CH707849A2 - System zur Steuerung der Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners. - Google Patents

Abstract

Ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor (74) eines Brenners (24) enthält ein Aussengehäuse (52), das einen Hochdrucksammelraum (98) um einen Abschnitt des Brenners (24) herum definiert, einen Entnahmeanschluss (106) in Fluidverbindung mit dem Hochdrucksammelraum (98) und einen Einlassanschluss (108). Der Brenner (24) enthält mehrere um einen Brennereinsatz (70) herum angeordnete Brennstoffinjektoren (74), eine innere Strömungshülse, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren (74) und die innere Strömungshülse umgibt. Die äussere Luftabschirmung definiert einen Injektionsluftsammelraum (90) zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum (90). Ein äusserer Fluidkreis (54) stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss (106) und dem Einlassanschluss (108) bereit. Ein Umlenkelement (56) erstreckt sich zwischen dem Aussengehäuse (52) und der äusseren Luftabschirmung, um eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass und dem Hochdrucksammelraum (98) zu schaffen.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein einen Brenner einer Gasturbine. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines Arbeitsfluids zu einem Brenner, der einen Injektor für späte Magerbrennstoffeinspritzung enthält.

Hintergrund zu der Erfindung

[0002] Eine typische Gasturbine, die zum Erzeugen elektrischer Energie verwendet wird, enthält einen axialen Verdichter im vorderen Teil, einen oder mehrere Brenner stromabwärts von dem Verdichter und eine Turbine im hinteren Teil. Umgebungsluft wird dem Verdichter zugeführt, und rotierende Laufschaufeln und stationäre Leitschaufeln in dem Verdichter verleihen dem Arbeitsfluid (Luft) zunehmend kinetische Energie, um ein komprimiertes Arbeitsfluid in einem hoch energetischen Zustand zu erzeugen. Das komprimierte Arbeitsfluid verlässt den Verdichter und strömt zu einem Kopfende des Brenners, wo es an einer Endabdeckung die Richtung umkehrt und durch die eine oder mehreren Brennstoffdüsen in eine primäre Verbrennungszone strömt, die in einer Brennkammer in jedem Brenner definiert ist. Das komprimierte Arbeitsfluid vermischt sich mit Brennstoff in der einen oder den mehreren Brennstoffdüsen und/oder in der Verbrennungskammer und entzündet sich, um Verbrennungsgase mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Die Verbrennungsgase expandieren in der Turbine unter Erzeugung von Arbeit. Beispielsweise kann die Expansion der Verbrennungsgase in der Turbine eine mit einem Generator zur Erzeugung von Elektrizität verbundene Welle rotieren lassen.

[0003] In einem speziellen Brenneraufbau sind ein oder mehrere Brennstoffinjektoren, welche auch als Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung bekannt sind, längs des Umfangs um die Brennkammer stromabwärts von den Düsen und/oder der primären Verbrennungszone angeordnet. Ein Teil des den Verdichter verlassenden komprimierten Arbeitsfluids wird durch die Brennstoffinjektoren geführt, um sich mit Brennstoff zur Erzeugung eines mageren Brennstoff/Luft-Gemisches zu vermischen. Das magere Brennstoff/Luft-Gemisch kann dann in die Brennkammer zur zusätzlichen Verbrennung in einer sekundären Verbrennungszone injiziert werden, um die Verbrennungsgastemperatur zu erhöhen und den thermodynamischen Wirkungsgrad des Brenners zu steigern. Die Injektoren für späte Magerbrenn-Stoffeinspritzung sind zur Erhöhung der Verbrennungsgastemperaturen effektiv, ohne eine entsprechende Zunahme bei der Erzeugung unerwünschter Emissionen, wie z.B. Stickoxiden (NOx), zu erzeugen. Die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung sind insbesondere für die Reduzierung von NOxwährend eines Grundlast- und/oder Teillastbetriebs der Gasturbine nützlich. Im Gegensatz dazu ist während bestimmter Nicht-Grundlastbetriebsmodi, wie z.B. während des Hochfahr-, Kaltbrennstoff- und Flüssigbrennstoff-Betriebs, keine späte Magerbrennstoffinjektion erwünscht, und somit werden die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung nicht mit Brennstoff versorgt.

[0004] Obwohl der Brennstoff zu den Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung während des Betriebs der Gasturbine abgeschaltet werden kann, wird zu den Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung strömendes komprimiertes Arbeitsfluid durch einen passiven Kreislauf geführt, der im Innern einem Aussengehäuses, wie z.B. eines Verdichterauslassgehäuses, definiert ist und somit nicht abgeschaltet werden kann. Demzufolge strömt das komprimierte Arbeitsfluid durch die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung und den Einsatz und vermischt sich mit den durch den Heissgaspfad strömenden Verbrennungsgasen, wodurch es eine Verdünnung der Verbrennungsgase mit Luft verursacht, was zu unerwünschten Emissionswerten führt. Um die Auswirkungen der Luftverdünnung zu beseitigen, muss ein Betreiber die eine oder mehreren Brennstoffdüsen, die die primäre Verbrennungszone speisen, überfeuern. Die Überfeuerung führt jedoch zu hohen Wandtemperaturen des Brennereinsatzes und/oder Übergangskanals, welche die mechanische Lebensdauer dieser Heissgaspfadkomponenten beschränken. Daher wäre ein System zur Steuerung einer Zuflussrate des komprimierten Arbeitsfluids zu den Brennstoffinjektoren nützlich.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0005] Aspekte und Vorteile der Erfindung sind nachstehend in der folgenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.

