CH701955A2

CH701955A2 - Sekundäre Brennstoffdüse mit Querverteiler.

Info

Publication number: CH701955A2
Application number: CH01655/10A
Authority: CH
Inventors: Lucas John Stoia
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2011-04-15
Also published as: CN102042594A; JP2011085383A; US20110083440A1; DE102010038021A1

Abstract

Eine sekundäre Brennstoffdüse (38) weist mehrere Rohre (48, 50, 52, 62) auf, die sich in der sekundären Brennstoffdüse (38) axial stromabwärts erstrecken, wobei die Rohre (48, 50, 52, 62) Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) definieren, die dazu eingerichtet sind, einem Fluidstrom zu gestatten, durch jeden der Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) zu strömen, wobei die Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) einen äussersten tertiären Durchlasskanal (54) und einen radial innenliegenden sekundären Brennstoffkanal (56) beinhalten. Die sekundäre Brennstoffdüse (38) weist ferner einen Brennstoffstift (40) auf, der sich von den sich axial erstreckenden Rohren (48, 50, 52, 62) radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift (40) dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben. Die sekundäre Brennstoffdüse (38) weist ausserdem einen Querverteiler (58) auf, der an dem Brennstoffstift (40) angebracht ist und der mit dem radial inneren sekundären Brennstoffkanal (56) und dem Brennstoffstift (40) strömungsmässig verbunden ist, wobei der Querverteiler (58) an den entsprechenden Rohren (48, 50, 52) angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal (54) und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal (56) mittels Stumpfschweissnähten (66) definieren.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Die hierin beschriebene Erfindung betrifft eine sekundäre Brennstoffdüse für eine Gasturbine und speziell einen hochfesten Querverteiler sowie ein Verfahren zum Verbinden für den Einsatz in Gasturbinenbrennstoffdüsen.

[0002] Eine Gasturbinenbrennkammer ist eine Vorrichtung, die dazu dient, Brennstoff und Luft zu vermischen und das sich ergebende Gemisch zu verbrennen. Gasturbinenverdichter verdichten Einlassluft, die anschliessend gewöhnlich umgeleitet bzw. in entgegengesetzter Richtung der Brennkammer zugeführt wird, wobei sie genutzt wird, um die Brennkammer zu kühlen und ausserdem dem Verbrennungsprozess Luft zuzuführen. Vielfältige Brennkammervorrichtungen können genutzt werden, um einen zuverlässigen und effizienten Turbinenbetrieb zu erreichen. Jede Brennkammervorrichtung weist gewöhnlich eine zylindrische Brennkammerwand, ein Brennstoffinjektionssystem und ein Übergangsstück auf, das den heissen Gasstrom von der Brennkammerwand zu dem Einlass des Turbinenabschnitts leitet. Gasturbinen können eine einzelne Brennkammer oder mehrere Brennkammern enthalten, die in einer kreisförmigen Gruppe um die Turbinenrotorachse angeordnet sind.

[0003] Die Gasturbine weist gewöhnlich mehrere primäre Brennstoffdüsen auf, die einer stromaufwärts gelegenen Verbrennungszone Brennstoff zuführen. Die primären Brennstoffdüsen sind gewöhnlich in einer ringförmigen Gruppe um eine zentrale sekundäre Brennstoffdüse angeordnet. In den vielfältigen Brennkammern kann mittels einer Zündkerze in Verbindung mit Querzündrohren eine Zündung erreicht werden. Die sekundäre Brennstoffdüse führt gewöhnlich einer stromabwärts gelegenen Verbrennungszone Brennstoff zu.

