DE102009038848A1 - Brenner, insbesondere für Gasturbinen - Google Patents
Brenner, insbesondere für Gasturbinen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009038848A1 DE102009038848A1 DE200910038848 DE102009038848A DE102009038848A1 DE 102009038848 A1 DE102009038848 A1 DE 102009038848A1 DE 200910038848 DE200910038848 DE 200910038848 DE 102009038848 A DE102009038848 A DE 102009038848A DE 102009038848 A1 DE102009038848 A1 DE 102009038848A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- supply
- burner
- ring attachment
- nozzles
- 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.)
- Ceased
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 123
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
- F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
-
- 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
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
-
- 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
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/36—Supply of different fuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Brenner mit einer zentralen Brennstoffzufuhranordnung (27), einem die zentrale Brennstoffzufuhranordnung (27) umgebenden Ringluftkanal (17) zur Zufuhr von Verbrennungsluft und in dem Ringluftkanal (17) angeordneten Drallschaufeln (19), welche erste Brennstoffdüsen (21) zum Eindüsen eines im Wesentlichen gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft und zweite Brennstoffdüsen (23) zum Eindüsen eines im Wesentlichen gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft aufweisen, wobei die ersten Brennstoffdüsen (21) von einer Brennstoffverteilerzufuhr in der Brennstoffzufuhranordnung (27) gespeist werden und die zweiten Brennstoffdüsen (23) von einem Brennstoffverteilerkanal (31) in der Brennstoffzufuhranordnung (27) gespeist werden, wobei die Brennstoffverteilerzufuhr ein Zufuhrrohr (55) umfasst, welches stromabwärts mit der Drallschaufel (19) verbunden ist sowie einen Ringaufsatz (60), wobei das Zufuhrrohr (55) stromaufwärts mit dem Ringaufsatz (60) verbunden ist, wobei der Ringaufsatz (60) in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal (31) vorgeschaltet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Gasturbine mit einem solchen Brenner.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner und insbesondere einen Gasturbinenbrenner mit einer zentralen Brennstoffzufuhranordnung. Daneben betrifft die Erfindung eine Gasturbine.
- Im Hinblick auf die weltweiten Bemühungen zur Senkung des Schadstoffausstoßes von Befeuerungsanlagen, insbesondere bei Gasturbinen, wurden in den letzten Jahren Brenner entwickelt, die besonders geringe Ausstöße an Stickoxiden (NOx) aufweisen. Dabei wird vielfach Wert darauf gelegt, dass solche Brenner jeweils nicht nur mit einem Brennstoff, sondern möglichst mit verschiedenen Brennstoffen, beispielsweise Öl und Erdgas wahlweise oder in Kombination betreibbar sind, um die Versorgungssicherheit und Flexibilität des Betriebs zu erhöhen. Solche Brenner sind beispielsweise in der
EP 0 276 696 B1 beschrieben. - Der in
EP 0 276 696 B1 beschriebene Brenner ist ein Hybridbrenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, wie er insbesondere für Gasturbinenanlagen angewendet wird. Der Brenner umfasst eine zentrale Brennstoffzufuhranordnung, in die auch ein Pilotbrennersystem integriert ist, welches mit Gas und/oder Öl als ein sogenannter Diffusionsbrenner oder als gesonderter Vormischbrenner betreibbar ist. Zusätzlich ist die Möglichkeit zur Einspeisung von Inertstoffen vorgesehen. Die zentrale Brennstoffzufuhranordnung ist von einem Hauptbrennersystem umgeben, welches ein Luftzufuhr-Ringkanalsystem mit einer darin befindlichen Drallbeschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln und stromauf von den Schaufeln angeordneten Düsenrohren für den Vormischbetrieb mit Gas aufweist. Zusätzlich sind in der Brennstoffzufuhranordnung Einlassdüsen für Öl im Bereich der Drallbeschaufelung vorhanden, die eine Vormischung des Hauptluftstroms mit Öl ermöglichen. - Statt wie in
EP 0 276 696 B1 mittels stromauf von den Drallschaufeln gelegener Düsenrohre kann das Brenngas auch durch in den Drallschaufeln selbst angeordnete Düsenöffnungen in den Luftkanal eingedüst werden, wie dies beispielsweise inEP 0 580 683 B1 beschrieben ist. - Um die Kontrolle der Emissionen und der Verbrennungsstabilität zukünftig noch zu erhöhen, soll zusätzlich zu einer Brennstoffeindüsung durch die Schaufel wie in
EP 0 580 683 B1 eine weitere Brennstoffeindüsung durch die Schaufel genutzt werden. Diese zusätzliche Brennstoffeindüsung soll separat von der Hauptgasstufe regelbar sein, d. h. es muss zusätzlich zu den bisher bestehenden Gas- und Ölkanälen ein zusätzlicher, zweiter Gaskanal in die zentrale Brennstoffzuführeinrichtung des Brenners eingebracht werden. Eine Schwierigkeit besteht nun darin, dass der zusätzliche Gaskanal die notwendigen Festigkeitskriterien erfüllt, und gleichzeitig eine lange Lebensdauer aufweist. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Brenner, insbesondere einen Gasturbinenbrenner, zur Verfügung zu stellen mit zwei Brennstoffpassagen, welcher eine lange Lebensdauer aufweist. Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Gasturbine zur Verfügung zu stellen.
