DE102007004864A1 - Brennkammer einer Gasturbine und Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer einer Gasturbine und auf ein Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine, wobei die Brennkammer und das Verbrennungssteuerverfahren so gestaltet sind, dass sie eine stabile Verbrennung sicherstellen können und das Auftreten unverbrannten Brennstoffs vermeiden können.
- Im einzelnen sind die Brennkammer und das Verbrennungssteuerverfahren so ausgestaltet, dass sie Flammenhalte-Eigenschaften verbessern und das Auftreten von unverbranntem Brennstoff während eines Betriebs vermeiden, bei dem die der Brennkammer zugeführte Brennstoffmenge gering ist, beispielsweise in einem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder in einem Niederlaststadium.
- Eine bei der Energieerzeugung etc. verwendete Gasturbine umfasst einen Kompressor, eine Brennkammer und eine Turbine als Hauptelemente. Die Gasturbine hat oft mehrere Brennkammern und mischt Luft, die von dem Kompressor komprimiert wird, mit Brennstoff, der den Brennkammern zugeführt wird, und verbrennt das Gemisch in jeder Brennkammer, um ein Hochtemperatur-Verbrennungsgas zu erzeugen. Dieses Hochtemperatur-Verbrennungsgas wird der Turbine zugeführt, um die Turbine im Drehantrieb anzutreiben.
- Ein Beispiel der Brennkammer einer herkömmlichen Gasturbine wird im folgenden mit Bezug auf
10 beschrieben. - Wie in
10 gezeigt ist, sind mehrere Brennkammern10 dieser Gasturbine ringförmig in einem Brennkammergehäuse11 angeordnet (nur eine Brennkammer ist in10 dargestellt). Das Brennkammergehäuse11 und ein Gasturbinengehäuse12 sind mit Druckluft gefüllt und bilden einen Gehäuseraum13 . - Luft, die von einem Kompressor komprimiert wurde, wird in dieses Gehäuseraum
13 eingeleitet. Die eingeleitete Druckluft tritt in das Innere der Brennkammer10 über einen Lufteinlass14 ein, der an einem stromaufwärtigen Abschnitt der Brennkammer10 vorgesehen ist. Im Inneren eines Innenrohrs15 der Brennkammer10 werden von Brennstoffdüsen16 zugeführter Brennstoff und Druckluft vermischt und verbrannt. Ein durch die Verbrennung erzeugtes Verbrennungsgas wird durch ein Übergangsrohr17 geleitet und einem Turbinenraum zugeführt, um einen Turbinenrotor zu drehen. - In den vergangenen Jahren sind Umweltvorschriften verschärft worden, und es sind verschiedene Verbesserungen vorgenommen worden, um die Konzentration von NOx (Stickoxide) in einem Abgas einer Gasturbine zu verringern. Der sogenannte FETT-MAGER-Verbrennungsprozess ist als eine Gasturbinen-Verbrennungstechnologie bekannt, die das Auftreten von NOx zu begrenzen versucht.
- Bei dem FETT-MAGER-Verbrennungsprozess wird eine Verbrennung in einem brennstoffreichen Stadium (das heißt, einem fetten Stadium) in einem ersten Verbrennungsbereich durchgeführt (in dem Beispiel der
10 beispielsweise der Bereich in einem mittleren Abschnitt des Innenraums des Innenrohrs15 ), während eine Verbrennung in einem brennstoffarmen Stadium (das heißt, einem mageren Stadium) in einem zweiten Verbrennungsbereich durchgeführt wird (in dem Beispiel der10 beispielsweise der Bereich in einem Umfangsrandabschnitt des Innenraums des Innenrohrs15 ). In diesem Fall wird das Brennstoff-Luft-Verhältnis in der gesamten Brennkammer (das gesamte Brennstoff-Luft-Verhältnis, das der Durchschnittswert des fetten Stadiums und des mageren Stadiums ist) auf einen Wert eingestellt, der mit dem Betriebszustand der Gasturbine (mit der Last) übereinstimmt. Wenn eine solche FETT-MAGER-Verbrennung durchgeführt wird, findet eine vollständig diffusive Verbrennung (Verbrennung ohne jegliches Vormischen mit Luft) in dem fetten Verbrennungsbereich statt, und eine vollständige Vorgemisch-Verbrennung findet in dem mageren Verbrennungsbereich statt. - Ein weiteres Beispiel des FETT-MAGER-Verbrennungsprozesses ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1993-195822 offenbart. Die in dieser Veröffentlichung dargestellte Technologie basiert auf einer Brennkammer einer Gasturbine mit mehreren Brennstoffdüsen. Die Brennstoffdüsen sind in mehrere Gruppen unterteilt und die Strömungsgeschwindigkeit von jeder Gruppe zugeführtem Brennstoff wird individuell gesteuert bzw. geregelt. In einem Niederlast-Betriebsstadium wird nur den Brennstoffdüsen einiger der Gruppen Brennstoff zugeführt. Durch diese Maßnahme kann eine Vorgemisch-Verbrennung mit geringem NOx bis zu einem allgemein niedrigen Lastbereich durchgeführt werden. Ferner wird das Auftreten unverbrannten Brennstoffs in einem Niederlaststadium vermieden und eine Verbesserung der Flammenhalteeigenschaften wird erreicht.
- Wie allgemein bekannt ist, ist die Beziehung zwischen dem Brennstoff-Luft-Verhältnis (Äquivalenz-Verhältnis) und der Menge an erzeugtem NOx so, wie es in
11 dargestellt ist. Bei einem Äquivalenz-Verhältnis φ von etwa 1 wird eine große Menge von NOx erzeugt, und die erzeugte NOx-Menge ist in dem mageren Bereich (φ < 1) oder dem fetten Bereich (φ > 1) gering. Gemäß dem FETT-MAGER-Verbrennungsprozess kann die erzeugte NOx-Menge insgesamt verringert werden, da die Verbrennung in dem mageren Bereich (φ < 1) durchgeführt wird, in dem die erzeugte NOx-Menge gering ist, und in dem fetten Bereich (φ > 1), in dem die erzeugte NOx-Menge ähnlich gering ist. - Die japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 1996-261465, 1999-14055 und 1995-12340 sind weitere Beispiele von Dokumenten aus dem Stand der Technik.
