DE102009038845A1 - Swirl vane, burner and gas turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drallschaufel (19) mit einer ersten Gaseindüsung (21) und einer weiteren zusätzlichen zweiten Gaseindüsung (23), wobei die Düsen (21) von einem ersten Verteilerrohr (61) gespeist werden und die Düsen (23) von einem zweiten Verteilerrohr (65), wobei das Verteilerrohr (61, 65) in der Drallschaufel (19) integriert ist, wobei die Drallschaufel (19) zwischen dem ersten Verteilerrohr (61) und zweiten Verteilerrohr (65) geteilt in zwei Schaufelhälften (19a, 19b) ausgeführt ist. Daneben betrifft die Erfindung einen Brenner und eine Gasturbine.The invention relates to a swirl vane (19) with a first gas injection (21) and a further additional second gas injection (23), the nozzles (21) being fed from a first distributor pipe (61) and the nozzles (23) from a second distributor pipe (65), the distributor pipe (61, 65) being integrated in the swirl vane (19), the swirl vane (19) being divided into two vane halves (19a, 19b) between the first distributor pipe (61) and the second distributor pipe (65) is. The invention also relates to a burner and a gas turbine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drallschaufel insbesondere für den Brenner in einer Gasturbine. Daneben betrifft die Erfindung einen Brenner und eine Gasturbine.The present invention relates to a swirl blade, in particular for the burner in a gas turbine. In addition, the invention relates to a burner and a gas turbine.

Im Hinblick auf die weltweiten Bemühungen zur Senkung des Schadstoffausstoßes von Befeuerungsanlagen, insbesondere bei Gasturbinen, wurden in den letzten Jahren Brenner entwickelt, die besonders geringe Ausstöße an Stickoxiden (NOx) aufweisen. Dabei wird vielfach Wert darauf gelegt, dass solche Brenner jeweils nicht nur mit einem Brennstoff, sondern möglichst mit verschiedenen Brennstoffen, beispielsweise Öl und Erdgas wahlweise oder in Kombination betreibbar sind, um die Versorgungssicherheit und Flexibilität des Betriebs zu erhöhen. Solche Brenner sind beispielsweise in der EP 0 276 696 B1 beschrieben.In view of the global efforts to reduce pollutant emissions from firing systems, particularly in gas turbines, burners have been developed in recent years that have particularly low emissions of nitrogen oxides (NOx). It is often emphasized that such burners are not only with a fuel, but possibly with different fuels, such as oil and natural gas, either selectively or in combination operable to increase the security of supply and flexibility of operation. Such burners are for example in the EP 0 276 696 B1 described.

Der in EP 0 276 696 B1 beschriebene Brenner ist ein Hybridbrenner für Vormischbetrieb mit Gas und/oder Öl, wie er insbesondere für Gasturbinenanlagen angewendet wird. Der Brenner umfasst eine zentrale Brennstoffzufuhranordnung, in die auch ein Pilotbrennersystem integriert ist, welches mit Gas und/oder Öl als ein sogenannter Diffusionsbrenner oder als gesonderter Vormischbrenner betreibbar ist. Zusätzlich ist die Möglichkeit zur Einspeisung von Inertstoffen vorgesehen. Die zentrale Brennstoffzufuhranordnung ist von einem Hauptbrennersystem umgeben, welches ein Luftzufuhr-Ringkanalsystem mit einer darin befindlichen Drallbeschaufelung mit einer Mehrzahl von Schaufeln und stromauf von den Schaufeln angeordneten Düsenrohren für den Vormischbetrieb mit Gas aufweist. Zusätzlich sind in der Brennstoffzufuhranordnung Einlassdüsen für Öl im Bereich der Drallbeschaufelung vorhanden, die eine Vormischung des Hauptluftstroms mit Öl ermöglichen.The in EP 0 276 696 B1 described burner is a hybrid burner for Vormischbetrieb with gas and / or oil, as it is used in particular for gas turbine plants. The burner comprises a central fuel supply arrangement, in which also a pilot burner system is integrated, which is operable with gas and / or oil as a so-called diffusion burner or as a separate premix burner. In addition, the possibility for feeding in inert materials is provided. The central fuel supply assembly is surrounded by a main burner system having an air supply annular channel system with therein a swirl blading with a plurality of blades and nozzle pipes for pre-mixing with gas arranged upstream of the blades. In addition, in the fuel supply arrangement there are inlet nozzles for oil in the area of the swirl blading, which allow premixing of the main air flow with oil.

Statt wie in EP 0 276 696 B1 mittels stromauf von den Drallschaufeln gelegener Düsenrohre kann das Brenngas auch durch in den Drallschaufeln selbst angeordnete Düsenöffnungen in den Luftkanal eingedüst werden, wie dies beispielsweise in EP 0 580 683 B1 beschrieben ist.Instead of like in EP 0 276 696 B1 By means of nozzle pipes located upstream of the swirl vanes, the fuel gas can also be injected into the air duct through nozzle openings arranged in the swirl vanes itself, as described, for example, in US Pat EP 0 580 683 B1 is described.

