CH703599B1

CH703599B1 - Brennkammer und Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer.

Info

Publication number: CH703599B1
Application number: CH01383/07A
Authority: CH
Inventors: Predrag Popovic; Derrick Walter Simons; Krishna Kumar Venkataraman
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2012-02-29
Also published as: DE102007045053A1; RU2007133924A; RU2449219C2; CN101144620B; KR20080024079A; US7887322B2; DE102007045053B4; KR101468214B1; JP5134318B2; US20080060358A1; CN101144620A; JP2008101898A

Abstract

Offenbart wird eine Brennkammer mit einer Anordnung (26) von Mischöffnungen zum Einstellen der Homogenität eines Luft-Brennstoff-Gemischs in der Brennkammer, wobei die Brennkammer eine Innenauskleidung (12), an welcher mehrere Mischöffnungen (18) angeordnet sind, umfasst, wobei mindestens eine der mehreren Mischöffnungen (18) eine Mischöffnung ist, die mindestens so gross und solcherart angeordnet ist, dass sie das Eindringen eines Fluidflusses in einen in einem Kopfende der Brennkammer angeordneten Mischbereich behindert.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Offenbarung betrifft allgemein eine Brennkammer gemäss Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer gemäss Patentanspruch.

Stand der Technik

[0002] Gasturbinen umfassen einen Kompressor zum Verdichten von Luft, eine Brennkammer zum Erzeugen eines heissen Gases durch Verbrennen von Brennstoff in Gegenwart der vom Kompressor erzeugten verdichteten Luft und eine Turbine, um aus dem von der Brennkammer erzeugten heissen Gas Arbeitskraft zu beziehen. Von Gasturbinen ist bekannt, dass sie unerwünschte Stickoxide (NOx) und Kohlenmonoxid (CO) ausstossen. Vorhandene Dry-Low-NOx Brennkammern (DLN-Brennkammern) minimieren die Erzeugung von NOx, Kohlenmonoxid und anderen Schadstoffen. Diese DLN-Brennkammern nehmen brennstoffmagere Gemische auf und vermeiden gleichzeitig das Auftreten instabiler Flammen und die Möglichkeit des Flammenausblasens bei niedriger Auslastung, indem einem Anteil der Luft im Flammenbereich ermöglicht wird, sich mit dem Brennstoff zu vermischen. Die NOx-Emissionsvorgaben werden jedoch zunehmend strenger, und deshalb besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einer Brennkammer mit niedrigerer NOx-Emission.

Kurzdarstellung der Erfindung

[0003] Die Erfindung betrifft eine Brennkammer mit einer Anordnung von Mischöffnungen zum Einstellen der Homogenität eines Luft-Brennstoff-Gemischs in der Brennkammer, wobei die Brennkammer eine Innenauskleidung, an welcher mehrere Mischöffnungen angeordnet sind, umfasst, wobei mindestens eine der mehreren Mischöffnungen eine Mischöffnung ist, die mindestens so gross und solcherart angeordnet ist, dass sie das Eindringen eines Fluidflusses in einen ersten Mischbereich, der sich an einem Kopfende der Brennkammer befindet, behindert.

[0004] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren das Behindern des Eindringens eines Fluidflusses von mindestens einer der mehreren Mischöffnungen in einen Brennstofffluss und einen ersten Mischbereich eines Kopfendes der Brennkammer umfasst, wobei die mehreren Mischöffnungen an einer in der Brennkammer enthaltenen Innenauskleidung angeordnet werden, und das Behindern dadurch erreicht wird, dass die Grösse der mehreren Mischöffnungen auf einen Öffnungsdurchmesser festgelegt wird und die mehreren Mischöffnungen entlang der Innenauskleidung an einer Stelle und/oder in einer Anzahl angeordnet werden, dass die Homogenität eines Luft-Brennstoff-Gemischs in der Brennkammer derart eingestellt wird, dass NOx-Emissionen verringert werden, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0005] Das Vorangegangene sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sollten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, vollständig verständlich werden. <tb>Fig. 1<sep>ist eine Seitenansicht einer Innenauskleidung einer Brennkammer, <tb>Fig. 2<sep>ist ein Teilquerschnitt der Brennkammer der Fig. 1, <tb>Fig. 3<sep>ist eine schematische Darstellung einer Innenauskleidung einer 35-Megawatt-Brennkammer, die im Wesentlichen flach dargestellt ist, <tb>Fig. 4<sep>ist eine schematische Darstellung einer Innenauskleidung einer 80-Megawatt-Brennkammer, die im Wesentlichen flach dargestellt ist, <tb>Fig. 5<sep>ist eine Darstellung eines Fliessmusters in einer ersten Mischkammer, <tb>Fig. 6<sep>ist eine Darstellung einer Brennstoffkonzentration in der ersten Mischkammer, <tb>Fig. 7<sep>ist eine Darstellung einer Brennstoffkonzentration in der ersten Mischkammer gemäss einem Aspekt der Erfindung, <tb>Fig. 8<sep>ist eine Darstellung eines Fliessmusters in die erste Mischkammer gemäss einem Aspekt der Erfindung, <tb>Fig. 9<sep>ist eine schematische Ansicht eines Kopfendabschnitts einer Innenauskleidung einer Brennkammer, der im Wesentlichen flach und gemäss einer beispielhaften Ausführungsform einer Anordnung von Mischöffnungen 100 dargestellt ist, <tb>Fig. 10<sep>ist eine Tabelle, die eine Anordnung von Mischöffnungen 200 in einem Kopfendabschnitt einer Innenauskleidung einer Brennkammer darstellt, <tb>Fig. 11<sep>zeigt eine Tabelle 301, die die Positionierung der Anordnung 300 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, <tb>Fig. 12<sep>zeigt eine Tabelle 401, die die Positionierung der Anordnung 400 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, <tb>Fig. 13<sep>zeigt eine Tabelle 501, die die Positionierung der Anordnung 500 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, <tb>Fig. 14<sep>zeigt eine Tabelle 601, die die Positionierung der Anordnung 600 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, <tb>Fig. 15<sep>zeigt eine Tabelle 701, die die Positionierung der Anordnung 700 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, <tb>Fig. 16<sep>ist eine schematische Ansicht eines Kopfendabschnitts einer Innenauskleidung einer Brennkammer, der im Wesentlichen flach und gemäss einer beispielhaften Ausführungsform einer Anordnung von Mischöffnungen 800 dargestellt ist, <tb>Fig. 17<sep>zeigt eine Tabelle 801, die das Anordnen der Ausführungsform der Anordnung 800 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt, und <tb>Fig. 18<sep>zeigt eine Tabelle 901, die das Anordnen der Ausführungsform der Anordnung 900 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