- Es wird gerade eine Gasturbine mit einem hohen Druckverhältnis (einem Druckverhältnis von 25 oder mehr) in der 1700°C-Klasse entwickelt. Bei der Gasturbine mit einem so hohen Druckverhältnis ist die Temperatur von in die Brennkammer einströmender Luft sehr hoch (500–600°C), und die Temperatur eines von der Brennkammer in die Turbine eingeleiteten Verbrennungsgases erreicht 1700°C.
- Bei einer herkömmlichen Gasturbine liegt das Druckverhältnis in der Größenordnung von 20 bis 21, und die Temperatur von in die Brennkammer einströmender Luft liegt in der Größenordnung von 450°C, so dass die Temperatur eines von der Brennkammer in die Turbine eingeleiteten Verbrennungsgases in der Größenordnung von 1500°C liegt.
- In der Gasturbine variiert die der Brennkammer zugeführte Brennstoffmenge entsprechend der Last. Das heißt, dass gemäß
4(e) , wenn die Last gesteigert wird, die der Brennkammer zugeführte Brennstoffmenge erhöht wird. Umgekehrt ist die der Brennkammer zugeführte Brennstoffmenge in einem Geschwindigkeitssteigerungsstadium (während einer Periode vom Stillstand der Gasturbine bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Geschwindigkeit auf eine Soll-Geschwindigkeit erhöht worden ist) oder in einem Niederlaststadium gering. - Bei der Gasturbine mit einem hohen Druckverhältnis (einem Druckverhältnis von 25 oder mehr) in der 1700°C-Klasse ist die Kapazität der Brennkammer hoch. So ist, falls die zugeführte Brennstoffmenge in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder in dem Niederlaststadium verringert wird, die Konzentration eines Brennstoffgases (eines Gemischs aus Brennstoff und Luft) zu gering, was einen zu mageren Zustand bedeutet. Falls das Brennstoffgas zu mager ist, können sich die Flammenhalte-Eigenschaften verschlechtern, und es kann unverbrannter Brennstoff in großen Mengen auftreten, was eine Minderung des Wirkungsgrads der Verbrennung verursacht.
- Die Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme bei den vorbekannten Technologien getätigt. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkammer einer Gasturbine und ein Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine bereitzustellen, die eine stabile Verbrennung sicherstellen können, und das Vorkommen unverbrannten Brennstoffs auch bei einer Gasturbine mit hohem Druckverhältnis, die derzeit in Entwicklung ist, vermeiden können.
- Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennkammer einer Gasturbine gemäß Anspruch 1.
- Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine gemäß Anspruch 5, das auf die oben beschriebene Brennkammer einer Gasturbine angewandt ist.
- Wenn bei der Erfindung die Gesamtmenge an der Brennkammer zugeführtem Brennstoff gering ist, wie bei einem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder einem Niederlaststadium, wird Brennstoff nur von denjenigen Brennstoff-Einspritzlöchern eingespritzt, die den Teil-Fluiddurchgängen der ersten Gruppen unter den in den Flügeloberflächen der inneren Verwirbelungselementflügel ausgebildeten Brennstoff-Einspritzlöchern zugewandt sind. Somit wird die Brennstoffkonzentration in diesem begrenzten Bereich nicht übermäßig gering, sondern wird höher als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration ("flammability limit concentration"). Auch in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder dem Niederlaststadium kann daher das Auftreten unverbrannten Brennstoffs vermieden und eine Flammenhaltewirkung verbessert werden.
- Außerdem sind die Blockierelemente zum Vermindern eines Ausströmens eines Fluids in Grenzabschnitten zwischen den Teil-Fluiddurchgängen der ersten Gruppe und den Teil-Fluiddurchgängen der zweiten Gruppe angeordnet. Somit kann eine Flammenhaltewirkung weiter verbessert werden, und das Auftreten von unverbranntem Brennstoff zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe in dem Niederlaststadium kann gemindert werden.
- Außerdem haben von den Brennstoff-Einspritzlöchern, die in den inneren Verwirbelungselementflügeln ausgebildet sind, die den inneren Teil-Fluiddurchgängen, die den inneren unterteilten Fluiddurchgängen der ersten Gruppe angehören und die zu den Teil-Fluiddurchgängen der zweiten Gruppe benachbart sind, zugewandten Brennstoff-Einspritzlöcher größere Lochdurchmesser als die anderen Brennstoff-Einspritzlöcher. Dadurch kann das Auftreten unverbrannten Brennstoffs in dem Niederlaststadium noch besser vermieden werden.
