EP2229507B1 - Gasturbine - Google Patents

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Publication number
EP2229507B1
EP2229507B1 EP08868596.1A EP08868596A EP2229507B1 EP 2229507 B1 EP2229507 B1 EP 2229507B1 EP 08868596 A EP08868596 A EP 08868596A EP 2229507 B1 EP2229507 B1 EP 2229507B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling ports
arrangement
groups
periodicity
guide vanes
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08868596.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2229507A2 (de
Inventor
Ulrich Steiger
Jonas Hurter
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Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
General Electric Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Technology GmbH filed Critical General Electric Technology GmbH
Publication of EP2229507A2 publication Critical patent/EP2229507A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2229507B1 publication Critical patent/EP2229507B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186—Film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • 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
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05B2240/801—Platforms for stationary or moving blades cooled platforms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81—Cooled platforms

Definitions

  • the present invention relates to the field of gas turbine technology. It relates to a gas turbine according to the preamble of claim 1, which in US 4733538 A is disclosed.
  • Gas turbines have long been firmly established in power generation in their stationary form. These are high performance machines whose efficiency is constantly improving.
  • An example of the achieved level of development is the Applicant's type GT24 / GT26 gas turbines, which are equipped with a 2-stage, sequential combustion, and which are described, for example, in the article F. Joos et al., "Field experience with the sequential combustion system of the GT24 / GT26 gas turbine family", ABB review 5, p.12-20 (1998 ) are described. Sucked air is compressed in a compressor and fed to a first burner assembly where it is used to combust a injected fuel.
  • This first burner arrangement consists of premix burners, which have also become known in professional circles as EV-AEV burners.
  • the hot gas flow hits the first row of the vanes of the low-pressure turbine.
  • This configuration is eg in the US B1-6,751,962 or the EP-A2-1 505 254 described and is in Fig. 1 This description reproduced in sections, wherein the cited documents are an integral part of the present description.
  • the hot gas 12 flowing out of the combustion chamber outlet 11 impinges on the leading edge of the vanes 15 of the first vane ring, which is arranged at the input of the turbine.
  • the combustion chamber outlet 11 is bounded laterally by a limiting element 19.
  • the rapidly flowing hot gas produces various effects at the transition to the turbine.
  • a rearward bow wave 13 is created which faces the pressure gradient upstream of the suction side 24a, 24b, 24c, 24d towards the pressure side 25a, 25b, 25c. 25d is superimposed.
  • a characteristic pressure distribution is generated by the complicated flow conditions in the burners or combustion chambers with swirling elements which are usually present at the combustion chamber outlet 11, which can be referred to as burner shaft 14.
  • the unequal distribution of the pressure at the combustion chamber outlet 11 may in practice be of the same order of magnitude as the pressure changes resulting from the bow wave 13 at the guide vanes 15.
  • the overlay of both Effects can thus lead to a situation in which the amplitude of the bow wave is effectively doubled, thus escaping hot gas from the hot gas channel.
  • These flow conditions occur both in gas turbines with a combustion chamber and in gas turbines with a sequential combustion, so over 2 combustion chamber (EV respectively AEV and SEV), respectively at the transition from the burners to the turbine.
  • the publication EP-A-0 902 164 is concerned with a platform cooling system for gas turbines, in which segment cooling holes and platform cooling holes open into the intermediate gap between a downstream combustion chamber segment and a first row of guide blades.
  • the cooling measures are solely for the cooling of the thermally heavily loaded spaces within said intermediate gap.
  • the object is solved by the entirety of the features of claim 1.
  • Essential for the solution found is that the cooling holes in the first Split the cooling groups and second cooling hole groups, that the arrangement of the first cooling hole groups in their periodicity of the arrangement of the guide vanes corresponds in their periodicity, and that the arrangement of the second cooling hole groups in their periodicity of the regular arrangement of the burners in their periodicity.
  • the invention relates to the interface of burner and turbine in gas turbines with 1 or 2 burner assemblies resp. Combustion chambers.
  • the number of burners used, in particular, in the abovementioned combustion chambers is often not equal to the number of guide vanes, in particular smaller than the number of vanes.
  • the burners are arranged in the second stage of a gas turbine with two-stage or sequential combustion.