[0006] In Fig. 1 und 2 ist eine Innenauskleidung 12 dargestellt, die ein Kopfende 13 einer Dry-Low-NOx-Brennkammer 14 umfasst (teilweise in Fig. 2 gezeigt, allerdings ohne Flusshülse 16, die in Fig. 1dargestellt ist). Die Brennkammer 14 enthält ein erstes Düsenende 15 und eine Venturi-Verengung 17, zwischen denen das Kopfende 13 angeordnet ist. Die Innenauskleidung 12, die in diesem Kopfende 13 der Brennkammer 14 enthalten ist, bildet mehrere Mischöffnungen 18, die rings um die Innenauskleidung 12 angeordnet sind. Der Öffnungsabstand ist in Winkeln (d.h. 24 Grad zwischen zwei Öffnungen 18) in Bezug auf eine mittlere Längsachse 19 der Brennkammer 14 bemessen. Die Öffnungen 18 ermöglichen einem Luftstrom durch die Flusshülse 16, in einen ersten Mischbereich 20 einzudringen, durch den die mittlere Achse 19 verläuft. Sobald sich die Luft in der Mischzone 20 befindet, mischt sie sich mit Brennstoff, um die Verbrennung zu fördern. Wie in Fig. 2dargestellt, ist der erste Mischbereich 20 innerhalb der Brennkammer 14 angeordnet, radial zwischen der Innenauskleidung 12 und einem Mittelkörperrohr 22 und axial zwischen dem ersten Düsenende 15 und der Venturi-Verengung 17.

[0007] Die oben genannte Innenauskleidung 12 ist in Brennkammern zu finden, die verschiedene Energiemengen erzeugen. In Fig. 3 ist die Innenauskleidung 12 für die Brennkammer 14 einer 35-Megawatt-Gasturbine dargestellt (die Darstellung ist flach, obschon in der Anwendung die Mischöffnungen 18 radial um die Innenauskleidung 12 angeordnet sind, die eine zylindrische Konstruktion aufweist) und umfasst eine Anordnung 26 von Mischöffnungen 18, die so gross und solcherart angeordnet sind, dass sie den Luftstrom in den ersten Mischbereich 20 ermöglichen. Diese Mischöffnungen 18 sind in zwei Reihen (eine erste Reihe 28a und eine zweite Reihe 28b) mit jeweils zehn Mischöffnungen 18 angeordnet. Die erste Reihe 28a ist typisch 124,46 mm (4,9 Inch) vom in Fig. 1 dargestellten ersten Düsenende 15 angeordnet und umfasst Mischöffnungen 18, die einen Durchmesser von 19,56 mm (0,77 Inch) aufweisen und in abwechselnden Abständen von 24 und 48 Grad voneinander rings um die zylindrische Innenauskleidung 12 herum angeordnet sind (d.h. die Mischöffnungen 18 sind in einem Muster von 24-48-24-48-Grad-Abstand voneinander rings um die Innenauskleidung 12 herum angeordnet). Die zweite Reihe 28b ist 156,21 mm (6,15 Inch) vom ersten Düsenende 15 entfernt angeordnet und umfasst Mischöffnungen 18, die einen Durchmesser von 26,42 mm (1,04 Inch) aufweisen und in Abständen von 36 Grad voneinander rings um die Innenauskleidung 12 herum angeordnet sind. Zwei Querzündrohre 29a–b zwischen der ersten Reihe 28a und dem ersten Düsenende 15 sind ebenfalls dargestellt.