- Die Erfindung ist aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die lediglich der Veranschaulichung dienen und somit die Erfindung nicht einschränken, und in denen zeigen:
-
1 eine Längsschnittansicht zur Darstellung einer Brennkammer gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung, -
2 eine Vorderansicht zur Darstellung der Brennkammer gemäß der Ausführungsform 1, -
3 eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Brennstoff-Zuführsystems in der Ausführungsform 1, -
4(a) bis (e) charakteristische Ansichten, die Brennstoff-Steuereigenschaften in der Ausführungsform 1 zeigen, -
5(a) und5(b) charakteristische Ansichten, die Druckeigenschaften und Temperatureigenschaften der Ausführungsform 1 zeigen, -
6 eine Vorderansicht zur Darstellung einer Brennkammer gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung, -
7 eine Längsschnittansicht zur Darstellung einer Brennkammer gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung, -
8(a) und8(b) charakteristische Ansichten zur Darstellung der Brennstoff-Einspritzeigenschaften der Brennkammer gemäß der Ausführungsform 3, -
9(a) und9(b) perspektivische Ansichten zur Darstellung wesentlicher Teile einer Brennkammer gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung, -
10 eine Konfigurationszeichnung zur Darstellung einer herkömmlichen Brennkammer, und -
11 eine charakteristische Ansicht, welche die Beziehung zwischen einem Äquivalenzverhältnis und der erzeugten NOx-Menge zeigt. - Ausführungsform 1
- Eine Brennkammer
100 einer Gasturbine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf1 als einer Längsschnittansicht und2 als einer Vorderansicht beschrieben. Die Brennkammer100 gemäß dieser Ausführungsform 1 wird bei einer Gasturbine mit hohem Druckverhältnis (einem Druckverhältnis von 25 oder mehr) in der neu entwickelten 1700°C-Klasse eingesetzt. Wie in1 und2 gezeigt ist, ist die Hinterkante eines Innenrohrs110 mit der Vorderkante eines Übergangsrohrs130 über einen Verbindungsring120 verbunden. - Innerhalb des Innenrohrs
110 sind ein inneres Verwirbelungselement140 und ein äußeres Verwirbelungselement150 angeordnet. D.h. das innere Verwirbelungselement140 an der Innenumfangsseite und das äußere Verwirbelungselement150 an der Außenumfangsseite sind konzentrisch um die Mittelachse des Innenrohrs110 angeordnet. Das innere Verwirbelungselement140 und das äußere Verwirbelungselement150 bilden ein Doppel-Verwirbelungselement200 . - Eine Verwirbelungselementring
141 des inneren Verwirbelungselements140 hat eine zylindrische Form und ist konzentrisch in Bezug auf die Mittelachse des Innenrohrs110 angeordnet. Viele (16 in der vorliegenden Ausführungsform) Verwirbelungselementflügel142 sind an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Verwirbelungselementrings141 vorgesehen. Die Verwirbelungselementflügel142 sind an gleich beabstandeten Positionen entlang der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche des Verwirbelungselementrings141 angeordnet, und sind so installiert, dass sie in ihrer Erstreckung in der Axialrichtung des Verwirbelungselementrings141 gekrümmt sind. Die Verwirbelungselementflügel142 verwirbeln Druckluft, die durch den Innenraum des Innenrohrs110 strömt (in1 von der linken Seite zur rechten Seite), um die Druckluft in einen Luftwirbelstrom A11 zu wandeln. - Ein Verwirbelungselementring
151 des äußeren Verwirbelungselements150 hat eine zylindrische Form und ist an der Außenumfangsseite der Verwirbelungselementflügel142 und konzentrisch in Bezug auf den Verwirbelungselementring141 angeordnet. Viele (24 in der vorliegenden Ausführungsform) Verwirbelungselementflügel152 sind an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Verwirbelungs elementrings151 vorgesehen. Die Verwirbelungselementflügel151 sind an gleich beabstandeten Positionen entlang der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche des Verwirbelungselementrings151 angeordnet und so installiert, dass sie in ihrer Erstreckung in der Axialrichtung des Verwirbelungselementrings151 gekrümmt sind. Die Verwirbelungselementflügel152 verwirbeln durch das Innere des Innenrohrs110 strömende Druckluft (Strömung von der linken Seite zur rechten Seite in1 ), um die Druckluft in einen Luft-Wirbelstrom A12 zu verwandeln. - Der Verwirbelungselementring
151 des äußeren Verwirbelungselements150 ist mit der Innenumfangsfläche des Innenrohrs110 über mehrere an beabstandeten Stellen in der Umfangsrichtung angeordnete Kopplungselemente160 verbunden und an dieser befestigt. Der Verwirbelungselementring141 des inneren Verwirbelungselements140 ist mit der Innenumfangsfläche des Verwirbelungselementrings151 über mehrere an beabstandeten Stellen in der Umfangsrichtung angeordnete Kopplungselemente161 verbunden und an dieser befestigt. - Durch die oben beschriebene Konfiguration ist ein Fluiddurchgang R1 zwischen der Außenumfangsfläche des innen gelegenen Verwirbelungselementrings
141 und der Innenumfangsfläche des außen gelegenen Verwirbelungselementrings151 gebildet. Ferner ist ein Fluiddurchgang R2 zwischen der Außenumfangsfläche des außen gelegenen Verwirbelungselementrings151 und der Innenumfangsfläche des Innenrohrs110 ausgebildet. - In den Innenraum des Innenrohrs
110 wird über ein Lufteinströmrohr162 Druckluft A zugeführt. Die Druckluft A strömt von der linken Seite zu der rechten Seite in1 (sie strömt von der Position der Anordnung des Lufteinströmrohrs162 zu dem Übergangsrohr130 ), und strömt dann in das Innenrohr110 derart, dass sie in durch den Fluiddurchgang R1 strömende Druckluft A1 und in durch den Fluiddurchgang R2 strömende Druckluft A2 unterteilt wird. - Die durch den Fluiddurchgang R1 strömende Druckluft A1 wird von den Verwirbelungselementflügeln
142 verwirbelt, wodurch sie in einen Luftwirbelstrom A11 gewandelt wird und von der Hinterkante des inneren Verwirbelungselements140 ausgeblasen wird. - Die durch den Fluiddurchgang R2 strömende Druckluft A2 wird von den Verwirbelungselementflügeln
152 verwirbelt, wodurch sie in einen Luftwirbelstrom A12 umgewandelt wird und von der Hinterkante des äußeren Verwirbelungselements150 ausgeblasen wird. - Der zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Verwirbelungselementrings
141 und der Innenumfangsfläche des äußeren Verwirbelungselementrings151 ausgebildete Fluiddurchgang R1 wird von den Verwirbelungselementflügeln142 an mehreren Stellen entlang der Umfangsrichtung unterteilt. Die einzelnen, so abgeteilten bzw. unterteilten Fluiddurchgänge sind als unterteilte bzw. Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 sowie R1-9 bis R1-16 bezeichnet. - In der vorliegenden Ausführungsform werden die der Reihe nach in der Umfangsrichtung angeordneten Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 als die Teil-Fluiddurchgänge der ersten Gruppe bezeichnet, während die der Reihe nach in der Umfangsrichtung angeordneten Teil-Fluiddurchgänge R1-9 bis R1-16 als die Teil-Fluiddurchgänge der zweiten Gruppe bezeichnet werden. Diese Fluiddurchgänge können auch in drei oder mehr Gruppen unterteilt werden, die aus den nacheinander in der Umfangsrichtung angeordneten Teil-Fluiddurchgängen bestehen.
