CH707853A2 - Strömungshülsenanordnung für ein Verbrennungsmodul eines Gasturbinenbrenners. - Google Patents
Strömungshülsenanordnung für ein Verbrennungsmodul eines Gasturbinenbrenners. Download PDFInfo
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Abstract
Eine Strömungshülsenanordnung (116) für einen Brenner einer Gasturbine enthält eine ringförmige Stützhülse 140), die an einem vorderen Ende (142) der Strömungshülsenanordnung (116) angeordnet ist. Die Stützhülse (140) enthält einen vorderen Abschnitt (154), der axial von einem hinteren Abschnitt (156) getrennt ist. Ein hinterer Rahmen (144) ist an einem hinteren Ende (146) der Strömungshülsenanordnung (116) angeordnet. Eine ringförmige Strömungshülse (148) erstreckt sich aus dem hinteren Abschnitt (156) der Unterstützungshülse zu dem hinteren Rahmen (144). Die Strömungshülse (148) enthält ein vorderes Ende (176), das axial von einem hinteren Ende (178) getrennt ist. Das vordere Ende (176) der Strömungshülse (148) umgibt in Umfangsrichtung das hintere Ende (178) der Strömungshülse (148). Eine ringförmige Prallhülse (150) erstreckt sich zwischen dem hinteren Ende (178) der Strömungshülse (148) und dem hinteren Rahmen (144). Die Prallhülse (150) enthält ein vorderes Ende (184), das mit dem hinteren Ende (178) der Strömungshülse (148) verbunden ist, und ein hinteres Ende (186), das mit dem hinteren Rahmen (144) verbunden ist.
Description
Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Brenner für eine Gasturbine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Strömungshülsenanordnung für ein Verbrennungsmodul des Brenners.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Eine typische Gasturbine, die zum Erzeugen elektrischer Energie verwendet wird, enthält einen axialen Verdichter, einen oder mehrere Brenner stromabwärts von dem Verdichter und eine Turbine, die sich stromabwärts von den Brennern befindet. Dem Verdichter wird Umgebungsluft zugeführt und rotierende Laufschaufeln und stationäre Leitschaufeln in dem Verdichter verleihen dem Arbeitsfluid (Luft) fortschreitend kinetische Energie, um ein verdichtetes Arbeitsfluid in einem hoch energetischen Zustand zu erzeugen. Das verdichtete Arbeitsfluid verlässt den Verdichter und strömt zu einem Kopfende des Brenners, wo es die Richtung an einer Endabdeckung umkehrt und durch die eine oder mehrere Brennstoffdüsen in eine primäre Verbrennungszone strömt, die in einer Brennkammer in jedem Brenner definiert ist. Das verdichtete Arbeitsfluid vermischt sich mit Brennstoff in der einen oder den mehreren Brennstoffdüsen und/oder in der Verbrennungskammer und verbrennt unter Erzeugung von Verbrennungsgasen mit hoher Temperatur und hohem Druck. 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] Ein typischer Brenner enthält eine mit einem Verdichterausgabegehäuse verbundene Endabdeckung, eine ringförmige Kappenanordnung, die sich radial und axial im dem Verdichterausgabegehäuse erstreckt, einen ringförmigen Verbrennungseinsatz, der sich stromabwärts von der Kappenanordnung erstreckt, eine ringförmige Strömungshülse, die in Umfangsrichtung den Verbrennungseinsatz umgibt, und ein Übergangsstück, das sich von dem Verbrennungseinsatz aus stromabwärts erstreckt. Das Übergangsstück enthält im Wesentlichen einen ringförmigen Übergangskanal, der sich zwischen dem Verbrennungseinsatz und einer ersten Stufe stationärer Leitdüsen erstreckt, und eine Prallhülse, die in Umfangsrichtung den Übergangskanal umgibt. Ein hinteres Ende des Übergangsstückes ist typischerweise mit einem Aussengehäuse, wie z.B. einem Turbinen- oder Verdichterausgabegehäuse, verbunden. Ein vorderes Ende der Strömungshülse umgibt in Umfangsrichtung einen Aussenabschnitt der Kappenanordnung. Das vordere Ende ist starr in seiner Position an dem Aussenabschnitt der Kappenanordnung unter Verwendung einer oder mehrerer Befestigungselemente fixiert. Das hintere Ende des Übergangsstückes unterstützt wenigstens teilweise den Einsatz, die Strömungshülse und die Kappenanordnung.
[0004] Obwohl die vorstehend beschriebene starre Verbindung zwischen der Strömungshülse und der Kappenanordnung im Wesentlichen für viele bestehende Brenner effizient ist, ist sie im Allgemeinen für einen Brenner mit einem Verbrennungsmodul ineffizient, welches einen Brennstoffverteilungssammler an einem vorderen Ende und eine Brennstoffeinspritzanordnung enthält, die sich stromabwärts aus dem Brennstoffverteilungssammler erstreckt. Der Brennstoffverteilungssammler umgibt teilweise eine Kappenanordnung in dem Brenner. Die Brennstoffeinspritzanordnung enthält im Wesentlichen eine Strömungshülse und/oder eine Prallhülse, die in Umfangsrichtung wenigstens einen Abschnitt eines Verbrennungseinsatzes umgeben. Ein vorderes Ende des Verbrennungseinsatzes umgibt ein stromabwärts liegendes Ende der Kappenanordnung. Der Brennstoffverteilungssammler kann mit einem ersten Aussengehäuse, wie z.B. einem Verdichterausgabegehäuse, verbunden sein und das hintere Ende der Brennstoffeinspritzanordnung ist mit einem zweiten Aussengehäuse, wie z.B. einem Turbinenaussengehäuse, verbunden. Der Brennstoffverteilungssammler stellt eine tragende Unterstützung für das vordere Ende der Brennstoffeinspritzanordnung bereit. Insbesondere stellt der Brennstoffverteilungssammler eine tragende Unterstützung für ein vorderes Ende der Strömungshülse bereit.