  • a further embodiment is characterized in that the cooling openings of the first cooling opening groups have an undefined position with respect to the leading edges of the guide vanes, typically slightly upstream from the leading edge, and the cooling openings of the second cooling opening groups are aligned transversely to the hot gas flow.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that between the Brennschauslässen and the first row of guide vanes of the turbine, a circumferential gap is provided, which is flushed by circumferentially spaced flushing holes flushed with purging air, and that the flushing holes are divided into groups whose arrangement the arrangement of the vanes and / or the regular arrangement of the burner corresponds.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the different periodicity of vanes 15a, b, c, d and burners 22a, b, c reproduced, according to which the arrangement of the cooling holes 18, 20 and 21 is directed according to the invention.
  • the cooling holes 20 according to Fig. 1 which are directed to the vanes 15, are to, as out Fig. 2 divided into cooling port groups 20a, b, c, and d, which form distributed over the circumference of a cooling opening row A. How to further in Fig. 2 2, each vane 15a, b, c, d is associated with a cooling port group 20a, b, c, d, the periodicity of the cooling port groups 20a, b, c, d being equal to the periodicity of the vanes 15a, b, c, d.
  • the cooling port groups 20a, b, c, d are associated with the leading edges of the vanes 15a, b, c, d at which the bow shaft 13 is formed as shown in FIG Fig. 1 is shown.
  • the cooling holes are typically arranged somewhat on the pressure side of the front edges in order to even out the pressure difference from the pressure side to the suction side.
  • the cooling openings 21, which inject cooling air transversely into the combustion chamber outlet 11, are likewise combined into cooling-opening groups, of which FIG Fig. 2 only the one cooling opening group 21 'is shown and a cooling opening row B indicates.
  • the periodicity of the cooling port groups 21 ' is equal to the periodicity of the burners 22a, b, c.
  • the cooling opening groups 21 ' are arranged directly in the middle of the combustion chamber outlets and thus aligned with the burner lances 23 a, b located in the middle. Other arrangements of the same periodicity are conceivable and depend on the specific flow conditions at the combustion chamber outlet.
  • first and / or second cooling opening groups (20, 21) are also provided in the region of this outer circumferential gap, which fulfill the same final purpose as in the region of the gap 16 shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gasturbinentechnik. Sie betrifft eine Gasturbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welcher in US 4733538 A offenbart wird.
    • Stand der Technik
  • Gasturbinen haben in ihrer stationären Form seit langem ihren festen Platz in der Energieerzeugung. Hierbei handelt es sich um Maschinen mit hoher Leistung, deren Wirkungsgrad ständig weiter verbessert wird. Ein Beispiel für den erreichten Entwicklungsstand sind die Gasturbinen vom Typ GT24/GT26 der Anmelderin, die mit einer 2-stufigen, sequentiellen Verbrennung ausgestattet sind, und die beispielsweise in dem Artikel F. Joos et al., "Field experience with the sequential combustion system of the GT24/GT26 gas turbine family", ABB Review 5, S.12-20 (1998), beschrieben sind. Angesaugte Luft wird in einem Verdichter komprimiert und einer ersten Brenneranordnung zugeführt, wo sie zur Verbrennung eines eingedüsten Brennstoffes verwendet wird. Diese erste Brenneranordnung besteht aus Vormischbrennern, welche in Fachkreisen auch als EV- allenfalls AEV-Brenner bekannt geworden sind. Solche Brenner gehen beispielsweise aus EP-0321809 A1 resp. EP-0704657 A1 hervor, wobei diese Druckschriften sowie weitere mit dieser Technologie im Zusammenhang stehenden Veröffentlichungen einen integrierenden Bestandteil dieser Anmeldung bilden. Das durch diese Verbrennung entstehende Heissgas, wird zunächst in einer Hochdruckturbine teilweise entspannt und dann in eine zweite Brenneranordnung (in Fachkreisen als SEV-Brenner bekannt) eingeführt, wo der Anteil unverbrauchter Luft zu einer zweiten Verbrennung herangezogen wird. Das Heissgas aus den SEV-Brennern wird dann in einer Niederdruckturbine entspannt. Die Abgase werden dann schliesslich z.B. zur Dampferzeugung in einem Abhitzedampferzeuger eingesetzt.