[0008] In Fig. 4 ist die Innenauskleidung 12 für eine Brennkammer 14 einer 80-Megawatt-Gasturbine dargestellt (die Darstellung ist flach, obschon in der Anwendung die Mischöffnungen 18 rings um die Innenauskleidung 12 angeordnet sind, die eine zylindrische Konstruktion aufweist) und umfasst eine Anordnung 32 von Mischöffnungen 18, die so gross und solcherart angeordnet sind, dass sie den Luftstrom in den ersten Mischbereich 20 ermöglichen. Diese Mischöffnungen 18 sind in zwei Reihen (eine erste Reihe 34a und eine zweite Reihe 34b) mit zwölf (34a) beziehungsweise sechs (34b) Mischöffnungen 18 angeordnet. Die erste Reihe 34a ist 162,31 mm (6,39 Inch) vom ersten in Fig. 1 dargestellten Düsenende 15 angeordnet und umfasst Mischöffnungen 18, die einen Durchmesser von 28,58 mm (1,125 Inch) aufweisen und in abwechselnden Abständen von 20 und 40 Grad voneinander um die zylindrische Innenauskleidung 12 herum angeordnet sind (d.h. die Mischöffnungen 18 sind in einem Muster von 20-40-20-40-Grad-Abstand voneinander rings um die Innenauskleidung 12 herum angeordnet). Die zweite Reihe 34b ist 194,06 mm (7,64 Inch) vom ersten Düsenende 15 entfernt angeordnet und umfasst ebenfalls Mischöffnungen 18, die einen Durchmesser von 28,58 mm (1,125 Inch) aufweisen. Jedoch sind die Mischöffnungen 18 in der zweiten Reihe 34b in gleich bleibenden Abständen von 60 Grad voneinander um die Innenauskleidung 12 herum angeordnet. Zwei Querzündrohre 29a–b wie die oben erwähnten sind links von der ersten Reihe 34a zusätzlich dargestellt.

[0009] Anordnungen von Mischöffnungen 18 wie die Anordnungen 26 und 32 führen typisch zu einem Fluidfluss (bei dem es sich um Luft handeln kann) von der Flusshülse 16 durch die Mischöffnungen 18 und radial in den ersten Mischbereich 20, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Fluidfluss 24 tritt ungefähr rechtwinklig zur Richtung eines in den Mischbereich 20 eingeführten Brennstoffflusses 30 in die Mischzone 20 ein. Auf Grund der Geschwindigkeit des Fluidflusses 24 dringt dieser Fluss 24 bis zu einer Tiefe in den Brennstofffluss 30 ein, die ausreicht, um auf die Mittelkörperröhre 22 aufzutreffen. Infolge des Auftreffens des Fluidflusses 24 auf den Mittelkörper 22, «spritzt» dieser Fluidfluss 24 von der Mittelkörperröhre 22 weg, was zu einem taschenförmig eingeschlossenen, heterogenen Luft-Brennstoff-Gemisch führt, wie es in Fig. 6dargestellt ist. In Fig. 6stellen die dunkleren Bereiche Brennstofftaschen 40a–b dar, die durch den wegspritzenden Fluidfluss 24 von der Mittelkörperröhre 22 weggestossen wurden.

[0010] In Fig. 7 ist nun ein weniger heterogenes Luft-Brennstoff -Gemisch 42 dargestellt. In Fig. 7 wurde die Brennstofftaschenbildung gegenüber der Brennstofftaschenbildung in Fig. 6 reduziert. Dieses weniger heterogene Gemisch 42 erzielt eine geringere NOx-Emission bei Brennkammern wie z. B. Dry-Low-NOx-Brennkammern, von denen eine in der Fig. 1 und 2 teilweise dargestellt ist. Diese Homogenität kann erreicht werden, indem das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 während des Brennkammerbetriebes behindert wird, wie in Fig. 8 dargestellt. In Fig. 8 wird das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 im Vergleich zum Mischen in Fig. 5 (das sich aus den Anordnungen 26 und 32 der Öffnungen ergibt) reduziert (behindert), wodurch das Wegspritzen des Fluidflusses 24 von der Mittelkörperröhre 22 vermindert wird. Das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 30 kann als Prozentsatz des Abstandes zwischen der Innenauskleidung 12 und dem Mittelkörper 22 ausgedrückt werden. Alles über 100% ist ein Zustand, bei dem der Fluidfluss vom Mittelkörper wegspritzt, wobei 200% ein viel stärkeres Spritzen als zum Beispiel 125% darstellt. Das Eindringen wird mit Hilfe von Standardkorrelationen für einen im Querfluss eindringenden Strahl (Fluidfluss 24) berechnet, wobei eine Standardkorrelation lautet: Ymax/Dj = sqrt (Moment des Strahls/Moment des Querflusses) *C1, (wobei Ymax= max. Strahleindringen, Dj = Strahldurchmesser, Moment des Strahls = 0,5*�?j*Vj<2>, Moment des Querflusses = 0, 5*pcf*Vcf<2>, C1 = 1,15 für diese Berechnungen, �?j = Dichte des Strahlfluids, �?cf= Dichte des Querflussfluids, Vj = Strahlgeschwindigkeit und Vcf = Querflussgeschwindigkeit). Das Eindringen des Fluidflusses 24 mit etwa 195% oder mehr in den ersten Mischbereich 20 kann zu einem heterogenen Luft-Brennstoff-Gemisch führen, das unerwünscht hohe Emissionen erzeugt. In Fig. 8dringt der Fluidfluss 24 mit weniger als oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 100% und 165%. Der beispielhafte Bereich optimiert ein Gleichgewicht zwischen dem Senken der Emissionen und dem Aufrechterhalten der Stabilität.

[0011] In Fig. 9 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung 100 von Mischöffnungen dargestellt, die das in Fig. 7dargestellte verbesserte, weniger heterogene Luft-Brennstoff-Gemisch 42 ermöglicht. Diese Anordnung 100 behindert das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 und ermöglicht so die homogene Mischung 42.

[0012] Das Behindern des Fluidflusses 24, wie in Fig. 8 dargestellt, durch diese Anordnung 100 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 mit weniger als oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 150% und 165%, wie oben erwähnt. Die Anordnung 100 umfasst mehrere Mischöffnungen 102, die von der Innenauskleidung 104 des Kopfendes 106 gebildet werden (die Darstellung ist flach, obschon in der Anwendung die Mischöffnungen 102 radial um die Innenauskleidung 104 angeordnet sind, die eine zylindrische Konstruktion aufweist). Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen 102 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindert, wie in Fig. 8dargestellt.

