DE102011018937A1 - Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine - Google Patents

Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine Download PDF

Info

Publication number
DE102011018937A1
DE102011018937A1 DE102011018937A DE102011018937A DE102011018937A1 DE 102011018937 A1 DE102011018937 A1 DE 102011018937A1 DE 102011018937 A DE102011018937 A DE 102011018937A DE 102011018937 A DE102011018937 A DE 102011018937A DE 102011018937 A1 DE102011018937 A1 DE 102011018937A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wall
combustion device
plate
passages
combustion
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.)
Withdrawn
Application number
DE102011018937A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Huber
Nicolas Noiray
Bruno Schuermans
Urs Benz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of DE102011018937A1 publication Critical patent/DE102011018937A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005Noise absorbing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03041Effusion cooled combustion chamber walls or domes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03043Convection cooled combustion chamber walls with means for guiding the cooling air flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Verbrennungsvorrichtung (1) für eine Gasturbine enthält Abschnitte (12), die eine innere und eine äußere Wand (13, 14) besitzen, wobei dazwischen eine Geräuschabsorptionsplatte (15), die eine Vielzahl von Bohrungen (16) besitzt, angeordnet ist. Die Verbrennungsvorrichtung (1) besitzt ferner erste Durchgänge (17), die Zonen zwischen der inneren Wand (13) und der Platte (15) mit dem Inneren der Verbrennungsvorrichtung (1) verbinden, und zweite Durchgänge (21) zum Kühlen der inneren Wand (13). Die Abschnitte (12) besitzen außerdem eine innere Lage (22) zwischen der inneren Wand (13) und der Platte (15), die innere Kammern (23), wovon jede mit wenigstens einem ersten Durchgang (17) verbunden ist, definiert, und eine äußere Lage (24) zwischen der äußeren Wand (14) und der Platte (15), die äußere Kammern (25), die über die Bohrungen (16) der Platte (15) mit den inneren Kammern (23) verbunden sind, definiert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine zweite Verbrennungsvorrichtung einer sequentiellen Verbrennungsgasturbine, die wie bekannt zwei Reihen von Verbrennungsvorrichtungen besitzt, wobei eine zweite Reihe mit den Rauchgasen (die noch immer Sauerstoff enthalten), die von einer ersten Reihe von Verbrennungsvorrichtungen kommen, gespeist wird.
  • Wohlgemerkt kann die vorliegende Erfindung auch in anderen Verbrennungsvorrichtungen wie etwa in Verbrennungsvorrichtungen der ersten Verbrennungsvorrichtungsreihe einer sequentiellen Verbrennungsgasturbine oder in einer herkömmlichen Gasturbine, die eine einzige Reihe von Verbrennungsvorrichtungen besitzt, ausgeführt sein.
  • Der Deutlichkeit, Einfachheit und Kürze halber wird im Folgenden spezifischer Bezug auf eine Verbrennungsvorrichtung einer zweiten Verbrennungsvorrichtungsreihe einer Gasturbine genommen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Während des Betriebs von Gasturbinen können starke thermoakustische Pulsationen entstehen; diese Pulsationen sind sehr schädlich für die Gasturbinenlebensdauer (sie können mechanische und thermische Schäden hervorrufen) und können auch die Betriebszeit begrenzen; folglich müssen thermoakustische Pulsationen unterdrückt werden.
  • Insbesondere besteht bei Gasturbinen, die mit Mager-, Vormischungs- und Niedrigemissions-Verbrennungsvorrichtungen arbeiten, ein hohes Risiko einer instabilen Verbrennung, die diese thermoakustischen Pulsationen hervorrufen kann.
  • Herkömmlicherweise sind, um thermoakustische Pulsationen zu unterdrücken, mit der Verbrennungsvorrichtung verbundene Dämpfungsvorrichtungen vorgesehen; Beispiele solcher Dämpfungsvorrichtungen sind Viertelwellenrohre, Helmholtz-Dämpfer und akustische Abschirmungen.
  • US 2005/229,581 offenbart eine Verbrennungsvorrichtung, die eine innere und eine äußere Wand besitzt, die perforiert, voneinander beabstandet und parallel zueinander sind, wobei das Volumen zwischen diesen Wänden (dank der Bohrungen in der inneren Wand) eine Vielzahl von Helmholtz-Dämpfern definiert.
  • Kühlung ist ein Hauptproblem bei dieser Struktur, wobei diese durch Prallkühlung mittels Luft, die durch die perforierte äußere Wand strömt und auf die perforierte innere Wand prallt, um dann durch die perforierte innere Wand in die Verbrennungsvorrichtung einzutreten, erreicht wird.
  • US 6,351,947 offenbart eine ähnliche Verbrennungsvorrichtung, die eine zusätzliche Geräusch adsorbierende, perforierte Platte zwischen der inneren Wand und der von ihr beabstandeten äußeren Wand besitzt, um die Dämpfungsleistung und die Frequenzbandbreite zu steigern.
