EP1199521A1 - Gasturbine und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer einer Gasturbine - Google Patents

Gasturbine und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer einer Gasturbine Download PDF

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EP1199521A1
EP1199521A1 EP00122554A EP00122554A EP1199521A1 EP 1199521 A1 EP1199521 A1 EP 1199521A1 EP 00122554 A EP00122554 A EP 00122554A EP 00122554 A EP00122554 A EP 00122554A EP 1199521 A1 EP1199521 A1 EP 1199521A1
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EP
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clamping ring
gas turbine
combustion chamber
clamping
annular combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00122554A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roderich Bryk
Otmar Gossmann
Harald Hoell
Burkhard Voss
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2001/011511 priority patent/WO2002033323A1/de
Priority to US10/399,264 priority patent/US6988366B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23R3/42—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2210/00—Noise abatement

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine with a compressor, an annular combustion chamber and a turbine part.
  • the invention also relates to a method for damping vibrations Annular combustion chamber of a gas turbine.
  • thermoacoustic Vibration is actively damped by the fact that Injecting a fluid is the location of the combustion associated with it Heat release fluctuation is controlled.
  • the object of the invention is to provide a gas turbine with a Annular combustion chamber that is particularly robust against combustion vibrations is.
  • Another object of the invention is Specification of a method for damping the vibration of a Annular combustion chamber of a gas turbine.
  • the task aimed at a gas turbine solved by specifying a gas turbine with a compressor, an annular combustion chamber and a turbine part, the Annular combustion chamber has an outer wall with an outer surface and the annular combustion chamber on its outer surface is surrounded by a clamping ring.
  • the object is directed to a method solved by specifying a method for damping vibrations an annular combustion chamber of a gas turbine, in which Setting a clamping force on one around the outer circumference of the Ring combustion chamber extending clamping ring a dissipation of Vibration energy of the ring combustion chamber due to friction on Clamping ring and thus the damping of the vibration caused becomes.
  • the clamping force is on a predominant one Vibration frequency adjusted adjusted.
  • Figure 1 shows schematically in a longitudinal section a gas turbine 3.
  • the gas turbine 3 is directed along an axis 5 and has a compressor 7, one in series Annular combustion chamber 9 and a turbine part 11. From the compressor 7 air 13 is sucked in and highly compressed. The highly compressed Air 13 is fed to the annular combustion chamber 9. There will they burned with the addition of fuel. The emerging Hot exhaust gas 15 is fed to the turbine part 11.
  • the ring combustion chamber 9 has an outer wall 23 with an outer surface 25 on. On the outer surface 25 runs in the circumferential direction a rib 29 which is radially outward a cylindrical Has contact surface 28. On the cylindrical contact surface 28 is a ring combustion chamber 9 surrounding Clamping ring 27 on.
  • the clamping ring 27 does not require any external support points, d. H. it is not an external compensation of thermal conditional relative movements required. This is special Significant if external bases even temporarily would assume a significantly different temperature level than that of damping structure. In this case there would be compensation the expansion differences not possible with reasonable effort.
  • the friction of the clamping ring 27 on the rib 29 arises in that the neutral fibers on the one hand the rib 29 and on the other hand, the clamping ring 27 on different diameters lie.
  • FIG. 2 shows part of an outer wall 23 of an annular combustion chamber 9.
  • the outer wall 23 is surrounded by a clamping ring 27.
  • the clamping ring 27 is made up of individual clamping ring segments 27a, 27b, 27c, 27, d, 27e.
  • Two of the tension ring segments 27a, 27b are connected by a tensioning device 31.
  • the tensioning device 31 has a bridge-like belt 33 on. Two pairs of lead through this bridge-like belt Tie rods 37.
  • One pair of tie rods 37 is with one pair Drawbar eyes 35 engaged.
  • the tie rods 37 are in the belt 33, respectively via several nuts 41 and disc springs in between 39 pre-tensioned.
  • a Superbold 42 closes one disc spring column each.
  • Each towing eye 35 has an elongated hole 43 with which it is circumferential slidably with one of the clamping ring segments 27a, 27b a hinge pin 36 is connected.
  • the closer structure of the Clamping device 31 is also shown enlarged in FIG. 7.
  • FIG. 3 shows a clamping ring segment 27d.
  • the clamping ring segment 27d has a recess 81 at one end with which it connectable to an adjacent clamping ring segment via bolts 83 is. On the other side of the clamping ring segment also a connection to an adjacent clamping ring segment via a taper 85 of the clamping ring segment thickness and a hole 87 possible. These two types of connections will be explained later.
