CH702683A2 - Brennstoffeinspritzdüse. - Google Patents

Abstract

Es wird eine Brennstoffeinspritzdüse (10) offengelegt. Die Düse (10) enthält einen Düsenkörper (12) mit einem Brennstoffkanal (18), der sich von einem Brennstoffeinlass durch einen Brennstoffauslasskanal (24) zu einem Brennstoffauslass erstreckt, und mit einem Fluidkanal (38), der sich von einem Fluideinlass durch einen Fluidauslasskanal (44) zu einem Fluidauslass erstreckt. Der Brennstoffauslasskanal (24) und der Brennstoffauslass sind dafür konfiguriert, einen Flüssigbrennstoffstrahl (23) aus dem Brennstoffauslass nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs (26) in den Brennstoffkanal (18) zu erzeugen. Der Fluidauslasskanal (44) und der Fluidauslass sind dafür konfiguriert, einen Flüssigfluidstrahl (43) aus dem Fluidauslass nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigfluids (46) in den Fluidkanal (38) zu erzeugen, wobei der Flüssigbrennstoffstrahl (23) und der Flüssigfluidstrahl (43) dafür konfiguriert sind, aufeinanderzutreffen und einen Durchsatzstrom (25) von zerstäubtem Brennstoff zu erzeugen.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Erdgas ist zur Befeuerung von Gasturbinen in vielen Fällen aufgrund seiner geringen Kosten und erwünschten Verbrennungseigenschaften im Vergleich zu alternativen Brennstoffen der Brennstoff der Wahl. Viele Gasturbinen haben jedoch die Fähigkeit, entweder Erdgas oder Flüssigbrennstoff einschliesslich verschiedener Arten von Dieselbrennstoff, wie z.B. Dieselbrennstoff Nr. 2, abhängig von Kosten, Verfügbarkeit und gewünschten Verbrennungseigenschaften zu verfeuern. In vielen Fällen wird das Flüssigbrennstoffsystem hauptsächlich als ein Reservesystem genutzt. Beispielsweise nutzen trocken arbeitende NOx-arme (DLN) Brenner im Allgemeinen ein Reserveflüssigbrennstoffsystem. In anderen Fällen arbeiten Gasturbinenanlagen jahreszeitenabhängig aufgrund der geringeren Kosten oder besseren Verfügbarkeit des Flüssigbrennstoffs mit Flüssigbrennstoff.

[0002] Obwohl Flüssigbrennstoffsysteme entweder als ein Reserve- oder alternatives Brennstoffzuführungssystem erwünscht sind, sind deren Betriebs- und Wartungskosten derzeit prohibitiv. Zum Zerstäuben des Flüssigbrennstoffs wird häufig Zerstäubungsluft genutzt, um erwünschte Verbrennungseigenschaften zu erhalten, zu denen verbesserte Emissionen und verbessertes Turbinenverhalten gehören. Zerstäubungsluftsysteme erfordern das Abzweigen von Verdichterluft und die Verwendung von Pumpen, um den Luftdruck auf einen Wert anzuheben, der zur Flüssigbrennstoffzerstäubung ausreicht. Sie erfordern zusätzliche Kapitalausstattung und Wartungskosten und verringern den Turbinen- und Kraftwerkswirkungsgrad. Somit ist die Vermeidung von Zerstäubungsluftsystem erwünscht, um die Kapitalausstattung und Wartungskosten zu reduzieren, die Systemkomplexität zu reduzieren und die Kraftwerkszuverlässigkeit und den Wärmeverbrauch zu verbessern.

[0003] Daher sind verbesserte Flüssigbrennstoff-Zuführungssysteme und Brennstoffzuführungsverfahren wünschenswert, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeiden.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0004] Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird eine Brennstoffeinspritzdüse geschaffen. Die Düse enthält einen Düsenkörper mit einem Brennstoffkanal, der sich von einem Brennstoffeinlass durch einen Brennstoffauslasskanal zu einem Brennstoffauslass erstreckt, und einen Fluidkanal, der sich von einem Fluideinlass durch einen Fluidauslasskanal zu einem Fluidauslass erstreckt. Der Brennstoffauslasskanal und der Brennstoffauslass sind dafür konfiguriert, nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffes in den Brennstoffkanal einen Flüssigbrennstoffstrahl aus dem Brennstoffauslass zu erzeugen. Der Fluidauslasskanal und der Fluidauslass sind dafür konfiguriert, nach Einführen eines unter Druck stehenden Fluids in den Fluidkanal einen Fluidstrahl aus dem Fluidauslass zu erzeugen, wobei der Flüssigbrennstoffstrahl und der Fluidstrahl dafür konfiguriert sind, aufeinanderzutreffen und einen Durchsatzstrom von zerstäubtem Brennstoff zu erzeugen.

[0005] Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0006] Der als die Erfindung betrachtete Erfindungsgegenstand, wird insbesondere in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung dargestellt und eindeutig beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen:

[0007] Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer hierin offengelegten Brennstoffeinspritzdüse ist;

[0008] Fig. 2 eine perspektivische Rückseitenansicht der Brennstoffeinspritzdüse von Fig. 1 ist;

[0009] Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht von Fig. 2ist, die auch gestrichelte Linien enthält, um innere Merkmale der Brennstoffeinspritzdüse zu veranschaulichen;

[0010] Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Brennstoffeinspritzdüse von Fig. 1 entlang dem Querschnitt 4-4 ist;

[0011] Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Brennstoffeinspritzdüse von Fig. 2 entlang dem Querschnitt 5-5 ist;

[0012] Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzdüse und einer dieselbe enthaltenden Brennstoffeinspritzvorrichtung ist;

[0013] Fig. 7 eine Querschnittsansicht der exemplarischen Ausführungsformen von Fig. 6 entlang dem Querschnitt 7-7 ist;

[0014] Fig. 8 eine Querschnittsansicht der exemplarischen Ausführungsformen von Fig. 6 entlang dem Querschnitt 8-8 ist;

[0015] Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer hierin offengelegten Brenner-Brennstoff düse ist;

[0016] Fig. 10 eine perspektivische Vorderansicht einer exemplarischen Ausführungsform von mehreren Brenner-Brennstoff düsen und eines Brennerrohrs ist, welches dieselben wie hierin offengelegt enthält;

[0017] Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer zweiten exemplarischen Ausführungsform einer hierin offengelegten Brennstoffeinspritzdüse ist;

[0018] Fig. 12 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Brennstoffeinspritzdüse ist; und

[0019] Fig. 13 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Brenners einer Gasturbine.

[0020] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0021] In den Fig. 1-10 ist eine exemplarische Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzdüse 10 dargestellt. Die Brennstoffeinspritzdüse 10 enthält einen Düsenkörper 12, der zur Befestigung an und Fluidverbindung mit einer Brennstoffpatrone oder einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 10 konfiguriert ist, die in dem (nicht dargestellten) Brenner einer (nicht dargestellten) Gasturbine verwendet wird, um Strahlen von Flüssigbrennstoff, oder Strahlen von Flüssigbrennstoff und einem weiteren Fluid, wie z.B. Wasser zu erzeugen, um den Brennstoff zur Verbrennung in der (nicht dargestellten) Brennkammer des Brenners zu zerstäuben. Der Düsenkörper 12 kann jede geeignete Form, einschliesslich einer geraden zylindrischen Form gemäss Darstellung haben, und hat im Wesentlichen eine Form, die zur Befestigung an der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 konfiguriert ist, mit welcher er verbunden ist (Fig. 6). Der Düsenkörper 12 hat ein Einlassende 14 und ein gegenüberliegendes Ausgabe- oder Auslassende 16.

[0022] Der Düsenkörper 12 enthält auch einen Brennstoffkanal 18, der sich von einem Brennstoffeinlass 20 an einem Einlassende 14 zu einem Brennstoffauslass 22 oder mehreren Brennstoffauslässen 22, erstreckt, die an dem Auslassende 16 angeordnet sind. Der Brennstoffauslass oder die Auslässe 22 stehen mit dem Brennstoffauslasskanal 24 oder mehreren Brennstoffauslasskanälen 24, die nahe dem Auslassende 6 angeordnet sind, in Fluidverbindung. Die Brennstoffauslässe 22 stehen mit dem Brennstoffkanal 18 und entsprechenden Brennstoffauslasskanälen 24 in Fluidverbindung und dienen als deren Abschluss. Wie es beispielsweise in den Fig. 1-7 dargestellt ist, können sich mehrere Brennstoffauslasskanäle 24 von nur einem Brennstoffkanal 18 aus erstrecken, der als ein Sammelraum zum Verteilen, eines durch den Pfeil 26 dargestellten unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs dient, welcher in den Brennstoffeinlass 20, durch den Brennstoffkanal 18 und in die Brennstoffauslasskanäle 24 strömt, wo er als unter Druck stehende Durchsatzströme oder Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 durch die Brennstoffauslässe 22 am Auslassende 16 ausgegeben wird. Der Flüssigbrennstoff 26 kann jeden flüssigen Kohlenwasserstoff beinhalten, der zur Verbrennung in der Brennkammer einer Gasturbine geeignet ist, einschliesslich verschiedener Grade von Dieselbrennstoff (z.B. Dieselbrennstoff Nummer 2). Der Brennstoffkanal 18 kann jede geeignete Grösse und Form haben. In der exemplarischen Ausführungsform der Fig. 1-7 hat der Brennstoffkanal 18 eine halbkreisförmige Querschnittsform mit einer Fläche, die in der Grösse vom Brennstoffeinlass 20 weg gerichtet zunimmt.

