EP1672281A1 - Thermal shield element - Google Patents

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Publication number
EP1672281A1
EP1672281A1 EP04029874A EP04029874A EP1672281A1 EP 1672281 A1 EP1672281 A1 EP 1672281A1 EP 04029874 A EP04029874 A EP 04029874A EP 04029874 A EP04029874 A EP 04029874A EP 1672281 A1 EP1672281 A1 EP 1672281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat shield
shield element
cooling
wall
coolant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04029874A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Pütz
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
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP04029874A priority Critical patent/EP1672281A1/en
Priority to US11/793,195 priority patent/US20080127652A1/en
Priority to PCT/EP2005/056814 priority patent/WO2006064038A1/en
Priority to EP05821767A priority patent/EP1836442A1/en
Publication of EP1672281A1 publication Critical patent/EP1672281A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F23R3/005—Combined with pressure or heat exchangers
    • 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
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies

Definitions

  • the invention relates to a heat shield element having a wall, which has a hot medium which can be acted upon by a hot medium and a cold side which is opposite to the hot side, and to which a coolant distributor system assigned to the cold side.
  • the coolant required for cooling is usually taken from a compressor upstream of the turbine in the form of compressor bleed air.
  • compressor bleed air In order to keep the efficiency of the thermodynamic process as high as possible despite the cooling air extraction from the compressor, becomes intense searched for cooling concepts that ensure the most efficient use of coolant.
  • a heat shield component has a hot wall, which runs parallel to the support structure and is exposed to a hot gas, which adjoins an inner space.
  • An inlet channel for cooling fluid directed along the main axis propagates in the direction of the hot gas wall into the interior. It is closed with a cover wall, which has passages for the flow of cooling fluid.
  • the cover wall is directed substantially parallel to the hot gas wall and extends over the entire extent thereof.
  • the cooling fluid flowing through the passages under high pressure impinges perpendicularly on the inner surface, causing impingement cooling there.
  • the heated cooling fluid passes out of the interior of the heat shield component through an outlet channel extending parallel to the main axis.
  • the discharge channel is followed by a discharge channel, which can be designed, for example, as a pipe.
  • the discharge channel preferably leads to a burner of the gas turbine, where the heated cooling air supports the combustion process.
  • DE 97 02 168 is thus characterized by a closed cooling concept using an impingement cooling device.
  • EP 1 005 620 B1 also discloses an impingement cooling device for cooling the combustion chamber wall of a gas turbine.
  • the entire combustion chamber wall is lined with heat shield components which are in the form of hollow tiles and these heat shield components are mounted on a support structure of the combustion chamber.
  • Each heat shield component has one Hollow body whose bottom side is exposed to a hot gas.
  • In the hollow body is another smaller hollow body than use.
  • This insert has on its bottom side through openings, so that there is an impact cooling device.
  • an interior space is formed, which is limited by the insert and the support structure.
  • the support structure has one or more inlet channels, can pass through the cooling fluid into the interior.
  • the support structure further has outlet channels from the gap, which is bounded by the insert, the hollow body and the support structure.
  • cooling fluid flows under high pressure through the inlet channels into the interior of the impingement baffle and passes through the plurality of impingement cooling holes in the gap, bouncing against the inside of the bottom side.
  • the cooling fluid heated after the impingement cooling is carried out from the clearance via the exhaust ports.
  • the cooling fluid is thus guided, also in EP 1 005 620 B1, in a closed cooling circuit.
  • the object of the invention is to provide a heat shield element, so that the described disadvantages of the prior art are overcome, in particular, a uniform cooling of the wall to be cooled is made possible with efficient use of coolant.
  • the object directed to the heat shield element is achieved in accordance with the invention by a heat shield element having a wall which has a hot side which can be acted upon by a hot medium and a cold side which is opposite to the hot side, and a distribution system for coolant which is assigned to the cold side, wherein a plurality of along the wall the hot side extending cooling channels is provided and these cooling channels are fluidically connected to the distribution system.
  • the invention is based on the recognition that the existing cooling concepts, which are based on an impingement cooling of the wall to be cooled, reach the design and optimization limits with regard to the coolant consumption. Therefore, the invention takes a completely different route to cool the wall using convective concepts. It is proposed for the first time to interpret the wall to be cooled even for an efficient convective cooling, are provided in the cooling channels within the wall. These cooling channels are each cooled by means of the associated distribution system, e.g. Cooling air supplied suitable pressure and temperature levels and mass flow.
  • the convective cooling that takes place during operation in the cooling channels achieves a reduction in the temperature in the wall to be cooled even before the large part of the heat flow has reached the inside of the heat shield.
  • an impingement cooling the heat is removed from the hollow interior of the heat shield element.
  • the present invention by means of the channels in the wall, much heat is removed at an earlier stage of heat transfer. In this way, the temperature gradient of the between the hot side and the cold side of the wall to be cooled is significantly reduced.
  • the advantage of the convective cooling, which already takes place in the wall, compared to the impingement cooling or the convective cooling in the interior of the heat shield is that the temperature of the interior is significantly lower than in the other cases and this is particularly favorable for the components of the heat shield (Bolts, gaskets, springs) that are not thermally stressed.
  • the new concept disclosed in the present patent application overcomes both the disadvantages of the prior art and provides for a much more efficient use of coolant.
  • the advantages of a heat shield element designed according to this concept are that, thanks to the predominantly convective cooling, the amount of compressor bleed air in a gas turbine can be reduced even further compared to the prior art discussed above. At the same time, this type of cooling ensures a uniform temperature distribution in the wall of the heat shield element.
  • the cooling channels have an inlet and an outlet for the coolant.
  • each of the cooling channels has a respective inlet and outlet.
  • it is a common inlet (or outlet) which is connected to a plurality of channels, or fluidically communicates.
  • the wall to be cooled has a first side area and an opposite second side area so that the inlet of the cooling channel is arranged in the first side region and the outlet is arranged in the second side region.
  • the coolant can be passed through the distribution system in the first side area and enter the wall to be cooled via the inlet in the first side region.
  • the coolant then exits at the opposite side region and this results in uniform cooling along and within the entire wall.
  • the coolant can absorb a corresponding amount of heat energy due to the distance in the cooling channel and the average residence time, resulting in a low coolant requirement.
  • the length of the cooling channels and thus the length of the heat shield element are chosen so that all temperature boundary conditions are met at the highest possible coolant heating, ie the heating of the coolant can be increased by variations of the heat shield or wall length up to the permissible limit.
  • the inlet and the outlet of the cooling channels are arranged in the first side region of the wall.
  • the above-mentioned advantages are maintained - the heat shield element is pulled through from the first side region to the second side region of cooling channels, which ensure a uniform temperature distribution on the wall to be cooled and at the same time enables a more efficient use of coolant.
  • the cooling channel, and thus the coolant makes a change in direction as it flows through the wall. As a result, temperature gradients can be further reduced because on average in a side region the heat dissipation is more uniform, for. B. only up to the middle of the wall.
  • a further preferred feature of the heat shield element comprises a cooling channel whose inlet is in the first side region
  • the wall is located and has at least one U-turn in the second side region of the wall, so that when cooling adjacent channels can be flowed through in opposite directions, so that a countercurrent of coolant in the wall can be generated.
  • the principle here is that the allowable amount of heat that can absorb the coolant from the wall to be cooled, not by variations in the wall length is achieved, but at a constant size of the heat shield element, the length of the channel is increased, resulting in at least one about turn in the second side area leads.
  • a further preferred embodiment of this principle comprises the use of a cooling channel which is serpentine. This means more than a U-turn of the cooling channel and has a plurality of adjacent channels, in which a countercurrent of coolant is generated.
  • the outlet of the cooling channel can be arranged both in the first and in the second side region.
  • the cooling channels are preferably arranged closer to the hot side than to the cold side of the wall to be cooled. This design leads to a significantly improved heat transfer between the hot side of the wall and the coolant in the channels.
  • the overall thickness of the wall is designed so that deformations and stresses are considered and controlled.
  • the distance of the cooling channels from the hot side is between 20% and 40% of the wall thickness. A higher distance would affect the heat transfer, a smaller would lead to significant deformation of the hot side of the wall.
  • the distribution system is mounted directly on the cold side of the wall to be cooled.
  • the coolant can enter the heat shield, for example in the mounted state on a combustion chamber wall with a support structure, through a sealed supply channel: no leaks will occur in the system.
  • This feed channel is eg in the supporting structure educated. It opens in the mounted state of the heat shield element in the distribution system itself and can also be regarded as part of the distribution system.
  • the coolant Via the distributor system on the cold side of the heat shield element, the coolant reaches the first side region and enters the cooling channels there.
  • the distribution system and the cooling channels may be designed for both closed and open cooling, but preferably open cooling is provided.
  • the outlets of the cooling channels are preferably attached to the cold side, so that coolant flows under the wall when exiting the cooling channels partially or a Sperrluftrial is achieved.
  • the pressure of the coolant is higher than the ambient pressure of the hot gases. This prevents hot gas from penetrating into the heat shield element or attacking the support structure.
  • the heat shield element is preferably made of a high temperature resistant material, in particular a metal or metal alloy, e.g. High temperature resistant alloys based on iron, chromium, nickel and cobalt.
  • the length of the Hitzschild element from the outer edge of the first side region to the outer edge of the second side region is preferably between 200mm and 400mm. With these dimensions, typically a blanket lining of a wall to be protected, e.g. a combustion chamber wall, accessible.
  • the heat shield element is used for cooling a hot gas-carrying component, in particular a combustion chamber, preferably an annular combustion chamber of a gas turbine, which has a support structure to which such heat shield elements are attached.
  • the heat shield element is preferably fastened with a fastening bolt on the support structure of the combustion chamber.
  • the bolt is preferably located on the cold side of the wall to be cooled, which is very advantageous in operation.
  • the support structure of the combustion chamber preferably has at least one supply channel, so that coolant can be supplied to the heat shield element via the supply channel.
  • the feed channel is introduced into the support structure, e.g. as a bore or as a plurality of bores forming the supply channel.
  • This supply channel preferably opens into the distribution system.
  • the feed channel is sealed from the environment to prevent leaks.
  • the combustion chamber to which heat shield elements are attached is preferably part of a gas turbine plant.
  • This gas turbine plant has a compressor, from which preferably cooling air as a coolant for cooling the combustion chamber can be branched off. This compressor extraction air is used to cool the heat shield elements.
  • the gas turbine plant 33 comprises a compressor 35, an annular combustion chamber 23 with a plurality of burners 37 for a liquid or gaseous fuel, and a gas turbine 25 for driving the compressor 35 and a generator not shown in FIG.
  • the entire combustion chamber wall is lined with heat shield elements 1 shown in greater detail in FIG. 2, or the heat shield elements 1 are attached to a support structure 27 on the combustion chamber wall.
  • a small portion of the air L is taken from the compressor 35 and supplied to the heat shield elements 1 as coolant K, the greater part of the air L is supplied to the burners for combustion.
  • the greater part of the air L from the compressors 35 is brought together with the liquid or gaseous fuel and burned. This creates the hot medium M, in particular hot gas, which drives the gas turbine 27.
  • the gas turbine 27 takes place a relaxation and cooling of the hot gas M.
  • a heat shield element 1, which is attached to the support structure 27, is shown schematically in a longitudinal section.
  • the heat shield element 1 is fastened to the support structure 27 with a fastening bolt 29.
  • the heat shield element 1 has a wall 3.
  • the wall 3 has a hot side 5 which can be acted upon by the hot medium M and a cold side 7 which lies opposite the hot side 5.
  • Cooling channels 11 extend along the hot side 5 within the wall 3.
  • a distributor system 9 for coolant K is assigned to the cold side 7; In the present case, the distribution system 9 is mounted directly on the cold side 7 and is thus part of the heat shield element 1 itself.
  • the distribution system 9 is fluidically connected to the cooling channels 11 so that coolant K can be distributed to the cooling channels 11 via the distributor system 9.
  • the supply channels 31 are sealed from the environment with seals 41 at the connection points between the heat shield element 1 and the support structure 27.
  • FIG. 3 shows a cross section through the heat shield element according to FIG. 2, on which the distribution system 9 and the outlets 15 of the channels 11 are shown in detail.
  • the coolant K flows through the supply channels 31 into the heat shield element 1. From there it passes through the distribution system 9, which extends deeper in the direction of the wall 3 to be cooled with respect to the sectional plane shown in FIG. 3, to the first side region 17 of the heat shield element 1.
  • the inlets see FIG. 4
  • Cooling channels 11 are also bounded by its outer edge 17A.
  • the second side region 19 has an outer edge 19A.
  • FIG. 3 also shows a fastening opening 29B.
  • the attachment opening 29B is concentrically surrounded by a plurality of supply channels 31 and thus they are equidistant from the attachment opening.
  • the annular seal 41 is applied around the supply channels 31, so that the whole system of supply channels 31 and the fastening bolt 31 which encloses them, is sealed from the environment.
  • FIG. 4 shows a cross section through a heat shield element 1 according to FIG. 2, with a sectional plane deeper than in FIG. 3 with respect to the wall 3 to be cooled.
  • the distributor system 9 encloses the attachment opening 29B and is in fluid communication with the inlets 13 of the cooling channels 11A.
  • the inlets 13 are arranged in the first side region 17.
  • the outlets 15 are arranged in the second side region 19.
  • the cooling channels 11A extend from the first side region 17 directly, in particular straight, to the second side region 19 along the wall 3 to be cooled.
  • the coolant K produces in this arrangement a direct flow of coolant K from the first side region 17 to the second side region 19, where the Coolant K flows out of the heat shield element 1.
  • the coolant K can also be used after the cooling task for blocking against hot gases M, in order to protect the support structure from a hot gas attack.
  • FIG 5 shows a cross section through one half of a heat shield element 1 with cooling channels 11B, which generate a counterflow of coolant K in the wall 3 to be cooled.
  • the cooling channels 11B In the second side portion 19 close to the outer edge 19A, the cooling channels 11B have a turnaround 21 in which coolant K changes direction and flows back toward the first side portion 17.
  • the outlets 15 of the cooling channels 11B in the present arrangement are located in the first side area 17 in a space separated from the distribution system 9 and closer to the outer edge 17A than the inlets 13.
  • inlets 13 and outlets 15 are offset from one another in the first Side area 17 is arranged. From the distribution system 9, the inlets 13 are acted upon by coolant K.
  • FIG. 6 a cross-section through one half of a heat shield element 1 is shown with an alternative embodiment of the cooling channels 11C relative to FIG.
  • the refrigerant K which is introduced from the distribution system 9 into the inlets 13 of the cooling channels 11C, flows from the first side portion 17 along the to be cooled wall 3 in the direction of the second side region 19.
  • the cooling channels on a turnaround 21 In the second side region 19, the cooling channels on a turnaround 21.
  • the coolant K changes its flow direction for the first time.
  • the cooling channels 11C again reach the first side region 17, they turn around again and have a second turnaround 21 at the location.
  • adjacent channels are flowed through in opposite directions, so that a countercurrent of coolant K is generated.
  • the outlets 15 of the cooling channels 11 C are arranged in this case in the second side region 19.
  • the inlets 13 and outlets 15 of the cooling channels 11 B are arranged in the same side region, or that the inlets 13 in the first side region 17 and the outlets 15 in the second side region 19 are arranged , In this case, both configurations have at least one turnaround 21 and thereby a counterflow of coolant K is generated.
  • a plurality of reversing applications 21 can be provided in order to achieve a serpentine cooling structure.
  • Various cooling arrangements are also possible in which the straight cooling ducts 11A and the serpentine cooling ducts 11B and 11C are combined with one another at a heat shield element 1.
  • the present invention proposes a novel, particularly efficient cooling of a heat shield element.
  • the basic idea is that cooling channels are provided within the wall of the heat shield element to be cooled.
  • the wall which is acted upon during operation with hot medium, are cooled very convective convective.
  • the convective cooling which is achieved in the wall itself, on the one hand ensures a very efficient use of coolant and on the other hand for a very uniform temperature distribution of the wall to be cooled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Heat shield element has wall (3) that is provided with hot face (5) which can be impinged upon by a hot medium (M) and coolant (K) distribution system (9) which is assigned to the cold face (7). Plurality of cooling ducts (11) are provided within wall which extend along hot face and are fluidically connected to distribution system. Independent claims are also included for the following: (A) Combustion chamber; and (B) Gas turbine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hitzeschildelement mit einer Wand, die eine mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite und eine der Heißseite gegenüberliegende Kaltseite aufweist, und mit einem der Kaltseite zugeordneten Verteilersystem für Kühlmittel.The invention relates to a heat shield element having a wall, which has a hot medium which can be acted upon by a hot medium and a cold side which is opposite to the hot side, and to which a coolant distributor system assigned to the cold side.