  • Jedoch besitzen diese Verbrennungsvorrichtungen mehrere Nachteile.
  • Tatsächlich muss zum Kühlen der äußeren und der inneren Wand (die das Innere der Verbrennungsvorrichtung begrenzt) eine große Menge an Luft durch die Bohrungen der äußeren Wand in den Raum zwischen der inneren und der äußeren Wand abgeleitet werden.
  • Dies senkt die Dämpfungsleistung und, weil diese Luft nicht an der Verbrennung teilnimmt, die Flammentemperatur, weshalb die NOx-Emissionen höher sind als das was theoretisch möglich ist.
  • Dieser Nachteil ist bei den Verbrennungsvorrichtungen, die die Geräusch adsorbierende, perforierte Platte zwischen der inneren und der äußeren Wand besitzen, noch größer, da Luft (die über die Bohrungen in der äußeren Wand zugeführt wird) die innere Wand nicht direkt erreichen und auf diese prallen kann.
  • Außerdem kann eine schwache Kühlung ein Ansteigen der Temperatur im Raum zwischen der inneren und der äußeren Wand verursachen, was zu einem Anstieg der Geschwindigkeit des Schalls und folglich einer Verschiebung der Dämpfungsfrequenz zu einer Frequenz, die von der Entwurfsfrequenz verschieden ist, führt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das technische Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbrennungsvorrichtung zu schaffen, durch die die Probleme des Standes der Technik beseitigt werden.
  • Im Umfang dieses technischen Ziels ist ein Aspekt der Erfindung, eine Verbrennungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine begrenzte Menge an Luft zum Kühlen der inneren und der äußeren Wand abgeleitet wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, eine Verbrennungsvorrichtung mit einer hohen Dämpfungsleistung und niedrigen NOx-Emissionen zu schaffen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, eine Verbrennungsvorrichtung zu schaffen, bei der während des Betriebs keine Dämpfungsfrequenzverschiebung oder eine begrenzte Dämpfungsfrequenzverschiebung, die praktisch die Entwurfsdämpfungsfrequenz nicht beeinflusst, eintritt.
  • Zusammen mit diesen und weiteren Aspekten wird das technische Ziel gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass eine Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit den begleitenden Ansprüchen geschaffen wird.
  • Vorteilhafterweise kann eine große Bandbreite von Frequenzen gedämpft werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform der Verbrennungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die durch nicht einschränkendes Beispiel in den begleitenden Zeichnungen erläutert ist, worin:
  • 1 ein schematischer Längsschnitt einer Verbrennungsvorrichtung ist;
  • 2, 3, 4, 5 Querschnitte verschiedener Ausführungsform der Erfindung sind; und
  • 6, 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Um auf die Figuren Bezug zu nehmen, zeigen diese eine Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
  • Die Verbrennungsvorrichtung 1 ist eine erste oder eine zweite Verbrennungsvorrichtung einer sequentiellen Verbrennungsgasturbine oder auch eine Verbrennungsvorrichtung einer herkömmlichen Gasturbine, die eine einzige Reihe von Verbrennungsvorrichtungen besitzt; im Folgenden wird nur auf die zweite Verbrennungsvorrichtung einer sequentiellen Verbrennungsgasturbine Bezug genommen, wobei diesbezüglich 1 eine solche zweite Verbrennungsvorrichtung einer sequentiellen Verbrennungsgasturbine zeigt, die eine Mischkammer 3 besitzt, in die durch einen Einlass (nicht gezeigt) ein Oxidans, das Rauchgas ist, das noch immer Sauerstoff enthält und von einer ersten Verbrennungsvorrichtung stammt, eingeleitet wird.
  • Die Mischkammer 3 ist mit einem transversalen Strahlrohr 4 zum Injizieren eines Kraftstoffs, der mit dem Oxidans vermischt und verbrannt werden soll, versehen.
  • Stromabwärts von der Mischkammer 3 besitzt die Verbrennungsvorrichtung 1 eine Frontplatte 5 und eine Verbrennungskammer 6, die eine stromabwärts konvergente Form 8 besitzt; die Verbrennungskammer 6 ist durch einen Spalt 10, durch den Spülluft injiziert wird, von einer Turbine 9 getrennt.
  • Die Verbrennungsvorrichtung 1 enthält wenigstens einen Abschnitt 12, der eine innere Wand 13 und eine äußere Wand 14 besitzt, wobei dazwischen eine Geräuschabsorptionsplatte 15, die eine Vielzahl von Bohrungen 16 aufweist, angeordnet ist. Vorteilhafterweise steigern die Bohrungen 16 die Dämpfungsleistung.
  • Insbesondere kann der Abschnitt 12 an der Wand der Mischkammer 3 oder einem Abschnitt von ihr und/oder an der Wand der Frontplatte 5 oder einem Abschnitt von ihr und/oder an der Wand der Verbrennungskammer 6 oder einem Abschnitt von ihr angeordnet sein.
