CH709640A2

CH709640A2 - Systems and methods for reducing the coherence in a combustion system having first and second combustor of a gas turbine.

Info

Publication number: CH709640A2
Application number: CH00713/15A
Authority: CH
Inventors: Sara Lori Crothers; Joseph Vincent Citeno
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-11-30
Also published as: US20150345794A1; DE102015107767A1; CN105318354A; JP2015224867A; CH709640A8

Abstract

Ein System enthält eine Gasturbine (10) mit einer ersten Brennkammer (17) und einer zweiten Brennkammer (21). Die erste Brennkammer (17) enthält einen ersten Brennstoffdüsensatz (18) und mehrere erste Einspritzzapfen (14). Die mehreren ersten Einspritzzapfen (14) sind in einer ersten Konfiguration stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes (18) an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren ersten Einspritzzapfen (14) sind zum Leiten eines Brennstoffs zu dem ersten Brennstoffdüsensatz (18) eingerichtet. Das System enthält ferner die zweite Brennkammer (21) mit einem zweiten Brennstoffdüsensatz (18) und mehreren zweiten Einspritzzapfen (15). Die mehreren zweiten Einspritzzapfen (15) sind in einer zweiten Konfiguration stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes (18) an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren zweiten Einspritzzapfen (15) sind zum Leiten des Brennstoffs zu dem zweiten Brennstoffdüsensatz (18) eingerichtet. Die zweite Konfiguration hat relativ zu der ersten Konfiguration wenigstens einen Unterschied. Mit dem System erfolgt die Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik, um die Möglichkeit einer unerwünschten Mitschwingungsantwort (z.B. eines Resonanzverhaltens) von Bauteilen in dem Turbinensystem zu reduzieren.A system includes a gas turbine (10) having a first combustion chamber (17) and a second combustion chamber (21). The first combustion chamber (17) includes a first fuel nozzle set (18) and a plurality of first injection pins (14). The plurality of first injection pins (14) are disposed in a first configuration upstream of the first fuel nozzle set (18) along a first fuel path, and the plurality of first injection pins (14) are configured to direct a fuel to the first fuel nozzle set (18). The system further includes the second combustion chamber (21) having a second fuel nozzle set (18) and a plurality of second injection pins (15). The plurality of second injection pins (15) are disposed in a second configuration upstream of the second fuel nozzle set (18) along a second fuel path, and the plurality of second injection pins (15) are configured to direct the fuel to the second fuel nozzle set (18). The second configuration has at least one difference relative to the first configuration. The system is used to control the combustion dynamics and / or the modal coupling of the combustion dynamics to reduce the possibility of an undesirable co-resonant response (e.g., resonance behavior) of components in the turbine system.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

[0001] Der offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Gasturbinensysteme und insbesondere ein System und Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und spezieller zur Reduzierung modaler Kopplung der Verbrennungsdynamik. The disclosed subject matter relates generally to gas turbine systems and, more particularly, to a system and method for controlling combustion dynamics, and more particularly to reducing modal coupling of combustion dynamics.

[0002] Gasturbinensysteme enthalten im Allgemeinen eine Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einem Brennkammerabschnitt und einem Turbinenabschnitt. Der Brennkammerabschnitt kann eine oder mehrere Brennkammern (z.B. Rohrbrennkammern) mit Brennstoffdüsen enthalten, die zum Einspritzen eines Brennstoffs und eines Oxidationsmittels (z.B. Luft) in einen Brennraum in jeder Brennkammer eingerichtet sind. In jeder Brennkammer verbrennt ein Gemisch aus dem Brennstoffs und dem Oxidationsmittel zur Erzeugung von heissen Verbrennungsgasen, die dann in eine oder mehrere Turbinenstufen im Turbinenabschnitt einströmen und sie antreiben. Jede Brennkammer kann eine Verbrennungsdynamik erzeugen, die stattfindet, wenn die Flammendynamik (auch als Schwingungskomponente der Wärmefreisetzung bekannt) mit einer oder mehreren akustischen Moden der Brennkammer in Wechselwirkung treten und zu Druckschwingungen in der Brennkammer führen. Gas turbine systems generally include a gas turbine having a compressor section, a combustor section and a turbine section. The combustor section may include one or more combustors (e.g., tube combustors) having fuel nozzles configured to inject a fuel and an oxidizer (e.g., air) into a combustion chamber in each combustor. In each combustion chamber, a mixture of the fuel and the oxidizer burns to produce hot combustion gases, which then flow into and drive one or more turbine stages in the turbine section. Each combustion chamber may generate combustion dynamics that occurs when the flame dynamics (also known as a vibration component of heat release) interact with one or more acoustic modes of the combustion chamber and result in pressure oscillations in the combustion chamber.

[0003] Die Verbrennungsdynamik kann bei vielen diskreten Frequenzen oder über einen Bereich von Frequenzen auftreten und kann in Bezug auf die jeweilige Brennkammer sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts ziehen. Zum Beispiel können sich die Druck- und/oder akustischen Wellen stromabwärts in den Turbinenabschnitt, z.B. durch eine oder mehrere Turbinenstufen, oder stromaufwärts in das Brennstoffsystem ausbreiten. Combustion dynamics may occur at many discrete frequencies or over a range of frequencies and may be both upstream and downstream with respect to the respective combustor. For example, the pressure and / or acoustic waves may flow downstream into the turbine section, e.g. through one or more turbine stages, or upstream into the fuel system.

[0004] Gewisse stromabwärtige Bauteile des Turbinenabschnitts können potenziell auf die Verbrennungsdynamik reagieren, insbesondere wenn die von den einzelnen Brennkammern erzeugten Verbrennungsdynamiken eine phasengleiche und kohärente Beziehung zueinander aufweisen und Frequenzen an oder nahe an den Eigen oder Resonanzfrequenzen der Bauteile haben. «Kohärenz», wie hierin besprochen, kann sich auf die Stärke der linearen Beziehung zwischen zwei dynamischen Signalen beziehen und kann stark vom Grad der Frequenzüberlappung zwischen diesen bestimmt sein. In einigen Situationen ist die «Kohärenz» ein Mass der modalen Kopplung oder akustischen Brennkammer-Brennkammer-Wechselwirkung, die das Verbrennungssystem aufweist. Dementsprechend besteht ein Bedarf für eine Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik, um die Möglichkeit einer unerwünschten Mitschwingungsantwort (z.B. eines Resonanzverhaltens) von Bauteilen in dem Turbinensystem zu reduzieren. Certain downstream components of the turbine section may potentially react to the combustion dynamics, particularly when the combustion dynamics produced by the individual combustion chambers have an in-phase and coherent relationship with each other and have frequencies at or close to the intrinsic or resonant frequencies of the components. "Coherence," as discussed herein, may refer to the strength of the linear relationship between two dynamic signals, and may be determined largely by the degree of frequency overlap between them. In some situations, "coherence" is a measure of the modal coupling or acoustic combustor-combustor interaction exhibited by the combustion system. Accordingly, there is a need for controlling combustion dynamics and / or modal coupling of combustion dynamics to reduce the possibility of undesirable co-resonant response (e.g., resonance behavior) of components in the turbine system.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Nachstehend sind gewisse Ausführungsformen zusammengefasst, deren Umfang dem der ursprünglich beanspruchten Erfindung entspricht. Es ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen den Umfang der beanspruchten Erfindung begrenzen, vielmehr sollen diese Ausführungsformen nur eine Kurzdarstellung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Tatsächlich kann die Erfindung eine Vielfalt von Formen umfassen, die den unten dargelegten Ausführungsformen ähnlich sein können oder sich von ihnen unterscheiden können. Hereinafter, certain embodiments are summarized, the scope of which corresponds to the originally claimed invention. It is not intended that these embodiments limit the scope of the claimed invention, but rather these embodiments are intended to provide only a brief illustration of possible forms of the invention. Indeed, the invention may encompass a variety of forms, which may be similar or different from the embodiments set forth below.

[0006] In einer ersten Ausführungsform enthält ein System eine Gasturbine mit einer ersten Brennkammer und einer zweiten Brennkammer. Die erste Brennkammer enthält einen ersten Brennstoffdüsensatz und mehrere erste Einspritzzapfen. Die mehreren ersten Einspritzzapfen sind in einer ersten Konfiguration stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren ersten Einspritzzapfen sind zum Leiten eines Brennstoffs zu dem ersten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Das System enthält ferner eine zweite Brennkammer mit einem zweiten Brennstoffdüsensatz und mehreren zweiten Einspritzzapfen. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind in einer zweiten Konfiguration stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind zum Leiten des Brennstoffs zu dem zweiten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Die zweite Konfiguration hat wenigstens einen Unterschied relativ zu der ersten Konfiguration. In a first embodiment, a system includes a gas turbine having a first combustion chamber and a second combustion chamber. The first combustion chamber includes a first fuel nozzle set and a plurality of first injection pins. The plurality of first injection pins are arranged in a first configuration upstream of the first fuel nozzle set along a first fuel path, and the plurality of first injection pins are configured to direct a fuel to the first fuel nozzle set. The system further includes a second combustion chamber having a second fuel nozzle set and a plurality of second injection pins. The plurality of second injection pins are disposed in a second configuration upstream of the second fuel nozzle set along a second fuel path, and the plurality of second injection pins are configured to direct the fuel to the second fuel nozzle set. The second configuration has at least one difference relative to the first configuration.

[0007] In dem zuvor erwähnten System kann der wenigstens eine Unterschied zur Reduktion der Kohärenz zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation einer ersten Konvektionszeit des ersten Einspritzzapfensatzes relativ zu einer zweiten Konvektionszeit des zweiten Einspritzzapfensatzes eingerichtet sein. In the aforementioned system, the at least one difference to reduce the coherence between the first combustion chamber and the second combustion chamber may be established by varying a first convection time of the first injection pin set relative to a second convection time of the second injection pin set.

[0008] Ausserdem oder alternativ kann der wenigstens eine Unterschied zur Variation der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation eines ersten Verhältnisses eines Luft-Brennstoff-Gemisches des ersten Brennstoffdüsensatzes relativ zu einem zweiten Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemischs des zweiten Brennstoffdüsensatzes eingerichtet sein. Additionally or alternatively, the at least one difference to the variation of the combustion dynamics between the first combustion chamber and the second combustion chamber by varying a first ratio of an air-fuel mixture of the first fuel nozzle set relative to a second ratio of the air-fuel mixture of the second Set up fuel nozzle set.

[0009] In dem System einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen einen Unterschied zwischen wenigstens einem Einspritzzapfen der mehreren ersten Einspritzzapfen und wenigstens einem Einspritzzapfen der mehreren zweiten Einspritzzapfen umfassen. In the system of any of the above-mentioned types, the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins may include a difference between at least one injection pin of the plurality of first injection pins and at least one injection pin of the plurality of second injection pins.

[0010] Speziell kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen wenigstens eine von einer anderen axialen Konfiguration, einer anderen Konfiguration in Umfangsrichtung oder einer anderen Geometrie oder einer Kombination davon umfassen. Specifically, the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins may include at least one of a different axial configuration, another circumferential configuration, or a different geometry, or a combination thereof.

[0011] Die andere axiale Konfiguration kann wenigstens eine von einer anderen axialen Platzierung, einer anderen axialen Lage, einer anderen axialen Position oder einer anderen axialen Anordnung oder einer Kombination davon zwischen einer oder mehreren Achsen der ersten oder der zweiten Brennkammer umfassen. The other axial configuration may include at least one of another axial location, another axial location, another axial location, or other axial location, or a combination thereof between one or more axes of the first or second combustion chambers.

[0012] Die andere sich Konfiguration in Umfangsrichtung kann wenigstens eine von einer anderen Platzierung in Umfangsrichtung, einer anderen Lage in Umfangsrichtung, einer anderen sich Position in Umfangsrichtung oder einer anderen Anordnung in Umfangsrichtung oder einer Kombination davon zwischen einer ersten Achse der ersten und der zweiten Brennkammer umfassen. The other configuration in the circumferential direction may be at least one of another circumferential location, another circumferential location, another circumferential location, or any other circumferential location or combination thereof between a first axis of the first and second Combustion chamber include.

[0013] Die andere Geometrie kann wenigstens eine(n) von einem anderen Winkel, einer anderen Grösse oder einer anderen Form oder einer Kombination davon zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen umfassen. The other geometry may include at least one of a different angle, size, or shape, or combination thereof, between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins.

[0014] In dem System einer beliebigen oben erwähnten Art kann der erste Brennstoffdüsensatz zu einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen angeordnet sein, und ein erster Einspritzzapfen und ein zweiter Einspritzzapfen der mehreren ersten Einspritzzapfen können einem ersten Brennstoffkreislauf bzw. einem zweiten Brennstoffkreislauf des einen oder der mehreren Brennstoffkreisläufe zugeordnet sein. In the system of any of the above-mentioned types, the first fuel nozzle set may be arranged in one or more fuel circuits, and a first injection pin and a second injection pin of the plurality of first injection pins may be a first fuel circuit and a second fuel circuit of the one or more fuel circuits, respectively be assigned.

[0015] In dem System der zuletzt erwähnten Art kann der erste Einspritzzapfen wenigstens einen Unterschied relativ zu dem zweiten Einspritzzapfen aufweisen, und der wenigstens eine Unterschied kann eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen. In the system of the latter type, the first injection pin may have at least one difference relative to the second injection pin, and the at least one difference may comprise a different axial configuration, a different circumferential configuration, another geometry, or a combination thereof.