In einer Strömungsmaschine wird Nutzarbeit gewonnen durch die Expansion von einem strömenden heißen Medium, z. B. Heißgas. Mit Bezug auf die Erhöhung des Wirkungsgrades einer Strömungsmaschine wird unter anderem versucht eine möglichst hohe Temperatur des Heißgases zu erreichen, was aber zu einer sehr starken thermischen Belastung der Bauteile, die dem Heißgas unmittelbar ausgesetzt sind, führt. Deswegen ist es erforderlich, diese Bauteile möglichst temperaturresistent zu gestalten, so dass sie bei sehr hohen Temperaturen der Heißgase ausreichende Festigkeit besitzen. Hierzu bieten sich zum einen hochwarmfeste Werkstoffe, wie z. B. Keramiken an. Der Nachteil dieser Stoffe liegt sowohl in ihrer starken Sprödigkeit als auch in ihrer ungünstigen Wärme- und Temperaturleitfähigkeit. Als Alternative zu keramischen Werkstoffen bieten sich hochwarmfeste metallische Legierungen auf Eisen-, Chrom-, Nickel- und Kobaltbasis an. Da die Einsatztemperatur von hochwarmfesten Metalllegierungen aber deutlich unter der maximalen Einsatztemperatur von keramischen Werkstoffen liegt, ist es notwendig, metallische Hitzeschilde, die im Kontakt mit einem strömenden heißen Medium sind, zu kühlen.In a turbomachine useful work is gained by the expansion of a flowing hot medium, eg. B. hot gas. With regard to increasing the efficiency of a turbomachine, among other things trying to achieve the highest possible temperature of the hot gas, but this leads to a very high thermal load of the components that are directly exposed to the hot gas. Therefore, it is necessary to make these components as temperature resistant as possible, so that they have sufficient strength at very high temperatures of the hot gases. For this purpose, on the one hand offer highly heat-resistant materials, such. As ceramics. The disadvantage of these substances is both their strong brittleness and their unfavorable thermal and thermal conductivity. As an alternative to ceramic materials, highly heat-resistant metallic alloys based on iron, chromium, nickel and cobalt can be used. However, since the operating temperature of high-temperature metal alloys is well below the maximum operating temperature of ceramic materials, it is necessary to cool metallic heat shields in contact with a flowing hot medium.