  • Der Abschnitt 12 besitzt ferner erste Durchgänge 17, die Zonen zwischen der inneren Wand 13 und der Platte 15 mit dem Inneren 18 der Verbrennungsvorrichtung 1 verbinden, und zweite Durchgänge 21 zum Kühlen der inneren Wand 13.
  • Der Abschnitt 12 enthält eine innere Lage 22 zwischen der inneren Wand 13 und der Platte 15, die die inneren Kammern 23 definieren, wovon jede mit wenigstens einem ersten Durchgang 17 verbunden ist.
  • Außerdem enthält der Abschnitt 12 auch eine äußere Lage 24 zwischen der äußeren Wand 14 und der Platte 15, die äußere Kammern 25 definiert, die über die Bohrungen 16 der Platte 15 mit den inneren Kammern 23 verbunden sind.
  • Im Folgenden wird auf jede der in den Figuren gezeigten Ausführungsformen Bezug genommen.
  • In der Ausführungsform nach 2 besitzt der Abschnitt 12 die innere Wand 13, eine zusätzliche Lage 27, die innere Lage 22 und die Platte 15, die übereinander liegen; außerdem sind an der Platte 15 die äußere Lage 24 und die äußere Wand 14, die als ein Stück gefertigt sind, verbunden.
  • Alle diese Lagen definieren eine Lagenstruktur, deren Elemente vorzugsweise miteinander verlötet sind (in jedem Fall sind andere Verbindungsmittel wie etwa Schrauben möglich).
  • Es sind weitere Ausführungsformen möglich; beispielsweise kann eine weitere Lage zwischen der inneren Wand 13 und der Lage 27 vorgesehen sein, um den Abschnitt zweiter Durchgänge 17, die in die Kammern 23 münden, zu definieren (nicht gezeigtes Beispiel). Außerdem können die äußere Lage 24 und die äußere Wand 14 als getrennte Stücke verwirklicht sein. In dieser Ausführungsform sind die innere Wand 13, die weitere Lage, die Lagen 27, 22, die Platte 15, die Lage 24 und die äußere Wand 14 jeweils durch eine Platte definiert, so dass die Herstellung einfach ist, da die ersten und die zweiten Durchgänge 17, 21 und die Kammern 23, 25 durch Durchgangsöffnungen (wie etwa Bohrungen oder Fräsungen) in der betreffenden Platte definiert sind.
  • Es sind noch weitere Konfigurationen möglich, die nicht im Einzelnen beschrieben werden, da sie in dem, was bereits beschrieben worden ist, inbegriffen sind; natürlich muss die bestimmte Konfiguration den bestimmten Bedürfnissen entsprechend gewählt sein.
  • In jedem Fall ist die innere Lage 22 vorzugsweise als ein von der inneren Wand 13 getrenntes Stück gefertigt und ist die äußere Lage 24 in einem Stück mit der äußeren Wand 14 oder als ein von dieser getrenntes Stück gefertigt.
  • Vorteilhafterweise besitzt die äußere Wand 14 eine Vielzahl von Bohrungen 29, die ein Plenum 30, das die Verbrennungsvorrichtung 1 beherbergt, mit den äußeren Kammern 25 verbinden. Dies erlaubt die verstärkte Kühlung der Kammern 23, 25, ohne der Zuführung einer zu großen Menge an Luft über die zweiten Durchgänge 21 in die Kammern 23 und 25 zu bedürfen.
  • In dieser Ausführungsform ist jede Kammer 23 mit zwei ersten Durchgängen 17 verbunden, die durch Durchgangsöffnungen (Durchgangsbohrungen) in der Lage 27 und der inneren Wand 13 definiert sind.
  • Die zweiten Durchgänge 21 münden in das Plenum 30 und verlaufen durch die Lagenstruktur.
  • Diesbezüglich sind die zweiten Durchgänge 21 durch fluchtende Durchgangsöffnungen (Bohrungen), die in der äußeren Wand 14, der äußeren Lage 24, der Platte 15, der inneren Lage 22 und der Lage 27 verwirklicht sind, definiert; außerdem besitzen die zweiten Durchgänge 21 auch einen zur inneren Wand 13 parallelen und in die innere Kammer 23 mündenden Abschnitt, der durch eine Sacköffnung (Fräsung), die sich in der inneren Wand 13 erstreckt, definiert ist.
  • Wohlgemerkt können die ersten und die zweiten Durchgänge 17, 21 auch in einer anderen Anzahl vorhanden sein.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbrennungsvorrichtung; in dieser Ausführungsform geben gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente an.
  • Die Abschnitte 12 dieser Ausführungsform gleichen jenen von 2 und enthalten die innere Wand 13, zwei zusätzliche Lagen 27, 28, die innere Lage 22, die Platte 15, die äußere Lage 24 und die äußere Wand 14, die übereinander liegen, um eine Lagenstruktur zu definieren, deren Stücke vorzugsweise miteinander verlötet sind (auch in diesem Fall sind weitere Verbindungsmittel wie etwa Schrauben möglich).
