DE102011118411A1 - Brennkammer und Verfahren zum Liefern von Brennstoffen an eine Brennkammer - Google Patents

Brennkammer und Verfahren zum Liefern von Brennstoffen an eine Brennkammer Download PDF

Info

Publication number
DE102011118411A1
DE102011118411A1 DE102011118411A DE102011118411A DE102011118411A1 DE 102011118411 A1 DE102011118411 A1 DE 102011118411A1 DE 102011118411 A DE102011118411 A DE 102011118411A DE 102011118411 A DE102011118411 A DE 102011118411A DE 102011118411 A1 DE102011118411 A1 DE 102011118411A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
nozzles
group
chamber according
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.)
Ceased
Application number
DE102011118411A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefano Bernero
Douglas Anthony Pennell
Fernando BIAGIOLI
Fridolin HEYNEN
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 DE102011118411A1 publication Critical patent/DE102011118411A1/de
Ceased 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
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/002Regulating fuel supply using electronic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Die Brennkammer hat einen Körper mit Düsen, um einen darin zu verbrennenden Brennstoff einzuspritzen. Die Düsen definieren eine Vielzahl von parallel zu speisenden Gruppen (13). Die Düsen jeder Gruppe (13) definieren mindestens zwei Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) die gemäß den verschiedenen Betriebsbedingungen verschieden betrieben werden. Die Brennkammer weist auch einen Verteiler (14) zum Sammeln eines unter den Gruppen (13) zu verteilenden Brennstoffs, eine Vielzahl von Versorgungselementen (15), die den vom Verteiler (14) stammenden Brennstoff an jede Gruppe (13) verteilen, Verzweiger (17) zum Abzweigen des von den Versorgungselementen (15) kommenden Brennstoffs zwischen den Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) auf.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer und auf ein Verfahren zum Liefern von Brennstoff an eine Brennkammer. Insbesondere wird auf eine Brennkammer einer Gasturbine Bezug genommen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es ist bekannt, dass Brennkammern einen Körper aufweisen, in den Brennstoff und ein Oxidationsmittel (typischerweise Druckluft) eingespritzt werden, um verbrannt zu werden und heiße Gase zu erzeugen, die in einer Turbine expandiert werden.
  • Typischerweise, um Emissionen (Nox, CO, unverbrannter Kohlenwasserstoff), Pulsationen, Leistungsoptimierung usw. zu beachten, wird der Brennstoff über eine Vielzahl von Stufen in die Brennkammer geliefert.
  • Jede Stufe (die typischerweise eine Vielzahl von Düsen enthält) ermöglicht das Einspritzen eines Brennstoffs in die Brennkammer in einer bestimmten Position entsprechend der aktuellen Last.
  • Unter Bezug auf 1 ist eine traditionelle Vormischbrennkammer 1 gezeigt.
  • Die Vormischbrennkammer 1 weist Mischvorrichtungen 2 auf, in die Brennstoff geliefert und mit der Druckluft gemischt wird, um eine Mischung zu bilden, die in einer Brennvorrichtung 3 verbrannt wird.
  • Jede Mischvorrichtung 2 weist eine Vielzahl von Stufen 4a, 4b, 4c auf (es ist aber jede beliebige Anzahl von Stufen ist möglich, oft gibt es zwischen zwei und vier), die je typischerweise eine Vielzahl von Düsen enthalten.
  • Um Brennstoff an diese Stufen zu liefern, ist ein Versorgungskreis 5 vorgesehen, der Verteiler 7a, 7b, 7c für jede Stufe aufweist, die mit einer Hauptrohrleitung 8a, 8b, 8c verbunden sind, die Brennstoff an sie liefert; zusätzlich sind Steuerventile 9a, 9b, 9c vorgesehen, um den Brennstoffdurchsatz zu den Verteilern 7a, 7b, 7c zu regeln.
  • Im Betrieb wird der Brennstoff an die Verteiler 7a, 7b, 7c geliefert, die ihn verteilen.
  • Insbesondere wird die Massendurchflussverteilung unter den Stufen 4a, 4b, 4c über die Ventile 9a, 9b, 9c geregelt.
  • Obwohl sie weit verbreitet ist, beinhaltet diese Struktur strukturelle und betriebliche Zwänge.
  • STRUKTURELLE ZWÄNGE
  • Der Versorgungskreis 5 mit einem Verteiler für jede Stufe ist komplex und teuer; insbesondere sind die teuersten Bestandteile die Verteiler 7a, 7b, 7c, die aus Ringen bestehen, die über den ganzen Umfang der Brennkammer verlaufen, und die Ventile 9a, 9b, 9c.
  • BETRIEBSZWÄNGE
  • Der Betrieb während Übergangsperioden ist sehr komplex, da die drei Ventile 9a, 9b, 9c gleichzeitig geregelt werden müssen; in manchen Fällen kann diese Regelung zu Instabilitäten und in extremen Fällen auch zu einem Flammenlöschen führen.