In einer Gasturbine, die ein Beispiel für eine Strömungsmaschine ist, wird das zur Kühlung erforderliche Kühlmittel für gewöhnlich einem an die Turbine vorgeschalteten Verdichter in Form von Verdichterentnahmeluft entnommen. Um den Wirkungsgrad des thermodynamischen Prozesses trotz der Kühlluftentnahme vom Verdichter so hoch wie möglich zu halten, wird intensiv nach Kühlkonzepten gesucht, die einen möglichst effizienten Kühlmitteleinsatz gewährleisten.In a gas turbine, which is an example of a turbomachine, the coolant required for cooling is usually taken from a compressor upstream of the turbine in the form of compressor bleed air. In order to keep the efficiency of the thermodynamic process as high as possible despite the cooling air extraction from the compressor, becomes intense searched for cooling concepts that ensure the most efficient use of coolant.

Eine Möglichkeit der Kühlung wird in der DE 97 02 168 vorgeschlagen. In dieser Druckschrift wird eine Hitzschildanordnung mit einer Mehrzahl von Hitzeschildkomponenten beschrieben. Die Hitzeschildkomponenten sind an einer Tragstruktur befestigt und jede Hitzeschildkomponente ist entlang einer Hauptachse gerichtet, die im wesentlichen senkrecht zu dieser Tragstruktur angeordnet ist. Eine Hitzeschildkomponente weist eine parallel zur Tragstruktur verlaufende, einem Heißgas ausgesetzte Heißwand auf, die an einen Innenraum angrenzt. Eine entlang der Hauptachse gerichteter Einlasskanal für Kühlfluid verbreitet sich in Richtung der Heißgaswand in den Innenraum hinein. Er ist mit einer Abdeckwand abgeschlossen, welche Durchlässe zur Durchströmung von Kühlfluid aufweist. Die Abdeckwand ist im wesentlichen parallel zur Heißgaswand gerichtet und erstreckt sich über deren gesamte Ausdehnung. Das durch die Durchlässe unter hohem Druck strömende Kühlfluid prallt senkrecht auf der Innenoberfläche auf und bewirkt dort eine Prallkühlung. Von der Innenoberfläche gelangt das erwärmte Kühlfluid durch einen parallel zur Hauptachse verlaufenden Auslasskanal aus dem Innenraum der Hitzeschildkomponente heraus. An den Auslasskanal schließt sich ein Abfuhrkanal an, der beispielweise als Rohr ausgeführt sein kann. Der Abfuhrkanal führt vorzugsweise zu einem Brenner der Gasturbine, wo die erwärmte Kühlluft den Verbrennungsprozess unterstützt. Die DE 97 02 168 ist somit gekennzeichnet durch ein geschlossenes Kühlkonzept unter Einsatz einer Prallkühleinrichtung.One way of cooling is proposed in DE 97 02 168. This document describes a heat shield assembly having a plurality of heat shield components. The heat shield components are attached to a support structure and each heat shield component is directed along a major axis that is substantially perpendicular to that support structure. A heat shield component has a hot wall, which runs parallel to the support structure and is exposed to a hot gas, which adjoins an inner space. An inlet channel for cooling fluid directed along the main axis propagates in the direction of the hot gas wall into the interior. It is closed with a cover wall, which has passages for the flow of cooling fluid. The cover wall is directed substantially parallel to the hot gas wall and extends over the entire extent thereof. The cooling fluid flowing through the passages under high pressure impinges perpendicularly on the inner surface, causing impingement cooling there. From the inner surface, the heated cooling fluid passes out of the interior of the heat shield component through an outlet channel extending parallel to the main axis. The discharge channel is followed by a discharge channel, which can be designed, for example, as a pipe. The discharge channel preferably leads to a burner of the gas turbine, where the heated cooling air supports the combustion process. DE 97 02 168 is thus characterized by a closed cooling concept using an impingement cooling device.

Aus der EP 1 005 620 B1 geht auch eine Prallkühlvorrichtung zur Kühlung der Brennkammerwand einer Gasturbine hervor. Die ganze Brennkammerwand ist mit Hitzeschildkomponenten ausgekleidet, die die Form von hohlen Kacheln haben und diese Hitzeschildkomponenten werden auf einer Tragstruktur der Brennkammer befestigt. Jede Hitzeschildkomponente weist einen Hohlkörper auf, dessen Bodenseite einem Heißgas aussetzbar ist. In dem Hohlkörper befindet sich ein weiterer kleinerer Hohlkörper als Einsatz. Dieser Einsatz weist an seiner Bodenseite Durchlassöffnungen auf, so dass eine Prallkühleinrichtung vorliegt. Dadurch ist ein Innenraum gebildet, der durch den Einsatz und die Tragstruktur begrenzt ist. Die Tragstruktur weist ein oder mehrere Einlasskanäle auf, durch die Kühlfluid in den Innenraum gelangen kann. Die Tragstruktur weist weiterhin Auslasskanäle aus dem Zwischenraum auf, der durch den Einsatz, den Höhlkörper und die Tragstruktur begrenzt ist. Zu einer Prallkühlung der Bodenseite strömt Kühlfluid unter hohem Druck durch die Einlasskanäle in den Innenraum des Prallkühleinsatzes und gelangt durch die Vielzahl von Prallkühlöffnungen in den Zwischenraum, wobei es gegen die Innenseite der Bodenseite prallt. Das nach der Prallkühlung erwärmte Kühlfluid wird aus dem Zwischenraum über die Auslasskanäle ausgeführt. Das Kühlfluid wird somit, auch bei der EP 1 005 620 B1, in einem geschlossenen Kühlkreislauf geführt.EP 1 005 620 B1 also discloses an impingement cooling device for cooling the combustion chamber wall of a gas turbine. The entire combustion chamber wall is lined with heat shield components which are in the form of hollow tiles and these heat shield components are mounted on a support structure of the combustion chamber. Each heat shield component has one Hollow body whose bottom side is exposed to a hot gas. In the hollow body is another smaller hollow body than use. This insert has on its bottom side through openings, so that there is an impact cooling device. As a result, an interior space is formed, which is limited by the insert and the support structure. The support structure has one or more inlet channels, can pass through the cooling fluid into the interior. The support structure further has outlet channels from the gap, which is bounded by the insert, the hollow body and the support structure. For impingement cooling of the bottom side, cooling fluid flows under high pressure through the inlet channels into the interior of the impingement baffle and passes through the plurality of impingement cooling holes in the gap, bouncing against the inside of the bottom side. The cooling fluid heated after the impingement cooling is carried out from the clearance via the exhaust ports. The cooling fluid is thus guided, also in EP 1 005 620 B1, in a closed cooling circuit.