[0006] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Anschnitt des Brenners umgibt. Das Aussengehäuse definiert wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum, der wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt. Das Aussengehäuse enthält einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss, die sich durch das Aussengehäuse dort hindurch erstrecken, wo der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht. Ein Brenner erstreckt sich wenigstens teilweise durch den Hochdrucksammelraum. Der Brenner enthält einen Brennereinsatz, mehrere Brennstoffinjektoren, die längs des Umfangs um den Brennereinsatz herum angeordnet sind, eine innere Strömungshülse, die den Brennereinsatz umgibt, eine äussere Luftabschirmung, die die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, und einen Injektionsluftsammelraum, der zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Brennereinsatz definiert ist. Ein Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum steht mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum bereit.

[0007] Der äussere Fluidkreis kann ein Flussmodulationsventil aufweisen, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist.

[0008] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine mit dem Flussmodulationsventil kommunikationsmässig verbundene Steuerung aufweisen.

[0009] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann einen Flussverteilungsring stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss aufweisen, wobei sich der Flussverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses erstreckt.

[0010] Das Umlenkelement jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken.

[0011] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine radiale Dichtung aufweisen, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt.

[0012] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jedes vorstehend erwähnten Systems können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht.

[0013] Die äussere Luftabschirmung jedes vorstehend erwähnten Systems kann mit einem Seitenabschnitt des Umlenkelementes verbunden sein.

[0014] Der Entnahmeanschluss jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich durch das Turbinenaussengehäuse erstrecken, und der Einlassanschluss erstreckt sich durch das Verdichterauslassgehäuse.

[0015] Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt und das wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum definiert. Das Aussengehäuse enthält einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss, die sich durch das Aussengehäuse dort erstrecken, wo der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht. Der Brenner enthält ein Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung. Das Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung enthält einen Brennereinsatz, eine innere Strömungshülse, die einen Abschnitt des Brennereinsatzes längs des Umfangs umgibt, mehrere Brennstoffinjektoren, die längs des Umfangs um die innere Strömungshülse und den Brennereinsatz herum angeordnet sind, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, und einen zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definierten Injektionsluftsammelraum. Die äussere Luftabschirmung definiert wenigstens teilweise einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum dort, wo der Einlass mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung steht. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses bereit.

[0016] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann ein Durchflussmodulationsventil aufweisen, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist.

[0017] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine Steuerung aufweisen, die mit dem Durchflussmodulationsventil kommunikationsmässig verbunden ist.

[0018] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann einen Strömungsverteilungsring aufweisen, der stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist, wobei sich der Strömungsverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses herum erstreckt.

[0019] Das Umlenkelement jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken.

[0020] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine radiale Dichtung aufweisen, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt.

[0021] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jedes vorstehend erwähnten Systems können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht.

[0022] Die vorliegende Erfindung kann ferner eine Gasturbine enthalten. Die Gasturbine enthält allgemein einen an einem vorderen Ende der Gasturbine angeordneten Verdichter, einen Brenner, der stromabwärts von dem Verdichter positioniert ist, eine Turbine, die stromabwärts von dem Brenner positioniert ist, und ein System zur Steuerung einer Luftzuflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor des Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das einen Hochdrucksammelraum definiert, der wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt, wobei das Aussengehäuse einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss enthält, die sich durch das Aussengehäuse erstrecken. Der Entnahmeanschluss steht mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung. Ein Brennereinsatz erstreckt sich im Innern des Aussengehäuses. Mehrere Brennstoffinjektoren sind längs des Umfangs um die innere Strömungshülse und den Brennereinsatz herum angeordnet, und eine innere Strömungshülse umgibt längs des Umfangs einen Abschnitt des Brennereinsatzes. Eine äussere Luftabschirmung umgibt die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs. Ein Injektionsluftsammelraum ist zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definiert. Ein Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum erstreckt sich durch die äussere Luftabschirmung, und der Einlass steht mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Der äussere Fluidkreis enthält ein Durchflussmodulationsventil, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses bereit.

[0023] Das Umlenkelement jeder vorstehend erwähnten Gasturbine kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken, wobei das System ferner eine radiale Dichtung aufweist, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt.

[0024] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jeder vorstehend erwähnten Gasturbine können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht.