[0013] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 35-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen 102 sind in drei Reihen angeordnet, dargestellt als eine erste Reihe 110a, eine zweite Reihe 110b und eine dritte Reihe 110c. Die Mischöffnungen 102 in mindestens einer der drei Reihen sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In der beispielhaften Ausführungsform sind die Mischöffnungen 102 in der ersten Reihe 110a mit abwechselnden Abständen von 24 und 36 Grad zwischen jeder Mischöffnung 102 um die Innenauskleidung 104 herum angeordnet (d.h. die Mischöffnungen befinden sich bei 24 Grad, 60 Grad, 84 Grad, 120 Grad und so weiter rings um die Innenauskleidung herum), in einem Abstand von 92,71 mm (3,65 Inch) zum ersten Düsenende 15 (in Fig. 1 dargestellt). Diese Mischöffnungen 102 weisen ausserdem einen Durchmesser 112a von 14,99 mm (0,59 Inch) auf. Die Mischöffnungen 102 in der zweiten Reihe 110b (in der beispielhaften Ausführungsform) sind bei 12, 60, 90, 126, 168, 192, 234, 270, 312 und 348 Grad rings um die Innenauskleidung 104 herum angeordnet, in einem Abstand von 124,46 mm (4,9 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen 102 weisen einen Durchmesser 112b von 18,03 mm (0,71 Inch) auf. Die Mischöffnungen 102 in der dritten Reihe 110c (ebenfalls in der beispielhaften Ausführungsform) sind 36 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung 104 herum angeordnet, in einem Abstand von 156,21 mm (6,15 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen 102 weisen einen Durchmesser 112c von 24,89 mm (0,98 Inch) auf.

[0014] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers 112a–c der Mischöffnungen 102 und die Anordnung der Mischöffnungen 102 sind alles Bestandteile der Anordnung 100, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann, wie in Fig. 8 dargestellt, und die zu der weniger heterogenen Mischung 42 führt, die in Fig. 7 dargestellt ist. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen 110a–c jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen 102 (zehn) umfassen, jede einzelne Reihe auch mehr oder weniger Mischöffnungen 102 umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 100 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 100 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen 102 so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0015] In Fig. 10 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung 200 von Mischöffnungen dargestellt, die das in Fig. 7dargestellte verbesserte, weniger heterogene Luft-Brennstoff-Gemisch 42 ermöglicht. Fig. 10 zeigt eine Tabelle 201, die die Positionierung der Anordnung 200 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9 darstellt. Diese Anordnung 200 behindert das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 und ermöglicht so die homogene Mischung 42. Die Anordnung 200 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle 201 durch ein Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine dieser mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 200 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0016] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 35-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen der Anordnung 200 sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 201 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen in mindestens einer der drei Reihen sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In dieser Ausführungsform nimmt der Mischöffnungsdurchmesser mit der Entfernung vom ersten Düsenende 15 (Fig. 1) ab, im Gegensatz zur in Fig. 9 dargestellten Zunahme. Die in der dritten Reihe angeordneten Mischöffnungen der Anordnung 200 (dargestellt in der dritten Spalte der Tabelle 201) sind mit abwechselnden Abständen von 24, 36 und 48 Grad zwischen jeder Mischöffnung rings um die kreisförmige Innenauskleidung herum angeordnet (d.h. die Mischöffnungen 102 liegen bei 24 Grad, 48 Grad, 84 Grad, 132 Grad, 156 Grad und so weiter rings um die Innenauskleidung 104 herum), in einem Abstand von 156,21 mm (6,15 Inch) zum ersten Düsenende 15 (das in Fig. 1 dargestellt ist). Diese Mischöffnungen weisen ausserdem einen Durchmesser von 14,99 mm (0,59 Inch) auf. Die Mischöffnungen der Anordnung 200 in der zweiten Reihe (dargestellt in der zweiten Spalte der Tabelle 201) sind bei 12, 60,90, 126, 168, 192, 234, 270, 312 und 348 Grad rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 124,46 mm (4,9 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 18,03 mm (0,71 Inch) auf. Die Mischöffnungen der Anordnung 200 in der ersten Reihe (dargestellt in der ersten Spalte der Tabelle 201) sind 36 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 92,71 mm (3,65 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 24,89 mm (0,98 Inch) auf.

