CH463197A - Einrichtung zur Zuführung des Kühlgases in das Doppelmantel-Eintrittsgehäuse einer Gasturbine - Google Patents

Description

  Einrichtung zur     Zuführung    des     Kühlgases    in das     Doppelmantel-Eintrittsgehäuse     einer     Gasturbine       Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zufüh  rung des Kühlgases in     einen    von einem Doppelmantel  des Eintrittsgehäuses gebildeten Raum der Turbine einer  stationären     Gasturbinenanlage,    die in getrennter An  ordnung einen Verdichter und eine luftgekühlte,     doppel-          mantelige        Brennkammer    aufweist, von der aus das Heiss  gas über ein Rohrstück durch ein Innenmantel des  Eintrittsgehäuses zur Turbine     gelangt.     



  Bei einer bekannten Zuführungseinrichtung für An  lagen der vorgenannten Art ist von der die Verdichter  luft zur Brennkammer führenden Leitung eine Leitung  abgezweigt, durch die .ein Teilstrom als Kühlgas über  den Zwischenraum eines doppelwandigen Eintritt  stutzens der Turbine und der sich anschliessenden     dop-          pelmanteligen    Heissgasleitung     im    Gegenstrom zum luft  gekühlten Ringraum der     Brennkammer    strömt. Zwecks  Verringerung der Wärmeübertragung von der inneren  zur äusseren Wand ist der Doppelmantel in Teilzwi  schenräume unterteilt.

   Durch diese ist im umgekehrten  Sinn zum Wärmestrom - quer zur     Heissgasrichtung      über besonders     angeordnete    Zuleitungen     Kühlgas    hin  durchgeführt.  



  Diese Art der     Kühlgasführung    ist äusserst aufwen  dig; sie benötigt     eine    Vielzahl von getrennten mit       Kompensatoren    versehene Leitungen.  



  Bei einer ebenfalls bekannten Gasturbine führt man  dem     Doppelmantelraum,    der das     Heissgaszuführungs-          rohr    und das Eintrittsgehäuse der Turbine umgibt, über  eine gesonderte, im     Nebenschluss    angeordnete Leitung  Luft als Kühlgas zu; dieses weist gegenüber dem Heiss  gas einen höheren Druck und eine niedrigere Tempe  ratur auf.     Auf    dem Wege zum Eintrittsgehäuse der  Turbine tritt Kühlgas durch die zwischen den Rohr  stössen des     Innenmantels    vorgesehenen Spalte in den       Heissgasraum.     



  Die zur Heissgasleitung im     Nebenschluss    angeordnete       Kühlgaszuführungsleitung    besitzt insbesondere an grossen  stationären     Gasturbinenanlagen    mit relativ grosser be  nötigter     Kühlgasmenge    die Nachteile, dass einmal zu-         sätzliche        Rohrkompensatoren    wegen der unterschied  lichen Wärmedehnung erforderlich sind, und zum an  deren hohe     Kühlgasdruckverluste    durch die Leitungs  führung eintreten.  



  Schliesslich ist eine     Gasturbinenanlage    mit einem ge  trennten     Leitapparatträger    und einem diesen umgeben  den druckhaltenden Aussengehäuse mit vorgesehenem       Zwischenraum    bekannt, durch den die gesamte, vom  Verdichter kommende Luft hindurch im Gegenstrom  über einen doppelwandigen Eintrittsstutzen der Turbine  zur sich anschliessenden liegenden doppelwandigen       Rohrbrennkammer    geführt wird. Für     Gasturbinenanla-          gen    grosser     Leistung    mit grossen     Verdichterluftmengen     ist diese Ausführung mit hohen Druckverlusten für die  verdichtete Luft verbunden.

   Darüber hinaus wird die       Kühlwirkung    der     Verdichterluft    am Eintrittsstutzen der  Turbine durch die     Aufheizung    am     Leitapparatträger     wesentlich gemindert.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine  Einrichtung zur Zuführung des Kühlgases in den Dop  pelmantel des Eintrittsgehäuses der Turbine zu schaffen,  die eine Förderung des von der     Verdichterluft    abge  zweigten Kühlgases auf möglichst kurzem Weg bei  strömungstechnisch günstiger Anordnung und relativ  geringem Druckverlust und geringer     Aufheizung    unter  Zuhilfenahme des Staudruckes ermöglicht.  