[0025] Der äussere Fluidkreis des Systems jeder vorstehend erwähnten Gasturbine kann ferner einen Flussverteilungsring aufweisen, der stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss positioniert ist, wobei sich der Flussverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses herum erstreckt.

[0026] Fachleute werden die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und weitere nach einem Studium der Beschreibung erkennen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0027] Eine vollständige und grundlegende Beschreibung der vorliegenden Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart für den Fachmann wird ausführlicher in dem Rest der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine funktionale Blockdarstellung einer exemplarischen Gasturbine innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 2<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils einer exemplarischen Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; <tb>Fig. 3<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; <tb>Fig. 4<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und <tb>Fig. 5<SEP>eine vergrösserte Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0028] Es wird nun im Detail auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Die detaillierte Beschreibung verwendet Zahlen- und Buchstabenbezeichnungen, um sich auf Merkmale in den Zeichnungen zu beziehen. Gleiche oder ähnliche Bezeichnungen in den Zeichnungen oder in der Beschreibung wurden verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile der Erfindung zu bezeichnen. So wie hierin verwendet, können die Begriffe «erst...», «zweit...» und «dritt...» austauschbar verwendet werden, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden, und sollen keine Lage oder Bedeutung der individuellen Komponenten anzeigen. Die Begriffe «stromaufwärts» und «stromabwärts» beziehen sich auf die relative Lage von Komponenten in einem Fluidstrompfad. Beispielsweise bezieht sich «stromaufwärts» auf die Richtung, aus welcher das Fluid strömt, und «stromabwärts» auf die Richtung, in welche das Fluid strömt. Der Begriff «radial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen rechtwinklig zu einer axialen Mittellinie einer speziellen Komponente ist, und der Begriff «axial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie einer speziellen Komponente ist.

[0029] Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung gegeben. Tatsächlich wird es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte oder beschriebene Merkmale mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu ergeben. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten beinhalten, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen. Obwohl exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung allgemein im Kontext mit einem in eine Gasturbine eingebauten Brenner zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben werden, wird der Fachmann leicht erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf jeden in eine Turbomaschine eingebauten Brenner angewendet werden können und nicht auf einen Gasturbinenbrenner beschränkt sind, sofern es nicht speziell in den Ansprüchen angegeben ist.

[0030] In den Zeichnungen, in welchen identische Bezugszeichen dieselben Elemente durchgängig durch die Figuren darstellen, stellt Fig. 1 eine funktionale Blockdarstellung einer exemplarischen Gasturbine 10 dar, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten kann. Gemäss Darstellung enthält die Gasturbine 10 im Wesentlichen einen Einlassbereich 12, der eine Reihe von Filtern, Kühlspiralen, Feuchtigkeitsabscheidern und/oder anderen Vorrichtungen zum Reinigen und anderweitigen Konditionieren eines Arbeitsfluids (z.B. Luft) 14 haben kann, das in die Gasturbine 10 eintritt. Das Arbeitsfluid 14 strömt zu einem Verdichterbereich, wo ein Verdichter 16 dem Arbeitsfluid 14 progressiv kinetische Energie verleiht, um ein verdichtetes Arbeitsfluid 18 in einem hoch energetischen Zustand zu erzeugen.

[0031] Das verdichtete Arbeitsfluid 18 wird mit einem Brennstoff 20 aus einer Brennstoffzuführungseinrichtung 22 gemischt, um ein brennbares Gemisch in einem oder mehreren Brennern 24 auszubilden. Das brennbare Gemisch wird verbrannt, um Verbrennungsgase 26 mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Die Verbrennungsgase 26 strömen durch eine Turbine 28 eines Turbinenbereichs zum Erzeugen von Arbeit. Beispielsweise kann die Turbine 28 mit einer Welle 30 dergestalt verbunden sein, dass die Rotation der Turbine 28 den Verdichter 16 zum Erzeugen des verdichteten Arbeitsfluids 18 antreibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Welle 30 die Turbine 28 mit einem Generator 32 zum Erzeugen von Elektrizität verbinden. Abgase 34 aus der Turbine 28 strömen durch einen Auslassabschnitt 36, der die Turbine 28 mit einem Abgasschacht 38 stromabwärts von der Turbine 28 verbindet. Der Auslassabschnitt 36 kann beispielsweise einen (nicht dargestellten) Wärmerückgewinnungsdampfgenerator zum Reinigen und Entziehen zusätzlicher Wärme aus den Abgasen 34 vor der Abgabe an die Umgebung enthalten.

[0032] Fig. 2 stellt eine Querschnittsseitenansicht eines Teils einer exemplarischen Gasturbine 10 dar, die einen von den Brennern 24 und einem System 50 zum Steuern einer Flussrate des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu dem Brenner 24 enthält, der hierin als das «System 50» bezeichnet wird. Gemäss Darstellung enthält das System 50 ein Aussengehäuse 52, wie z.B. ein Verdichterauslassgehäuse und/oder ein Turbinengehäuse, das mit dem Verdichter 16 in Fluidverbindung steht, einen äusseren Fluidkreis 54, um einen Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Aussengehäuse 52 heraus und zurückzuführen, und ein Umlenkelement 56, das sich radial zwischen einer Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52 und einer Aussenoberfläche eines Teils der äusseren Luftabschirmung 62 des Brenners 24 erstreckt.