[0005] Da die Gasturbine verschiedene Betriebszustände, wie z.B. während des Hochfahrens, Herunterfahrens und/oder des Abschaltens durchläuft, durchlaufen das Verbrennungsmodul, das erste Aussengehäuse und das zweite Aussengehäuse verschiedene Temperaturveränderungen, was zu variierenden Wärmeausdehnungsgeschwindigkeiten zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse und dem Verbrennungsmodul führt. Demzufolge muss das Verbrennungsmodul eine Relativbewegung zwischen dem Brennstoffverteilungssammler und der Brennstoffeinspritzanordnung aufnehmen. Demzufolge ist eine starre Verbindung zwischen der Strömungshülse und der Kappenanordnung eines Brenners mit einem Verbrennungsmodul keine funktionsfähige Option. Daher wäre eine verbesserte Strömungshülsenanordnung nützlich.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0006] Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachstehend in der folgenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.
[0007] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Strömungshülsenanordnung für einen Brenner einer Gasturbine. Eine Strömungshülsenanordnung enthält eine ringförmige Stützhülse, die an einem vorderen Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist. Die Stützhülse enthält einen vorderen Abschnitt, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist. Ein hinterer Rahmen ist an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet. Eine ringförmige Strömungshülse erstreckt sich aus dem hinteren Abschnitt der Unterstützungshülse zu dem hinteren Rahmen. Die Strömungshülse enthält ein vorderes Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist. Das vordere Ende der Strömungshülse umgibt in Umfangsrichtung das hintere Ende der Strömungshülse. Eine ringförmige Prallhülse erstreckt sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen. Die Prallhülse enthält ein vorderes Ende, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
[0008] Die Stützhülse der Strömungshülsenanordnung definiert wenigstens teilweise eine Öffnung, die sich radial durch die Strömungshülse erstreckt, um so einen Zugang durch die Stützhülse bereitzustellen.
[0009] Die Stützhülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann einen Flansch mit einer axialen Länge enthalten, wobei sich der Flansch in Umfangsrichtung um den vorderen Abschnitt der Stützhülse erstreckt.
[0010] Die Strömungshülsenanordnung jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner mehrere Befestigungseinrichtungen aufweisen, die sich radial von der Stützhülse nach aussen erstrecken, wobei die Befestigungseinrichtungen in Umfangsrichtung um das hintere Ende der Stützhülse herum angeordnet sind.
[0011] Die Strömungshülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann ein erstes halbkreisförmiges Strömungsteilstück aufweisen, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Strömungsteilstück verbunden ist.
[0012] Die Strömungshülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann wenigstens teilweise mehrere Verriegelungskanäle definieren, die an dem vorderen Ende der Strömungshülse angeordnet sind.
[0013] Die Prallhülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann ein erstes halbkreisförmiges Prallteilstück aufweisen, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Prallteilstück verbunden ist.
[0014] Die Strömungshülsenanordnung jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner einen ringförmigen Verbrennungseinsatz aufweisen, der wenigstens teilweise in Umfangsrichtung durch die Stützhülse, die Strömungshülse und die Prallhülse umgeben ist, wobei der Verbrennungseinsatz ein hinteres Ende hat, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist, und ein vorderes Ende, das angrenzend an den vorderen Abschnitt der Stützhülse endet.
[0015] Die Strömungshülsenanordnung jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner einen Kühlströmungsdurchlass aufweisen, der zwischen dem Verbrennungseinsatz und der Prallhülse, der Strömungshülse und der Stützhülse definiert ist.
[0016] Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verbrennungsmodul für einen Brenner. Das Verbrennungsmodul enthält einen ringförmigen Brennstoffverteilungssammler. Der Brennstoffverteilungssammler enthält ein vorderes Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist. Das Verbrennungsmodul enthält ferner eine Brennstoffeinspritzanordnung, die sich von dem Brennstoffverteilungssammler aus stromabwärts erstreckt. Die Brennstoffeinspritzanordnung enthält einen ringförmigen Verbrennungseinsatz, der sich zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende der Brennstoffeinspritzanordnung erstreckt, und eine ringförmige Strömungshülsenanordnung, die in Umfangsrichtung den Verbrennungseinsatz umgibt. Die Strömungshülsenanordnung enthält eine ringförmige Stützhülse, die an einem vorderen Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist. Die Stützhülse hat einen vorderen Abschnitt, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist. Ein hinterer Rahmen ist an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet. Eine ringförmige Strömungshülse erstreckt sich von dem hinteren Abschnitt der Stützhülse zu dem hinteren Rahmen. Die Strömungshülse enthält ein vorderes Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist. Eine ringförmige Prallhülse erstreckt sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen. Die Prallhülse enthält ein vorderes Ende, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist, und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
[0017] Die Stützhülse jedes vorstehend erwähnten Verbrennungsmoduls kann einen ringförmigen Flansch mit einer axialen Länge enthalten, wobei sich der Flansch in Umfangsrichtung um den vorderen Abschnitt der Stützhülse erstreckt, und der Flansch konzentrisch in dem Brennstoffverteilungssammler dergestalt positioniert ist, dass der Flansch entlang eines Innenseitenabschnittes des Brennstoffverteilungssammlers während des Betriebs des Verbrennungsmoduls gleitet.
[0018] Die Stützhülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann wenigstens teilweise eine Öffnung definieren, die sich radial durch die Stützhülse dergestalt erstreckt, dass sie einen Zugang durch die Stützhülse hindurch bereitstellt.
[0019] Das Verbrennungsmodul jedes vorstehend erwähnten Typs kann mehrere Befestigungseinrichtungen aufweisen, die sich von Stützhülse aus radial nach aussen erstrecken, wobei die Befestigungseinrichtungen in Umfangsrichtung um das hintere Ende der Stützhülse angeordnet sind.
[0020] Die Strömungshülse jedes vorstehend erwähnten Verbrennungsmoduls kann ein erstes halbkreisförmiges Strömungsteilstück aufweisen, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Strömungsteilstück verbunden ist.
[0021] Die Strömungshülse jedes vorstehend erwähnten Verbrennungsmoduls kann wenigstens teilweise mehrere Verriegelungskanäle definieren, die an dem vorderen Ende der Strömungshülse angeordnet sind.
[0022] Die Prallhülse jedes vorstehend erwähnten Verbrennungsmoduls kann ein erstes halbkreisförmiges Prallteilstück aufweisen, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Prallteilstück verbunden ist.