  • the clamping ring segment 27d has an engagement groove 89 on the assembly of the clamping ring segment 27d is engaged with a guide tab 91.
  • the Guide tab 91 enables positive guidance of the Tension ring segment 27d along the circumference during assembly. In the lower part of the outer wall 23, the guide tabs prevent it 91 swiveling away the clamping ring segment during assembly 27d. This measure will of course also apply to the others Tension ring segments applied in the lower part of the outer wall 23.
  • Figure 4 shows in a cross section how the clamping ring 27 the rib 29 is seated.
  • the clamping ring 27 has on its underside a recess 30.
  • the recess 30 is through two on the underside of the clamping ring 27 in the axial direction outer webs 71 running in the circumferential direction.
  • the webs 71 encompass the rib 29.
  • the rib 29 is two axially spaced circumferential ones Ribs 29a formed between which in radial Direction upward offset in the radial direction open below U-shaped support member 29b is attached.
  • the U-shaped support part 29b has on its radially outer Surface of the contact surface 28.
  • the clamping ring 27 has a width of about 70 mm in the axial direction.
  • the height of the clamping ring 27 in the radial direction including the Rib 29 enclosing lugs 71 is approximately 80 mm, while the radial height H1 of the clamping ring 27 without the approaches 71 is approximately 60
  • FIG. 5 shows a segment connection designed as a coupling element 51 between two clamping ring segments 27d, 27e.
  • the Coupling member 51 has two elongated rectangular side parts 101 on. The side parts 101 are with a central pin 103 connected. Between one end of the side parts 101 is a clamping ring segment 27d with its thick taper 85 inserted between the side parts 101. A coupling pin 105 leads through the side parts 101 and through the bore 87 of the Tension ring segment 27d. In the same way is on the other Side of the coupling member 51, the clamping ring segment 27e attached.
  • the coupling member 51 allows the Tension ring segments 27 d, 27e against each other and also allows an easy releasability of this connection point.
  • the coupling link 51 is in particular over a parting of the outer wall 23 used to open an opening of the annular combustion chamber 9, instead of disassembling the clamping ring 27.
  • Figure 6 shows a further connection between two clamping ring segments 27b, 27d.
  • the clamping ring segments are here in Circumferential direction merged and through continuous connecting bolts 111 secured.
  • FIG. 7 shows the one already described in detail Clamping device 31. Also shown is an elongated hole for the annular combustion chamber 9 spanning bridge 121, the Tension ring segments 27a, 27b connects. Bridge 121 is in Figure 8 shown in detail.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine (3) mit einer Ringbrennkammer (9) und einer Ringbrennkammeraußenwand (23). Auf der Ringbrennkammeraußenwand (23) ist ein Spannring (27) angeordnet, der über Reibung zu einer Dämpfung von Schwingungen der Außenwand (23) führt. Die Auswirkungen von Verbrennungsschwingungen durch schädigende Vibrationen der Ringbrennkammer (9) werden so reduziert. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Dämpfung einer Schwingung einer Ringbrennkammeraußenwand (23). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Verdichter, einer Ringbrennkammer und einem Turbinenteil. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer einer Gasturbine.
In der DE 43 39 094 A ist ein Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen in der Brennkammer einer Gasturbine beschrieben. Bei der Verbrennung von Brennstoffen in der Brennkammer einer stationären Gasturbine, eines Flugzeugtriebwerks oder dergleichen kann es aufgrund der Verbrennungsvorgänge zu Instabilitäten oder Druckschwankungen kommen, die unter ungünstigen Verhältnissen thermoakustische Schwingungen anregen, die auch Verbrennungsschwingungen genannt werden. Diese stellen nicht nur eine unerwünschte Schallquelle dar, sondern können zu unzulässig hohen mechanischen Belastungen der Brennkammer führen. Eine solche thermoakustische Schwingung wird aktiv dadurch gedämpft, daß durch Eindüsen eines Fluides der Ort der mit der Verbrennung verbundenen Wärmefreisetzungsschwankung gesteuert wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Gasturbine mit einer Ringbrennkammer, die besonders robust gegenüber Verbrennungsschwingungen ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zur Dämpfung der Schwingung einer Ringbrennkammer einer Gasturbine.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Gasturbine gerichtete Aufgabe gelöst durch Angabe einer Gasturbine mit einem Verdichter, einer Ringbrennkammer und einem Turbinenteil, wobei die Ringbrennkammer eine Außenwand mit einer Außenoberfläche aufweist und wobei die Ringbrennkammer auf ihrer Außenoberfläche von einem Spannring umgeben ist.