[0033] Gemäss Darstellung in Fig. 2 erstreckt der Brenner 24 wenigstens teilweise durch das Aussengehäuse 52. Der Brenner 24 enthält im Wesentlichen eine Endabdeckung 64, die mit dem Aussengehäuse 52 an einem Ende des Brenners 24 verbunden ist. Der Brenner 24 enthält ferner wenigstens eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66, die sich stromabwärts von der Endabdeckung 64 erstreckt, eine ringförmige Kappenanordnung 68, die sich radial und axial in dem Aussengehäuse 52 stromabwärts von der Endabdeckung 64 erstreckt, und einen ringförmigen Brennereinsatz oder Durchlass 70, der sich stromabwärts von der Kappenanordnung 68 erstreckt, und eine oder mehrere ringförmige Strömungshülsen 72, die wenigstens teilweise einen Teil des Brennereinsatzes 70 umgeben. In speziellen Ausführungsformen erstrecken sich mehrere radial erstreckende Brennstoffinjektoren 74 durch den Brennereinsatz 70 stromabwärts von der wenigstens einen sich axial erstreckenden Brennstoffdüse 66 hindurch.

[0034] Die Kappenanordnung 68 enthält im Wesentlichen ein vorderes Ende 76, das stromabwärts von der Endabdeckung 64 positioniert ist, ein hinteres Ende 78, das stromabwärts von dem vorderen Ende 76 angeordnet ist, und ein oder mehrere ringförmige Mantelringe 80, die sich wenigstens teilweise dazwischen erstrecken. In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich die wenigstens eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66 wenigstens teilweise durch das hintere Ende 78 der Kappenanordnung 66, um ein brennbares Gemisch 82 bereitzustellen, das wenigstens teilweise den Brennstoff 20 (Fig. 1 ) und einen Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu einer Brennkammer 84 zur Verbrennung in einer primären Verbrennungszone 86 aufweist, die sich stromabwärts von dem hinteren Ende 78 der Kappenanordnung 68 befindet.

[0035] Fig. 3 stellt eine Querschnittsseitenansicht eines Teils des in Fig. 2 dargestellten Brenners 24 bereit, der in den Schutzumfang verschiedener Ausführungsformen dieser Offenbarung fällt. Gemäss Darstellung in Fig. 3 umgibt der Brennereinsatz 70 in Umfangsrichtung die Brennkammer 84 und die primäre Verbrennungszone 86. Die ringförmige Strömungshülse(n) 72 kann einen oder mehrere Kühlströmungsdurchlass/durchlässe 87 definieren, um das komprimierte Arbeitsfluid 18 über eine Aussenoberfläche des Brennereinsatzes 70 zur Kühlung des Brenners 24 während des Betriebs zu führen. In speziellen Ausführungsformen sind die mehreren Brennstoffinjektoren 74 in Umfangsrichtung um den Brennereinsatz 70 herum angeordnet. Jeder von den mehreren Brennstoffinjektoren 74 erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung 88, die wenigstens teilweise durch den Brennereinsatz 70 definiert wird. Jeder Brennstoffinjektor 74 stellt eine Fluidverbindung durch den Brennereinsatz 70 hindurch zu der Brennkammer 84 bereit.

[0036] Gemäss Darstellung in Fig. 3 umgibt die äussere Luftabschirmung 62 in Umfangsrichtung wenigstens einen Teil des Brennereinsatzes 70. Die äussere Luftabschirmung 62 ist im Wesentlichen radial von dem Brennereinsatz 70 getrennt, um wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum 90 dazwischen zu definieren. In speziellen Ausführungsformen ist wenigstens eine von der wenigstens einen ringförmigen Strömungshülse 72 wenigstens teilweise von der äusseren Luftabschirmung 62 umgeben. In speziellen Ausführungsformen umgibt die äussere Luftabschirmung 62 in Umfangsrichtung die mehreren Brennstoffinjektoren 74. Die mehreren Brennstoffinjektoren 74 stehen mit dem Injektionsluftsammelraum 90 in Verbindung. In speziellen Ausführungsformen definiert die äussere Luftabschirmung 62 wenigstens teilweise einen Luftkanal 62 zu dem Injektionsluftsammelraum 90. Die äussere Luftabschirmung 62 umgibt wenigstens teilweise ein Ende des Brennstoffverteilers 96. Die mehreren Brennstoffinjektoren 74 sind fluidmässig mit dem Brennstoffverteiler durch eine oder mehrere (nicht dargestellte) Fluidverbindungen verbunden, die Brennstoff an jeden Brennstoffinjektor 74 liefern.