[0016] In einer zweiten Ausführungsform enthält ein System eine erste Turbinenbrennkammer. Die erste Brennkammer enthält mehrere erste Brennstoffdüsen, die zum Leiten eines Luft-Brennstoff-Gemischs zu einem Brennraum der ersten Turbinenbrennkammer eingerichtet sind. Die mehreren ersten Brennstoffdüsen umfassen einen ersten Brennstoffdüsensatz und einen zweiten Brennstoffdüsensatz. Das System enthält auch mehrere erste Einspritzzapfen, die zum Leiten eines Brennstoffs zu den mehreren ersten Brennstoffdüsen eingerichtet sind. Die mehreren ersten Einspritzzapfen umfassen einen ersten Einspritzzapfensatz, der dem ersten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, und einen zweiten Einspritzzapfensatz, der dem zweiten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist. Der erste Einspritzzapfensatz hat relativ zu dem zweiten Einspritzzapfensatz wenigstens einen Unterschied. In a second embodiment, a system includes a first turbine combustor. The first combustor includes a plurality of first fuel nozzles configured to direct an air-fuel mixture to a combustion chamber of the first turbine combustor. The plurality of first fuel nozzles include a first fuel nozzle set and a second fuel nozzle set. The system also includes a plurality of first injection pins configured to direct a fuel to the plurality of first fuel nozzles. The plurality of first injection pins include a first set of injection pins associated with the first set of fuel nozzles and a second set of injectors associated with the second set of fuel nozzles. The first set of injection pins has at least one difference relative to the second set of injection pins.

[0017] In dem zuvor erwähnten System der zweiten Ausführungsform kann der wenigstens eine Unterschied zur Reduktion der Kohärenz zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation einer ersten Konvektionszeit des ersten Einspritzzapfensatzes relativ zu einer zweiten Konvektionszeit des zweiten Einspritzzapfensatzes eingerichtet sein. In the aforementioned system of the second embodiment, the at least one difference for reducing the coherence between the first combustion chamber and the second combustion chamber may be established by varying a first convection time of the first injection pin set relative to a second convection time of the second injection pin set.

[0018] Das System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen oben erwähnten Art kann eine zweite Turbinenbrennkammer aufweisen, die aufweist: mehrere zweite Brennstoffdüsen, die zum Leiten des Luft-Brennstoff-Gemischs zu einem zweiten Brennraum der zweiten Turbinenbrennkammer eingerichtet sind, wobei die mehreren zweiten Brennstoffdüsen einen dritten Satz Brennstoffdüsen und einen vierten Satz Brennstoffdüsen aufweisen können; und mehrere zweite Einspritzzapfen, die zum Leiten des Brennstoffs zu den mehreren zweiten Brennstoffdüsen eingerichtet sind, wobei die mehreren zweiten Einspritzzapfen einen dritten Einspritzzapfensatz, der dem dritten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, und einen vierten Einspritzzapfensatz, der dem vierten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, aufweisen können. The system of the second embodiment of any of the aforementioned types may include a second turbine combustor comprising: a plurality of second fuel nozzles configured to direct the air-fuel mixture to a second combustion chamber of the second turbine combustor, the plurality of second fuel nozzles may comprise a third set of fuel nozzles and a fourth set of fuel nozzles; and a plurality of second injection pegs configured to direct the fuel to the plurality of second fuel nozzles, the plurality of second injection pegs having a third set of injection pegs associated with the third set of fuel nozzles and a fourth set of injection pegs associated with the fourth set of fuel nozzles.

[0019] In dem System der zuletzt erwähnten Art kann der erste Einspritzzapfensatz oder der zweite Einspritzzapfensatz relativ zu dem dritten Einspritzzapfensatz oder dem vierten Einspritzzapfensatz wenigstens einen Unterschied aufweisen. In the system of the last mentioned type, the first set of injection pins or the second set of injection pins may have at least one difference relative to the third set of injection pins or the fourth set of injection pins.

[0020] Insbesondere kann der wenigstens eine Unterschied zur Variation der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation eines ersten Verhältnisses eines Luft-Brennstoff-Gemischs des ersten Brennstoffdüsensatzes relativ zu einem zweiten Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemischs des zweiten Brennstoffdüsensatzes eingerichtet sein. In particular, the at least one difference to the variation of the combustion dynamics between the first combustion chamber and the second combustion chamber may be established by varying a first ratio of an air-fuel mixture of the first fuel nozzle set relative to a second ratio of the air-fuel mixture of the second fuel nozzle set be.

[0021] In dem System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen dem ersten Einspritzzapfensatz und dem zweiten Einspritzzapfensatz eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen. In the system of the second embodiment of any of the above-mentioned types, the at least one difference between the first set of injection pins and the second set of injection pins may include a different axial configuration, a different circumferential configuration, another geometry, or a combination thereof.

[0022] Der erste Einspritzzapfensatz oder der zweite Einspritzzapfensatz kann einen Null-Einspritzzapfensatz umfassen. The first set of injection pins or the second set of injection pins may comprise a zero injection pin set.

[0023] In einer dritten Ausführungsform enthält ein Verfahren das Steuern einer ersten Verbrennungsdynamik einer ersten Brennkammer oder einer ersten Konvektionszeit eines ersten Einspritzzapfensatzes der ersten Brennkammer mit einer ersten Konfiguration von mehreren ersten Einspritzzapfen, die stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet sind. Das Verfahren enthält ferner das Steuern einer zweiten Verbrennungsdynamik einer zweiten Brennkammer oder einer zweiten Konvektionszeit eines zweiten Einspritzzapfensatzes der zweiten Brennkammer mit einer zweiten Konfiguration mehrerer zweiter Einspritzzapfen, die stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet sind. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen haben relativ zu den mehreren ersten Einspritzzapfen wenigstens einen Unterschied. In a third embodiment, a method includes controlling a first combustion dynamics of a first combustion chamber or first convection time of a first injection plug set of the first combustion chamber having a first configuration of a plurality of first injection pins disposed upstream of the first fuel nozzle set along a first fuel path. The method further includes controlling a second combustion dynamics of a second combustion chamber or a second convection time of a second injection pin set of the second combustion chamber having a second configuration of a plurality of second injection pins arranged upstream of the second fuel nozzle assembly along a second fuel path. The plurality of second injection pins have at least one difference relative to the plurality of first injection pins.

[0024] In dem zuvor erwähnten Verfahren kann der wenigstens eine Unterschied eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen. In the aforementioned method, the at least one difference may include another axial configuration, another circumferential configuration, another geometry, or a combination thereof.

[0025] Bei dem Verfahren einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen zur Reduktion modaler Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer eingerichtet sein. In the method of any of the above-mentioned types, the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins may be configured to reduce modal coupling between the first combustion chamber and the second combustion chamber.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0026] Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die Begleitzeichnungen besser verständlich, wobei in den Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen gleiche Teile darstellen und worin zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems, das mehrere Brennkammern mit einer jeweiligen Brennstoffkreislaufkonfiguration aufweist, die zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik eingerichtet ist, um die Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren, <tb>Fig. 2<SEP>eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform von einer der Brennkammern von Fig. 1 , wobei die Brennkammer eine erste quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration mit einer axialen Stufung von Einspritzzapfen enthält, <tb>Fig. 3<SEP>eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform von einer der Brennkammern von Fig. 1 , wobei die Brennkammer eine zweite quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration mit einer Umfangsanordnung von Einspritzzapfen enthält, <tb>Fig. 4<SEP>eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Brennkammer von Fig. 3 entlang der Linie 4–4, die mehrere Quat-Zapfen veranschaulicht, die um eine Achse angeordnet und zu einem ersten Brennstoffkreislauf hin vorgespannt sind, und <tb>Fig. 5<SEP>eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des Gasturbinensystems von Fig. 1 entlang der Linie 5–5, die mehrere Brennkammern mit jeweiligen quaternären Brennstoffkreislaufkonfigurationen veranschaulicht, die zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik zur Reduktion der Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen eingerichtet ist.These and other features, aspects, and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings in which like reference characters represent like parts throughout the drawings, and in which: FIG. <Tb> FIG. 1 <SEP> is a schematic representation of one embodiment of a gas turbine system including a plurality of combustors having a respective fuel cycle configuration configured to control combustion dynamics and / or modal coupling of combustion dynamics to reduce the potential for unwanted vibration responses in downstream components. <Tb> FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of one of the combustors of FIG. 1, wherein the combustor includes a first quaternary fuel cycle configuration with an axial staging of fuel injectors. FIG. <Tb> FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of one of the combustors of FIG. 1, wherein the combustor includes a second quaternary fuel circuit configuration with a perimeter assembly of injection pins. FIG. <Tb> FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a combustor of FIG. 3 taken along line 4-4 illustrating multiple quatons disposed about an axis and biased toward a first fuel circuit; and FIG <Tb> FIG. 5 is a schematic cross-sectional illustration of one embodiment of the gas turbine system of FIG. 1 taken along line 5-5 illustrating multiple combustors having respective quaternary fuel cycle configurations for controlling combustion dynamics and / or modal coupling of combustion dynamics to reduce the possibility of unwanted vibration responses is arranged in downstream components.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0027] Im Folgenden werden eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Bemühen, eine konzise Beschreibung dieser Ausführungsformen zu geben, werden in der Patentbeschreibung eventuell nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung beschrieben. Es ist zu beachten, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Implementierung wie bei jedem Konstruktions- oder Planungsprojekt zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Zielsetzungen der Entwickler zu erzielen, wie z.B. die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Beschränkungen, die bei jeder Implementierung verschieden sein können. Es ist darüber hinaus zu beachten, dass ein derartiges Entwicklungsvorhaben komplex und zeitraubend sein kann, trotzdem aber für den von dieser Offenbarung profitierenden Durchschnittsfachmann bezüglich Entwurf, Fertigung und Herstellung eine Routineangelegenheit wäre. In the following, one or more specific embodiments of the present invention will be described. In an effort to provide a concise description of these embodiments, the specification may not describe all features of an actual implementation. It should be noted that in developing such an actual implementation, as with any engineering or design project, numerous implementation-specific decisions must be made in order to achieve the specific objectives of the designers, e.g. adherence to systemic and business-related constraints, which may vary with each implementation. It should also be noted that such a development project may be complex and time consuming, but would be a matter of routine for the person skilled in the art of design, manufacture, and manufacture who would benefit from this disclosure.

[0028] Beim Vorstellen von Elementen verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Artikel «ein», «eine», «der/die/das» und «genannte» bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Es ist vorgesehen, dass die Begriffe «aufweisen», «enthalten» und «haben» umfassend sind und bedeuten, dass es ausser den aufgelisteten Elementen noch zusätzliche Elemente geben kann. In presenting elements of various embodiments of the present invention, it is intended that the articles "a," "an," "the" and "that" mean that there are one or more of the elements. It is intended that the terms "comprising", "containing" and "having" are encompassing and mean that there may be additional elements besides the listed elements.

[0029] Die offenbarten Ausführungsformen richten sich auf eine Reduzierung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik in einem Gasturbinensystem (z.B. um unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren) durch Variation einer Brennstoffkreislaufkonfiguration, wie etwa der Konfiguration eines quaternären Brennstoffkreislaufs oder Zuleitungsrohrs. Speziell richten sich die offenbarten Ausführungsformen auf die Variation der Konfiguration von mehreren Einspritzzapfen (z.B. quaternären Zapfen) in einem oder mehreren quaternären Brennstoffkreisläufen, die einer oder mehreren Brennkammern des Gasturbinensystems zugeordnet sind, so dass die Anordnung der quaternären Zapfen zur Reduzierung der Verbrennungsdynamik und/oder unerwünschter Schwingungsantworten in dem System eingerichtet ist. The disclosed embodiments are directed to a reduction in combustion dynamics and / or modal coupling of combustion dynamics in a gas turbine system (e.g., to reduce unwanted vibration responses in downstream components) by varying a fuel cycle configuration, such as the configuration of a quaternary fuel cycle or supply pipe. Specifically, the disclosed embodiments are directed to varying the configuration of multiple injection pegs (eg, quaternary pegs) in one or more quaternary fuel circuits associated with one or more combustors of the gas turbine system such that the arrangement of quaternary pegs to reduce combustion dynamics and / or unwanted vibration responses is set up in the system.

[0030] Wie oben angegeben, kann eine Gasturbinenbrennkammer (oder Brennkammeranordnung) aufgrund des Verbrennungsprozesses, von Eigenschaften von Ansaugfluidströmen (z.B. Brennstoff, Oxidationsmittel, Verdünner usw.) in die Brennkammer und von verschiedenen anderen Faktoren eine Verbrennungsdynamik erzeugen. Die Verbrennungsdynamik kann als Druckschwankungen, -impulse, -Schwingungen und/oder -wellen bei gewissen Frequenzen gekennzeichnet sein. Zu den Fluidströmungseigenschaften können Geschwindigkeit, Druck, Geschwindigkeits- und/oder Druckschwankungen, Variationen in Strömungswegen (z.B. Biegungen, Formen, Unterbrechungen usw.) oder irgendeine Kombination davon zählen. Insgesamt kann die Verbrennungsdynamik in verschiedenen Bauteilen stromaufwärts und/oder stromabwärts der Brennkammer möglicherweise Schwingungsantworten und/oder Resonanzverhalten verursachen. Zum Beispiel kann die Verbrennungsdynamik (z.B. bei gewissen Frequenzen, Frequenzbereichen, Amplituden, Brennkammer-Brennkammer-Phasen usw.) sich sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts im Gasturbinensystem ausbreiten. Wenn die Gasturbinenbrennkammern, stromaufwärtigen Bauteile und/oder stromabwärtigen Bauteile Eigen- oder Resonanzfrequenzen haben, die von diesen Druckschwankungen (z.B. der Verbrennungsdynamik) angeregt werden, dann können die Druckschwankungen möglicherweise Schwingungen, Beanspruchung, Ermüdung usw. verursachen. Zu den Bauteilen können Brennkammerauskleidungen, Brennkammerströmungsmäntel, Brennkammerkappen, Brennstoffdüsen, Turbinenleitschaufein, Turbinenlaufschaufeln, Turbinendeckbänder, Turbinenräder, Lager, Brennstoffzufuhranordnungen oder irgendeine Kombination davon zählen. Die stromabwärtigen Bauteile sind von besonderem Interesse, da sie gegenüber Verbrennungstönen, die phasengleich und kohärent sind, empfindlicher sind. Eine Reduktion der Kohärenz reduziert somit speziell die Möglichkeit unerwünschter Schwingungen in stromabwärtigen Bauteilen. As noted above, a gas turbine combustor (or combustor assembly) may produce combustion dynamics due to the combustion process, characteristics of intake fluid streams (e.g., fuel, oxidant, diluent, etc.) into the combustor and various other factors. The combustion dynamics may be characterized as pressure fluctuations, pulses, vibrations and / or waves at certain frequencies. Fluid flow characteristics may include velocity, pressure, velocity and / or pressure variations, variations in flow paths (e.g., bends, shapes, breaks, etc.) or any combination thereof. Overall, the combustion dynamics in different components upstream and / or downstream of the combustion chamber may possibly cause vibration responses and / or resonance behavior. For example, combustion dynamics (e.g., at certain frequencies, frequency ranges, amplitudes, combustor-combustor phases, etc.) may propagate both upstream and downstream in the gas turbine system. If the gas turbine combustors, upstream components, and / or downstream components have natural or resonant frequencies that are excited by these pressure fluctuations (e.g., combustion dynamics), then the pressure fluctuations may possibly cause vibration, stress, fatigue, and so forth. The components may include combustor liners, combustor fluid jackets, combustor caps, fuel nozzles, turbine nozzles, turbine blades, turbine shrouds, turbine wheels, bearings, fuel supply assemblies, or any combination thereof. The downstream components are of particular interest because they are more sensitive to incineration sounds that are in phase and coherent. A reduction in coherence thus reduces specifically the possibility of unwanted vibrations in downstream components.