Der Stand der Technik dargestellt in den oben genannten Druckschriften weist zwei große Nachteile auf. Einerseits die Prallkühlvorrichtungen zur Kühlung der Brennkammerwand einer Gasturbine vorgeschlagen in DE 97 02 168 and EP 1 005 620 B1 benötigen eine vergleichsweise große Menge an Kühlluft, die dem Verdichter entnommen wird und das führt zu einem schlechteren Wirkungsgrad des thermodynamischen Prozesses. Andererseits hat eine Prallkühlung zur Folge, dass die Temperaturverteilung auf der zu kühlende Wand ungleichmäßig ist, da lediglich lokal die Wärme gut abgeführt wird. Dadurch entstehen Temperaturgradienten und es ergibt sich eine sehr starke thermomechanische Belastung des Werkstoffes. Die zitierten Druckschriften bieten durch einige technischkonstruktive Modifikationen nur eine Verbesserung bezüglich der großen Menge von Verdichterentnahmeluft an. Die geschilderten Hitzeschildelemente werden so ausgelegt, dass ein geringer Verbrauch an Kühlluft gewährleistet ist. Dies ermöglicht einen ökonomischen Betrieb der Anlage, aber immer noch unter der Bedingung, dass die Kühlluft unter vergleichsweise hohem Druck zur Prallkühlung in das zu kühlende Hitzeschildelement eingeführt wird.The prior art shown in the above-mentioned documents has two major disadvantages. On the one hand, the impact cooling devices for cooling the combustion chamber wall of a gas turbine proposed in DE 97 02 168 and EP 1 005 620 B1 require a comparatively large amount of cooling air, which is taken from the compressor and this leads to a lower efficiency of the thermodynamic process. On the other hand, an impingement cooling has the consequence that the temperature distribution on the wall to be cooled is uneven, since only locally, the heat is well dissipated. This results in temperature gradients and results in a very strong thermomechanical loading of the material. The cited references offer only some improvement in the large amount of compressor bleed air due to some engineering design modifications. The described heat shield elements are designed so that a low consumption of cooling air is ensured. This allows an economic Operation of the system, but still under the condition that the cooling air is introduced under relatively high pressure for impingement cooling in the heat shield element to be cooled.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hitzeschildelement anzugeben, so dass die beschriebenen Nachteile des Stands der Technik überwindet werden, wobei insbesondere eine gleichmäßige Kühlung der zu kühlenden Wand bei effizientem Kühlmitteleinsatz ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a heat shield element, so that the described disadvantages of the prior art are overcome, in particular, a uniform cooling of the wall to be cooled is made possible with efficient use of coolant.

Die auf das Hitzeschildelement gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hitzeschildelement mit einer Wand, die eine mit einem heißen Medium beaufschlagbare Heißseite und eine der Heißseite gegenüberliegende Kaltseite aufweist, und mit einem der Kaltseite zugeordneten Verteilersystem für Kühlmittel, wobei innerhalb der Wand eine Mehrzahl von entlang der Heißseite verlaufenden Kühlkanälen vorgesehen ist und diese Kühlkanäle strömungstechnisch mit dem Verteilersystem verbunden sind.The object directed to the heat shield element is achieved in accordance with the invention by a heat shield element having a wall which has a hot side which can be acted upon by a hot medium and a cold side which is opposite to the hot side, and a distribution system for coolant which is assigned to the cold side, wherein a plurality of along the wall the hot side extending cooling channels is provided and these cooling channels are fluidically connected to the distribution system.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die bestehenden Kühlkonzepte, die auf einer Prallkühlung der zu kühlenden Wand basieren an die Auslegungs- und Optimierungsgrenzen bezüglich des Kühlmittelverbrauchs gelangen. Daher beschreitet die Erfindung einen völlig anderen Weg die Wand zu kühlen, wobei konvektive Konzepte zur Anwendung kommen. Dabei wird erstmals vorgeschlagen, die zu kühlende Wand selbst für eine effiziente Konvektivkühlung auszulegen, in dem Kühlkanäle innerhalb der Wand vorgesehen sind. Diese Kühlkanäle werden mittels des zugeordneten Verteilersystems jeweils mit Kühlmittel, z.B. Kühlluft geeigneter Druck- und Temperaturniveaus sowie Massenstroms versorgt.The invention is based on the recognition that the existing cooling concepts, which are based on an impingement cooling of the wall to be cooled, reach the design and optimization limits with regard to the coolant consumption. Therefore, the invention takes a completely different route to cool the wall using convective concepts. It is proposed for the first time to interpret the wall to be cooled even for an efficient convective cooling, are provided in the cooling channels within the wall. These cooling channels are each cooled by means of the associated distribution system, e.g. Cooling air supplied suitable pressure and temperature levels and mass flow.

Die konvektive Kühlung, die im Betrieb in den Kühlkanälen stattfindet, erzielt eine Reduzierung der Temperatur in der zu kühlenden Wand selbst, noch bevor der große Teil des Wärmestromes das Innere des Hitzeschildes erreicht hat. Bei einer Prallkühlung wird die Wärme von dem hohlen Inneren des Hitzeschildelementes abtransportiert. In der vorliegenden Erfindung wird mittels der Kanäle in der Wand sehr viel Wärme in einem früheren Stadium der Wärmeübertragung abtransportiert. Auf diese Weise wird der Temperaturgradient der zwischen der Heißseite und der Kaltseite der zu kühlenden Wand deutlich reduziert. Der Vorteil der konvektiven Kühlung, die bereits in der Wand stattfindet, gegenüber der Prallkühlung oder der konvektiven Kühlung in dem Innenraum des Hitzeschildes ist, dass die Temperatur des Innenraums deutlich niedriger ist als in den anderen Fälle und das ist besonders günstig für die Bauteile des Hitzeschildes (Bolzen, Dichtungen, Feder) die nicht thermisch belastet werden.The convective cooling that takes place during operation in the cooling channels, achieves a reduction in the temperature in the wall to be cooled even before the large part of the heat flow has reached the inside of the heat shield. In an impingement cooling, the heat is removed from the hollow interior of the heat shield element. In the present invention, by means of the channels in the wall, much heat is removed at an earlier stage of heat transfer. In this way, the temperature gradient of the between the hot side and the cold side of the wall to be cooled is significantly reduced. The advantage of the convective cooling, which already takes place in the wall, compared to the impingement cooling or the convective cooling in the interior of the heat shield is that the temperature of the interior is significantly lower than in the other cases and this is particularly favorable for the components of the heat shield (Bolts, gaskets, springs) that are not thermally stressed.

Das neue Konzept, das in der vorliegenden Patentanmeldung offenbart wird, überwindet beide Nachteile aus dem Stand der Technik und sorgt für einen viel effizienteren Kühlmitteleinsatz. Die Vorteile eines Hitzeschildelementes ausgelegt nach diesem Konzept sind, dass dank der vorwiegend konvektiven Kühlung die Menge an Verdichterentnahmeluft bei einer Gasturbine noch weiter reduziert werden kann, im Vergleich zu dem oben diskutierten Stand der Technik. Zeitgleich sorgt diese Art von Kühlung für eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Wand des Hitzeschildelementes.The new concept disclosed in the present patent application overcomes both the disadvantages of the prior art and provides for a much more efficient use of coolant. The advantages of a heat shield element designed according to this concept are that, thanks to the predominantly convective cooling, the amount of compressor bleed air in a gas turbine can be reduced even further compared to the prior art discussed above. At the same time, this type of cooling ensures a uniform temperature distribution in the wall of the heat shield element.

Vorzugsweise weisen die Kühlkanäle einen Einlass und einen Auslass für das Kühlmittel auf. Dabei sind zwei Ausführungsformen und die Kombination von beiden möglich. Bei der ersten Ausführungsform weist jeder der Kühlkanäle einen jeweiligen Einlass und jeweiligen Auslass auf. Bei der zweiten Ausführungsform handelt es sich um einen gemeinsamen Einlass (bzw. Auslass) der mit mehreren Kanälen verbunden ist, bzw. strömungstechnisch kommuniziert.Preferably, the cooling channels have an inlet and an outlet for the coolant. Two embodiments and the combination of both are possible. In the first embodiment, each of the cooling channels has a respective inlet and outlet. In the second embodiment, it is a common inlet (or outlet) which is connected to a plurality of channels, or fluidically communicates.