[0017] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 200, die das Eindringen des Fluidflusses 24 in verschiedenen Massen in den ersten Mischbereich 20 behindern kann, und zu dem in Fig. 7 dargestellten, weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Das Behindern des Fluidflusses 24 mit dieser Anordnung 200 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 veränderlich eindringt, je nachdem, ob der Fluss von den Öffnungen der ersten Reihe, der zweiten Reihe oder der dritten Reihe kommt. Der Fluidfluss 24 von der ersten Reihe weist maximales Eindringen auf und dringt mit mehr als oder gleich etwa 250% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 250% und 280%. Der Fluidfluss von der zweiten Reihe dringt mit weniger oder gleich etwa 175% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 130% und 175%, während die dritte Reihe mit weniger als oder gleich etwa 100% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 80% und 100%. Man sollte verstehen, dass, obschon jede der drei Reihen der Anordnung 200 die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfasst (zehn), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 200 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 200 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0018] Fig. 11 zeigt eine Tabelle 301, die die Positionierung der Anordnung 300 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt. Diese Anordnung 300 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle durch das Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 300 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8 dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0019] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 35-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 301 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen in den drei Reihen sind so gross, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern, wobei die erste Spalte und die zweite Spalte Reihen darstellen, die so angeordnet sind, dass sie das Eindringen eines Luftstroms behindern und ein weniger heterogenes Luft-Brennstoff-Gemisch 42 (Fig. 7) ermöglichen. In dieser Ausführungsform bleibt der Mischöffnungsdurchmesser in allen drei Reihen gleich, wobei jede der Mischöffnungen der Anordnung 300 einen Durchmesser von 19,74 mm (0,777 Inch) aufweist. Die Mischöffnungen der ersten Reihe (dargestellt in der ersten Spalte der Tabelle 301), sind bei 24, 48, 84, 132, 156, 204, 228, 276, 300 und 336 Grad angeordnet, in einem Abstand von 92,71 mm (3,65 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Die Mischöffnungen in der zweiten Reihe (dargestellt in der zweiten Spalte der Tabelle 301) sind bei 12, 60, 90, 126, 168, 192, 234, 270, 312 und 348 Grad rings um die kreisförmige Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 124,46 mm (4,9 Inch) zum ersten Düsenende 15. Die Mischöffnungen 302 in der in der dritten Reihe (dargestellt in der dritten Spalte der Tabelle 301) sind 36 Grad voneinander entfernt um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 156,21 mm (6,15 Inch) zum ersten Düsenende 15.

[0020] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung 300 und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 300, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und die zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Das Behindern des Fluidflusses 24 über diese Anordnung 300 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 von der ersten Reihe mit mehr als oder gleich etwa 200% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 200% und 220%, dass der Fluidfluss 24 von der zweiten Reihe mit weniger als oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 150% und 165%, und dass der Fluidfluss 24 von der dritten Reihe mit weniger oder gleich etwa 130% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 115% und 130%. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zehn), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 300 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 300 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0021] Fig. 12 zeigt eine Tabelle 401, die die Positionierung der Anordnung 400 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt. Diese Anordnung 400 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle 401 durch das Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 400 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8 dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0022] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 35-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 401 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen der Anordnung 400 in der ersten Reihe und der zweiten Reihe (in der ersten Spalte beziehungsweise der zweiten Spalte der Tabelle 401 dargestellt) dieser Ausführungsform 400 sind so gross, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern, wobei nur einige der Mischöffnungen der dritten Reihe (in der dritten Spalte der Tabelle 401 dargestellt) unabdingbar so gross sind, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. Dies verhält sich so, weil in dieser Ausführungsform die Mischöffnungen der dritten Reihe von unterschiedlicher Grösse sind und einige nicht so gross sein müssen, dass sie das Eindringen behindern. Im Hinblick auf die Anordnung in dieser Ausführungsform sind die erste Reihe und die zweite Reihe so angeordnet, dass sie das Eindringen eines Luftstroms behindern und ein weniger heterogenes Luft-Brennstoff-Gemisch 42 (Fig. 7) ermöglichen. Die Mischöffnungen in der ersten Reihe sind bei 24, 48, 84, 132, 156, 204, 228, 276, 300 und 336 Grad rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 92,71 mm (3,65 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 14,99 mm (0,59 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der zweiten Reihe sind bei 12, 60, 90, 126, 168, 192, 234, 270, 312 und 348 Grad rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 124,46 mm (4,9 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser 412b von 18,03 mm (0,71 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der dritten Reihe sind 36 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 92,71 mm (3,65 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen in dieser Ausführungsform abwechselnde Durchmesser von 18,03 mm beziehungsweise 35,31 mm (0,71 beziehungsweise 1,39 Inch) auf.

[0023] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung 400 und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 400, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Das Behindern des Fluidflusses 24 mit dieser Anordnung 400 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 mit mehr als oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 150% und 165% für die erste und zweite Reihe. Der Fluidfluss 24 von den Öffnungen der dritten Reihe mit dem Durchmesser von 18,03 mm (0,71 Inch) dringt mit weniger oder gleich etwa 120% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 100% und 120%, während der Fluidfluss von den Öffnungen der dritten Reihe mit dem Durchmesser von 35,31 mm (1,39 Inch) mit mehr als oder gleich etwa 200% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 200% und 220%. Man sollte verstehen, dass, obschon die drei Reihen der Anordnung 400 jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zehn), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 400 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 400 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern. In dieser besonderen Ausführungsform weisen die Mischöffnungen in der dritten Reihe mit Durchmessern von 18,03 mm und 35,31 mm (0,71 Inch und 1,39 Inch) verschiedene Grössen auf, um spezifisch örtliche Heterogenität zu erzeugen, um das Gleichgewicht zwischen Stabilität und Emissionen zu erhalten.

[0024] Fig. 13 zeigt eine Tabelle 501, die die Positionierung der Anordnung 500 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt. Das Behindern des Fluidflusses 24 mit dieser Anordnung 500 bewirkt, dass der Fluidfluss mit weniger oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 150% und 165%, wie es oben erwähnt und in Fig. 8dargestellt ist. Die Anordnung 500 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle 501 durch das Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte angeordnet sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 500 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0025] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 80-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen der Anordnung 500 sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 501 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen in mindestens einer der drei Reihen sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. Die Mischöffnungen in der ersten Reihe (in der ersten Spalte der Tabelle 501 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 130,56 mm (5,14 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 19,91 mm (0,784 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der zweiten Reihe (in der zweiten Spalte der Tabelle 501 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 162,31 mm (6,39 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 21,59 mm (0,85 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der der dritten Reihe (in der dritten Spalte der Tabelle 501 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 194,06 mm (7,64 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen 502 weisen einen Durchmesser von 23,16 mm (0,912 Inch) auf.