- Die erste Aufgabe wird durch die Angabe eines Brenners nach Anspruch 1 oder 2 gelöst, die zweite Aufgabe durch eine Gasturbine nach Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
- Dabei weist ein Brenner eine zentrale Brennstoffzufuhranordnung und einen die zentrale Brennstoffzufuhranordnung umgebenden Ringluftkanal zur Zufuhr von Verbrennungsluft auf. In dem Ringluftkanal sind Drallschaufeln angeordnet, welche erste Brennstoffdüsen zum Eindüsen eines im Wesentlichen gasförmigen Brennstoffs in die Verbrennungsluft und zweite Brennstoffdüsen zum Eindüsen eines im wesentlichen gasförmigen Brennstoffs in die Verbrennungsluft aufweisen. Dabei werden die ersten Brennstoffdüsen von einer Brennstoffverteilerzufuhr in der Brennstoffzufuhranordnung gespeist und die zweiten Brennstoffdüsen von einem Brennstoffverteilerkanal in der Brennstoffzufuhranordnung. Im Betrieb weist der Brenner eine Brennstoff Strömungsrichtung auf.
- Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass für diese doppelte Schaufeleindüsung deshalb eine Realisierung schwierig ist, da keine ausreichende Lebensdauer für den Gasverteiler, dass heißt die Brennstoffzufuhranordnung vorhanden ist und somit kein sicherer Einsatz gewährleistet werden kann. Weiterhin wurde erkannt, dass hohe Temperaturgradienten zwischen den einzelnen Brennstoffpassagen zu hohen Thermospannungen führen, welche die Lebensdauer stark einschränken.
- Erfindungsgemäß umfasst nun die Brennstoffverteilerzufuhr ein Zufuhrrohr, welches stromabwärts mit der Drallschaufel verbunden ist, sowie einen Ringaufsatz, wobei das Zufuhrrohr stromaufwärts mit dem Ringaufsatz verbunden ist und wobei der Ringaufsatz in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal vorgeschaltet ist. Dies bewirkt eine räumliche Trennung der beiden Brennstoffpassagen, dass heißt, das Zufuhrrohr mit dem Ringaufsatz und der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal sind räumlich getrennt. Somit ist der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal quasi parallel zu dem Zufuhrrohr. Der Ringaufsatz wirkt dahingehend, dass er die hohen Spannungen aus dem Bauteil, dass heißt, der Brennstoffzufuhranordnung herauszieht und gleichmäßig über dem Bauteil verteilt. Dadurch ergibt sich eine Entschärfung des Bauraums durch niedrigere Spannungen. Somit wird die Lebensdauer der Brennstoffzufuhranordnung wesentlich verlängert. Durch den Ringaufsatz wird das ursprüngliche Aero-Design nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Auch können bereits gefertigte Maschinen leicht mit einem solchen Ringaufsatz und einem solchen Zufuhrrohr aufgrund der nun leichteren Fertigung und des nun leichteren Einbaus versehen werden.
- Bevorzugt umfasst der Ringaufsatz einen separaten Rohranschluss. Dieser versorgt das Zufuhrrohr mit Brennstoff.