[0037] In speziellen Ausführungsformen können, wie in Fig. 3 dargestellt, der Brennereinsatz 70, die äussere Luftabschirmung 62 und die Brennstoffinjektoren 74 Teil eines Verbrennungsmoduls 94 sein. Das Verbrennungsmodul 94 enthält im Wesentlichen einen ringförmigen Brennstoffverteiler 96, der an einem vorderen Ende des Verbrennungsmoduls 94 angeordnet ist und eine Brennstoffinjektionsanordnung 97, die sich stromabwärts von dem Brennstoffverteiler 96 erstreckt. Der Brennereinsatz 70, die äussere Luftabschirmung 62 und die Brennstoffinjektoren 74 sind im Wesentlichen als Teil der Brennstoffinjektionsanordnung 97 enthalten.

[0038] Gemäss Darstellung in Fig. 2 definiert das Aussengehäuse 52 wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum 98, der wenigstens einen Teil des Brenners 24 umgibt. Fig. 4 stellt eine Querschnittsansicht des Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine 10 gemäss wenigstens einer Ausführungsform bereit, wobei der Brenner 24 und/oder das Verbrennungsmodul 94 zur Verdeutlichung weggelassen sind. In speziellen Ausführungsformen enthält das in Fig. 4 dargestellte Aussengehäuse 52 ein Verdichterauslassgehäuse 100 und ein Turbinenaussengehäuse oder eine Schale 102. Das Verdichterauslassgehäuse 100 und das Turbinenaussengehäuse 102 definieren wenigstens teilweise den Hochdrucksammelräum 98. Das Aussengehäuse 52 definiert teilweise eine Brenneröffnung 104 zum Einbau und/oder zur Unterstützung des Brenners 24. Zusätzlich definiert das Aussengehäuse 52 wenigstens teilweise wenigstens einen Entnahmeanschluss 105 und wenigstens einen Einlassanschluss 108. Der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 und der Einlassanschluss bzw. die Einlasse 108 erstrecken sich wenigstens teilweise durch das Aussengehäuse 52 hindurch, um eine Fluidverbindung durch diese hindurch bereitzustellen. Der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 stehen mit dem Hochdrucksammelraum 98 in Fluidverbindung. In speziellen Ausführungsformen erstrecken sich der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 durch das Turbinenaussengehäuse 102 hindurch, und der Einlassanschluss bzw. die Anschlüsse 108 erstrecken sich durch das Verdichterauslassgehäuse 100 hindurch.

[0039] In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich gemäss Darstellung in Fig. 4 das Umlenkelement 56 von der Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52 radial nach innen. Das Umlenkelement 56 ist im Wesentlichen zwischen dem Entnahmeanschluss bzw. den Anschlüssen 106 und dem Einlassanschluss bzw. den Anschlüssen 108 angeordnet. In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich das Umlenkelement 56 von einer Innenoberfläche 109 des Verdichterauslassgehäuses 100 nach innen. Das Umlenkelement 56 kann als ein Einzelteil zusammen mit dem Aussengehäuse 52 gegossen sein, oder kann mit der Innenoberfläche 58 durch beliebige im Fachgebiet bekannte Einrichtungen verbunden sein, die für die gedachte Umgebung geeignet sind, wie z.B. durch Verschweissen, Einsetzen in einen Kanal, Verschrauben oder durch Bolzenbefestigung. In speziellen Ausführungsformen kann eine radiale Dichtung 110, wie z.B. eine Federdichtung oder eine Hula-Dichtung, entlang einem Abschnitt einer Innenoberfläche 102 des Umlenkelementes 56 angeordnet sein. Die Dichtung 110 erstreckt sich von der Innenoberfläche 112 des Umlenkelementes 56 radial nach innen.

[0040] In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich gemäss Darstellung in Fig. 2 das Umlenkelement 56 radial zwischen der Aussenoberflache 60 der äusseren Luftabschirmung 62 und der Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52. Auf diese Weise definieren die äussere Luftabschirmung 62, das Aussengehäuse 52 und das Umlenkelement 56 wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum 114 dazwischen. Der/die Einlassanschluss/anschlüsse 108 stellen eine Fluidverbindung in den Injektionsluftsammelraum 114 bereit. Das Umlenkelement 56 stellt wenigstens teilweise eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal 62 zu dem Injektionsluftsammelraum 90 und dem Hochdrucksammel-räum 98 in dem Aussengehäuse 52 und/oder zwischen dem Injektionsluftsammelraum 114 und dem Hochdrucksammelraum 98 bereit.

[0041] Gemäss Darstellung in Fig. 2 und 4 weist der äussere Fluidkreis 54 im Wesentlichen einen oder mehrere Fluidleitungen 116, wie z.B. Rohre, auf, die eine Fluidverbindung zwischen dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 ausserhalb des Gehäuses 52 bereitstellen. In speziellen Ausführungsformen enthält der äussere Fluidkreis 54 ein oder mehrere Durchflussmodulationsventile 118, um eine Flussrate des komprimierten Arbeitsfluids zwischen dem Entnahmeanschluss bzw. den Anschlüssen 106 und dem Einlassanschluss bzw. den Anschlüssen 108 zu steuern. Das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 sind im Wesentlichen stromabwärts von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 angeordnet. Das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 können jeden Typ von Durchflusssteuerungsventil beinhalten, der in der Industrie bekannt ist, wie z.B. Klappen- oder Kugelventile.

