DE102010017779A1 - Radiale Einlassleitschaufeln für einen Brenner - Google Patents
Radiale Einlassleitschaufeln für einen Brenner Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010017779A1 DE102010017779A1 DE102010017779A DE102010017779A DE102010017779A1 DE 102010017779 A1 DE102010017779 A1 DE 102010017779A1 DE 102010017779 A DE102010017779 A DE 102010017779A DE 102010017779 A DE102010017779 A DE 102010017779A DE 102010017779 A1 DE102010017779 A1 DE 102010017779A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- burner
- inlet guide
- flow
- nozzles
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N cathelicidin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)C1=CC=CC=C1 POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
- F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
- F23C7/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes adjustable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
- F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Die vorliegende Anmeldung stellt einen Brenner (100) bereit. Der Brenner (100) kann einen dadurch verlaufenden inneren Strömungspfad (22), eine Anzahl von Düsen (24) in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad (22) und ein um den inneren Strömungspfad (22) herum positioniertes Einlassleitschaufelsystem (120) enthalten, um eine verwirbelte Strömung (200) darin zu erzeugen.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gasturbinen und betrifft insbesondere die Verwendung von radialen Einlassleitschaufeln oder Verwirbelungselementen in einem Brenner, um eine gleichmäßigere Luftströmungsverteilung zu den Brennerdüsen zu erzeugen.
- Hintergrund der Erfindung
- In einer Gasturbine nimmt der Betriebswirkungsgrad zu, wenn die Temperatur des Verbrennungsgasstroms zunimmt. Höhere Gasstromtemperaturen können jedoch höhere Pegel an Stickstoffoxid (NOx) erzeugen, eine Emission, die sowohl bundesstaatlichen als auch einzelstaatlichen Bestimmungen in den U. S. und ähnlichen Bestimmungen im Ausland unterliegt. Es liegt somit ein Konflikt zwischen dem Bestreben vor, die Gasturbine einerseits in einem effizienten Temperaturbereich zu betreiben und andererseits sicher zu stellen, dass die Abgabe von NOx und anderen Arten von Emissionen unter den vorgeschriebenen Werten bleibt.
- Neueste Verbrennungskonzepte beinhalten die Verwendung einer Anzahl von Düsen mit vielen kleinen Kanälen in dem Brenner im Gegensatz zu einigen Düsen mit größeren Kanälen. Diese Düsen mit kleinen Kanälen bieten eine schnelle Brennstoff/Luft-Vermischung in einer kurzen Strömungsverweilzeit. Die Düsen stellen auch eine starke Wandwärmeübertragung in Kombination mit einer effektiven Kühlung unter Anwendung von Brennstoff und/oder Luft bereit. Somit können diese kleinen Düsen oder andere Arten von Verbrennungsdüsen die Fähigkeit haben, Emissionen zu verringern und auch die Verwendung von hoch reaktiven Arten von Synthesegas oder anderen Brennstoffen, insbesondere Brennstoffen mit hohem Wasserstoffanteil, zu ermöglichen. Die Auslegung der Düsen kann jedoch die Nutzung von mehr Brennerkappenraum erfordern, um die Luft einwandfrei zwischen den zahlreichen kleinen Düsen zu verteilen.
- Um die Emissionen und die Möglichkeit eines Flammenrückschlags zu minimieren, kann es erwünscht sein, eine möglichst gleichmäßige Luftströmungsverteilung über den Düsen zu haben. Derzeitige Brennerkonstruktionen können Luftströmungsschwankungen darin von Düse zu Düse oder selbst von Kanal zu Kanal aufweisen. Die äußersten Düsen oder Rohre können aufgrund einer lokalen Strömungstrennung, sobald sich die Luft den Düsen annähert, eine geringere Luftströmung erhalten. Eine derartige Trennung kann die Düsenbetriebsfähigkeit beeinträchtigen, da Düsen mit einer geringeren Luftströmung unter Flammenhaltung oder Flammenrückschlag leiden können. Die Trennung kann auch durch Verbrennung erzeugte Emissionen, wie z. B. Stickstoffoxide (NOx) und Kohlenmonoxid (CO), beeinflussen. Das Ausmaß der ungleichmäßigen Luftströmungsverteilung kann sich ebenfalls mit der Belastung oder der Massenstromrate der gesamten Luft verändern. In dem Falle eines Brenners mit einem kurzen Einsatz oder keinem Einsatz kann die Kappenoberfläche so gekrümmt sein, dass sie die Düsenströmung leicht nach innen gerichtet strömen lässt. Eine derartige Konstruktion kann jedoch mehr Luft in der Nähe des Bereichs des äußeren Durchmessers erfordern, als derzeit bereitgestellt werden kann.