Um die Kontrolle der Emissionen und der Verbrennungsstabilität zukünftig noch zu erhöhen, soll zusätzlich zu einer Gaseindüsung durch die Schaufel wie in EP 0 580 683 B1 eine weitere Gaseindüsung durch die Schaufel genutzt werden. Diese zusätzliche Gaseindüsung soll separat von der Hauptgasstufe regelbar sein, d. h. es muss zusätzlich zu den bisher bestehenden Gas- und Ölkanälen ein zusätzlicher, zweiter Gaskanal in die zentrale Brennstoffzuführeinrichtung des Brenners eingebracht werden. Eine Schwierigkeit besteht nun darin, dass die Drallschaufel mit dem zusätzlichen Gaskanal die notwendigen Festigkeitskriterien erfüllt, und gleichzeitig eine lange Lebensdauer aufweist.In order to increase the control of emissions and combustion stability in the future, in addition to a gas injection through the blade as in EP 0 580 683 B1 another gas injection can be used by the blade. This additional gas injection should be controllable separately from the main gas stage, ie, in addition to the previously existing gas and oil channels, an additional, second gas channel must be introduced into the central fuel supply device of the burner. One difficulty now is that the swirl blade with the additional gas channel meets the necessary strength criteria, while having a long life.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vorteilhafte Drallschaufel mit einer ersten Gaseindüsung und einer weiteren zusätzlichen zweiten Gaseindüsung zur Verfügung zu stellen. Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vorteilhaften Brenner zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe ist das Bereitstellen einer vorteilhaften Gasturbine.Object of the present invention is therefore to provide an advantageous swirl vane with a first gas injection and a further additional second gas injection available. It is a second object of the present invention to provide an advantageous burner. Another object is to provide an advantageous gas turbine.

Die erste Aufgabe wird durch einen Brenner nach Anspruch 1 gelöst, die zweite Aufgabe durch einen Brenner nach Anspruch 8 und die weitere Aufgabe durch eine Gasturbine nach Anspruch 9. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The first object is achieved by a burner according to claim 1, the second object by a burner according to claim 8 and the further object by a gas turbine according to claim 9. The dependent claims contain advantageous embodiments of the invention.

Dabei weist eine solche erfindungsgemäße Drallschaufel eine erste Gaseindüsung und eine weitere zusätzliche zweite Gaseindüsung auf, wobei die ersten Düsen von einem ersten Verteilerrohr gespeist werden und die zweiten Düsen von einem zweiten Verteilerrohr, wobei das Verteilerrohr in der Drallschaufel integriert ist. Die Drallschaufel und die Brennstoffzufuhranordnung, die die Verteilerrohre mit Brennstoff oder einem Brennstoffgemisch versorgt, weisen eine Brennstoff-Strömungsrichtung auf.Such a swirl blade according to the invention has a first gas injection and a further additional second gas injection, wherein the first nozzles are fed by a first distributor pipe and the second nozzles by a second distributor pipe, wherein the distributor pipe is integrated in the swirl blade. The swirl vane and the fuel supply assembly, which supplies fuel or a fuel mixture to the distribution pipes, have a fuel flow direction.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass, wenn die Schaufeleindüsung im unteren und im oberen Bereich gleich ausgeführt werden, sozusagen eine Doppelpassung geschaffen wird. Somit wäre auch die Einstellung der Schaufelausrichtung über den einen Drehpunkt z. B. mittels vorhandener Einstellscheiben nicht mehr möglich. Aufgrund mehrerer Eindüseachsen und der Doppelpassung ist nun kein echter Drehpunkt mehr vorhanden.According to the invention, it has been recognized that, if the blade injection in the lower and in the upper region are carried out the same way, so to speak, a double fit is created. Thus, the setting of the blade alignment over the one fulcrum z. B. no longer possible by means of existing shims. Due to several injection axes and the double fit no real fulcrum is now available.

Erfindungsgemäß ist daher die Drallschaufel zwischen dem ersten Verteilerrohr und zweiten Verteilerrohr geteilt in zwei Schaufelhälften ausgeführt.According to the invention, therefore, the swirl vane between the first manifold and the second manifold is divided into two vane halves.

Dies hat den Vorteil, dass die Schaufel bzw. die beiden Schaufelhälften jetzt in ihrer Ausrichtung wieder über die Einstellscheiben eingestellt werden können. Zusätzlich ist eine separate Brennstoffsteuerung über beide unabhängigen Verteilerrohre möglich. Auch ist die geteilte Schaufel einfach und kostengünstiger herzustellen.This has the advantage that the blade or the two blade halves can now be adjusted in their orientation again on the shims. In addition, a separate fuel control via both independent distribution pipes is possible. Also, the split blade is simple and cheaper to manufacture.