[0004] Die sekundäre Brennstoffdüse hat in der Regel drei Brennstoffeinspeisungsorte, die mehrere Sekundärdüsenstifte, eine Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze und eine tertiäre Spitze aufweisen. Die Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze und die tertiäre Spitze sind gewöhnlich gemeinsam an dem axialen stromabwärts gelegenen Ende der sekundären Brennstoffdüse angeordnet, während die vielen Sekundärdüsenstifte auf einem Abschnitt des Weges in Richtung des stromabwärts gelegenen Endes der sekundären Brennstoffdüse angeordnet sind. Jeder Sekundärdüsenstift führt einer Vormischreaktionszone der Brennkammer Brennstoff zu, während die Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze/tertiäre Spitze Brennstoff der stromabwärts gelegenen Brennkammer liefert, wo dieser verbrannt wird (Diffusionsverbrennung). Die sekundäre Düse ist eine Verbrennungssystembrennstoffzufuhrvorrichtung, die gesonderte und individuell ansteuerbare Brennstoffkreisläufe aufweisen kann, die es ermöglichen, den drei Brennstoffeinspeisungsorten zugeführte Brennstoffzustromraten individuell zu ändern. Beispielsweise kann die durch den Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze/tertiäre Spitze zugeführte Brennstoffzustromrate unabhängig von der durch die Sekundärdüsenstifte gelieferten Brennstoffzustromrate variiert werden, und vice versa. Darüber hinaus weisen die Sekundärdüsenstifte, die Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze und die tertiäre Spitze gewöhnlich jeweils ihre eigene unabhängige Brennstoffverrohrung auf, wobei jeder Kreislauf über eine unabhängige und eigene Brennstoffquelle verfügt.

[0005] An der Position der Sekundärdüsenstifte weist die sekundäre Brennstoffdüse gewöhnlich einen Querverteiler auf. Der Verteiler erlaubt es, Brennstoff radial nach aussen zu den Stiften und quer über den äussersten, tertiären Brennstoffkreislauf zu befördern, der die tertiäre Spitze in axialer Richtung speist. Somit führt der Querverteiler den Stiften über den äusseren tertiären oder «Übertragungs»-Durchlasskanal Brennstoff zu. Ein Nebenzündbrennstoffkanal ist radial innerhalb des sekundären Brennstoffkanals angeordnet, der die Stifte speist. Der Querverteiler «überkreuzt» somit den Nebenzündbrennstoffkanal gewöhnlich nicht.

[0006] In der Regel sind mehrere Brennstoffkreisläufe oder Durchlasskanäle vorhanden, die mit einem Abstand um die Mittellinie der sekundären Brennstoffdüse angeordnet sind. Diese Brennstoffkreisläufe oder Durchlasskanäle sind allgemein durch konzentrische Rohre definiert oder begrenzt, die beispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sind. Der Querverteiler bringt eine Gruppe von ringförmig gestalteten Schlitzen hervor, die es dem äusseren tertiären Kreislauf ermöglichen, Brennstoff oder Luft von einer stromaufwärts gelegenen Stelle zu einer Stelle zu leiten, die sich stromabwärts des Orts des Querverteilers bei den Sekundärdüsenstiften befindet.

[0007] Verfahren zum Anbringen des Querverteilers an den zugehörigen Brennstoffkreislaufröhren (und somit an dem passenden Brennstoffkreislauf) durch ein Schweissen oder ein sonstiges Vereinigen der Stiftrohrabschnitte mit den Brennstoffkreislaufrohren (beispielsweise durch Elektronenstrahlschweissen, Wolframschutzgas- (WIG)-Schweissen oder Hartlöten). Speziell ist es bekannt, eine intermittierende Muffen-/Stumpfschweissnaht zu verwenden, um die mehreren äussersten Rohre mit dem Querverteiler zu vereinigen oder daran anzubringen. Eine Stumpfschweissnaht ist gewöhnlich eine Schweissnaht, bei der zwei Teile oder Komponenten (z.B. eine Stirnfläche eines Brennstoffkreislaufrohrs und eine Stirnfläche eines entsprechenden passenden Abschnitts des Querverteilers) miteinander so vereinigt werden, dass eine Durchschweissnaht entsteht. Eine Muffenschweissnaht ist gewöhnlich eine Schweissnaht, bei der ein Teil oder eine Komponente über ein weiteres Teil bzw. eine Komponente (z.B. einen weiteren Abschnitt des Rohrabschnitts der Spitze und des entsprechenden Brennstoffkreislaufrohrs) geschoben und anschliessend damit vereinigt wird. Eine Muffenschweissnaht wird gewöhnlich als eine partielle Durchschweissnaht erachtet, die in der Regel geringere Festigkeit als eine Stumpfschweissnaht aufweist.