[0031] Wie unten ausführlich besprochen wird, können die offenbarten Ausführungsformen eine oder mehrere Gasturbinenbrennkammern mit einer besonderen Brennstoffkreislaufanordnung (z.B. quaternäre Brennstoffkreislaufanordnung) ausstatten, die eingerichtet ist, um die Verbrennungsdynamik der Gasturbinenkammer zu modifizieren, z.B. durch Variation der Frequenz, der Amplitude, der Brennkammer-Brennkammer-Kohärenz, des Frequenzbereichs oder irgendeiner Kombination davon. Insbesondere kann die Anordnung mehrerer quaternärer Zapfen oder Quat-Zapfen (z.B. Einspritzzapfen) jedes quaternären Brennstoffkreislaufsystems, das einer jeweiligen Brennkammer zugeordnet ist, die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau verändern, was die Verbrennungsdynamik so verändern kann, dass ein unerwünschtes Schwingungsverhalten von Bauteilen stromaufwärts und/oder stromabwärts der Turbinenbrennkammer sowie der Gasturbinenbrennkammern beträchtlich reduziert oder ausgeschlossen wird. Das Verändern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses auf Düsenniveau kann die Verteilung der Wärmefreisetzung modifizieren, was die Flammendynamik und daher die Verbrennungsdynamik verändert. Ausserdem ist die Konvektionszeit ein wichtiger Faktor der Frequenzen und/oder Amplituden der Verbrennungsdynamik. Die Konvektionszeit betrifft die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Brennstoff durch die Brennstoffkanäle der Gasturbinenbrennkammer eingespritzt wird, und dem Zeitpunkt, an dem der Brennstoff die Brennkammer erreicht und sich entzündet. Durch Verändern der axialen Position der Quat-Zapfen wird die Wegzeit für den Brennstoff zwischen den Quat-Zapfen und der Flammenzone verändert und daher die Konvektionszeit verändert. Im Allgemeinen besteht zwischen der Konvektionszeit und der Frequenz eine umgekehrte Beziehung. Das heisst, bei zunehmender Konvektionszeit nimmt die Frequenz der Verbrennungsinstabilität ab, und bei abnehmender Konvektionszeit nimmt die Frequenz der Verbrennungsinstabilität zu. Ausserdem kann das Variieren der Konvektionszeit zwischen den Quat-Zapfen eine zerstörerische Störwechselwirkung der Verbrennungsdynamik fördern, die von den Quat-Zapfen erzeugt wird oder zu der sie beitragen, was die Amplituden der Verbrennungsdynamik reduzieren und/ oder die Frequenz der Verbrennungsdynamik verändern kann. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration (z.B. der Platzierung, Anordnung, Position, Lage usw.) von Quat-Zapfen in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung um das Kopfende der Brennkammer herum das Abstimmen der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/ oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau unterstützen und kann zu einer Verbrennungsdynamik mit reduzierten Amplituden und/oder Frequenzen, die relativ zu resonanten Frequenzen der Bauteile im Gasturbinensystem verschieden sind und/oder über einen grösseren Frequenzbereich ausgebreitet sind, oder einer Kombination davon führen. Ausserdem kann das Variieren der Geometrien der Quat-Zapfen (z.B. der Grösse, Form, Winkel usw.) eine Variation in die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau einführen und kann zu einer Verbrennungsdynamik mit reduzierten Amplituden und/oder Frequenzen führen, die relativ zu resonanten Frequenzen der Bauteile im Gasturbinensystem verschieden sind und/oder über einen grösseren Frequenzbereich ausgebreitet sind. As discussed in detail below, the disclosed embodiments may provide one or more gas turbine combustors with a particular fuel cycle arrangement (e.g., quaternary fuel cycle arrangement) configured to modify the combustion dynamics of the gas turbine chamber, e.g. by varying the frequency, the amplitude, the combustor-combustor coherency, the frequency range, or any combination thereof. In particular, the arrangement of a plurality of quaternary tenons or quat journals (eg, injection pins) of each quaternary fuel cycle system associated with a respective combustion chamber may alter the convection time for one or more quat tenons and / or the nozzle air level fuel air ratio Change combustion dynamics so that undesirable vibration behavior of components upstream and / or downstream of the turbine combustor and gas turbine combustors is significantly reduced or eliminated. Changing the fuel-air ratio at the nozzle level can modify the distribution of heat release, which alters the flame dynamics and therefore the combustion dynamics. In addition, the convection time is an important factor of the frequencies and / or amplitudes of the combustion dynamics. Convection time refers to the delay between when the fuel is injected through the fuel channels of the gas turbine combustor and when the fuel reaches the combustor and ignites. By varying the axial position of the quat-pegs, the travel time for the fuel between the quat-peg and the flame zone is changed and therefore the convection time is changed. In general, there is a reverse relationship between the convection time and the frequency. That is, as the convective time increases, the frequency of combustion instability decreases, and as the convection time decreases, the frequency of combustion instability increases. In addition, varying the convection time between the quat pegs can promote a destructive perturbation interaction of the combustion dynamics produced by or contributing to the quatons, which reduces the amplitudes of the combustion dynamics and / or can change the frequency of the combustion dynamics. For example, varying the configuration (e.g., placement, location, position, location, etc.) of quat pegs in the axial direction and / or circumferentially about the top of the combustion chamber may adjust the convection time for one or more quat pegs and / or. or support the nozzle-level fuel-air ratio, and may result in combustion dynamics having reduced amplitudes and / or frequencies that are different relative to resonant frequencies of the components in the gas turbine system and / or spread over a wider frequency range, or a combination thereof. In addition, varying the geometries of the quatons (eg, size, shape, angles, etc.) may introduce a variation in the convection time for one or more quatons and / or the nozzle-level fuel-air ratio, and may result in combustion dynamics with reduced amplitudes and / or frequencies that are different relative to resonant frequencies of the components in the gas turbine system and / or spread over a larger frequency range.

[0032] Zusätzlich zu Modifikationen auf Brennkammerniveau (d.h. bei einzelner Turbinenbrennkammer) können die offenbarten Ausführungsformen die Konfiguration (z.B. Anordnung, Lage, Position usw.) und/oder die Geometrie (z.B. Winkel, Grösse, Form usw.) der Quat-Zapfen innerhalb jedes quaternären Brennstoffkreislaufs unter mehreren Gasturbinenbrennkammern variieren, wodurch die Verbrennungsdynamik von Brennkammer zu Brennkammer auf eine Weise variiert wird, die Verbrennungsdynamikamplituden und/ oder die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik unter den mehreren Gasturbinenbrennkammern reduziert. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen (z.B. Platzierung, Lage, Position, Anordnung usw.) in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung zwischen oder unter Brennkammern des Systems zu Variationen bei den Verbrennungsdynamikfrequenzen (z.B. Frequenzen, die verschieden sind, über einen grösseren Frequenzbereich ausgebreitet sind oder eine Kombination davon) von Brennkammer zu Brennkammer führen, wodurch die Möglichkeit einer modalen Kopplung der Brennkammern, insbesondere bei Frequenzen, die auf Resonanzfrequenzen der Bauteile des Gasturbinensystems ausgerichtet sind, reduziert wird. Desgleichen können die Geometrien der Quat-Zapfen (z.B. Grösse, Form, Winkel usw.) zwischen oder unter Brennkammern des Systems variiert werden, um dazu beizutragen, ein unerwünschtes Schwingungsverhalten zu reduzieren. In addition to combustor level (ie, single turbine combustor) modifications, the disclosed embodiments may include the configuration (eg, location, location, position, etc.) and / or geometry (eg, angle, size, shape, etc.) of the quat pivots of each quaternary fuel cycle among multiple gas turbine combustors, thereby varying the combustion dynamics from combustor to combustor in a manner that increases combustion dynamics amplitudes and / or or reduces the modal coupling of the combustion dynamics among the multiple gas turbine combustors. For example, varying the configuration of the quat journals (eg, placement, location, position, arrangement, etc.) in the axial direction and / or circumferentially between or below combustion chambers of the system may translate into variations in combustion dynamics frequencies (eg, frequencies that are different extending a wider frequency range or a combination thereof) from combustor to combustor, thereby reducing the possibility of modal coupling of the combustors, particularly at frequencies aligned with resonant frequencies of the components of the gas turbine system. Likewise, the geometries of the quatons (e.g., size, shape, angle, etc.) may be varied between or under combustion chambers of the system to help reduce undesirable vibration behavior.

[0033] In Anbetracht des Vorhergehenden zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems 10, das mehrere Brennkammern 12 hat, wobei jeder Brennkammer 12 ein oder mehrere quaternäre Brennstoffkreis-läufe 13 (z.B. quaternärer Brennstoffkreislauf 13) zugeordnet sind. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann mehrere quaternäre Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen, Quat-Zapfen) enthalten, wobei jeder Quat-Zapfen 14 zum Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer 12 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 in der Brennkammer 12 eingerichtet sein kann. Zum Beispiel kann jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 131, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die um den Umfang der Brennkammer 12 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 (z.B. der primären Brennstoffdüsen 18) angeordnet sind. Die Konfiguration und/oder die Geometrien der Quat-Zapfen 14 jedes quaternären Brennstoffkreislaufs 13 können innerhalb der und/oder unter den Brennkammern 12 variiert werden, um die Verbrennungsdynamik in einer jeweiligen Brennkammer 12 und/oder zwischen den Brennkammern 12 zu ändern, wodurch sie zur Reduzierung unerwünschter Schwingungsantworten in Bauteilen stromabwärts des Systems 10 beitragen, wie unten ausführlich weiter beschrieben wird. Speziell kann das Variieren der Konfiguration und/oder der Geometrien der Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 die Konvektionszeit zwischen den Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis zwischen den Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch die Verbrennungsdynamikamplituden verringert und/oder die Verbrennungsdynamikfrequenzen in einer jeweiligen Brennkammer 12 und/oder zwischen benachbarten Brennkammern 12 und/oder unter mehreren Brennkammern 12 variiert werden, wobei davon erwartet wird, dass es die Kohärenz der Brennkammern 12 reduziert, wie unten ausführlicher weiter beschrieben wird. In view of the foregoing, Figure 1 shows a schematic representation of one embodiment of a gas turbine system 10 having a plurality of combustors 12 with each combustor 12 associated with one or more quaternary fuel circuits 13 (e.g., quaternary fuel circuit 13). Each quaternary fuel circuit 13 may include a plurality of quaternary spigots 14 (e.g., injection spigots, quat spigots), where each quat spigot 14 may be configured to inject fuel into the combustion chamber 12 upstream of the fuel nozzles 18 in the combustor 12. For example, each quaternary fuel circuit 131, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or multiple quat journals 14 may be included around the circumference of the combustor 12 upstream of the fuel nozzles 18 (eg, the primary fuel nozzles 18) ) are arranged. The configuration and / or the geometries of the quat journals 14 of each quaternary fuel circuit 13 may be varied within and / or below the combustors 12 to change the combustion dynamics in a respective combustor 12 and / or between the combustors 12, thereby facilitating combustion Contribute to reducing unwanted vibration responses in components downstream of the system 10, as further described in detail below. Specifically, varying the configuration and / or the geometries of the quat trunnions 14 within the combustor 12 and / or under the combustors 12 may include the convective time between the quat pivots and / or the fuel to air ratio between the fuel nozzles 18, which may be the same Quat spigot 14 vary, thereby reducing the combustion dynamics amplitudes and / or the combustion dynamics frequencies in a respective combustion chamber 12 and / or between adjacent combustion chambers 12 and / or among a plurality of combustion chambers 12 are varied, it is expected that it is the coherence of the Combustion chambers 12 reduced, as further described in more detail below.