Herkömmliche Maßnahmen gegen die Auswirkung von Verbrennungsschwingungen waren sämtlich Maßnahmen, die aktiv oder passiv die Verbrennungsschwingung selbst in ihrer Amplitude zu reduzieren versuchten. Aktive Maßnahmen sind hier beispielsweise die gegenphasige Modulation von zugeführtem Brennstoff oder das gegenphasige Einschallen mittels Lautsprecher. Passive Maßnahmen versuchen durch eine Änderung der akustischen Randbedingungen der Brennkammer eine akustische Verstimmung so zu erreichen, daß Verbrennungsschwingungen bestimmter Frequenzen gedämpft werden. Die aktiven Maßnahmen sind apparativ sehr aufwendig und nicht immer wirksam. Die passiven Maßnahmen vermögen in der Regel nur bestimmte Frequenzbereiche zu dämpfen. Gerade in einer Ringbrennkammer ist es praktisch unmöglich, akustische Resonanzen zu berechnen und vorauszusagen, bei denen sich eine stabile Verbrennungsschwingung aufbaut.
Die vorgeschlagene Gasturbine zeichnet sich durch einen völlig neuen Ansatz zur Verringerung der Auswirkungen einer Verbrennungsschwingung aus. Die Ringbrennkammer wird von einem Spannring umgeben, der die Ringbrennkammeraußenwand umspannt. Durch einen solchen Spannring kann nunmehr die schädliche Vibration der Ringbrennkammer durch eine Dissipation von Schwingungsenergie auf den Spannring gedämpft werden. Der Spannring bietet zudem die Möglichkeit, durch Einstellung einer definierten Vorspannung, beliebige Frequenzbereiche besonders effizient zu dämpfen. So wird zur gezielten Dämpfung höhererer Schwingungsfrequenzen eine größere Spannkraft gewählt, als zur Dämpfung niedriger Frequenzen. Durch eine automatisierte Spannkrafteinstellung mittels eines geeigneten Antriebes, kann sogar eine Insitu-Veränderung der Spannkraft während des Betriebes der Gasturbine erfolgen, so daß jeweils gerade auftretende Schwingungsmodi in der Ringbrennkammerwand durch Einstellung der Spannkraft im Spannring besonders effizient gedämpft werden.
  • a) Vorzugsweise weist die Außenoberfläche eine zylindrische Kontaktfläche auf, auf der der Spannring aufliegt. Durch eine solche zylindrische Kontaktfläche liegt der Spannring rutschsicher auf. Da die Spannringkraft radial nach innen wirkt, wird auf einer abgeschrägten Auflagefläche für den Spannring ansonsten die Gefahr eines Abrutschens bestehen. Weiter bevorzugt ist die zylindrische Kontaktfläche durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippe gebildet.
  • b) Bevorzugt ist der Spannring aus mindestens zwei Spannringsegmente entlang seiner Umfangsrichtung aufgebaut. Dies ermöglicht eine vereinfachte Montage des Spannrings. Weiter bevorzugt sind die Spannringsegmente durch eine Spannvorrichtung verbunden. Diese Spannvorrichtung dient dem Einstellen einer Vorspannung im Spannring und damit insbesondere auch dem Einstellen für die Energiedissipation bestimmte Schwingungsformen besonders geeigneten Spannkraft.
  • c) Vorzugsweise weist der Spannring eine Ausnehmung so auf, daß er mit der Ausnehmung die Rippe zumindest teilweise umschließend auf der Rippe aufliegt. Dies führt zu einer weiter verbesserten Auflagesicherung für den Spannring.
  • d) Vorzugsweise weist die Spannvorrichtung eine Zugstange auf, die in eine Zugöse eingreift, wobei zwischen Zugstange und Zugöse mittels einer Feder eine Vorspannkraft eingestellt ist. Weiter bevorzugt ist die Zugöse in Langlöchern verschiebbar angeordnet.
    • Die Ausführungen nach den Merkmalen a) bis c) sind auch in einer beliebigen Weise miteinander kombinierbar.
    Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe gelöst durch Angabe eines Verfahrens zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer einer Gasturbine, bei dem durch Einstellen einer Spannkraft auf einen um den Außenumfang der Ringbrennkammer verlaufenden Spannring eine Dissipation von Schwingungsenergie der Ringbrennkammer durch Reibung am Spannring und damit die Dämpfung der Schwingung verursacht wird.