- Es besteht somit ein Wunsch, eine gleichmäßigere Luftströmungsverteilung um den Brenner und die Brennerkappe herum bereitzustellen. Bevorzugt sollte eine derartige gleichmäßige Luftströmung sowohl reduzierte Emissionen bewirken sowie das Gesamtverhalten der Gasturbine, insbesondere bei der Verwendung von hoch reaktivem Synthesegas, Wasserstoffbrennstoffen und ähnlichen Brennstoffarten verbessern.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Anmeldung stellt somit einen Brenner bereit. Der Brenner kann einen dadurch verlaufenden inneren Strömungspfad, eine Anzahl von Düsen in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad und ein um den inneren Strömungspfad herum positioniertes Einlassleitschaufelsystem enthalten, um eine verwirbelte Strömung darin zu erzeugen.
- Die vorliegende Anmeldung stellt ferner einen Brenner bereit. Der Brenner kann einen dadurch verlaufenden inneren Strömungspfad, eine Vormisch-Direkteinspritzdüse in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad und eine Anzahl von um den inneren Strömungspfad herum positionierten Einlassleitschaufeln enthalten, um eine Verwirbelungsströmung darin zu erzeugen.
- Die vorliegende Anmeldung stellt ferner einen Brenner bereit. Der Brenner kann einen dadurch verlaufenden inneren Strömungspfad, ein Kappenelement, eine Anzahl von in dem Kappenelement positionierten und in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad stehenden Düsen und eine Anzahl von um den inneren Strömungspfad herum positionierten Einlassleitschaufeln enthalten. Die Einlassleitschaufeln können sich von einem unteren Abschnitt eines Strömungskanals aus erstrecken, um eine teilweise verwirbelte Strömung zu erzeugen und können etwa bei einem Fenster des Strömungskanals enden, um somit eine teilweise nicht verwirbelte Strömung dergestalt zu erzeugen, dass eine gesamte verwirbelte Strömung eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung über den Düsen hat.
- Diese und weitere Merkmale und Verbesserungen der vorliegenden Anmeldung werden für den Fachmann auf diesem Gebiet nach Betrachtung der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den verschiedenen Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer Gasturbine, die mit dem hierin beschriebenen Brenner verwendet werden kann. -
2 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Brennerrohrs mit einer Anzahl gebündelter Mehrfachrohr-Einspritzdüsen der Gasturbine von1 . -
3 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Brenners mit einem Einlassleitschaufelsystem, wie es hierin beschrieben ist. -
4 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Brenners mit dem Einlassleitschaufelsystem von3 . -
5 ist eine Draufsicht auf den Brenner mit dem Einlassleitschaufelsystem von3 . - Detaillierte Beschreibung
- In den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente durchgängig durch die verschiedenen Ansichten bezeichnen, stellt
1 eine Seitenquerschnittsansicht einer Gasturbine10 dar. Wie bekannt, kann die Gasturbine10 einen Verdichter12 enthalten, um einen ankommenden Luftstrom zu verdichten. Der Verdichter12 liefert den verdichteten Luftstrom an einen Brenner14 . Der Brenner14 vermischt den verdichteten Luftstrom mit einem verdichteten Brennstoffstrom und zündet das Gemisch (obwohl nur ein einziger Brenner14 dargestellt ist, kann die Gasturbine10 eine beliebige Anzahl von Brennern14 enthalten). Die heißen Verbrennungsgase werden wiederum einer Turbine16 zugeführt. Die heißen Verbrennungsgase treiben die Turbine16 an, um mechanische Arbeit zu erzeugen. Die in der Turbine16 erzeugte mechanische Arbeit treibt den Verdichter12 und eine externe Last, wie z. B. einen elektrischen Generator und dergleichen, an. - Die Gasturbine