[0034] In der veranschaulichten Ausführungsform enthält das Gasturbinensystem 10 eine oder mehrere Brennkammern 12, die jeweils den quaternären Brennstoffkreislauf 13, einen Verdichter 11 und eine Turbine 16 haben. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann einen oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Führen eines Brennstoffs aus einer oder mehreren Brennstoffquellen in die Brennkammer 12 stromaufwärts von einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr) innerhalb der Brennkammer 12 eingerichtet sein können. Die Brennkammern 12 entzünden und verbrennen ein unter Druck stehendes Gemisch aus Oxidationsmittel (z.B. Luft) und Brennstoff (z.B. ein Luft-Brennstoff-Gemisch) in den Brennräumen 19 und leiten dann resultierende heisse, unter Druck stehende Verbrennungsgase 24 (z.B. Abgas) in die Turbine 16 weiter. In gewissen Ausführungsformen können die Brennstoffdüsen 18 zu einem oder mehreren primären Brennstoffkreisläufen (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr Brennstoffkreisläufe) gruppiert werden, wobei jeder primäre Brennstoffkreislauf eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 enthält. Jeder primäre Brennstoffkreislauf kann einer Brennstoffquelle zugeordnet sein. Die einem oder mehreren primären Brennstoffkreisläufen zugeordneten Brennstoffdüsen 18 können auch einen oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, d.h. ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 können Brennstoff in den Strömungskanal (wie in Fig. 2 gezeigt) einspritzen, wo er sich mit dem Luftstrom 67 aus dem Verdichterauslass 68 (wie in Fig. 2 gezeigt) vermischt, bevor er in eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 eintritt, die einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen zugeordnet sind, wodurch ein Brennstoff-Luft-Gemisch entsteht, das dann in die Brennstoffdüsen 18 eintritt, wo von den Brennstoffdüsen 18 zusätzlicher Brennstoff eingespritzt wird. In gewissen Ausführungsformen kann das Variieren der Konfiguration und/oder der Geometrien der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit von einem oder mehreren Quat-Zapfen und/oder das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, abstimmen, wodurch die Verbrennungsdynamikamplituden und/oder -frequenzen in der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 des Systems 10 verändert werden. In the illustrated embodiment, the gas turbine system 10 includes one or more combustors 12, each having the quaternary fuel circuit 13, a compressor 11, and a turbine 16. Each quaternary fuel circuit 13 may include one or more quat journals 14 for directing a fuel from one or more fuel sources into the combustor 12 upstream of one or more fuel nozzles 18 (eg, 1, 2, 3, 4, 5, 6, or more ) may be arranged within the combustion chamber 12. The combustors 12 ignite and burn a pressurized mixture of oxidant (eg, air) and fuel (eg, an air-fuel mixture) in the combustion chambers 19 and then direct resulting hot pressurized combustion gases 24 (eg, exhaust gas) into the turbine 16 continue. In certain embodiments, the fuel nozzles 18 may be grouped into one or more primary fuel circuits (e.g., 1, 2, 3, 4, 5 or more fuel circuits), each primary fuel circuit containing one or more fuel nozzles 18. Each primary fuel cycle may be associated with a fuel source. The fuel nozzles 18 associated with one or more primary fuel circuits may also be associated with one or more quat journals 14, i. One or more quat journals 14 may inject fuel into the flow channel (as shown in FIG. 2) where it mixes with the air stream 67 from the compressor outlet 68 (as shown in FIG. 2) before entering one or more fuel nozzles 18 enters, which are associated with one or more fuel circuits, whereby a fuel-air mixture is formed, which then enters the fuel nozzles 18, where 18 of the fuel nozzles additional fuel is injected. In certain embodiments, varying the configuration and / or the geometries of the quat tenons 14 may include the convection time of one or more quat tenons and / or the air-to-fuel ratio of the one or more fuel nozzles 18 associated with the quat tenon 14 are, whereby the combustion dynamics amplitudes and / or frequencies in the combustion chamber 12 and / or under the combustion chambers 12 of the system 10 are changed.

[0035] Speziell kann das Variieren der Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder für das Brennstoff-Luft-Verhältnis für eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 variieren. Dementsprechend kann das Variieren der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Gemischs von einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 über die Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 die resultierende Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 des Systems 10 modifizieren. Eine Modifikation der Verbrennungsdynamik kann wiederum die Möglichkeit eines unerwünschten Schwingungsverhaltens in der Brennkammer 12 und/oder in stromabwärtigen Bauteilen reduzieren. Zum Beispiel können in gewissen Ausführungsformen die Brennkammern 12 des Systems 10 ausser den Variationen bei der Konfiguration und/oder den Geometrien der Quat-Zapfen 14 in jeder Brennkammer 12 identisch sein. Dementsprechend können Variationen bei der Konfiguration und/oder den Geometrien der Quat-Zapfen 14 zwischen den Brennkammern 12 dazu beitragen, die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik zwischen den Brennkammern 12 zu modifizieren oder zu reduzieren. Specifically, varying the configuration and / or geometry of the quat tenons 14 may vary the convection time for one or more quat tenons and / or for the fuel-air ratio for one or more fuel nozzles 18. Accordingly, varying the convection time for one or more quat-pegs and / or the fuel-air mixture from one or more fuel nozzles 18 via the configuration and / or geometries of the quat-pins 14 may result in the resulting combustion dynamics of the combustion chamber 12 and / or under the combustion chambers 12 of the system 10 to modify. A modification of the combustion dynamics can in turn reduce the possibility of undesirable vibration behavior in the combustion chamber 12 and / or in downstream components. For example, in certain embodiments, the combustors 12 of the system 10 may be identical except for the variations in the configuration and / or the geometries of the quat journals 14 in each combustor 12. Accordingly, variations in the configuration and / or geometry of the quat trunnions 14 between the combustors 12 may help to modify or reduce the modal coupling of the combustion dynamics between the combustors 12.

[0036] Turbinenschaufeln innerhalb der Turbine 16 sind mit einer Welle 26 des Gasturbinensystems 10 gekoppelt, die auch mit mehreren anderen Bauteilen im ganzen Turbinensystem 10 gekoppelt sein kann. Beim An- und Durchströmen der Verbrennungsgase 24 an die und zwischen den Turbinenschaufeln der Turbine 16 wird die Turbine 16 zum Drehen gebracht, was die Welle 26 zum Drehen veranlasst. Schliesslich treten die Verbrennungsgase 24 über einen Abgasauslass 28 aus dem Turbinensystem 10 aus. Des Weiteren ist in der veranschaulichten Ausführungsform die Welle 26 mit einer Last 30 gekoppelt, die über die Drehung der Welle 26 angetrieben wird. Die Last 30 kann irgendeine geeignete Vorrichtung sein, die über das Drehmoment des Turbinensystems 10 Leistung erzeugt, wie etwa ein elektrischer Generator, ein Propeller eines Flugzeugs oder eine andere Last. Turbine blades within the turbine 16 are coupled to a shaft 26 of the gas turbine system 10, which may also be coupled to a plurality of other components throughout the turbine system 10. As the combustion gases 24 flow into and through the turbine blades 16 of the turbine 16, the turbine 16 is caused to rotate, causing the shaft 26 to rotate. Finally, the combustion gases 24 exit from the turbine system 10 via an exhaust gas outlet 28. Further, in the illustrated embodiment, the shaft 26 is coupled to a load 30 that is driven by the rotation of the shaft 26. The load 30 may be any suitable device that generates power via the torque of the turbine system 10, such as an electric generator, a propeller of an aircraft, or other load.

[0037] Der Verdichter 11 des Gasturbinensystems 10 enthält Verdichterschaufeln. Die Verdichterschaufeln im Verdichter 11 sind mit der Welle 26 gekoppelt und drehen sich, während die Drehung der Welle 26 von der Turbine 16 angetrieben wird, wie oben besprochen. Beim Drehen der Verdichterschaufeln im Verdichter 11 verdichtet der Verdichter 11 aus einem Lufteinlass 32 erhaltene Luft (oder irgendein geeignetes Oxidationsmittel) und erzeugt Druckluft 34. Die Druckluft 34 wird dann in die Brennstoffdüsen 18 der Brennkammern 12 eingespeist. Wie oben erwähnt, vermischen die Brennstoffdüsen 18 die Druckluft 34 und den Brennstoff zum Erzeugen eines geeigneten Mischungsverhältnisses für die Verbrennung. In der folgenden Besprechung kann auf eine axiale Richtung oder Achse 42 (z.B. eine Längsachse) der Brennkammer 12, eine radiale Richtung oder Achse 44 der Brennkammer 12 und eine Umfangsrichtung oder -achse 46 der Brennkammer 12 Bezug genommen werden. The compressor 11 of the gas turbine system 10 includes compressor blades. The compressor blades in the compressor 11 are coupled to the shaft 26 and rotate while the rotation of the shaft 26 is driven by the turbine 16, as discussed above. As compressor blades rotate in compressor 11, compressor 11 compresses air (or any suitable oxidant) obtained from an air inlet 32 and generates compressed air 34. Compressed air 34 is then fed into fuel nozzles 18 of combustors 12. As mentioned above, the fuel nozzles 18 mix the compressed air 34 and the fuel to produce a suitable mixing ratio for combustion. In the following discussion, reference may be made to an axial direction or axis 42 (e.g., a longitudinal axis) of the combustor 12, a radial direction or axis 44 of the combustor 12, and a circumferential direction or axis 46 of the combustor 12.

[0038] In gewissen Ausführungsformen kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 des quaternären Brennstoffkreislaufs 13 in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung und/oder das Variieren der Geometrien des Quat-Zapfens 14 (z.B. Formen, Grössen, Winkel usw.) dazu beitragen, unerwünschte Schwingungsantworten in der Brennkammer 12 und/oder in stromabwärtigen Turbinenbauteilen im System 10 zu reduzieren. Zum Beispiel enthält das System 10 in der veranschaulichten Ausführungsform eine erste Brennkammer 17, die einem ersten quaternären Brennstoffkreislauf 13 zugeordnet ist, und eine zweite Brennkammer 21, die einem zweiten quaternären Brennstoffkreislauf 13 zugeordnet ist. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, die zum Leiten des Brennstoffs und/oder des Luft-Brennstoff-Gemischs zu den Brennstoffdüsen 18 eingerichtet sind. In gewissen Ausführungsformen kann die Konfiguration der mehreren, einer jeweiligen Brennkammer 12 zugeordneten Quat-Zapfen 14 von der Konfiguration der mehreren Quat-Zapfen 14, die einer angrenzenden oder nicht angrenzenden Brennkammer 12 zugeordnet sind, verschieden sein. Zum Beispiel kann ein der ersten Brennkammer 17 zugeordneter erster Satz Quat-Zapfen 14 etwa entlang einer ersten Achse 48 entlang der Umfangsrichtung 46 des Systems 10 angeordnet sein. In der veranschaulichten Ausführungsform kann ein der zweiten Brennkammer 21 zugeordneter zweiter Satz Quat-Zapfen 15 etwa entlang einer zweiten Achse 50, die etwa parallel zur ersten Achse 48 verläuft, angeordnet sein. Insbesondere kann der zweite Satz Quat-Zapfen 15 relativ zu dem ersten Satz Quat-Zapfen 14 axial gestuft sein, so dass eine erste Konfiguration der Quat-Zapfen 14 von einer zweiten Konfiguration der Quat-Zapfen 15 verschieden ist. In certain embodiments, varying the configuration of the quat tenons 14 of the quaternary fuel circuit 13 in the axial direction and / or in the circumferential direction and / or varying the geometries of the quat pin 14 (eg, shapes, sizes, angles, etc.) thereto contribute to reduce unwanted vibration responses in the combustion chamber 12 and / or in downstream turbine components in the system 10. For example, in the illustrated embodiment, the system 10 includes a first combustor 17 associated with a first quaternary fuel circuit 13 and a second combustor 21 associated with a second quaternary fuel circuit 13. Each quaternary fuel circuit 13 may be associated with a plurality of quat-poppets 14 configured to direct the fuel and / or the air-fuel mixture to the fuel nozzles 18. In certain embodiments, the configuration of the plurality of quat pegs 14 associated with a respective combustor 12 may be different than the configuration of the plurality of quat pegs 14 associated with an adjacent or non-adjacent combustor 12. For example, a first set of quat pivots 14 associated with the first combustor 17 may be disposed approximately along a first axis 48 along the circumferential direction 46 of the system 10. In the illustrated embodiment, a second set of quat pivots 15 associated with the second combustor 21 may be disposed approximately along a second axis 50 that is approximately parallel to the first axis 48. In particular, the second set of quat pivots 15 may be axially stepped relative to the first set of quat pivots 14 such that a first configuration of the quat pivots 14 is different from a second configuration of the quat pivots 15.

[0039] Die veranschaulichte Ausführungsform zeigt zwar die Variation der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 zwischen benachbarten Brennkammern 12 des Systems 10, es ist aber zu beachten, dass die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 zwischen 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren Brennkammern 12 in dem System 10 entlang 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 variiert werden kann. In gewissen Ausführungsformen kann die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 in einer jeweiligen Brennkammer 12 (wie in Fig. 2 weiter beschrieben) durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 entlang 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 in der jeweiligen Brennkammer 12 variiert werden. Ausserdem ist bei gewissen Ausführungsformen zu beachten, dass die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 unter einer oder mehreren Brennkammern 12 in verschiedenen Konfigurationen durch Verteilen der Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung variiert werden kann, wie in Bezug auf die Figuren 3 bis 5 weiter beschrieben wird. Although the illustrated embodiment shows the variation of the configuration of the quat pins 14 by axial staging of the quat pins 14 between adjacent combustors 12 of the system 10, it should be noted that the configuration of the quat pins 14 is by axial staging the quat tenon 14 may be varied between 2, 3, 4, 5, 6 or more combustors 12 in the system 10 along 1, 2, 3, 4, 5, 6 or more axial positions along the circumferential direction 46. In certain embodiments, the configuration of the quat trunnions 14 in a respective combustor 12 (as further described in FIG. 2) may be accomplished by axially scaling the quat trunnions 14 along 1, 2, 3, 4, 5, 6 or more axial positions the circumferential direction 46 in the respective combustion chamber 12 can be varied. In addition, in certain embodiments, it should be noted that the configuration of the quat pivots 14 under one or more combustors 12 may be varied in various configurations by circumferentially distributing the quat pivots 14, as further described with respect to FIGS. 3-5 ,

[0040] Fig. 2 ist eine schematische Querschnittdarstellung einer Ausführungsform der Brennkammer 12 im System 10 von Fig. 1 , wobei die Brennkammer 12 eine erste Konfiguration eines quaternären Brennstoffkreislaufs enthält, bei der die Quat-Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen) an 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 axial gestuft sind. Wie oben in Bezug auf Fig. 1 angegeben, können die Konfigurationen der Quat-Zapfen 14 durch axiales Stufen der Quat-Zapfen 14 unter einer oder mehreren Brennkammern 12 an einer oder mehreren axialen Positionen 48, 50 variiert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform werden die Quat-Zapfen 14 in einer einzelnen Brennkammer 12 so variiert, dass die Quat-Zapfen 14 entlang der ersten axialen Position 48, der zweiten axialen Position 50 und einer dritten axialen Position 52 entlang der Umfangsrichtung 46 des Systems 10 axial gestuft sind. Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 in der Brennkammer 12 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen 14 und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis der Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch Verbrennungsdynamikamplituden in der Brennkammer verringert werden, wovon erwartet wird, dass es unerwünschte Schwingungsantworten in dem Gasturbinensystem 10 reduziert. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the combustor 12 in the system 10 of FIG. 1, wherein the combustor 12 includes a first configuration of a quaternary fuel circuit with the quat journals 14 (eg, injection pins) at 1, 2 , 3, 4, 5, 6 or more axial positions along the circumferential direction 46 are axially stepped. As noted above with respect to FIG. 1, the configurations of quat pivots 14 may be varied by axially stepping quat pivots 14 under one or more combustors 12 at one or more axial locations 48, 50. In the illustrated embodiment, the quat pivots 14 are varied in a single combustor 12 such that the quat pivots 14 axially along the first axial position 48, the second axial position 50, and a third axial position 52 along the circumferential direction 46 of the system 10 are graded. As noted above, varying the configuration and / or geometries of the quat trunnions 14 in the combustor 12 may include the convection time for one or more quat trunnions 14 and / or the fuel-air ratio of the fuel nozzles 18 surrounding the quat trunnions 14, which reduces combustion dynamics amplitudes in the combustion chamber, which is expected to reduce unwanted vibration responses in the gas turbine system 10.