Weiter bevorzugt weist die zu kühlende Wand einen ersten Seitenbereich und einen gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich auf, so dass der Einlass des Kühlkanals im ersten Seitenbereich angeordnet ist und der Auslass im zweiten Seitenbereich angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Kühlmittel über das Verteilersystem in den ersten Seitenbereich geleitet werden und über den Einlass im ersten Seitenbereich in die zu kühlende Wand eintreten. Das Kühlmittel tritt dann an dem gegenüberliegenden Seitenbereich aus und das führt zu einer gleichmäßigen Kühlung entlang und innerhalb der ganzen Wand. Auf ihrem Weg vom ersten Seitenbereich bis zum zweiten Seitenbereich kann das Kühlmittel aufgrund der Wegstrecke im Kühlkanal und der mittleren Verweilzeit entsprechend viel Wärmeenergie aufnehmen, was zu einem geringen Kühlmittelbedarf führt. Die Länge der Kühlkanäle und damit die Länge des Hitzeschildelementes werden so gewählt, dass bei der höchstmöglichen Kühlmittelaufheizung alle Temperaturrandbedingungen eingehalten werden, d.h. die Aufheizung des Kühlmittels kann durch Variationen der Hitzeschild- bzw. Wandlänge bis an die zulässige Grenze erhöht werden.More preferably, the wall to be cooled has a first side area and an opposite second side area so that the inlet of the cooling channel is arranged in the first side region and the outlet is arranged in the second side region. In this way, the coolant can be passed through the distribution system in the first side area and enter the wall to be cooled via the inlet in the first side region. The coolant then exits at the opposite side region and this results in uniform cooling along and within the entire wall. On their way from the first side area to the second side area, the coolant can absorb a corresponding amount of heat energy due to the distance in the cooling channel and the average residence time, resulting in a low coolant requirement. The length of the cooling channels and thus the length of the heat shield element are chosen so that all temperature boundary conditions are met at the highest possible coolant heating, ie the heating of the coolant can be increased by variations of the heat shield or wall length up to the permissible limit.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind der Einlass und der Auslass der Kühlkanäle im ersten Seitenbereich der Wand angeordnet. Bei dieser Ausgestattung werden die oben genannten Vorteile beibehalten - das Hitzeschildelement wird vom ersten Seitenbereich bis zum zweiten Seitenbereich von Kühlkanälen durchgezogen, die für eine gleichmäßige Temperaturverteilung an der zu kühlenden Wand sorgen und gleichzeitig ermöglicht diese Ausführung einen effizienteren Kühlmitteleinsatz. Bei dieser Konfiguration, bei der Einlass und Auslass in demselben Seitenbereich der Wand angeordnet sind, vollzieht der Kühlkanal und damit das Kühlmittel eine Richtungsänderung beim Durchströmen der Wand. Dadurch können Temperaturgradienten weiter verringert werden, da im Mittel in einem Seitenbereich der Wärmeabtransport gleichmäßiger ist, z. B. nur bis zur Mitte der Wand.In another preferred embodiment, the inlet and the outlet of the cooling channels are arranged in the first side region of the wall. In this embodiment, the above-mentioned advantages are maintained - the heat shield element is pulled through from the first side region to the second side region of cooling channels, which ensure a uniform temperature distribution on the wall to be cooled and at the same time enables a more efficient use of coolant. In this configuration, where the inlet and outlet are located in the same side area of the wall, the cooling channel, and thus the coolant, makes a change in direction as it flows through the wall. As a result, temperature gradients can be further reduced because on average in a side region the heat dissipation is more uniform, for. B. only up to the middle of the wall.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des Hitzeschildelementes umfasst einen Kühlkanal dessen Einlass sich im ersten Seitenbereich der Wand befindet und mindestens eine Kehrtwendung im zweiten Seitenbereich der Wand aufweist, so dass bei einer Kühlung nebeneinander liegende Kanäle entgegengesetzt durchströmbar sind, so dass ein Gegenstrom von Kühlmittel in der Wand erzeugbar ist. Das Prinzip hier ist, dass die zulässige Menge an Wärme, die das Kühlmittel von der zu kühlenden Wand aufnehmen kann, nicht durch Variationen der Wandlänge erreicht wird, sondern bei konstanter Größe des Hitzeschildelementes wird die Länge des Kanals erhöht, was zu mindestens einer Kehrtwendung im zweiten Seitenbereich führt.A further preferred feature of the heat shield element comprises a cooling channel whose inlet is in the first side region The wall is located and has at least one U-turn in the second side region of the wall, so that when cooling adjacent channels can be flowed through in opposite directions, so that a countercurrent of coolant in the wall can be generated. The principle here is that the allowable amount of heat that can absorb the coolant from the wall to be cooled, not by variations in the wall length is achieved, but at a constant size of the heat shield element, the length of the channel is increased, resulting in at least one about turn in the second side area leads.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung dieses Prinzips umfasst die Anwendung eines Kühlkanals der serpentinenförmig ist. Dies bedeutet mehr als eine Kehrtwendung des Kühlkanals und weist mehrere nebeneinander liegende Kanäle auf, in denen ein Gegenstrom von Kühlmittel erzeugt ist. Dabei kann der Auslass des Kühlkanals sowohl im ersten als auch im zweiten Seitenbereich angeordnet sein.A further preferred embodiment of this principle comprises the use of a cooling channel which is serpentine. This means more than a U-turn of the cooling channel and has a plurality of adjacent channels, in which a countercurrent of coolant is generated. In this case, the outlet of the cooling channel can be arranged both in the first and in the second side region.

Bevorzugtermaßen sind die Kühlkanäle näher an der Heißseite als an der Kaltseite der zu kühlenden Wand angeordnet. Diese Ausführung führt zu einem deutlich verbesserten Wärmeübergang zwischen der Heißseite der Wand und dem Kühlmittel in den Kanälen. Dabei wird die Gesamtdicke der Wand so ausgelegt, dass Verformungen und Spannungen berücksichtigt und beherrscht werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Kühlkanäle von der Heißseite zwischen 20% und 40% der Wandstärke. Ein höherer Abstand würde den Wärmeübergang beeinträchtigen, einen kleineren würde zu erheblichen Verformungen der Heißenseite der Wand führen.The cooling channels are preferably arranged closer to the hot side than to the cold side of the wall to be cooled. This design leads to a significantly improved heat transfer between the hot side of the wall and the coolant in the channels. The overall thickness of the wall is designed so that deformations and stresses are considered and controlled. Preferably, the distance of the cooling channels from the hot side is between 20% and 40% of the wall thickness. A higher distance would affect the heat transfer, a smaller would lead to significant deformation of the hot side of the wall.

Bevorzugt ist das Verteilersystem direkt auf der Kaltseite der zu kühlenden Wand angebracht. Das Kühlmittel kann - z.B. im montierten Zustand an einer Brennkammerwand mit einer mit einer Tragstruktur - durch einen abgedichteten Zufuhrkanal in das Hitzeschild eintreten: dabei werden im System keine Leckagen auftreten. Dieser Zufuhrkanal ist z.B. in der Tragstruktur gebildet. Er mündet im montierten Zustand des Hitzeschildelementes in das Verteilersystem selbst und kann auch als einen Teil des Verteilersystems angesehen werden. Über das Verteilersystem auf der Kaltseite des Hitzeschildelementes gelangt das Kühlmittel zum ersten Seitenbereich und tritt dort in die Kühlkanäle ein. Das Verteilersystem und die Kühlkanäle können sowohl für eine geschlossene als auch für eine offene Kühlung ausgelegt werden, jedoch bevorzugt ist eine offene Kühlung vorgesehen. Bei dieser Ausführung werden die Auslässe der Kühlkanäle vorzugsweise an der Kaltseite angebracht, so dass Kühlmittel die Wand beim Austritt aus den Kühlkanälen teilweise unterströmt bzw. eine Sperrluftwirkung erzielt ist. Der Druck des Kühlmittels ist höher als der Umgebungsdruck der Heißgase. Dadurch wird verhindert, dass Heißgas in das Hitzeschildelement eindringt oder die Tragstruktur angreift.Preferably, the distribution system is mounted directly on the cold side of the wall to be cooled. The coolant can enter the heat shield, for example in the mounted state on a combustion chamber wall with a support structure, through a sealed supply channel: no leaks will occur in the system. This feed channel is eg in the supporting structure educated. It opens in the mounted state of the heat shield element in the distribution system itself and can also be regarded as part of the distribution system. Via the distributor system on the cold side of the heat shield element, the coolant reaches the first side region and enters the cooling channels there. The distribution system and the cooling channels may be designed for both closed and open cooling, but preferably open cooling is provided. In this embodiment, the outlets of the cooling channels are preferably attached to the cold side, so that coolant flows under the wall when exiting the cooling channels partially or a Sperrluftwirkung is achieved. The pressure of the coolant is higher than the ambient pressure of the hot gases. This prevents hot gas from penetrating into the heat shield element or attacking the support structure.

Das Hitzeschildelement besteht vorzugsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Material, insbesondere einem Metall oder Metalllegierung, z.B. hochtemperaturresistente Legierungen auf Eisen-, Chrom-, Nickel- and Kobaltbasis. Die Länge des Hitzschildelementes von dem äußeren Rand des ersten Seitenbereichs bis zum äußeren Rand des zweiten Seitenbereichs ist vorzugsweise zwischen 200mm und 400mm. Mit diesen Abmessungen ist typischerweise eine flächendeckende Auskleidung einer zu schützenden Wand, z.B. einer Brennkammerwand, erreichbar.The heat shield element is preferably made of a high temperature resistant material, in particular a metal or metal alloy, e.g. High temperature resistant alloys based on iron, chromium, nickel and cobalt. The length of the Hitzschild element from the outer edge of the first side region to the outer edge of the second side region is preferably between 200mm and 400mm. With these dimensions, typically a blanket lining of a wall to be protected, e.g. a combustion chamber wall, accessible.

Das Hitzeschildelement wird zur Kühlung einer heißgasführenden Komponente benutzt, insbesondere eine Brennkammer, vorzugsweise eine ringförmige Brennkammer einer Gasturbine, die eine Tragstruktur aufweist, an der solche Hitzeschildelemente angebracht sind. Das Hitzeschildelement ist dabei vorzugsweise mit einem Befestigungsbolzen an der Tragstruktur der Brennkammer befestigt. Der Bolzen befindet sich bevorzugt auf der Kaltseite der zu kühlenden Wand, was im Betrieb sehr vorteilhaft ist.The heat shield element is used for cooling a hot gas-carrying component, in particular a combustion chamber, preferably an annular combustion chamber of a gas turbine, which has a support structure to which such heat shield elements are attached. The heat shield element is preferably fastened with a fastening bolt on the support structure of the combustion chamber. The bolt is preferably located on the cold side of the wall to be cooled, which is very advantageous in operation.