  • Obwohl die Wände 13, 14, die Lagen 22, 24, 27, 28 und die Platte 15 jeweils durch ein Stück definiert gezeigt sind, können in anderen Ausführungsformen, je nach den besonderen Bedürfnissen, eine oder beide der Wände in einem Stück mit den benachbarten Lagen verwirklicht sein und/oder die benachbarten Lagen in einem Stück verwirklicht sein.
  • In dieser Ausführungsform ist jede innere Kammer 23 mit einem ersten Durchgang 17 verbunden; die zweiten Durchgänge 21 münden nicht wie bei der Ausführungsform nach 2 in die innere Kammer 23, sondern in das Innere 18 der Verbrennungsvorrichtung 1.
  • Insbesondere umgeben die Auslässe 32 der zweiten Durchgänge 21 teilweise oder vollständig die Einlässe 33 der ersten Durchgänge 17 (3). Dies erlaubt die Kühlung die Einlässe 33 der ersten Durchgänge 17 und das Verhindern einer Frequenzwanderung.
  • Außerdem kann in diesem Fall die Anzahl erster Durchgänge 17 den Bedürfnissen entsprechend gewählt sein.
  • Es ist eine weitere Ausführungsform (nicht gezeigt), die der Kombination der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen entstammt, möglich; in dieser Ausführungsform sind die zweiten Durchgänge 21 so angeordnet, dass sie teilweise Luft in die innere Kammer 23 zuführen (wie bei der Ausführungsform nach 2) und teilweise Luft in das Innere 18 der Verbrennungsvorrichtung 1 zuführen (wie bei der Ausführungsform nach 3).
  • Außerdem zeigt 3 (in gestrichelter Linie) Bohrungen 35, die zwischen den zweiten Durchgängen 21 und den äußeren Kammern 25 (und/oder den inneren Kammern 23) vorgesehen sein könnten, um die Bandbreite und die Dämpfungsleistung zu steigern.
  • 4 zeigt eine nochmals weitere Ausführungsform der Erfindung; diese Ausführungsform ist zu der in 3 gezeigten Ausführungsform ähnlich.
  • Insbesondere besitzt diese Ausführungsform eine Vielzahl erster Durchgänge 17, die mit jeder inneren Kammer 23 verbunden sind, und zweiter Durchgänge 21, die in das Innere 18 der Verbrennungsvorrichtung 1 münden, wobei sie dieselbe Struktur wie jene, die mit Bezug auf 3 bereits beschrieben worden ist, besitzt.
  • Überdies sind zusätzliche zweite Durchgänge, die durch Rohre 43 und Öffnungen in der Lage 28 und der inneren Wand 13 definiert sind, vorgesehen, um die Kühlung der inneren Wand 13 zu verstärken.
  • Diese Rohre 43 besitzen ein Ende, das in das Plenum 30 mündet, während das andere Ende der inneren Wand 13 zugewandt ist, um diese durch Aufprall zu kühlen.
  • Auch in diesem Fall kann die Anzahl erster Durchgänge je nach den Bedürfnissen verschieden sein.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 5 gezeigt.
  • In dieser Ausführungsform besitzen die Abschnitte 12 die innere Wand 13, die innere Lage 22, die Platte 15, die äußere Lage 24 und die äußere Wand 14, die übereinander liegen, um eine Lagenstruktur zu definieren, deren Stücke vorzugsweise miteinander verlötet sind (auch in diesem Fall sind verschiedene Verbindungsmittel wie etwa Schrauben möglich).
  • Außerdem sind die Wände 13, 14, die Platte 15 und die Lagen 22, 24 in einem Stück gefertigt; wohlgemerkt sind andere Ausführungsform möglich; beispielsweise können die innere Wand 13 und die innere Lage 22 in einem Stück verwirklicht sein und/oder auch die äußere Wand 14 und die äußere Lage 24 in einem Stück verwirklicht sein.
  • Bei dieser Ausführungsform ist jede innere Kammer 23 mit zwei ersten Durchgängen 17 verbunden; wohlgemerkt kann je nach den Bedürfnissen eine andere Anzahl erster Durchgänge 17 vorgesehen sein.
  • Die zweiten Durchgänge 21 sind durch Rohre 43 definiert (ähnlich zu dem, was mit Bezug auf 4 beschrieben worden ist), wobei Einlassöffnungen im Plenum 30 und Auslässe 44, die zur inneren Wand 13 gerichtet sind, in der inneren Kammer 23, um diese durch Aufprall zu kühlen, vorhanden sind.
  • Wie in den Figuren gezeigt ist, verlaufen mehrere Rohre 43 durch die innere und äußeren Kammern 23, 25; in den Abbildungen sind drei Rohre 43 in jeder inneren und äußeren Kammer 23, 25 gezeigt, obwohl deren Anzahl anders sein kann.