[0041] In der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Brennkammer 12 ein Kopfende 54 und den Brennraum 19. Das Kopfende 54 der Brennkammer 12 umschliesst allgemein eine Kappenanordnung 56 und die Brennstoffdüsen 18, wie etwa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mehrere Brennstoffdüsen 18. In gewissen Ausführungsformen leiten die Brennstoffdüsen 18 Brennstoff, Luft, Brennstoff-Luft-Gemische und manchmal andere Fluide zu dem Brennraum 19. Insbesondere können die Brennstoffdüsen 18 in einen oder mehrere verschiedene Brennstoffkreisläufe gruppiert oder angeordnet sein, so dass jeder Brennstoffkreislauf eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 enthält und wobei jeder Brennstoffkreislauf einen Brennstoff und/oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch aus einer oder mehreren Brennstoffquellen leiten kann. Die Brennkammerkappenanordnung 56 ist an einem Teil der Länge der Brennstoffdüsen 18 entlang angeordnet, so dass die Brennstoffdüsen 18 in der Brennkammer 12 untergebracht sind. Jede Brennstoffdüse 18 ermöglicht das Vermischen von Druckluft und Brennstoff und führt das Gemisch durch die Brennkammerkappenanordnung 54 in den Brennraum 19. Das Luft-Brennstoff-Gemisch kann dann in einer primären Verbrennungszone 57 des Raums 19 verbrennen, wodurch heisse, druckbeaufschlagte Abgase erzeugt werden, die in einer Stromabwärtsrichtung 69 strömen. Diese druckbeaufschlagten Abgase treiben die Drehung der Schaufeln in der Turbine 16 an. Die Brennkammer 12 hat eine oder mehrere Wände, die sich in Umfangsrichtung 46 um den Brennraum 19 und die Achse 42 der Brennkammer 12 erstrecken, und stellt im Allgemeinen eine von mehreren Brennkammern 12 dar, die in einer voneinander beabstandeten Anordnung in Umfangsrichtung um eine Drehachse (z.B. Welle 26) des Gasturbinensystems 10 angeordnet sind. In the illustrated embodiment, the combustor 12 includes a head end 54 and the combustion chamber 19. The head end 54 of the combustor 12 generally encloses a cap assembly 56 and the fuel nozzles 18, such as 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or more fuel nozzles 18. In certain embodiments, the fuel nozzles 18 direct fuel, air, fuel-air mixtures, and sometimes other fluids to the combustion chamber 19. Specifically, the fuel nozzles 18 may be grouped or arranged in one or more different fuel circuits so that each fuel circuit includes one or more fuel nozzles 18 and wherein each fuel circuit may direct a fuel and / or an air-fuel mixture from one or more fuel sources. The combustor cap assembly 56 is disposed along a portion of the length of the fuel nozzles 18 so that the fuel nozzles 18 are housed within the combustor 12. Each fuel nozzle 18 allows the mixing of compressed air and fuel and passes the mixture through the combustion cap assembly 54 into the combustion chamber 19. The air-fuel mixture may then burn in a primary combustion zone 57 of the space 19, producing hot, pressurized exhaust gases in a downstream direction 69. These pressurized exhaust gases drive the rotation of the blades in the turbine 16. The combustor 12 has one or more walls that extend circumferentially 46 about the combustion chamber 19 and the axis 42 of the combustor 12, and generally represents one of a plurality of combustors 12 disposed circumferentially about a rotational axis (Fig. Eg shaft 26) of the gas turbine system 10 are arranged.

[0042] Jede Brennkammer 12 enthält eine Aussenwand (z.B. Strömungsmantel 58), die sich in Umfangrichtung erstreckend um eine Innenwand (z.B. Brennkammerauskleidung 60) angeordnet ist, um einen Strömungszwischenkanal oder -zwischenraum 64 zu definieren, während die Brennkammerauskleidung 60 in Umfangsrichtung um den Brennraum 19 verläuft. Die Innenwand 60 kann auch ein Übergangsstück 66 enthalten, das allgemein zu einer ersten Stufe der Turbine 16 hin konvergiert. Der Prallmantel 65 ist sich in Umfangsrichtung erstreckend um das Übergangsstück 66 angeordnet. Die Auskleidung 60 definiert eine Innenfläche der Brennkammer 12, die dem Brennraum 19 direkt zugekehrt ist und zu ihm freiliegt. Der Strömungsmantel 58 und der Prallmantel 65 enthalten mehrere Perforationen 61, die einen Luftstrom 67 von einem Verdichterauslass 68 in den Strömungskanal 64 lenken, während sie zu Prallkühlungszwecken auch Luft gegen die Auskleidung 60 und das Übergangsstück 66 prallen lassen. Der Strömungskanal 64 führt den Luftstrom 67 dann in einer Stromaufwärtsrichtung zum Kopfende 50 (z.B. relativ zu einer Stromabwärtsrichtung 69 der heissen Verbrennungsgase), so dass der Luftstrom 67 die Auskleidung 60 weiter kühlt, bevor er durch die Brennkammerkappenanordnung 56, durch die Brennstoffdüsen 18 und in den Brennraum 19 strömt. Each combustion chamber 12 includes an outer wall (eg, flow skirt 58) circumferentially extending about an inner wall (eg, combustor liner 60) to define a flow intermediate channel or space 64 while the combustion liner 60 circumferentially surrounds the combustion chamber 19 runs. The inner wall 60 may also include a transition piece 66 that generally converges toward a first stage of the turbine 16. The impact jacket 65 is arranged in the circumferential direction extending around the transition piece 66. The liner 60 defines an inner surface of the combustion chamber 12 which is directly facing the combustion chamber 19 and exposed to it. The flow jacket 58 and the impact jacket 65 include a plurality of perforations 61 that direct an airflow 67 from a compressor outlet 68 into the flow channel 64 while also bouncing air against the liner 60 and transition piece 66 for impingement cooling purposes. The flow channel 64 then directs the air stream 67 in an upstream direction to the head end 50 (eg, relative to a downstream direction 69 of the hot combustion gases) so that the air stream 67 further cools the liner 60 before passing through the combustor cap assembly 56, through the fuel nozzles 18, and in FIG the combustion chamber 19 flows.

[0043] In gewissen Ausführungsformen kann die Brennkammer 12 den quaternären Brennstoffkreislauf 13 enthalten, der mehrere Quat-Zapfen 14 in verschiedenen Konfigurationen und/oder Geometrien hat. Speziell können die Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung nahe dem Kopfende 54 um die Brennkammer 12 angeordnet sein. In gewissen Ausführungsformen kann der durch die Brennkammerkappenanordnung 56 strömende Luftstrom 67 auf die den Brennstoffdüsen 18 zugeordneten Quat-Zapfen 14 treffen. Speziell können die Quat-Zapfen 14 als Brennstoffinjektoren eingerichtet sein, die einen Teil eines Brennstoffs stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 in den Luftstrom 67 einspritzen. Speziell können ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein. In gewissen Ausführungsformen kann jede Brennstoffdüse 18 einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein. Des Weiteren können in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein, wie etwa einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18 innerhalb eines jeweiligen Brennstoffkreislaufes, wie mit Bezug auf Fig. 5 noch weiter erläutert wird. Der von den Quat-Zapfen 14 eingespritzte Brennstoff kann von einer oder mehreren Brennstoffquellen geliefert werden, die über eine Brennstoffzufuhrleitung mit dem quaternären Brennstoffkreislauf 13 gekoppelt sind. In gewissen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugewandt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. Der von den Quat-Zapfen 14 bereitgestellte Brennstoff kann sich mit dem zu den Brennstoffdüsen 18 hin strömenden Luftstrom 67 zu einem Luft-Brennstoff-Gemisch vermischen, das dann über die Brennstoffdüsen 18 zum Brennraum 19 geleitet wird. In certain embodiments, the combustor 12 may include the quaternary fuel circuit 13 having multiple quat journals 14 in various configurations and / or geometries. Specifically, the quat journals 14 may be circumferentially disposed near the head end 54 about the combustor 12. In certain embodiments, the airflow 67 flowing through the combustor cap assembly 56 may impact the quatons 14 associated with the fuel nozzles 18. Specifically, the quat journals 14 may be configured as fuel injectors that inject a portion of a fuel upstream of the fuel nozzles 18 into the air stream 67. Specifically, one or more quat journals 14 may be associated with one or more respective fuel nozzles 18. In certain embodiments, each fuel nozzle 18 may be associated with one or more quat pegs 14. Further, in some embodiments, one or more quat journals 14 may be associated with a group of fuel nozzles 18, such as a group of fuel nozzles 18 within a respective fuel circuit, as further explained with reference to FIG. The fuel injected from the quat journals 14 may be provided by one or more fuel sources coupled to the quaternary fuel circuit 13 via a fuel supply line. In certain embodiments, the quat journals 14 may include one or more fuel ports (not shown) facing the downstream direction 69 of the combustor 12 and / or angled approximately at right angles thereto. The fuel provided by the quat tenons 14 can mix with the air stream 67 flowing toward the fuel nozzles 18 to form an air-fuel mixture, which is then conducted via the fuel nozzles 18 to the combustion chamber 19.

[0044] Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration (z.B. Position, Lage, Anordnung, Platzierung, axialer Stufung, Variationen in Umfangsrichtung usw.) und/oder der Geometrien (z.B. Grössen, Formen, Winkel usw.) der Quat-Zapfen 14 unter Brennkammern 12 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis der den Quat-Zapfen 14 zugeordneten Brennstoffdüsen 18 unter den Brennkammern 12 variieren, wodurch Verbrennungsdynamikamplituden verringert und/oder Verbrennungsdynamikfrequenzen unter den Brennkammern variiert werden, wovon erwartet wird, dass es die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik reduziert. Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform der Brennkammer 12 ein erster Satz Quat-Zapfen 14 etwa entlang der ersten axialen Position 48 angeordnet, ein zweiter Satz Quat-Zapfen 15 ist etwa entlang der zweiten axialen Position 50 angeordnet und ein dritter Satz Quat-Zapfen 23 ist etwa entlang der dritten axialen Position 52 angeordnet, so dass jeder Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 proximal des Kopfendes 54 und um den Umfang der Brennkammer 12 axial gestuft ist. Jeder Satz Quat-Zapfen 14 kann 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Leiten eines Brennstoffs zu einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 eingerichtet sind. In einigen Ausführungsformen kann das axiale Stufen der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen variieren und/oder kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer oder mehrerer Brennstoffdüsen 18 variieren. Zum Beispiel kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die dem ersten Satz Quat-Zapfen 14 (mit 3 Quat-Zapfen 14) zugeordnet sind, von dem Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18 verschieden sein, die dem dritten Satz Quat-Zapfen 14 (mit 4 Quat-Zapfen 14) zugeordnet sind, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer und/oder in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren. As noted above, varying the configuration (eg, position, location, location, placement, axial pitch, circumferential variations, etc.) and / or the geometries (eg, sizes, shapes, angles, etc.) of the quat pivots 14 among combustors 12, the convection time for one or more quat-pegs and / or the fuel-air ratio of the fuel nozzles 18 associated with the quat-poppets 14 vary among the combustors 12, thereby reducing combustion dynamics amplitudes and / or varying combustion dynamics frequencies among the combustors; which is expected to reduce the modal coupling of combustion dynamics. For example, in the illustrated embodiment of the combustor 12, a first set of quat pivots 14 are disposed approximately along the first axial position 48, a second set of quat pivots 15 are disposed approximately along the second axial position 50, and a third set of quat pivots 23 is arranged approximately along the third axial position 52, so that each set of quat-pegs 14, 15 and 23 is stepped axially proximal of the head end 54 and around the circumference of the combustion chamber 12. Each set of quat journals 14 may include 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more quat journals 14 configured to direct a fuel to one or more respective fuel nozzles 18 , In some embodiments, the axial stages of the quat journals 14 may vary the convection time for one or more quat journals and / or the air-fuel ratio of one or more fuel jets 18 may vary. For example, the air-fuel ratio of the one or more fuel nozzles 18 associated with the first set of quat tenons 14 (with three quat tenons 14) may be different than the air-fuel ratio of the one or more fuel nozzles 18 associated with the third set of quat tenons 14 (with four quat tenons 14), thereby varying the combustion dynamics of the combustor 12 to reduce undesirable vibrational responses within the combustor and / or in downstream components.