Die Tragstruktur der Brennkammer weist bevorzugt mindestens einen Zufuhrkanal auf, so dass Kühlmittel über den Zufuhrkanal dem Hitzeschildelement zuführbar ist. Der Zufuhrkanal ist dabei in die Tragstruktur eingebracht, z.B. als Bohrung oder als eine Mehrzahl von dem Zufuhrkanal bildenden Bohrungen. Dieser Zufuhrkanal mündet vorzugsweise in das Verteilersystem ein. Der Zufuhrkanal ist gegenüber der Umgebung abgedichtet um Leckagen zu vermeiden.The support structure of the combustion chamber preferably has at least one supply channel, so that coolant can be supplied to the heat shield element via the supply channel. The feed channel is introduced into the support structure, e.g. as a bore or as a plurality of bores forming the supply channel. This supply channel preferably opens into the distribution system. The feed channel is sealed from the environment to prevent leaks.

Die Brennkammer, an der Hitzeschildelemente angebracht sind, ist bevorzugtermaßen Teil einer Gasturbinenanlage. Diese Gasturbinenanlage weist einen Verdichter auf, von dem vorzugsweise Kühlluft als Kühlmittel zur Kühlung der Brennkammer abzweigbar ist. Diese Verdichterentnahmeluft dient zur Kühlung der Hitzeschildelemente.The combustion chamber to which heat shield elements are attached is preferably part of a gas turbine plant. This gas turbine plant has a compressor, from which preferably cooling air as a coolant for cooling the combustion chamber can be branched off. This compressor extraction air is used to cool the heat shield elements.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele werden der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hitzeschildelemente näher erläutert. Es zeigen hierbei teilweise schematisch und vereinfacht:

FIG 1
einen Halbschnitt durch eine Gasturbinenanlage mit Verdichter, Brennkammer und Turbine,
FIG 2
einen Längsschnitt durch das Hitzeschildelement,
FIG 3
einen Querschnitt durch das Hitzeschildelement gemäß Fig. 2,
FIG 4
einen Querschnitt durch ein Hitzeschildelement gemäß Fig. 2, mit einer bezüglich der zu kühlenden Wand tieferen Schnittebene als in Fig. 3,
FIG 5
einen Querschnitt durch eine Hälfte eines Hitzeschildelementes mit Kühlkanälen, und
FIG 6
einen Querschnitt durch eine Hälfte eines Hitzeschildelementes mit gegenüber Fig. 5 alternativer Ausgestaltung der Kühlkanäle.
With reference to the embodiments illustrated in the drawings, the structure and operation of the heat shield elements according to the invention are explained in detail. In this case, some show schematically and simplified:
FIG. 1
a half section through a gas turbine plant with compressor, combustion chamber and turbine,
FIG. 2
a longitudinal section through the heat shield element,
FIG. 3
a cross section through the heat shield element according to FIG. 2,
FIG. 4
2, with respect to the wall to be cooled deeper cutting plane than in Fig. 3,
FIG. 5
a cross-section through one half of a heat shield element with cooling channels, and
FIG. 6
a cross-section through one half of a heat shield element with respect to FIG. 5 alternative embodiment of the cooling channels.

FIG 1 zeigt eine Gasturbinenanlage 33, die teilweise längs aufgeschnitten dargestellt ist. Die Gasturbinenanlage 33 weist einen Verdichter 35, eine Ringbrennkammer 23 mit einer Mehrzahl von Brennern 37 für einen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff sowie eine Gasturbine 25 zum Antrieb des Verdichters 35 und eines in FIG 1 nicht dargestellten Generators auf. Dabei ist die ganze Brennkammerwand mit in der FIG 2 näher dargestellten Hitzeschildelementen 1 ausgekleidet, bzw. die Hitzeschildelemente 1 sind an einer Tragstruktur 27 an der Brennkammerwand angebracht. Im Betrieb der Gasturbinenanlage 33 wird Luft L aus der Umgebung angesaugt. Im Verdichter 35 wird die Luft L verdichtet und dadurch teilweise erwärmt. Ein kleiner Teil der Luft L wird dem Verdichter 35 entnommen und als Kühlmittel K den Hitzeschildelementen 1 zugeführt, der größere Teil der Luft L wird den Brennern zur Verbrennung zugeführt. In der Brennkammer 23 wird der größere Teil der Luft L aus den Verdichtern 35 mit dem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff zusammengebracht und verbrannt. Dabei entsteht das heiße Medium M, insbesondere Heißgas, das die Gasturbine 27 antreibt. In der Gasturbine 27 erfolgt eine Entspannung und Abkühlung des Heißgases M.1 shows a gas turbine plant 33, which is shown partially cut longitudinally. The gas turbine plant 33 comprises a compressor 35, an annular combustion chamber 23 with a plurality of burners 37 for a liquid or gaseous fuel, and a gas turbine 25 for driving the compressor 35 and a generator not shown in FIG. In this case, the entire combustion chamber wall is lined with heat shield elements 1 shown in greater detail in FIG. 2, or the heat shield elements 1 are attached to a support structure 27 on the combustion chamber wall. During operation of the gas turbine plant 33, air L is drawn in from the environment. In the compressor 35, the air L is compressed and thereby partially heated. A small portion of the air L is taken from the compressor 35 and supplied to the heat shield elements 1 as coolant K, the greater part of the air L is supplied to the burners for combustion. In the combustion chamber 23, the greater part of the air L from the compressors 35 is brought together with the liquid or gaseous fuel and burned. This creates the hot medium M, in particular hot gas, which drives the gas turbine 27. In the gas turbine 27 takes place a relaxation and cooling of the hot gas M.

In FIG 2 ist in einem Längsschnitt ein Hitzeschildelement 1, das an der Tragstruktur 27 angebracht ist, schematisch dargestellt. Das Hitzeschildelement 1 ist mit einem Befestigungsbolzen 29 an der Tragstruktur 27 befestigt. Das Hitzeschildelement 1 weist eine Wand 3 auf. Die Wand 3 weist eine mit dem heißen Medium M beaufschlagbare Heißseite 5 und eine der Heißseite 5 gegenüberliegende Kaltseite 7 auf. Entlang der Heißseite 5 innerhalb der Wand 3 verlaufen Kühlkanäle 11. Ein Verteilersystem 9 für Kühlmittel K ist der Kaltseite 7 zugeordnet; vorliegend ist das Verteilersystem 9 direkt auf der Kaltseite 7 angebracht und ist damit Bestandteil des Hitzeschildelementes 1 selbst. Das Verteilersystem 9 ist strömungstechnisch mit den Kühlkanälen 11 verbunden, so dass Kühlmittel K über das Verteilersystem 9 auf die Kühlkanäle 11 verteilbar ist. Hierbei wird durch die Zufuhrkanäle 31, die in der Tragstruktur 27 eingebracht sind, Kühlmittel K, insbesondere Kühlluft L, die dem Verdichtern 35 entnommen wird, in das Verteilersystem 9 geleitet und gelangt dadurch in den Raum auf der Kaltseite 7 der Wand 3. Das Verteilersystem 9 sorgt dafür, dass das Kühlmittel K, das immer noch unter hohem Druck steht, in die Kühlkanäle 11 eingeführt wird, wo es durch seine Strömung innerhalb der Vielzahl von Kühlkanälen 11 zu einer besonders effektiven Konvektivkühlung der Wand 3 führt. Um Leckagen zu vermeiden sind die Zufuhrkanäle 31 gegenüber der Umgebung mit Dichtungen 41 an den Verbindungsstellen zwischen dem Hitzeschildelement 1 und der Tragstruktur 27 abgedichtet.In FIG. 2, a heat shield element 1, which is attached to the support structure 27, is shown schematically in a longitudinal section. The heat shield element 1 is fastened to the support structure 27 with a fastening bolt 29. The heat shield element 1 has a wall 3. The wall 3 has a hot side 5 which can be acted upon by the hot medium M and a cold side 7 which lies opposite the hot side 5. Cooling channels 11 extend along the hot side 5 within the wall 3. A distributor system 9 for coolant K is assigned to the cold side 7; In the present case, the distribution system 9 is mounted directly on the cold side 7 and is thus part of the heat shield element 1 itself. The distribution system 9 is fluidically connected to the cooling channels 11 so that coolant K can be distributed to the cooling channels 11 via the distributor system 9. Here, by the supply channels 31, which are introduced into the support structure 27, coolant K, in particular cooling air L, which is taken from the compressor 35, in The distribution system 9 ensures that the coolant K, which is still under high pressure, is introduced into the cooling channels 11, where it is characterized by its flow within the plurality of cooling channels 11 leads to a particularly effective convective cooling of the wall 3. In order to avoid leaks, the supply channels 31 are sealed from the environment with seals 41 at the connection points between the heat shield element 1 and the support structure 27.