Bevorzugt weisen die beiden Schaufelhälften im Betrieb eine Strömungsrichtung auf und sind stromaufwärts jeweils mit einem ersten und einem zweiten Brennstoffverteilerkanal verbunden, wobei der erste und der zweite Brennstoffverteilerkanal in einer zentrale Brennstoffzufuhranordnung angeordnet ist. Die Drallschaufelhälften sind dabei in einem Ringluftkanal zur Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet.During operation, the two blade halves preferably have a flow direction and are connected upstream to a first and a second fuel distributor channel, wherein the first and the second fuel distributor channel is arranged in a central fuel supply arrangement. The swirl vane halves are in one Ring air duct arranged to supply combustion air.

Im ersten Verteilerrohr kann somit der Brennstoff aus dem ersten Brennstoffverteilerkanal; im zweiten Verteilerrohr der Brennstoff aus dem zweiten Brennstoffverteilerkanal unabhängig voneinander eingedüst werden. Somit ist ein unterschiedliches „staging” des Brennstoffs der Brennstoffverteilerkanäle und damit der Drallschaufelhälften möglich. Dies ist gerade beim Umschalten zwischen Volllast und Teillast oder beim Spülen von Vorteil, da hierdurch eine vollständig separate Brennstoffzufuhr zum einen thermische Spannungen vermieden werden können und zum anderen das Umschalten wesentlichen schneller bewerkstelligt werden kann.Thus, in the first manifold, the fuel from the first fuel distribution channel; In the second manifold of the fuel from the second fuel distribution channel are injected independently. Thus, a different "staging" of the fuel fuel distributor channels and thus the swirl vane halves is possible. This is particularly advantageous when switching between full load and partial load or when purging, since in this way a completely separate fuel supply for a thermal stresses can be avoided and on the other hand switching can be accomplished much faster.

Bevorzugt sind die Drallschaufelhälften in einem Ringluftkanal zur Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet, welcher die zentrale Brennstoffzufuhranordnung umgibt, wobei die ersten Brennstoffdüsen von einer ersten Brennstoffverteilerzufuhr in der Brennstoffzufuhranordnung gespeist werden und die zweiten Brennstoffdüsen von einem zweiten Brennstoffverteilerkanal in der Brennstoffzufuhranordnung gespeist werden.Preferably, the swirl vane halves are disposed in an annular air passage for supplying combustion air surrounding the central fuel supply assembly, wherein the first fuel nozzles are fed from a first fuel distributor feed in the fuel supply assembly and the second fuel nozzles are fed from a second fuel distributor channel in the fuel supply assembly.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst weiterhin die Brennstoffverteilerzufuhr eine Strömungsrichtung und ein Zufuhrrohr, welches stromabwärts mit einer der Drallschaufelhälften verbunden ist sowie einen Ringaufsatz, wobei das Zufuhrrohr stromaufwärts mit dem Ringaufsatz verbunden ist, wobei der Ringaufsatz in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal vorgeschaltet ist.In a preferred embodiment, the fuel distributor supply further comprises a flow direction and a supply pipe, which is connected downstream with one of the swirl vane halves and a ring attachment, wherein the supply pipe is connected upstream with the ring attachment, wherein the ring attachment is upstream of the fuel distribution channel seen in the flow direction.

Bevorzugt weisen beide Schaufelhälften stromabwärts einen Passzapfen und stromaufwärts einen dazugehörigen Schiebesitz auf. Dabei ragt der Schiebesitz stromaufwärts in die Brennstoffzufuhranordnung zumindest teilweise hinein. Dabei werden die beiden Schaufelhälften in die Passzapfen bevorzugt lediglich eingesteckt. Somit ist eine thermische Dehnung beider Schaufelhälften möglich. Thermische Spannungen können somit vermieden werden. Die Lebensdauer der geteilten Drallschaufel und somit des gesamten Brenners wird dadurch wesentlich erhöht.Preferably, both blade halves have a fitting pin downstream and an associated sliding seat upstream. In this case, the sliding seat projects upstream into the fuel supply arrangement at least partially. In this case, the two blade halves are preferably only inserted into the fitting pins. Thus, a thermal expansion of both blade halves is possible. Thermal stresses can thus be avoided. The life of the split swirl blade and thus of the entire burner is thereby substantially increased.

In vorteilhafter Ausgestaltung weisen die beiden Schaufelhälften jeweils eine Mutter auf, mit der die Schaufelhälften gegen die stromabwärtige Begrenzungswand festziehbar sind.In an advantageous embodiment, the two blade halves each have a nut with which the blade halves are tightened against the downstream boundary wall.

Bevorzugt ist eine solche Drallschaufel in einem Brenner vorgesehen. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Brenner weiterhin in einer Gasturbine vorgesehen.Such a swirl blade is preferably provided in a burner. In a preferred embodiment, the burner is further provided in a gas turbine.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.Further features, properties and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures.

