1. Ein als Bypassplenum 5 bezeichneter Ringkanal erstreckt sich über den Umfang der Außenschale 2. Durch ihn wird im Bypassbetrieb ein Luft-Bypassstrom geleitet. Figur 2 zeigt ferner einen Segmente 7 umfassenden Segmentring 8, welcher einen Teil der Plenumwand 6 darstellt. Die Teilung der Seg^¬ mente 7 stimmt mit einer Teilung der auf ihnen angeordneten Hitzeschildelemente 3 (in der Figur 2 nicht gezeigt) überein. Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine Ringbrennkammer 1 mit einer Außenschale 2 und einem Bypassplenum 5. Die Plenumwand 6 wird zum Teil durch die entsprechend ausgestaltete Außen^¬ schale 2 gebildet. Ein weiterer Teil der Plenumwand 6 wird durch einen auf der Innenseite 4 der Außenschale 2 angeordne- ten und Segmente 7 umfassenden Segmentring 8 gebildet. Zur Bildung eines zum Brennkammerinnenraum 13 hin offenen Ringspalts 12 kann dem in der Figur 3 gezeigten Segmentring 8 ein weiterer Segmentring benachbart angeordnet sein, der von dem gezeigten Segmentring 8 entsprechend beabstandet ist (diese Variante ist nicht gezeigt) . Gezeigt ist die Variante, bei der ein vom Segmentring 8 beabstandeter und an der Außenschale 2 angegossenen Ring 14 gebildet ist. Im Beispiel der Figur 3 ist der Segmentring 8 in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase stromab des angegossenen Rings 14 angeordnet. Component of the combustion chamber outer shell 2 of an annular combustion chamber 1. A designated as Bypassplenum 5 annular channel extends over the circumference of the outer shell 2. Through it, an air bypass flow is passed in the bypass mode. FIG. 2 also shows a segment ring 8 comprising segments 7, which forms part of the plenum wall 6. The pitch of the Seg ^¬ elements 7 agrees with a pitch of them arranged on the heat shield elements 3 (in the Figure 2 is not shown) match. Figure 3 shows a section through an annular combustion chamber 1 with an outer shell 2 and a bypass plenum 5. The plenum wall 6 is formed in part by the appropriately designed outer ^¬ cup. 2 Another part of the plenum wall 6 is formed by a segment ring 8 which is arranged on the inside 4 of the outer shell 2 and comprises segments 7. In order to form an annular gap 12 which is open towards the combustion chamber interior 13, the segment ring 8 shown in FIG. 3 can be adjacently arranged by a further segment ring, which is separated from the segment ring 8 shown segment ring 8 is spaced correspondingly (this variant is not shown). Shown is the variant in which a segment ring 8 spaced and cast on the outer shell 2 ring 14 is formed. In the example of Figure 3, the segment ring 8 is arranged in the flow direction of the combustion gases downstream of the molded ring 14.

Im Schnitt der Figur 3 ist auch die Befestigungsvorrichtung 10 in einem zentralen Bereich 9 des Segments 7 zu sehen, mit- tels derer das Segment 7 mit der Außenwand 2 verschraubt ist. Die Verschraubung 16 erfolgt von außen. 3, the fastening device 10 can also be seen in a central region 9 of the segment 7, by means of which the segment 7 is screwed to the outer wall 2. The screw 16 is done from the outside.

Ferner sind in Figur 3 Öffnungen 15 im Bypassplenum 5 zu sehen, welche für die Zufuhr von Bypassluft zum Bypassplenum 5 gleichmäßig verteilt über den Umfang der Außenschale 2 ange^¬ ordnet sind. Further, in Figure 3 openings 15 are visible in the bypass plenum 5, which are distributed uniformly for the supply of bypass air to the bypass plenum 5 over the circumference of the outer shell 2 is arranged ^¬.

