BESCHREIBUNG

EINHAUSUNG FüR DIE SILOBRENNKAMMER EINER GASTURBINE

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Technik von Gasturbinen. Sie betrifft eine Einhausung für eine senkrecht auf einer Gasturbine stehende Silobrennkammer gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Bei Gasturbinen, die anstelle der üblichen, konzentrisch zur Turbinenachse angeordneten Ringbrennkammern eine Silobrennkammer aufweisen, die senkrecht stehend oberhalb der liegenden Gasturbine aufragt (siehe z.B. die US-A- 5,680,753), ist die Silobrennkammer und das damit verbundene Brennstoffverteilungssystem von einer weitgehend geschlossenen Einhausung umgeben, die auf einer Plattform oberhalb der Gasturbine aufgebaut ist.

Eine von der Anmelderin eingesetzte, bekannte Einhausung ist in den Fig. 1-3 in verschiedenen perspektivischen und Seiten-Ansichten wiedergegeben. Die rechteckige Einhausung 10 umgibt die über der Gasturbine 22 stehende Silobrennkammer 23 (in Fig. 3a gestrichelt eingezeichnet). Die Einhausung 10 ist auf einer ersten Plattform 12 aufgebaut, die auf Ständern 11 oberhalb der Gasturbine 22 angeordnet ist. Die erste Plattform 12 ist auf gegenüberliegenden Seiten jeweils durch eine Leiter 15 bzw. 16 erreichbar. Tragende Struktur der Einhausung 10 ist ein gitterförmiger Grundstahlbaurahmen 14 (Fig. 1 , 3), an dem eine Mehrzahl von einzelnen Paneelen 20 angehängt und montiert sind. Innerhalb des Grundstahl-

baurahmens 14 ist oberhalb der ersten Plattform 12 eine zweite Plattform 13 eingezogen, die von der ersten Plattform aus durch eine weitere Leiter erreichbar ist. Am Grundstahlbaurahmen 14 sind weiterhin die für die Anlage notwendigen elektrischen Einrichtungen befestigt sowie eine Ventilation 18, die über einen Abluft- kanal 19 Abluft aus der Einhausung 10 nach aussen drückt.

In der Einhausung 10 sind auf der Ebene der ersten Plattform 12 mehrere Türen 21 vorgesehen. Eine Steuerung 17 ist in einem Schaltkasten ausserhalb der Einhausung 10 untergebracht.

Die bekannte Einhausung 10 ist in ihrer Gesamtheit verschraubt, so dass sie nur mit erheblichem Aufwand montiert und demontiert werden kann. Damit ohne Demontage der Einhausung 10 bei einer Wartung der Silobrennkammer 23 der oben abschliessende Brennkammerdeckel 24 angehoben werden kann (siehe die bei- den Stellungen des Brennkammerdeckels in Fig. 3a), ist die Einhausung 10 vergleichsweise hochbauend.

Die bekannten Brennkammer-Einhausungen für Gasturbinen mit Silobrennkammer können also wie folgt charakterisiert werden: - Stahlbau mit angehängten Paneelen

Paneele sind einzeln am Stahlbau montiert

Elektrisches Equipment am Stahlbau montiert

Hohe Einhausung wegen Brennkammerdeckel-Wartungshub

Durch diese Art der Einhausung ist ein Manövrieren von Großkomponenten in der Gasturbinenhalle stark eingeschränkt. Zudem zwingt das Design der Einhausung den Betreiber der Gasturbine zu einer aufwendigen kompletten Demontage der Einhausung während der Inspektionen oder bei außerplanmässigem öffnen der Gasturbine.

Um eine einfache und schnelle Montage und Demontage einer Silobrennkammer- Einhausung sowie die maximal mögliche Abmessung der Teile, welche mit dem

Kran in der Gasturbinenhalle zu transportieren sind, zu ermöglichen, ist es notwendig, die Ausführung der Silobrennkammer-Einhausung von Grund auf neu zu definieren.