Darin zeigenShow in it

1 den erfindungsgemäßen Brenner in einer stark schematisierten Prinzipskizze, 1 the burner according to the invention in a highly schematized schematic diagram,

2 eine Prinzipdarstellung einer Brennkammer-Nabe mit zwei Gasstufen und einem Ölkanal, 2 a schematic diagram of a combustion chamber hub with two gas levels and an oil channel,

3 eine Prinzipdarstellung einer Drallschaufel mit zwei Gasstufen, 3 a schematic diagram of a swirl blade with two gas levels,

4 einen Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen geteilter Drallschaufel (Querschnitt durch die Schaufel) in der Nabe, 4 a schematic diagram of a split swirl blade according to the invention (cross section through the blade) in the hub,

5 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen geteilter Drallschaufel (Draufsicht) in der Nabe, 5 a schematic representation of a split swirl blade according to the invention (top view) in the hub,

6 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Brennkammer-Nabe mit Ringaufsatz und geteilter Drallschaufel, 6 a cross section of a combustion chamber hub according to the invention with ring attachment and split swirl blade,

7 eine Draufsicht auf einen Ringaufsatz mit geteilter Drallschaufel. 7 a plan view of a ring attachment with divided swirl blade.

Nachfolgend wird mit Bezug auf 1, die einen erfindungsgemäßen Brenner in einer stark schematisierten Prinzipskizze zeigt, das dem Brenner zugrunde liegende Konzept beschrieben.Hereinafter, with reference to 1 , which shows a burner according to the invention in a highly schematic schematic diagram, which described the concept underlying the burner.

Der erfindungsgemäße Brenner, der ggf. in Verbindung mit mehreren gleichartigen Brennern beispielsweise in der Brennkammer einer Gasturbinenanlage eingesetzt werden kann, umfasst ein inneres Pilotbrennersystem und ein das Pilotbrennersystem konzentrisch umgebendes Hauptbrennersystem. Sowohl Pilotbrennersystem als auch Hauptbrennersystem können wahlweise mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen, wie bspw. Erdgas oder Heizöl, betrieben werden.The burner according to the invention, which can optionally be used in conjunction with a plurality of similar burners, for example in the combustion chamber of a gas turbine plant, comprises an inner pilot burner system and a main burner system concentrically surrounding the pilot burner system. Both the pilot burner system and the main burner system may optionally be operated with gaseous and / or liquid fuels, such as natural gas or fuel oil.

Das Pilotbrennersystem umfasst einen inneren Ölzufuhrkanal 1, der von einem inneren ringförmigen Gaszufuhrkanal 3 konzentrisch umgeben ist. Dieser ist wiederum von einem inneren Luftzufuhrkanal oder Inertstoffzufuhrkanal 5 konzentrisch umgeben. In oder an diesem Luftzufuhrkanal kann zudem ein geeignetes Zündsystem angeordnet sein (in der Figur nicht dargestellt). Das Pilotbrennersystem weist eine einer Brennkammer 7 zuzuwendende Austrittsöffnung 9 auf, in deren Bereich eine Drallbeschaufelung 11 im Luftzufuhrkanal angeordnet ist. Mittels Düsenöffnungen 13 kann Gas aus dem inneren Gaszufuhrkanal 3 im Bereich der Drallbeschaufelung oder stromauf der Drallbeschaufelung in den Luftzufuhrkanal 5 eingedüst werden. Öl aus dem Ölzufuhrkanal kann mittels Öldüsen 15 stromab der Drallbeschaufelung in die zugeführte Luft bzw. den zugeführten Inertstoff eingedüst werden.The pilot burner system includes an internal oil supply passage 1 that of an inner annular gas supply channel 3 is surrounded concentrically. This is in turn of an inner air supply channel or Inertstoffzufuhrkanal 5 surrounded concentrically. In addition, a suitable ignition system may be arranged in or on this air supply channel (not shown in the figure). The pilot burner system has a combustion chamber 7 facing outlet opening 9 in whose area a swirl blading 11 is arranged in the air supply channel. through orifices 13 can gas from the inner gas supply channel 3 in the area of the swirl blading or upstream of the swirl blading in the air supply channel 5 be injected. Oil from the oil supply channel can be oiled 15 Be injected downstream of the swirl blading in the supplied air or the supplied inert material.

Das Pilotbrennersystem kann in an sich bekannter Weise mit Öl und/oder Gas als Diffusionsbrenner betrieben werden, in dem der Brennstoff direkt in die Flamme eingedüst wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Pilotbrennersystem als Vormischbrenner zu betreiben, in dem der Brennstoff gründlich mit Luft vermischt wird, bevor das Gemisch der Flamme zugeführt wird.The pilot burner system can be operated in a conventional manner with oil and / or gas as a diffusion burner, in which the fuel is injected directly into the flame. However, it is also possible to operate the pilot burner system as a premix burner, in which the fuel is thoroughly mixed with air before the mixture is fed to the flame.