[0023] Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch eine Gasturbine mit einem an einen stromaufwärtigen Ende der Gasturbine angeordneten Verdichter, einem stromabwärts von dem Verdichter angeordneten Brenner und einer stromabwärts von dem Brenner angeordneten Turbine; und einem Verbrennungsmodul, das sich wenigstens teilweise durch den Brenner erstreckt. Das Verbrennungsmodul enthält einen ringförmigen Brennstoffverteilungssammler mit einem vorderen Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist, und eine Brennstoffeinspritzanordnung, die sich von dem Brennstoffverteilungssammler aus stromabwärts erstreckt. Die Brennstoffeinspritzanordnung enthält einen ringförmigen Verbrennungseinsatz, der sich zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende der Brennstoffeinspritzanordnung erstreckt, und eine ringförmige Strömungshülsenanordnung, die in Umfangsrichtung den Verbrennungseinsatz umgibt. Die Strömungshülsenanordnung weist eine ringförmige Stützhülse auf, die an einem vorderen Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist. Die Stützhülse enthält einen vorderen Abschnitt, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist. Ein hinterer Rahmen ist an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet. Eine ringförmige Strömungshülse erstreckt sich von dem hinteren Abschnitt der Stützhülse zu dem hinteren Rahmen. Die Strömungshülse enthält ein vorderes Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist. Eine ringförmige Prallhülse erstreckt sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen. Die Prallhülse enthält ein vorderes Ende, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist, und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
[0024] Die Gasturbine jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner mehrere Befestigungseinrichtungen aufweisen, die sich radial von der Stützhülse nach aussen erstrecken, wobei die Befestigungseinrichtungen in Umfangsrichtung um das hintere Ende der Stützhülse herum angeordnet sind.
[0025] Die Strömungshülse jeder vorstehend erwähnten Gasturbine kann wenigstens teilweise mehrere Verriegelungskanäle definieren, die an dem vorderen Ende der Strömungshülse angeordnet sind.
[0026] Die Strömungshülse jeder vorstehend erwähnten Strömungshülsenanordnung kann ein erstes halbkreisförmiges Strömungsteilstück aufweisen, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Strömungsteilstück verbunden ist; und die Prallhülse weist ein ersten halbkreisförmiges Prallteilstück auf, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Prallteilstück verbunden ist.
[0027] Der Fachmann wird die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und weitere nach Prüfung der Patentbeschreibung besser erkennen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0028] Eine vollständige und grundlegende Beschreibung der vorliegenden Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart für den Fachmann wird nachstehend in dem Rest der Patentschrift unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
<tb>Fig. 1<SEP>eine funktionale Blockdarstellung einer exemplarischen Gasturbine innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung ist;
<tb>Fig. 2<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnittes einer exemplarischen Gasturbine gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
<tb>Fig. 3<SEP>eine Draufsicht auf ein in Fig. 2 dargestelltes Verbrennungsmodul gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung ist;
<tb>Fig. 4<SEP>eine Draufsicht auf einen Strömungshülsenanordnungsabschnitt des in Fig. 3 dargestellten Verbrennungsmoduls gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
<tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 3 dargestellten Verbrennungsmodul gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung ist;
<tb>Fig. 6<SEP>eine Querschnittsdraufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte Strömungshülsenanordnung gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung ist;
<tb>Fig. 7<SEP>eine vergrösserte Ansicht eines Abschnittes der Querschnittsdraufsicht der in Fig. 6 dargestellten Strömungshülsenanordnung gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0029] Es wird nun im Detail auf 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.
[0030] 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 ist, sofern es nicht speziell in den Ansprüchen angegeben ist.
[0031] 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 energesierten Zustand zu erzeugen.
[0032] 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 Abgasbereich 36, der die Turbine 28 mit einem Abgaskamin 38 stromabwärts von der Turbine 28 verbindet. Der Abgasbereich 36 kann beispielsweise einen (nicht dargestellten) Wärmerückgewinnungsdampfgenerator zum Reinigen und Entziehen zusätzlicher Wärme aus den Abgasen 34 vor der Abgabe an die Umgebung enthalten.
[0033] Fig. 2 stellt eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnittes der Gasturbine 10 gemäss verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereit. Gemäss Darstellung in Fig. 2 enthält die Gasturbine 10 im Wesentlichen ein Aussengehäuse 50, das wenigstens teilweise den Brenner 24 umgibt. Das Aussengehäuse 50 definiert wenigstens teilweise eine Öffnung 52 zum Einbauen und/oder Unterstützen des Brenners 24. In speziellen Ausführungsformen weist das Aussengehäuse 50 ein erstes Aussengehäuse 54, wie z.B. ein Verdichterausgabegehäuse und ein zweites Aussengehäuse 56, wie z.B. eine Turbinenaussenschale auf. Das erste und zweite Aussengehäuse 54, 56 um-schliessen wenigstens teilweise den Brenner 24. In speziellen Ausführungsformen enthält die Turbine 28 ferner eine Turbinen-innenschale oder ein Gehäuse 58, das wenigstens teilweise von dem zweiten Aussengehäuse 56 umgeben ist. Das Aussengehäuse 50 definiert wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum 60, der wenigstens teilweise einen Abschnitt des Brenners 24 umgibt. Der Hochdrucksammelraum 60 steht mit dem Verdichter 16 in Verbindung.
[0034] Gemäss Darstellung in Fig. 2 enthält der Brenner 24 eine sich radial erstreckende Endabdeckung 62, die mit dem Aussengehäuse 50 an einem Ende des Brenners 24 verbunden ist. Die Endabdeckung 62 steht im Wesentlichen mit der Brennstoffzuführungseinrichtung 22 (Fig. 1 ) in Fluidverbindung. Gemäss Darstellung in Fig. 2 enthält die Endabdeckung 62 eine Innenoberfläche 64. Wenigstens eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66 erstreckt sich stromabwärts von der Innenoberfläche 64 der Endabdeckung 62 in dem Aussengehäuse 50. Eine ringförmige Kappenanordnung 68 erstreckt sich radial und axial in einem Abschnitt des Aussengehäuses 50. Die Kappenanordnung 68 ist im Wesentlichen stromabwärts von der Endabdeckung 62 angeordnet.