10 kann Erdgas und verschiedene weitere Arten von Synthesegas und andere Brennstoffarten verarbeiten. Die Gasturbine kann eine 7F- oder eine 9F-Hochleistungs-Gasturbine sein, die von General Electric Company of Schenectady, New York angeboten wird. Die Gasturbine10 kann weitere Konfigurationen haben und weitere Arten von Komponenten nutzen. Andere Arten von Gasturbine können hierin genutzt werden. Mehrere Gasturbinen10 , andere Arten von Turbinen und andere Arten von Energieerzeugungsanlagen können hierin genutzt werden. -
2 stellt eine Seitenquerschnittsansicht eines Beispiels eines Brenners14 dar, der hierin verwendet werden kann. Der Brenner14 enthält ein Brennerrohr15 , das sich von einer an seinem ersten Ende positionierten Endabdeckung18 zu einem Kappenelement20 an seinem gegenüberliegenden Ende erstreckt. Das Kappenelement20 kann von der Endabdeckung18 so in Abstand angeordnet sein, dass es einen inneren Strömungspfad22 für einen Strom der verdichteten Luft durch das Brennerrohr15 definiert. Das Kappenelement20 kann eine sich dadurch hindurcherstreckende Vorvermischungs-Direkteinspritzdüse23 oder eine andere Art von Brennstoffdüse oder Einspritzeinrichtung definieren. Die Vorvermischungs-Direkteinspritzdüse23 kann eine Anzahl kleiner Düsen24 in Verbindung mit einem Brennstoffpfad25 enthalten. Die kleinen Düsen24 können in einem Winkel angeordnet sein oder können gerade verlaufen. Der Brennstoffpfad25 kann sich von der Endabdeckung18 zu den Brennstoffdüsen23 erstrecken, um einen Brennstoffstrom dorthin zu liefern. Die Vorvermischungs-Einspritzdüse23 erzeugt im Wesentlichen eine gute Brennstoff/Luft-Vermischung mit wenig durch die Verbrennung erzeugtem NOx und niedrigem Brennstoffdruckverlust, um somit einen hohen Systemwirkungsgrad bereitzustellen. - Der Brenner
14 enthält einen Brennereinsatz26 und eine stromaufwärts vor dem Brennerrohr15 positionierte Strömungshülse28 . Der Brennereinsatz26 und die Strömungshülse28 können einen durch diese verlaufenden äußeren Strömungspfad30 in umgekehrter Strömungsrichtung zu dem inneren Strömungspfad22 definieren. Der äußere Strömungspfad kann eine Kühlung für den Brennereinsatz26 bereitstellen. - Luft aus dem Verdichter
12 strömt somit durch den äußeren Strömungspfad30 zwischen dem Brennereinsatz26 und der Strömungshülse28 und kehrt dann in das Brennerrohr15 um. Die Luft strömt dann durch den zwischen der Endabdeckung18 und dem Kappenelement20 definierten inneren Strömungspfad22 . Während die Luft die Vorvermischungs-Direkteinspritzdüsen23 des Kappenelementes20 passiert, wird die Luft mit einem Brennstoffstrom aus dem Brennstoffpfad25 vermischt und in einer Brennkammer32 entzündet. Der hierin dargestellte Brenner14 ist lediglich beispielhaft. Viele weitere Konstruktionsarten des Brenners14 und Verbrennungsverfahren können hierin genutzt werden. - Während sich die Luftströmung den Düsen
23 des Kappenelementes20 durch den inneren Strömungspfad22 annähert, kann eine große Geschwindigkeitsverteilungsvarianz über dem Kappenelement20 vorliegen. Diese Geschwindigkeitsvarianzen können insbesondere ein Problem bei einem vorgegebenen Einsatz einiger Vorvermischungs-Direkteinspritzdüsen24 mit jeweils einer Anzahl kleiner Rohre24 im Gegensatz zum Einsatz von wenigen der bekannten größeren Düsen sein. Derartige Geschwindigkeitsvarianzen können sich auf die Emissionspegel und andere Arten von Verbrennungsdynamik gemäß vorstehender Beschreibung auswirken. Diese Geschwindigkeitsvarianzen können sich von einem Bereich34 des äußeren Durchmessers bis zu einem mittigen Bereich36 des Kappenelementes20 erstrecken. -