  • Ausgangsseitig des SEV-Brenners trifft die Heissgasströmung auf die erste Reihe der Leitschaufeln der Niederdruckturbine. Diese Konfiguration ist z.B. in der US-B1-6,751,962 oder der EP-A2-1 505 254 beschrieben und ist in Fig. 1 vorliegender Beschreibung ausschnittweise wiedergegeben, wobei die genannten Druckschriften ein integrierender Bestandteil vorliegender Beschreibung sind. Bei der Gasturbine 10 der Fig. 1 trifft das aus dem Brennkammerauslass 11 ausströmende Heissgas 12 auf die vordere Kante der Leitschaufeln 15 des ersten Leitschaufelkranzes, der am Eingang der Turbine angeordnet ist. Der Brennkammerauslass 11 ist seitlich durch ein Begrenzungselement 19 begrenzt. Zwischen dem Ende des Begrenzungselements 19 und der ersten Leitschaufelreihe (15) befindet sich ein Spalt 16, der nach aussen zu durch eine ringförmige Dichtung 17 abgedichtet ist. Durch Spülöffnungen 18 in der Dichtung 17 und Leckagen tritt Spülluft in den Spalt 16 ein und verhindert ein Eindringen von Heissgas. Kühlluft wird auch durch Kühlöffnungen 20, 21 im Begrenzungselement eingedüst, wie dies in der o.g. US-B1-6,751,962 beschrieben ist.
  • Durch das schnell strömende Heissgas treten am Übergang zur Turbine verschiedene Effekte auf: Zum einen entsteht an der Vorderkante der Leitschaufeln 15 eine rückwärts gerichtete Bugwelle 13, welche dem Druckgefälle vor Saugseite 24a, 24b, 24c, 24d hin zur Druckseite 25a, 25b, 25c, 25d überlagert ist. Zum anderen wird durch die komplizierten Strömungsverhältnisse in den Brennern bzw. Brennkammern mit darin meist vorhandenen Verwirbelungselementen am Brennkammerauslass 11 eine charakteristische Druckverteilung erzeugt, die als Brennerwelle 14 bezeichnet werden kann.
  • Die Ungleichverteilung des Druckes am Brennkammerauslass 11 kann in der Praxis von der gleichen Grössenordnung sein, wie die Druckänderungen, die sich durch die Bugwelle 13 an den Leitschaufeln 15 ergeben. Die Überlagerung beider Effekte (Bugwelle 13 und Brennerwelle 14) kann so zu einer Situation führen, in der die Amplitude der Bugwelle effektiv verdoppelt wird und so Heissgas aus dem Heissgaskanal entweicht. Diese Strömungsverhältnisse treten sowohl bei Gasturbinen mit einer Brennkammer als auch bei Gasturbinen mit einer sequentiellen Verbrennung, so über 2 Brennkammer (EV resp. AEV und SEV) auf, jeweils an dem Übergang von den Brennern zur Turbine.
  • In US-A-4 733 538 , welche den Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 darstellt, wird eine Gasturbinenanordnung mit einer Vielzahl einzelner Brenner beschrieben, die konzentrisch zur Drehachse angeordnet sind. Der ersten Leitschaufelreihe vorgeordnet ist in Umfangsrichtung ein ebenfalls um die Drehachse angeordnetes Ringblech mit einer Vielzahl von jeweils mit gleichen Abständen zueinander angeordneten Kühlluftöffnungen, aus denen Kühlluft ausschliesslich zu Zwecken der Kühlung der ersten Leitschaufelreihe tritt. So tragen die Kühlluftöffnungen lediglich zu einer möglichst gleichmässigen Temperaturverteilung unmittelbar nach Brennkammeraustritt und stromauf zur ersten Leitschaufelreihe bei.
  • Die Druckschrift EP-A-0 902 164 beschäftigt sich mit einer Plattformkühlung für Gasturbinen, bei der in den Zwischenspalt zwischen einem stromabwärtigen Brennkammersegment und einer erster Leitschaufelreihe Segmentkühlbohrungen sowie Plattformkühlbohrungen einmünden. Die Kühlvorkehrungen dienen einzig und allein der Kühlung der thermisch stark belasteten Zwischenräume innerhalb des besagten Zwischenspaltes.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Gasturbine so zu gestalten, dass die ungünstigen Effekte der Bugwelle und der Brennerwelle am Übergang zwischen Brennkammerauslass und Turbineneingang vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich für die gefundene Lösung ist, dass die Kühlöffnungen in erste Kühlöffnungsgruppen und zweite Kühlöffnungsgruppen aufgeteilt sind, dass die Anordnung der ersten Kühlöffnungsgruppen in ihrer Periodizität der Anordnung der Leitschaufeln in ihrer Periodizität entspricht, und dass die Anordnung der zweiten Kühlöffnungsgruppen in ihrer Periodizität der regulären Anordnung der Brenner in ihrer Periodizität entspricht.