[0035] Die Kappenanordnung 68 enthält im Wesentlichen eine sich radial erstreckende Basisplatte 70, die an einem vorderen oder stromaufwärtigen Ende 72 der Kappenanordnung 68 angeordnet ist, eine sich radial erstreckende Kappenplatte 74, die an einem hinteren oder stromabwärtigen Ende 76 der Kappenanordnung 68 angeordnet ist, und ein oder mehrere ringförmige Deckbänder 78, die sich wenigstens teilweise zwischen der Basisplatte 70 und der Kappenplatte 74 erstrecken. Die Endabdeckung 62, das Aussengehäuse 50 und die Kappenanordnung 68 definieren wenigstens teilweise einen Kopfendesammelraum 80 in dem Brenner 24. Die sich axial erstreckende(n) Brennstoffdüse(n) 66 erstreckt (en) sich wenigstens teilweise durch die Kappenanordnung 68, um eine Fluidverbindung zwischen der Endabdeckung 62 und/oder der Brennstoffzuführungseinrichtung 22 (Fig. 1 ) und einer Brennkammer 82 bereitzustellen, die stromabwärts von der Kappenplatte 74 angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein brennbares Gemisch 84, das teilweise aus einem Anteil des aus dem Verdichter 16 strömenden verdichteten Arbeitsfluids 18 und dem Brennstoff 20 aus der Brennstoffzuführungseinrichtung 22 (Fig. 1 ) besteht, aus der sich axial erstreckenden Brennstoffdüse 66 in die Verbrennungskammer 82 zur Verbrennung in einer primären Verbrennungszone 86 strömen, die in der Verbrennungskammer 82 definiert ist. Die Gasturbine 10 enthält ferner eine erste Stufe stationärer Leitdüsen 88, die wenigstens teilweise einen Einlass 90 zu der Turbine 28 definieren.
[0036] In speziellen Ausführungsformen gemäss Darstellung in Fig. 2 enthält der Brenner 24 ein Verbrennungsmodul 100, das sich durch die Öffnung 52 in dem Aussengehäuse 50 erstreckt. Wenigstens ein Abschnitt des Verbrennungsmoduls 100 umgibt in Umfangsrichtung wenigstens einen Abschnitt der Kappenanordnung 68. Wenn es in dem Brenner 24 eingebaut ist, endet ein hinteres oder stromabwärtiges Ende 102 des Verbrennungsmoduls 100 im Wesentlichen stromaufwärts von und/oder angrenzend an die erste Stufe der stationären Leitdüsen 88.
[0037] Fig. 3 stellt eine Draufsicht auf das Verbrennungsmodul 100 gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung bereit, Fig. 4 stellt eine Draufsicht auf einen Abschnitt des in Fig. 3 dargestellten Verbrennungsmoduls gemäss wenigstens einer Ausführungsform bereit. Fig. 5 stellt eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 3 dargestellten Verbrennungsmoduls 100 bereit und Fig. 6 stellt eine Querschnittsdraufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte Verbrennungsmodul 100 bereit. Gemäss Darstellung in Fig. 3 enthält das Verbrennungsmodul 100 ein vorderes oder stromaufwärtiges Ende 104, das axial von dem hinteren Ende 102 in Bezug auf eine axiale Mittellinie 106 des Verbrennungsmoduls 100 getrennt ist.
[0038] Das Verbrennungsmodul 100 enthält einen an dem vorderen Ende 104 des Verbrennungsmoduls 100 angeordneten ringförmigen Brennstoffverteilungssammler 108 und eine Brennstoffeinspritzanordnung 110, die sich stromabwärts aus dem Brennstoffverteilungssammler 108 erstreckt und an dem hinteren Ende 102 des Verbrennungsmoduls 100 endet. Gemäss Darstellung in Fig. 2 und 3 enthält eine Brennstoffeinspritzanordnung 110 wenigstens (eine) Brennstoffeinspritzeinrichtung(en) 112, die sich radial durch einen Abschnitt der Brennstoffeinspritzanordnung 110 erstreckt und wenigstens einen Fluidleitung 114, die die Brennstoffeinspritzung(en) 112 mit dem Brennstoffverteilungssammler 108 fluidmässig koppelt und/oder verbindet. In verschiedenen Ausführungsformen gemäss Darstellung in Fig. 4 enthält die Brennstoffeinspritzungsanordnung 110 eine Strömungshülsenanordnung 116.
[0039] Gemäss Darstellung in Fig. 5 enthält der Brennstoffverteilungssammler 108 ein vorderes oder stromaufwärtiges Ende 118, ein hinteres oder stromabwärtiges Ende 120, das axial von dem vorderen Ende 118 getrennt ist, und einen Innenseitenabschnitt 122, der radial von einem Aussenseitenabschnitt 124 getrennt ist. Ein sich radial erstreckender Befestigungsflansch 126 erstreckt sich in Umfangsrichtung um das vordere Ende 118. Der Befestigungsflansch 126 kann mehrere Befestigungslöcher 128 zum Verbinden des Befestigungsflansches 126 an dem Aussengehäuse 50 (Fig. 2 ) enthalten. Gemäss Darstellung in Fig. 2 kann der Befestigungsflansch 126 mit dem Aussengehäuse 50, wie z.B. dem Verdichterausgabegehäuse 54, verbunden sein. Gemäss Darstellung in Fig. 3 und 5 kann der Brennstoffverteilungssammler 108 ferner einen ringförmigen Stützring 130 enthalten, der wenigstens teilweise das hintere Ende 120 des Brennstoffverteilungssammlers 108 definiert. Der Stützring 130 kann wenigstens teilweise den Innenseitenabschnitt 122 (Fig. 3 ) und/oder den Aussenseitenabschnitt 124 (Fig. 3 ) des Brennstoffverteilungssammlers 108 definieren.
[0040] Gemäss Darstellung in Fig. 6 kann der Brennstoffverteilungssammler 108 eine ringförmige Aussenhülse 132 und eine ringförmige Innenhülse 134 enthalten. Die Aussenhülse 132 umgibt in Umfangsrichtung wenigstens einen Abschnitt der Innenhülse 134, um wenigstens teilweise einen Brennstoffsammelraum 136 dazwischen zu definieren. Die Aussen- und Innenhülse 132, 134 können sich im Wesentlichen zwischen dem Befestigungsflansch 126 und dem Stützring 130 und/oder dem hinteren Ende 120 des Brennstoffverteilungssammlers 108 erstrecken. Gemäss Darstellung in Fig. 3 und 5 kann der Befestigungsflansch 126 ferner einen Brennstoffeinlassanschluss 138 enthalten. Der Brennstoffeinlassanschluss 138 stellt im Wesentlichen eine Fluidverbindung zwischen der Brennstoffzuführungseinrichtung 22 (Fig. 1 ) und dem Brennstoffsammelraum 136 (Fig. 6 ) bereit.