- Der zwischen der Außenumfangsfläche des äußeren Verwirbelungselementrings
151 und der Innenumfangsfläche des Innenrohrs110 gebildete Fluiddurchgang R2 wird von den Verwirbelungselementflügeln152 an mehreren Stellen entlang der Umfangsrichtung unterteilt. Die auf diese Weise abgeteilten bzw. unterteilten einzelnen Fluiddurchgänge werden als unterteilte bzw. Teil-Fluiddurchgänge R2-1 bis R2-24 bezeichnet. - Von den Flügeloberflächen (ventrale Flügeloberfläche und dorsale Flügeloberfläche) der jeweiligen Flügel am Verwirbelungselementring
141 des inneren Verwirbelungselements140 haben die den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe zugewandten (Flügeloberflächen) darin Brennstoffeinspritzlöcher171 einer ersten Gruppe ausgebildet, die Brennstoff einspritzen (siehe1 ). Die Brennstoffeinspritzlöcher171 blasen Brennstoff zu dem Luftwirbelstrom A11 aus, der durch die Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe strömt. - Von den Flügeloberflächen (ventrale Flügeloberfläche und dorsale Flügeloberfläche) der jeweiligen Flügel am Verwirbelungselementring
141 des inneren Verwirbelungselements140 haben die den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe zugewandten Flügeloberflächen darin ausgebildete Brennstoffeinspritzlöcher172 einer zweiten Gruppe, die Brennstoff einspritzen (siehe1 ). Die Brennstoffeinspritzlöcher172 blasen Brennstoff zu dem Luftwirbelstrom A11 aus, der durch die Teil-Fluiddurchgänge R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe strömt. - Ferner haben von den Flügeloberflächen (ventrale Flügeloberfläche und dorsale Flügeloberfläche) der jeweiligen Flügel an dem Verwirbelungselementring
151 des äußeren Verwirbelungselements150 die den Teil-Fluiddurchgängen R2-1 bis R2-24 zugewandten Flügeloberflächen darin ausgebildete Brennstoffeinspritzlöcher173 einer dritten Gruppe, die Brennstoff einspritzen (siehe1 ). Die Brennstoffeinspritzlöcher173 blasen Brennstoff zu dem Luftwirbelstrom A12 aus, der durch die Teil-Fluiddurchgänge R2-1 bis R2-24 strömt. - Die Brennstoffeinspritzlöcher
171 der ersten Gruppe werden über eine Brennstoffzuführleitung L1 mit Brennstoff versorgt. Die Brennstoffeinspritzlöcher172 der zweiten Gruppe werden über eine Brennstoffzuführleitung L2 mit Brennstoff versorgt. Die Brennstoffeinspritzlöcher173 der dritten Gruppe werden über eine Brennstoffzuführleitung L3 mit Brennstoff versorgt. - Ein Strömungssteuerabschnitt
181 , der mit einem Absperrventil und einem Strömungssteuerventil ausgestattet ist, ist in die Brennstoffzuführleitung L1 eingefügt. Ein Strömungssteuerabschnitt182 , der mit einem Absperrventil und einem Strömungssteuerventil ausgestattet ist, ist in die Brennstoffzuführleitung L2 eingefügt. Ein Strömungssteuerabschnitt183 , der mit einem Absperrventil und einem Strömungssteuerventil ausgestattet ist, ist in die Brennstoffzuführleitung L3 eingefügt. - Das Öffnen und Schließen sowie die Öffnungseinstellung der Strömungssteuerabschnitte
181 ,182 ,183 wird durch eine (nicht gezeigte) Steuervorrichtung durchgeführt. -
3 zeigt schematisch ein Brennstoffzuführsystem. In3 bezeichnet die Bezugsziffer184 eine Brennstoffquelle, wobei Brennstoff von der Brennstoffquelle184 unter Druck zugeführt wird. - Als nächstes wird eine Erklärung zu einem Verbrennungssteuerverfahren in der Brennkammer
100 mit den oben beschriebenen Merkmalen gegeben. - Zunächst werden charakteristische Ansichten, die sich auf das Verbrennungssteuerverfahren beziehen, beschrieben. Unter den verschiedenen Eigenschaften der vorliegenden Ausführungsform bedeutet "niedrige Last" eine Last von 0% bis etwa 20%, "mittlere Last" bedeutet eine Last von etwa 20% bis etwa 50%, "hohe Last" bedeutet eine Last von etwa 50% bis etwa 80%, und "ultrahohe Last" bedeutet eine Last von etwa 80% bis 100.
-
4(a) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit und der Last bei einer mit der Brennkammer100 ausgestatteten Gasturbine zeigt. Die Nenn-Drehgeschwindigkeit der Gasturbine beträgt 3600 U/min bei der vorliegenden Ausführungsform. -
4(b) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und der über die Brennstoffzuführleitung L1 der Brennkammer100 zugeführte und durch die Brennstoffeinspritzlöcher171 der ersten Gruppe eingespritzte Brennstoffmenge zeigt. -
4(c) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und der über die Brennstoffzuführleitung L2 der Brennkammer100 zugeführte und durch die Brennstoffeinspritzlöcher172 der zweiten Gruppe eingespritzte Brennstoffmenge zeigt. -
4(d) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und der über die Brennstoffzuführleitung L3 der Brennkammer100 zugeführte und durch die Brennstoffeinspritzlöcher173 der dritten Gruppe eingespritzte Brennstoffmenge. -
4(e) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und der Gesamtmenge von der Brennkammer100 über die Brennstoffzuführleitungen L1, L2 und L3 zugeführtem Brennstoff zeigt. Wie in4(e) gezeigt ist, nimmt die Gesamtmenge an Brennstoff linear mit einer Lastzunahme zu. Die in4(e) gezeigte Gesamt-Brennstoffmenge ist die Summe der Brennstoffmengen der ersten bis dritten Gruppe gemäß den4(b) bis4(d) . -
5(a) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und dem Druck innerhalb des Gehäuses der mit der Brennkammer100 versehenen Gasturbine zeigt. Der Druck innerhalb des Gehäuses der Turbine nimmt annähernd linear mit einer Lastzunahme zu. -
5(b) ist eine graphische Darstellung von Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen der Last und der Auslasstemperatur der Brennkammer zeigt. Wenn die Last etwa 80% beträgt, ist die Temperatur eines aus der Brennkammer100 austretenden Verbrennungsgases 1500°C. Wenn die Last100 beträgt, ist die Temperatur des aus der Brennkammer100 austretenden Verbrennungsgases 1700°C. - Als nächstes wird das Verbrennungssteuerverfahren in jeweiligen Stadien zwischen einem Geschwindigkeitssteigerungsstadium bis zu einem ultrahohen Laststadium beschrieben.