  • Die Platte 15 definiert die Bohrungen 16 zusammen mit den Rohren 43, um die Dämpfung der Pulsationen zu verstärken.
  • Die 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein zweiter Durchgang 21 neben einer Kammer 25, dann in der Nähe der Kammer 23 (zwischen der Kammer 23 und der Innenseite der Verbrennungskammer 18) und dann wieder neben der Kammer 25 (an der anderen Seite) verläuft, um in diese zu münden.
  • Insbesondere geben die Pfeile F die Luft, die in den zweiten Durchgang 21 eintritt, an, während die Pfeile F1 die Luft, die vom zweiten Durchgang 21 in die Kammer 25 eintritt, angeben.
  • Die Arbeitsweise der Verbrennungsvorrichtung in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist im Wesentlichen gleich und wie folgt.
  • Die inneren und äußeren Kammern 23 und 25 mit ersten Durchgängen 17 definieren Helmholtz-Dämpfer, die Druckoszillationen, die während des Betriebs erzeugt werden, dämpfen.
  • Die Platte 15 erlaubt das Dämpfen einer sehr großen Bandbreite und ein starkes Dämpfen der Druckoszillationen, da Gas, außer im ersten Durchgang 17 zu oszillieren, über die Bohrungen 16 auch zwischen der ersten und der zweiten Kammer 23, 25 oszillieren kann.
  • Neben diesem Merkmal erlauben alle Verbrennungsvorrichtungsausführungsformen ein starkes Kühlen der inneren Wand 13, da Kühlluft vom Plenum 30 (über die zweiten Durchgänge 21) durch die Lagenstruktur hindurch zur inneren Wand 13 befördert wird. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Begrenzung der Menge von vom Plenum 30 zur Kühlung abgeleiteter Luft (geringer als bei herkömmlichen Verbrennungsvorrichtungen), derart, dass die Dämpfungsfrequenz erhöht wird und NOx-Emissionen reduziert werden.
  • Überdies tritt dank der verbesserten Kühlung keine oder nur eine begrenzte Frequenzverschiebung ein.
  • Wohlgemerkt können die beschriebenen Merkmale unabhängig voneinander vorgesehen sein.
  • In der Praxis können die verwendeten Materialien und die Abmessungen gemäß den Anforderungen und dem Stand der Technik gewählt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Verbrennungsvorrichtung
    3
    Mischkammer
    4
    Strahlrohr
    5
    Frontplatte
    6
    Verbrennungskammer
    8
    Konvergente Form
    9
    Turbine
    10
    Spalt
    12
    Abschnitt
    13
    Innere Wand
    14
    Äußere Wand
    15
    Geräuschadsorptionsplatte
    16
    Bohrungen von 15
    17
    Erste Durchgänge
    18
    Inneres von 1
    21
    Zweite Durchgänge
    22
    Innere Lage
    23
    Innere Kammer
    24
    Äußere Lage
    25
    Äußere Kammer
    27
    Zusätzliche Lage
    28
    Zusätzliche Lage
    29
    Bohrungen von 14
    30
    Plenum
    32
    Auslässe von 21
    33
    Einlässe von 17
    35
    Bohrungen
    43
    Rohr
    44
    Auslass von 43
    F
    Luft, die in 21 eintritt
    F1
    Luft, die in 25 eintritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2005/229581 [0007]
    • US 6351947 [0009]

Claims (14)

  1. Verbrennungsvorrichtung (1) für eine Gasturbine, die wenigstens einen Abschnitt (12) enthält, der eine innere und eine äußere Wand (13, 14) besitzt, wobei dazwischen eine Geräuschabsorptionsplatte (15), die eine Vielzahl von Bohrungen (16) besitzt, angeordnet ist, wobei die Verbrennungsvorrichtung (1) ferner erste Durchgänge (17), die Zonen zwischen der inneren Wand (13) und der Platte (15) mit dem Inneren der Verbrennungsvorrichtung (1) verbinden, und zweite Durchgänge (21) zum Kühlen der inneren Wand (13) besitzt, dadurch kennzeichnet, dass sie ferner wenigstens eine innere Lage (22) zwischen der inneren Wand (13) und der Platte (15), die innere Kammern (23) definiert, wovon jede mit wenigstens einem ersten Durchgang (17) verbunden ist, und wenigstens eine äußere Lage (24) zwischen der äußeren Wand (14) und der Platte (15), die äußere Kammern (25), die über die Bohrungen (16) der Platte (15) mit den inneren Kammern (23) verbunden sind, enthält.
  2. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wand (13), die innere Lage (22), die Platte (15), die äußere Lage (24) und die äußere Wand (14) übereinander liegen, um eine Lagenstruktur zu definieren.
  3. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wand (13), die innere Lage (22), die Platte (15), die äußere Lage (24) und die äußere Wand (14) miteinander verlötet sind.