3 –5 stellen eine Seitenquerschnittsansicht eines hierin beschriebenen Brenners100 dar. Der Brenner100 kann ein Brennerrohr110 ähnlich dem vorstehend beschriebenen enthalten. Der Brenner100 kann ein darin positioniertes Einlassleitschaufelsystem120 enthalten. Das Einlassleitschaufelsystem120 dient als Strömungskonditionierer und kann um den äußeren Strömungspfad30 herum zwischen dem Brennereinsatz26 und der Strömungshülse28 positioniert sein. Das Einlassleitschaufelsystem120 kann an der Endabdeckung18 oder anderweitig befestigt sein. - Das Einlassleitschaufelsystem
120 kann eine Anzahl von Leitschaufeln130 enthalten, wobei jede Leitschaufel130 radial auf einer Achse140 zur Rotation damit positioniert ist. Die Leitschaufeln130 können um einen unteren Teilabschnitt150 eines Strömungskanals160 durch den Brennereinsatz26 herum positioniert sein. Die Leitschaufeln130 können in Längsrichtung bei einem Fenster170 des Strömungskanals160 an seinem oberen Teilabschnitt (nahe an der Endabdeckung18 ) enden. Das Flächenverhältnis des unteren Teilabschnittes150 des Strömungskanals160 mit der Anzahl von Leitschaufeln130 zu dem Fenster170 des Strömungskanals160 ohne Leitschaufeln130 kann verändert werden, um eine gewünschte Luftströmungsverteilung zwischen den stromabwärts liegenden Düsen zu erzielen. Der Winkel der Leitschaufeln130 kann fest oder einstellbar sein. Jede beliebige Anzahl oder Form von Leitschaufeln130 kann eingesetzt werden. Die Achsen140 können an einem Antriebsmotor180 befestigt oder anderweitig angetrieben sein. - Im Einsatz kann sich eine Luftströmung
190 entlang dem äußeren Strömungspfad30 fortbewegen und kann durch das Einlassleitschaufelsystem120 hindurch und in den inneren Strömungspfad22 zu den kleinen Düsen23 des Kappenelementes20 passieren. Die Leitschaufeln130 können einen bestimmten Verwirbelungswinkel dergestalt bewirken, dass eine Verwirbelungsströmung200 mit einem höheren Druck in der Nähe des Bereichs34 des äußeren Durchmessers des Kappenelementes20 erzeugt werden kann. Die Stärke der Verwirbelungsströmung200 kann durch Änderung des Verwirbelungswinkels und/oder der Länge der Leitschaufeln130 gesteuert werden. Es kann somit eine Übertragungsfunktion zwischen dem Verwirbelungswinkel der Leitschaufeln130 und der Luftstromrate erstellt werden, um somit eine im Wesentlichen gleichmäßige Luftverteilung über dem Kappenelement20 und den Düsen23 sowohl bei Volllast- als auch Teillastbedingungen sicherzustellen. - Die Länge und Sehnenlänge der Leitschaufeln
130 kann zusammen mit dem Verwirbelungswinkel optimiert werden, um somit eine gleichmäßigere Luftströmungsverteilung über den Düsen24 zu erhalten. Ferner können die Einlassleitschaufeln130 wenigstens eine Teilverwirbelungsströmung erzeugen, während das Fenster170 des Strömungskanals160 eine Teilströmung ohne Verwirbelung dergestalt erzeugen kann, dass die resultierende Gesamtverwirbelungsströmung200 eine gleichmäßigere Verteilung über den Düsen24 haben kann. - Das Einlassleitschaufelsystem
120 stellt somit einen Konditionierer mit niedrigem Druckverlust und variabler Verwirbelung bereit, um somit eine gleichmäßige Luftströmungsverteilung zwischen den Düsen24 unter allen Lastbedingungen bereitzustellen. Das Einlassleitschaufelsystem120 erzeugt somit eine gleichmäßige Luftverteilung selbst in dem Zusammenhang der Verwendung eines kurzen Einsatzes26 mit der Verbrennung von Brennstoff mit hohem Wasserstoffanteil. - Es dürfte offensichtlich sein, dass Vorstehendes nur auf bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung zutrifft und dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen hierin von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, ohne von dem durch die nachstehenden Ansprüche und deren Äquivalente definierten allgemeinen Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