  • Diese Lösung basiert damit auf den folgenden Überlegungen:
    • Die Strömungen am Brennkammerauslass sind wegen der Konfiguration der Brenner mit ihren Strömungswirbeln, lokalen Effekten der Wandkühlung und Leckageluft ungleichförmig.
    • Daraus resultiert eine ungleichförmige Verteilung der Spül- und Leckageluft im Spalt zwischen Brennkammerauslass und Turbineneingang.
    • Wenn die Kühlöffnungen an den Stellen angeordnet werden, wo der höchste Druck in der Strömung auftritt, können diese Effekte ausgeglichen werden.
  • Die Erfindung betrifft die Schnittstelle von Brenner und Turbine in Gasturbinen mit 1 oder 2 Brenneranordnungen resp. Brennkammern.
  • Die Anzahl der insbesondere bei den genannten Brennkammern zum Einsatz gelangenden Brenner ist oft ungleich der Anzahl der Leitschaufeln, insbesondere kleiner als die Anzahl der Leitschaufeln.
  • Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Brenner in der zweiten Stufe einer Gasturbine mit zweistufiger bzw. sequentieller Verbrennung angeordnet.
  • Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnungen der ersten Kühlöffnungsgruppen eine nichtdefinierte Lage bezüglich der Vorderkanten der Leitschaufeln aufweisen, typischer weise leicht druckseitig von der Vorderkante, und die Kühlöffnungen der zweiten Kühlöffnungsgruppen quer zum Heissgasstrom ausgerichtet sind.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Brennkammerauslässen und der ersten Leitschaufelreihe der Turbine ein umlaufender Spalt vorgesehen ist, der durch am Umfang verteilt angeordnete Spülöffnungen mit Spülluft gespült wird, und dass die Spülöffnungen in Gruppen aufgeteilt sind, deren Anordnung der Anordnung der Leitschaufeln und/oder der regulären Anordnung der Brenner entspricht.
  • Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
    • Kurze Erläuterung der Figuren
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen. Die Strömungsrichtung der verschiedenen Medien sind mit Pfeilen angegeben. In den verschiedenen Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen
    • Fig. 1
    in einem Ausschnitt einen Übergang zwischen den Brennkammerauslässen und der ersten Leitschaufelreihe einer Gasturbine, wie er zur Verwirklichung der Erfindung geeignet ist; und
    Fig. 2
    in einer schematischen Darstellung die unterschiedliche Periodizität von Leitschaufeln und Brennern, nach welcher sich gemäss der Erfindung die Anordnung der Kühlöffnungsgruppen richtet.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In Fig. 2 ist in einer schematischen Darstellung die unterschiedliche Periodizität von Leitschaufeln 15a, b, c, d und Brennern 22a, b, c wiedergegeben, nach welcher sich gemäss der Erfindung die Anordnung der Kühlöffnungen 18, 20 und 21 richtet.
  • Die Kühlöffnungen 20 gemäss Fig. 1, die auf die Leitschaufeln 15 gerichtet sind, sind dazu, wie aus Fig. 2 hervorgeht, unterteilt in Kühlöffnungsgruppen 20a, b, c, und d, die über den Umfang verteilt eine Kühlöffnungsreihe A bilden. Wie man des Weiteren in Fig. 2 leicht erkennt, ist jeder Leitschaufel 15a, b, c, d eine Kühlöffnungsgruppe 20a, b, c, d zugeordnet, wobei die Periodizität der Kühlöffnungsgruppen 20a, b, c, d gleich der Periodizität der Leitschaufeln 15a, b, c, d ist. Insbesondere sind die Kühlöffnungsgruppen 20a, b, c, d den Vorderkanten der Leitschaufeln 15a, b, c, d zugeordnet, an denen die Bugwelle 13 entsteht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Kühlöffnungen sind typischer weise etwas druckseitig der Vorderkanten angeordnet, um auch dem Druckunterschied von Druck- zu Saugseite auszugleichen.