Bei der Neudefinition der Brennkammer-Einhausung sollte dabei möglichst auf folgende Punkte geachtet werden:

Die Einhausung soll so klein wie möglich dimensioniert sein, um eine höchstmögliche Kranverfügbarkeit in der Gasturbinenhalle zu gewährleisten. - Alle Einhausungsteile sind so leicht wie möglich zu konzipieren, um ein schnelles und einfaches Handling sicherstellen zu können. Die Einhausung sollte in möglichst grosse Einzelteile zerlegt werden können, um die Anzahl Kranfahrten während der Montage und Demontage so klein wie möglich zu halten - Die Einhausung soll möglichst ohne Hilfswerkzeuge demontierbar sein.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einhausung für die Silobrennkammer einer Gasturbine zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Einhausungen vermeidet und mit der sich die oben aufgeführten Anforderungen auf einfache Weise erfüllen lassen.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass die Wand- und Deckenpaneele durch eine starre Verbindung untereinander eine freitragende Haube bilden. Durch die selbsttragenden Eigenschaften der Haube kann auf den üblichen Grundstahlbaurahmen weitgehend verzichtet werden, was sowohl die Montage als auch die De- montage der Einhausung vereinfacht und beschleunigt. Insbesondere ist es möglich, die Haube als Ganzes abzuheben, um Zugang zur Brennkammer zu erhalten.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wand- und Deckenpaneele jeweils eine integrierte Stahlkonstruktion aufweisen, wobei die integrierte Stahlkonstruktion einen Rahmen für das jeweilige Paneel umfasst. Die integrierten Stahlkonstruktionen der einzelnen Paneele geben nicht nur den Pa- neelen selbst eine mechanische Stabilität, sondern bilden nach der Verbindung der einzelnen Paneele zur Haube insgesamt eine zusammengesetzte Stahlkonstruktion, die der ganzen Haube die notwendige Stabilität verleiht. Die Wand- und Deckenpaneele sind dabei vorzugsweise jeweils rechteckig ausgebildet.

Besonders einfach und flexibel sind Montage und Demontage, wenn gemäss einer anderen Ausgestaltung die starre Verbindung zwischen den Decken- und/oder Wandpaneelen lösbar ausgebildet ist, zur lösbaren Verbindung zwischen den Decken- und/oder Wandpaneelen Schnellspannverschlüsse vorgesehen sind, und wenn die Schnellspannverschlüsse an den Rahmen der Paneele angeordnet sind. Die Schnellspannverschlüsse umfassen vorzugsweise jeweils einen mittels eines schwenkbar gelagerten Spannhebel betätigbaren Spannhaken am Rahmen des einen Paneels und einen Bolzen am Rahmen des anderen Paneels, welchen Bolzen der Spannhaken beim Spannen der Verbindung hintergreift.

Die Verbindung der Paneele wird weiter verbessert und stabilisiert, wenn zur Verbindung zweier Paneele innerhalb des Rahmens des einen Paneels ein in Längsrichtung verlaufendes U-Profil angeordnet ist, welches ein am Rahmen des anderen Paneels angeordnetes, in Längsrichtung verlaufendes und in der Breite ange- passtes Vierkantprofil aufnimmt.

Zusätzlich können zwischen rechtwinklig miteinander verbundenen Paneelen zur Abstützung sich über Eck erstreckende Verstrebungen angeordnet sein.

Auch können mit Vorteil an den Paneelen bzw. der Haube Mittel zum Anheben der Paneele bzw. der Haube, insbesondere in Form von Schraubösen, vorgesehen sein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung auf einer ersten Plattform aufsitzt, welche auf Ständern oberhalb der Gasturbine angeordnet ist und eine erste öffnung für die Silobrennkammer aufweist, und dass innerhalb der Haube auf der ersten Plattform eine als eigenstän- diges Gestell innerhalb der Einhausung ausgebildete zweite Plattform aufgestellt ist, welche eine zweite öffnung für die Silobrennkammer aufweist. Die zweite Plattform ist dabei vorzugsweise zur schnelleren Montage und Demontage in zwei Teile aufgeteilt. Zusätzlich kann an der zweiten Plattform zur Erhöhung der Sicherheit bei der Montage und Demontage ein Schutzgeländer montiert sein. Die zweite Plattform dient vorzugsweise auch als Träger elektrischer Installationen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Deckenpaneele der Haube ein Dach bilden, und dass in dem Dach wenigstens eine öffnung vorgesehen ist, welche Zugang zum Inneren der Einhausung ge- währt.

Für die Entlüftung der Einhausung kann eine Ventilationseinrichtung vorgesehen sein, die getrennt von der Einhausung angeordnet und mit der Einhausung über einen Abluftkanal verbunden ist. Der Abluftkanal ist dabei vorteilhafterweise zur schnelleren Montage und Demontage mit Schnellverschlüssen ausgestattet.