    Die Vorteile eines solchen Verfahrens ergeben sich entsprechend den obigen Ausführungen zu den Vorteilen der Gasturbine.
    Vorzugsweise wird die Spannkraft auf eine vorherrschende Schwingungsfrequenz abgestimmt eingestellt.
    Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen teilweise schematisch und nicht maßstäblich:
    Figur 1
    eine Gasturbine,
    Figur 2
    eine Ringbrennkammeraußenwand mit einem Spannring,
    Figur 3
    ein Spannringsegment mit einer Sicherungsöse,
    Figur 4
    ein auf einer Rippe aufsitzender Spannring in einem Querschnitt,
    Figur 5
    die Verbindung zweier Spannringssegmente und
    Figur 6
    eine weitere Verbindung zweier Spannringsegmente.
    Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
    Figur 1 zeigt schematisch in einem Längsschnitt eine Gasturbine 3. Die Gasturbine 3 ist entlang einer Achse 5 gerichtet und weist hintereinandergeschaltet einen Verdichter 7, eine Ringbrennkammer 9 und ein Turbinenteil 11 auf. Vom Verdichter 7 wird Luft 13 angesaugt und hochverdichtet. Die hochverdichtete Luft 13 wird der Ringbrennkammer 9 zugeleitet. Dort wird sie unter Zugabe von Brennstoff verbrannt. Das entstehende Heißabgas 15 wird dem Turbinenteil 11 zugeleitet. Die Ringbrennkammer 9 weist eine Außenwand 23 mit einer Außenoberfläche 25 auf. Auf der Außenoberfläche 25 verläuft in Umfangsrichtung eine Rippe 29, die radial außenliegend eine zylindrische Kontaktfläche 28 aufweist. Auf der zylindrischen Kontaktfläche 28 liegt ein die Ringbrennkammer 9 umgebender Spannring 27 auf.
    Bei der Verbrennung in der Ringbrennkammer 9 kann es zu Flammeninstabilitäten kommen, die wiederum Druckpulsationen in der Ringbrennkammer 9 zur Folge haben. Die von der Ringbrennkammerwand reflektierten Druckpulsationen werden auch an den Ort der Verbrennung zurückreflektiert. Dort können sie bei richtiger Phasenlage Flammeninstabilitäten so verstärken, daß es zum Aufbau einer stabilen Verbrennungsschwingung durch das rückgekoppelte System kommt. Diese Verbrennungsschwingung kann so erheblich sein, daß beschädigende Vibrationen in der Gasturbine 3 aufgebaut werden. Insbesondere die Ringbrennkammer 9 ist diesen Vibrationen ausgesetzt. Die Vibrationen übertragen sich auch auf die Rippen 29 und führen zu einer Reibung des Spannringes 27 an der zylindrischen Kontaktfläche 28. Hierdurch wird Schwingungsenergie der Ringbrennkammerschwingung in Wärme umgesetzt und damit die Schwingung gedämpft. Zudem benötigt der Spannring 27 keine externen Stützpunkte, d. h. es ist keine externe Kompensation von thermisch bedingten Relativbewegungen erforderlich. Dies ist besonders bedeutsam, wenn externe Stützpunkte auch nur zeitweise ein deutlich anderes Temperaturniveau annehmen würden, als die zu bedämpfende Struktur. In diesem Fall wäre eine Kompensation der Dehnungsunterschiede mit vertretbarem Aufwand nicht möglich. Die Reibung des Spannringes 27 an der Rippe 29 entsteht dadurch, daß die neutralen Fasern einerseits der Rippe 29 und andererseits des Spannrings 27 auf verschiedenen Durchmessern liegen. Kommt es nun im Betrieb zu Schwingungsanregungen und demzufolge zu elastischen Verformungen, z. B. ovalisieren, der Außenwand 23, so folgt der Spannring 27 dieser Verformung, wobei sich der Krümmungsradius der Kontaktfläche 28 zyklisch ändert. Bei einer Verkleinerung des Krümmungsradius ergibt sich eine Verlängerung der äußeren, näher zur Kontaktfläche 28 liegenden Materialfasern der Rippe 29. Im Gegensatz dazu werden die nahe der Kontaktfläche 28 liegenden Randfasern des Spannringes 27 in Längsrichtung gestaucht. Aus der Überlagerung der beiden Effekte ergibt sich eine Relativbewegung, der ein Reibungswiderstand an der Kontaktfläche 28 entgegenwirkt. Da die Festigkeit der beteiligten Komponenten genügend groß ist, wird der Reibungswiderstand überwunden, wobei dem schwingenden System durch die Reibung an der Kontaktfläche 28 Energie entzogen wird. Dies führt zu der gewünschten Dämpfung der Schwingung der Außenwand 23.