[0023] Die Brennstoffauslasskanäle 24 haben Einlasse 27, die in dem halbkreisförmigen Querschnitt des Brennstoffkanals 18 angeordnet sind. Die Brennstoffauslasskanäle 24 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform als der Brennstoffkanal 18 haben, um den Druck des unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs 26 zu erhöhen und Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 mit vorbestimmten Strahleigenschaften wie z.B. Druck, Durchflussrate, Strahlform und dergleichen zu erzeugen. Die Brennstoffauslasskanäle 24 und Brennstoffauslässe 22 können jede geeignete Querschnittsform, Querschnittsgrösse, Länge, räumliche Anordnung und Ausrichtung haben, um Strahlen 23 mit vorbestimmten Strahleigenschaften unter Verwendung des Anteils des unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs 26, der darin strömt, zu erzeugen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können zum Erzeugen einer Zerstäubung des Flüssigbrennstoffs wie hierin beschrieben gewählt werden. In der exemplarischen Ausführungsform der Fig. 1-7haben die Brennstoffauslasskanäle 24 entsprechende nach innen konvergierende Brennstoffauslasskanalachsen 28 und Brennstoffauslässe 22 und die Brennstoffauslasskanäle 24 sind im Abstand angeordnet, um Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 zu erzeugen, die vom Auslassende 16 weg nach innen gerichtet konvergieren. In der exemplarischen Ausführungsform der Fig. 1-7 sind die Brennstoffauslässe 22 radial und in Umfangsrichtung um eine Längsachse 29 so in Abstand angeordnet, dass entsprechende Strahlen des Flüssigbrennstoffs 23 entlang der Längsachse 29 an einem Brennpunkt fokussiert werden, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) (Fig. 7) bestimmt ist, der durch den Winkel der Brennstoffauslasskanalachsen 28 mit der Längsachse 29 definiert ist. Der Brennstoffstrahlwinkel (α) kann so gewählt sein, dass er vorbestimmte Aufpralleigenschaften des Strahls oder der Strahlen 23 mit einem Strahl oder Strahlen eines Flüssigfluids wie hierin beschrieben erzeugt, um einen sich ergebenden Durchsatzstrom 25 zerstäubten von Flüssigbrennstoff 26 mit vorbestimmten Stromeigenschaften einschliesslich der Stromform, Grösse, Zerstäubungspartikel-grosse (z.B. durchschnittliche Grösse und Grössenverteilung, Flüssigbrennstoff-Massendurchsatzrate und dergleichen zu erzeugen.

[0024] Der Düsenkörper 12 enthält auch einen Fluidkanal 38, der sich von einem Fluideinlass 40 am Einlassende 14 zu einem Fluidauslass 42 oder mehreren Fluidauslässen 42 erstreckt, die sich am Auslassende 16 befinden. Der Fluidauslass oder die Auslässe 42 stehen mit dem Fluidauslasskanal 42 oder mehreren Kanälen 44, die nahe dem Auslassende 16 angeordnet sind, in Fluidverbindung. Die Fluidauslässe 44 stehen mit dem Fluidkanal 38 und entsprechenden Fluidkanälen 44 in Fluidverbindung und dienen als deren Abschluss. Wie es beispielsweise in den Fig. 1-7 dargestellt ist, können sich mehrere Fluidauslasskanäle 44 von nur einem Fluidkanal 38 aus erstrecken, der als ein Sammelraum zum Verteilen, eines durch den Pfeil 46 dargestellten unter Druck stehenden Flüssigfluids dient, welches in den Fluideinlass 40, durch den Fluidkanal 38 und in die Fluidauslasskanäle 44 strömt, wo er als unter Druck stehende Durchsatzströme oder Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 46 durch die Fluidauslässe 42 am Auslassende 16 ausgegeben wird. Der Fluidkanal 38 kann jede geeignete Grösse und Form haben. In der exemplarischen Ausführungsform der Fig. 1-7 hat der Fluidkanal 38 eine halbkreisförmige oder ringartige Querschnittsform mit einer Fläche, die dieselbe entlang ihrer Länge in dem Düsenkörper 12 ist.

[0025] Die Fluidauslasskanäle 44 haben Einlasse 47, die in diesem halbkreisförmigen Querschnitt des Fluidkanals 38 angeordnet sind. Die Fluidauslasskanäle 424 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform als der Fluidkanal 38 haben, um den Druck des unter Druck stehenden Flüssigfluids 46 zu erhöhen und Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 mit vorbestimmten Strahleigenschaften, wie z.B. Druck, Durchflussrate, Strahlform und dergleichen zu erzeugen. Die Fluidauslasskanäle 44 und Fluidauslässe 42 können jede geeignete Querschnittsform, Querschnittsgrösse, Länge, räumliche Anordnung und Ausrichtung haben, um Strahlen 43 mit vorbestimmten Strahleigenschaften unter Verwendung des Anteils des unter Druck stehenden Flüssigfluids 46, das darin strömt, zu erzeugen. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können zum Erzeugen einer Zerstäubung des Flüssigbrennstoffs 26 wie hierin beschrieben gewählt werden. In der exemplarischen Aus-führungsform der Fig. 1-7 haben die Fluidauslasskanäle 44 entsprechende nach innen konvergierende Fluidauslasskanal-achsen 48 und Fluidauslässe 42 und die Fluidauslasskanäle 44 sind im Abstand angeordnet, um Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 zu erzeugen, die vom Auslassende 16 weg nach innen gerichtet konvergieren. In der exemplarischen Ausführungsform der Fig. 1-7 sind die Fluidauslässe 42 radial und in Umfangs-richtung um eine Längsachse 29 so in Abstand angeordnet, dass ein Strahl 43 oder entsprechende Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 fokussiert werden, um auf einen Strahl 23 oder mehrere Strahlen Flüssigbrennstoffs 26 entlang der Längsachse 29 an einem Brennpunkt zu treffen, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) und Fluidstrahlwinkel (β) bestimmt ist, wobei der Winkel (β) durch den Winkel der Fluidauslassachsen 48 zur Längsachse 29 bestimmt ist. Dieser Winkel (β) kann so gewählt sein, dass er vorbestimmte Auftreff- und Aufpralleigenschaften des Strahls oder der Strahlen 23 und des Strahls oder der Strahlen 43 einschliesslich eines resultierenden Durchsatzstroms 25 zerstäubten Flüssigbrennstoffs 26 mit vorbestimmten Stromeigenschaften einschliesslich der Stromform, Grösse, Zerstäubungspartikelgrösse (z.B. durchschnittliche Grösse und Grössenverteilung, Flüssigbrennstoff-Massendurchsatzrate und dergleichen erzeugt.

[0026] Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 werden zum Aufprall auf die Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 und zum Erzeugen eines Durchsatzstroms 25 von zerstäubtem Flüssigbrennstoff 26 verwendet. In einer exemplarischen Ausführungsform kann das Flüssigfluid 46 Flüssigbrennstoff 26 dergestalt enthalten, dass Strahlen 43 effektiv Strahlen 23 sind. In dieser Ausführungsform werden wenigstens zwei Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 miteinander zum Zusammenstoss gebracht, um Flüssigbrennstoff 26 zu zerstäuben und einen Durchsatzstrom 25 zu erzeugen, der zerstäubten Flüssigbrennstoff 26 enthält. Eine beliebige Anzahl von Strahlen 23 kann miteinander zum Zusammenstoss gebracht werden, um einen Durchsatzstrom 25 zu erzeugen, der zerstäubten Flüssigbrennstoff 26 mit hierin beschriebenen vorbestimmten Stromeigenschaften einschliesslich einer vorbestimmten Massendurchsatzrate des Flüssigbrennstoffs beinhaltet. In dieser Ausführungsform wird jeder Strahl 23 wie hierin beschrieben ausgerichtet und geführt, dass er von wenigstens einem weiteren Strahl 23 getroffen wird, der ebenfalls zum Erzeugen des gewünschten Aufpralls ausgerichtet und geführt wird. Der Brennpunkt 31 oder Auf-prallpunkt kann so gewählt sein, dass er auf die Längsachse 29 fällt, oder kann mittels geeigneter Ausrichtung und Lage der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 so gewählt werden, dass er den Brennpunkt 31 an einer Stelle vor einem Auslassende 16 positioniert, die sich nicht auf einer Längsachse 29 befindet, wie es in Fig. 7dargestellt ist. Man wird erkennen, dass durch Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23, die wie hierin beschrieben für einen Aufprall ausgerichtet sind, entsprechende mehrere Brennpunkte 31 an entsprechenden mehreren Stellen vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Durchsatzströme 25, die den zerstäubten Flüssigbrennstoff 26 enthalten, einen zusammengesetzten Durchsatzstrom 251 mit vorbestimmten zusammengesetzten Stromeigenschaften erzeugen können. In dieser Ausführungsform kann der Flüssigbrennstoff 26 sowohl durch einen Brennstoffkanal 18 als auch einen Fluidkanal 38 wie in der in Fig. 7 dargestellten Konfiguration zugeführt werden, in welcher das Flüssigfluid 46 Brennstoff ist, sodass beide Kanäle effektiv Brennstoffkanäle sind, oder dass der Düsenkörper einfach nur einen Brennstoffkanal 18 besitzt, der dafür konfiguriert ist, die Brennstoffauslasskanäle 24 und Fluidauslasskanäle 24 so zu versorgen, dass sie beide effektiv Brennstoffauslasskanäle 24 sind.