- Wie in den
4(a) bis4(e) gezeigt ist, wird während der Zeitspanne von dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium zu dem Niederlaststadium der Last entsprechend Brennstoff den Brennstoffeinspritzlöchern171 der ersten Gruppe über die Brennstoffzuführleitung L1 zugeführt, und dieser Brennstoff wird durch die Brennstoffeinspritzlöcher171 der ersten Gruppe eingespritzt, indem eine Strömungsgeschwindigkeitsanpassung in dem Strömungssteuerabschnitt181 vorgenommen wird. - Zu diesem Zeitpunkt sind die Strömungssteuerabschnitte
182 und183 geschlossen, um keinen Brennstoff durch die Brennstoffeinspritzlöcher172 und173 der zweiten und dritten Gruppen einzuspritzen. - Somit wird Brennstoff nur in den Luftwirbelstrom A11 eingespritzt, der durch die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe geströmt ist. Infolgedessen werden der Luftwirbelstrom A11, der durch die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 geströmt ist, und der eingespritzte Brennstoff gemischt, um ein Brennstoffgas zu bilden, und das Brennstoffgas wird verbrannt.
- Das durch Mischen des Luftwirbelstroms A11, der die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 durchströmt hat, mit dem eingespritzten Brennstoff gebildete Brennstoffgas ist mager, hat aber eine höhere Konzentration als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration (oder die "Zündungs-Grenzkonzentration"). Übrigens bezieht sich die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration (oder "Zündungs-Grenzkonzentration") auf die Grenzkonzentration (Magerkeit) des Brennstoffgases, unter der eine Verbrennung (oder Zündung) unmöglich ist.
- Wie oben beschrieben wurde, ist in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und dem Niederlaststadium die eingespritzte Brennstoff-Gesamtmenge gering, dieser Brennstoff wird aber nur in den Luftwirbelstrom A11 eingespritzt, welcher die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe durchströmt hat. Somit ist das resultierende Brennstoffgas mager, hat aber eine höhere Konzentration als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration. Infolgedessen können die Flammenhalteeigenschaften sichergestellt werden und das Auftreten unverbrannten Brennstoffs wird deutlich gemindert.
- Indem der Bereich, in dem Brennstoff eingespritzt wird, auf diese Weise auch auf einen Teil des inneren Fluiddurchgangs R1 (d.h. die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8) begrenzt wird, und zwar auch in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und dem Niederlaststadium, in denen die Gesamtmenge an der Brennkammer
100 zugeführtem Brennstoff gering ist, wird es möglich, die Flammenhalte-Eigenschaft zu gewährleisten und das Auftreten unverbrannten Brennstoffs zu mindern. Dies ist einer der technischen Punkte der vorliegenden Ausführungsform. - Angenommen, es würde in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und dem Niederlaststadium Brennstoff in alle inneren Fluiddurchgänge R1 (das heißt, nicht nur die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe, sondern auch die Teil-Fluiddurchgänge R1-9 bis R1-18 der zweiten Gruppe) Brennstoff eingespritzt. In diesem Fall ist die Konzentration des sich ergebenden Brennstoffgases geringer als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration. Infolgedessen kann es zu einer Verbrennungsschwankung bzw. -schwingung kommen, oder es kann unverbrannter Brennstoff auftreten.
- In dem mittleren Laststadium wird eine Strömungsgeschwindigkeitseinstellung in dem Strömungssteuerabschnitt
181 und dem Strömungssteuerabschnitt182 vorgenommen, wodurch der Last entsprechender Brennstoff den Brennstoffeinspritzlöchern171 der ersten Gruppe und den Brennstoffeinspritzlöchern172 der zweiten Gruppe über die Brennstoffzuführleitung L1 und die Brennstoffzuführleitung L2 zugeführt wird, und dieser Brennstoff wird durch Brennstoffeinspritzlöcher171 der ersten Gruppe und die Brennstoffeinspritzlöcher172 der zweiten Gruppe eingespritzt. - Gleichzeitig ist der Strömungssteuerabschnitt
183 geschlossen, um keinen Brennstoff durch die Brennstoffeinspritzlöcher173 der dritten Gruppe einzuspritzen. - Somit wird Brennstoff in den Luftwirbelstrom A11 eingespritzt, der die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 sowie R1-9 bis R1-16 der ersten und zweiten Gruppen durchströmt hat. Im Ergebnis wird der Luftwirbelstrom A11, der die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 sowie R1-9 bis R1-16 durchströmt hat, und der eingespritzte Brennstoff gemischt, um ein Brennstoffgas zu bilden, und das Brennstoffgas wird verbrannt.
- Das Brennstoffgas, das durch Mischen des Luftwirbelstroms A11, welcher die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 sowie R1-9 bis R1-16 durchströmt hat, mit dem eingespritzten Brennstoff gebildet wird, ist mager, hat aber eine höhere Konzentration als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration (oder "Zündungs-Grenzkonzentration"). Somit kann eine zufriedenstellende Verbrennung durchgeführt werden.
- In dem Hochlaststadium wird eine Strömungsgeschwindigkeitseinstellung in dem Strömungssteuerabschnitt
181 , dem Strömungssteuerabschnitt182 und außerdem in dem Strömungssteuerabschnitt183 vorgenommen, wodurch der Last entsprechender Brennstoff den Brennstoffeinspritzlöchern171 der ersten Gruppe und den Brennstoffeinspritzlöchern172 der zweiten Gruppe sowie den Brennstoffeinspritzlöchern173 der dritten Gruppe über die drei Brennstoffzuführleitungen L1 bis L3 zugeführt wird, und dieser Brennstoff wird durch die Brennstoffeinspritzlöcher171 ,172 und173 der ersten bis dritten Gruppen eingespritzt. - Somit wird Brennstoff nicht nur in den Luftwirbelstrom A11 eingespritzt, der die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 Bis R1-8 und R1-9 bis R1-16 der ersten und zweiten Gruppen durchströmt hat, sondern auch in den Luftwirbelstrom A12, der die Teil-Fluiddurchgänge R2-1 bis R2-24 der dritten Gruppe durchströmt hat. Im Ergebnis werden die Luftwirbelströme A11, A12, welche die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 Bis R1-8, R1-9 bis R1-16, R2-1 bis R2-24 durchströmt haben, und der eingespritzte Brennstoff gemischt, um ein Brennstoffgas zu bilden, und das Brennstoffgas wird verbrannt.