Die Figur 4 zeigt ein Segment 7 mit einer im eingebauten Zustand der Außenschale 2 zugewandten Kammer 17 zur Kühlluft- Versorgung, die im demontierten Zustand an einer Seite offen ist. In einem zentralen Bereich 9 ist eine Befestigungsvorrichtung 10 mit einer Verdrehsicherung 11 vorgesehen. Ferner weist das Segment 7 eine um die Kammer 17 laufende Dichtung 18 auf, die im montierten Zustand an der Innenseite 4 der Au- ßenschale 2 anliegt. FIG. 4 shows a segment 7 with a chamber 17 facing the outer shell 2 in the installed state for cooling air supply, which is open on one side in the disassembled state. In a central region 9, a fastening device 10 is provided with a rotation 11. Furthermore, the segment 7 has a seal 18 running around the chamber 17, which rests against the inside 4 of the outer shell 2 in the assembled state.

Auf der dem Brennkammerinnenraum 13 zugewandten Seite weist das Segment 7 der Figur 4 Befestigungsnuten 19 für eine vollständige Befestigung eines Hitzeschildelements 3 auf, wobei die Befestigungsnuten 19 einen gegenüber dem Rest der Nut 19 verbreiterten Nutgrund 20 aufweisen. Bei dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass Hitzeschildelemente 3 zum Einsatz kommen, die an zwei gegenüberliegenden Umfangsseiten von jeweils zwei Haltelementen in zwei Nuten gehalten werden. On the combustion chamber interior 13 side facing the segment 7 of Figure 4 mounting grooves 19 for complete attachment of a heat shield element 3, wherein the mounting grooves 19 have a relation to the rest of the groove 19 widened groove bottom 20. In this embodiment, it is assumed that heat shield elements 3 are used, which are held on two opposite circumferential sides of each two holding elements in two grooves.

Kühlluftbohrungen 21 erstrecken sich durch die Segmente 7 von der jeweiligen Kammer 17 bis in die Nutgründe 20. Die Befes^¬ tigungsnuten 19 für die Hitzeschildelemente 3 sind auch in der Figur 3 gezeigt, und auch wenn die Hitzeschildelemente 3 nicht gezeigt sind, ist klar, dass nach vollständiger Montage der Ringspalt zwischen je zwei Hitzeschildelementen 3 angeordnet ist, von denen jeweils eines in der Figur 3 oberhalb einer Lippe 22 direkt auf der Brennkammeraußenschale 2 und ein anderes Hitzeschildelement 3 auf einem Segment 7 angeord^¬ net ist. Cooling air holes 21 extend through the segments 7 of the respective chamber 17 to the groove bottoms 20. The buildin ^¬ tigungsnuten 19 are for the heat shield elements 3 in 3, and even if the heat shield elements 3 are not shown, it is clear that after complete assembly of the annular gap between two heat shield elements 3 is arranged, one of which in Figure 3 above a lip 22 directly on the combustion chamber outer shell 2 and another heat shield element 3 on a segment 7 angeord ^¬ net is.

Die auf der dem Ringspalt 12 zugewandten Seite des Segments 7 angeordnete Lippe 22 erstreckt sich zum Schutz eines kerami^¬ schen Hitzeschildelements 3 (hier nicht gezeigt) in Richtung eines Brennkammerinnenraums 13. The at the annular gap 12 facing side of the segment 7 disposed lip 22 extends to the protection of a rule Kerami ^¬ heat shield member 3 (not shown) toward a combustor interior. 13

In der Figur 5 ist zu sehen, dass die Lippe 22 eine Innenküh- lung 23 aufweist, welche ebenfalls durch die Kammer 17 mitIn FIG. 5, it can be seen that the lip 22 has an internal cooling 23, which likewise flows through the chamber 17

Kühlluft versorgt wird. Ferner ist die Lippe 22 mit einer ke^¬ ramischen Beschichtung 40 versehen. Die Beschichtung 40 in Figur 5 erstreckt sich lediglich über die Rundung der Lippe 22. Bei Bedarf könnte auch die Beschichtung erweitert und die in Richtung der Nuten 19 anschließende gerade Seitenwand be^¬ schichtet werden. Cooling air is supplied. Furthermore, the lip is provided with a coating 40 ke ^¬ ramischen 22nd The coating 40 in Figure 5 extends only over the rounding of the lip 22. If necessary, the coating could be extended and the subsequent in the direction of the grooves 19 are straight sidewall ^¬ be coated.