[0008] Die bekannte Kombination einer intermittierenden Muffenschweissnaht und einer Strumpfschweissnaht für Querverteiler wirft möglicherweise Probleme der Beständigkeit und Produktlebensdauer auf. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die typischen Betriebstemperaturbedingungen in diesem Bereich der sekundären Brennstoffdüse, wo der Querverteiler mit den Brennstoffkreislaufröhren zusammentrifft, bewirken können, dass die Schweissnähte an ihrer Innenseite verhältnismässig hoch belastet werden, was möglicherweise zu Rissbildung durch Ermüdung bei niedriger Lastspielzahl führt. Dies ist hauptsächlich auf die relativ grossen Spitzenbelastungen an den verhältnismässig scharfen Ecken zurückzuführen, die bei dieser Art einer partiell durchdringenden oder unterbrochenen Kombination von Muffen- und Strumpfschweissnaht naturgemäss vorhanden sind. Die Fluide (Luft und Brennstoff) weisen an dieser Stelle der sekundären Brennstoffdüse unterschiedliche Temperaturen auf und können im Ergebnis Temperaturgradienten und in der Folge an dieser Stelle thermische Dehnungs- oder Spannungsbelastungen hervorrufen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0009] Gemäss einem Aspekt der Erfindung weist eine sekundäre Brennstoffdüse mehrere Rohre auf, die sich in der sekundären Brennstoffdüse axial stromabwärts erstrecken, wobei die Rohre Durchlasskanäle definieren, die dazu eingerichtet sind, einem Fluidstrom zu gestatten, durch jeden der Durchlasskanäle zu strömen, wobei die Durchlasskanäle einen äussersten tertiären Durchlasskanal und einen radial innenliegenden sekundären Brennstoffkanal beinhalten. Die sekundäre Brennstoffdüse weist ferner einen Brennstoffstift auf, der sich von den sich axial erstreckenden Rohren radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben. Die sekundäre Brennstoffdüse weist ferner einen Querverteiler auf, der an dem Brennstoffstift und mit dem radial inneren sekundären Brennstoffkanal und dem Brennstoffstift strömungsmässig verbunden angebracht ist, wobei der Querverteiler an den entsprechenden Rohren angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal mittels Stumpfschweissnähten definieren.

[0010] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine sekundäre Brennstoffdüse mehrere Rohre auf, die Durchlasskanäle definieren, wobei jeder der Durchlasskanäle dazu eingerichtet ist, einem Fluidstrom zu gestatten, hindurch zu strömen, wobei die Durchlasskanäle einen äusseren tertiären Durchlasskanal und einen inneren sekundären Brennstoffkanal beinhalten. Die sekundäre Brennstoffdüse weist ferner einen Brennstoffstift auf, der sich von den Rohren radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid nach aussen auszugeben. Die sekundäre Brennstoffdüse weist ferner einen Querverteiler auf, der an dem Brennstoffstift und mit dem inneren sekundären Brennstoffkanal und dem Brennstoffstift strömungsmässig verbunden angebracht ist, wobei der Querverteiler an den entsprechenden Rohren angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal und den innenliegenden sekundären Durchlasskanal mittels Stumpfschweissnähten definieren.

[0011] Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren den Schritt des Bereitstellens mehrerer Rohre, die sich in der sekundären Brennstoffdüse axial stromabwärts erstrecken, wobei die Rohre Durchlasskanäle definieren, die dazu eingerichtet sind, einem Fluidstrom zu gestatten, durch jeden der Durchlasskanäle zu strömen, wobei die Durchlasskanäle einen äussersten tertiären Durchlasskanal und einen radial innenliegenden sekundären Brennstoffkanal beinhalten. Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt des Bereitstellens eines Brennstoffstifts, der sich von den sich axial erstreckenden Rohren radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte: Anbringen einen Querverteiler an dem Brennstoffstift strömungsmässig verbunden mit dem radial inneren sekundären Brennstoffkanal und dem Brennstoffstift; und Stumpfnahtschweissen des Querverteiler an die entsprechenden Rohre, die den tertiären Durchlasskanal und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal definieren.

[0012] Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0013] Der als die Erfindung erachtete behandelte Gegenstand, wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich:

[0014] Fig. 1 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer Gasturbine für die Verwendung gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung;

[0015] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer exemplarischen sekundären Brennstoffdüse für die Verwendung gemäss Ausführungsbeispielen der Erfindung;

[0016] Fig. 3 zeigt einen detaillierten Querschnitt eines Abschnitts eines Sekundärdüsenstiftgebiets der sekundären Brennstoffdüse von Fig. 2;

[0017] Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Sekundärdüsenstiftgebiet der sekundären Brennstoffdüse von Fig. 2; und

[0018] Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die sekundäre Brennstoffdüse von Fig. 2 stromaufwärts des Sekundärdüsenstiftgebiets, gesehen in Richtung stromabwärts des Sekundärdüsenstiftgebiets.