- Das durch Mischen der Luftwirbelströme A11, A12, welche die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8, R1-9 bis R1-16, R2-1 bis R2-24 durchströmt haben, mit dem eingespritzten Brennstoff gebildete Brennstoffgas ist mager, hat aber eine höhere Konzentration als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration (oder "Zündungs-Grenzkonzentration"). Somit kann eine zufriedenstellende Verbrennung durchgeführt werden.
- In dem Stadium ultrahoher Last ist der Druck in dem Gehäuse hoch, und die Auslasstemperatur der Brennkammer liegt über 1500°C, wie in
5(a) ,5(b) gezeigt ist. In diesem Stadium ultrahoher Last wird eine Strömungsgeschwindigkeitseinstellung in dem Strömungssteuerabschnitt181 , dem Strömungssteuerabschnitt182 und ferner in dem Strömungssteuerabschnitt183 vorgenommen, wodurch der Last entsprechender Brennstoff den Brennstoffeinspritzlöchern171 der ersten Gruppe und den Brennstoffeinspritzlöchern172 der zweiten Gruppe sowie auch den Brennstoffeinspritzlöchern173 der dritten Gruppe über die drei Brennstoffzuführleitungen L1 bis L3 zugeführt wird, und dieser Brennstoff wird über die Brennstoffeinspritzlöcher171 ,172 und173 der ersten bis dritten Gruppen eingespritzt. - Somit wird Brennstoff nicht nur in den Luftwirbelstrom A11 eingespritzt, der die Teil-Fluiddurchgänge R1-1 bis R1-8 und R1-9 bis R1-16 der ersten und zweiten Gruppen durchströmt hat, sondern auch in den Luftwirbelstrom A12, der die Teil-Fluiddurchgänge R2-1 bis R2-24 der dritten Gruppe durchströmt hat. Im Ergebnis werden die Luftwirbelströme A11, A12 und der eingespritzte Brennstoff gemischt, um ein Brennstoffgas zu bilden, das verbrannt wird.
- Ferner wird eine Strömungsgeschwindigkeitseinstellung durch die Strömungssteuerabschnitte
181 bis183 vorgenommen, wodurch die eingespritzte Brennstoffmenge so eingestellt wird, dass das aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 sowie R1-9 bis R1-16 austretende Brennstoffgas an der Innenumfangsseite fett gemacht wird, während das aus den Teil-Fluiddurchgängen R2-1 bis R2-24 an der Außenumfangsseite austretende Brennstoffgas mager gemacht wird. - Infolgedessen findet eine fette Verbrennung an der Innenumfangsseite (Mittenseite) statt, und eine magere Verbrennung findet an der Außenumfangsseite statt, was bedeutet, dass eine FETT-MAGER-Verbrennung durchgeführt werden kann. Entsprechend können die Flammenhalte-Eigenschaften gewährleistet und die Verringerung von NOx erzielt werden.
- Ausführungsform 2
- Als nächstes wird eine Brennkammer
100A einer Gasturbine gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung unter Bezugnahme auf6 als Vorderansicht beschrieben. - In der Brennkammer
100A der Ausführungsform 2 sind Blockierelemente H zum Verkleinern der Strömungsbereiche der Teil-Fluiddurchgänge R1-8 und der Teil-Fluiddurchgänge R1-16 an der Hinterkante der Teil-Fluiddurchgänge R1-8 und R1-16 vorgesehen. - Mit anderen Worten sind an der Hinterkante des Innenrohrs
110 die Blockierelemente H zum Verhindern des Ausströmens eines Fluids an den Grenzabschnitten zwischen den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe und den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe angeordnet. - Somit wird der aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-7 der ersten Gruppe austretende Luftwirbelstrom A11 und der aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-15 der zweiten Gruppe austretende Luftwirbelstrom A12 wegen des Vorhandenseins der Blockierelemente H nicht in der Umgebung des hinteren Endes des Innenrohrs
110 gemischt (dem stromabwärtigen Endabschnitt entlang der Strömungsrichtung von Luft), sondern werden erst gemischt, wenn sie einen bestimmten Abstand von dem hinteren Ende des Innenrohrs110 entfernt sind. - Die Merkmale der anderen Abschnitte und des Verbrennungssteuerverfahrens sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
- Gemäß dieser Ausführungsform 2 wird in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und dem Niederlaststadium das aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-7 der ersten Gruppe austretende Brennstoffgas und der aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-15 der zweiten Gruppe austretende Luftwirbelstrom wegen des Vorhandenseins der Blockierelemente H nicht in der Umgebung des hinteren Endes des Innenrohrs
110 gemischt. Somit wird das aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-7 der ersten Gruppe austretende Brennstoffgas nicht mit dem aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-15 der zweiten Gruppe austretenden Luftwirbelstrom verdünnt, sondern kann mit einer Konzentration verbrannt werden, die gleich oder höher ist als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration. - Demgemäß kann das Auftreten unverbrannten Brennstoffs wirksamer unterdrückt werden.
- Übrigens ist in der Umgebung des hinteren Endes des Blockierelements H die Strömungsgeschwindigkeit von Luft so gering, dass die Luft Wirbel bildet. Somit zeigt sich die Wirkung, dass an dieser Stelle Flammen gehalten werden, was in verbesserten Flammhalte-Eigenschaften resultiert.