[0045] Die veranschaulichte Ausführungsform zeigt zwar jeden Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 mit etwa der gleichen Grösse und/oder Form, es ist aber zu beachten, dass in einigen Ausführungsformen jeder Quat-Zapfen 14 und/ oder jeder Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 eine andere Geometrie (z.B. Grösse, Form, Winkel usw.) haben kann. Zum Beispiel kann in gewissen Ausführungsformen der erste Satz Quat-Zapfen 14 relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen 15 eine andere Grösse haben (z.B. Verhältnis von 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1 usw.). Desgleichen kann der erste Satz Quat-Zapfen 14 relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen (15) etwa eine andere Form (z.B. quadratisch, kegelförmig usw.) haben, oder er kann relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen 15 andere Winkel haben, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um ein unerwünschtes Schwingungsverhalten im Gasturbinensystem 10 zu reduzieren. Zum Beispiel können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugekehrt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. In gewissen Ausführungsformen kann der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem jeweiligen Quat-Zapfen 14 verglichen mit dem Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem anderen Quat-Zapfen 14 verschieden (z.B. grösser oder kleiner) sein (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger). In anderen Ausführungsformen kann der gesamte Quat-Zapfen 14 etwa rechtwinklig zur Stromabwärtsrichtung 69 abgewinkelt sein, so dass der Winkel eines jeweiligen Quat-Zapfens 14 vom Winkel eines weiteren Quat-Zapfens 14 verschieden ist (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger). Although the illustrated embodiment shows each set of quat pins 14, 15 and 23 of approximately the same size and / or shape, it should be noted that in some embodiments, each quat pin 14 and / or or each set of quat pins 14, 15 and 23 may have a different geometry (e.g., size, shape, angle, etc.). For example, in certain embodiments, the first set of quat pins 14 may have a different size relative to the second set of quat pins 15 (eg, ratio of 1: 1, 1.5: 1, 2: 1, 2.5: 1, etc .). Likewise, the first set of quat pins 14 may have some other shape (eg, square, tapered, etc.) relative to the second set of quat pins (15), or may have other angles relative to the second set of quat pins 15. whereby the combustion dynamics of the combustion chamber 12 is varied to reduce an undesirable vibration behavior in the gas turbine system 10. For example, the quat journals 14 may include one or more fuel ports (not shown) facing the downstream direction 69 of the combustor 12 and / or angled approximately at right angles thereto. In certain embodiments, the angle of the fuel ports to the downstream direction 69 at a respective quat pin 14 may be different (eg, greater or lesser) compared to the angle of the fuel ports to the downstream direction 69 at another quat pin 14 (eg, about 1, 2, 3) , 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 degrees more or less). In other embodiments, the entire quat pin 14 may be angled approximately perpendicular to the downstream direction 69 such that the angle of each quat pin 14 is different from the angle of another quat pin 14 (eg, approximately 1, 2, 3, 4, 5) , 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 degrees more or less).

[0046] In einigen Ausführungsformen kann die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 in einer jeweiligen Brennkammer 12 an einer einzelnen axialen Position (z.B. der ersten axialen Position 48, der zweiten axialen Position 50 oder der dritten axialen Position 52) variiert werden, indem die Quat-Zapfen 14 an einer jeweiligen axialen Position in der Umfangsrichtung 46 in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung verteilt werden, wie in Bezug auf Fig. 3 weiter beschrieben wird. Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 zwischen benachbarten Brennkammern 12 und/oder unter mehreren Brennkammern 12 in dem System 10 variiert werden, indem die Quat-Zapfen 14 an einer jeweiligen axialen Position in verschiedenen Konfigurationen in einer Brennkammer 12 verglichen mit wenigstens einer weiteren Brennkammer 12 anders verteilt werden, wie mit Bezug auf Fig. 5 weiter beschrieben wird. In some embodiments, the configuration of the quat trunnions 14 in a respective combustor 12 may be varied at a single axial position (eg, first axial position 48, second axial position 50, or third axial position 52) by passing the quat Spigots 14 are distributed at a respective axial position in the circumferential direction 46 in various configurations in the circumferential direction, as will be further described with reference to Fig. 3. Further, in some embodiments, the configuration of quat pivots 14 between adjacent combustors 12 and / or among multiple combustors 12 in the system 10 may be varied by comparing the quat pivots 14 at a respective axial position in various configurations in a combustor 12 be differently distributed with at least one further combustion chamber 12, as will be further described with reference to FIG.

[0047] Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform der Brennkammer 12 im System 10 von Fig. 1 , wobei die Brennkammer 12 eine zweite quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration enthält, die eine Verteilung in Umfangsrichtung (d.h. an der Umfangsachse 46 entlang) der Quat-Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen) an einer jeweiligen axialen Position hat. Zum Beispiel sind in der veranschaulichten Ausführungsform ein vierter Quat-Zapfensatz 25, der fünf Quat-Zapfen 14 umfasst, und ein fünfter Quat-Zapfensatz 27, der drei Quat-Zapfen 14 umfasst, in Umfangsrichtung etwa entlang der zweiten axialen Position 50 entlang der Umfangsachse 46 angeordnet (z.B. arrangiert, eingerichtet usw.). Insbesondere kann jeder Quat-Zapfensatz 25, 27 zum Leiten eines Brennstoffs zu einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 und/oder einer jeweiligen Gruppe von Brennstoffdüsen 18 (z.B. einem Brennstoffkreislauf, der eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 umfasst) eingerichtet sein. Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 12 die Konvektionszeit von einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 variieren und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis von einer oder mehreren Brennstoffkammern 18, die einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch die Kohärenz verringert wird und unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 sowie in stromabwärtigen Bauteilen reduziert werden. FIG. 3 is a schematic cross-sectional illustration of one embodiment of the combustor 12 in the system 10 of FIG. 1, wherein the combustor 12 includes a second quaternary fuel cycle configuration having a circumferential distribution (ie, along the perimeter axis 46) of the quat pivots 14 (eg, injection pin) at a respective axial position. For example, in the illustrated embodiment, a fourth quat peg set 25 comprising five quat journals 14 and a fifth quat peg set 27 comprising three quat journals 14 are circumferentially approximately along the second axial position 50 along the perimeter axis 46 arranged (eg arranged, furnished, etc.). In particular, each quat pin set 25, 27 may be configured to direct a fuel to one or more respective fuel nozzles 18 and / or a respective group of fuel nozzles 18 (e.g., a fuel circuit including one or more fuel nozzles 18). As noted above, varying the configuration of the quat trunnions 14 within the combustor 12 may vary the convection time of one or more quat trunnions 14 and / or the fuel to air ratio of one or more fuel chambers 18, one or more quat Pin 14 are varied, thereby reducing the coherence and reducing unwanted vibration responses within the combustion chamber 12 and in downstream components.

[0048] In einigen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 etwa an einer einzelnen axialen Position (z.B. der zweiten axialen Position 50) angeordnet sein, so dass die Quat-Zapfen 14 in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung angeordnet sind und verschiedenen Brennstoffdüsen 18 und/oder verschiedenen Gruppen von Brennstoffdüsen 18 (z.B. Brennstoffkreisläufen, die eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 umfassen) zugeordnet sind. Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform der vierte Satz 25 Quat-Zapfen 14, der fünf Quat-Zapfen 14 umfasst, vom fünften Satz 27 Quat-Zapfen 14, der drei Quat-Zapfen 14 umfasst, räumlich weg angeordnet und/oder gruppiert sein. In derartigen Ausführungsformen kann jeder Satz der Quat-Zapfen 14 (z.B. der vierte Satz 25 und/ oder der fünfte Satz 27) einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein, wie etwa einer einzelnen Brennstoffdüse 18 und/oder einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18, die zu einem einzelnen Brennstoffkreislauf gruppiert sind, wie mit Bezug auf Fig. 4 weiter beschrieben wird. Jeder Satz Quat-Zapfen 14 kann 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Erhöhen oder Verringern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses für eine jeweilige Brennstoffdüse 18 oder eine jeweilige Gruppe von Brennstoffdüsen 18 eingerichtet ist. In einigen Ausführungsformen kann das Anordnen der Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung an einer jeweiligen axialen Position in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die den einen oder die mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren. Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform von Fig. 3 das Luft-Brennstoff-Verhältnis der dem vierten Quat-Zapfensatz 25 (mit 5 Quat-Zapfen 14) zugeordneten Brennstoffdüsen 18 von dem Luft-Brennstoff-Verhältnis der dem fünften Quat-Zapfensatz 27 (mit 3 Quat-Zapfen 14) zugeordneten einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18 verschieden sein. Des Weiteren kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen, die weder dem vierten Quat-Zapfensatz 25 noch dem fünften Quat-Zapfensatz 27 zugeordnet sind, ebenfalls anders sein, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um eine unerwünschte Schwingungsantwort innerhalb der Brennkammer 12 oder innerhalb von stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren. In some embodiments, the quat pivots 14 may be disposed at about a single axial position (eg, the second axial position 50) such that the quat pivots 14 are circumferentially arranged in various configurations and different fuel nozzles 18 and / or associated with different groups of fuel nozzles 18 (eg, fuel circuits including one or more fuel nozzles 18). For example, in the illustrated embodiment, the fourth set 25 of quat tenons 14, which includes five quat tenons 14, may be spaced and / or grouped away from the fifth set of 27 quat tenons 14, which includes three quat tenons 14. In such embodiments, each set of quat pins 14 (e.g., the fourth set 25 and / or or the fifth set 27) may be associated with one or more fuel nozzles 18, such as a single fuel nozzle 18 and / or a group of fuel nozzles 18 grouped into a single fuel circuit, as further described with reference to FIG. Each set of quat journals 14 may include 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more quat journals 14 for increasing or decreasing the fuel-air ratio for a respective one Fuel nozzle 18 or a respective group of fuel nozzles 18 is arranged. In some embodiments, locating the quat pivots 14 circumferentially at a respective axial position in various circumferential configurations may vary the air-to-fuel ratio of the one or more fuel nozzles 18 associated with the one or more quat pivots 14 , For example, in the illustrated embodiment of FIG. 3, the air-fuel ratio of the fuel nozzles 18 associated with the fourth quat pin set 25 (with 5 quat tenons 14) may be from the air-fuel ratio of the fifth quat pin set 27 (FIG. with 3 quat-tenons 14) associated with one or more fuel nozzles 18 may be different. Further, the air-fuel ratio of the one or more fuel nozzles associated with neither the fourth quat pin set 25 nor the fifth quat pin set 27 may also be different, thereby varying the combustion dynamics of the combustor 12 to an undesirable vibrational response within the combustion chamber 12 or within downstream components.

[0049] In einigen Ausführungsformen kann zusätzlich zu verschiedenen Quat-Zapfen- 14 -Konfigurationen (z.B. sich in Umfangsrichtung erstreckende Anordnungen an einer jeweiligen axialen Position 48, 50 oder 52) jeder Quat-Zapfen 14 und/oder jeder Quat-Zapfensatz 25 oder 27 eine andere Geometrie haben (z.B. Grösse, Form, Winkel usw.). Zum Beispiel kann in gewissen Ausführungsformen der vierte Quat-Zapfensatz 25 relativ zum fünften Quat-Zapfensatz 25 eine andere Grösse haben (z.B. Verhältnis von etwa 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1, usw.), so dass ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 aus dem vierten Satz 25 grösser als oder kleiner als die Grösse von einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 aus dem fünften Satz 27 sind. Desgleichen kann der vierte Quat-Zapfensatz 25 relativ zu dem fünften Quat-Zapfensatz 25 eine andere Form haben (z.B. quadratisch, kegelförmig usw.) oder er kann relativ zum fünften Quat-Zapfensatz 27 andere Winkel haben, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um eine unerwünschte Schwingungsantwort entweder innerhalb der Brennkammer 12 oder innerhalb stromabwärtiger Bauteile zu reduzieren. Zum Beispiel können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugekehrt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. In gewissen Ausführungsformen kann der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem jeweiligen Quat-Zapfen 14 grösser oder kleiner als der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem anderen Quat-Zapfen 14 sein (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger). In some embodiments, in addition to various quat-tenon 14 configurations (eg, circumferentially extending assemblies at a respective axial position 48, 50, or 52), each quat tenon 14 and / or each quat tenon set 25 or 27 have a different geometry (eg size, shape, angle, etc.). For example, in certain embodiments, the fourth quat peg set 25 may have a different size relative to the fifth quat peg set 25 (eg, ratio of about 1: 1, 1.5: 1, 2: 1, 2.5: 1, etc.). ) so that one or more quat pegs 14 of the fourth set 25 are greater than or less than the size of one or more quat pegs 14 of the fifth set 27. Similarly, the fourth quat pin set 25 may have a different shape relative to the fifth quat pin set 25 (eg, square, conical, etc.) or may have other angles relative to the fifth quat pin set 27, thereby varying the combustion dynamics of the combustor 12 to reduce an undesirable vibration response either within the combustion chamber 12 or within downstream components. For example, the quat journals 14 may include one or more fuel ports (not shown) facing the downstream direction 69 of the combustor 12 and / or angled approximately at right angles thereto. In certain embodiments, the angle of the fuel ports to the downstream direction 69 at each quat pin 14 may be greater or less than the angle of the fuel ports to the downstream direction 69 at another quat pin 14 (eg, approximately 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 degrees more or less).