[0027] In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Flüssigfluid 46 Wasser enthalten, um eine vorbestimmte Verbrennungscharakteristik, wie z.B. eine Verringerung der Temperatur in dem Brenner, der Turbineneinlasstemperatur oder der Befeuerungstemperatur zu erzeugen. In dieser Ausführungsform werden wenigstens ein Strahl 43 von Flüssigbrennstoff 26 und wenigstens ein Strahl 43 von Flüssigfluid 46 miteinander zum Zusammenstoss gebracht, um den Flüssigbrennstoff 26 und das Flüssigfluid 46 (z.B. Wasser) zu zerstäuben und zu emulgieren und einen Durchsatzstrom 25 zu erzeugen, der zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46 enthält. Ohne theoretische Einschränkung zerstäubt und vermischt der Aufprall des Strahls 23 von Flüssigbrennstoff und des Strahls 43 von Flüssigfluid 46 den Flüssigbrennstoff 26 und das Flüssigfluid 46 unter Erzeugung einer zerstäuben Emulsion von Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46. Die zerstäubte Emulsion kann zerstäubte Tröpfchen von Wasser enthalten, die mit Brennstoff abgedeckt oder beschichtet sind. Die von dem Brenner erzeugte Wärme bewirkt eine rasche Verdampfung der Wassertröpfchen. Die Verdampfungswärme in Verbindung mit der Verdampfung des Wassers senkt die in dem Brenner zu verringernde Temperatur und die rasche Verdampfung bewirkt eine Explosion der Tröpfchen, um dadurch sogar noch kleinere Tröpfchen von Brennstoff zu erzeugen und deren Zerstäubungs- und Verbrennungseigenschaften noch weiter zu verbessern. Eine beliebige Anzahl von Strahlen 23 kann mit einer beliebigen Anzahl von Strahlen 43 zum Erzeugen des Durchsatzstroms 25, der zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46 mit hierin beschriebenen vorbestimmten Stromeigenschaften besitzt, zum Zusammenstoss gebracht werden. In dieser Ausführungsform wird jeder Strahl 23 von Flüssigbrennstoff 26 wie hierin beschrieben ausgerichtet und geführt, dass er durch wenigstens einen Strahl 43 von Flüssigfluid 46 getroffen wird, der ebenfalls zum Erzeugen des gewünschten Aufpralls ausgerichtet und geführt wurde. Der Brennpunkt 31 oder Aufprallpunkt kann so gewählt werden, dass er auf die Längsachse 29 fällt, oder kann durch eine geeignete Ausrichtung und Lage der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 sowie der Fluidauslässe 42 und Fluidauslasskanäle 24 so gewählt werden, dass der Brennpunkt 31 an einer Stelle vor einem Auslassende 14 und nicht auf einer Längsachse 29 wie in Fig. 7 dargestellt, positioniert wird. Man erkennt, dass durch Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23 und Strahlen 43, die wie hierin beschrieben zum Aufprall ausgerichtet sind, entsprechende mehrere Brennpunkte 31 an entsprechenden mehreren Stellen vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Durchsatzströme 25 von zerstäubtem Brennstoff 25 einen zusammengesetzten Durchsatzstrom 25 ́ mit vorbestimmten zusammengesetzten Charakteristiken erzeugen können.

[0028] Der die Düsenspitze 50 und den Adapter 52 enthaltende Düsenkörper 12 kann mittels jedes geeigneten Herstellungsverfahrens einschliesslich der Herstellung des Düsenkörpers 12 als eine integrierte einteilige Komponente hergestellt werden und kann alternativ durch nur eine Art von Querschnittsdarstellung oder Schraffierung dargestellt werden. Der Düsenkörper 12 kann als eine einteilige Komponente hergestellt werden, indem Ausschmelz-Gussverfahren zum Erzeugen des Brennstoffkanals 18 des Adapters 52 genutzt werden, und dann herkömmliche Bearbeitungstechniken angewendet werden, um den Fluidkanal 37 des Adapters 52 und die Brennstoffauslasskanäle 24 und Fluidauslasskanäle 44 der Düsenspitze 50 zu erzeigen. Alternativ kann der Düsenkörper 12 hergestellt werden, indem eine getrennt hergestellte Düsenspitze 50 mit darin ausgebildeten Brennstoffauslasskanälen 24 und Fluidauslasskanälen 44 mit einem getrennt hergestellten Adapter 52 mit einem darin ausgebildeten Brennstoffkanal 18 und Fluidkanal 38 verbunden wird. Die Düsenspitze 50 und der Adapter 52 können mittels jedes geeigneten Verbindungsverfahrens verbunden werden, das für die Erzeugung einer metallurgischen Verbindung 51 zwischen diesen geeignet ist, einschliesslich verschiedener Formen von Schweissung, sodass die metallurgische Verbindung 51 eine Schweissverbindung beinhalten kann. Die Düsenspitze 50 und der Adapter 52 können auch mittels Hartlötung zum Ausbilden einer metallurgischen Verbindung 51 verbunden werden, welche ein Metallverbindungsprozess ist, in welchem ein Füllermaterial zwischen zwei oder mehr eng aneinander sitzenden Teilen unter Anwendung von Kapillarwirkung zum Einsaugen des Hartlötmaterials in den Raum zwischen den Teilen und Ausbilden einer metallurgischen Verbindung zwischen diesen verteilt wird, sodass die metallurgische Verbindung 51 eine Hartlötverbindung enthalten kann. Der Adapter 52 kann beispielsweise mittels Ausschmelz-Guss, um die zylindrische Aussenform und den Brennstoffkanal 18 auszubilden, und dann unter Verwendung herkömmlicher Bearbeitungstechniken um den Fluidkanal 38 zu erzeugen, hergestellt werden.

[0029] Der Düsenkörper 12 kann aus einem beliebigen geeigneten Hochtemperaturmaterial hergestellt werden, das dafür angepasst ist, der Brenntemperatur eines Gasturbinenbrenners von etwa 1593 °C (2900 °F) zu widerstehen. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Düsenkörper 12 aus einer Superlegierung, wie z.B. einer Ni-basierenden Superlegierung einschliesslich beispielsweise HastalloyX (UNS N6002) bestehen. Das Auslassende 16 des Düsenkörpers 12 kann jedes geeignete Formprofil einschliesslich einer konkaven oder in Fig. 7 dargestellter konischer Form haben.