[0041] In speziellen Ausführungsformen weist gemäss Darstellung in Fig. 4 die Strömungshülsenanordnung 116 ein ringförmige Stützhülse 140, die an einem vorderen Ende 142 der Strömungshülsenanordnung 116 angeordnet ist, einen hinteren Rahmen 144, der an einem hinteren Ende 146 der Strömungshülsenanordnung 116 angeordnet ist, eine ringförmige Strömungshülse 148, die sich axial von der Stützhülse 140 zu dem hinteren Rahmen 144 erstreckt, und eine ringförmige Prallhülse 150, die sich zwischen der Strömungshülse 148 und dem hinteren Rahmen 144 erstreckt, auf. In speziellen Ausführungsformen weist die Strömungshülsenanordnung 116 ferner einen ringförmigen Verbrennungseinsatz oder ein Hüllrohr 152 auf. Der Verbrennungseinsatz 152 ist wenigstens teilweise durch die Stützhülse 140, die Strömungshülse 148 und die Prallhülse 150 umgeben.
[0042] Gemäss Darstellung in Fig. 4 und 5 enthält die Stützhülse 140 einen vorderen Abschnitt 154, der angrenzend an das vordere Ende 142 der Strömungshülsenanordnung 116 positioniert ist. Die Stützhülse 140 enthält ferner einen hinteren Abschnitt 156, der axial von dem vorderen Abschnitt 154 getrennt ist. In speziellen Ausführungsformen definiert die Stützhülse 140 wenigstens teilweise eine oder mehrere Öffnungen 158, die sich im Wesentlichen radial durch die Stützhülse 140 hindurch erstrecken. Die eine oder die mehreren Öffnungen 158 ermöglichen die Einführung einer Zündkerze, eines Querzündungsrohres, einer Kamera oder einer anderen Vorrichtung durch die Stützhülse 140. In speziellen Ausführungsformen enthält die Stützhülse 140 einen sich radial erstreckenden Flansch 160. Der Flansch 160 erstreckt sich in Umfangsrichtung um den vorderen Abschnitt 154 der Stützhülse 140. Der Flansch 160 hat eine axiale Länge 162 in Bezug auf eine axiale Mittellinie 164 (Fig. 4 ) der Strömungshülsenanordnung 116. Der Flansch 160 definiert eine äussere Eingriffsoberfläche 166, die sich wenigstens teilweise über die axiale Länge 162 des Flansches 160 erstreckt. In speziellen Ausführungsformen erstrecken sich gemäss Darstellung in Fig. 5 mehrere Befestigungseinrichtungen 168, wie z.B. Zungen, Schrauben oder Erhebungen radial aus und/oder durch die Stützhülse 140 im Wesentlichen angrenzend an den hinteren Abschnitt 156 der Stützhülse 140. In speziellen Ausführungsformen ist gemäss Darstellung in Fig. 6 die Stützhülse 140 radial von dem Verbrennungseinsatz 152 dergestalt getrennt, dass sie wenigstens teilweise einen ringförmigen Kühlungsströmungsdurchlass 170 dazwischen definiert.
[0043] Fig. 7 stellt eine vergrösserte Ansicht eines innerhalb der Strichlinie 172 in Fig. 6 dargestellten Abschnittes des Verbrennungsmoduls 100 dar. In speziellen Ausführungsformen ist gemäss Darstellung in Fig. 6 und 7 wenigstens ein Abschnitt des Flansches 160 konzentrisch in dem Brennstoffverteilungssammler 108 dergestalt positioniert, dass die Ausseneingriffsoberfläche 166 radial von dem Innenseitenabschnitt 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108 getrennt ist. Auf diese Weise kann die Stützhülse 140 entlang des Innenseitenabschnittes 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108 während des Betriebs des Brenners 24 gleiten oder sich verschieben. In speziellen Ausführungsformen enthält gemäss Darstellung in Fig. 7 die Stützhülsenanordnung 116 eine Kompressions- oder Federdichtung 174, wie z.B. eine Hula-Dichtung, die sich radial zwischen der Ausseneingriffsoberfläche 166 des Flansches 160 und dem Innenseitenabschnitt 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108 und/oder dem Stützring 130 ausdehnt. In speziellen Ausführungsformen kann die Dichtungsfeder 174 mit der Stützhülse 140 verbunden sein. Alternativ kann die Federdichtung 174 mit dem Brennstoffverteilungssammler 108 verbunden sein. Die Federdichtung 174 stellt wenigstens teilweise eine tragende Unterstützung für die Stützhülsenanordnung 140 während des Einbaus und/oder während des Betriebs der Gasturbine 10 dar, während sie gleichzeitig eine axiale Bewegung zwischen dem Brennstoffverteilungssammler 108 und der Brennstoffhülsenanordnung 116 während verschiedener Betriebsmodi der Gasturbine 10 zulässt. Die Federdichtung 124 kann im Wesentlichen die radiale Bewegung zwischen der Stützhülsenanordnung 116 und dem Brennstoffverteilungssammler 108 begrenzen. Beispielsweise kann die Federdichtung 174 eine relative axiale und eingeschränkte radiale Bewegung zwischen der Stützhülsenanordnung 116 und dem Brennstoffverteilungssammler 108 zulassen, wenn die Gasturbine 10 verschiedene Temperaturveränderungszustände, wie z.B. während des Hochfahr-, Herunterfahr- und/oder Abschaltbetriebs durchläuft.