[0050] FIG. 4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform 69 der Brennkammer 12 von Fig. 3 , die die Quat-Zapfen 14 an der zweiten axialen Position 50 in Umfangsrichtung angeordnet und zu einem ersten Brennstoffkreislauf 72 hin vorgespannt (beeinflusst) zeigt. In gewissen Ausführungsformen kann die Brennkammer 12 vier oder mehrere Brennstoffkreislaufe enthalten, wie etwa den ersten Brennstoffkreislauf 72, einen zentralen Brennstoffkreislauf 74, einen zweiten Brennstoffkreislauf 76 und einen oder mehrere quaternäre Brennstoffkreislaufe 13. Speziell kann der erste Brennstoffkreislauf 72 drei Brennstoffdüsen 18 (z.B. eine erste Brennstoffdüse 73, eine zweite Brennstoffdüse 75 und eine dritte Brennstoffdüse 77) aufweisen. Ausserdem kann der zentrale Brennstoffkreislauf 74 eine einzelne Brennstoffdüse aufweisen, und der zweite Brennstoffkreislauf 76 kann zwei Brennstoffdüsen 18 (z.B. eine vierte Brennstoffdüse 79 und eine fünfte Brennstoffdüse 81) aufweisen. Insbesondere kann/können jede Brennstoffdüse 18 und/oder jeder Brennstoffkreislauf (z.B. der erste Brennstoffkreislauf 72, der zentrale Brennstoffkreislauf 74 oder der zweite Brennstoffkreislauf 76) einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, die zum Leiten des Brennstoffs zu der jeweiligen Brennstoffdüse 18 und/oder dem jeweiligen Brennstoffkreislauf (z.B. einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18) eingerichtet ist. Dementsprechend können die Quat-Zapfen 14 eingerichtet sein, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Brennstoffdüsen 18 und/oder der den Quat-Zapfen 14 zugeordneten Brennstoffkreislaufe zu variieren, um dadurch die Kohärenz zu verringern und unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 und/ oder von stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an embodiment 69 of the combustor 12 of FIG. 3, showing the quat pivots 14 circumferentially disposed at the second axial position 50 and biased (biased) toward a first fuel circuit 72. In certain embodiments, the combustor 12 may include four or more fuel circuits, such as the first fuel circuit 72, a central fuel circuit 74, a second fuel circuit 76, and one or more quaternary fuel circuits 13. Specifically, the first fuel circuit 72 may include three fuel nozzles 18 (eg, a first one) Fuel nozzle 73, a second fuel nozzle 75, and a third fuel nozzle 77). In addition, the central fuel circuit 74 may include a single fuel nozzle, and the second fuel circuit 76 may include two fuel nozzles 18 (e.g., a fourth fuel nozzle 79 and a fifth fuel nozzle 81). In particular, each fuel nozzle 18 and / or each fuel circuit (eg, the first fuel circuit 72, the central fuel circuit 74, or the second fuel circuit 76) may be associated with one or more quat journals 14 for directing the fuel to the respective fuel nozzle 18 and / or the respective fuel circuit (eg one or more fuel nozzles 18) is set up. Accordingly, the quat journals 14 may be configured to vary the air-to-fuel ratio of the fuel nozzles 18 and / or the fuel circuits associated with the quat pins 14, thereby reducing coherence and undesirable vibration responses within the combustor 12 and / or. or from downstream components.

[0051] In einigen Ausführungsformen können die mehreren Quat-Zapfen einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 der Brennkammer 12 zugeordnet sein. Zum Beispiel sind in der veranschaulichten Ausführungsform der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordnet. Speziell können der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 der ersten Brennstoffdüse 73, der zweiten Brennstoffdüse 75 und der dritten Brennstoffdüse 77 zugeordnet sein. Dementsprechend können der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 als Brennstoffinjektoren zum Leiten und/oder Einspritzen eines Teils des Brennstoffs in den Luftstrom 67 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18, die dem ersten Brennstoffkreislauf zugeordnet sind, eingerichtet sein. Auf diese Weise können die dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordneten Quat-Zapfen 14 zur Änderung oder Beeinflussung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des ersten Brennstoffkreislaufs 72 relativ zu dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 und/oder dem zentralen Brennstoffkreislauf 74 eingerichtet sein. Darüber hinaus kann, wie oben angegeben, das Variieren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Brennstoffdüsen 18 die Verbrennungsdynamikamplituden und/oder die Kohärenz verringern und kann daher unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 und/oder von stromabwärtigen Bauteilen reduzieren. In some embodiments, the plurality of quat pegs may be associated with one or more fuel nozzles 18 of the combustor 12. For example, in the illustrated embodiment, the fourth quat pin set 25 and the fifth quat pin set 27 are associated with the first fuel circuit 72. Specifically, the fourth quat pin set 25 and the fifth quat pin set 27 may be associated with the first fuel nozzle 73, the second fuel nozzle 75, and the third fuel nozzle 77. Accordingly, the fourth quat pin set 25 and the fifth quat pin set 27 may be configured as fuel injectors for directing and / or injecting a portion of the fuel into the air stream 67 upstream of the fuel nozzles 18 associated with the first fuel circuit. In this way, the quat spigots 14 associated with the first fuel circuit 72 may be configured to alter or affect the air-fuel ratio of the first fuel circuit 72 relative to the second fuel circuit 76 and / or the central fuel circuit 74. In addition, as noted above, varying the air-to-fuel ratio of the fuel nozzles 18 may increase the combustion dynamics amplitudes and / or reduce coherence and therefore may reduce unwanted vibration responses within combustor 12 and / or downstream components.

[0052] In einigen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 (z.B. ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 und/oder ein oder mehrere Sätze von Quat-Zapfen 14) angeordnet sein, um den Brennstoffstrom zu beliebigen der Brennstoffdüsen 18 und/oder der Brennstoffkreislaufe (z.B. dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 und/oder dem zentralen Brennstoffkreislauf 74) hin vorzuspannen, so dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis zwischen den Brennstoffkreisläufen und daher den Brennstoffdüsen 18 innerhalb der und/oder unter den Brennkammern 12 verschieden ist. Des Weiteren können zusätzlich zur Variation der Axial- und Umfangskonfigurationen der Quat-Zapfen 14, so dass die Quat-Zapfen 14 den Brennstoffström des quaternären Kreislaufs durch gewisse Brennstoffdüsen 18 und/oder gewisse Brennstoffkreisläufe vorspannen, in gewissen Ausführungsformen die Geometrien der Quat-Zapfen 14 unter den einzelnen Brennstoffdüsen 18 und/oder den einzelnen Brennstoffkreisläufen jeweils verschieden sein. Zum Beispiel können die Grösse, die Form und/oder der Winkel der Quat-Zapfen 14, die dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordnet sind, von denjenigen, die dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 oder dem zentralen Kreislauf 74 zugeordnet sind, verschieden sein, so dass die Konvektionszeit und/oder das Luft-Brennstoff-Verhältnis zwischen den Brennstoffkreisläufen und daher den Brennstoffdüsen 18 innerhalb und/oder unter den Brennkammern 12 verschieden sein können. In some embodiments, the quat journals 14 (eg, one or more quat trunnions 14 and / or one or more sets of quat trunnions 14) may be arranged to direct fuel flow to any of the fuel nozzles 18 and / or the fuel circuits (eg, the second fuel circuit 76 and / or the central fuel circuit 74), so that the air-fuel ratio between the fuel circuits and therefore the fuel nozzles 18 within and / or below the combustion chambers 12 is different. Further, in addition to varying the axial and circumferential configurations of the quat tenons 14 so that the quat tenons 14 bias the fuel flow of the quaternary circuit through certain fuel nozzles 18 and / or certain fuel circuits, in certain embodiments, the geometries of the quat tenons 14 be different under the individual fuel nozzles 18 and / or the individual fuel circuits. For example, the size, shape and / or angle of the quat tenons 14 associated with the first fuel circuit 72 may be different than those associated with the second fuel circuit 76 or the central circuit 74 such that the convection time and / or the air-fuel ratio between the fuel circuits and therefore the fuel nozzles 18 within and / or below the combustion chambers 12 may be different.

[0053] Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des Gasturbinensystems 10 von Fig. 1 entlang der Linie 5–5, die mehrere Brennkammern 12 veranschaulicht, die jeweils eine jeweilige Quat-Zapfen- 14 -Konfiguration haben, die zum Steuern der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik eingerichtet ist, um die Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren. Insbesondere ist zu beachten, dass jede Quat-Zapfen-14-Konfiguration eine Variationsmethode (z.B. axiales Stufen, Platzierung in Umfangsrichtung und/oder Variationen von Grösse, Form, Winkel usw.) enthalten kann und/oder jedwede Kombination von Variationsmethoden enthalten kann. Jede Variationsmethode kann allein oder in Kombination mit anderen Variationsmethoden eingerichtet sein, um dazu beizutragen, Verbrennungsdynamikamplituden zu verringern und/oder Kohärenz zu reduzieren, um unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen innerhalb des Systems 10 zu reduzieren. Des Weiteren können die Quat-Zapfen-14-Konfigurationen in verschiedenen Mustern oder Gruppierungen innerhalb des Systems 10 variiert werden, wie unten weiter beschrieben wird. Figure 5 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the gas turbine system 10 of Figure 1, taken along line 5-5, illustrating a plurality of combustors 12, each having a respective quat-tenon configuration for controlling combustion dynamics and / or the modal coupling of the combustion dynamics is arranged to reduce the possibility of unwanted vibration responses in downstream components. In particular, it should be noted that each quat-tenon 14 configuration may include a variation method (e.g., axial steps, circumferential placement, and / or variations in size, shape, angle, etc.) and / or may include any combination of variation methods. Each variation method may be implemented alone or in combination with other variation methods to help reduce combustion dynamics amplitudes and / or reduce coherence to reduce unwanted vibration responses in downstream components within the system 10. Furthermore, the quat-tenon 14 configurations may be varied in various patterns or groupings within the system 10, as further described below.

[0054] In einigen Ausführungsformen können Konfigurationen von Quat-Zapfen 14 den quaternären Brennstoff zu einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen hin vorspannen, so dass benachbarte Brennkammern 12 Quat-Zapfen 14 haben, die Brennstoff zu verschiedenen Brennstoffkreisläufen hin vorspannen. Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform eine erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 in der ersten Brennkammer 17 eingerichtet, um quaternären Brennstoffström zum ersten Brennstoffkreislauf 72 hin vorzuspannen, so dass die Brennstoffdüsen 73, 75 und 77 der ersten Brennkammer 17 ein Luft-Brennstoff-Verhältnis haben, das gegenüber anderen Brennstoffkreisläufen der ersten Brennkammer 17 anders vorgespannt wird. Ausserdem sind die Quat-Zapfen 14 einer zweiten Konfiguration 78 angeordnet, um quaternären Brennstoffström zum zweiten Brennstoffkreislauf 76 hin vorzuspannen, so dass Brennstoffdüsen 79 und 81 der zweiten Brennkammer 21 ein Luft-Brennstoff-Verhältnis haben, das gegenüber anderen Brennstoffkreisläufen der zweiten Brennkammer 21 anders vorgespannt ist. Darüber hinaus kann die erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 von der zweiten Konfiguration 78 von Quat-Zapfen 14 in der zweiten Brennkammer 21 verschieden sein, so dass die erste Brennkammer 17 relativ zur zweiten Brennkammer 21 verschiedene Verbrennungsdynamikfrequenzen hat, wodurch die Kohärenz verringert und unerwünschte Schwingungsantworten in dem Gasturbinensystem 10 reduziert werden. In some embodiments, configurations of quat tenons 14 may bias the quaternary fuel toward one or more fuel circuits so that adjacent combustors 12 have quat tenons 14 biasing fuel toward different fuel circuits. For example, in the illustrated embodiment, a first configuration 70 of quat tenons 14 in the first combustor 17 is configured to bias quaternary fuel flow toward the first fuel circuit 72 such that the fuel nozzles 73, 75 and 77 of the first combustor 17 are an air fuel Ratio, which is biased differently from other fuel circuits of the first combustion chamber 17. In addition, the quat journals 14 of a second configuration 78 are arranged to bias quaternary fuel flow toward the second fuel circuit 76 so that fuel nozzles 79 and 81 of the second combustion chamber 21 have an air-to-fuel ratio different from other fuel circuits of the second combustion chamber 21 is biased. Moreover, the first configuration 70 of quat tenons 14 may be different from the second configuration 78 of quat tenons 14 in the second combustor 21 such that the first combustor 17 has different combustion dynamics frequencies relative to the second combustor 21, thereby reducing coherence and unwanted vibration responses in the gas turbine system 10 can be reduced.

[0055] In einigen Ausführungsformen können Geometrien von Quat-Zapfen 14 zwischen Brennkammern 12 variiert werden, so dass eine jeweilige Brennkammer 12 relativ zu wenigstens einer weiteren Brennkammer 12 verschiedene Verbrennungsdynamikfrequenzen hat. Zum Beispiel enthält in der veranschaulichten Ausführungsform die erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 in der ersten Brennkammer 17 eine Quat-Zapfen-14-Form (z.B. kreisförmig), die von der Quat-Zapfen-14-Form (z.B. quadratisch) einer dritten Konfiguration 80 von Quat-Zapfen 14 in einer dritten Brennkammer 83 verschieden ist. In gewissen Ausführungsformen kann die Grösse der Quat-Zapfen 14 zwischen Brennkammern 12 variiert werden. Zum Beispiel enthält eine vierte Konfiguration 82 in einer vierten Brennkammer 85 Quat-Zapfen 14, deren Grösse im Vergleich mit den Quat-Zapfen 14 einer fünften Konfiguration 84 in einer fünften Brennkammer 87 verschieden ist. Speziell können die Quat-Zapfen 14 der vierten Konfiguration 82 eine kleinere Grösse haben, so dass das Verhältnis zwischen den Quat-Zapfen der vierten und der fünften Konfiguration 82, 84 etwa 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1 und so weiter sein kann. In some embodiments, geometries of quat tenons 14 between combustors 12 may be varied such that a respective combustor 12 has different combustion dynamics frequencies relative to at least one further combustor 12. For example, in the illustrated embodiment, the first configuration 70 of quat-pegs 14 in the first combustor 17 includes a quat-tenon 14 (eg, circular) shape that is from the quat-tenon 14 (eg, square) shape of a third Configuration 80 of quat tenons 14 in a third combustion chamber 83 is different. In certain embodiments, the size of the quat tenons 14 between combustors 12 may be varied. For example, a fourth configuration 82 in a fourth combustor 85 includes quat tenons 14, the size of which is different as compared to the quat tenons 14 of a fifth configuration 84 in a fifth combustor 87. Specifically, the quat pivots 14 of the fourth configuration 82 may be smaller in size such that the ratio between the quat pivots of the fourth and fifth configurations 82, 84 is about 1: 1, 1.5: 1, 2: 1, 2 , 5: 1 and so on.