- In bevorzugter Ausgestaltung sind mehrere Drallschaufeln vorgesehen, wobei jede einzelne dieser Drallschaufeln ein separates Zufuhrrohr aufweist, wobei jedes der separaten Zufuhrrohre mit dem einen Ringaufsatz verbunden ist.
- Bevorzugt wird die ersten Brennstoffeindüsung von einem ersten Verteilerrohr gespeist und die zweiten Brennstoffeindüsung von einem zweiten Verteilerrohr gespeist, wobei das Verteilerrohr in der Drallschaufel integriert ist und wobei die Drallschaufel zwischen dem ersten und zweiten Verteilerrohr geteilt in zwei Schaufelhälften ausgeführt ist. Somit sind die Verteilerrohre und die jeweiligen Düsen getrennt mit Brennstoff versorgbar. Dadurch ist eine geregelte Steuerung des Brennstoffflusses möglich.
- Bevorzugt weisen beide Schaufelhälften stromabwärts einen Passzapfen und stromaufwärts einen Schiebesitz auf. Durch die Passzapfen und den Schiebesitz sind die beiden Schaufelhälften nun thermisch separat dehnbar, wodurch ebenfalls Spannungen reduziert werden.
- In bevorzugter Ausgestaltung sind der Brennstoffverteilerkanal und das Zufuhrrohr durch einen Steg getrennt, wobei der Steg flexibel ausgeführt ist. Dadurch sind auftretende Spannungen im Steg und in der Brennstoffzufuhranordnung reduzierbar. Der Steg kann dabei aus einem elastischen Werkstoff gefertigt sein und/oder aber auch durch eine entsprechende geometrische Gestaltung elastisch wirken und somit Spannungen kompensieren. Dies kann z. B. durch einen gekrümmten oder gewellten Steg bewirkt werden.
- Bevorzugt ist ein solcher Brenner in einer Gasturbine vorgesehen.
- Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
- Darin zeigen
-
1 einen Brenner in einer stark schematisierten Prinzipskizze, -
2 eine Prinzipdarstellung einer Drallschaufel mit zwei integrierten Gasstufen, -
3 eine Prinzipdarstellung einer Brennkammer-Nabe mit zwei integrierten Gasstufen und einem Ölkanal, -
4 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Brennkammer-Nabe mit Ringaufsatz und Drallschaufel, -
5 eine Draufsicht auf einen Ringaufsatz mit Drallschaufeln. - Nachfolgend wird mit Bezug auf
1 , die einen Brenner in einer stark schematisierten Prinzipskizze zeigt, das dem Brenner zugrunde liegende Konzept beschrieben. - Der Brenner, der ggf. in Verbindung mit mehreren gleichartigen Brennern beispielsweise in der Brennkammer einer Gasturbinenanlage eingesetzt werden kann, umfasst ein inneres Pilotbrennersystem und ein das Pilotbrennersystem konzentrisch umgebendes Hauptbrennersystem. Sowohl Pilotbrennersystem als auch Hauptbrennersystem können wahlweise mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen, wie bspw. Erdgas oder Heizöl, betrieben werden.
- Das Pilotbrennersystem umfasst einen inneren Ölzufuhrkanal
1 , der von einem inneren ringförmigen Gaszufuhrkanal3 konzentrisch umgeben sein kann. Dieser kann wiederum von einem inneren Luftzufuhrkanal oder Inertstoffzufuhrkanal5 konzentrisch umgeben sein. In oder an diesem Luftzufuhrkanal kann zudem ein geeignetes Zündsystem angeordnet sein (in der Figur nicht dargestellt). Das Pilotbrennersystem weist eine einer Brennkammer7 zuzuwendende Austrittsöffnung9 auf, in deren Bereich eine Drallbeschaufelung11 im Luftzufuhrkanal angeordnet sein kann. Mittels Düsenöffnungen13 kann Gas aus dem inneren Gaszufuhrkanal3 im Bereich der Drallbeschaufelung oder stromauf der Drallbeschaufelung in den Luftzufuhrkanal5 eingedüst werden. Öl aus dem Ölzufuhrkanal kann mittels Öldüsen15 stromab der Drallbeschaufelung in die zugeführte Luft bzw. den zugeführten Inertstoff eingedüst werden. - Das Pilotbrennersystem kann in an sich bekannter Weise mit Öl und/oder Gas als Diffusionsbrenner betrieben werden, in dem der Brennstoff direkt in die Flamme eingedüst wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Pilotbrennersystem als Vormischbrenner zu betreiben, in dem der Brennstoff gründlich mit Luft vermischt wird, bevor das Gemisch der Flamme zugeführt wird.