Das das Pilotbrennersystem umgebende Hauptbrennersystem umfasst einen radialen äußeren Luftzufuhrkanal 17, auch Ringluftkanal genannt, durch den sich mehrere Drallschaufeln 19 einer Drallbeschaufelung erstrecken. Diese Drallschaufeln 19 weisen erste Gasdüsen 21 und zweite Gasdüsen 23 auf, durch die Brenngas in die durch den radialen Luftzufuhrkanal 17 einströmende Luft eingedüst werden kann. In die durch den Luftzufuhrkanal 17 strömende Luft kann mittels Öldüsen 25 zudem Öl eingedüst werden. Zwar ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von Öl und Öldüsen die Rede, jedoch soll dies lediglich stellvertretend für geeignete flüssige Brennstoffe und entsprechende Düsen stehen.The main burner system surrounding the pilot burner system includes a radial outer air supply passage 17 , also called annular air duct, through which several swirl vanes 19 a twist blading extend. These swirl vanes 19 have first gas nozzles 21 and second gas nozzles 23 through, through the fuel gas in through the radial air supply duct 17 inflowing air can be injected. Into the through the air supply channel 17 flowing air can by means of oil nozzles 25 In addition, oil is injected. Although in the present embodiment of oil and oil nozzles, the speech, but this should only be representative of suitable liquid fuels and corresponding nozzles.

Die in den Drallschaufeln 19 befindlichen ersten Gasdüsen 21 und zweiten Gasdüsen 23 sowie die Öldüsen 25 werden über eine radial innen liegende Brennstoffzufuhranordnung, die sogenannte Nabe 27, mit Brennstoff versorgt. In dieser sind erste und zweite ringförmige Gasverteilerkanäle 29 und 31 angeordnet, die die Gasdüsen 21 bzw. 23 mit Gas versorgen. Die Drallschaufeln 19 und die Brennstoffzufuhranordnung weisen eine Brennstoff-Strömungsrichtung 100 auf. Weiterhin ist in der Nabe 27 ein ringförmiger Ölverteilerkanal 33 angeordnet, der die Öldüsen 25 mit Öl versorgt. Die Gasverteilerkanäle 29, 31 sowie der Ölverteilerkanal 33 werden über Gaszufuhrkanäle 35, 37 bzw. über einen Ölzufuhrkanal 39 mit dem entsprechenden Brennstoff versorgt. Die Gaszufuhrkanäle 35, 37 versorgen die Gasverteilerkanäle 29, 31 mit Brennstoff. Für den Ölzufuhrkanal 39 liegt ein eigenes Ölzufuhrrohr 43 vor.The ones in the swirl blades 19 located first gas nozzles 21 and second gas nozzles 23 as well as the oil nozzles 25 be via a radially inner fuel supply assembly, the so-called hub 27 fueled. In this are first and second annular gas distribution channels 29 and 31 arranged the gas nozzles 21 respectively. 23 supply with gas. The swirl blades 19 and the fuel supply arrangement have a fuel flow direction 100 on. Furthermore, in the hub 27 an annular oil distribution channel 33 arranged the oil nozzles 25 supplied with oil. The gas distribution channels 29 . 31 and the oil distribution channel 33 are via gas supply channels 35 . 37 or via an oil supply channel 39 supplied with the appropriate fuel. The gas supply channels 35 . 37 supply the gas distribution channels 29 . 31 with fuel. For the oil supply channel 39 lies its own oil supply pipe 43 in front.

2 zeigt eine Brennstoff-Nabe 27 mit den Brennstoffverteilerkanal 29 und 31 mit Öffnungen, welche den Brennstoff in die Schaufel 19 führt. Die beiden Brennstoffverteilerkanale 29 und 31 sind im Wesentlichen parallel angeordnet und durch einen Steg 50 getrennt. 2 shows a fuel hub 27 with the fuel distribution channel 29 and 31 with openings which feed the fuel into the blade 19 leads. The two fuel distribution channels 29 and 31 are arranged substantially parallel and through a bridge 50 separated.

3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Drallschaufel 7 mit zwei integrierten, unabhängig voneinander ansteuerbaren Gasstufen B und D. 3 shows a schematic diagram of a swirl blade 7 with two integrated, independently controllable gas levels B and D.