  4. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Lage (22) als ein von der inneren Wand (13) getrenntes Stück gefertigt ist.
  5. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Lage (24) in einem Stück mit der äußeren Wand (14) oder als ein von dieser getrenntes Stück gefertigt ist.
  6. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wand (14) eine Vielzahl von Bohrungen (29) besitzt, die ein Plenum (30), das die Verbrennungsvorrichtung (1) enthält, mit der äußeren Kammer (25) verbinden.
  7. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchgänge (21) in ein Plenum (30), das die Verbrennungsvorrichtung (1) enthält, münden und durch die Lagenstruktur verlaufen.
  8. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchgänge (21) wenigstens teilweise durch fluchtende Öffnungen, die wenigstens in der äußeren Wand (14), der äußeren Lage (24), der Platte (15) und der inneren Lage (22) verwirklicht sind, definiert sind.
  9. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchgänge (21) einen Abschnitt besitzen, der parallel zur inneren Wand (13) verläuft.
  10. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sich parallel zur inneren Wand (13) erstreckende Abschnitt der zweiten Durchgänge (21) zur inneren Wand (13) benachbart ist und die innere Wand (13) kühlt.
  11. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchgänge (21) in die inneren Kammern (23) münden.
  12. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchgänge (21) in das Innere (18) der Verbrennungsvorrichtung (1) münden.
  13. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslässe (32) der zweiten Durchgänge (21) wenigstens teilweise die Einlässe (33) der ersten Durchgänge (17) umgeben.
  14. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens manche der zweiten Durchgänge (21) wenigstens teilweise durch Rohre (43) definiert sind, wobei der Auslass (44) zur inneren Wand (13) gerichtet ist.
DE102011018937A 2010-05-03 2011-04-27 Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine Withdrawn DE102011018937A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10161714.0 2010-05-03
EP10161714A EP2385303A1 (de) 2010-05-03 2010-05-03 Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011018937A1 true DE102011018937A1 (de) 2011-11-10

Family

ID=42937351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011018937A Withdrawn DE102011018937A1 (de) 2010-05-03 2011-04-27 Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine

Country Status (3)

Country Link
US (2) US8991185B2 (de)
EP (1) EP2385303A1 (de)
DE (1) DE102011018937A1 (de)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2400267T3 (es) * 2009-08-31 2013-04-08 Alstom Technology Ltd Dispositivo de combustión de una turbina de gas
EP2299177A1 (de) * 2009-09-21 2011-03-23 Alstom Technology Ltd Gasturbinenbrennkammer
EP2362147B1 (de) * 2010-02-22 2012-12-26 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
EP2385303A1 (de) * 2010-05-03 2011-11-09 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
DE102011084140A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Wobben Properties Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Montieren eines Rotors einer Windenergieanlage
EP2642204A1 (de) * 2012-03-21 2013-09-25 Alstom Technology Ltd Simultane Breitbanddämpfung an mehreren Stellen in einer Brennkammer
EP2693121B1 (de) * 2012-07-31 2018-04-25 Ansaldo Energia Switzerland AG Rauheit nahe der Wand für Dämpfungsvorrichtungen zur Verringerung von Druckschwankungen in Verbrennungssystemen
WO2014029512A2 (en) 2012-08-24 2014-02-27 Alstom Technology Ltd Sequential combustion with dilution gas mixer
AU2013219140B2 (en) * 2012-08-24 2015-10-08 Ansaldo Energia Switzerland AG Method for mixing a dilution air in a sequential combustion system of a gas turbine
CN104755844B (zh) 2012-10-24 2017-11-07 通用电器技术有限公司 具有稀释气体混合器的顺序燃烧
EP2762784B1 (de) * 2012-11-30 2016-02-03 Alstom Technology Ltd Dämpfvorrichtung für eine Gasturbinenbrennkammer
US9410484B2 (en) * 2013-07-19 2016-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Cooling chamber for upstream weld of damping resonator on turbine component
US20150082794A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Reinhard Schilp Apparatus for acoustic damping and operational control of damping, cooling, and emissions in a gas turbine engine
US20160040942A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Halla Visteon Climate Control Corp. Heat exchanger with integrated noise suppression
US10359194B2 (en) * 2014-08-26 2019-07-23 Siemens Energy, Inc. Film cooling hole arrangement for acoustic resonators in gas turbine engines
EP3026346A1 (de) * 2014-11-25 2016-06-01 Alstom Technology Ltd Brennkammerwand