- Die vorliegende Anmeldung stellt einen Brenner
100 bereit. Der Brenner100 kann einen dadurch verlaufenden inneren Strömungspfad22 , eine Anzahl von Düsen24 in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad22 und ein um den inneren Strömungspfad22 herum positioniertes Einlassleitschaufelsystem120 enthalten, um eine verwirbelte Strömung200 darin zu erzeugen. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Gasturbine
- 12
- Verdichter
- 14
- Brenner
- 15
- Brennerrohr
- 16
- Turbine
- 18
- Endabdeckung
- 20
- Kappenelement
- 22
- innerer Strömungspfad
- 23
- Vorvermischungs-Direkteinspritzdüse
- 24
- kleine Rohrdüsen
- 25
- Brennstoffpfad
- 26
- Brennereinsatz
- 28
- Strömungshülse
- 30
- äußerer Strömungspfad
- 32
- Brennkammer
- 34
- Bereich des äußeren Durchmessers
- 36
- mittiger Bereich
- 100
- Brenner
- 110
- Brennerrohr
- 120
- Einlassleitschaufelsystem
- 130
- Einlassleitschaufeln
- 140
- Achse
- 150
- unterer Teilabschnitt
- 160
- Strömungskanal
- 170
- Fenster
- 180
- Antriebsmotor
- 190
- Luftströmung
- 200
- verwirbelte Strömung
Claims (10)
- Brenner (
100 ), aufweisend: einen inneren Strömungspfad (22 ) durch diesen; mehrere Düsen (24 ) in Verbindung mit dem inneren Strömungspfad (22 ); und ein Einlassleitschaufelsystem (120 ), das um den inneren Strömungspfad (22 ) herum positioniert ist, um eine verwirbelte Strömung (200 ) darin zu erzeugen. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, wobei das Einlassleitschaufelsystem (120 ) mehrere um eine Achse (140 ) herum positionierte Einlassleitschaufeln (130 ) aufweist. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 2, wobei sich die mehreren Einlassleitschaufeln (130 ) von einem unteren Abschnitt (150 ) eines Strömungskanals (160 ) aus erstrecken und etwa bei einem Fenster (170 ) des Strömungskanals (160 ) enden. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 3, wobei ein Verhältnis des unteren Abschnittes (150 ) des Strömungskanals (160 ) zu dem Fenster (170 ) des Strömungskanals (160 ) variiert werden. kann. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 2, wobei die mehreren Einlassleitschaufeln (130 ) mehrere Einlassleitschaufeln (130 ) mit festem oder einstellbarem Winkel aufweisen. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, der ferner eine Endabdeckung (18 ) aufweist und wobei das Einlassleitschaufelsystem (120 ) um die Endabdeckung (18 ) herum befestigt ist. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, der ferner einen Brennereinsatz (26 ) und eine Strömungshülse (28 ) aufweist, die einen äußeren Strömungspfad (30 ) durch diesen hindurch definieren und wobei das Einlassleitschaufelsystem (120 ) zwischen dem äußeren Strömungspfad (30 ) und dem inneren Strömungspfad (22 ) positioniert ist. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, der ferner ein Kappenelement (20 ) mit einem Bereich (34 ) eines äußeren Durchmessers und einem mittigen Bereich (36 ) aufweist und wobei die Verwirbelungsströmung (200 ) eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung über dem Bereich (34 ) des äußeren Durchmessers und dem mittigen Bereich (36 ) aufweist. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Düsen (24 ) mehrere kleine Rohrdüsen (24 ) aufweisen. - Brenner (
100 ) nach Anspruch 1, wobei das Einlassleitschaufelsystem (120 ) einen Strömungskonditionierer aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/559,522 US8371101B2 (en) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | Radial inlet guide vanes for a combustor |
US12/559,522 | 2009-09-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010017779A1 true DE102010017779A1 (de) | 2011-03-17 |