[0044] Gemäss Darstellung in Fig. 4 und 6 erstreckt die Stützhülse 148 von dem hinteren Abschnitt 156 der Stützhülse 140 aus zu dem hinteren Rahmen 154. Gemäss Darstellung in Fig. 4 enthält die Stützhülse 148 im Wesentlichen ein vorderes Ende 176, das axial von einem hinteren Ende 178 getrennt ist. Das hintere Ende 176 der Strömungshülse 148 umgibt in Umfangsrichtung den hinteren Abschnitt 156 der Stützhülse 140. In speziellen Ausführungsformen sind gemäss Darstellung in Fig. 4 mehrere Verriegelungskanäle oder Schlitze 180 im Wesentlichen angrenzend an das vordere Ende 176 der Strömungshülse 148 angeordnet. Die Verriegelungskanäle 140 können mit den Befestigungseinrichtungen 168 der Stützhülse 140 in Eingriff stehen, um somit das vordere Ende 176 der Strömungshülse 148 mit der Stützhülse 140 zu koppeln. In speziellen Ausführungsformen kann die Strömungshülse wenigstens teilweise einen Brennstoffeinspritzdurchlass 181 definieren. Gemäss Darstellung in Fig. 3 kann sich die Brennstoffeinspritzeinrichtung 112 durch den Brennstoffeinspritzdurchlass 181 hindurch erstrecken.
[0045] Gemäss Darstellung in Fig. 6 ist die Strömungshülse 148 radial von dem Verbrennungseinsatz 152 dergestalt getrennt, dass sie wenigstens teilweise den ringförmigen Kühlströmungsdurchlass 170 definiert. In speziellen Ausführungsformen weist gemäss Darstellung in Fig. 4 und 5 die Strömungshülse 148 zwei oder mehr halbkreisförmige Strömungsteilstücke 182 auf. Die zwei oder mehr halbkreisförmigen Strömungsteilstücke 182 können mittels jeder beliebigen mechanischen Einrichtung verbunden oder vereint sein, die für die Betriebsumgebung des Brenners 24 geeignet sind. Beispielsweise können die zwei oder mehr halbkreisförmigen Strömungsteilstücke 182 mit mechanischen Befestigungselementen und/oder durch Verschweissung verbunden sein.
[0046] In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich gemäss Darstellung in Fig. 4 und 6 die ringförmige Prallhülse 150 zwischen dem hinteren Ende 178 der Strömungshülse 148 und dem hinteren Rahmen 144. Die Prallhülse 150 enthält im Wesentlichen ein vorderes Ende 184, das mit dem hinteren Ende 178 der Strömungshülse 148 verbunden ist, und ein hinteres Ende 186, das mit dem hinteren Rahmen 144 verbunden ist. Die Prallhülse 150 kann mit dem hinteren Ende 178 der Strömungshülse 148 und/oder mit dem hinteren Rahmen 144 durch jede beliebige geeignete mechanische Einrichtung verbunden sein, die für die Betriebsumgebung des Brenners 24 geeignet ist, wie z.B. mechanische Befestigungselemente und/oder Verschweissung. In speziellen Ausführungsformen ist gemäss Darstellung in Fig. 4 und 5 die Prallhülse 150 aus zwei oder mehr halbkreisförmigen Prallteilstücken 158 ausgebildet, die miteinander durch beliebige geeignete mechanische Einrichtungen verbunden sind, die für die Betriebsumgebung des Brenners 24 geeignet sind, wie z.B. durch mechanische Befestigungselemente und/oder Verschweissung. In speziellen Ausführungsformen umgibt gemäss Darstellung in den Fig. 4 und 5 die Prallhülse 150 wenigstens teilweise einen Abschnitt des Verbrennungseinsatzes 152, um so wenigstens teilweise den Kühlungsströmungsdurchlass 170 (Fig. 6 ) dazwischen zu definieren. Gemäss Darstellung in Fig. 4 enthält die Prallhülse 150 im Wesentlichen mehrere Kühllöcher 190, die sich durch die Prallhülse 150 hindurch erstrecken. Die Kühllöcher 190 sorgen für eine Fluidübertragung eines Anteils des verdichteten Arbeitsfluids 18 (Fig. 2 ) zwischen dem Hochdrucksammelraum 60 (Fig. 2 ) und dem Kühlströmungsdurchlass 170 (Fig. 6 ). Auf diese Weise wird das verdichtete Arbeitsfluid 18 gegen eine äussere oder kühle Seite 192 des Verbrennungseinsatzes 152 geleitet, der von der Prallhülse 150 umgeben ist, um dadurch für eine Prallkühlung eines Abschnittes des Verbrennungseinsatzes 152 zu sorgen, der von der Prallhülse 150 umgeben ist. Das verdichtete Arbeitsfluid 18 strömt dann durch den Kühlströmungsdurchlass 170, um wenigstens eine von einer leitenden oder konvektiven Kühlung für den Rest der Aussenseite 192 des Verbrennungseinsatzes 152 bereitzustellen, der von der Strömungshülse 148 und der Stützhülse 140 umgeben ist, sobald das verdichtete Arbeitsfluid 18 durch den Kühlströmungsdurchlass 170 zu dem Kopfendesammelraum 80 (Fig. 2 ) des Brenners 24 geführt wird.
[0047] Gemäss Darstellung in Fig. 6 enthält der Verbrennungseinsatz 152 ein vorderes Ende 194, das wenigstens im Wesentlichen angrenzend an das vordere Ende 142 der Strömungshülsenanordnung 116 und an ein hinteres Ende 196 angeordnet ist, das an dem hinteren Rahmen 144 endet. Gemäss Darstellung in Fig. 2 umgibt das vordere Ende 194 des Verbrennungseinsatzes 152 wenigstens teilweise einen Abschnitt des stromabwärtigen Endes 76 der Kappenanordnung 68. In speziellen Ausführungsformen ist gemäss Darstellung in Fig. 6 das hintere Ende 196 des Verbrennungseinsatzes 152 mit dem hinteren Rahmen 144 verbunden. Das hintere Ende 196 des Verbrennungseinsatzes 152 kann mit dem hinteren Rahmen 144 durch jede beliebige mechanische Einrichtung verbunden sein, die für die Betriebsumgebung des Brenners 24 geeignet ist, wie z.B. mechanische Befestigungselemente und/oder Verschweissung. Alternativ kann der hintere Rahmen 144 in Umfangsrichtung das hintere Ende 196 des Verbrennungseinsatzes 152 umgeben. Beispielsweise können der hintere Rahmen 144 und der Verbrennungseinsatz 152 als eine einzige Komponente gegossen sein.