[0042] In einer Ausführungsform weist der Fluidkreis 54 ferner einen Fluidverteiler 120 auf. Der Fluidverteiler 120 ist stromabwärts von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 angeordnet. Der Fluidverteiler 120 kann sich in Umfangsrichtung um wenigstens einen Teil des Aussengehäuses 52 erstrecken.

[0043] In speziellen Ausführungsformen enthält die Gasturbine 10 mehrere in einer ringförmigen Anordnung um das Aussengehäuse 52 herum angeordnete Brenner 24. Wenigstens einer von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Hochdrucksammelraum 98 und dem Fluidverteiler 120 bereit. Mehrere von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 erstrecken sich durch das Aussengehäuse 52 dort, wo sich jeder Einlassanschluss 108 durch das Aussengehäuse 52 hindurch im Wesentlichen in der Nähe zu einem entsprechenden Brenner 24 der mehreren Brenner 24 erstreckt. Der Fluidkreis 54 enthält ferner mehrere Durchflussmodulationsventile 118. Jedes oder einige von den Durchflussmodulationsventilen 118 können stromabwärts von dem/den Auslassanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem Fluidverteiler 120 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eines von den mehreren Durchflussmodulationsventilen 118 stromabwärts von dem Fluidverteiler 120 und stromaufwärts von einem entsprechenden von den mehreren Einlassanschlüssen 108 angeordnet sein. Diese Ausführungsform ermöglicht weniger Entnahmeanschlüsse 106 aus dem Aussengehäuse, während sie gleichzeitig eine Steuerung der Luftflussrate des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Hochdrucksammelraum 64 in jeden Brenner 24 ermöglicht.

[0044] In speziellen Ausführungsformen ist/sind das Durchflussmodulationsventil/ventile 118 mit einer elektronischen Steuerung 122 gekoppelt. Die Steuerung 122 kann jede Steuerung sein, die dafür geeignet ist, das Durchflussmodulationsventil/ventile in wenigstens eine teilweise offene und/oder geschlossene Position in Reaktion auf eine Benutzereingäbe oder in Reaktion auf ein Rückkopplungssignal aus einem (nicht dargestellten) Sensor zu betätigen, der auf und/oder in Turbine 10 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Steuerung 122 ein SPEEDTRONIC™ Gasturbinensteuerungssystem von General Electric sein. Die Steuerung 122 kann ein Computersystem mit einem Prozessor/Prozessoren sein, die Programme zum Steuern des Betriebs des/der Durchflussmodulationsventil/ventile 118 ausführen und/oder eines enthalten.

[0045] Fig. 5 stellt eine vergrösserte Querschnittsseitenansicht eines Teils einer in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereit. Wie in Fig. 5 dargestellt, steht die äussere Luftabschirmung 60 mit einem Seitenabschnitt 123 des Umlenkelementes 56 in Eingriff und/oder ist in der Nähe davon angeordnet. Die äussere Luftabschirmung 60 kann starr mit einer der Strömungshülsen 72 verbunden sein. Alternativ kann die äussere Luftabschirmung 60 verschiebbar mit der Strömungshülse 72 in Eingriff stehen, um eine Wärmeausdehnung des Verdichterauslassgehäuses 100 während des Betriebs der Gasturbine zu ermöglichen.

[0046] Im Betrieb strömt, wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, das komprimierte Arbeitsfluid 18 aus dem Verdichter 16 und wird in den Hochdrucksammelraum 98 geleitet. Ein erster Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird durch den/die Kühlungsströmungsdurchlass/durchlässe 87 zu der Endabdeckung 64 geleitet, wo es seine Richtung umkehrt und dann durch eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66 geleitet wird. Der erste Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird mit Brennstoff 22 (Fig. 1 ) vermischt, um das brennbare Gemisch 62 auszubilden, das in die Brennkammer 84 zur Verbrennung in der primären Verbrennungszone 86 injiziert wird. Während bestimmter Betriebsmodi der Gasturbine 10, wie z.B. während eines Grundlast- oder Herunterfahrbetriebs werden das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 in eine im Wesentlichen teilweise offenen Position betätigt, um den Durchfluss eines zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Hochdrucksammelräum 98 durch die Entnahmeauslässe 106 entlang des externen Fluidkreises 54 und durch die Einlassanschlüsse 108 in den Injektionsluftsammelraum 114 zu ermöglichen.