- Außerdem kann die Flügeldicke der Verwirbelungselementflügel
142 , die sich zwischen dem unterteilten Fluiddurchgang R1-1 und dem unterteilten Fluiddurchgang R1-16 befindet, und die Flügeldicke der Verwirbelungselementflügel142 , die sich zwischen dem Teil-Fluiddurchgang R1-8 und dem Teil-Fluiddurchgang R1-9 befindet, erhöht werden, wodurch die verdickten Verwirbelungselementflügeln142 als Blockierelemente fungieren können. - Ausführungsform 3
- Als nächstes wird eine Brennkammer
100B einer Gasturbine gemäß der Ausführungsform 3 der Erfindung unter Bezugnahme auf7 als Längsschnittansicht beschrieben. - Diese Ausführungsform 3 hat die gleiche Grundkonfiguration und verwendet das gleiche Verbrennungssteuerverfahren wie die Ausführungsform 1.
- In der Ausführungsform 3 haben von den Brennstoffeinspritzlöchern
171 der ersten Gruppe die dem Teil-Fluiddurchgang R1-1 und dem Teil-Fluiddurchgang R1-8 zugewandten Brennstoffeinspritzlöcher171 größere Lochdurchmesser. Das heißt, die Brennstoffeinspritzlöcher171 , die den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 und R1-8 angrenzend an die Teil-Fluiddurchgänge R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe unter den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe zugewandt sind, haben größere Lochdurchmesser. - Daher ist in der ersten Gruppe die Konzentration des aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 und R1-8 austretenden Brennstoffgases höher als die Konzentration des aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-2 bis R1-7 austretenden Brennstoffgases.
- Infolgedessen kann auch dann, wenn das Brennstoffgas mit einer relativ hohen Konzentration, das aus dem Teil-Fluiddurchgang R1-1 und dem Teil-Fluiddurchgang R1-8 ausgetreten ist, und der Luftwirbelstrom, der aus den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe ausgetreten ist, in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder dem Niederlaststadium gemischt werden, das auf diese Weise gemischte Brennstoffgas auf einer Konzentration gehalten werden, die gleich oder größer ist als die Entflammbarkeits-Grenzkonzentration. Somit kann eine zufriedenstellende Verbrennung ohne Auftreten von unverbranntem Brennstoff durchgeführt werden.
- Die von einer durchgezogenen Linie in
8(a) angedeuteten Eigenschaften stellen die Konzentration des Brennstoffgases in Ausführungsform 3 an der Grenzposition zwischen den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe und den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe in Bezug auf die Umfangsrichtung dar, sowie an der Position unmittelbar unter dem Innenrohr110 in Bezug auf die Strömungsrichtung von Luft (das heißt, der stromaufwärtigen Position α). Der schraffierte Bereich in der Zeichnung stellt die Größe bzw. den Umfang des Auftretens von unverbranntem Brennstoff dar. - Die von einer gestrichelten Linie in
8(a) angegebenen Eigenschaften stellen die Konzentration des Brennstoffgases in Ausführungsform 3 an der Grenzposition zwischen den Teil-Fluiddurchgängen R1-1 bis R1-8 der ersten Gruppe und den Teil-Fluiddurchgängen R1-9 bis R1-16 der zweiten Gruppe in Bezug auf die Umfangsrichtung dar, sowie an einer von dem Innenrohr110 entfernten Position in Bezug auf die Strömungsrichtung von Luft (das heißt, der stromabwärtigen Position β). Der Schraffierungsbereich in der Zeichnung stellt die Größe bzw. den Umfang des Auftretens von unverbranntem Brennstoff dar. - Übrigens zeigt
8(b) ähnliche Eigenschaften in einem Fall, in dem die Lochdurchmesser aller Brennstoffeinspritzlöcher171 gleich gestaltet sind. - Ein Vergleich zwischen
8(a) und8(b) zeigt, dass der Umfang des Auftretens von unverbranntem Brennstoff in Ausführungsform 3 effektiver verringert werden kann. - Ausführungsform 4
- In den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 3 hat der Verwirbelungselementflügel
142 des inneren Verwirbelungselements140 eine Form, bei der die Flügeldicke fortschreitend zu dem Hinterkantenabschnitt abnimmt, der eine spitz zulaufende Form aufweist, wie in9(a) gezeigt ist, obwohl dies nicht explizit beschrieben wird. In Ausführungsform 4 hat der Verwirbelungselementflügel142 des inneren Verwirbelungselements140 eine flache Hinterkante, wie in9(b) gezeigt ist. - Übrigens sind Brennstoffeinspritzlöcher
171a zum Einspritzen von Brennstoff lediglich in einem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und in einem Niederlaststadium an der abgeflachten Hinterkante des Verwirbelungselementflügels142a vorgesehen. Die Brennstoffeinspritzlöcher171a werden über die Brennstoffzuführleitung L1 mit Brennstoff versorgt. - In Ausführungsform 4 wird Brennstoff durch die Brennstoffeinspritzlöcher
171a in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und dem Niederlaststadium eingespritzt. Dieser mit hoher Konzentration eingespritzte Brennstoff wird verbrannt, um Strahlflammen zu bilden, die sich der Hinterkante der Brennkammer100 annähern. Somit kann eine unzureichende Flammenhaltung oder eine Zunahme an unverbranntem Brennstoff infolge einer Magerkeit von Brennstoff in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium oder in dem Niederlaststadium effektiver vermieden werden. - Ferner ist der Hinterkantenabschnitt des Verwirbelungselementflügels
142a abgeflacht. Damit wird der stromabwärtige Bereich direkt unter diesem Hinterkantenabschnitt ein Bereich mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit, wodurch die Wirkung der Verbesserung von Flammhalte-Eigenschaften für die Strahlflammen erzielt wird.