FIG 3 zeigt einen Querschnitt durch das Hitzeschildelement gemäß FIG. 2, auf dem das Verteilersystem 9 und die Auslässe 15 der Kanäle 11 im Detail dargestellt sind. Das Kühlmittel K strömt durch die Zufuhrkanäle 31 in das Hitzeschildelement 1 ein. Von dort gelangt es durch das Verteilersystem 9, das sich bezüglich der in FIG 3 gezeigten Schnittebene tiefer in Richtung der zu kühlenden Wand 3 erstreckt, zum ersten Seitenbereich 17 des Hitzeschildelementes 1. Im ersten Seitenbereich 17 befinden sich die Einlässe (siehe FIG 4) der Kühlkanäle 11. Der erste Seitenbereich 17 wird außerdem durch seinen äußeren Rand 17A begrenzt. Gegenüber dem ersten Seitenbereich 17 an der Wand 3 liegt der zweite Seitenbereich 19. Der zweite Seitenbereich 19 weist einen äußeren Rand 19A auf. Das Kühlmittel K, das innerhalb der Kühlkanäle 11 vom ersten Seitenbereich 17 bis zum zweiten Seitenbereich 19 strömt entweicht durch die Auslässe 15 der Kühlkanäle 11 aus dem Hitzeschildelement 1. Auf FIG 3 ist auch eine Befestigungsöffnung 29B zu erkennen. Die Befestigungsöffnung 29B ist von einer Mehrzahl von Zufuhrkanälen 31 konzentrisch umgeben und diese weisen folglich den gleichen Abstand von der Befestigungsöffnung auf. Die ringförmige Dichtung 41 ist um die Zufuhrkanäle 31 angelegt, damit das ganze System von Zufuhrkanälen 31 und vom Befestigungsbolzen 31 das sie umschließt, von der Umgebung abgedichtet wird.3 shows a cross section through the heat shield element according to FIG. 2, on which the distribution system 9 and the outlets 15 of the channels 11 are shown in detail. The coolant K flows through the supply channels 31 into the heat shield element 1. From there it passes through the distribution system 9, which extends deeper in the direction of the wall 3 to be cooled with respect to the sectional plane shown in FIG. 3, to the first side region 17 of the heat shield element 1. In the first side region 17 are the inlets (see FIG. 4) Cooling channels 11. The first side portion 17 is also bounded by its outer edge 17A. Opposite the first side region 17 on the wall 3 is the second side region 19. The second side region 19 has an outer edge 19A. The coolant K, which flows within the cooling channels 11 from the first side region 17 to the second side region 19, escapes through the outlets 15 of the cooling channels 11 from the heat shield element 1. FIG. 3 also shows a fastening opening 29B. The attachment opening 29B is concentrically surrounded by a plurality of supply channels 31 and thus they are equidistant from the attachment opening. The annular seal 41 is applied around the supply channels 31, so that the whole system of supply channels 31 and the fastening bolt 31 which encloses them, is sealed from the environment.

FIG 4 stellt einen Querschnitt durch ein Hitzeschildelement 1 gemäß FIG 2 dar, mit einer bezüglich der zu kühlenden Wand 3 tieferen Schnittebene als in FIG 3. Das Verteilersystem 9 umschließt die Befestigungsöffnung 29B und steht in Strömungsverbindung mit den Einlässen 13 der Kühlkanäle 11A. Die Einlässe 13 sind im ersten Seitenbereich 17 angeordnet. Die Auslässe 15 sind im zweiten Seitenbereich 19 angeordnet. Somit erstrecken sich die Kühlkanäle 11A vom ersten Seitenbereich 17 direkt, insbesondere geradlinig, zum zweiten Seitenbereich 19 entlang der zu kühlenden Wand 3. Das Kühlmittel K erzeugt bei dieser Anordnung einen Gleichstrom von Kühlmittel K vom ersten Seitenbereich 17 bis zum zweiten Seitenbereich 19, wo das Kühlmittel K aus dem Hitzeschildelement 1 ausströmt. Das Kühlmittel K kann weiterhin nach der Kühlaufgabe zur Sperrung gegenüber Heißgasen M verwendet werden, um die Tragstruktur vor einem Heißgasangriff zu schützen.FIG. 4 shows a cross section through a heat shield element 1 according to FIG. 2, with a sectional plane deeper than in FIG. 3 with respect to the wall 3 to be cooled. The distributor system 9 encloses the attachment opening 29B and is in fluid communication with the inlets 13 of the cooling channels 11A. The inlets 13 are arranged in the first side region 17. The outlets 15 are arranged in the second side region 19. Thus, the cooling channels 11A extend from the first side region 17 directly, in particular straight, to the second side region 19 along the wall 3 to be cooled. The coolant K produces in this arrangement a direct flow of coolant K from the first side region 17 to the second side region 19, where the Coolant K flows out of the heat shield element 1. The coolant K can also be used after the cooling task for blocking against hot gases M, in order to protect the support structure from a hot gas attack.

FIG 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Hälfte eines Hitzeschildelementes 1 mit Kühlkanälen 11B, die einen Gegenstrom von Kühlmittel K in der zu kühlenden Wand 3 erzeugen. Im zweiten Seitenbereich 19 nah an dem äußeren Rand 19A weisen die Kühlkanäle 11B eine Kehrtwendung 21 auf, bei der Kühlmittel K seine Richtung ändert und zurück in Richtung des ersten Seitenbereichs 17 strömt. Die Auslässe 15 der Kühlkanäle 11B befinden sich in der vorliegenden Anordnung im ersten Seitenbereich 17 in einem vom Verteilersystem 9 abgetrennten Raum und liegen näher an dem äußeren Rand 17A als die Einlässe 13. In diesem Ausführungsbeispiel sind Einlässe 13 und Auslässe 15 gegeneinander versetzt in dem ersten Seitenbereich 17 angeordnet. Von dem Verteilersystem 9 werden die Einlässe 13 mit Kühlmittel K beaufschlagt.5 shows a cross section through one half of a heat shield element 1 with cooling channels 11B, which generate a counterflow of coolant K in the wall 3 to be cooled. In the second side portion 19 close to the outer edge 19A, the cooling channels 11B have a turnaround 21 in which coolant K changes direction and flows back toward the first side portion 17. The outlets 15 of the cooling channels 11B in the present arrangement are located in the first side area 17 in a space separated from the distribution system 9 and closer to the outer edge 17A than the inlets 13. In this embodiment, inlets 13 and outlets 15 are offset from one another in the first Side area 17 is arranged. From the distribution system 9, the inlets 13 are acted upon by coolant K.

In FIG 6 wird ein Querschnitt durch eine Hälfte eines Hitzeschildelementes 1 mit gegenüber FIG 5 alternativer Ausgestaltung der Kühlkanäle 11C gezeigt. Das Kühlmittel K, das vom Verteilersystem 9 in die Einlässe 13 der Kühlkanäle 11C eingeführt wird, strömt vom ersten Seitenbereich 17 entlang der zu kühlenden Wand 3 in Richtung des zweiten Seitenbereichs 19. Im zweiten Seitenbereich 19 weisen die Kühlkanäle eine Kehrtwendung 21 auf. Hier ändert das Kühlmittel K zum ersten Mal seine Strömungsrichtung. Wenn die Kühlkanäle 11C wieder den ersten Seitenbereich 17 erreichen, kehren sie noch einmal um und weisen an der Stelle eine zweite Kehrtwendung 21 auf. Dadurch werden nebeneinander liegende Kanäle entgegengesetzt durchströmt, so dass ein Gegenstrom von Kühlmittel K erzeugt ist. Die Auslässe 15 der Kühlkanäle 11C sind in diesem Fall im zweiten Seitenbereich 19 angeordnet.In FIG. 6, a cross-section through one half of a heat shield element 1 is shown with an alternative embodiment of the cooling channels 11C relative to FIG. The refrigerant K, which is introduced from the distribution system 9 into the inlets 13 of the cooling channels 11C, flows from the first side portion 17 along the to be cooled wall 3 in the direction of the second side region 19. In the second side region 19, the cooling channels on a turnaround 21. Here, the coolant K changes its flow direction for the first time. When the cooling channels 11C again reach the first side region 17, they turn around again and have a second turnaround 21 at the location. As a result, adjacent channels are flowed through in opposite directions, so that a countercurrent of coolant K is generated. The outlets 15 of the cooling channels 11 C are arranged in this case in the second side region 19.