[0019] Die detaillierte Beschreibung erläutert anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung, zusammen mit Vorteilen und Merkmalen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0020] Fig. 1 zeigt eine (teilweise dargestellte) Gasturbine 10, die einen (ebenfalls teilweise dargestellten) Verdichter 12, mehrere Brennkammervorrichtungen 14 (von denen eine gezeigt ist) und einen Turbinenabschnitt enthält, der durch eine einzelne Schaufel 16 repräsentiert ist. Obwohl es nicht ausdrücklich gezeigt ist, ist die Turbine mit dem Verdichter 12 entlang einer gemeinsamen Achse antriebsmässig verbunden. Der Verdichter 12 verdichtet Einlassluft, die anschliessend in entgegengesetzter Richtung der Brennkammervorrichtung 14 zugeführt wird, wo sie genutzt wird, um die Brennkammer zu kühlen und dem Verbrennungsprozess Luft zuzuführen. Die mehreren Brennkammervorrichtungen 14 können in einer ringförmigen Gruppe um die Achse der Gasturbine 10 angeordnet sein. Ein Übergangskanal 18 verbindet das Auslassende jeder Brennkammervorrichtung 14 mit dem Einlassende der Turbine, um die heissen Verbrennungsprodukte der Turbine in Form eines zugelassenen Temperaturprofils zuzuführen.

[0021] Jede Brennkammervorrichtung 14 kann eine primäre oder stromaufwärts gelegene Brennkammer 24 und eine sekundäre oder stromabwärts gelegene Brennkammer 26 aufweisen, die durch einen Venturi-Einengungsbereich 28 getrennt sind. Die Brennkammervorrichtung 14 ist von einer Brennkammerströmungshülse 30 umgeben, die den Verdichterauslassluftstrom zu der Brennkammervorrichtung 14 leitet. Die Brennkammervorrichtung 14 ist ferner von einem Aussengehäuse 32 umgeben, das mit einem Turbinengehäuse 34 verbolzt/verschraubt ist. Mehrere primäre Brennstoffdüsen 36, die in einer ringförmigen Gruppe um eine zentrale sekundäre Brennstoffdüse 38 angeordnet sind, führen der stromaufwärts gelegenen Brennkammer 24 Brennstoff zu. Eine Zündung wird in den vielfältigen Brennkammervorrichtungen 14 beispielsweise mittels einer Zündkerze 20 in Verbindung mit Querzündrohren 22 erzielt (von denen eines gezeigt ist). Die sekundäre Brennstoffdüse 38 führt der stromabwärts gelegenen Brennkammer 26 Brennstoff zu.

[0022] Fig. 2 zeigt die sekundäre Brennstoffdüse 38 von Fig. 1, in der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angeordnet sein können. Die sekundäre Brennstoffdüse 38 kann drei Brennstoffeinspeisungsorte haben, die mehrere Sekundärdüsenstifte 40, eine Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42, die an einem axialen stromabwärts gelegenen Ende 44 der sekundären Brennstoffdüse 38 angeordnet ist, und eine tertiäre Spitze 46 aufweist, die gemeinsam mit der Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42 an dem axialen stromabwärts gelegenen Ende 44 der sekundären Brennstoffdüse 38 angeordnet ist. Die mehreren Sekundäredüsenstifte 40 sind auf einem Abschnitt des Weges in Richtung des stromabwärts gelegenen Endes 44 der sekundären Brennstoff düse 38 angeordnet. Jeder Sekundärdüsenstift 40 führt einer Vormischreaktionszone der Brennkammervorrichtung 14 Brennstoff zu, während die Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42/tertiäre Spitze 46 der stromabwärts gelegenen Brennkammer 26 Brennstoff zuführt, wo dieser verbrannt wird (Diffusionsverbrennung). Die sekundäre Düse 38 ist eine Verbrennungssystembrennstoffzufuhrvorrichtung, die gewöhnlich gesonderte und individuell ansteuerbare Brennstoffkreislaufe (Fig. 3) aufweist, die es ermöglichen, Brennstoffzustromraten, die den drei Brennstoffeinspeisungsorten zugeführt werden, individuell zu ändern. Beispielsweise kann die über die Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42/tertiäre Spitze 46 zugeführte Brennstoffzustromrate unabhängig von der über die Sekundärdüsenstifte 40 zugeführten Brennstoffzustromrate variiert werden, und vice versa. Weiter weisen die Sekundärdüsenstifte 40, die Sekundärdüsenzündbrennstoff spitze 42 und die tertiäre Spitze 46 jeweils ihren eigenen unabhängigen Brennstoffverrohrungskreislauf auf, wobei jeder Kreislauf über eine unabhängige und eigene Brennstoffquelle verfügt, wie mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert.