- Das das Pilotbrennersystem umgebende Hauptbrennersystem umfasst einen radialen äußeren Luftzufuhrkanal
17 , auch Ringluftkanal genannt, durch den sich Drallschaufeln19 einer Drallbeschaufelung erstrecken. Diese Drallschaufeln19 weisen erste Brennstoffdüsen21 und zweite Brennstoffdüsen23 auf, durch die Brenngas in die durch den radialen Luftzufuhrkanal17 einströmende Luft eingedüst werden kann. In die durch den Luftzufuhrkanal17 strömende Luft kann mittels Öldüsen25 zudem Öl eingedüst werden. Zwar ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von Öl und Öldüsen die Rede, jedoch soll dies lediglich stellvertretend für geeignete flüssige Brennstoffe und entsprechende Düsen stehen. - Die in den Drallschaufeln
19 befindlichen ersten Brennstoffdüsen21 und zweiten Brennstoffdüsen23 sowie die Öldüsen25 werden über eine radial innen liegende Brennstoffzufuhranordnung, die sogenannte Nabe27 , mit Brennstoff versorgt. Die Drallschaufel19 und die Nabe27 weisen eine Brennstoff Strömungsrichtung auf. In dieser sind erste und zweite ringförmige Brennstoffverteilerkanäle29 und31 angeordnet, die die Brennstoffdüsen21 bzw.23 mit Gas versorgen. Weiterhin ist in der Nabe27 ein ringförmiger Ölverteilerkanal33 angeordnet, der die Öldüsen25 mit Öl versorgt. Die Brennstoffverteilerkanäle29 ,31 sowie der Ölverteilerkanal33 werden über Brennstoffzufuhrkanäle35 ,37 bzw. über einen Ölzufuhrkanal39 mit dem entsprechenden Brennstoff versorgt. Die Brennstoffzufuhrkanäle35 ,37 versorgen die Brennstoffverteilerkanäle29 ,31 mit Brennstoff. Für den Ölzufuhrkanal39 liegt ein eigenes Ölzufuhrrohr43 vor. -
2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Drallschaufel19 mit zwei integrierten Gasstufen B und D. - Die Drallschaufel
19 weist zwei voneinander unabhängige Brennstoffverteilerkanäle29 und31 auf. Der eine Brennstoffverteilerkanal29 mit den Auslassdüsen21 kann beispielsweise zum Eindüsen eines anderen Mediums D als der zweite Brennstoffverteilerkanäle31 über die Auslassdüsen23 (Medium B) verwendet werden. Vorzugsweise werden beide durch die Brennstoffverteilerkanäle29 und31 der Drallschaufel19 einzudüsenden Medien gasförmig sein, z. B. das Eine Erdgas und das Andere Kohlegas. Ebenso kann über diese Auslassdüsen21 und/oder23 bei Bedarf ein Inertstoff wie etwa Wasserdampf eingedüst werden. -
3 zeigt eine Brennstoff-Nabe27 mit den Brennstoffverteilerkanal29 und31 mit Öffnungen, welche den Brennstoff in die Schaufel19 führt. Die beiden Brennstoffverteilerkanale29 und31 sind im Wesentlichen parallel angeordnet und durch einen Steg50 getrennt. - Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass für diese doppelte Schaufeleindüsung deshalb eine Realisierung schwierig ist, da keine ausreichende Lebensdauer für den Gasverteiler, dass heißt, der Nabe
27 vorhanden ist und somit kein sicherer Einsatz gewährleistet werden kann. Weiterhin wurde erkannt, dass hohe Temperaturgradienten zwischen den einzelnen Brennstoffpassagen zu hohen Thermospannungen führen, welche die Lebensdauer stark einschränken. - Erfindungsgemäß wird nun zumindest eine der Brennstoffverteilerkanäle
29 (bzw. alternativ31 ) als Zufuhrrohr55 ausgebildet (4 ). Das Zufuhrrohr55 mündet stromabwärts in ein Verteilerrohr65 (bzw. alternativ70 ). Stromaufwärts ist das Zufuhrrohr55 mit dem Ringaufsatz60 (5 ) verbunden. Dabei ist der Ringaufsatz60 in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal31 (bzw. alternativ29 ) vorgeschaltet. Somit ist quasi der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal31 (bzw. alternativ29 ) parallel zu dem Zufuhrrohr55 . Der Ringaufsatz60 wird mit einem separaten Rohranschluss75 versorgt. Der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal31 (bzw. alternativ29 ) wird mit einem weiteren Kanal80 versorgt. Somit werden die beiden