DE102010017779B4 DE102010017779B4 (de) | 2024-05-16 |
Family
ID=43571181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010017779.2A Active DE102010017779B4 (de) | 2009-09-15 | 2010-07-06 | Radiale Einlassleitschaufeln für einen Brenner |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8371101B2 (de) |
JP (1) | JP5572458B2 (de) |
CN (1) | CN102022728B (de) |
CH (1) | CH701773B1 (de) |
DE (1) | DE102010017779B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015226305A1 (de) * | 2015-12-21 | 2017-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103842727A (zh) * | 2011-09-22 | 2014-06-04 | 通用电气公司 | 用于衰减低频动力的燃烧器帽 |
US9353949B2 (en) * | 2012-04-17 | 2016-05-31 | Siemens Energy, Inc. | Device for improved air and fuel distribution to a combustor |
US20140083111A1 (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-27 | United Technologies Corporation | Gas turbine asymmetric fuel nozzle combustor |
US9297533B2 (en) * | 2012-10-30 | 2016-03-29 | General Electric Company | Combustor and a method for cooling the combustor |
WO2014204449A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Woodward, Inc. | Gas turbine engine flow regulating |
US20150338101A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | General Electric Company | Turbomachine combustor including a combustor sleeve baffle |
US10788213B2 (en) | 2015-08-27 | 2020-09-29 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Rayleigh-Taylor assisted combustion with micro-flameholders |
US10578307B2 (en) | 2015-10-09 | 2020-03-03 | Dresser-Rand Company | System and method for operating a gas turbine assembly including heating a reaction/oxidation chamber |
CN108826357A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-16 | 清华大学 | 发动机的环形燃烧室 |
CN114576012B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-09-26 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 燃气轮机进口导叶调节方法及装置 |
CN114992672B (zh) * | 2022-06-11 | 2024-04-26 | 江苏中科能源动力研究中心 | 一种微预混式燃气轮机燃烧室 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2889871A (en) * | 1957-03-13 | 1959-06-09 | Temple S Voorheis | Method and means relating to high capacity forced draft gas burner art |
DE4110507C2 (de) * | 1991-03-30 | 1994-04-07 | Mtu Muenchen Gmbh | Brenner für Gasturbinentriebwerke mit mindestens einer für die Zufuhr von Verbrennungsluft lastabhängig regulierbaren Dralleinrichtung |
JPH05203148A (ja) | 1992-01-13 | 1993-08-10 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼装置及びその制御方法 |
US5394688A (en) * | 1993-10-27 | 1995-03-07 | Westinghouse Electric Corporation | Gas turbine combustor swirl vane arrangement |
JP2950720B2 (ja) | 1994-02-24 | 1999-09-20 | 株式会社東芝 | ガスタービン燃焼装置およびその燃焼制御方法 |
IT1273369B (it) * | 1994-03-04 | 1997-07-08 | Nuovo Pignone Spa | Sistema perfezionato combustione a basse emissioni inquinanti per turbine a gas |
US5983642A (en) * | 1997-10-13 | 1999-11-16 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Combustor with two stage primary fuel tube with concentric members and flow regulating |
US20020162333A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-07 | Honeywell International, Inc., Law Dept. Ab2 | Partial premix dual circuit fuel injector |
DE10219354A1 (de) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Rolls Royce Deutschland | Gasturbinenbrennkammer mit gezielter Kraftstoffeinbringung zur Verbesserung der Homogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches |
US6761033B2 (en) | 2002-07-18 | 2004-07-13 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor with fuel-air pre-mixer and pre-mixing method for low NOx combustion |
DE112005001695A5 (de) * | 2004-08-27 | 2007-11-22 | Alstom Technology Ltd. | Mischeranordnung |