[0023] Fig. 3 zeigt die Sekundärdüsenstifte 40 und die mehreren unabhängigen Brennstoffkreislaufe und Durchlasskanäle mehr im Einzelnen. Insbesondere ist der Querschnitt in Fig. 3sowohl durch die sekundäre Brennstoffdüse 38 zwischen Stiften 40 an dem in Fig. 3gezeigten oberen Stift 40 als auch durch die sekundäre Brennstoffdüse 38 durch das Zentrum des in Fig. 3 gezeigten unteren Stifts 40 genommen. Die sekundäre Brennstoffdüse 38 kann eine Reihe konzentrischer Rohre aufweisen. Die beiden radial am weitesten aussenliegenden konzentrischen Rohre 48 und 50 auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Stifte 40 und Rohre 48 und 52 auf der stromabwärtigen Seite der Stifte 40 definieren oder bilden die Begrenzungen eines tertiären Gaskanals 54. Der tertiäre Gaskanal 54 führt der (in Fig. 2 gezeigten) tertiären Spitze 46 stromabwärts in der sekundären Brennstoffdüse 38 einen tertiären Gasstrom zu.

[0024] Ein benachbart zu dem tertiären Gasbrennstoffkanal 54 angeordneter sekundärer Gasbrennstoffkanal 56 ist auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Stifte 40 zwischen konzentrischen Rohren 50 und 52 ausgebildet und auf einer stromabwärtigen Seite der Stifte 40 durch das Rohr 52 begrenzt (d.h. daran gehindert, in der sekundären Brennstoffdüse 38) weiter abwärts zu strömen. Der sekundäre Gasbrennstoffkanal 56 steht in Strömungsverbindung mit dem sich radial erstreckenden Sekundärdüsenstift 40, der um den Umfang der sekundären Brennstoffdüse 38 angeordnet ist, und führt dem Sekundärdüsenstift 40 über einen Querverteiler 58 sekundären gasförmigen Brennstoff zu. Der Querverteiler 58, der ähnlich wie die vielfältigen Rohre 48, 50, 52 aus rostfreiem Stahl hergestellt sein kann, ist, wie hierin im Folgenden mit Bezug auf Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben, mit den entsprechenden Rohren verbunden oder daran angebracht. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, «überquert» der sekundäre gasförmige Brennstoff mittels des Querverteilers 58 den äussersten tertiären Gaskanal 54 an der Stelle des Stifts 40 und strömt radial durch den Stift 40.

[0025] Ein Flüssigbrennstoffkanal 60, nämlich der am weitesten innen angeordnete der Reihe konzentrischer Durchlasskanäle, die die sekundäre Düse 38 bilden, ist durch ein Rohr 62 definiert. Der Flüssigbrennstoffkanal 60 führt der Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42 Flüssigbrennstoff zu. Ein oder mehrere weitere Brennstoff-, Gas- und/oder Wasserkanäle können durch die passenden Brennstoffkreislaufe und -röhre in der sekundären Brennstoffdüse 38 definiert sein. Beispielsweise kann ein Nebenzündbrennstoffkanal 64 durch die Rohre 52, 62 definiert sein. Der Nebenzündbrennstoffkanal 64 kann der Sekundärdüsenzündbrennstoffspitze 42 stromabwärts in der sekundären Brennstoff düse 38 Brennstoff zuführen. Die Anzahl von Brennstoffkreisläufen kann in Abhängigkeit von Betriebs- und Konstruktionserwägungen mit Blick auf die sekundäre Brennstoffdüse 38 variiert werden.