[0048] Gemäss Darstellung in den Fig. 2 und 5 kann ein Montageträger 198 mit dem hinteren Rahmen 144 verbunden sein. Der Montageträger 198 kann in eine Vorwärtsrichtung und/oder eine Rückwärtsrichtung in Bezug auf eine axiale Mittellinie der Strömungshülsenanordnung 116 und/oder des Verbrennungsmoduls 100 schwenken. In speziellen Ausführungsformen ist gemäss Darstellung in Fig. 2 der hintere Rahmen 144 mit dem Aussengehäuse 50, wie z.B. dem Turbinenaussengehäuse 56 über den Montageträger 198 verbunden. Dieses Montageschema führt im Wesentlichen zu einer Relativbewegung zwischen dem Brennstoffverteilungssammler 108 und der Strömungshülsenanordnung 116, insbesondere zwischen der Stützhülse 140 und dem Innenseitenabschnitt 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108, sobald der Brenner 24 und/oder die Gasturbine 10 verschiedene Temperaturveränderungszustände wie z.B. während der Hochfahr-, Herunterfahr- und/oder einer Abschaltoperation durchläuft. Jedoch nimmt ein zwischen der Ausseneingriffsoberfläche 166 des Flansches 160 der Stützhülse 140 und dem Innenseitenabschnitt 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108 vorgesehener radialer Zwischenraum diese Bewegung auf, während er gleichzeitig eine ständige Unterstützung für die Strömungshülsenanordnung bereitstellt. Zusätzlich reduziert und/oder verhindert die Federdichtung 174 eine radiale Bewegung zwischen der Ausseneingriffsoberfläche 166 des Flansches 160 der Stützhülse 140 und dem Innenseitenabschnitt 122 des Brennstoffverteilungssammlers 108, um dadurch einen Schaden an der Strömungshülsenanordnung 116 und/oder dem Brennstoffverteilungssammler 108 während des Betriebs des Brenners 24 zu reduzieren und/oder zu verhindern. Demzufolge können die Gesamtzuverlässigkeit und das mechanische Betriebsverhalten des Verbrennungsmoduls 100 und/oder des Brenners 24 verbessert werden.
[0049] Gemäss Darstellung in Fig. 5 kann die Strömungshülsenanordnung 116 ferner eine ringförmige Aussenströmungshülse oder ein Luftschild 200 enthalten. Die Aussenströmungshülse 200 umgibt in Umfangsrichtung wenigstens einen Abschnitt der Strömungshülse 148 und der Stützhülse 140. In einer Ausführungsform ist die Aussenströmungshülse 200 aus zwei oder mehr halbkreisförmigen Aussenströmungsteilstücken 202 ausgebildet, die miteinander durch Befestigungselemente und/oder eine beliebige andere mechanische Einrichtung verbunden sind, die für die Betriebsumgebung des Brenners 24 geeignet sind. Die Aussenströmungshülse 200 kann einen Teil des verdichteten Arbeitsfluids 18 aus dem Hochdrucksammelraum 60 (Fig. 2 ) an die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 112 führen, während gleichzeitig eine Kühlung der Strömungshülse 148 und/oder der Stützhülse 140 bereitgestellt wird.
[0050] 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.
[0051] Eine Strömungshülsenanordnung für einen Brenner einer Gasturbine enthält eine ringförmige Stützhülse, die an einem vorderen Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist. Die Stützhülse enthält einen vorderen Abschnitt, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist. Ein hinterer Rahmen ist an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet. Eine ringförmige Strömungshülse erstreckt sich aus dem hinteren Abschnitt der Unterstützungshülse zu dem hinteren Rahmen. Die Strömungshülse enthält ein vorderes Ende, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist. Das vordere Ende der Strömungshülse umgibt in Umfangsrichtung das hintere Ende der Strömungshülse. Eine ringförmige Prallhülse erstreckt sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen. Die Prallhülse enthält ein vorderes Ende, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
Bezugszeichenliste
[0052]
<tb>10<SEP>Gasturbine
<tb>12<SEP>Einlassbereich
<tb>14<SEP>Arbeitsfluid
<tb>16<SEP>Verdichter
<tb>18<SEP>verdichtetes Arbeitsfluid
<tb>20<SEP>Brennstoff
<tb>22<SEP>Brennstoffzuführungseinrichtung
<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>Abgasbereich
<tb>38<SEP>Abgaskamin
<tb>50<SEP>Aussengehäuse
<tb>52<SEP>Öffnung
<tb>54<SEP>Verdichterausgabegehäuse
<tb>56<SEP>Turbinenaussenschale/Gehäuse
<tb>58<SEP>Turbineninnenschale/Gehäuse
<tb>60<SEP>Hochdrucksammelraum
<tb>62<SEP>Endabdeckung
<tb>64<SEP>Innenoberfläche
<tb>66<SEP>sich axial erstreckende Brennstoffdüse
<tb>68<SEP>Kappenanordnung
<tb>70<SEP>Basisplatte
<tb>72<SEP>vorderes/stromaufwärtiges Ende
<tb>74<SEP>Kappenplatte
<tb>76<SEP>hinteres/stromabwärtiges Ende
<tb>78<SEP>Deckband
<tb>80<SEP>Kopfendesammelraum
<tb>82<SEP>Verbrennungskammer
<tb>84<SEP>brennbares Gemisch
<tb>86<SEP>primäre Verbrennungszone
<tb>88<SEP>stationäre Leitdüsen
<tb>90<SEP>Einlass
<tb>100<SEP>Verbrennungsmodul
<tb>102<SEP>hinteres/stromabwärtiges Ende
<tb>104<SEP>vorderes/stromaufwärtiges Ende
<tb>106<SEP>axiale Mittellinie
<tb>108<SEP>Brennstoffverteilungssammler
<tb>110<SEP>Brennstoffeinspritzanordnung
<tb>112<SEP>Brennstoffeinspritzeinrichtung
<tb>114<SEP>Fluidleitung
<tb>116<SEP>Strömungshülsenanordnung
<tb>118<SEP>vorderes/stromaufwärtiges Ende
<tb>120<SEP>hinteres/stromabwärtiges Ende
<tb>122<SEP>Innenseitenabschnitt
<tb>124<SEP>Aussenseitenabschnitt
<tb>126<SEP>Montageflansch
<tb>128<SEP>Befestigungselementlöcher
<tb>130<SEP>Stützring
<tb>132<SEP>Aussenhülse
<tb>134<SEP>Innenhülse
<tb>136<SEP>Brennstoffsammelraum
<tb>138<SEP>Brennstoffeinlassanschluss
<tb>140<SEP>Stützhülse
<tb>142<SEP>vorderes Ende
<tb>144<SEP>hinterer Rahmen
<tb>146<SEP>hinteres Ende
<tb>148<SEP>Strömungshülse
