ELEMENTO DE CÁSCARA DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN Y CÁMARA DE COMBUSTIÓN.

Elemento de cáscara de cámara de combustión y cámara de combustión La presente invención se refiere a un elemento de cáscara de cámara de combustión para la formación de una cámara de combustión junto con al menos otro elemento de cámara de combustión. Además, la invención se refiere a una cámara de combustión formada a partir de elementos de cáscara de cámara de combustión para la formación de una cáscara de cámara de combustión de una cámara de combustión anular. Se conoce a partir del documento EP 1 429 077 A1 un elemento de cáscara de cámara de combustión de este tipo. Las cámaras de combustión, por ejemplo cámaras de combustión para instalaciones de turbinas de gas, comprenden, en general, una cáscara de cámara de combustión con un escudo térmico colocado delante de la cáscara de cámara de combustión hacia el interior de la cámara de combustión. Con frecuencia, entre la cáscara de cámara de combustión y los escudos térmicos están dispuestos canales de circulación, a través de los cuales circula un fluido de refrigeración para la refrigeración de la cáscara de cámara de combustión y de los elementos de escudo térmico, que es conducido previamente por delante del lado exterior de la cáscara de cámara de combustión. En este caso, el objetivo es la consecución de una distribución homogénea de la temperatura en la cáscara de cámara de combustión, para evitar tensiones mecánicas en virtud de inhomogeneidades de la temperatura. La prevención de tensiones mecánicas funciona muy bien en estados estacionarios de las turbinas de gas, en los que no se modifican todos los parámetros esenciales de funcionamiento. En el caso de estados transitorios, es decir, estados en los que se modifica un parámetro esencial o incluso se modifican varios parámetros esenciales del proceso de las turbinas de gas, no se pueden evitar totalmente gradientes de temperatura, es decir, diferentes temperaturas en zonas diferentes de la cáscara de cámara de combustión, lo que conduce a una elevación de las tensiones mecánicas en la cáscara de cámara de combustión durante los estados transitorios. Como resultado, esto acorta la duración de vida útil de la cáscara de cámara de combustión y los intervalos de mantenimiento. Por lo tanto, el cometido de la presente invención es proporcionar un elemento de cáscara de cámara de combustión para la formación de una cáscara de cámara de combustión, en el que se reduce la tendencia a la formación de tensiones mecánicas durante estados transitorios. Además, un cometido de la presente invención es proporcionar una cámara de combustión, en la que se reducen las tensiones durante los estados transitorios de la instalación de turbinas de gas. El primer cometido se soluciona por medio de un elemento de cáscara de cámara de combustión de acuerdo con la reivindicación 1 y el segundo cometido se soluciona por medio de una cámara de combustión de acuerdo con la reivindicación 8. Las reivindicaciones dependientes contienen desarrollos ventajosos de la invención. Un elemento de cáscara de cámara de combustión de acuerdo con la invención para la formación de una cámara de combustión junto con al menos otros elementos de cáscara de cámara de combustión presenta al menos una zona de unión con escotaduras de alojamiento para el alojamiento de elementos de unión, que están previstas para el establecimiento de la unión con otro elemento de cáscara de cámara de combustión. Además de las escotaduras de alojamiento, la zona de unión presenta otras escotaduras, que no están previstas para el alojamiento de elementos de unión. Por medio de las otras escotaduras se puede influir, de acuerdo con la configuración, tanto sobre el gradiente de temperatura en la zona de unión como también sobre la rigidez de la zona de unión. Ambas variables tienen una influencia inmediata sobre las tensiones mecánicas que se producen en estados transitorios de la instalación de turbina de gas en la zona de unión y en las zonas de la cáscara de cámara de combustión que están adyacentes a la zona de unión. Cuando las otras escotaduras están configuradas, por ejemplo, como ranuras, se puede elevar la elasticidad de la zona de unión, lo que contrarresta las tensiones mecánicas. Las escotaduras adicionales configuradas como taladros pueden incrementar la superficie de la zona de unión y de esta manera proporcionar un calentamiento o bien una refrigeración uniformes de la zona de unión en estados transitorios de las turbinas de gas. En particular cuando las escotaduras de alojamiento están configuradas como taladros pasantes, los taladros adicionales pueden presentar las mismas medidas de abertura que los taladros pasantes. Los taladros pasantes y los taladros adicionales se pueden fabricar entonces con la misma herramienta. Especialmente cuando ambas medidas mencionadas, es decir, tanto las ranuras como también los taladros se emplean como otras escotaduras, se puede conseguir una duración de vida útil elevada de la cáscara de cámara de combustión en virtud de las tensiones reducidas y de un calentamiento uniforme en la zona de unión. En una configuración ventajosa, el elemento de cáscara de cámara de combustión puede presentar al menos una pestaña como zona de unión, de manera que las escotaduras de alojamiento así como las otras escotaduras están 2   dispuestas en la pestaña. En una variante de realización especial, el elemento de cáscara de cámara de combustión está configurado como semicáscara y presenta una estructura, que posibilita, en colaboración con un segundo elemento de cáscara de cámara de combustión, configurado de la misma manera como