  • Die Kühlöffnungen 21, die Kühlluft quer in den Brennkammerauslass 11 eindüsen, sind ebenfalls zu Kühlöffnungsgruppen zusammengefasst, von denen in Fig. 2 nur die eine Kühlöffnungsgruppe 21' dargestellt ist und eine Kühlöffnungsreihe B andeutet. Die Periodizität der Kühlöffnungsgruppen 21' ist gleich der Periodizität der Brenner 22a, b, c. Im Beispiel der Fig. 2 sind die Kühlöffnungsgruppen 21' direkt in der Mitte der Brennkammerauslässe angeordnet und damit auf die in der Mitte liegenden Brennerlanzen 23a, b ausgerichtet. Andere Anordnungen gleicher Periodizität sind denkbar und richten sich nach den konkreten Strömungsverhältnissen am Brennkammerauslass.
  • Durch die Ausrichtung der beiden Kühlöffnungsgruppen 20a, b, c, d bzw. 21' in den Kühlöffnungsreihen A und B auf die Leitschaufeln 15a, b, c, d bzw. die Brenner 22a, b, c können die sich verstärkenden, unerwünschten Effekte der Bugwellen 13 und Brennerwellen 14 auf einfache Weise abgeschwächt bzw. unschädlich gemacht werden.
  • Eine zusätzliche Möglichkeit der Beeinflussung ergibt sich, wenn für die dem Spalt 16 zugeordneten Spülöffnungen 18 vergleichbare Periodizitäten von Öffnungsgruppen eingeführt werden, die sich wahlweise nach der Periodizität der Leitschaufeln 15a, b, c, d oder der Brenner 22a, b, c oder beiden ausrichten können. Hierdurch können Ungleichverteilungen im Spaltbereich, die aus der Überlagerung von Bugwellen 13 und Brennerwellen 14 resultieren, direkt ausgeglichen werden.
  • Schliesslich wird eine in den beschriebenen Figuren nicht näher gezeigte Ausführungsart kurz kommentiert. Bezogen auf die Fig. 1 sind innerhalb des Heissgasströmungskanals Ausführungen möglich, bei welchen im Umfangsrichtung nicht nur ein innenumlaufender Spalt 16 vorhanden ist, sondern auch auf der aussenumlaufenden Seite dieses Heissgasströmungskanals ebenfalls ein aussenumlaufender Spalt vorhanden ist, der weitgehend dieselben Attribute erfüllt. In einem solchen Fall werden auch im Bereich dieses aussenumlaufenden Spaltes erste und/oder zweite Kühlöffnungsgruppen (20, 21) vorgesehen, welche denselben finalen Zweck wie im Bereich des gezeigten Spaltes 16 erfüllen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gasturbine
    11
    Brennkammerauslass
    12
    Heissgas
    13
    Bugwelle (Leitschaufel)
    14
    Brennerwelle
    15;15a,b,c,d
    Leitschaufel
    16
    Spalt (umlaufend)
    17
    Dichtung (ringförmig)
    18
    Spülöffnung
    19
    Begrenzungselement
    20;
    Kühlöffnung
    20a,b,c,d
    Kühlöffnungsgruppe
    21
    Kühlöffnung
    21'
    Kühlöffnungsgruppe
    22a,b,c
    Brenner
    23a,b
    Brennerlanze
    24 a, b, c, d
    Saugseite der Leitschaufel
    25a, b, c, d
    Druckseite der Leitschaufel

Claims (9)

  1. Gasturbine (10), bei welcher eine erste Mehrzahl von konzentrisch zur Drehachse in einer regulären Anordnung angeordneten Brennern (22a, b, c) jeweils durch einen zugehörigen Brennkammerauslass (11) Heissgas (12) in eine Turbine einleiten, an deren Eingang eine zweite Mehrzahl von Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) in einem Kranz um die Drehachse herum gleichmässig beabstandet angeordnet sind, und bei welcher über den Umfang verteilt Kühlöffnungen (20; 21) vorgesehen sind, durch welche Kühlluft in den Heissgasstrom am Brennkammerauslass (11) eindüsbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnungen (20; 21) bezogen auf den durch den Heissgasstrom (12) gebildeten Kanal im Bereich eines innenumlaufenden und/oder aussenumlaufenden Spaltes (16) angeordnet sind und in erste Kühlöffnungsgruppen (20a, b, c, d) und zweite Kühlöffnungsgruppen (21') aufgeteilt sind, dass die Anordnung der ersten Kühlöffnungsgruppen (20a, b, c, d) in ihrer Periodizität der Anordnung der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) in ihrer Periodizität entspricht, und dass die Anordnung der zweiten Kühlöffnungsgruppen (21') in ihrer Periodizität der regulären Anordnung der Brenner (22a, b, c) in ihrer Periodizität entspricht.