[0026] Jeder Stift 40 kann beispielsweise durch Schweissen an dem Querverteiler 58 angebracht sein. Gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können axiale Stirnflächen des Querverteilers 58 mittels Stumpfschweissnähten 66 an entsprechenden axialen Stirnflächen jedes der entsprechenden Rohre 48, 50, 52 angebracht sein. Die Stumpfschweissnähte 66 können beispielsweise durch Elektronenstrahlschweissen, Wolframschutzgas-(WIG)-Schweissen, Hartlöten oder andere Arten von Befestigungsverfahren erreicht werden. Wie im Vorausgehenden beschrieben, ist eine Stumpfschweissnaht gewöhnlich eine Schweissnaht, bei der zwei Teile oder Komponenten Stirnfläche an Stirnfläche miteinander verbunden sind. Im Gegensatz dazu ist eine Muffenschweissnaht gewöhnlich eine Schweissnaht, bei der ein Teil oder eine Komponente über ein weiteres Teil bzw. eine Komponente geschoben, und beide Teile anschliessend miteinander vereinigt werden, jedoch nicht wie im Falle einer Stumpfschweissnaht Stirn an Stirn. Ausführungsbeispiele der Erfindung können auf den Einsatz einer Muffenschweissnaht für den Anschluss des Querverteilers 58 an die entsprechenden Rohre 48, 50, 52 verzichten. Der Grund hierfür ist, dass die Rohre 48, 50, 52 keine überlappenden Anschlüsse erfordern. Darüber hinaus wird diese Art von Stumpfschweissnaht 66 gewöhnlich als eine «vollkommen durchdrungene» Stumpfschweissnaht bezeichnet, die einen Querverteiler 58 hervorbringt, der eine vergleichsweise höhere Festigkeit aufweist.

[0027] Fig. 4 und 5 veranschaulichen die Position der Stifte 40 an der sekundären Brennstoffdüse 38 mehr im Einzelnen. Fig. 4 stellt einen Querschnitt durch das Gebiet eines Sekundärdüsenstifts der sekundären Brennstoffdüse 38 von Fig. 2 dar, während Fig. 5 einen Querschnitt durch die sekundäre Brennstoffdüse 38 von Fig. 2stromaufwärts des Sekundärdüsenstiftgebiets mit Blickrichtung stromabwärts in Richtung des Sekundärdüsen-Stiftgebiets zeigt.

[0028] Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen «vollkommen durchdrungene» Stumpfschweissnähte, die, falls sie genutzt werden, um einen Querverteiler 58 an die entsprechenden Brennstoffkreislaufröhre 48, 50, 52 anzuschliessen, eine Reduzierung von Dehnungs- oder Spannungsbelastungen zur Folge haben, die auf die verschweissten Komponenten und die Schweissnaht selbst ausgeübt werden. Im Vergleich zu dem Stand der Technik ist die Stumpfschweissnaht nachgiebiger als die Muffenschweissnaht. Dies bewirkt, dass die thermisch induzierten Lasten in einem ebenmässigen Radius des Stammmaterial aufgefangen werden, dessen Kapazität hinsichtlich der Ermüdung bei niedriger Lastspielzahl im Vergleich zu der Schweissnaht grösser ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Schweissnahtverbindung gewöhnlich Eigenschaften aufweist, die denjenigen des gegossenen Materials ähneln.

[0029] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu verkörpern, die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.

[0030] Eine sekundäre Brennstoffdüse 38 weist mehrere Rohre 48, 50, 52, 62 auf, die sich in der sekundären Brennstoffdüse 38 axial stromabwärts erstrecken, wobei die Rohre 48, 50, 52, 62 Durchlasskanäle 54, 56, 60, 64 definieren, die dazu eingerichtet sind, einem Fluidstrom zu gestatten, durch jeden der Durchlasskanäle 54, 56, 60, 64 zu strömen, wobei die Durchlasskanäle 54, 56, 60, 64 einen äussersten tertiären Durchlasskanal 54 und einen radial innenliegenden sekundären Brennstoffkanal 56 beinhalten. Die sekundäre Brennstoffdüse 38 weist ferner einen Brennstoffstift 40 auf, der sich von den sich axial erstreckenden Rohren 48, 50, 52, 62 radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift 40 dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben. Die sekundäre Brennstoffdüse 38 weist ausserdem einen Querverteiler 58 auf, der an dem Brennstoffstift 40 angebracht ist und der mit dem radial inneren sekundären Brennstoffkanal 56 und dem Brennstoffstift 40 strömungsmässig verbunden ist, wobei der Querverteiler 58 an den entsprechenden Rohren 48, 50, 52 angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal 54 und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal 56 mittels Stumpfschweissnähten 66 definieren.