semicáscara, construir la cáscara exterior de una cámara de combustión. El elemento de cáscara de cámara de combustión de acuerdo con la invención puede estar configurado en particular como elemento de cámara de combustión para la formación de la cáscara exterior de la cámara de combustión de una cámara de combustión anular de una instalación de turbinas de gas. Además, de acuerdo con la invención, se proporciona una cámara de combustión, en particular una cámara de combustión para una instalación de turbinas de gas, que presenta una cáscara exterior constituida a partir de al menos dos elementos de cáscara de cámara de combustión de acuerdo con la invención. La cámara de combustión puede estar configurada especialmente como cámara de combustión anular. Otras características, propiedades y ventajas de la presente invención se deducen a partir de la descripción siguiente de un ejemplo de realización con referencia a las figuras adjuntas. La figura 1 muestra a modo de ejemplo una turbina de gas en una sección parcial longitudinal. La figura 2 muestra una cámara de combustión de una turbina de gas. La figura 3 muestra un elemento de cáscara de cámara de combustión de acuerdo con la invención. La figura 1 muestra a modo de ejemplo una turbina de gas 100 en una sección parcial longitudinal. La turbina de gas 100 presenta en el interior un rotor 103 giratorio alrededor de un eje de rotación 102, que se designa también como rotor de turbina. A lo largo del rotor 103 se suceden consecutivamente una carcasa de aspiración 104, un compresor 105, una cámara de combustión 110, por ejemplo, de tipo toroidal, en particular una cámara de combustión anular 106, con una pluralidad de quemadores 107 dispuestos coaxialmente, una turbina 108 y la carcasa de salida de gas 109. La cámara de combustión anular 108 se comunica con un canal de gas caliente 111, por ejemplo, de forma anular. Allí, por ejemplo, cuatro fases de turbina 112 dispuestas unas detrás de las otras forman la turbina 108. Cada fase de turbina 112 está formada, por ejemplo, por dos anillos de palas. Visto en la dirección de la circulación de un medio de trabajo 113, en el canal de gas caliente 111 de una serie de palas de guía 115 sigue una serie 125 formada por palas de rodadura 120. Las palas de guía 130 están fijadas en este caso en una carcasa interior 138 de un estator 143, en cambio las palas de rodadura 120 de una serie 125 están colocadas, por ejemplo, por medio de un disco de turbina 133 en el rotor 103. En el rotor 103 está acoplado un generador o una máquina de trabajo (no representada). Durante el funcionamiento de la turbina de gas 100 se aspira y se comprime aire 135 por el compresor 105 a través de la carcasa de aspiración 104. El aire comprimido preparado en el extremo del lado de la turbina del compresor 105 es conducido a los quemadores 107 y es mezclado allí con un medio de combustión. La mezcla se quema entonces bajo la formación del medio de trabajo 113 en la cámara de combustión 110. Desde allí el medio de trabajo 113 circula a lo largo del canal de gas caliente 111 por delante de las palas de guía 130 y de las palas... [Seguir leyendo]

1.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) para la formación de una cámara de combustión (110) de forma anular en la sección transversal junto con al menos otro elemento de cáscara de cámara de combustión (1), en el que cada elemento de cáscara de cámara de combustión (1) presenta al menos una zona de unión (3) del lado marginal con escotaduras de alojamiento (5, 5) para el alojamiento de elementos de unión, que están previstos para el establecimiento de la unión con uno de los otros elementos de cáscara de cámara de combustión, caracterizado porque la zona de unión (3) del elemento de cáscara de cámara de combustión (1) presenta, adicionalmente a las escotaduras de alojamiento (5, 5) para la elevación de la elasticidad, otras escotaduras (10, 13, 15) previstas para el alojamiento de elementos de unión. 2.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como zona de unión está configurada al menos una pestaña (3) y las escotaduras de alojamiento (5, 5) así como las otras escotaduras (10, 13, 15) están dispuestas en la pestaña (3). 3.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las otras escotaduras están configuradas como ranuras (10, 15) en la zona de unión (3). 4.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque las otras escotaduras están configuradas como taladros (13) en la zona de unión (3). 5.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las escotaduras de alojamiento están configuradas como taladros pasantes (5, 5) y los taladros (13) presentan las mismas medidas de abertura que los taladros pasantes (5, 5). 6.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por su configuración como semicáscara para la formación de una cáscara exterior de la cámara de combustión junto con un segundo elemento de cáscara de cámara de combustión (1) configurado como semicáscara. 7.- Elemento de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por su configuración como elemento de cáscara de cámara de combustión (1) para la formación de la cáscara exterior de la cámara de combustión de una cámara de combustión anular (110). 8.- Cámara de combustión (110), en particular para una instalación de turbina de gas, caracterizada porque presenta una cáscara exterior, que está formada por al menos dos elementos de cáscara de cámara de combustión (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7. 9.- Cámara de combustión (110) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada por su configuración como cámara de combustión anular de una instalación de turbinas de gas. 6   7   8   9