Claims (5)
- Brennkammer einer Gasturbine, wobei die Brennkammer (
100 ) ein Innenrohr (110 ) und ein Übergangsrohr (130 ) umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei ein inneres Verwirbelungselement (140 ) mit einem konzentrisch in Bezug auf eine Mittelachse des Innenrohrs (110 ) angeordneten zylindrischen inneren Verwirbelungselementring (141 ) und mit mehreren inneren Verwirbelungselementflügeln (142 ), die an einer Außenumfangsfläche des inneren Verwirbelungselementrings (141 ) angeordnet sind, sowie ein äußeres Verwirbelungselement (150 ) mit einem zylindrischen äußeren Verwirbelungselementring (151 ), der an einer Außenumfangsseite der inneren Verwirbelungselementflügel (142 ) und konzentrisch in Bezug auf den inneren Verwirbelungselementring (141 ) angeordnet ist, sowie mehreren äußeren Verwirbelungselementflügeln (152 ), die an einer Außenumfangsfläche des äußeren Verwirbelungselementrings (151 ) vorgesehen sind, innerhalb des Innenrohrs (110 ) angeordnet sind, um zu bilden: innere Teil-Fluiddurchgänge (R1-1 bis R1-16), die durch den inneren Verwirbelungselementring (141 ), den äußeren Verwirbelungselementring (151 ) und die mehreren inneren Verwirbelungselementflügeln (142 ) festgelegt sind, und äußere Teil-Fluiddurchgänge (R2-1 bis R2-24), die durch den äußeren Verwirbelungselementring (151 ), das Innenrohr (110 ) und die mehreren äußeren Verwirbelungselementflügeln (152 ) festgelegt sind, wobei die inneren Teil-Fluiddurchgänge (R1-1 bis R1-16) in eine erste Gruppe, die mehrere der sequentiell in einer Umfangsrichtung angeordneten Teil-Fluiddurchgänge (R1-1 bis R1-8) umfasst, und in eine zweite Gruppe, die aus mehrere der sequentiell in der Umfangsrichtung angeordneten Teil-Fluiddurchgänge (R1-9 bis R1-16) umfasst, unterteilt sind, wobei ein Brennstoffeinspritzloch (171 ,172 ) zum Einspritzen von Brennstoff in die inneren Teil-Fluiddurchgänge (R1-1 bis R1-16) in einer Flügeloberfläche jeder der inneren Verwirbelungselementflügel (142 ) ausgebildet ist, und ein Brennstoffeinspritzloch (173 ) zum Einspritzen von Brennstoff in die äußeren Teil-Fluiddurchgänge (R2-1 bis R2-24) in einer Flügeloberfläche jedes der äußeren Verwirbelungselementflügel (152 ) ausgebildet ist, und wobei die Brennkammer (100 ) ferner umfasst: erste Brennstoffzuführmittel (L1) zum Zuführen von Brennstoff zu den Brennstoffeinspritzlöchern (171 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe von den in den inneren Verwirbelungselementflügeln (142 ) ausgebildeten Brennstoffeinspritzlöchern (171 ,172 ) zugewandt sind, zweite Brennstoffzuführmittel (L2) zum Zuführen von Brennstoff zu den Brennstoffeinspritzlöchern (172 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe von den in den inneren Verwirbelungselementflügeln (142 ) ausgebildeten Brennstoffeinspritzlöchern (171 ,172 ) zugewandt sind, und dritte Brennstoffzuführmittel (L3) zum Zuführen von Brennstoff zu den in den äußeren Verwirbelungselementflügeln (152 ) ausgebildeten Brennstoffeinspritzlöchern (173 ). - Brennkammer einer Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Hinterkante des Innenrohrs (
110 ) Blockierelemente (H) zum Verhindern eines Ausströmens eines Fluids in Grenzabschnitten (R1-8, R1-16) zwischen den Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe und den Teil-Fluiddurchgängen (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe angeordnet sind. - Brennkammer einer Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Brennstoffeinspritzlöchern (
171 ,172 ), die in den inneren Verwirbelungselementflügeln (142 ) ausgebildet sind, diejenigen Brennstoffeinspritzlöcher (171 ), welche den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1, R1-8) zugewandt sind, die zu den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe gehören und die an die Teil-Fluiddurchgänge (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe angrenzen, größere Lochdurchmesser aufweisen als die anderen Brennstoffeinspritzlöcher (171 ). - Brennkammer einer Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hinterkante jedes der inneren Verwirbelungselementflügel (
142a ) abgeflacht ist, und ein Brennstoffeinspritzloch (171a ) zum Einspritzen von Brennstoff an der Hinterkante jedes der inneren Verwirbelungselementflügel (142a ) ausgebildet ist. - Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine mit einer Brennkammer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, und umfassend: Vorgeben eines Geschwindigkeitssteigerungsstadiums und Voreinstellen eines Niederlaststadiums, eines mittleren Laststadiums, eines Hochlaststadiums und eines Ultrahochlaststadiums der Reihe nach gemäß einer Lastzunahme, in dem Geschwindigkeitssteigerungsstadium und in dem Niederlaststadium: Einspritzen von Brennstoff von dem ersten Brennstoffzuführmittel (L1), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (
171 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe zugewandt sind, in dem mittleren Laststadium: Einspritzen von Brennstoff aus dem ersten Brennstoffzuführmittel (L1), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (171 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe zugewandt sind, und Einspritzen von Brennstoff aus dem zweiten Brennstoffzuführmittel (L2), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (172 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe zugewandt sind, in dem Hochlaststadium: Einspritzen von Brennstoff von dem ersten Brennstoffzuführmittel (L1), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (171 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe zugewandt sind, und auch Einspritzen von Brennstoff aus dem zweiten Brennstoffzuführmittel (L2), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (172 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe zugewandt sind, und Einspritzen von Brennstoff aus dem dritten Brennstoffzuführmittel (L3), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (173 ), die den äußeren Teil-Fluiddurchgängen (R2-1 bis R2-24) zugewandt sind, und in dem ultrahohen Laststadium: Einspritzen von Brennstoff von dem ersten Brennstoffzuführmittel (L1), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein fetter Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (171 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-1 bis R1-8) der ersten Gruppe zugewandt sind, und Einspritzen von Brennstoff aus dem zweiten Brennstoffzuführmittel (L2), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein fetter Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (172 ), die den inneren Teil-Fluiddurchgängen (R1-9 bis R1-16) der zweiten Gruppe zugewandt sind, und ferner Einspritzen von Brennstoff aus dem dritten Brennstoffzuführmittel (L3), wobei der Brennstoff in einer solchen Menge vorhanden ist, dass ein magerer Zustand erreicht wird, durch die Brennstoffeinspritzlöcher (173 ), die den äußeren Teil-Fluiddurchgängen (R2-1 bis R2-24) zugewandt sind.
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