[0026] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung 500 und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 500, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zwölf), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 500 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 500 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0027] Fig. 14 zeigt eine Tabelle 601, die die Positionierung der Anordnung 600 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt. Die Anordnung 600 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle 601 durch das Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 600 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8 dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0028] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 80-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 601 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen in mindestens einer der drei Reihen sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In dieser Ausführungsform verkleinert sich der Durchmesser der Mischöffnungen mit dem Abstand zum ersten Düsenende 15 (Fig. 1), im Gegensatz zur in Fig. 13 gezeigten Vergrösserung. Die Mischöffnungen der ersten Reihe (in der ersten Spalte der Tabelle 601 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 130,56 mm (5,14 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 23,16 mm (0,912 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der zweiten Reihe (in der zweiten Spalte der Tabelle 601 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 162,31 mm (6,39 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 21,59 mm (0,85 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der dritten Reihe (in der dritten Spalte der Tabelle 601 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 194,06 mm (7,64 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 19,91 mm (0,784 Inch) auf.

[0029] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung 600 und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 600, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Das Behindern des Fluidflusses 24 mit dieser Anordnung 600 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 veränderlich eindringt, je nachdem, ob der Fluss von den Öffnungen der ersten Reihe, der zweiten Reihe oder der dritten Reihe kommt. Der Fluidfluss 24 von der ersten Reihe weist das maximale Eindringen auf und dringt mit mehr als oder gleich etwa 250% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 250% und 280%. Der Fluidfluss der zweiten Reihe dringt mit weniger oder gleich etwa 175% in den ersten Mischbereich 20 ein, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 130% und 175%, während der Fluidfluss von der dritten Reihe mit weniger als oder gleich etwa 100% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 80% und 100%. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zwölf), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 600 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 600 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0030] Fig. 15 zeigt eine Tabelle 701, die die Positionierung der Anordnung 700 von Mischöffnungen in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellt. Das Behindern des Fluidflusses 24 mit dieser Anordnung 700 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 mit weniger als oder gleich etwa 138% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 110% und 138%, wie oben erwähnt und in Fig. 8dargestellt. Die Anordnung 700 umfasst mehrere Mischöffnungen, die in der Tabelle 701 durch das Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 700 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0031] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 80-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen sind in drei Reihen angeordnet, die in Tabelle 701 als erste Spalte, zweite Spalte und dritte Spalte dargestellt sind. Die Mischöffnungen in mindestens einer der drei Reihen sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In dieser Anordnung 700 bleibt die Grösse der Mischöffnungen in allen drei Reihen gleich (jeweils in der ersten Spalte, der zweiten Spalte und der dritten Spalte der Tabelle 701 dargestellt), wobei jede der Mischöffnungen einen Durchmesser von 21,59 mm (0,85 Inch) aufweist. Die Mischöffnungen der ersten Reihe (in der ersten Spalte der Tabelle 701 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 130,56 mm (5,14 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1dargestellt). Die Mischöffnungen in der zweiten Reihe (in der zweiten Spalte der Tabelle 701 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 162,31 mm (6,39 Inch) zum ersten Düsenende 15. Die Mischöffnungen der dritten Reihe (in der dritten Spalte der Tabelle 701 dargestellt) sind 30 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 194,06 mm (7,64 Inch) zum ersten Düsenende 15.

[0032] Drei Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 700, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zwölf), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 700 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 700 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0033] In Fig. 16 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Anordnung 800 von Mischöffnungen dargestellt, die das in Fig. 7dargestellte weniger heterogene Gemisch 42 ermöglicht. Diese Anordnung 800 behindert das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 und ermöglicht die homogene Mischung 42. Das Behindern des Fluidflusses 24 durch diese Anordnung 800 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 mit weniger als oder gleich etwa 110% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 90% und 110%, wie oben erwähnt und in Fig. 8dargestellt. Die Anordnung 800 umfasst mehrere Mischöffnungen 805, die durch eine Innenauskleidung 804 des Kopfendes gebildet werden (die Darstellung ist flach, obschon in der Anwendung die Mischöffnungen kreisförmig um die Innenauskleidung 804 herum angeordnet sind, die eine zylindrische Konstruktion aufweist). Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen 802 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8 dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0034] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 80-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen 802 sind in vier Reihen angeordnet, die als eine erste Reihe 810a, eine zweite Reihe 810b, eine dritte Reihe 810c und eine vierte Reihe 810d dargestellt sind. Die Mischöffnungen 802 in mindestens einer der Reihen 810a–d sind so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In dieser Ausführungsform bleibt die Grösse der Mischöffnungen in allen vier Reihen 810a–d gleich, wobei jede der Mischöffnungen 802 einen Durchmesser 812 von 16,64 mm (0,655 Inch) aufweist. Die Mischöffnungen 802 in der ersten Reihe 810a sind 24 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung 804 herum angeordnet, in einem Abstand von 130,56 mm (5,14 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Die Mischöffnungen 802 in der zweiten Reihe 810b sind 24 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 162,31 mm (6,39 Inch) zum ersten Düsenende 15. Die Mischöffnungen 802 in der dritten Reihe 810c sind 24 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung 804 herum angeordnet, in einem Abstand von 194,06 mm (7,64 Inch) zum ersten Düsenende 15. Die Mischöffnungen der vierten Reihe 810d sind 24 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung 804 herum angeordnet, in einem Abstand von 225,81 mm (8,89 Inch) zum ersten Düsenende 15.