führenden Gaspassagen, nämlich das Zufuhrrohr55 mit dem Ringaufsatz60 und der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal31 (bzw. alternativ29 ) erfindungsgemäß räumlich entkoppelt. Der Ringaufsatz60 wirkt dahingehend, dass er die hohen Spannungen aus der Nabe27 herauszieht und gleichmäßig über dem Bauteil verteilt. Dadurch ergibt sich eine Entschärfung des Bauraums durch niedrigere Spannungen. Somit wird die Lebensdauer der Brenner-Nabe27 wesentlich verlängert. Durch den Ringaufsatz60 wird das ursprüngliche Aero-Design nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Auch können bereits gefertigte Maschinen leicht mit einem solchen Ringaufsatz60 und einem solchen Zufuhrrohr55 aufgrund der nun leichteren Fertigung und des nun leichteren Einbaus versehen werden. - Bevorzugt wird eine solche erfindungsgemäße Brenner-Nabe
27 im Zusammenhang mit einer geteilten Drallschaufel19 eingesetzt. Diese umfasst die erste Brennstoffeindüsung21 , die von einem ersten Verteilerrohr65 gespeist wird, sowie die zweiten Brennstoffeindüsung23 , welche von einem zweiten Verteilerrohr70 gespeist wird. Dabei ist das Verteilerrohr65 ,70 in der Drallschaufel19 integriert. Die geteilte Drallschaufel19 ist nun zwischen dem ersten und zweiten Verteilerrohr65 und70 geteilt in zwei Schaufelhälften19a ,19b ausgeführt. Hierdurch kann noch verbessert die Spannung aus der Nabe27 gezogen werden, und gleichmäßig über dem Bauteil verteilt werden. Die Schaufelhälften19a ,19b weisen zudem stromabwärts einen Passzapfen90a ,90b und stromaufwärts einen Schiebesitz85a ,85b auf, der sozusagen in der Nabe27 selber angebracht wird. Durch die Passzapfen90a ,90b und den Schiebesitz85a ,85b sind die beiden Schaufelhälften19a ,19b nun thermisch separat dehnbar, wodurch ebenfalls Spannungen reduziert werden. - Um eine zusätzliche Spannungsreduktion zu erhalten, kann der Steg
50 , durch welchen der Brennstoffverteilerkanal31 (bzw.29 ) und das Zufuhrrohr55 getrennt sind, flexible ausgeführt sein. Der Steg50 kann dabei aus einem elastischen Werkstoff gefertigt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Steg50 aber auch durch eine entsprechende Geometrie elastisch wirken und somit Spannungen kompensieren. Dies kann z. B. durch einen gekrümmten oder gewellten Steg50 bewirkt werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0276696 B1 [0002, 0003, 0004]
- EP 0580683 B1 [0004, 0005]
Claims (10)
- Brenner mit einer zentralen Brennstoffzufuhranordnung (
27 ), einem die zentrale Brennstoffzufuhranordnung (27 ) umgebenden Ringluftkanal (17 ) zur Zufuhr von Verbrennungsluft und in dem Ringluftkanal (17 ) angeordneten Drallschaufeln (19 ), welche erste Brennstoffdüsen (21 ) zum Eindüsen eines im wesentlichen gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft und zweite Brennstoffdüsen (23 ) zum Eindüsen eines im wesentlichen gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft aufweisen, wobei die ersten Brennstoffdüsen (21 ) von einer Brennstoffverteilerzufuhr in der Brennstoffzufuhranordnung (27 ) gespeist werden und die zweiten Brennstoffdüsen (23 ) von einem Brennstoffverteilerkanal (31 ) in der Brennstoffzufuhranordnung (27 ) gespeist werden, wobei der Brenner im Betrieb eine Brennstoff Strömungsrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilerzufuhr ein Zufuhrrohr (55 ) umfasst, welches stromabwärts mit der Drallschaufel (19 ) verbunden ist sowie einen Ringaufsatz (60 ), wobei das Zufuhrrohr (55 ) stromaufwärts mit dem Ringaufsatz (60 ) verbunden ist, wobei der Ringaufsatz (60 ) in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal (31 ) vorgeschaltet ist. - Brenner mit einer zentralen Brennstoffzufuhranordnung (