[0030] In den Fig. 6-8 ist die Brennstoffeinspritzdüse 10 zur Verwendung mit einem und zur Anordnung in einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 konfiguriert. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 kann jede geeignete Querschnittsform und Länge einschliesslich die einer in den Fig. 6-8dargestellten im Wesentlichen zylindrischen Form haben. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 enthält ein unterteiltes Fluidrohr 112, das in einem Befestigungsflansch 114 angeordnet ist. Das unterteilte Rohr 112 erstreckt sich von einem Einlassende 116 zu einem Auslassende 118, das mit einem Einlassende 14 des Düsenkörpers 12 verbunden ist. Das unterteilte Rohr 112 kann unter Verwendung jeder geeigneten Unterteilungsanordnung unterteilt sein, um einen Durchtritt von wenigstens zwei Fluiden entlang der Länge des Rohres von dem Einlassende 116 zu dem Auslassende 118 gemäss Darstellung in den Fig. 7und 8 zu ermöglichen. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das unterteilte Rohr 112 unter Verwendung einer konzentrischen Rohranordnung unterteilt, wobei das Innenrohr 120 konzentrisch in dem Aussenrohr 122 angeordnet ist. Das Innenrohr 120 und das Aussenrohr 122 sind bezüglich ihrer entsprechenden Innen- und Aussendurchmesser so bemessen, dass sie einen Brennstoffkreislauf 124 in dem Innenrohr 120 und einem Fluidkreislauf 126 zwischen dem Innenrohr 120 und dem Aussenrohr 122 definieren. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Fluidkreislauf 126 ein Brennstoffkreislauf sein, um unter Druck stehenden Flüssigbrennstoff wie hierin beschrieben zu liefern. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann der Fluidkreislauf 126 unter Druck stehendes Flüssigfluid 46, einschliesslich Wasser, wie hierin beschrieben, liefern. Der Düsenkörper 12 kann mit dem unterteilten Rohr 112 unter Verwendung irgendeines geeigneten Verbindungsverfahrens einschliesslich verschiedener Formen von Schweissung verbunden sein. Das Einlassende oder die Enden 116 des Unterteilungsrohres 112 sind in einer passenden Vertiefung oder Vertiefungen 128 angeordnet, die in dem Befestigungsflansch 114 ausgebildet sind, und können mit dem Befestigungsflansch 114 über eine Schweissnaht oder Schweiss-nähte 130 verbunden sein. Der Brennstoffkreislauf 124 steht mit einer Quelle von unter Druck stehendem Flüssigbrennstoff 26 über einen externen Brennstoffkreislauf 132, der verschiedene Rohre oder (nicht dargestellte) Kanäle aufweist, welche fluidführend mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 unter Verwendung eines lösbaren Verbinders 134 verbunden sind, in Fluidverbindung. Ebenso steht der Fluidkreislauf 126 mit einer Quelle von unter Druck stehendem Flüssigfluid 46 durch einen externen Fluidkreislauf 136 in Fluidverbindung, der verschiedene Rohre oder (nicht dargestellte) Kanäle zur Übertragung von Flüssigfluid 46 aufweist, die an der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 und dem Befestigungsflansch 114 durch einen lösbar anbringbaren Verbinder 138 lösbar angebracht sein können. Der Fluidkreislauf 126 kann auch einen darin ausgebildeten und mit dem Fluidkreislauf 126 in Fluidverbindung stehenden Befestigungsflansch 140 enthalten.

[0031] Gemäss den Fig. 9 und 10 kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 in einer Brenner-Brennstoffdüse 200 angeordnet sein, die dafür genutzt wird, Erdgas als einen Hauptbrennstoff für den Brenner einer Gasturbine zu liefern. Die Brenner-Brennstoffdüse 200 enthält einen Erdgaskreislauf 210, der an einer Seite durch ein Innenrohr 212 begrenzt ist, die einen Brennstoffeinspritzvorrichtungs-Hohlraum 214 definiert, der für die Aufnahme der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 einschliesslich des unterteilten Rohres 112 und der Düse 10 mit dem in einer Öffnung 216 an einem distalen Ende 218 der Brennerdüse angeordneten Auslassende 16 des Düsenkörpers 12 konfiguriert ist. Der Düsenkörper 12 ist für die Einspritzung eines Sekundär- oder Reservebrennstoffes in den Brenner als eine zerstäubte Flüssigbrennstoff-Flüssigfluid-Emulsion durch die Öffnung 216 konfiguriert. Gemäss Darstellung in Fig. 10 können mehrere Brenner-Brennstoffdüsen 200, die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 100 enthalten, kombiniert sein, um ein Brennerrohr 300 auszubilden. Mehrere (nicht dargestellte) Brennerrohre 300, wobei jedes Brennerrohr mehrere Brenner-Brennstoffdüsen 200 und Brennstoffeinspritzvorrichtungen 100 enthält, können in Umfangsrichtung in einer herkömmlichen Weise um einen (nicht dargestellten) Brennerabschnitt einer Gasturbine angeordnet sein, um eine Gasturbine bereitzustellen, die eine Zweibrennstoff-Versorgungsfähigkeit besitzt, oder die eine Gasturbine mit einer Haupt-(Erdgas)- und Sekundär- oder Reserve-(Flüssigbrennstoff) -Brennstoff-Versorgungsfähigkeit bereitstellt.

[0032] Fig. 11 veranschaulicht eine zweite exemplarische Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzdüse 10. Die Brennstoffeinspritzdüse 10 enthält den Düsenkörper 12 und die anderen Elemente der Düse wie hierin offengelegt. In dieser Ausführungsform können der Brennstoffkanal 18 und der Fluidkanal 38 des Adapters 52 dergestalt angeordnet sein, dass ein Kanal in dem anderen Kanal angeordnet ist, einschliesslich einer Konfiguration, in welcher ein Kanal konzentrisch in Bezug auf den anderen Kanal angeordnet ist. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 ist der Brennstoffkanal 18 in dem Fluidkanal 38 angeordnet, und insbesondere ist der Brennstoffkanal 18 konzentrisch in dem Fluidkanal 38 angeordnet. Jedoch kann diese Konfiguration umgekehrt sein, sodass der Fluidkanal 38 in dem Brennstoffkanal 18 angeordnet ist, und insbesondere der Fluidkanal 38 konzentrisch in dem Brennstoffkanal 18 angeordnet ist. In der in Fig. 11 dargestellten Konfiguration ist der Brennstoffkanal 18 für eine Fluidverbindung mit dem Brennstoffkreislauf 124 in einem Einlassende 14 konfiguriert und hat eine kegelstumpfförmige Form, welche sich zu einem Auslassende 15 und einem an die Düsenspitze 50 angrenzenden Auslass 17 des Adapters 52 öffnet. Der Fluidkanal 38 ist für eine Fluidverbindung mit dem Fluidkreislauf 124 in dem Einlassende 14 konfiguriert und hat eine kegelstumpfförmige Ringform, welche sich zu dem Auslassende 15 und dem an die Düsenspitze 50 angrenzenden Auslass 19 des Adapters 52 hin öffnet und den Brennstoffkanal 18 umgibt.

[0033] Eine Vielzahl von vier Brennstoffauslasskanälen 24 ist radial von der Längsachse 29 in einen beliebigen geeigneten radialen Abstand und in Umfangsrichtung voneinander in einem beliebigen geeigneten Umfangsabstand angeordnet. In der Ausführungsform von Fig. 11 sind die Kanäle gleichmässig etwa in 90°-Intervallen angeordnet. Die Kanäle enthalten die in Fig. 11dargestellten zwei Brennstoffauslasskanäle 24, die radial gleichmässig um die Längsachse 29 in Abstand angeordnet und die in Umfangsrichtung im 180°-Abstand angeordnet sind. Jedoch kann jede beliebige Anzahl zusätzlicher Brennstoffauslasskanäle 24 mit jedem geeigneten radialen oder Umfangsabstand verwendet werden. Die Brennstoffauslasskanäle 24 haben Einlasse 27, die sich in dem kreisrunden Querschnitt des Brennstoffkanals 18 befinden. Die Brennstoffauslasskanäle 24 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine andere Querschnittsform als der Brennstoffkanal 18 haben, um den Druck des unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs 26 zu erhöhen und um Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 mit vorbestimmten Strahleigenschaften zu erzeugen, wie z.B. Druck, Durchflussrate, Strahlform und dergleichen. Die Brennstoffauslasskanäle 24 und Brennstoffauslässe 22 können jede geeignete Querschnittsform, Querschnittsgrösse, Länge, räumliche Lage und Ausrichtung haben, um Strahlen 23 mit vorbestimmten Strahleigenschaften unter Verwendung des Anteils des unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs 26 zu erzeugen, der darin strömt. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können gewählt werden, um eine Zerstäubung des Flüssigbrennstoffs wie hierin beschrieben zu erzeugen. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 haben die Brennstoffauslasskanäle 24 entsprechende nach innen konvergierende Brennstoffauslasskanal-achsen 28 und die Brennstoffauslässe 22 und die Brennstoffauslasskanäle 24 sind so in Abstand angeordnet, dass sie Strahlen 23 von Flüssigbrennstoff 26 erzeugen, die von dem Auslassende 16 weg nach innen konvergieren. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 sind die Brennstoffauslässe 22 radial und in Umfangsrichtung um eine Längsachse 29 in Abstand so angeordnet, dass entsprechende Strahlen des Flüssigbrennstoffs 23 entlang der Längsachse 29 bei einem Brennpunkt 31 fokussiert werden, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) bestimmt ist, der durch den Winkel der Brennstoffauslasskanalachsen 28 zur Längsachse 29 definiert ist. Der Brennstoffstrahlwinkel (α) kann gewählt werden, um vorbestimmte Aufpralleigenschaften der Strahlen 23 zu erzeugen, um einen resultierenden Durchsatzstrom 25 von zerstäubtem Flüssigbrennstoff 26 mit vorbestimmten Stromeigenschaften einschliesslich der Stromform, Grösse, Grösse der zerstäubten Partikel (z.B. durchschnittliche Grösse) und Grössenverteilung, Flüssigbrennstoff-Massendurchsatzrate und dergleichen zu erzeugen. In dieser Ausführungsform kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 vorteilhaft nur mit einem Durchfluss von unter Druck stehendem Flüssigbrennstoff 26 und ohne die Verwendung von unter Druck stehendem Flüssigfluid 46, wie z.B. Wasser, das durch den Fluidkreislauf 126 strömt, betrieben werden, und trotzdem einen Strom von zerstäubtem Flüssigbrennstoff 26 zur Verbrennung erzeugen.

