[发明专利]用于热气通过的部件、尤其用于燃汽轮机结构部件的热防护装置

说明书

本发明涉及一种用于热气通过的结构部件中的、尤其是用于燃汽轮机或燃烧室金属结构部件中的的热防护装置。该热防护装置由许多表面被覆盖的、彼此相邻地设置在支承结构上并与其固定连接的热防护构件组成。

由于热气室处于高温，从而存在保护暴露在热气中的支承结构的必要。为此，例如可以用热防护构件将热气室覆盖，并对朝向热气的热防护构件表面进行冷却。

在德国实用新型说明书DE-U-297 14 742.0中描述了一种用于热气通过的部件的、带有冷却液体再循环和热防护装置的热防护结构。该热防护结构由具有外罩和小空心嵌件的空心装置构成。在嵌件与外罩之间为可供冷却液流过的中间腔室。嵌件在底面具有冷却液通流孔。闭路的冷却液导流这样实现，即冷却液通过支承结构中的通道流进嵌件，从那里通过通流孔流进外罩——在此通过折流冷却(冲击式冷却Prallkuehlung)和对流冷却实现冷却——，再从外罩通过支承结构中独立的排出通道流回。在此通过折流冷却和对流冷却实现冷却。热防护构件的多层结构保证闭路的冷却液导流。然而这种多层结构是非常昂贵的。

在德国专利说明书DE 197 51 299 C2中提出一种燃烧室以及一种对燃烧室进行蒸汽冷却的方法。其中燃烧室的支承结构由内壁、隔层和外壁组成。冷却液、尤其是冷却蒸汽通过入口流进外冷却室，从那里出来通过隔层上的开孔流进内冷却室，再从内冷却室流向出口。内室朝向热气的壁板为待冷却的内壁，内壁的冷却通过从外室经隔层开孔进入内室的冷却液转移时的折流冷却和朝着出口方向流动的液体的对流冷却而实现。在此通过外壁的多层结构建立冷却液循环。这种多层燃烧室壳体结构是昂贵的。此外使用蒸汽作为冷却液要求冷却蒸汽必须在涡轮机启动时就已经产生并回馈到循环中去。

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现设备经济运行的热防护装置。经济运行根据需要可以首先要求较少的冷却剂损耗、低噪声、高效率或简便且利于装配的结构。

按照本发明，在本说明书开始部分所提取到的热防护装置中，热防护构件是一个单层空心体，该空心体具有冷却空气输送通道和至少一个将冷空气排送到位于各热防护构件之间的空腔的开孔。这种单层结构在设计上比已知的多层热防护构件结构简单得多。

闭路的冷却液导流在这种装置上这样实现，冷空气通过支承结构中的冷空气输送通道流进空心体内部，在这里例如借助一个折流冷却板对朝向热气的空心体表面进行冷却。在冷空气排送到热防护构件之间的空腔之后，在那里集聚的的空气可以被用来燃烧。

冷空气消耗的进一步减少可以这样实现，即热防护构件之间具有伸缩缝，在伸缩缝中设置密封件，优选波纹板。从空心体通过至少一个开孔排出的冷空气，除了冷却空心体侧棱边本身和冷却相邻热防护构件以外还可靠地冷却密封件。

将该装置的热防护构件在形成预应力的条件下与支承结构固定连接是合适的。这种固定连接，尤其在运行中经常产生热-冷过渡过程以及随此发生的该装置有关部件的膨胀和压缩过程的情况，保证了热防护构件定位而不会转动。

该密封件优选置于热防护构件的槽中，其中在槽横向留有间隙。由此能够在解除热防护构件与支承结构之间的固定连接之后可以使相邻热防护构件彼此沿密封件方向、即槽横向移动。这样就可以将热防护构件从热气一侧拆出来：通过解除热防护构件与支承结构的固定连接以及其相邻热防护构件与支承结构的固定连接，在充分利用所述间隙的情况下使相邻热防护构件相对于待取出的热防护构件移动一段距离，从而将要拆卸的热防护构件取出。

下面结合附图对热防护装置的一种实施方式进行说明。

图1为一种带有支承结构的热防护构件(包括热防护构件与支承结构的固定连接)沿其中间部位的纵剖图。

图2为两个相邻热防护构件在其热防护构件之间密封件部位的纵剖图。

图3为从热气侧看过去、多个相邻设置的热防护构件的俯视图。