27 ), einem die zentrale Brennstoffzufuhranordnung (27 ) umgebenden Ringluftkanal (17 ) zur Zufuhr von Verbrennungsluft und in dem Ringluftkanal (17 ) angeordneten Drallschaufeln (19 ), welche erste Brennstoffdüsen (21 ) zum Eindüsen eines gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft und zweite Brennstoffdüsen (23 ) zum Eindüsen eines gasförmigen Brennstoffes in die Verbrennungsluft aufweisen, wobei die ersten Brennstoffdüsen (21 ) von einer Brennstoffverteilerkanal (29 ) in der Brennstoffzufuhranordnung (27 ) gespeist werden und die Brennstoffdüsen (23 ) von einem Brennstoffverteilerzufuhr in der Brennstoffzufuhranordnung (27 ) gespeist werden, wobei der Brenner im Betrieb eine Brennstoff Strömungsrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilerzufuhr ein Zufuhrrohr (55 ) umfasst, welches stromabwärts mit der Drallschaufel (19 ) verbunden ist sowie einen Ringaufsatz (60 ), wobei das Zufuhrrohr (55 ) stromaufwärts mit dem Ringaufsatz (60 ) verbunden ist, wobei der Ringaufsatz (60 ) in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal (29 ) vorgeschaltet ist. - Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringaufsatz (
60 ) einen separaten Rohranschluss (75 ) umfasst. - Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drallschaufeln (
19 ) vorgesehen sind, und jede einzelne dieser Drallschaufeln (19 ) ein separates Zufuhrrohr (55 ) aufweist, wobei jedes der separaten Zufuhrrohre (55 ) mit dem einen Ringaufsatz (60 ) verbunden ist. - Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Brennstoffeindüsung (
21 ) von einem ersten Verteilerrohr (65 ) gespeist und die zweiten Brennstoffeindüsung (23 ) von einem zweiten Verteilerrohr (70 ) gespeist wird, wobei das Verteilerrohr (65 ,70 ) in der Drallschaufel integriert ist und wobei die Drallschaufel (19 ) zwischen den ersten und zweiten Verteilerrohr (65 ) und (70 ) geteilt in zwei Schaufelhälften (19a ,19b ) ausgeführt ist. - Brenner nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass beide Schaufelhälften (
19a ,19b ) stromabwärts einen Passzapfen (90a ,90b ) aufweisen. - Brenner nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass beide Schaufelhälften (
19a ,19b ) stromaufwärts einen Schiebesitz (85a ,85b ) aufweisen. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilerkanal (
31 ) und das Zufuhrrohr (55 ) durch einen Steg (50 ) getrennt sind, wobei der Steg (50 ) flexible ausgeführt ist, wodurch auftretende Spannungen im Steg (50 ) reduzierbar sind. - Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilerkanal (
29 ) und das Zufuhrrohr (55 ) durch einen Steg (50 ) getrennt sind, wobei der Steg (50 ) flexible ausgeführt ist, wodurch auftretende Spannungen im Steg (50 ) reduzierbar sind. - Gasturbine mit wenigstens einem Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200910038848 DE102009038848A1 (de) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Brenner, insbesondere für Gasturbinen |
| EP10749631.7A EP2470834B1 (de) | 2009-08-26 | 2010-08-24 | Brenner, insbesondere für gasturbinen |
| RU2012111248/06A RU2536465C2 (ru) | 2009-08-26 | 2010-08-24 | Горелка, в частности, для газовых турбин |
| CN201080048392.9A CN102597631B (zh) | 2009-08-26 | 2010-08-24 | 尤其用于燃气轮机的燃烧器 |
| PCT/EP2010/062284 WO2011023669A1 (de) | 2009-08-26 | 2010-08-24 | Brenner, insbesondere für gasturbinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200910038848 DE102009038848A1 (de) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Brenner, insbesondere für Gasturbinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102009038848A1 true DE102009038848A1 (de) | 2011-03-03 |
Family
ID=43125513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200910038848 Ceased DE102009038848A1 (de) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Brenner, insbesondere für Gasturbinen |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2470834B1 (de) |