[0034] Eine Vielzahl von vier Fluidauslasskanälen 44 ist radial von der Längsachse 29 in einen beliebigen geeigneten radialen Abstand und in Umfangsrichtung voneinander in einem beliebigen geeigneten Umfangsabstand angeordnet. In der Ausführungsform von Fig. 11 sind die Kanäle gleichmässig etwa in 90°-Intervallen angeordnet. Die Kanäle enthalten die in Fig. 11dargestellten zwei Fluidauslasskanäle 44, die radial gleichmässig um die Längsachse 29 in Abstand angeordnet und die in Umfangsrichtung im 180°-Abstand angeordnet sind. Jedoch kann jede beliebige Anzahl zusätzlicher Fluidauslasskanäle 24 mit jedem geeigneten radialen oder Umfangsabstand verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der radiale Abstand der Fluidauslasskanäle 44 grösser als der radiale Abstand der Brennstoffauslasskanäle 24, sodass die Brennstoffauslasskanäle 24 und die Brennstoffauslässe 22 konzentrisch in den Fluidauslasskanälen 44 und Fluidkanälen 42 angeordnet sind. Die Fluidauslasskanäle 44 haben Einlasse 47, die sich innerhalb des kreis- oder ringförmigen Querschnittes des Fluidkanals 38 befinden. Die Fluidauslasskanäle 44 können eine kleinere Querschnittsfläche und eine unterschiedliche Querschnittsform als der Fluidkanal 38 haben, um den Druck des unter Druck stehenden Flüssigfluids 46 zu erhöhen und Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 mit vorbestimmten Strahleigenschaften wie z.B. Druck, Durchflussrate, Strahlform und dergleichen zu erzeugen. Die Fluidauslasskanäle 44 und Fluidauslässe 42 können jede geeignete Querschnittsform, Querschnittsgrösse, Länge, räumliche Anordnung und Ausrichtung haben, um Strahlen 43 mit vorbestimmten Strahleigenschaften von dem Anteil des unter Druck stehenden Flüssigfluids 46 zu erzeugen, das darin strömt. Die vorbestimmten Strahleigenschaften können gewählt werden, um eine weitere Zerstäubung des Flüssigbrennstoffs 26 wie hierin beschrieben zu erzeugen. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 haben die Fluidauslasskanäle 44 entsprechende nach innen konvergierende Fluidauslasskanalachsen 48 und die Fluidauslässe 42 und die Kanäle 44 sind so in Abstand angeordnet, dass sie Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 erzeugen, die nach innen von dem Auslassende 16 aus konvergieren. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 sind die Fluidauslässe 42 radial und in Umfangsrichtung in Abstand um eine Längsachse 29 des Düsenkörpers 12 so angeordnet, dass ein Strahl 43, oder mehrere Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 fokussiert werden, dass sie ebenfalls auf die mehreren Strahlen von Flüssigbrennstoff 26 entlang der Längsachse 29 an einem Brennpunkt auftreffen, der durch den Brennstoffstrahlwinkel (α) und dem Fluidstrahlwinkel (β) definiert ist, wobei der Winkel (β) durch den Winkel der Fluidauslasskanalachsen 48 zur Längsachse 29 definiert ist. Dieser Winkel (β) kann so gewählt sein, dass er vorbestimmte Auftreff- und Aufpralleigenschaften des Strahls oder der Strahlen 23 und des Strahls oder der Strahlen 43 einschliesslich eines resultierenden Durchsatzstroms 25 von zerstäubtem Flüssigbrennstoff 26 mit vorbestimmten Stromeigenschaften, einschliesslich der Stromform, Grösse, Grösse der zerstäubten Partikel (z.B. durchschnittliche Grösse) und Grössenverteilung, Massendurchsatzrate und dergleichen hat.

[0035] In dieser Ausführungsform kann das Flüssigfluid 46 Wasser enthalten, um eine vorbestimmte Verbrennungscharakteristik, wie z.B. eine Verringerung der Temperatur in dem Brenner, der Turbineneinlasstemperatur oder der Befeuerungstemperatur zu erzeugen. In dieser Ausführungsform werden mehrere Strahlen 43 von Flüssigbrennstoff 26 und mehrere Strahlen 43 von Flüssigfluid 46 miteinander zum Zusammenstoss gebracht, um den Flüssigbrennstoff 26 und das Flüssigfluid 46 (z.B. Wasser) zu zerstäuben und zu emulgieren und einen Durchsatzstrom 25 zu erzeugen, der zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46 enthält. Ohne theoretische Einschränkung zerstäubt und vermischt der Aufprall des Strahls 23 von Flüssigbrennstoff und des Strahls 43 von Flüssigfluid 46 den Flüssigbrennstoff 26 und das Flüssigfluid 46 unter Erzeugung einer zerstäuben Emulsion von Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46. Die zerstäubte Emulsion kann zerstäubte Tröpfchen von Wasser enthalten, die mit Brennstoff abgedeckt oder beschichtet sind. Die von dem Brenner erzeugte Wärme bewirkt eine rasche Verdampfung der Wassertröpfchen. Die Verdampfungswärme in Verbindung mit der Verdampfung des Wassers senkt die in dem Brenner zu verringernde Temperatur und die rasche Verdampfung bewirkt eine Explosion der Tröpfchen, um dadurch sogar noch kleinere Tröpfchen von Brennstoff zu erzeugen und deren Zerstäubungs- und Verbrennungseigenschaften noch weiter zu verbessern. Eine beliebige Anzahl von Strahlen 23 kann mit einer beliebigen Anzahl von Strahlen 43 zum Erzeugen des Durchsatzstroms 25, der zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff 26 - Flüssigfluid 46 mit hierin beschriebenen vorbestimmten Stromeigenschaften besitzt, zum Zusammenstoss gebracht werden. In dieser Ausführungsform wird jeder Strahl 23 von Flüssigbrennstoff 26 wie hierin beschrieben ausgerichtet und geführt, dass er durch wenigstens einen Strahl 43 von Flüssigfluid 46 getroffen wird, der ebenfalls zum Erzeugen des gewünschten Aufpralls ausgerichtet und geführt wurde. Der Brennpunkt 31 oder Aufprallpunkt kann so gewählt werden, dass er auf die Längsachse 29 fällt, oder kann durch eine geeignete Ausrichtung und Lage der Brennstoffauslässe 22 und der Brennstoffauslasskanäle 24 sowie der Fluidauslässe 42 und Fluidauslasskanäle 24 so gewählt werden, dass der Brennpunkt 31 an einer Stelle vor einem Auslassende 14 und nicht auf einer Längsachse 29 wie in Fig. 7dargestellt, positioniert wird. Man erkennt, dass durch Definieren mehrerer Paare von Strahlen 23 und Strahlen 43, die wie hierin beschrieben zum Aufprall ausgerichtet sind, entsprechende mehrere Brennpunkte 31 an entsprechenden mehreren Stellen vor dem Auslassende 16 definiert werden können, und dass die entsprechenden mehreren Durchsatzströme 25 von zerstäubtem Brennstoff 25 einen zusammengesetzten Durchsatzstrom 251 mit vorbestimmten zusammengesetzten Charakteristiken erzeugen können.

[0036] Die Brennstoffeinspritzdüse 10 und der Düsenkörper 12 können als eine einteilige Komponente hergestellt werden oder können als eine zweiteilige Komponente durch Verbinden eines Adapters 52 und der Düsenspitze 50 wie hierin beschrieben hergestellt werden.