[0056] In einigen Ausführungsformen können zusätzlich zu einer geometriebezogenen Variation die Konfigurationen von Quat-Zapfen 14 (z.B. die dritte Konfiguration 80 relativ zu der ersten Konfiguration 70) Variationen enthalten, die mit axialer Stufung entlang verschiedener Achsen und/oder der Umfangspositionierung der Quat-Zapfen 14 zum Vorspannen von quaternärem Brennstoff zu anderen Brennstoffkreisläufen hin in Bezug stehen. Auf diese Weise kann eine Kombination von verschiedenen Parametern verwendet werden, um dazu beizutragen, dass die Kohärenz verringert und ein unerwünschtes Schwingungsverhalten in stromabwärtigen Bauteilen innerhalb des Systems 10 reduziert wird. Des Weiteren kann in gewissen Ausführungsformen eine jeweilige Brennkammer 12 relativ zu anderen Brennkammern bei Quat-Zapfen 14 keine Variationen haben und/oder keine Quat-Zapfen 14 haben. Zum Beispiel sind in der sechsten Konfiguration 86 in der sechsten Brennkammer 89 keine Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 89 angeordnet. So kann die sechste Brennkammer 89 eine Verbrennungsdynamikfrequenz haben, die von der ersten Brennkammer 17, der zweiten Brennkammer 21, der dritten Brennkammer 83, der vierten Brennkammer 85 und/oder der fünften Brennkammer 87 verschieden ist. In some embodiments, in addition to a geometry related variation, the configurations of quat pivots 14 (eg, the third configuration 80 relative to the first configuration 70) may include variations that are axial graded along different axes and / or the circumferential positioning of the quat. Pins 14 for biasing quaternary fuel toward other fuel circuits are related. In this way, a combination of different parameters may be used to help reduce coherence and reduce undesirable vibration behavior in downstream components within the system 10. Furthermore, in certain embodiments, a respective combustor 12 may have no variations relative to other combustors in quat pivots 14 and / or may not have quat pivots 14. For example, in the sixth configuration 86 in the sixth combustion chamber 89, no quat-poppets 14 are disposed within the combustion chamber 89. Thus, the sixth combustion chamber 89 may have a combustion dynamics frequency different from the first combustion chamber 17, the second combustion chamber 21, the third combustion chamber 83, the fourth combustion chamber 85, and / or the fifth combustion chamber 87.

[0057] In einigen Ausführungsformen kann das System 10 eine oder mehrere Gruppierungen (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr) von Brennkammern 12 enthalten, wobei jede Gruppe von Brennkammern 12 eine oder mehrere Brennkammern 12 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr) enthält. In einigen Situationen kann jede Gruppe von Brennkammern 12 identische Brennkammern 12 enthalten, die sich von einer oder mehreren anderen Gruppen von Brennkammern 12 innerhalb des Systems 10 unterscheiden. Zum Beispiel kann eine erste Gruppe von Brennkammern 12 identische Brennkammern 12 enthalten, die eine erste Konfiguration von Quat-Zapfen 14 haben, und eine zweite Gruppe von Brennkammern 12 kann identische Brennkammern 12 enthalten, die eine zweite Konfiguration von Quat-Brennzapfen 14 haben. Des Weiteren kann die erste Konfiguration von Quat-Zapfen 14 auf eine oder mehrere Arten von der zweiten Konfiguration von Quat-Zapfen 14 verschieden sein (z.B. axiale Stufung, Platzierung in Umfangsrichtung und/oder Variationen von Grösse, Form, Winkeln usw.), wie oben beschrieben. Dementsprechend kann die erste Gruppe von Brennkammern 12 eine Verbrennungsdynamikfrequenz erzeugen, die von der Verbrennungsdynamikfrequenz der zweiten Gruppe von Brennkammern 12 innerhalb des Systems verschieden ist. In some embodiments, the system 10 may include one or more groupings (eg, 1, 2, 3, 4, 5, or more) of combustors 12, each group of combustors 12 having one or more combustors 12 (eg, 1, 2, 3). 3, 4, 5 or more). In some situations, each group of combustors 12 may include identical combustors 12 that differ from one or more other groups of combustors 12 within the system 10. For example, a first group of combustors 12 may include identical combustors 12 having a first configuration of quat-poppets 14, and a second group of combustors 12 may include identical combustors 12 having a second configuration of quat-spindles 14. Furthermore, the first configuration of quat tenons 14 may be different in one or more ways from the second configuration of quat tenons 14 (eg, axial stepping, circumferential placement, and / or variations in size, shape, angles, etc.) such as described above. Accordingly, the first group of combustors 12 may generate a combustion dynamics frequency that is different than the combustion dynamics frequency of the second group of combustors 12 within the system.

[0058] Zu technischen Wirkungen der Erfindung zählen das Reduzieren der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik (z.B. das Reduzieren eines unerwünschten Schwingungsverhaltens in stromabwärtigen Bauteilen) in einem Gasturbinensystem 10 durch Variation der Konfiguration von mehreren Einspritzzapfen 14 (z.B. Quat-Zapfen 14), die einer oder mehreren Brennkammern 12 des Gasturbinensystems 10 zugeordnet sind. Die Anordnung von mehreren Quat-Zapfen 14, die einer jeweiligen Brennkammer 12 zugeordnet sind, kann die Verbrennungsdynamik so verändern, dass eine unerwünschte Schwingungsantwort der Brennkammer und/oder von Bauteilen stromabwärts der Brennkammern 12 beträchtlich verringert oder ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration (z.B. Platzierung, Anordnung, Position, Lage usw.) von Quat-Zapfen 14 in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung das Abstimmen der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Verhältnisses auf Brennstoffdüsen-18-Niveau ermöglichen und kann zu Verbrennungsdynamikfrequenzen führen, die relativ zu Resonanzfrequenzen der Bauteile in dem Gasturbinensystem 10 und/oder der Verbrennungsdynamik von einer oder mehreren der anderen Brennkammern 12 in dem Gasturbinensystem 10 verschieden sind, über einen grösseren Frequenzbereich ausgedehnt sind oder eine Kombination davon. Ausserdem kann das Variieren der Geometrien der Quat-Zapfen 14 (z.B. Grösse, Form, Winkel usw.) eine Variation der Konvektionszeit zwischen zwei oder mehreren Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Verhältnisses zwischen zwei oder mehreren Brennstoffdüsen 18 einführen und daher dazu beitragen, Verbrennungsdynamikamplituden und/oder modale Kopplung der Verbrennungsdynamik zu verringern, was ein unerwünschtes Schwingungsverhalten innerhalb der Brennkammer 12 und/oder stromabwärtiger Bauteile innerhalb des Systems 10 reduzieren kann. Technical effects of the invention include reducing combustion dynamics and / or modal coupling of combustion dynamics (eg, reducing undesirable vibration behavior in downstream components) in a gas turbine system 10 by varying the configuration of multiple injection pins 14 (eg, quat tenon 14) ) associated with one or more combustors 12 of the gas turbine system 10. The arrangement of multiple quat journals 14 associated with a respective combustor 12 may alter combustion dynamics to significantly reduce or eliminate undesirable vibration response of the combustor and / or components downstream of the combustors 12. For example, varying the configuration (eg, placement, location, position, location, etc.) of quat tenons 14 in the axial direction and / or in the circumferential direction may adjust the convection time for one or more quat tenons and / or the fuel air vent. Enable fuel nozzle 18 level ratios and may result in combustion dynamic frequencies that are extended over a wider frequency range relative to resonant frequencies of the components in the gas turbine system 10 and / or combustion dynamics of one or more of the other combustors 12 in the gas turbine system 10 or a combination of them. In addition, varying the geometries of the quatons 14 (eg, size, shape, angles, etc.) may introduce a variation in the convection time between two or more quatons and / or the fuel-air ratio between two or more fuel nozzles 18, and therefore contribute to reducing combustion dynamics amplitudes and / or modal coupling of the combustion dynamics, which may reduce undesirable vibration behavior within the combustor 12 and / or downstream components within the system 10.

[0059] Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich der besten Ausführung, zu offenbaren und um dem Fachmann die Ausführung der Erfindung, einschliesslich der Herstellung und Verwendung von Geräten bzw. Systemen und der Durchführung eingebundener Verfahren, zu ermöglichen. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele enthalten, die fachkundigen Personen einfallen. Es ist vorgesehen, dass derartige andere Beispiele im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente enthalten, die sich nicht von der wörtlichen Bedeutung der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Bedeutungen der Ansprüche enthalten. This written description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and to enable those skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of equipment and systems, and the practice of incorporating methods. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to persons skilled in the art. It is intended that such other examples be within the scope of the claims if they include structural elements that do not differ from the literal meaning of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

[0060] Ein System enthält eine Gasturbine mit einer ersten Brennkammer und einer zweiten Brennkammer. Die erste Brennkammer enthält einen ersten Brennstoffdüsensatz und mehrere erste Einspritzzapfen. Die mehreren ersten Einspritzzapfen sind in einer ersten Konfiguration stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren ersten Einspritzzapfen sind zum Leiten eines Brennstoffs zu dem ersten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Das System enthält ferner eine zweite Brennkammer mit einem zweiten Brennstoffdüsensatz und mehreren zweiten Einspritzzapfen. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind in einer zweiten Konfiguration stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind zum Leiten des Brennstoffs zu dem zweiten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Die zweite Konfiguration hat relativ zu der ersten Konfiguration wenigstens einen Unterschied. A system includes a gas turbine having a first combustion chamber and a second combustion chamber. The first combustion chamber includes a first fuel nozzle set and a plurality of first injection pins. The plurality of first injection pins are arranged in a first configuration upstream of the first fuel nozzle set along a first fuel path, and the plurality of first injection pins are configured to direct a fuel to the first fuel nozzle set. The system further includes a second combustion chamber having a second fuel nozzle set and a plurality of second injection pins. The plurality of second injection pins are disposed in a second configuration upstream of the second fuel nozzle set along a second fuel path, and the plurality of second injection pins are configured to direct the fuel to the second fuel nozzle set. The second configuration has at least one difference relative to the first configuration.

Claims

A system comprising: a gas turbine, comprising: a first combustor having a first set of fuel nozzles and a plurality of first injection pegs, wherein the plurality of first injection pegs are arranged in a first configuration upstream of the first set of fuel nozzles along a first fuel path and the plurality of first injection pegs are configured to direct a fuel to the first set of fuel nozzles; and a second combustion chamber having a second set of fuel nozzles and a plurality of second injection pins, wherein the plurality of second injection pins are arranged in a second configuration upstream of the second set of fuel nozzles along a second fuel path and the plurality of second injection pins are adapted to direct the fuel to the second set of fuel nozzles; wherein the second configuration has at least one difference relative to the first configuration.

2. The system of claim 1, wherein the at least one difference to reduce the coherence between the first combustor and the second combustor is established by varying a first convection time of the first injector set relative to a second convection time of the second injector set and / or wherein the at least one difference to the variation in combustion dynamics between the first combustion chamber and the second combustion chamber is established by varying a first ratio of an air-fuel mixture of the first fuel nozzle set relative to a second ratio of the air-fuel mixture of the second fuel nozzle set.

3. The system of claim 1, wherein the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins comprises a difference between at least one injection pin of the plurality of first injection pins and at least one injection pin of the plurality of second injection pins.

4. The system of claim 3, wherein the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins comprises at least one of a different axial configuration, circumference configuration, geometry, or a combination thereof.

5. The system of claim 4, wherein the other axial configuration comprises at least one of a different axial location, another axial location, another axial position, or another axial arrangement or a combination thereof between one or more axes of the first or second combustion chamber and or wherein the other circumferential configuration comprises at least one of a different circumferential location, another circumferential location, another circumferential location, or a different circumferential location or combination thereof between a first axis of the first and second combustion chambers, and / or wherein the other geometry comprises at least one of a different angle, size, or shape, or combination thereof, between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins.

6. The system of claim 1, wherein the first fuel nozzle set is arranged to one or more fuel circuits and wherein a first injection pin and a second injection pin of the plurality of first injection pin is associated with a first fuel cycle and a second fuel cycle of the one or more fuel circuits. wherein the first injection pin preferably has at least one difference relative to the second injection pin, and wherein the at least one difference preferably comprises a different axial configuration, another circumferential configuration, another geometry, or a combination thereof.

7. System comprising: a first turbine combustor comprising: a plurality of first fuel nozzles arranged to direct an air-fuel mixture to a combustion chamber of the first turbine combustor, the plurality of first fuel nozzles comprising a first fuel nozzle set and a second fuel nozzle set, and a plurality of first injection pegs configured to direct a fuel to the plurality of first fuel nozzles, the plurality of first injection pegs including a first set of injection pegs associated with the first set of fuel nozzles and a second set of injection pegs associated with the second set of fuel nozzles and the first set of injection pegs has at least one difference relative to the second injection pin set.

8. The system of claim 7, comprising a second turbine combustor, comprising: a plurality of second fuel nozzles arranged to direct the air-fuel mixture to a second combustion chamber of the second turbine combustor, the plurality of second fuel nozzles having a third fuel nozzle set and a fourth fuel nozzle set, and a plurality of second injection pegs configured to direct the fuel to the plurality of second fuel nozzles, the plurality of second injection pegs having a third set of injection pegs associated with the third set of fuel nozzles and a fourth set of injection pegs associated with the fourth set of fuel nozzles; wherein the first set of injection pins or the second set of injection pins has at least one difference relative to the third set of injection pins or the fourth set of injection pins.

9. A method comprising: Controlling a first combustion dynamics of a first combustion chamber or a first convection time of a first injection pin set of the first combustion chamber having a first configuration of a plurality of first injection pins arranged upstream of the first fuel nozzle set along a first fuel path, and Controlling a second combustion dynamics of a second combustion chamber or a second convection time of a second injection plug set of the second combustion chamber having a second configuration of a plurality of second injection pins disposed upstream of the second fuel nozzle set along a second fuel path, wherein the plurality of second injection pins are at least one of the plurality of first injection pins have a difference.

10. The method of claim 9, wherein the at least one Difference, another axial configuration, another configuration in the circumferential direction, another geometry or a combination thereof includes and / or wherein the at least one difference between the plurality of first injection pins and the plurality of second injection pins is adapted to reduce a modal coupling between the first combustion chamber and the second combustion chamber.