| CN (1) | CN102597631B (de) |
| DE (1) | DE102009038848A1 (de) |
| RU (1) | RU2536465C2 (de) |
| WO (1) | WO2011023669A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2618060A3 (de) * | 2012-01-20 | 2017-11-15 | General Electric Company | Axialflussbrennstoffdüse mit gestuftem Zentrierkörper |
| EP2597373A3 (de) * | 2011-11-23 | 2018-03-21 | General Electric Company | Verwirbleranordnung mit Kompressorentladungseinspritzung an eine Wirbelblechoberfläche |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2864706B1 (de) | 2012-08-06 | 2016-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Lokale verbesserung der mischung von luft und brennstoff in brennern mit drallerzeugern mit im aussenbereich verschränkten schaufelenden |
| DE102012213852A1 (de) | 2012-08-06 | 2014-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Lokale Verbesserung der Mischung von Luft und Brennstoff in Brennern mit Drallerzeugern |
| EP2703622B1 (de) | 2012-08-31 | 2014-12-31 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Zylinderkopf mit Sensorhülle |
| CN103528094B (zh) * | 2013-07-10 | 2015-04-08 | 辽宁省燃烧工程技术中心(有限公司) | 一种燃气轮机气体燃料干式低氮燃烧装置 |
| DE102015205069B4 (de) * | 2015-03-20 | 2020-04-23 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verbrennungsvorrichtung |
| DE102015206227A1 (de) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung |
| CN109237514B (zh) * | 2018-08-08 | 2024-02-23 | 中国华能集团有限公司 | 一种用于燃气轮机的双管路气体燃料燃烧器 |
| CN110454781B (zh) * | 2019-08-20 | 2024-07-16 | 广东万和电气有限公司 | 一种分气盘及灶具燃烧器 |
| CN114110662B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-02-10 | 同济大学 | 一种燃气轮机低氮燃烧室 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0276696A2 (de) * | 1987-01-26 | 1988-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Hybridbrenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, insbesondere für Gasturbinenanlagen |
| EP0580683B1 (de) | 1991-04-25 | 1995-11-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung, insbesondere für gasturbinen, zur schadstoffarmen verbrennung von kohlegas und anderen brennstoffen |
| EP1614967A1 (de) * | 2004-07-09 | 2006-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vormischverbrennungssystem |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19549140A1 (de) * | 1995-12-29 | 1997-07-03 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbogruppe mit niederkalorischem Brennstoff |
| EP1394471A1 (de) * | 2002-09-02 | 2004-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenner |
| EP1507119A1 (de) * | 2003-08-13 | 2005-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenner und Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine |
| US6993916B2 (en) * | 2004-06-08 | 2006-02-07 | General Electric Company | Burner tube and method for mixing air and gas in a gas turbine engine |
| EP1662202B1 (de) * | 2004-11-30 | 2016-11-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenner für eine Gasturbinenanlage |
| GB2437977A (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-14 | Siemens Ag | A swirler for use in a burner of a gas turbine engine |
| EP2161502A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-03-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Vormischbrenner zur Verbrennung eines niederkalorischen sowie hochkalorischen Brennstoffes |
-
2009
- 2009-08-26 DE DE200910038848 patent/DE102009038848A1/de not_active Ceased
-
2010
- 2010-08-24 EP EP10749631.7A patent/EP2470834B1/de not_active Not-in-force
- 2010-08-24 CN CN201080048392.9A patent/CN102597631B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-24 RU RU2012111248/06A patent/RU2536465C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-08-24 WO PCT/EP2010/062284 patent/WO2011023669A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0276696A2 (de) * | 1987-01-26 | 1988-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Hybridbrenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, insbesondere für Gasturbinenanlagen |