[0037] Das Einlassende 14 der Brennstoffeinspritzdüse 10 ist an dem Auslassende 118 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 angeordnet. Die Düse 10 kann auf der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 mittels jeder(s) geeigneten Befestigung oder Befestigungsverfahrens angebracht werden, wird aber bevorzugt mittels einer metallurgischen Verbindung 119 befestigt. Jede geeignete metallurgische Verbindung 119 kann verwendet werden, einschliesslich einer Hartlötverbindung oder Schweissung, die mittels verschiedener Formen von Schweissung ausgebildet sein kann. In der exemplarischen Ausführungsform von Fig. 11 enthält die metallurgische Verbindung 119 eine Stumpfschweissung 121. Eine Stumpfschweissung 121 kann beispielsweise erzeugt werden, indem zuerst das Innenrohr 120 an den Innenabschnitt 123 des Einlassendes 14 des Adapters 52 stumpfgeschweisst wird. Nach jeder erforderlichen Inspektion des inneren Abschnittes der Stumpfschweissung 121 kann das Aussenrohr 122 an den Aussenabschnitt 125 des Einlassrohres 14 des Adapters 52 stumpfgeschweisst werden. Gemäss Darstellung in Fig. 11enthält das Einlassende 14 des Düsenkörpers 12 eine Stufe 13 und das Auslassende 118 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 enthält eine Stufe 113, und diese Stufen 13, 113 sind passend zueinander angeordnet. Diese passenden Stufen können dazu genutzt werden, die Verbindung zu erleichtern, indem sie die Ausführung der Schweissung in unterschiedlichen Ebenen unter Anwendung von getrennten Schweissoperationen ermöglichen. In einer exemplarischen Ausführungsform kann das Einlassende nach aussen gerichtet gestuft sein, wobei der innere Abschnitt 123 des Einlassendes 14 nach aussen von dem Adapter 52 weg vorsteht, während das Auslassende der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 mit dem in dem nach aussen vorstehenden Aussenrohres 122 zurückgezogenen Innenrohr 120 gestuft ist.

[0038] Gemäss Fig. 12 beinhaltet ein Verfahren 500 zum Herstellen einer Brennstoffeinspritzdüse 10 die Herstellung 510 eines Düsenkörpers 12 zur Fluidübertragung eines Flüssigbrennstoffs 26, um einen Flüssigbrennstoffstrahl 23 zu erzeugen, und eines Flüssigfluids 46, um einen Fluidstrahl 43 wie hierin beschrieben zu erzeugen. Wie hierin beschrieben, kann die Herstellung 510 optional das Herstellen 520 eines einteiligen Düsenkörpers 12, wie z.B. durch Ausschmelzguss oder Sintern eines Pulvermetallformteils beinhalten, und kann auch Bearbeiten, Bohren und andere Metallbearbeitungsverfahren anwenden, um die verschiedenen Merkmale des Düsenkörpers 12 zu erzeugen. Alternativ kann die Herstellung 510 auch das Herstellen 530 eines zweitteiligen Düsenkörpers durch Herstellen 532 des Adapters 52, Herstellen 534 der Düsenspitze 50 und Verbinden 536 des Adapters 52 mit der Düsenspitze 50, wie z.B. durch Schweissen oder Hartlöten wie hierin beschrieben, beinhalten. Das Verfahren 500 kann auch das Verbinden 540 eines Einlassendes 14 des Düsenkörpers 12 mit einem Auslassende 118 einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 beinhalten, wobei das Einlassende des Düsenkörpers 12 mit einer Stufe 13 versehen und für einen passenden Eingriff mit einer Stufe 113 an dem Auslassende 118 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 konfiguriert ist.

[0039] Unter Bezugnahme auf Fig. 13wird ein Verfahren 600 zum Steuern eines Brenners einer Gasturbine offengelegt. Der Brenner und die Gasturbine können jede geeignete Konstruktion einschliesslich verschiedener herkömmlicher Brenner- und Gasturbinenkonstruktionen haben. Das Verfahren 600 beinhaltet die funktionelle Anordnung 610 eines Brennerrohrs 300 wie hierin beschrieben in dem Brenner der Gasturbine. Das Brennerrohr 300 enthält mehrere Brenner-Brennstoffdüsen 200, wovon jede eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 hat, die dafür konfiguriert ist, selektiv einen Flüssigbrennstoff, ein Flüssigfluid oder Flüssigbrennstoff und Flüssigfluid an eine Brennstoffeinspritzdüse 10 zu liefern, die dafür konfiguriert ist, jeweils mehrere Flüssigbrennstoffstrahlen, mehrere Flüssigfluidstrahlen oder eine Kombination davon zu erzeugen, die wiederum dafür konfiguriert sind, einen zerstäubten Flüssigbrennstoff ström, einen zerstäubten Flüssigfluidstrom oder einen zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff/Flüssigfluid-Strom zu erzeugen. Das Verfahren 600 beinhaltet auch das selektive Liefern 620 eines Anteils von Flüssigbrennstoff, Flüssigfluid oder einer Kombination davon an die Brennstoffeinspritzdüse, um einen vorbestimmten zerstäubten Flüssigbrennstoffström, zerstäubten Flüssigfluidstrom oder einen zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff /Flüssigfluid-Strom zu erzeugen.

[0040] Das Verfahren 600 kann beispielsweise mit der in Fig. 11 dargestellten Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 genutzt werden, um selektiv unter Druck stehenden Brennstoff nur durch den Brennstoffkanal 18 und die Brennstoffauslasskanäle 24 zu liefern, 620, um einen zerstäubten Flüssigbrennstoffstrom 25 zur Verbrennung in dem Brenner zu erzeugen. Diese Betriebskonfiguration kann während eines vorbestimmten Niederlastzustandes der Gasturbine angewendet werden, bei dem es nicht erforderlich ist, die Verbrennungstemperatur zu begrenzen, oder wenn beispielsweise der Brenner zu einer vorbestimmten Verbrennungstemperatur hochgefahren wird. In einer exemplarischen Ausführungsform ist ein Niederlastzustand eine Last, die kleiner gleich etwa 30% der Grundlast einer Gasturbine ist und insbesondere ein Lastzustand, der etwa 10% bis etwa 30% der Grundlast ist. Ein Hochlastzustand ist eine Last, die etwa 30% grösser als die Grundlast der Gasturbine ist. Diese Konfiguration kann vorteilhaft beispielsweise während des Hochfahrens der Gasturbine genutzt werden, um einen Hochfahrmodus zu definieren. Bei dem Hochfahren liegt ein Niederlastzustand dergestalt vor, dass die Verwendung eines Kühlfluids, wie z.B. von Wasser, zum Kühlen des Brenners zur Steuerung der Abgasemissionen im Allgemeinen nicht erforderlich ist. Somit kann die alleinige Zuführung von Brennstoff nur beim Startvorgang genutzt werden, wobei aber der unter Druck stehende Brennstoff 26 wie hierin beschrieben zerstäubt wird, um den Verbrennungswirkungsgrad zu verbessern.

[0041] Das Verfahren 600 kann beispielsweise mit der in Fig. 11 dargestellten Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 genutzt werden, um selektiv unter Druck stehenden Flüssigbrennstoff durch den Brennstoffkanal 18 und die Brennstoffauslasskanäle 24 und unter Druck stehendes Fluid, einschliesslich eines Kühlfluids wie z.B. Wasser, durch den Fluidkanal 38 und die Fluidauslasskanäle 44 zu liefern, 620, um einen zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff 26/Flüssigfluid 46-Strom 25 zur Verbrennung in dem Brenner zu erzeugen. Diese Betriebskonfiguration kann während eines vorbestimmten Betriebszustandes des Brenners genutzt werden, in welchem wenigstens eine Brenner-Brennstoffdüse 200 dafür konfiguriert ist, sowohl Flüssigbrennstoff als auch Flüssigfluid zu liefern, und die entsprechenden Flüssigbrennstoffstrahlen und Flüssigfluidstrahlen einen zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff-Flüssigfluid-Strom zur Verbrennung in dem Brenner liefern. Dieser Strom kann beispielsweise dazu genutzt werden, eine verbesserte Verbrennung einschliesslich eines vorbestimmten Verbrennungswirkungsgrades durch die Zerstäubung und Emulgierung des Brennstoffs wie hierin beschrieben zu erzeugen. Das Flüssigfluid, wie z.B. Wasser, verringert auch die Verbrennungstemperatur, was dazu genutzt werden kann, die Abgasemissionen aus dem Brenner zu steuern, insbesondere, indem der während der Verbrennung erzeugte NOx-Anteil verringert wird, und um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen bei einer vorbestimmten Verbrennungstemperatur zu erzeugen. Somit können die relativen Anteile an Flüssigbrennstoff 26 und Flüssigfluid 46, die der Brennstoffeinspritzvorrichtung zugeführt werden, gesteuert werden, um ein(en) vorbestimmten Verbrennungswirkungsgrad, Verbrennungstemperatur oder Emissionsbestandteileprofil oder eine Kombination davon zu erzeugen. Die Anteile können, entweder in Gewichtsprozent oder Volumenprozent gemessen, von 100 > X > 0 gesteuert werden, wobei X der Anteil des Brennstoffs in Volumen- oder Gewichtsprozent des gesamten Flüssigbrennstoffs und Flüssigfluids ist, und der Anteil des Flüssigfluids durch 1-X definiert ist. Der zerstäubte und emulgierte Flüssigbrennstoff 26/Flüssigfluid 46-Strom 25 kann vorteilhaft genutzt werden, indem dessen Anteile über einen breiten Bereich normaler Betriebszustände des Brenners und der Gasturbine gesteuert werden, um einen Betriebsmodus zu definieren. Er kann mit besonderem Vorteil bei höheren Turbinendrehzahlen und Lasten genutzt werden, welche im Wesentlichen höhere Verbrennungstemperaturen haben, und bei denen die Einhaltung der Abgasemissionen eine Verringerung der Verbrennungstemperaturen erfordert, um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erzeugen.