Bei einer serpentinenförmigen Ausführung der Kühlkanäle (11B, 11C) ist es möglich, dass die Einlässe 13 und Auslässe 15 der Kühlkanäle 11B in demselben Seitenbereich angeordnet sind, oder dass die Einlässe 13 im ersten Seitenbereich 17 und die Auslässe 15 im zweiten Seitenbereich 19 angeordnet sind. Dabei weisen beide Konfigurationen mindestens eine Kehrwendung 21 auf und dadurch wird ein Gegenstrom von Kühlmittel K erzeugt. Es kann somit je nach Kühlungsanforderung eine Vielzahl von Kehrtwendungen 21 vorgesehen sein, um eine serpentinenförmige Kühlstruktur zu erreichen. Es sind auch verschiedene Kühlanordnungen möglich, bei denen die geraden Kühlkanäle 11A und die serpentinenförmigen Kühlkanälen 11B und 11C miteinander bei einem Hitzeschildelement 1 kombiniert sind.In a serpentine embodiment of the cooling channels (11 B, 11 C), it is possible that the inlets 13 and outlets 15 of the cooling channels 11 B are arranged in the same side region, or that the inlets 13 in the first side region 17 and the outlets 15 in the second side region 19 are arranged , In this case, both configurations have at least one turnaround 21 and thereby a counterflow of coolant K is generated. Thus, depending on the cooling requirement, a plurality of reversing applications 21 can be provided in order to achieve a serpentine cooling structure. Various cooling arrangements are also possible in which the straight cooling ducts 11A and the serpentine cooling ducts 11B and 11C are combined with one another at a heat shield element 1.

Zusammenfassend kann man insbesondere festhalten, dass die vorliegende Erfindung eine neuartige besonders effiziente Kühlung eines Hitzeschildelementes vorschlägt. Die Grundidee dabei ist, dass Kühlkanäle innerhalb der zu kühlenden Wand des Hitzeschildelementes vorgesehen sind. Dadurch kann die Wand, die im Betrieb mit heißem Medium beaufschlagt ist, sehr wirkungsvoll konvektiv gekühlt werden. Die Konvektivkühlung, die in der Wand selbst erreicht wird, sorgt einerseits für einen sehr effizienten Kühlmitteleinsatz und andererseits für eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung der zu kühlenden Wand.In summary, it can be stated in particular that the present invention proposes a novel, particularly efficient cooling of a heat shield element. The basic idea is that cooling channels are provided within the wall of the heat shield element to be cooled. As a result, the wall, which is acted upon during operation with hot medium, are cooled very convective convective. The convective cooling, which is achieved in the wall itself, on the one hand ensures a very efficient use of coolant and on the other hand for a very uniform temperature distribution of the wall to be cooled.

Claims (19)

Hitzeschildelement (1) mit einer Wand (3), die eine mit einem heißen Medium (M) beaufschlagbare Heißseite (5) und eine der Heißseite (5) gegenüberliegende Kaltseite (7) aufweist, und mit einem der Kaltseite (7) zugeordneten Verteilersystem (9) für Kühlmittel (K) dadurch ge-k e n n z e i c h n e t, dass innerhalb der Wand (3) eine Mehrzahl von entlang der Heißseite (5) verlaufenden Kühlkanälen (11A, 11B, 11C) vorgesehen ist, wobei die Kühlkanäle (11A, 11B, 11C) strömungstechnisch mit dem Verteilersystem (9) verbunden sind.Heat shield element (1) having a wall (3) which has a hot side (5) which can be acted upon by a hot medium (M) and a cold side (7) which lies opposite the hot side (5), and to a distributor system ((7)) associated with the cold side (7). 9) for coolant (K) characterized in that within the wall (3) a plurality of along the hot side (5) extending cooling channels (11A, 11B, 11C) is provided, wherein the cooling channels (11A, 11B, 11C ) are fluidically connected to the distribution system (9). Hitzeschildelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Kühlkanäle (11A, 11B, 11C) einen Einlass (13) und einen Auslass (15) für das Kühlmittel (K) aufweisen.Heat shield element (1) according to claim 1, characterized in that the cooling channels (11A, 11B, 11C) have an inlet (13) and an outlet (15) for the coolant (K). Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (3) einen ersten Seitenbereich (17) und einen gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich (19) aufweist, und dass der Einlass (13) des Kühlkanals (11A) im ersten Seitenbereich angeordnet ist und der Auslass (15) im zweiten Seitenbereich (19) angeordnet ist.Heat shield element (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the wall (3) has a first side region (17) and an opposite second side region (19), and that the inlet (13) of the cooling channel (11A) in first side region is arranged and the outlet (15) in the second side region (19) is arranged. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (13) und der Auslass (15) der Kühlkanäle (11B) im ersten Seitenbereich (17) der Wand (3) angeordnet sind.Heat shield element (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inlet (13) and the outlet (15) of the cooling channels (11B) in the first side region (17) of the wall (3) are arranged. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkanal (11B, 11C) dessen Einlass (13) sich im ersten Seitenbereich (17) der Wand (3) befindet mindestens eine Kehrtwendung (21) im zweiten Seitenbereich (19) der Wand (3) aufweist, so dass bei einer Kühlung nebeneinanderliegende Kanäle (11A, 11B) entgegengesetzt durchströmbar sind, so dass ein Gegenstrom von Kühlmittel (K) in der Wand (3) erzeugbar ist.Heat shield element (1) according to one of claims 3 or 4, characterized in that a cooling channel (11B, 11C) whose inlet (13) in the first side region (17) of the wall (3) is at least one U-turn (21) in the second side region (19) of the wall (3), so that in a cooling side adjacent channels (11A, 11B) are opposite in flow, so that a countercurrent of coolant (K) in the wall (3) can be generated. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (11B, 11C) serpentinenförmig ist.Heat shield element (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the cooling channel (11B, 11C) is serpentine. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (11A, 11B, 11C) näher an der Heißseite (5) als an der Kaltseite (7) der Wand (3) angeordnet sind.Heat shield element (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cooling channels (11A, 11B, 11C) are arranged closer to the hot side (5) than on the cold side (7) of the wall (3). Hitzeschildelement (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kühlkanale (11A, 11B, 11C) von der Heißseite (5) zwischen 20% und 40% der Wandstärke beträgt.Heat shield element (1) according to claim 7, characterized in that the distance of the cooling channels (11A, 11B, 11C) from the hot side (5) is between 20% and 40% of the wall thickness. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilersystem (9) direkt auf der Kaltseite (7) der Wand (3) angebracht ist.Heat shield element (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the distribution system (9) directly on the cold side (7) of the wall (3) is mounted. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilersystem (9) und die Kühlkanäle (11A, 11B, 11C) für eine offene Kühlung ausgelegt sind.Heat shield element (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the distribution system (9) and the cooling channels (11A, 11B, 11C) are designed for open cooling. Hitzeschildelement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass der Auslass (13) eines Kühlkanals (11A, 11B, 11C) an der Kaltseite (7) angebracht ist.Heat shield element (1) according to claim 10, characterized in that the outlet (13) of a cooling channel (11A, 11B, 11C) on the cold side (7) is mounted. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschildelement (1) aus einem hochtemperaturbeständigen Metall oder Metalllegierung besteht.Heat shield element (1) according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the heat shield element (1) consists of a high temperature resistant metal or metal alloy. Hitzeschildelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge das Hitzeschildelement (1) zwischen von dem äußeren Rand (17A) des ersten Seitenbereichs (17) bis zum äußeren Rand (19A) des zweiten Seitenbereichs (19) zwischen 200mm and 400mm ist.Heat shield element (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the length of the heat shield element (1) between the outer edge (17A) of the first side region (17) to the outer edge (19A) of the second side region (19) between 200mm and 400mm. Brennkammer (23), vorzugsweise eine ringförmige Brennkammer einer Gastrubine (25), die eine Tragstruktur (27) aufweist an der Hitzeschildelemente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angebracht sind.Combustion chamber (23), preferably an annular combustion chamber of a Gastrubine (25) having a support structure (27) are attached to the heat shield elements (1) according to one of claims 1 to 12. Brennkammer (23) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzschildelement (1) mit einem Befestigungsbolzen (29) an der Tragstruktur (27) befestigt ist.Combustion chamber (23) according to claim 14, characterized in that the heat shield element (1) with a fastening bolt (29) on the support structure (27) is attached. Brennkammer (23) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Tragstruktur (27) mindestens ein Zufuhrkanal (31) eingebracht ist, so dass Kühlmittel (K) über den Zufuhrkanal (31) dem Hitzeschildelement (1) zuführbar ist.Combustion chamber (23) according to one of claims 14 or 15, characterized in that in the support structure (27) at least one supply channel (31) is introduced, so that coolant (K) via the supply channel (31) the heat shield element (1) can be fed , Brennkammer (23) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (31) in das Verteilersystem (9) einmündet.Combustion chamber (23) according to claim 16, characterized in that the supply channel (31) opens into the distribution system (9). Gasturbinenanlage (33) mit einer Brennkammer (23) nach einem der Ansprüche 14 bis 17.Gas turbine plant (33) with a combustion chamber (23) according to one of Claims 14 to 17. Gasturbinenanlage (33) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Verdichter (35) aufweist, von dem Luft (L) als Kühlmittel (K) zur Kühlung der Brennkammer (23) abzweigbar ist.Gas turbine plant (33) according to claim 18, characterized in that it comprises a compressor (35) from which air (L) as a coolant (K) for cooling the combustion chamber (23) is branched off.
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