KURZE ERLäUTERUNG DER FIGUREN

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten (Fig. 1a und

1 b) den Grundstahlbaurahmen der Einhausung einer Silobrenn- kammer nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten (Fig. 2a und

2b) die Einhausung der Silobrennkammer gemäss Fig. 1 mit am Grundstahlbaurahmen montierten Paneelen;

Fig. 3 in zwei unterschiedlichen Seitenansichten (Fig. 3a und 3b) die Einhausung der Silobrennkammer gemäss Fig. 1 , wobei in Fig. 3a die Gasturbine mit Silobrennkammer und der Wartungshub des Brennkammerdeckels angedeutet ist;

Fig. 4 in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten, Fig. 4a) und

Fig. 4b), die vollständige Einhausung der Silobrennkammer gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten (Fig. 5a und 5b) die untere Plattform der Einhausung nach Fig. 4;

Fig. 6 verschiedene perspektivische Ansichten der separat aufgebauten oberen Plattform der Einhausung nach Fig. 4, wobei in Fig. 6c die Teilbarkeit der oberen Plattform angedeutet ist;

Fig. 7 in einem vergrösserten Ausschnitt eine Eckverbindung zweier

Wandpaneele der Einhausung nach Fig. 4 mittels eines Schnellspannverschlusses und einer optionalen Verstrebung;

Fig. 8 in einem vergrösserten Ausschnitt eine Eckverbindung eines

Deckenpaneels und eines Wandpaneels der Einhausung nach Fig. 4 mittels eines Schnellspannverschlusses;

Fig. 9 in einer vereinfachten senkrechten Schnitt-Darstellung die aus den Decken- und Wandpaneelen mittels der Schnellspannverschlüsse gebildete Hülle der Einhausung nach Fig. 4; und

Fig. 10 in einer vereinfachten horizontalen Schnitt-Darstellung die aus den

Wandpaneelen mittels der Schnellspannverschlüsse gebildete Hülle der Einhausung nach Fig. 4.

WEGE ZUR AUSFüHRUNG DER ERFINDUNG

Die gemäss der Erfindung neu definierte Brennkammer-Einhausung kann mit folgenden Worten umschrieben werden:

Panelauslegung

Statt dass die Paneele an einer schweren Stahlkonstruktion zur Bildung einer Wand angehängt werden, ist bei der Neukonstruktion die leichtere Stahlkonstruk- tion in den einzelnen Paneelen integriert. Somit bilden die einzelnen zusammengebauten Paneele stabile Seitenwände und das Dach. Die Wandteile und das Dach werden mit Schnellspannverschlüssen aufgebaut und untereinander verbunden.

Interne Plattform

Um die Silobrennkammer optimal warten zu können, wird innerhalb der Brennkammer-Einhausung eine (zweite) Plattform aufgebaut. Diese Plattform ist bei der aus dem Stand der Technik bekannten Brennkammer-Einhausung kräftemässig mit dem Stahlbau verbunden. Da dieser Stahlbau nun wegfällt, wird die Plattform als eigenständiges Gestell innerhalb der Brennkammer-Einhausung aufgestellt. Damit eine schnelle Demontage und Montage gewährleistet ist, ist die Plattform zweigeteilt.

Die Plattform dient zudem als Träger sämtlicher elektrischer Installationen, die bislang direkt an der Brennkammer-Einhausung montiert wurden. Um die Arbeitssicherheit während der Demontage und Montage zu gewährleisten, ist an der

Plattform ein Schutzgeländer montiert, sodass bei demontierten Seitenwände niemand herunterstürzen kann.

Dach

Das Dach der Einhausung hat zwei Zugangsöffnungen. Eine kleinere öffnung oberhalb der FDS-Leiter (FDS = Fuel Distribution System (Brennstoffverteilungssystem)) ermöglicht den Zutritt zu einer Anhängevorrichtung. Eine grossere öffnung gewährt den Zutritt zum FDS, sodass während des Betriebes das FDS inspi- ziert werden kann, ohne dass man den Oberteil der Brennkammer-Einhausung demontieren muss.

Ventilationssystem

Da die erfindungsgemässe Brennkammer-Einhausung keinen Grundstahlbaurahmen mehr hat, kann die Ventilation nicht mehr seitlich an der Brennkammer-Einhausung montiert werden. Um eine hohe Wartungsfreundlichkeit gewährleisten zu können, werden die Ventilatoren neu am Boden oder beim Austritt des Abluftkanals aufgestellt. Der Abluftkanal wird ebenfalls mit Schnellverschlüssen ausge- stattet, so dass für dessen Demontage und Montage kein Werkzeug gebraucht werden muss und somit ein schnelles Arbeiten gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer Einhausung nach der Erfindung ist in den Fig. 4 bis 10 wiedergegeben.