Die Drallschaufel 19 weist zwei voneinander unabhängige Gasverteilerkanäle 29 und 31 auf. Der eine Gasverteilerkanal 29 mit den Auslassdüsen 21 kann beispielsweise zum Eindüsen eines anderen des Mediums D als der zweite Gasverteilerkanäle 31 über die Auslassdüsen 23 (Medium B) verwendet werden. Vorzugsweise werden beide durch die Gasverteilerkanäle 29 und 31 der Drallschaufel 19 einzudüsenden Medien gasförmig sein, z. B. das Eine Erdgas und das Andere Kohlegas. Ebenso kann über diese Auslassdüsen 21 und/oder 23 bei Bedarf ein Inertstoff wie etwa Wasserdampf eingedüst werden.The swirl shovel 19 has two independent gas distribution channels 29 and 31 on. The one gas distribution channel 29 with the outlet nozzles 21 For example, for injecting another of the medium D than the second gas distribution channels 31 over the outlet nozzles 23 (Medium B) can be used. Preferably both are through the gas distribution channels 29 and 31 the swirl blade 19 be injected media gaseous, z. As the one natural gas and the other coal gas. Likewise can over these outlet nozzles 21 and or 23 If necessary, an inert material such as water vapor can be injected.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mit einer doppelten, gleichen Ausführung der Schaufeleindüsung im oberen und unteren Bereich zwei Doppelpassungen 51 geschaffen werden, was dazu führt, dass die Schaufel 19 insbesondere die Schaufelausrichtung nicht mehr über diese Passungen 51, die zumindest eine Einstellscheibe umfassen können, einstellbar sind. Dies resultiert daraus, dass nun kein Drehpunkt (Angelpunkt) mehr vorhanden ist. Dabei kann als Drehpunkt vor allem die Eindüseachse gesehen werden. Aufgrund mehrerer Eindüseachsen und der Doppelpassung ist somit kein Drehpunkt mehr vorhanden.According to the invention it was recognized that with a double, same version of the Schaufeleindüsung in the upper and lower two double fits 51 be created, which causes the shovel 19 especially the blade alignment no longer about these fits 51 , which may comprise at least one dial, are adjustable. This results from the fact that now no fulcrum (pivot) longer exists. It can be seen as a fulcrum, especially the Eindüseachse. Due to several Eindüseachsen and the double fit thus no more pivot point is available.

Die Drallschaufel 19 ist mit einer ersten Gaseindüsung 21 und einer weiteren zusätzlichen zweiten Gaseindüsung 23 ausgestaltet. Dabei werden die Düsen 21 von einem ersten Verteilerrohr 61 gespeist und die Düsen 23 von einem zweiten Verteilerrohr 65, wobei das Verteilerrohr 61, 65 in der Drallschaufel 19 integriert ist.The swirl shovel 19 is with a first gas injection 21 and another additional second gas injection 23 designed. Thereby the nozzles become 21 from a first manifold 61 fed and the nozzles 23 from a second manifold 65 , wherein the manifold 61 . 65 in the swirl bucket 19 is integrated.

Erfindungsgemäß ist nun die Drallschaufel 19 zwischen dem ersten Verteilerrohr 61 und dem zweiten Verteilerrohr 65 geteilt in zwei Schaufelhälften 19a, 19b ausgeführt (4). Dies hat den Vorteil, dass die Eindüsungen über die Eindüseöffnungen 21 und 23 getrennt steuerbar sind. Es ist somit ein unterschiedliches „Staging” möglich. Auch sind somit die Kanäle 31 und 29 getrennt steuerbar. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf die Lebensdauer aus, da die beiden Kanäle 31 und 29 nun auch im Hinblick auf ihre thermischen Belastungen gesteuert werden können. Dies ist besonders beim Wechsel von Teillast auf Volllast und umgekehrt vorteilhaft. Auch ist eine geteilte Schaufel 19a, 19b wesentlich schneller und kostengünstiger zu Fertigen als eine Schaufel mit Doppelpassung 51. Zudem ist eine Einstellung der Schaufelausrichtung der beiden Schaufelhälften 19a, 19b über die Einstellscheiben möglich.According to the invention, the swirl blade is now 19 between the first manifold 61 and the second manifold 65 divided into two blade halves 19a . 19b executed ( 4 ). This has the advantage that the injections through the injection openings 21 and 23 are separately controllable. It is thus possible a different "staging". So are the channels 31 and 29 separately controllable. This also has an advantageous effect on the service life, since the two channels 31 and 29 can now be controlled with regard to their thermal loads. This is particularly advantageous when changing from part load to full load and vice versa. Also is a split shovel 19a . 19b Much faster and cheaper to manufacture than a double-action bucket 51 , In addition, an adjustment of the blade orientation of the two blade halves 19a . 19b possible via the shims.

Die Schaufelhälften 19a, 19b weisen zudem an der äußeren Begrenzungswand 17b des Luftzufuhrkanals 17 eine Passung, dass heißt, einen sogenannten Passzapfen 90a, 90b und einen Schiebesitz 85a, 85b auf, der sozusagen in der Nabe 27 selber angebracht wird. Durch die Passzapfen 90a, 90b und den Schiebesitz 85a, 85b sind die beiden Schaufelhälften 19a, 19b nun thermisch separat dehnbar, wodurch ebenfalls Spannungen reduziert werden. An der äußeren Begrenzungswand 17b des Luftzufuhrkanals 17 werden die beiden Schaufelhälften 19a, 19b mit einer Mutter 86a, 86b (5) gegen die äußeren Begrenzungswand 17b festgezogen.The blade halves 19a . 19b also indicate the outer boundary wall 17b of Air supply channel 17 a fit, that is, a so-called fitting pin 90a . 90b and a sliding seat 85a . 85b up, in the hub, so to speak 27 itself is attached. By the passport 90a . 90b and the sliding seat 85a . 85b are the two blade halves 19a . 19b now thermally separately expandable, which also reduces stress. At the outer boundary wall 17b of the air supply channel 17 become the two blade halves 19a . 19b with a mother 86a . 86b ( 5 ) against the outer boundary wall 17b tightened.