[0042] Das Verfahren 600 kann beispielsweise auch mit der in Fig. 11 dargestellten Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 genutzt werden, um selektiv unter Druck stehendes Flüssigfluid nur durch den Fluidkanal 38 und die Fluidauslasskanäle 44 zu liefern, 620, um einen zerstäubten Flüssigfluidstrom 25 zu erzeugen. Dieser Strom kann in Verbindung mit weiteren Einspritzvorrichtungen, die einen Strom 25 von zerstäubtem Brennstoff 26 oder einen Strom 25 von zerstäubtem und emulgiertem Flüssigbrennstoff 26/Flüssigfluid 46 zur Verbrennung liefern, verwendet werden, um den Brenner zu kühlen oder die Verbrennungstemperatur abzusenken und einen Kühlmodus bereitzustellen. Er kann mit besonderem Vorteil bei höheren Turbinendrehzahlen und Lasten genutzt werden, welche im Allgemeinen höheren Brennstoffverbrauch und höhere Verbrennungstemperaturen haben, und bei denen die Einhaltung der Abgasemissionen eine weitere Verringerung der Verbrennungstemperaturen erfordert, um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erzeugen. Während eines Hochlastzustandes des Brenners ist wenigstens eine Brenner-Brennstoffdüse 200 dafür konfiguriert, nur Flüssigfluid zu liefern und die entsprechenden Flüssigfluidstrahlen erzeugen einen zerstäubten Flüssigfluidstrom zum Kühlen des Brenners oder zum Absenken der Verbrennungstemperatur.

[0043] Die selektive Lieferung 620 kann auch während eines Überganges von einem Niedriglastzustand des Brenners zu einem Betriebszustand die Konfiguration beinhalten, dass wenigstens eine Brenner-Brennstoffdüse 200 nur Flüssigbrennstoff 26 zu liefert und dass die entsprechenden Flüssigbrennstoffstrahlen 23 einen zerstäubten Flüssigbrennstoffström 25 zur Verbrennung in dem Brenner während des Niederlastzustandes liefern, und der Übergang auch die Lieferung von Flüssigfluid an diese Brenner-Brennstoffdüsen dergestalt umfasst, dass die Flüssigbrennstoff strahlen und die Flüssigfluidstrahlen zerstäubte und emulgierte Flüssigbrennstoff/Flüssigfluid-Ströme zur Verbrennung in dem Brenner liefern. Alternativ kann der Übergang die Konfiguration mehrerer weiterer Brenner-Brennstoffdüsen 200 dergestalt umfassen, dass sie gleichzeitig sowohl Flüssigbrennstoff 26 als auch Flüssigfluid 43 liefern, und die entsprechenden Flüssigbrennstoffstrahlen 26 und die Flüssigfluidstrahlen 23 der anderen Brenner-Brennstoffdüsen 200 einen zerstäubten und emulgierten Flüssigbrennstoff/Flüssigfluid-Strom 25 zur Verbrennung in dem Brenner liefern. Der Anteil des während des Übergangs gelieferten Flüssigfluids kann als eine Funktion der Zeit verändert werden. Beispielsweise kann der Anteil des Fluids abhängig von einem vorbestimmten Profil als eine Funktion der Zeit verändert werden. Dieses kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Erwärmungsrate des Brenners, oder die Anstiegsrate der Verbrennungstemperatur zu steuern, um einen vorbestimmten Wert der Brennertemperatur oder der Verbrennungstemperatur oder einer Kombination davon zu erzielen, oder um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erzielen.

[0044] Die selektive Lieferung 620 kann auch während eines Übergangs von einem Betriebszustand auf einen Abkühlzustand die Konfiguration wenigstens einer Brenner-Brennstoffdüse 200 beinhalten, dass sie Flüssigbrennstoff 26 und Flüssigfluid 46 an die Brenner-Brennstoffdüse 200 dergestalt liefert, dass die Flüssigbrennstoffstrahlen 23 und Flüssigfluidstrahlen 43 zerstäubte und emulgierte Flüssigbrennstoff-Flüssigfluid-Ströme 25 zur Verbrennung in dem Brenner während des Betriebszustandes liefern, und dass der Übergang eine Brennstoffverringerung der Brenner-Brennstoffdüse dergestalt umfasst, dass die Flüssigfluidstrahlen zerstäubte Flüssigfluidstrahlen zum Abkühlen in dem Brenner erzeugen. Der Anteil des während des Übergangs gelieferten Flüssigbrennstoffs 26 kann als eine Funktion der Zeit verändert werden. Beispielsweise kann der Anteil des Flüssigfluids gemäss einem vorbestimmten Profil als eine Funktion der Zeit erhöht werden. Dieses kann beispielsweise dazu genutzt werden, um die Abkühlrate des Brenners oder die Abnahmerate der Verbrennungstemperatur zu steuern, um einen vorbestimmten Wert der Brennertemperatur oder Verbrennungstemperatur oder einer Kombination davon zu erzielen, oder um ein vorbestimmtes Profil von Emissionsbestandteilen zu erzielen.

[0045] Zusätzlich zu der hierin beschriebenen Steuerung, die in nur einer in nur einer Brenner-Brennstoffdüse 200 untergebrachten Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 ausgeführt werden kann, kann die Steuerung auch in den mehreren Brenner-Brenstoffdüsen 200 nur eines Brennerrohres 300 ausgeführt werden oder zwischen den mehreren Brenner-Brenstoffdüsen 200 von mehreren Brennerrohren 300 in einem Brenner einer Gasturbine. Beispielsweise können in einer exemplarischen Ausführungsform beliebige oder alle von den Brennerrohren 300 eines Brenners so konfiguriert sein, dass der Hochfahrmodus, Betriebsmodus oder Abkühlmodus oder eine Kombination davon, wie hierin beschrieben, erzeugt werden können.

[0046] Die Verwendung der Brennstoffeinspritzdüse 10 und der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 ermöglicht eine Elimination von Zerstäubungsluftsystemen, während sie gleichzeitig die Brennstoffzerstäubung verbessert und Emissionsverringerungen erzielt, indem die Betriebstemperatur während eines Flüssigbrennstoffbetriebs von Gasturbinenbrennern, die diese enthalten, wie hierin beschrieben, verringert wird, um dadurch deren Komplexität und System, Wartungs- und Betriebskosten zu verringern. Derzeit wird bereits Wasser zum Absenken von Betriebstemperaturen und Verringern von Emissionen während eines Flüssigbrennstoffbetriebs injiziert, aber die Nutzung der Brennstoffeinspritzvorrichtung 100 und der Brennstoffeinspritzdüse 10 und der Verfahren ihrer Nutzung, die hierin offengelegt sind, nutzen die Flüssigfluid-(z.B. Wasser)-Einspritzung doppelt, um auch eine Zerstäubung des Flüssigbrennstoffs zu erzeugen, und haben einen weiteren erheblichen Vorteil, da sie leicht in den Brenner bestehender Gasturbinen nachgerüstet werden können.

[0047] Obwohl die Erfindung im Detail nur in Verbindung mit einer eingeschränkten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, dürfte es sich ohne weiteres verstehen, dass die Erfindung nicht auf derartige offengelegte Ausführungsformen beschränkt ist. Stattdessen kann die Erfindung modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen, die bisher nicht beschrieben wurden, enthält, welche aber dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Zusätzlich dürfte es sich, obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung hierin beschrieben wurden, verstehen, dass Aspekte der Erfindung nur einige von den beschriebenen Ausführungsformen beinhalten. Demzufolge ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt zu betrachten, sondern wird nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.

[0048] Es wird eine Brennstoffeinspritzdüse 10 offengelegt. Die Düse 10 enthält einen Düsenkörper 12 mit einem Brennstoffkanal 18, der sich von einem Brennstoffeinlass 20 durch einen Brennstoffauslasskanal 24 zu einem Brennstoffauslass 22 erstreckt, und mit einem Fluidkanal 38, der sich von einem Fluideinlass 40 durch einen Fluidauslasskanal 44 zu einem Fluidauslass 42 erstreckt. Der Brennstoffauslasskanal 24 und der Brennstoffauslass 22 sind dafür konfiguriert, einen Flüssigbrennstoffstrahl 23 aus dem Brennstoffauslass 22 nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs 26 in den Brennstoffkanal 18 zu erzeugen. Der Fluidauslasskanal 44 und der Fluidauslass 42 sind dafür konfiguriert, einen Flüssigfluidstrahl 43 aus dem Fluidauslass 42 nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigfluids 46 in den Fluidkanal 38 zu erzeugen, wobei der Flüssigbrennstoffstrahl 23 und der Flüssigfluidstrahl 43 dafür konfiguriert sind, aufeinanderzutreffen und einen Durchsatzstrom 25 von zerstäubtem Brennstoff zu erzeugen.