| EP0276696B1 (de) | 1987-01-26 | 1990-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Hybridbrenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, insbesondere für Gasturbinenanlagen |
| EP0580683B1 (de) | 1991-04-25 | 1995-11-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung, insbesondere für gasturbinen, zur schadstoffarmen verbrennung von kohlegas und anderen brennstoffen |
| EP1614967A1 (de) * | 2004-07-09 | 2006-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vormischverbrennungssystem |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2597373A3 (de) * | 2011-11-23 | 2018-03-21 | General Electric Company | Verwirbleranordnung mit Kompressorentladungseinspritzung an eine Wirbelblechoberfläche |
| EP2618060A3 (de) * | 2012-01-20 | 2017-11-15 | General Electric Company | Axialflussbrennstoffdüse mit gestuftem Zentrierkörper |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2470834A1 (de) | 2012-07-04 |
| WO2011023669A1 (de) | 2011-03-03 |
| RU2536465C2 (ru) | 2014-12-27 |
| RU2012111248A (ru) | 2013-10-10 |
| CN102597631B (zh) | 2014-08-13 |
| EP2470834B1 (de) | 2015-07-15 |
| CN102597631A (zh) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2470834B1 (de) | Brenner, insbesondere für gasturbinen | |
| DE102009038845A1 (de) | Drallschaufel, Brenner und Gasturbine | |
| DE102014117621A1 (de) | Brennstoffinjektor mit Vormisch-Pilotdüse | |
| CH703884B1 (de) | Brennstoffdüsenanordnung für Gasturbinensysteme sowie Brenner. | |
| EP3004743B1 (de) | Brenner für eine gasturbine und verfahren zur reduzierung von thermoakustischen schwingungen in einer gasturbine | |
| DE102022201182A1 (de) | Düsenbaugruppe mit eine Kraftstoffleitung passierender Verbindungsleitung in einem Düsenhauptkörper für eine Luftströmung | |
| DE102009044764A1 (de) | Brennergehäuse zur Verbrennung von Brennstoffgasen mit niedrigem BTU-Wert und Verfahren zur Herstellung und Nutzung desselben | |
| DE102009003450A1 (de) | Brennstoffdüse für eine Gasturbine und Verfahren zur Herstellung derselben | |
| DE102008014744A1 (de) | Gasturbinenbrenner für eine Gasturbine mit Spülmechanismus für eine Brennstoffdüse | |
| CH708946A2 (de) | Vormischeranordnung zur Vermischung von Luft und Brennstoff zur Verbrennung. | |
| DE102022202936A1 (de) | Düsenbaugruppe mit gegen eine Einströmung von Luft abgedichtetem zentralen Kraftstoffrohr | |
| EP2264370B1 (de) | Brenneranordnung für eine Verfeuerungsanlage zum Verfeuern fluidischer Brennstoffe und Verfahren zum Betrieb einer solchen Brenneranordnung | |
| DE102011052594A1 (de) | Mehrzweckflansch für eine sekundäre Brennstoffdüse einer Gasturbinenbrennkammer | |
| EP3008390A1 (de) | Gasturbinenbrennernabe mit pilotbrenner | |
| EP2583033B1 (de) | Turbinenbrenner | |
| DE102017108597A1 (de) | Strahltriebwerk mit einer Kühleinrichtung | |
| EP2558781B1 (de) | Drallerzeuger für einen brenner | |
| DE102017218529A1 (de) | Düse für eine Brennkammer eines Triebwerks | |
| EP3540313B1 (de) | Brennkammerbaugruppe mit brennerdichtung und düse sowie einer leitströmungserzeugungseinrichtung | |
| EP2449310B1 (de) | Brenner insbesondere für gasturbinen | |
| EP3926238B1 (de) | Baugruppe einer gasturbine mit brennkammerluftbypass | |
| DE102015206227A1 (de) | Brenneranordnung | |
| DE102022208339A1 (de) | Brennkammeranordnung zum Betrieb mit flüssigem und/oder gasförmigem Kraftstoff, Gasturbinenanordnung und Verfahren | |
| EP2295861A1 (de) | Brenner, insbesondere für Gasturbinen | |
| EP2808612A1 (de) | Gasturbinen-Brennkammer mit Tangentialeindüsung als späte Mager-Einspritzung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110311 |