Die Einhausung 30 der Fig. 4 ist in an sich bekannter Weise auf einer unteren ersten Plattform 27 (Fig. 5) aufgebaut, die auf Ständern 11 steht und eine öffnung 33 für die Silobrennkammer aufweist. Auf der ersten Plattform 27 ist eine eigenständige zweite Plattform 28 (Fig. 6) aufgestellt, die auf Ständern 29 steht und ebenfalls eine öffnung 34 für die Silobrennkammer aufweist. Die zweite Plattform 28 ist von einem Schutzgeländer 31 umgeben. Wie in Fig. 6c zu erkennen ist, be-

steht die Plattform 28 aus zwei Teilen 28a und 28b. Zum Erreichen der ersten und zweiten Plattform 27 bzw. 28 ist eine Leiter 15 bzw. 32 vorgesehen.

Aufbauend auf den beiden Plattformen 27 und 28 wird die Einhausung 30 durch eine Mehrzahl von eigenstabilen Wandpaneelen 25 und Deckenpaneelen 26 vervollständigt, die untereinander durch Schnellspannverschlüsse (35 in Fig. 7-10) lösbar verbunden sind und eine selbsttragende Haube bilden (Fig. 9). Wie in Fig. 7 und 8 besonders deutlich zu sehen ist, weisen die Wandpaneele 25 bzw. 25a, b und Deckenpaneele 26 jeweils eine rahmenartige integrierte Stahlkonstruktion 37, 38 auf, die aus einem quadratischen Vierkantprofil und/oder einem U-Profil 42 besteht. Am quadratischen Vierkantprofil ist ein weiteres Vierkantprofil 43 angeordnet, dass mit dem U-Profil 42 des benachbarten Paneels zusammenwirkt und in der Breite auf dieses abgestimmt ist. Die Schnellspannverschlüsse 35 haben jeweils einen Spannhaken 41 , der mittels eines schwenkbaren Spannhebels 40 be- tätigt wird und hinter einen Bolzen 39 am benachbarten Paneel greift. Der Bolzen

39 ist auf der Aussenseite des U-Profils 42 eines Paneels befestigt, Spannhebel

40 und Spannhaken 41 sind am quadratischen Vierkantprofil des anderen Paneels befestigt, welches mit dem weiteren Vierkantprofil 43 in das U-Profil 42 eintaucht.

An den Paneelen 25 und 26 sind auf der Oberseite Schaubösen 44 eingeschraubt (Fig. 8, Fig. 9), mittels derer die Paneele bzw. die gesamte Haube mit dem Kran angehoben werden kann. Das Dach der Einhausung 30 hat gemäss Fig. 4 zwei öffnungen 45 und 46, die den Zugang von oben zum Inneren der Einhausung 30 ermöglichen, wobei die grossere öffnung 45 den Zutritt zum Brennstoffvertei- lungssystem FDS ermöglicht, während die kleiner öffnung 46 den Zutritt zu einer Anhängevorrichtung gewährt.

Eine Ventilationseinrichtung 47 ist separat von der Einhausung 30 platziert und mit der Einhausung über einen Abluftkanal 19 verbunden, der mittels Schnellver- Schlüssen montiert und demontiert werden kann.

Insgesamt ergeben sich zwischen der herkömmlichen Lösung und der neuen Lösung die folgenden Unterschiede:

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Einhausung (Stand d. Technik)

11 Ständer

12,13 Plattform

14 Grundstahlbaurahmen (gitterförmig)

15,16 Leiter

17 Steuerung

18 Ventilation

19 Abluftkanal

20 Paneel

21 Tür

22 Gasturbine

23 Silobrennkammer

24 Brennkammerdeckel

25,25a,b Wandpaneel

26 Deckenpaneel

27,28 Plattform

28a,b Teil (Plattform)

29 Ständer

30 Einhausung (neu)

31 Schutzgeländer

32 Leiter

33,34 öffnung (Plattform)

35 Schnellspannverschluss

36 Verstrebung

37,38 Stahlkonstruktion (Paneel)

39 Bolzen

40 Spannhebel

41 Spannhaken

42 U-Profil

43 Vierkantprofil

44 Schrauböse

45,46 öffnung (Dach)

47 Ventilationseinrichtung