[0047] Das Umlenkelement 56 stellt eine Strömungstrennungsbarriere zwischen dem Hochdrucksammelräum 98 und dem Injektionsluftsammelraum 114 bereit, um dem/den Durchflussmodulationsventil/ventilen 118 zu ermöglichen, die Flussrate des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu steuern, das zwischen dem Hochdrucksammelraum 98 und dem Injektionsluftsammelraum 114 strömt. Das/die Durchflusssteuerungsventil/ventile 118 können zum Erhöhen oder Verringern der Durchflussrate des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 betätigt werden, das von dem Hochdrucksammelraum 98 durch den Fluidkreis 54 und in den Injektionsluftsammelraum 114 strömt. Der zweite Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird dann durch den Einlasskanal 92 in den Injektionsluftsammelraum 90 und in jeden von den mehreren Brennstoffinjektoren 74 geleitet, wo es mit Brennstoff vermischt wird, um ein zweites brennbares Gemisch 124 zu erzeugen. Das zweite brennbare Gemisch 124 wird dann durch den Brennereinsatz 70 hindurch injiziert und in der sekundären Verbrennungszone 126 verbrannt, die sich im Wesentlichen stromabwärts von der einen oder den mehreren Öffnungen 88 befindet, um dadurch die Leistung des Brenners ohne signifikante Erhöhung von Emissionswerten erhöht.

[0048] Während bestimmter Betriebsmodi der Gasturbine 10, wie z.B. während eines Kaltbrennstoffbetriebs, Flüssigbrennstoffbetriebs und/oder eines Hochfahrbetriebs können das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 wenigstens teilweise oder vollständig geschlossen sein, um den Fluss des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 durch den äusseren Fluidkreis 54 und in den Injektionsluftsammelraum 90 einzuschränken oder zu eliminieren, um dadurch eine Luftverdünnung für die durch die primäre Verbrennungszone 86 strömenden Verbrennungsgase zu reduzieren oder zu verhindern. Das Umlenkelement 56 stellt eine Strömungsbarriere zwischen dem Aussengehäuse 52 und der äusseren Luftabschirmung 62 zum Reduzieren oder Verhindern einer Luftleckage zwischen dem Hochdrucksammelraum und dem Injektionsluftsammelraum bereit. Demzufolge können der erste und der zweite Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 durch den/die Kühlströmungsdurchlass/durchlässe 87 zu der Endabdeckung 84 geleitet werden, um dadurch die Kühlung des Brennereinsatzes 70 und/oder der Kappenanordnung 68 zu verbessern. Zusätzlich kann das zusätzliche komprimierte Arbeitsfluid 18 die Verbrennung steigern, was die Gesamtleistung des Brenners 24 weiter verbessert.

[0049] Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschliesslich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.

[0050] Ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners enthält ein Aussengehäuse, das einen Hochdrucksammelraum um einen Abschnitt des Brenners herum definiert, einen Entnahmeanschluss in Fluidverbindung mit dem Hochdrucksammelraum und einen Einlassanschluss. Der Brenner enthält mehrere um einen Brennereinsatz herum angeordnete Brennstoffinjektoren, eine innere Strömungshülse, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren und die innere Strömungshülse umgibt. Die äussere Luftabschirmung definiert einen Injektionsluftsammelraum zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich zwischen dem Aussengehäuse und der äusseren Luftabschirmung, um eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass und dem Hochdrucksammelraum zu schaffen.

Bezugszeichenliste

[0051] <tb>10<SEP>Gasturbine <tb>12<SEP>Einlassbereich <tb>14<SEP>Arbeitsfluid <tb>16<SEP>Verdichter <tb>18<SEP>komprimiertes Arbeitsfluid <tb>20<SEP>Brennstoff <tb>22<SEP>Brennstoffzuführung <tb>24<SEP>Brenner <tb>26<SEP>Verbrennungsgase <tb>28<SEP>Turbine <tb>30<SEP>Welle <tb>32<SEP>Generator/Motor <tb>34<SEP>Abgase <tb>36<SEP>Auslassabschnitt <tb>38<SEP>Abgasschacht <tb>50<SEP>System <tb>52<SEP>Aussengehäuse <tb>54<SEP>äusserer Fluidkreis <tb>56<SEP>Umlenkelement <tb>58<SEP>Innenoberflache <tb>60<SEP>Aussenoberfläche <tb>62<SEP>äussere Strömungshülse <tb>64<SEP>Endabdeckung <tb>66<SEP>Brennstoffdüse <tb>68<SEP>Kappenanordnung <tb>70<SEP>Brennereinsatz <tb>72<SEP>Strömungshülse <tb>74<SEP>Brennstoffinjektor <tb>76<SEP>vorderes Ende <tb>78<SEP>hinteres Ende <tb>80<SEP>Mantelring <tb>82<SEP>brennbares Gemisch <tb>84<SEP>Brennkammer <tb>86<SEP>primäre Verbrennungszone <tb>87<SEP>Kühlströmungsdurchlass <tb>88<SEP>Öffnung <tb>90<SEP>Injektionsluftsammelraum <tb>92<SEP>Einlasskanal <tb>94<SEP>Verbrennungsmodul <tb>96<SEP>Brennstoffverteiler <tb>97<SEP>Brennstoffinjektionsanordnung <tb>98<SEP>Hochdrucksammelraum <tb>100<SEP>Verdichterauslassgehäuse <tb>102<SEP>Turbinenaussengehäuse/Schale <tb>104<SEP>Brenneröffnung <tb>106<SEP>Entnahmeanschluss <tb>108<SEP>Einlassanschluss <tb>110<SEP>radiale Dichtung <tb>112<SEP>Innenoberflache <tb>114<SEP>Injektionsluftsammelraum <tb>116<SEP>Fluidleitungen <tb>118<SEP>Durchflussmodulationsventile <tb>120<SEP>Fluidverteiler <tb>122<SEP>Steuerung <tb>124<SEP>zweites brennbares Gemisch <tb>126<SEP>sekundäre Verbrennungszone