<tb>150<SEP>Prallhülse
<tb>152<SEP>Verbrennungseinsatz/Kanal
<tb>154<SEP>vorderer Abschnitt
<tb>156<SEP>hinterer Abschnitt
<tb>158<SEP>Öffnung
<tb>160<SEP>Flansch
<tb>162<SEP>axiale Länge
<tb>164<SEP>axiale Mittellinie
<tb>166<SEP>Ausseneingriffsoberfläche
<tb>168<SEP>Befestigungseinrichtungen
<tb>170<SEP>Kühlungsströmungsdurchlass
<tb>172<SEP>Strichlinie
<tb>174<SEP>Federdichtung
<tb>176<SEP>vorderes Ende
<tb>178<SEP>hinteres Ende
<tb>180<SEP>Verriegelungskanal/Schlitz
<tb>181<SEP>Brennstoffeinspritzeinrichtungsdurchlass
<tb>182<SEP>halbkreisförmiges Strömungsteilstück
<tb>184<SEP>vorderes Ende
<tb>186<SEP>hinteres Ende
<tb>188<SEP>halbkreisförmiger Prallhülsenabschnitt
<tb>190<SEP>Kühllöcher
<tb>192<SEP>Aussenseite
<tb>194<SEP>vorderes Ende
<tb>196<SEP>hinteres Ende
<tb>198<SEP>Montageträger
<tb>200<SEP>Aussenströmungshülse/Luftschild
<tb>202<SEP>halbkreisförmiges Aussenströmungsteilstück
Claims (11)
1. Strömungshülsenanordnung für einen Brenner einer Gasturbine, aufweisend:
a. eine ringförmige Stützhülse, die an einem vorderen Abschnitt der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist, wobei die Strömungshülsenanordnung einen vorderen Abschnitt hat, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist;
b. einen hinteren Rahmen, der an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist;
c. eine ringförmige Strömungshülse, die sich von dem hinteren Abschnitt der Unterstützungshülse aus zu dem hinteren Rahmen erstreckt, wobei die Strömungshülse ein vorderes Ende enthält, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist, wobei das vordere Ende der Strömungshülse das hintere Ende der Strömungshülse in Umfangsrichtung umgibt; und
d. eine ringförmige Prallhülse, die sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen erstreckt, wobei die Prallhülse ein vorderes Ende enthält, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist, und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
2. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Stützhülse wenigstens teilweise eine Öffnung definiert, die sich radial durch die Stützhülse dergestalt erstreckt, dass sie einen Zugang durch die Stützhülse hindurch bereitstellt.
3. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Stützhülse einen Flansch mit einer axialen Länge enthält, wobei sich der Flansch in Umfangsrichtung um den vorderen Abschnitt der Stützhülse erstreckt.
4. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, die ferner mehrere Befestigungseinrichtungen aufweist, die sich radial von der Stützhülse nach aussen erstrecken, wobei die Befestigungseinrichtungen in Umfangsrichtung um das hintere Ende der Stützhülse herum angeordnet sind.
5. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Strömungshülse ein erstes halbkreisförmiges Strömungsteilstück aufweist, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Strömungsteilstück verbunden ist.
6. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Strömungshülse wenigstens teilweise mehrere Verriegelungskanäle definiert, die an dem vorderen Ende der Strömungshülse angeordnet sind.
7. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Prallhülse ein erstes halbkreisförmiges Prallteilstück aufweist, das mit einem zweiten halbkreisförmigen Prallteilstück verbunden ist.
8. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 1, die ferner einen ringförmigen Verbrennungseinsatz aufweist, der wenigstens teilweise in Umfangsrichtung durch die Stützhülse, die Strömungshülse und die Prallhülse umgeben ist, wobei der Verbrennungseinsatz ein hinteres Ende hat, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist, und ein vorderes Ende, das angrenzend an den vorderen Abschnitt der Stützhülse endet.
9. Strömungshülsenanordnung nach Anspruch 8, die ferner einen Kühlströmungsdurchlass aufweist, der zwischen dem Verbrennungseinsatz und der Prallhülse, der Strömungshülse und der Stützhülse definiert ist.
10. Verbrennungsmodul für einen Brenner, aufweisend:
e. einen ringförmigen Brennstoffverteilungssammler, wobei der Brennstoffverteilungssammler ein vorderes Ende enthält, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist; und
f. eine Brennstoffeinspritzanordnung, die sich von dem Brennstoffverteilungssammler aus stromabwärts erstreckt, wobei die Brennstoffeinspritzanordnung einen ringförmigen Verbrennungseinsatz enthält, der sich zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende der Brennstoffeinspritzanordnung erstreckt, und eine ringförmige Strömungshülsenanordnung, die in Umfangsrichtung den Verbrennungseinsatz umgibt, wobei die Strömungshülsenanordnung aufweist:
i. eine ringförmige Stützhülse, die an einem vorderen Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist, wobei die Stützhülse einen vorderen Abschnitt hat, der axial von einem hinteren Abschnitt getrennt ist;
ii. einen hinteren Rahmen, der an einem hinteren Ende der Strömungshülsenanordnung angeordnet ist;
iii. eine ringförmige Strömungshülse, die sich von dem hinteren Abschnitt der Stützhülse aus zu dem hinteren Rahmen erstreckt, wobei die Strömungshülse ein vorderes Ende enthält, das axial von einem hinteren Ende getrennt ist; und
iv. eine ringförmige Prallhülse, die sich zwischen dem hinteren Ende der Strömungshülse und dem hinteren Rahmen erstreckt, wobei die Prallhülse ein vorderes Ende enthält, das mit dem hinteren Ende der Strömungshülse verbunden ist, und ein hinteres Ende, das mit dem hinteren Rahmen verbunden ist.
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