  Die     erfindungsgemässe    Einrichtung ist dadurch ge  kennzeichnet, dass in die vom Verdichter zur     Brenn-          kammer    führende Leitung vor der Brennkammer ko  axial ein einen Doppelmantel     bildendes    Innenmantel  stück hineinragt, dessen Zwischenraum mit dem Raum  zwischen dem     Doppelmantel    des Eintrittsgehäuses über  einen die     Brennkammer    und das Rohrstück umgeben  den Ringraum direkt in Verbindung steht. Der um die  Brennkammer geführte Teil des Ringraumes kann den  äusseren     Brennkammermantel    in Längsrichtung teilweise  oder vollkommen     umschliessen.     



  Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass der       Ringraumquerschnitt    am Stutzen des     doppelmanteligen              Eintrittsgehäuses    der     Turbine    mit geringem Aufwand       gleichmässig        beaufschlagbar    und somit gegenüber den  bekannten Einrichtungen     intensiver        kühlbar        ist,        darüber     hinaus     erfolgt    eine zusätzliche     Kühlung    des äusseren       Mantels    der     Brennkammer.     



  Die     Erfindung    ist nachstehend an Hand der Zeich  nung, die das Schema eines     Ausführungsbeispiels    zeigt,  näher     erläutert.     



  An einem nicht     dargestellten    Verdichter einer Gas  turbinenanlage schliesst sich     eine    die verdichtete Luft  führende Leitung 1, eine     doppelmantelige,        luftgekühlte          Brennkammer    2, ein Rohrstück 3 und ein     doppelman-          teliges    Eintrittsgehäuse 4 der Turbine 5 an.  



       Gemäss    der     Erfindung        ist    vor der Brennkammer 2  ein in     diej    Leitung 1     koaxial        hineinragendes,    einen       Doppelmantel    bildendes     Innenmantelstück    6 angeordnet,  dessen Zwischenraum 7 über einen die Brennkammer 2  und das Rohrstück 3     umgebenden    Ringraum 8     direkt          mit    dem Raum 9     zwischen    dem     Doppelmantel    des Ein  trittsgehäuses 4 in Verbindung steht.  



  Vor der Brennkammer 2 wird somit ein Teil der  verdichteten Luft durch das     koaxiale        Innenmantelstück     6 als Kühlgas abgetrennt und auf direktem Weg von  der     Verbrennungsluft    im Raum 10 und von dem durch  den     Innenmantel    11 strömenden Heissgas vollkommen  getrennt zum Raum 9 des     Eintrittsgehäuses    4 geführt.  



  Es ist entgegen der dargestellten     Gegenstrom-Brenn-          kammer    auch     möglich,    die     erfindungsgemässe        Einrich-          tung    an     Gleichstrom-Brennkammern    anzuwenden. Das       koaxiale        Innenmantelstück    6 ist dann am Kopf und  der Ringraum 8 um die gesamte Brennkammer an  geordnet.

      Um die     Aufheizüng    des Kühlgases im Eintritt zum  Rohrstück 3 zu     mindern,    ist vom Raum 10 der Brenn  kammer 2     kragenförmig        sein    Ringraum 12 in den Aus  trittsstutzen 13 der Brennkammer 2 hineingezogen. Vom  Ringraum 12 tritt     Verdichtexluft    durch nicht dargestellte       öffnungen    und     vermischt    sich - zusätzlich als Kühl  schleier wirkend - an der Randzone     mit    dem Heissgas.  



  Sollte abweichend von der Darstellung der Aus  trittsstutzen 13 zum Eintrittsstutzen 14 der     Brennkam-          mer    2 im Winkel abzweigen, so kann auf Grund des  ungleich langen Strömungsweges für das Kühlgas im  Ringraum 8 um die Brennkammer der Einbau von  Blenden erforderlich sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Zuführung des Kühlgases in einen von einem Doppelmantel des Eintrittsgehäuses gebilde ten Raum der Turbine einer stationären Gasturbinen- anlage, die in getrennter Anordnung einen Verdichter und eine luftgekühlte doppehnantelige Brennkammer aufweist, von der aus das Heissgas über ein Rohrstück durch den Innenmantel des Eintrittsgehäuses zur Tur bine gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass in die vom Verdichter zur Brennkammer (2) führende Leitung (1) vor der Brennkammer (2)

   koaxial ein einen Doppel mantel bildendes Innenmantelstück (6) hineinragt, des sen Zwischenraum (7) mit dem Raum (9) zwischen dem Doppelmantel des Eintrittsgehäuses (4) über einen die Brennkammer (2) und das Rohrstück (3) umgeben den Ringraum (8) direkt in Verbindung steht.