[0035] Vier Reihen, die allgemeine Verringerung des Durchmessers 812 der Mischöffnungen 802, die Anordnung der Mischöffnungen 802 und die Anzahl der Mischöffnungen (fünfzehn) in jeder Reihe 810a–d sind alles Bestandteile der Anordnung 800, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Man sollte verstehen, dass, obschon diese vier Reihen 810a–d jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen 802 umfassen (fünfzehn), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen 802 umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 800 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 800 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen 802 so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0036] Fig. 17 und 18 zeigen die Tabellen 801 und 901, die jeweils das Anordnen der zwei Ausführungsformen der Anordnungen 800 und 900 von Mischöffnungen, jede in einer Innenauskleidung, wie der Innenauskleidung 104 der Fig. 9, darstellen. Diese Anordnungen 800 und 900 umfassen jeweils mehrere Mischöffnungen, die jeweils in den Tabellen 801 und 901 durch ein Abmass des Durchmessers in einer entsprechenden Reihe und Spalte dargestellt sind. Mindestens eine der mehreren Mischöffnungen in der Anordnung 800 bzw. 900 ist mindestens so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den in Fig. 8dargestellten ersten Mischbereich 20 behindert.

[0037] In dieser Ausführungsform ist die Brennkammer 14 eine Dry-Low-NOx-Brennkammer (wie die in Fig. 1 dargestellte), die für eine 80-Megawatt-Turbine gedacht sein kann. Die Mischöffnungen sind in drei Reihen angeordnet, in den Tabellen 801 und 901 als eine erste Spalte, eine zweite Spalte und eine dritte Spalte dargestellt. Die Mischöffnungen der Anordnung 900 sind in mindestens einer der drei Reihen so gross (Durchmesser) und solcherart angeordnet, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den Brennstofffluss 30 und den ersten Mischbereich 20 behindern. In diesen Ausführungsformen 800 und 900 unterscheidet sich jeweils der Durchmesser der Mischöffnungen in der ersten und in der dritten Reihe (in der ersten Spalte beziehungsweise der dritten Spalte der Tabellen 801 und 901 dargestellt). Die Mischöffnungen der ersten Reihe beider Ausführungsformen sind 20 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 120,65 und 130,56 mm (4,75 und 5,14 Inch) zum ersten Düsenende 15 (wie in Fig. 1 dargestellt). Diese Mischöffnungen weisen abwechselnde Durchmesser von 19,91 mm und 23,16 mm (0,784 Inch und 0,912 Inch) auf. Die Mischöffnungen 902 in der zweiten Reihe (in der zweiten Spalte der Tabellen 801 und 901 dargestellt) beider Ausführungsformen sind 20 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 162,31 mm (6,39 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen einen Durchmesser von 21,59 mm (0,85 Inch) auf. Die Mischöffnungen in der dritten Reihe beider Ausführungsformen sind 20 Grad voneinander entfernt rings um die Innenauskleidung herum angeordnet, in einem Abstand von 194,06 bis 207,01 mm (7,64 bis 8,15 Inch) zum ersten Düsenende 15. Diese Mischöffnungen weisen abwechselnde Durchmesser von 19,91 mm und 23,16 mm (0,784 Inch und 0,912 Inch) auf.

[0038] Drei Reihen, die gesamte Verringerung des Durchmessers der Mischöffnungen in der Anordnung 900 und die Anordnung der Mischöffnungen sind alles Bestandteile der Anordnung 900, die das Eindringen des Fluidflusses 24 behindern kann und zu dem in Fig. 7 dargestellten weniger heterogenen Gemisch 42 führt. Das Behindern des Fluidflusses mit dieser Anordnung 900 bewirkt, dass der Fluidfluss 24 der zweiten Reihe mit weniger als oder gleich etwa 165% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen etwa 150% und 165%, dass der Fluidfluss 24 von den Öffnungen in der ersten und dritten Reihe mit einem Durchmesser von 18,80 mm (0,74 Inch) mit weniger als oder gleich etwa 155% in den ersten Mischbereich 20 eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 140% und 155%, dass der Fluidfluss 24 von den Öffnungen der ersten und der dritten Reihe mit dem Durchschnitt von 23,16 mm (0,912 Inch) mit mehr als oder gleich etwa 175% eindringt, mit einem beispielhaften Bereich zwischen 175% und 185%. Man sollte verstehen, dass, obschon diese drei Reihen jeweils die gleiche Anzahl von Mischöffnungen umfassen (zwölf), jede einzelne Reihe mehr oder weniger Mischöffnungen umfassen kann. Man sollte ebenso verstehen, dass die Anordnung 900 dafür vorgesehen ist, die Homogenität zu erhöhen, aber nicht dafür vorgesehen ist, die Homogenität eines Fluid-Brennstoff-Gemischs zu maximieren. Eine Mischung, die zu homogen ist, wird die Stabilität zusammen mit abnehmenden NOx-Emissionen verringern. Die Anordnung 900 verringert die Emissionen, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt. Dieses Gleichgewicht herzustellen (d.h. statt eine Mischung zu homogen zu machen) ist ein Grund, weshalb nur einige der mehreren Mischöffnungen so gross und solcherart angeordnet sein können, dass sie das Eindringen des Fluidflusses 24 in den ersten Mischbereich 20 behindern.