    Gegenüber Verfahren, die eine Unterdrückung der ursächlichen Verbrennungsschwingung bewirken, führt die Dämpfung mittels des Spannrings 27 zu einer Dämpfung aller Schwingungsmoden in der Außenwand 23. Zudem können bestimmte Schwingungmoden gezielt durch Einstellung einer Umfangsvorspannung im Spannring 27 gedämpft werden. Der Aufbau des Spannringes 27 wird anhand der folgenden Figur näher erläutert.
    Figur 2 zeigt einen Teil einer Außenwand 23 einer Ringbrennkammer 9. Die Außenwand 23 ist von einem Spannring 27 umgeben. Der Spannring 27 ist aus einzelnen Spannringsegmenten 27a, 27b, 27c, 27,d, 27e aufgebaut. Zwei der Spannringsegmente 27a, 27b sind durch eine Spannvorrichtung 31 verbunden. Die Spannvorrichtung 31 weist einen brückenartigen Gurt 33 auf. Durch diesen brückenartigen Gurt führen zwei Paare von Zugstangen 37. Je ein Paar Zugstangen 37 ist mit einem Paar Zugösen 35 im Eingriff. Die Zugstangen 37 sind im Gurt 33 jeweils über mehrere Muttern 41 und dazwischenliegenden Tellerfedern 39 vorspannbar gehaltert. Eine Superboldmutter 42 schließt jeweils eine Tellerfedersäule ab. Jede Zugöse 35 weist ein Langloch 43 auf, mit dem sie in Umfangsrichtung verschieblich mit einem der Spannringsegmente 27a, 27b über einen Gelenkbolzen 36 verbunden ist. Der nähere Aufbau der Spannvorrichtung 31 ist auch vergößert in Figur 7 dargestellt.
    Weitere Segmentverbindungen werden in den folgenden Figuren näher dargestellt.
    Figur 3 zeigt ein Spannringsegment 27d. Das Spannringsegment 27d weist an einem Ende eine Ausnehmung 81 auf, mit der es über Bolzen 83 mit einem benachbarten Spannringsegment verbindbar ist. Auf der anderen Seite des Spannringsegmentes ist ebenfalls eine Verbindung zu einem benachbarten Spannringsegment über eine Verjüngung 85 der Spannringsegmentdicke und einer Bohrung 87 möglich. Diese beiden Verbindungsarten werden später näher erläutert. Das Spannringsegment 27d weist eine Eingriffsnut 89 auf, die bei Montage des Spannringsegmentes 27d mit einer Führungslasche 91 im Eingriff ist. Die Führungslasche 91 ermöglicht ein formschlüssiges Führen des Spannringsegmentes 27d entlang des Umfanges bei der Montage. Im Unterteil der Außenwand 23 verhindern die Führungslaschen 91 bei der Montage ein Wegschwenken des Spannringsegmentes 27d. Diese Maßnahme wird natürlich auch bei den anderen Spannringsegmenten im Unterteil der Außenwand 23 angewendet.
    Figur 4 zeigt in einem Querschnitt, wie der Spannring 27 auf der Rippe 29 aufsitzt. Der Spannring 27 weist an seiner Unterseite eine Ausnehmung 30 auf. Die Ausnehmung 30 ist durch zwei an der Unterseite des Spannringes 27 in axialer Richtung außenliegenden in Umfangsrichtung laufenden Stege 71 gebildet. Die Stege 71 umgreifen die Rippe 29. Die Rippe 29 ist dabei aus zwei in Umfangsrichtung umlaufender, axial beabstandeter Rippenstege 29a gebildet, zwischen denen in radialer Richtung nach oben versetzt ein in radialer Richtung nach unten geöffnetes u-förmiges Tragteil 29b befestigt ist. Das u-förmige Tragteil 29b weist auf seiner radial außenliegenden Oberfläche die Kontaktfläche 28 auf. Der Spannring 27 weist in axialer Richtung eine Breite von etwa 70 mm auf. Die Höhe des Spannringes 27 in radialer Richtung inklusive der die Rippe 29 einschließenden Ansätze 71 beträgt etwa 80 mm, während die radiale Höhe H1 des Spannringes 27 ohne die Ansätze 71 etwa 60 mm beträgt.