Bezugszeichenliste

[0031] <tb>10<sep>Gasturbine <tb>12<sep>Verdichter <tb>14<sep>Brennkammervorrichtungen <tb>16<sep>Schaufel <tb>18<sep>Übergangskanal <tb>20<sep>Zündkerze <tb>22<sep>Querzündrohre <tb>24, 26<sep>Brennkammer <tb>28<sep>Verengungsbereich <tb>30<sep>Strömungshülse <tb>32<sep>Aussengehäuse <tb>34<sep>Turbinengehäuse <tb>36<sep>Primäre Brennstoffdüse <tb>38<sep>Sekundäre Brennstoffdüse <tb>40<sep>Düsenstifte <tb>42<sep>Zündbrennstoffspitze <tb>44<sep>Stromabwärts gelegenes Ende <tb>46<sep>Tertiäre Spitze <tb>48, 50, 52, 62<sep>Konzentrische Rohre <tb>54<sep>Tertiärer Durchlasskanal <tb>56<sep>Sekundärer Brennstoffkanal <tb>58<sep>Querverteiler <tb>60<sep>Flüssigbrennstoffkanal <tb>64<sep>Nebenzündbrennstoffkanal <tb>66<sep>Stumpfschweissnähte

Claims

1. Sekundäre Brennstoffdüse (38), zu der gehören: mehrere Rohre (48, 50, 52, 62), die sich in der sekundären Brennstoffdüse (38) axial stromabwärts erstrecken, wobei die Rohre (48, 50, 52, 62) Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) definieren, die dazu dienen, einem Fluidstrom zu gestatten, durch jeden der Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) zu strömen, wobei die Durchlasskanäle (54, 56, 60, 64) einen äussersten tertiären Durchlasskanal (54) und einen radial innenliegenden sekundären Brennstoffkanal (56) beinhalten; ein Brennstoffstift (40), der sich von den sich axial erstreckenden Rohren (48, 50, 52, 62) radial nach aussen erstreckt, wobei der Brennstoffstift (40) dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben; und ein Querverteiler (58), der an dem Brennstoffstift (40) angebracht und mit dem radial inneren sekundären Brennstoffkanal (56) und dem Brennstoffstift (40) strömungsmässig verbunden ist; wobei der Querverteiler (58) an den entsprechenden Rohren (48, 50, 52) angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal (54) und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal (56) mittels Stumpfschweissnähten (66) definieren.

2. Sekundäre Brennstoffdüse (38) nach Anspruch 1, wobei die Stumpfschweissnähte (66) auf Wolfram-Inertgas-Schweissnähten basieren.

3. Sekundäre Brennstoffdüse (38) nach Anspruch 1, wobei die Stumpfschweissnähte (66) auf Elektronenstrahlschweissnähten basieren.

4. Sekundäre Brennstoffdüse (38) nach Anspruch 1, wobei die Stumpfschweissnähte (66) auf Hartlötstellen basieren.

5. Sekundäre Brennstoffdüse (38) nach Anspruch 1, wobei Flächen des Querverteilers (58) an Flächen der entsprechenden Rohre (48, 50, 52) angebracht sind, die den tertiären Durchlasskanal (54) und den radial innenliegenden Sekundären Durchlasskanal (56) mittels Stumpfschweissnähten (66) definieren.

6. Sekundäre Brennstoffdüse (38) nach Anspruch 1, zu der ferner gehören: mehrere Brennstoffstifte (40), die sich von den sich axial erstreckenden Rohren (48, 50, 52, 62) radial nach aussen erstrecken, wobei jeder Brennstoffstift (40) dazu eingerichtet ist, daraus ein Fluid radial nach aussen auszugeben; und mehrere Querverteiler (58), wobei jeder Querverteiler (58) an dem entsprechenden der Brennstoffstifte (40) und mit dem inneren sekundären Brennstoffkanal (56) und dem entsprechenden der Brennstoffstifte (40) strömungsmässig verbunden angebracht ist; wobei jeder der Querverteiler (58) an den entsprechenden Rohren (48, 50, 52) angebracht ist, die den tertiären Durchlasskanal (54) und den radial innenliegenden sekundären Durchlasskanal (56) mittels Stumpfschweissnähten (66) definieren.