[0039] Man sollte verstehen, dass ein Verfahren zur Verbesserung der Homogenität eines Luft-Brennstoff-Gemischs in einer Brennkammer ebenfalls offenbart ist. Das Verfahren umfasst das Behindern des Eindringens eines Fluidflusses 24 in mindestens entweder einen Brennstofffluss 30 oder einen ersten Mischbereich 20 eines Kopfendes 13 der Brennkammer 14. Das Behindern des Fluidflusses 24 wird durch mindestens entweder eine Grössenfestlegung einer Mischöffnung oder ein Anordnen der Mischöffnung entlang der Innenauskleidung 12 der Brennkammer 14 erreicht.

[0040] Ausserdem sollte man verstehen, dass ferner ein weiteres Verfahren zur Verbesserung der Homogenität eines Luft-Brennstoff -Gemischs in einer Brennkammer offenbart ist. Dieses Verfahren umfasst das Behindern des Eindringens eines Fluidflusses 24 in einen Brennstofffluss 30 und einen ersten Mischbereich 20 eines Kopfendes 13 einer Brennkammer 14, wobei des Behindern durch die Grössenfestlegung mehrerer Mischöffnungen auf einen bestimmten Durchmesser und das Anordnen der mehreren Mischöffnungen entlang einer Innenauskleidung 12 der Brennkammer 14 an mindestens entweder einer bestimmten Stelle oder in bestimmter Anzahl erreicht wird. Das Anordnen kann ferner das Anordnen der mehreren Mischöffnungen in mindestens drei Reihen umfassen.

[0041] Obschon die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurde, sollte der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente der Erfindung durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Ausserdem können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine konkrete Situation oder Substanz an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren Schutzumfang abzuweichen. Daher ist es von Bedeutung, dass die Erfindung nicht auf die konkrete Ausführungsform begrenzt ist, die als die beste, in Betracht gezogene Ausführungsart dieser Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die unter den Schutzumfang der entsprechenden Ansprüche fallen. Darüber hinaus bezeichnet der Gebrauch der Begriffe erster, zweiter usw., soweit nicht ausdrücklich angegeben, keine Reihenfolge oder Bedeutung, vielmehr werden die Begriffe erster, zweiter usw. verwendet, um ein Element vom anderen zu unterscheiden.

Claims

1. Brennkammer (14) mit einer Anordnung (26) von Mischöffnungen zum Einstellen der Homogenität eines Luft-Brennstoff-Gemischs (38) in der Brennkammer (14), wobei die Brennkammer (14) umfasst: eine Innenauskleidung (12), an welcher mehrere Mischöffnungen (18) angeordnet sind, wobei mindestens eine der mehreren Mischöffnungen (18) eine Mischöffnung ist, die mindestens so gross und solcherart angeordnet ist, dass sie das Eindringen eines Fluidflusses (24) in einen ersten Mischbereich (20) behindert, der sich in einem Kopfende (13) der Brennkammer (14) befindet.

2. Brennkammer (14) nach Anspruch 1, wobei die behindernde Mischöffnung dem Fluidfluss (24) ermöglicht, bis einschliesslich 165% einzudringen in den ersten Mischbereich (20), wobei sich der Prozentsatz bis einschliesslich 165% auf einen Prozentsatz eines Abstandes zwischen der Innenauskleidung (12) und einem Mittelkörper (22) der Brennkammer (14) bezieht.

3. Brennkammer (14) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Mischöffnungen (18) in mindestens drei Reihen kreisförmig um die Innenauskleidung (12) herum angeordnet sind.

4. Brennkammer (14) nach Anspruch 3, wobei mindestens eine der drei Reihen weniger als 124,46 mm (4,9 Inch) vom ersten Düsenende (15) der Brennkammer (14) entfernt angeordnet ist.

5. Brennkammer (14) nach Anspruch 2, wobei die behindernde Mischöffnung einen Durchmesser aufweist, der kleiner als etwa 26,42 mm (1,04 Inch) ist.

6. Brennkammer (14) nach Anspruch 2, wobei die mehreren Mischöffnungen (18) in einer ersten Reihe, einer zweiten Reihe und einer dritten Reihe angeordnet sind.

7. Brennkammer (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Mischöffnungen (18) in einer ersten Reihe, einer zweiten Reihe, einer dritten Reihe und einer vierten Reihe angeordnet sind und jede der in jeder Reihe angeordneten mehreren Mischöffnungen (18) 24 Grad voneinander entfernt in Bezug auf eine mittlere Längsachse (19) der Brennkammer (14) angeordnet sind.

8. Brennkammer (14) nach Anspruch 7, wobei die mehreren Mischöffnungen (18), die in der ersten Reihe, der zweiten Reihe, der dritten Reihe und der vierten Reihe angeordnet sind, einen Durchmesser von höchstens etwa 16,64 mm (0,655 Inch) aufweisen.

9. Verfahren (1100) zum Betrieb einer Brennkammer (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren (1100) umfasst: Behindern des Eindringens eines Fluidflusses (24) von mindestens einer von mehreren Mischöffnungen (18) in einen Brennstofffluss (30) und einen ersten Mischbereich (20) eines Kopfendes (13) der Brennkammer (14), wobei die mehreren Mischöffnungen (18) an einer Innenauskleidung (12) angeordnet werden, die in der Brennkammer (14) enthalten ist, und das Behindern erreicht wird durch: Grössenfestlegung der mehreren Mischöffnungen (18) auf einen Öffnungsdurchmesser und Anordnen der mehreren Mischöffnungen (18) entlang der Innenauskleidung (12) an einer Stelle und/oder in einer Anzahl, dass die Homogenität eines Luft-Brennstoff -Gemischs (42) in der Brennkammer (14) derart eingestellt wird, dass NOx-Emissionen verringert werden, während ein Gleichgewicht zwischen Emission und Stabilität erhalten bleibt.