Bezugszeichenliste

[0049] <tb>10<sep>Brennstoffpatronendüse <tb>12<sep>Düsenkörper <tb>14<sep>Einlassende <tb>16<sep>Auslassende <tb>18<sep>Brennstoffkanal <tb>20<sep>Brennstoffeinlass <tb>22<sep>Brennstoffauslass <tb>23<sep>Strahlen <tb>24<sep>Brennstoffauslasskanal <tb>25<sep>resultierender Durchflussstrom <tb>26<sep>Flüssigbrennstoff <tb>27<sep>Einlasse <tb>28<sep>Kanalachsen <tb>29<sep>Längsachse <tb>31<sep>Brennpunkt <tb>38<sep>Fluidkanal <tb>40<sep>Fluideinlass <tb>42<sep>Fluidauslass <tb>43<sep>Strahl <tb>44<sep>Fluidauslasskanäle <tb>46<sep>Flüssigfluid <tb>47<sep>Einlasse <tb>48<sep>Auslasskanalachsen <tb>50<sep>Düsenspitze <tb>52<sep>Adapter <tb>100<sep>Brennstoffpatrone <tb>112<sep>unterteiltes Rohr <tb>114<sep>Befestigungsflansch <tb>116<sep>Einlassende <tb>118<sep>Auslassende <tb>120<sep>Innenrohr <tb>122<sep>Aussenrohr <tb>124<sep>Brennstoffkreislauf <tb>126<sep>Fluidkreislauf <tb>128<sep>Vertiefungen <tb>130<sep>Schweissnaht <tb>132<sep>externer Brennstoffkreislauf <tb>134<sep>lösbarer Verbinder <tb>136<sep>externer Fluidkreislauf <tb>138<sep>lösbarer Verbinder <tb>140<sep>Befestigungsflanschkanal <tb>200<sep>Brenner-Brennstoffdüse <tb>210<sep>Erdgaskreislauf <tb>212<sep>Innenrohr <tb>214<sep>Brennstoffpatronenhohlräum <tb>216<sep>Öffnung <tb>218<sep>distales Ende <tb>300<sep>Brennerrohr

Claims (10)

1. Brennstoffeinspritzdüse (10), aufweisend: einen Düsenkörper (12); einen in dem Düsenkörper (12) angeordneten Brennstoffkanal (18), der sich von einem Brennstoffeinlass (20) durch einen Brennstoffauslasskanal (24) zu einem Brennstoffauslass (22) erstreckt, wobei der Brennstoffauslasskanal (24) und der Brennstoffauslass (22) dafür konfiguriert sind, nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffes (26) in den Brennstoffkanal (18) einen Flüssigbrennstoffstrahl (23) aus dem Brennstoffauslass (22) zu erzeugen; und einen Fluidkanal (38), der sich von einem Fluideinlass (40) durch einen Fluidauslasskanal (44) zu einem Fluidauslass (42) erstreckt, wobei der Fluidauslasskanal (44) und der Fluidauslass (42) dafür konfiguriert sind, nach Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigfluids (46) in den Fluidkanal (38) einen Fluidstrahl aus dem Fluidauslass (42)zu erzeugen, wobei der Flüssigbrennstoffstrahl (23) und der Flüssigfluidstrahl (43) dafür konfiguriert sind, aufeinanderzutreffen und einen Durchsatzstrom (25) aus zerstäubtem Brennstoff zu erzeugen.

2. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei das unter Druck stehende Flüssigfluid (26) der unter Druck stehende Flüssigbrennstoff (26) ist und der Fluidkanal (38) der Brennstoffkanal (18) ist.

3. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei das unter Druck stehende Flüssigfluid (26) Wasser aufweist und der Durchflussstrom von zerstäubtem Brennstoff eine Brennstoff/Wasser-Emulsion aufweist.

4. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei der Flüssigbrennstoffstrahl (23) und der Flüssigfluidstrahl (43) nach innen gerichtet konvergieren, um an einem Brennpunkt aufeinanderzutreffen.

5. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei sich der Brennstoffkanal (18) von einem Brennstoffeinlass (20) durch mehrere in Abstand angeordnete Brennstoffauslasskanäle (24) zu entsprechenden mehreren in Abstand angeordneten Brennstoffauslässen (22) erstreckt und sich der Fluidkanal (38) von einem Fluideinlass (40) durch mehrere in Abstand angeordnete Fluidauslasskanäle (44) zu entsprechenden mehreren in Abstand angeordneten Fluidauslässen (42) erstreckt, wobei die Brennstoffauslasskanäle (18) und die entsprechenden Brennstoffauslässe (22) dafür konfiguriert sind, bei Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigbrennstoffs (26) in den Brennstoffkanal (18) mehrere Flüssigbrennstoffstrahlen (23) aus den mehreren Brennstoffauslässen (22) zu erzeugen, die Fluidauslasskanäle (44) und die entsprechenden Fluidauslasskanäle (42) dafür konfiguriert sind, bei Einführung eines unter Druck stehenden Flüssigfluids (46) in den Fluidkanal (38) mehrere Flüssigfluidstrahlen (43) aus den mehreren Fluidauslässen (42)zu erzeugen, und wobei jeder von den Flüssigbrennstoffstrahlen (23) auf wenigstens einen von den Flüssigfluidstrahlen (43) auftrifft und einen Durchsatzstrom (25) von zerstäubtem Brennstoff erzeugt.

6. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 5, wobei die mehreren Brennstoffauslässe (22) und die mehreren Fluidauslässe (42) radial und in Umfangsrichtung um eine Längsachse (29) des Düsenkörpers (12) in Abstand angeordnet sind, und wobei die mehreren Brennstoffauslasskanäle (24) und Brennstoffauslässe (22) und die mehreren Fluidauslasskanäle (44) und Fluidauslässe (42) dafür konfiguriert sind, Flüssigbrennstoffstrahlen (23) bzw. Flüssigfluidstrahlen (43) zu erzeugen, welche von den Auslässen aus nach innen gerichtet auf die Längsachse (29) konvergieren.

7. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei der Düsenkörper (12) eine Düsenspitze (50) und einen Adapter (52) aufweist, der Brennstoffauslasskanal (24) und der Fluidauslasskanal (44) in der Düsenspitze (50) angeordnet sind, der Brennstoffkanal (18) und der Fluidkanal (38) in dem Adapter (52) angeordnet sind, und die Düsenspitze (50) auf dem Adapter (52) angeordnet ist.

8. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 1, wobei der Düsenkörper (12) einen in einem Stück ausgebildeten Körper aufweist.

9. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 5, die ferner eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (100) aufweist, mit: einem unterteilten Rohr (112) mit einem Einlassende (116), einem Auslassende (118), einem Fluidkreislauf (126), der sich von einem Kreislaufeinlass an dem Einlassende (116) zu einem Kreislaufauslass an dem Auslassende (118) erstreckt, und einem Brennstoffkreislauf (124), der sich von einem Brennstoffkreislaufeinlass an dem Einlassende zu einem Brennstoffkreislaufauslass an dem Auslassende erstreckt, wobei der an dem Auslassende (118) angeordnete Düsenkörper (12) mit dem Brennstoffkreislaufauslass über den Brennstoffeinlass in Fluidverbindung steht und mit dem Fluidkreislaufauslass über den Fluideinlass in Fluidverbindung steht; und einem an dem Einlassende (116) angeordneten Befestigungsflansch (114), wobei der Befestigungsflansch (114) für eine Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffkreislaufeinlass und Brennstoffkreislauf (124) und einem externen Brennstoffkreislauf und zwischen dem Fluidkreislaufeinlass und Fluidkreislauf (126) und einem externen Fluidkreislauf (136) konfiguriert ist.

10. Brennstoffeinspritzdüse (10) nach Anspruch 9, die ferner eine Brenner-Brennstoffdüse (200) mit einem Erdgaskreislauf (210) aufweist, der sich zwischen einem proximalen und distalen Ende erstreckt und einen Brennstoffeinspritzvorrichtung-Hohlraum (214) definiert, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung in dem Brennstoffeinspritzvorrichtung-Hohlraum (214) angeordnet ist, wobei ein Auslassende des Düsenkörpers in einer Öffnung an dem distalen Ende (218) der Brenner-Brennstoffdüse angeordnet ist, wobei der Düsenkörper dafür konfiguriert ist, Flüssigbrennstoff und Flüssigfluid einzuspritzen, um eine zerstäubte Brennstoff-Flüssigfluid-Emulsion zur Ausgabe in eine Brennkammer durch die Öffnung (216) zu erzeugen.