Auch kann die Nabe 27 ein Zufuhrrohr 55 (6 und 7) umfasst, welches stromabwärts mit einer der Drallschaufelhälften 19a (19b) verbunden ist sowie einen Ringaufsatz 60, wobei das Zufuhrrohr 55 stromaufwärts mit dem Ringaufsatz 60 verbunden ist, wobei der Ringaufsatz 60 in Strömungsrichtung 100 gesehen dem Brennstoffverteilerkanal 31 (alternativ 29) vorgeschaltet ist. Somit wird quasi einer der Verteilerkanäle 29 bzw. 31 als Zufuhrrohr 55 ausgebildet.Also, the hub can 27 a supply pipe 55 ( 6 and 7 ), which downstream with one of the swirl vane halves 19a ( 19b ) and a ring attachment 60 , wherein the feed tube 55 upstream with the ring attachment 60 is connected, wherein the ring attachment 60 in the flow direction 100 seen the fuel distribution channel 31 (alternatively 29 ) is connected upstream. Thus, virtually becomes one of the distribution channels 29 respectively. 31 as a supply pipe 55 educated.

Das Zufuhrrohr 55 mündet stromabwärts in ein Verteilerrohr 61 (bzw. alternativ 65). Stromaufwärts ist das Zufuhrrohr 55 mit dem Ringaufsatz 60 verbunden. Dabei ist der Ringaufsatz 60 in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal 31 (bzw. alternativ 29) vorgeschaltet. Somit ist quasi der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal 31 (bzw. alternativ 29) parallel zu dem Zufuhrrohr 55. Der Ringaufsatz 60 wird mit einem separaten Rohranschluss 75 versorgt. Der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal 31 (bzw. alternativ 29) wird mit einem weiteren Kanal 80 versorgt. Somit werden die beiden führenden Gaspassagen, nämlich das Zufuhrrohr 55 mit dem Ringaufsatz 60 und der ursprüngliche Brennstoffverteilerkanal 31 (bzw. alternativ 29) erfindungsgemäß räumlich entkoppelt. Der Ringaufsatz 60 wirkt dahingehend, dass er die hohen Spannungen aus der Nabe 27 herauszieht und gleichmäßig über dem Bauteil verteilt. Dadurch ergibt sich eine Entschärfung des Bauraums durch niedrigere Spannungen.The feed pipe 55 flows downstream into a manifold 61 (or alternatively 65 ). Upstream is the feed tube 55 with the ring attachment 60 connected. Here is the ring attachment 60 seen in the flow direction of the fuel distribution channel 31 (or alternatively 29 ) upstream. Thus, virtually the original fuel distribution channel 31 (or alternatively 29 ) parallel to the feed tube 55 , The ring attachment 60 comes with a separate pipe connection 75 provided. The original fuel distribution channel 31 (or alternatively 29 ) will be with another channel 80 provided. Thus, the two leading gas passages, namely the supply pipe 55 with the ring attachment 60 and the original fuel distribution channel 31 (or alternatively 29 ) According to the invention spatially decoupled. The ring attachment 60 works to the effect that it releases the high voltages from the hub 27 pull it out and distribute it evenly over the component. This results in a defusing of the installation space due to lower voltages.

Um eine zusätzliche Spannungsreduktion zu erhalten, kann der Steg 50, durch welchen der Brennstoffverteilerkanal 31 (bzw. 29) und das Zufuhrrohr 55 getrennt sind, flexible ausgeführt sein. Der Steg 50 kann dabei aus einem elastischen Werkstoff gefertigt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Steg 50 aber auch durch eine entsprechende Geometrie elastisch wirken und somit Spannungen kompensieren. Dies kann z. B. durch einen gekrümmten oder gewellten Steg 50 bewirkt werden.To obtain an additional voltage reduction, the bridge can 50 through which the fuel distribution channel 31 (respectively. 29 ) and the feed tube 55 are separated, flexible executed. The jetty 50 can be made of an elastic material. Additionally or alternatively, the bridge 50 but also act elastically by a corresponding geometry and thus compensate for stresses. This can be z. B. by a curved or corrugated web 50 be effected.

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Claims (10)