Claims (11)

1. System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners, aufweisend: a. ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Teil des Brenners umgibt, wobei das Aussengehäuse wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum definiert, der wenigstens einen Teil des Brenners umgibt, das Aussengehäuse einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss aufweist, die sich durch das Aussengehäuse hindurch erstrecken, wobei der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht; b. einen Brenner, der sich wenigstens teilweise durch den Hochdrucksammelraum erstreckt, wobei der Brenner einen Brennereinsatz, mehrere längs des Umfangs um den Brennereinsatz angeordnete Brennstoffinjektoren, eine innere Strömungshülse, die den Brennereinsatz umgibt, eine äussere Luftabschirmung, die die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, einen zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Brennereinsatz definierten Injektionsluftsammelraum und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum aufweist, wobei der Einlass mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung steht; c. einen äusseren Fluidkreis, der eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereitstellt; und d. ein Umlenkelement, das sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse erstreckt, wobei das Umlenkelement eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum bereitstellt.

2. System nach Anspruch 1, wobei der äussere Fluidkreis ein stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnetes Durchflussmodulationsventil aufweist; und/oder wobei der äussere Fluidkreis einen Flussverteilungsring stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss aufweist, wobei sich der Flussverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Teil des Aussengehäuses erstreckt.

3. System nach Anspruch 2, das ferner eine mit dem Flussmodulationsventil kommunikationsmässig verbundene Steuerung aufweist.

4. System nach Anspruch 1, wobei sich das Umlenkelement radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstreckt; und/oder wobei das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht.

5. System nach Anspruch 4, das ferner eine radiale Dichtung aufweist, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt.

6. System nach Anspruch 1, wobei die äussere Luftabschirmung mit einem Seitenabschnitt des Umlenkelementes verbunden ist.

7. System nach Anspruch 6, wobei sich der Entnahmeanschluss durch das Turbinenaussengehäuse erstreckt und sich der Einlassanschluss durch das Verdichterauslassgehäuse erstreckt.

8. System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners, aufweisend: a. ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt, wobei das Aussengehäuse wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum definiert, das Aussengehäuse einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss aufweist, die sich durch das Aussengehäuse erstrecken, wobei der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht; b. einen Brenner mit einem Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung, wobei das Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung einen Brennereinsatz, eine innere Strömungshülse, die einen Teil des Brennereinsatzes längs des Umfangs umgibt, mehrere längs des Umfangs um die innere Strömungshülse und den Brennereinsatz herum angeordnete Brennstoffinjektoren, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, und einen zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definierten Injektionsluftsammelraum hat, wobei die äussere Luftabschirmung wenigstens teilweise einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum definiert, wobei der Einlass mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung steht; c. einen äusseren Fluidkreis, der eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss schafft; und d. ein Umlenkelement, das sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse erstreckt, wobei das Umlenkelement eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses schafft.

9. System nach Anspruch 8, wobei der äussere Fluidkreis ein stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnetes Durchflussmodulationsventil aufweist.

10. Gasturbine, aufweisend: a. einen Verdichter, der an einem vorderen Ende der Gasturbine angeordnet ist, einen Brenner, der stromabwärts von dem Verdichter positioniert ist, eine Turbine, die stromabwärts von dem Brenner positioniert ist, und ein System zum Steuern einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor des Brenners, wobei das System aufweist: i. ein Aussengehäuse, das einen Hochdrucksammelraum definiert, der wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt, wobei das Aussengehäuse einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss aufweist, die sich durch das Aussengehäuse hindurch erstrecken, wobei der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht;

ii. einen Brennereinsatz, der sich im Innern des Aussengehäuses erstreckt, mehrere Brennstoffinjektoren, die längs des Umfangs um den Brennereinsatz herum angeordnet sind, eine innere Strömungshülse, die einen Abschnitt des Brennereinsatzes längs des Umfangs umgibt, eine äussere Luftabschirmung, die die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, einen zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definierten Injektionsluftsammelraum und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum, wobei der Einlass mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung steht; iii. einen äusseren Fluidkreis, der eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss schafft, wobei der äussere Fluidkreis ein stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnetes Durchflussmodulationsventil enthält; und iv. ein Umlenkelement, das sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse erstreckt, wobei das Umlenkelement eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses schafft.