Claims

claims

A ring combustion chamber (1) comprising an outer shell (2), a number of heat shield elements (3) which are releasably secured to the inner side (4) of the outer shell (2) and one called Bypassplenum (5), extending over the circumference of Outer shell (2) extending annular channel through which an air bypass flow is passed in the bypass mode, with a plenum wall (6), wherein the outer shell (2) is designed so that it forms part of the plenum wall (6) and another part of Plenum wall (6) by a on the inside (4) of the outer shell (2) angeord ^¬ Neten and segments (7) comprising segment ring (8) is formed, wherein the segments (7) each in a zentra ^¬ len area (9) a have fastening device (10) by means of which they are connected with the outer wall (2) and a pitch of the segments (7) with a pitch of the arrayed on them heat shield elements (3) matches ^¬ over, characterized in that the bypass plenum (5) a annular gap (12) to a combustion chamber interior (13), wherein the annular gap between each two Hit ^¬ zeschildelementen (3) is arranged.

2. annular combustion chamber (1) according to claim 1, wherein the segments (7) each have an anti-rotation (11).

3. annular combustion chamber (1) according to any one of claims 1 or 2, wherein the annular gap (12) by spaced segment rings (8) is formed.

4. annular combustion chamber (1) according to one of claims 1 or 2, wherein the annular gap (12) by a segment ring (8) and one of the segment ring (8) spaced and on the outer shell (2) molded ring (14) is formed.

5. annular combustion chamber (1) according to claim 4, wherein the segment ring (8) in the flow direction of the combustion gases downstream of the molded ring (14) is arranged.

6. annular combustion chamber (1) according to any one of the preceding claims, wherein openings (15) for the supply of bypass air to Bypassplenum (5) evenly distributed over the circumference of the outer shell (2) are arranged.

7. annular combustion chamber (1) according to one of the preceding claims, wherein the segments (7) with the outer shell (2) are connected lös ^¬ bar.

8. annular combustion chamber (1) according to claim 7, wherein the segments (7) are screwed to the outer shell (2).

9. annular combustion chamber (1) according to claim 8, wherein the screw connection (16) takes place from the outside.

10. annular combustion chamber (1) according to any one of the preceding claims, wherein one of the outer shell (2) facing side of the segment (7) has an outer shell (2) open towards the chamber (17).

11. annular combustion chamber (1) according to claim 10, wherein each segment (7) around the chamber (17) running seal (18) between the segment (7) and the outer shell (2) is provided.

12. annular combustion chamber (1) according to any one of the preceding claims, wherein the segments (7) on its combustion chamber interior (13) facing side mounting grooves (19) for a complete attachment of a heat shield element

(3), wherein the fastening grooves (19) have a relative to the rest of the groove (19) widened groove bottom (20).

13. annular combustion chamber (1) according to claims 10 or 11 and

12, wherein cooling air holes (21) extend through the segments (7) from the respective chamber (17) into the groove bottoms (20).

14. annular combustion chamber (1) according to any one of the preceding claims, wherein on the annular gap (12) facing side of the segment (7) a lip (22) is provided, which for protecting a ceramic heat shield element (3) in the direction of a combustion chamber interior ( 13).

15. annular combustion chamber (1) according to claim 14, wherein the lip

(22) has a ceramic coating (40).

16. annular combustion chamber (1) according to any one of claims 14 or 15, wherein the lip (22) has an internal cooling (23) which is supplied through the chamber (17) with cooling air.

17. Gas turbine (24) with an annular combustion chamber (1) according to one of the preceding claims.