  2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innenumlaufende und/oder aussenumlaufende Spalt im Bereich oder stromauf der Leitschaufeln befinden.
  3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (22a, b, c) untereinander gleichmässig beabstandet sind.
  4. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Brenner (22a, b, c) ungleich der Anzahl der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) ist, insbesondere kleiner als die Anzahl der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d).
  5. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (22a, b, c) in der zweiten Stufe einer Gasturbine (10) mit zweistufiger bzw. sequentieller Verbrennung angeordnet sind.
  6. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnungen (20) der ersten Kühlöffnungsgruppen (20a, b, c, d) auf die Vorderkanten der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) gerichtet sind, und die Kühlöffnungen (21) der zweiten Kühlöffnungsgruppen (21') quer zum Heissgasstrom (12) ausgerichtet sind.
  7. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Brennkammerauslässen (11) und der ersten Leitschaufelreihe (15; 15a, b, c, d) der Turbine ein umlaufender Spalt (16) vorgesehen ist, der durch am Umfang verteilt angeordnete Spülöffnungen (18) mit Spülluft gespült wird, und dass die Spülöffnungen (18) in Gruppen aufgeteilt sind, deren Anordnung der Anordnung der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) und/oder der regulären Anordnung der Brenner (22a, b, c) entspricht.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine (10), nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Gasturbine eine erste Mehrzahl von konzentrisch zur Drehachse in einer regulären Anordnung angeordneten Brennern (22a, b, c) aufweist, diese Brenner einen zugehörigen Brennkammerauslass (11) aufweisen, über welchen Heissgas (12) zur Beaufschlagung einer Turbine eingedüst wird, wobei an deren Eingang eine zweite Mehrzahl von Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) betrieben werden, die in einem Kranz um die Drehachse herum gleichmässig beabstandet angeordnet sind, und bei welcher über den Umfang verteilt Kühlöffnungen (20; 21) wirken, durch welche Kühlluft in den Heissgasstrom (12) eingedüst wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Leitschaufeln oder stromauf der Leitschaufeln mindestens einen innenumlaufenden Spalt (16) vorhanden ist, dass zur Verhinderung eines Heissgaseinbruchs (13, 14) durch diesen Spalt (16) zum Heissgasstrom (12) hin gerichtete aussen umlaufende Kühlöffnungen (20; 21) wirken, welche in erste Kühlöffnungsgruppen (20a, b, c, d) und zweite Kühlöffnungsgruppen (21') aufgeteilt sind, und dass die Anordnung der ersten Kühlöffnungsgruppen (20a, b, c, d) in ihrer Periodizität der Anordnung der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) in ihrer Periodizität entspricht, und dass die Anordnung der zweiten Kühlöffnungsgruppen (21') in ihrer Periodizität der regulären Anordnung der Brenner (22a, b, c) in ihrer Periodizität entspricht.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Leitschaufeln oder stromauf der Leitschaufeln mindestens einen aussenumlaufenden Spalt vorhanden ist, und zur Verhinderung eines Heissgaseinbruchs durch diesen Spalt zum Heissgasstrom (12) hin gerichtete aussen umlaufende Kühlöffnungen wirken, welche in erste Kühlöffnungsgruppen und zweite Kühlöffnungsgruppen aufgeteilt sind, dass die Anordnung der ersten Kühlöffnungsgruppen in ihrer Periodizität der Anordnung der Leitschaufeln (15; 15a, b, c, d) in ihrer Periodizität entspricht, und dass die Anordnung der zweiten Kühlöffnungsgruppen (21') in ihrer Periodizität der regulären Anordnung der Brenner in ihrer Periodizität entspricht.
EP08868596.1A 2007-12-29 2008-12-17 Gasturbine Not-in-force EP2229507B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH232008 2007-12-29
PCT/EP2008/067739 WO2009083456A2 (de) 2007-12-29 2008-12-17 Gasturbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2229507A2 EP2229507A2 (de) 2010-09-22
EP2229507B1 true EP2229507B1 (de) 2017-02-08

Family

ID=39358154

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