Drallschaufel (19) mit einer ersten Gaseindüsung (21) und einer weiteren zusätzlichen zweiten Gaseindüsung (23), wobei die ersten Düsen (21) von einem ersten Verteilerrohr (61) gespeist werden und die zweiten Düsen (23) von einem zweiten Verteilerrohr (65), wobei das Verteilerrohr (61, 65) in der Drallschaufel (19) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallschaufel (19) zwischen dem ersten Verteilerrohr (61) und zweiten Verteilerrohr (65) geteilt in zwei Schaufelhälften (19a, 19b) ausgeführt ist.Swirl blade ( 19 ) with a first gas injection ( 21 ) and another additional second gas injection ( 23 ), the first nozzles ( 21 ) from a first manifold ( 61 ) and the second nozzles ( 23 ) from a second manifold ( 65 ), whereby the manifold ( 61 . 65 ) in the swirl blade ( 19 ), characterized in that the swirl blade ( 19 ) between the first distributor pipe ( 61 ) and second manifold ( 65 ) divided into two blade halves ( 19a . 19b ) is executed. Drallschaufel (19) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaufelhälften (19a, 19b) getrennt fertigbar sind.Swirl blade ( 19 ) according to claim 1, characterized in that the two blade halves ( 19a . 19b ) are manufactured separately. Drallschaufel (19) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallschaufelhälften (19a, 19b) in einem Ringluftkanal (17) zur Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet sind, und im Betrieb eine Strömungsrichtung (100) aufweisen und stromaufwärts jeweils mit einem ersten Brennstoffverteilerkanal (29) und einem zweiten Brennstoffverteilerkanal (31) verbunden sind, wobei der erste und der zweite Brennstoffverteilerkanal (29, 31) in einer zentrale Brennstoffzufuhranordnung (27) angeordnet ist.Swirl blade ( 19 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the swirl vane halves ( 19a . 19b ) in an annular air channel ( 17 ) are arranged for the supply of combustion air, and in operation a flow direction ( 100 ) and upstream each with a first fuel distributor channel ( 29 ) and a second fuel distribution channel ( 31 ), wherein the first and the second fuel distribution channel ( 29 . 31 ) in a central fuel supply arrangement ( 27 ) is arranged. Drallschaufel (19) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallschaufelhälften (19a, 19b) in einem Ringluftkanal (17) zur Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet sind, welcher die zentrale Brennstoffzufuhranordnung (27) umgibt, wobei die ersten Brennstoffdüsen (21) von einer ersten Brennstoffverteilerzufuhr (29) in der Brennstoffzufuhranordnung (27) gespeist werden und die zweiten Brennstoffdüsen (23) von einem zweiten Brennstoffverteilerkanal (31) in der Brennstoffzufuhranordnung (27) gespeist werden.Swirl blade ( 19 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the swirl vane halves ( 19a . 19b ) in an annular air channel ( 17 ) are arranged for supplying combustion air, which the central fuel supply arrangement ( 27 ), wherein the first fuel nozzles ( 21 ) from a first fuel distributor feed ( 29 ) in the fuel supply assembly ( 27 ) and the second fuel nozzles ( 23 ) from a second fuel distribution channel ( 31 ) in the fuel supply assembly ( 27 ) are fed. Drallschaufel (19) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilerzufuhr (29) eine Strömungsrichtung (100) aufweist und ein Zufuhrrohr (55) umfasst, welches stromabwärts mit einer der Drallschaufelhälften (19a, 19b) verbunden ist sowie einen Ringaufsatz (60), wobei das Zufuhrrohr (55) stromaufwärts mit dem Ringaufsatz (60) verbunden ist, wobei der Ringaufsatz (60) in Strömungsrichtung gesehen dem Brennstoffverteilerkanal (31) vorgeschaltet ist.Swirl blade ( 19 ) according to claim 4, characterized in that the fuel distributor supply ( 29 ) a flow direction ( 100 ) and a supply pipe ( 55 ), which downstream with one of the swirl vane halves ( 19a . 19b ) and a ring attachment ( 60 ), wherein the feed tube ( 55 ) upstream with the ring attachment ( 60 ), the ring attachment ( 60 ) seen in the flow direction of the fuel distribution channel ( 31 ) is connected upstream. Drallschaufel (19) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schaufelhälften (19a, 19b) stromabwärts einen Passzapfen (90a, 90b) und stromaufwärts einen Schiebesitz (85a, 85b) aufweisen.Swirl blade ( 19 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that both blade halves ( 19a . 19b ) downstream of a passport ( 90a . 90b ) and upstream a sliding seat ( 85a . 85b ) exhibit. Drallschaufel (19) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitz (85a, 85b) stromaufwärts in die Brennstoffzufuhranordnung (27) zumindest teilweise hineinragt.Swirl blade ( 19 ) according to claim 6, characterized in that the sliding seat ( 85a . 85b ) upstream into the fuel supply assembly ( 27 ) at least partially protrudes. Drallschaufel (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaufelhälften (19a, 19b) jeweils eine Mutter (86a, 86b) aufweisen, mit der die Schaufelhälften (19a, 19b) gegen die stromabwärtige Begrenzungswand (17b) des Ringluftkanal (17) festziehbar sind.Swirl blade ( 19 ) according to one of the preceding claims 2 to 7, characterized in that the two blade halves ( 19a . 19b ) one mother each ( 86a . 86b ), with which the blade halves ( 19a . 19b ) against the downstream boundary wall ( 17b ) of the annular air channel ( 17 ) are tightened. Brenner mit einer Drallschaufel (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Burner with a swirl blade ( 19 ) according to any one of the preceding claims. Gasturbine mit wenigstens einem Brenner nach Anspruch 9.Gas turbine with at least one burner according to claim 9.
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