EP3227611A1 (de) * 2014-12-01 2017-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Resonatoren mit auswechselbaren messrohren für gasturbinen
EP3029377B1 (de) * 2014-12-03 2018-04-11 Ansaldo Energia Switzerland AG Dämpfer für Gasturbine
EP3048370A1 (de) 2015-01-23 2016-07-27 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammer für einen Gasturbinenmotor
EP3051206B1 (de) * 2015-01-28 2019-10-30 Ansaldo Energia Switzerland AG Sequentielle gasturbinen-brennkammeranordnung mit einem mischer und einem dämpfer
WO2016135833A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 三菱重工業株式会社 減衰装置、燃焼器及びガスタービン
JP6579834B2 (ja) * 2015-07-08 2019-09-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器及びガスタービン
DE102015215138A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammer für eine Gasturbine mit mindestens einem Resonator
US10513984B2 (en) 2015-08-25 2019-12-24 General Electric Company System for suppressing acoustic noise within a gas turbine combustor
JP6679273B2 (ja) * 2015-11-02 2020-04-15 三菱重工業株式会社 燃焼器及びロケットエンジン
US10197275B2 (en) 2016-05-03 2019-02-05 General Electric Company High frequency acoustic damper for combustor liners
EP3465008B1 (de) * 2016-07-25 2021-08-25 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Resonatorring für einen gasturbinenmotor
US10670271B2 (en) * 2016-09-30 2020-06-02 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD Acoustic dampening liner cap and gas turbine combustor including the same
WO2018144065A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Air-cooled component for turbine engine, with monolithic, varying density, three-dimensional lattice
EP3438540A1 (de) * 2017-07-31 2019-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Brenner mit einem schalldämpfer
US10941939B2 (en) 2017-09-25 2021-03-09 General Electric Company Gas turbine assemblies and methods
US11156164B2 (en) 2019-05-21 2021-10-26 General Electric Company System and method for high frequency accoustic dampers with caps
US11174792B2 (en) 2019-05-21 2021-11-16 General Electric Company System and method for high frequency acoustic dampers with baffles
KR102138013B1 (ko) * 2019-05-30 2020-07-27 두산중공업 주식회사 축방향 연료 스테이징 시스템을 갖는 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈
EP3760925A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-06 Ansaldo Energia Switzerland AG Dämpfer für eine brennkammeranordnung einer gasturbinenbaugruppe, brennkammeranordnung mit besagtem dämpfer und verfahren zur herstellung eines dämpfers für brennkammeranordnung
JP7289752B2 (ja) 2019-08-01 2023-06-12 三菱重工業株式会社 音響減衰器、筒アッセンブリ、燃焼器、ガスタービン及び筒アッセンブリの製造方法
CN114502883B (zh) * 2019-12-24 2023-08-11 三菱重工业株式会社 燃烧器部件、具备该燃烧器部件的燃烧器及具备该燃烧器的燃气轮机
DE102020200583A1 (de) 2020-01-20 2021-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Resonatorring für Brennkammersysteme
US11499480B2 (en) * 2020-07-28 2022-11-15 General Electric Company Combustor cap assembly having impingement plate with cooling tubes
US11543128B2 (en) 2020-07-28 2023-01-03 General Electric Company Impingement plate with cooling tubes and related insert for impingement plate
US11702992B2 (en) * 2021-12-03 2023-07-18 Raytheon Company Combustor wall core with resonator and/or damper elements
CN116697401A (zh) * 2022-02-24 2023-09-05 通用电气公司 具有用于局部衬套冷却的冷却分散构件的燃烧器衬套
CN117109030A (zh) * 2022-05-16 2023-11-24 通用电气公司 燃烧器衬里中的热声阻尼器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351947B1 (en) 2000-04-04 2002-03-05 Abb Alstom Power (Schweiz) Combustion chamber for a gas turbine
US20050229581A1 (en) 2002-06-26 2005-10-20 Valter Bellucci Reheat combustion system for a gas turbine

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944362A (en) * 1988-11-25 1990-07-31 General Electric Company Closed cavity noise suppressor
EP0702141B1 (de) * 1994-09-14 2002-05-08 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Wandaufbau für die Austrittsdüse eines Überschall-Strahltriebwerks
DE59809097D1 (de) 1998-09-30 2003-08-28 Alstom Switzerland Ltd Brennkammer für eine Gasturbine
JP3676228B2 (ja) * 2000-12-06 2005-07-27 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器およびガスタービン並びにジェットエンジン
EP1221574B2 (de) * 2001-01-09 2017-12-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gasturbinenbrennkammer
WO2004051063A1 (ja) * 2002-12-02 2004-06-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. ガスタービン燃焼器、及びこれを備えたガスタービン
US7080514B2 (en) * 2003-08-15 2006-07-25 Siemens Power Generation,Inc. High frequency dynamics resonator assembly
EP1605209B1 (de) 2004-06-07 2010-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammer mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen
US7337875B2 (en) * 2004-06-28 2008-03-04 United Technologies Corporation High admittance acoustic liner