US20070028618A1 (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | General Electric Company | Mixer assembly for combustor of a gas turbine engine having a main mixer with improved fuel penetration |
US7685824B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-03-30 | The Regents Of The University Of Michigan | Rotary ramjet turbo-generator |
JP2008082590A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
US8117845B2 (en) * | 2007-04-27 | 2012-02-21 | General Electric Company | Systems to facilitate reducing flashback/flame holding in combustion systems |
CN101398186A (zh) * | 2008-10-24 | 2009-04-01 | 北京大学 | 自吸式旋流气动雾化喷嘴装置 |
-
2009
- 2009-09-15 US US12/559,522 patent/US8371101B2/en active Active
-
2010
- 2010-07-02 JP JP2010151520A patent/JP5572458B2/ja active Active
- 2010-07-06 DE DE102010017779.2A patent/DE102010017779B4/de active Active
- 2010-07-07 CH CH01111/10A patent/CH701773B1/de not_active IP Right Cessation
- 2010-07-15 CN CN201010236511.5A patent/CN102022728B/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015226305A1 (de) * | 2015-12-21 | 2017-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH701773B1 (de) | 2015-03-13 |
CN102022728A (zh) | 2011-04-20 |
US8371101B2 (en) | 2013-02-12 |
JP5572458B2 (ja) | 2014-08-13 |
DE102010017779B4 (de) | 2024-05-16 |
JP2011064447A (ja) | 2011-03-31 |
CH701773A2 (de) | 2011-03-15 |
CN102022728B (zh) | 2015-08-19 |
US20110061389A1 (en) | 2011-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010017779A1 (de) | Radiale Einlassleitschaufeln für einen Brenner | |
DE102011000225B4 (de) | Über einen Anzapfdiffusor gespeistes sekundäres Verbrennungssystem für Gasturbinen | |
DE102007004864B4 (de) | Brennkammer einer Gasturbine und Verbrennungssteuerverfahren für eine Gasturbine | |
DE102011054174B4 (de) | Turbomaschine mit einem Mischrohrelement mit einem Wirbelgenerator | |
DE102014117621A1 (de) | Brennstoffinjektor mit Vormisch-Pilotdüse | |
DE102010036488B4 (de) | Gasturbinenbrenner | |
DE102012100368B4 (de) | Brennkammerdüse | |
EP1754002B1 (de) | Gestufter vormischbrenner mit einem injektor für flüssigbrennstoff | |
EP1800062B1 (de) | Brenner zur verbrennung eines niederkalorischen brenngases und verfahren zum betrieb eines brenners | |
DE102010037412B4 (de) | Zweibrennstoffdüse für eine Turbomaschine | |
CH707771A2 (de) | System mit Vielrohr-Brennstoffdüse mit mehreren Brennstoffinjektoren. | |
DE102014103083A1 (de) | System und Verfahren zur Luftkonditionierung auf Rohrniveau | |
DE102009026364A1 (de) | Leitschäufelchen eines Brenners für eine Brennkammer | |
DE102011054308A1 (de) | Brennkammer mit einem Magerbetrieb-Vordüsen-Brennstoffeinspritzsystem | |
DE102011057142A1 (de) | Brennkammer mit Brennstoffstaffelung zur Flammenhaltungsminderung | |
DE102009025879A1 (de) | Hybrid-Brennstoffdüse | |
CH697709B1 (de) | Brennkammer mit gekühltem Venturirohr. | |
DE102010016373A1 (de) | Verfahren und System zur Reduktion des Leitschaufelverwirbelungswinkels in einem Gasturbinentriebwerk | |
DE112019000871T5 (de) | Brennkammer und damit ausgestattete gasturbine | |
DE112016003028T5 (de) | Brennstoffdüsenanordnung | |
DE112014005025B4 (de) | Ringförmige Verbrennungskammer in einem Gasturbinen-Triebwerk und Verfahren zu dessen Betrieb | |
EP2462379B1 (de) | Stabilisierung der flamme eines brenners | |
EP1847682A1 (de) | Verfahren zum Zuführen eines Fluides in den die Turbine durchströmenden Hauptgasstrom und dementsprechende Turbinenschaufel | |
DE3239195A1 (de) | Gas-brennstoffinjektor fuer ein gasturbinentriebwerk | |
CH707756A2 (de) | Brennstoffdüse zur Beschränkung von NOx-Emissionen für eine Diffusionsbrennkammereinrichtung. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC COMPANY, SCHENECTADY, NY, US |