    Figur 5 zeigt eine als Koppelglied 51 ausgebildete Segmentverbindung zwischen zwei Spannringsegmenten 27d, 27e. Das Koppelglied 51 weist zwei länglich rechteckförmige Seitenteile 101 auf. Die Seitenteile 101 sind mit einem Zentralbolzen 103 verbunden. Zwischen einem Ende der Seitenteile 101 ist ein Spannringsegment 27d mit seiner dicken Verjüngung 85 zwischen die Seitenteile 101 eingefügt. Ein Koppelbolzen 105 führt durch die Seitenteile 101 und durch die Bohrung 87 des Spannringsegmentes 27d. In gleicher Weise ist auf der anderen Seite des Koppelgliedes 51 das Spannringsegment 27e befestigt. Das Koppelglied 51 ermöglicht eine Drehbarkeit der Spannringsegmente 27 d, 27e gegeneinander und ermöglicht auch eine einfache Lösbarkeit dieser Verbindungsstelle. Das Koppelglied 51 wird insbesondere über eine Teilfuge der Außenwand 23 eingesetzt, um eine Öffnung der Ringbrennkammer 9, anstelle Demontage des Spannringes 27 zu ermöglichen.
    Figur 6 zeigt eine weitere Verbindung zwischen zwei Spannringsegmenten 27b, 27d. Die Spannringsegmente sind hierbei in Umfangsrichtung ineinandergefügt und durch durchgehende Verbindungsbolzen 111 gesichert.
    Figur 7 zeigt noch einmal im Detail die bereits beschriebene Spannvorrichtung 31. Zusätzlich dargestellt ist ein Langloch für die Ringbrennkammer 9 überspannende Brücke 121, die die Spannringsegmente 27a, 27b verbindet. Die Brücke 121 ist in Figur 8 detailliert dargestellt.

    Claims (10)

    1. Gasturbine (3) mit
      einem Verdichter (7),
      einer Ringbrennkammer (9) und
      einem Turbinenteil (11),
      wobei die Ringbrennkammer (9) eine Außenwand (23) mit einer Außenoberfläche (25) aufweist,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbrennkammer (9) auf ihrer Außenoberfläche (25) von einem Spannring (27) umgeben ist.
    2. Gasturbine (3) nach Anspruch 1, bei der die Außenoberfläche (25) eine zylindrische Kontaktfläche (28) aufweist, auf der der Spannring (27) aufliegt.
    3. Gasturbine (3) nach Anspruch 2, bei der die zylindrische Kontaktfläche (28) durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippe (29) gebildet ist.
    4. Gasturbine (3) nach Anspruch 1, bei der der Spannring (27) aus mindestens zwei Spannringsegmenten (27a, 27b) entlang seiner Umfangsrichtung aufgebaut ist.
    5. Gasturbine (3) nach Anspruch 4, bei der die Spannringsegmente (27a, 27b) durch eine Spannvorrichtung (31) verbunden sind.
    6. Gasturbine (3) nach Anspruch 5, bei der der Spannring (27) eine Ausnehmung (30) so aufweist, dass er mit der Ausnehmung (30) die Rippe (29) zumindest teilweise umschliessend auf der Rippe (29) aufliegt.
    7. Gasturbine (3) nach Anspruch 5, bei der die Spannvorrichtung (31) eine Zugstange (37) aufweist, die in eine Zugöse (35) eingreift, wobei zwischen Zugstange (37) und Zugöse (35) mittels einer Feder (39) eine Vorspannkraft eingestellt ist.
    8. Gasturbine (3) nach Anspruch 7, bei der die Zugöse (35) in Langlöchern (43) verschiebbar angeordnet ist.
    9. Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer (9) einer Gasturbine (3), bei dem durch Einstellen einer Spannkraft auf einen um den Außenumfang der Ringbrennkammer (9) verlaufenden Spannring (27) eine Dissipation von Schwingungsenergie der Ringbrennkammer (9) durch Reibung am Spannring (27) und damit der Schwingung verursacht wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Spannkraft auf eine vorherrschende Schwingungsfrequenz abgestimmt eingestellt wird.
    EP00122554A 2000-10-16 2000-10-16 Gasturbine und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Ringbrennkammer einer Gasturbine Withdrawn EP1199521A1 (de)

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