GB0425794D0 (en) 2004-11-24 2004-12-22 Rolls Royce Plc Acoustic damper
GB0427147D0 (en) * 2004-12-11 2005-01-12 Rolls Royce Plc Combustion chamber for a gas turbine engine
US7311175B2 (en) 2005-08-10 2007-12-25 United Technologies Corporation Acoustic liner with bypass cooling
US7413053B2 (en) * 2006-01-25 2008-08-19 Siemens Power Generation, Inc. Acoustic resonator with impingement cooling tubes
US8146364B2 (en) 2007-09-14 2012-04-03 Siemens Energy, Inc. Non-rectangular resonator devices providing enhanced liner cooling for combustion chamber
US8061141B2 (en) * 2007-09-27 2011-11-22 Siemens Energy, Inc. Combustor assembly including one or more resonator assemblies and process for forming same
WO2010097982A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 三菱重工業株式会社 燃焼器およびこれを備えたガスタービン
US8789372B2 (en) 2009-07-08 2014-07-29 General Electric Company Injector with integrated resonator
ES2400267T3 (es) * 2009-08-31 2013-04-08 Alstom Technology Ltd Dispositivo de combustión de una turbina de gas
EP2299177A1 (de) * 2009-09-21 2011-03-23 Alstom Technology Ltd Gasturbinenbrennkammer
EP2362147B1 (de) * 2010-02-22 2012-12-26 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
EP2385303A1 (de) * 2010-05-03 2011-11-09 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
EP2397760B1 (de) * 2010-06-16 2020-11-18 Ansaldo Energia IP UK Limited Dämpfungsanordnung und Verfahren zu deren Entwurf
EP2397761B1 (de) * 2010-06-16 2021-10-06 Ansaldo Energia Switzerland AG Helmholtz-Dämpfer
US8720204B2 (en) * 2011-02-09 2014-05-13 Siemens Energy, Inc. Resonator system with enhanced combustor liner cooling
US8469141B2 (en) * 2011-08-10 2013-06-25 General Electric Company Acoustic damping device for use in gas turbine engine
EP2693121B1 (de) * 2012-07-31 2018-04-25 Ansaldo Energia Switzerland AG Rauheit nahe der Wand für Dämpfungsvorrichtungen zur Verringerung von Druckschwankungen in Verbrennungssystemen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351947B1 (en) 2000-04-04 2002-03-05 Abb Alstom Power (Schweiz) Combustion chamber for a gas turbine
US20050229581A1 (en) 2002-06-26 2005-10-20 Valter Bellucci Reheat combustion system for a gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2385303A1 (de) 2011-11-09
US8991185B2 (en) 2015-03-31
US9857079B2 (en) 2018-01-02
US20150159870A1 (en) 2015-06-11
US20110265484A1 (en) 2011-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011018937A1 (de) Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
EP0985882B1 (de) Schwingungsdämpfung in Brennkammern
EP2156095B1 (de) Drallfreie stabilisierung der flamme eines vormischbrenners
DE102014117621A1 (de) Brennstoffinjektor mit Vormisch-Pilotdüse
DE60224141T2 (de) Gasturbine und Brennkammer dafür
DE102005048815A1 (de) Kostengünstige Zweibrennstoffbrennkammer und zugehöriges Verfahren
DE10325691A1 (de) Wiederaufheizverbrennungssystem für eine Gasturbine
CH701454B1 (de) Brenner mit einem Strömungskonditionierer.
DE2940431A1 (de) Brennkammer mit abgestufter brennstoffeinspritzung und verfahren zum betreiben einer hochtemperaturbrennkammer
DE102009025776A1 (de) Brennstoffdüse für eine Gasturbine und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102008016931A1 (de) System zur Reduktion der Brennkammerdynamik
DE102010017778A1 (de) Vorrichtung zur Brennstoffeinspritzung bei einer Turbine
EP0597138A1 (de) Gasturbinen-Brennkammer
CH702172A2 (de) Brennkammer für eine Gasturbine ,mit verbesserter Kühlung.
EP0971172B1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine mit schalldämpfender Wandstruktur
DE102010036495A1 (de) Brennstoffdüse für eine Turbinenbrennkammer und Verfahren zum Ausbilden derselben
DE112019004946B4 (de) Brennerkomponente, Brenner, Gasturbine und Herstellungsverfahren für Brennerkomponente
DE102011050781A1 (de) Mit Vertiefungen/Nuten versehene Fläche an einem Brennstoffeinspritzdüsengrundkörper zur Flammenstabilisierung und entsprechendes Verfahren
EP2232147B1 (de) Brenner und verfahren zur verringerung von selbstinduzierten flammenschwingungen
DE102010016327A1 (de) Treibstoffeinspritzdüse
CH710503B1 (de) Flüssigbrennstoffinjektor für eine Gasturbinenbrennstoffdüse.
EP2732214A1 (de) Brennkammer für eine gasturbinenanlage
EP0990851B1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine
DE60225411T2 (de) Flammrohr oder Bekleidung für die Brennkammer einer Gasturbine mit niedriger Schadstoffemission
EP0892216B1 (de) Schwingungsdämpfende Brennkammerwandstruktur

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified

Effective date: 20110930

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130831

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee