DE4309201A1

DE4309201A1 - Vorrichtung zur Befestigung von Wärmestausegmenten einer Brennkammer

Info

Publication number: DE4309201A1
Application number: DE19934309201
Authority: DE
Inventors: Roger Suter
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1994-09-29

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Wärmestausegmenten einer Brennkammer.

Stand der Technik

Derartige Vorrichtungen sind bekannt. So werden beispielswei se die Wärmestausegmente einer Brennkammer durch Einschieben in die Nuten eines starren zylinderförmigen Rohres befestigt. Da im Inneren der Brennkammer die Flamme brennt, werden die nach innen gerichteten Seiten der Wärmestausegmente stark er wärmt. Gleichzeitig werden aber die nach außen gerichteten Seiten der Wärmestausegmente gekühlt, so daß die über die Wandstärke der Segmente auftretende Temperaturdifferenz zu einer thermischen Verkrümmung der Wärmestausegmente führt.

Die thermische Verkrümmung ist bei konstanter Wärmeübergangs zahl umso größer, je größer die Temperaturdifferenz und je kleiner die Wandstärke der Segmente sind.

Wird die thermische Verkrümmung mittels einer Einspannung verhindert, wie das z. B. durch das Einschieben der Wärmestau segmente in die Nuten des starren Zylinders erreicht wird, dann entstehen im Bauteil Spannungen. Diese Spannungen führen zu einer Reduzierung der Lebensdauer der Bauteile.

Ein weiterer Nachteil dieses Standes der Technik besteht darin, daß die Wärmestausegmente geteilt ausgeführt sein müssen. Ein problemloses Einschieben in die Nuten des Zylin ders ist nämlich stets nur für relativ kleine Segmente mög lich, weil sich die über die gesamte Länge des Zylinders er streckenden Wärmestausegmente zu sehr durchbiegen würden. Das erfordert einen erhöhten Fertigungs- und Montageaufwand.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Befestigung der Wärmestausegmente einer Brennkammer, bestehend aus einem zylindrischen Tragkorb, zu schaffen, bei der die thermische Verkrümmung der Wärmestausegmente nur wenig behindert wird und die Wärmestausegmente außerdem ungeteilt ausgeführt sein können, d. h. sie sind so lang wie die Biegestäbe.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Trag korb aus separaten, in axialer Richtung über den gesamten Um fang angeordneten Biegestäben besteht, welche an ihren beiden Enden in zylinderförmigen Ringen verankert sind.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die thermi sche Verkrümmung der Wärmestausegmente während des Betriebes nur wenig behindert wird und dadurch Spannungen im Bauteil vermieden werden, so daß die Lebensdauer der Wärmestauseg mente gegenüber dem Stand der Technik erhöht wird. Außerdem können lange Wärmestausegmente in die Biegestäbe eingefügt werden, so daß der Fertigungs- und Montageaufwand reduziert wird.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Biegestäbe Nuten zur Einhängung der Wärmestausegmente aufweisen, weil dadurch ein leichtes Einschieben der Segmente ermöglicht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung des Tragkorbes;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt des Tragkorbes mit dem dazu gehörenden Wärmestausegment.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli chen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt ist beispielsweise der Druckbehälter der Brennkammer.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert.

Im Innern einer Brennkammer einer Gasturbinenanlage befindet sich ein zylindrischer Tragkorb 2 (Fig. 1) zur Aufnahme der Wärmestausegmente 1. Der Tragkorb 2 besteht erfindungsgemäß aus mehreren separaten, in axialer Richtung über den gesamten Umfang des Tragkorbes 2 angeordneten Biegestäben 3 und zwei zylinderförmigen Ringen 4, in welchen die Biegestäbe 3 jeweils an ihren Enden verankert sind. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind in den Biegestäben 3 jeweils zwei Nuten 5 vorhan den. In diese Nuten 5 der Biegestäbe 3 werden die Wärmestau segmente hineingeschoben und dort fixiert. Die Biegestäbe 3 sind elastisch und geben bei Temperaturbeanspruchung nach.

Da einerseits während des Betriebes der Gasturbinenanlage im Inneren der Brennkammer auf Grund der brennenden Flamme hohe Temperaturen herrschen, andererseits aber die Wärmestauseg mente 1 an der Außenseite gekühlt werden, ergibt sich über die Wandstärke der Wärmestausegmente ein großes Temperatur gefälle. Da die Wärmestausegmente 1 an den elastischen Bie gestäben 3 fixiert sind, welche bei Temperaturbeanspruchung nachgeben, wird die thermische Verkrümmung der Wärmestauseg mente nur geringfügig behindert. Somit entstehen nur geringe Spannungen im Bauteil und die Lebensdauer der Bauteile, vor allem unter Low-cycle-fatigue-Belastung, erhöht sich.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Länge der Wärmestausegmente 1 genau so groß wie die Länge der Biege stäbe 3 sein kann, d. h. daß nunmehr nicht mehr mehrere kurze Segmente aneinandergefügt werden müssen, um die notwendige Länge der Wärmestausegmente 1 zu erhalten, weil die Durchbie gung der Wärmestausegmente 1 bei der erfindungsgemäßen Lö sung ohne Bedeutung ist. Dadurch sinkt der Fertigungs- und Montageaufwand.

Bezugszeichenliste

1 Wärmestausegment
2 Tragkorb
3 Biegestab
4 Ring
5 Nut.

Claims

1. Vorrichtung zur Befestigung der Wärmestausegmente (1) einer Brennkammer in einem zylindrischen Tragkorb (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkorb (2) aus sepa raten, in axialer Richtung über den gesamten Umfang an geordneten Biegestäben (3) besteht, welche an ihren Enden in zylinderförmigen Ringen (4) verankert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Biegestäben (3) Nuten (5) zur Einhängung der Wärmestausegmente (1) angeordnet sind.