  • Zusätzlich, wenn eins (oder mehr) dieser Ventile 9a, 9b, 9c geschlossen ist, muss der betreffende Verteiler 7a, 7b, 7c mit Luft gespült werden. Während des folgenden Betriebs wird die im Verteiler enthaltene Luft heiß, und wenn das Ventil geöffnet werden muss, um wieder Brennstoff an den Verteiler zu liefern, ist es notwendig, den gleichen Verteiler mit Luft zu spülen, ehe Brennstoff in ihn eingeführt wird (um Explosionsgefahren zu vermeiden). Aus diesem Grund tritt, wenn das Ventil geöffnet wird, zuerst Luft in die Brennkammer ein, und erst danach wird der erforderliche Brennstoff eingespritzt. Es ist klar, dass in manchen Fällen diese Lufteinspritzung sehr problematisch sein kann; zum Beispiel könnte im Fall eines Betriebs nahe dem Abblasen im mageren Bereich ein Flammenlöschen auftreten.
  • Zusätzlich ist, wenn die Ventile 9a und/oder 9b und/oder 9c offen sind, wenn ihre Regelung geändert werden muss (zum Beispiel, um Pulsationen entgegenzuwirken oder die Flammenstabilität zu erhöhen), Zeit erforderlich, damit der Brennstoffdruck über die ganzen Verteiler 7a und/oder 7b und/oder 7c und bis zu den Einspritzdüsen 4a, 4b, 4c angepasst wird; dieser Zeitraum erhöht die für die Regelung erforderliche Zeit.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Aspekt der Erfindung enthält daher die Bereitstellung einer Brennkammer und eines Verfahrens, durch das die Brennkammer einfacher wird und die Betriebszwänge reduziert werden.
  • Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, eine Brennkammer bereitzustellen, bei der die Brennstoffreaktion auf die Ventilregelung sehr schnell ist.
  • Diese Aspekte werden durch Bereitstellung einer Brennkammer und eines Verfahrens gemäß den beiliegenden Ansprüchen erreicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen klarer aus der Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform der Brennkammer und des Verfahrens hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer traditionellen Brennkammer ist;
  • die 2 bis 5 schematisch verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
  • 6 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die in einer Vormischbrennkammer installiert ist;
  • 7 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die in einer Diffusionsbrennkammer installiert ist; und
  • 8 schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, die in einer Vormischbrennkammer installiert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Mit Bezug auf die Figuren zeigen diese eine Brennkammer 10, die einen Körper mit Düsen aufweist, um einen Brennstoff einzuspritzen, der darin verbrannt werden soll.
  • Die Düsen definieren eine Vielzahl von Gruppen 13, die parallel gespeist werden sollen, und die Düsen jeder Gruppe 13 definieren mindestens zwei Stufen 12a, 12b (jede Stufe 12a, 12b umfasst allgemein eine Vielzahl von Düsen; es können auch zusätzliche Stufen zusätzlich zu den zwei beschriebenen Stufen 12a, 12b bereitgestellt werden, d. h., jede Anzahl von Stufen ist möglich); die Stufen 12a, 12b werden je nach den verschiedenen Betriebsbedingungen, zum Beispiel Last, unterschiedlich betrieben.
  • Zusätzlich wird ein Verteiler 14, typischerweise in Form eines Rings, der den zwischen den Stufen 12a, 12b der Gruppen 13 zu verteilenden Brennstoff sammelt, bereitgestellt; vorteilhafterweise wird ein einziger Verteiler 14 bereitgestellt, alternativ können auch mehr als ein Verteiler bereitgestellt werden, in diesem Fall versorgt mindestens ein Verteiler 14 verschiedene Stufen verschiedener Gruppen.
  • Mit dem Verteiler 14 verbunden sind Versorgungselemente 15 vorgesehen, die den vom Verteiler 14 stammenden Brennstoff an jede Gruppe 13 verteilen.
  • Zusätzlich ist für jede Gruppe 13 auch einer oder mehr als ein Verzweiger 17 (je nach dem Verteilungssystem) zum Abzweigen des von den Versorgungselementen 15 kommenden Brennstoffs zwischen den Stufen 12a, 12b vorgesehen.
  • Es wird eine Hauptrohrleitung 19 zum Liefern von Brennstoff in den Verteiler 14 bereitgestellt, die Hauptrohrleitung 19 hat ein Steuerventil 20, um den Brennstoffdurchsatz im Verteiler 14 zu regeln.
  • For jede Gruppe 13 wird jedes Versorgungselement 15 von einer Leitung definiert, und weitere Leitungen 22 sind zwischen den Verzweigern 17 und den Düsen jeder Stufe 12a, 12b vorgesehen (2 und 3).
  • Die Verzweiger 17 können verschiedene Konfigurationen haben, aber in allen Fällen zweigen sie den Brennstoffdurchsatz zwischen den Stufen 12a, 12b ab, können aber nicht den Gesamtdurchsatz steuern (d. h. der Brennstoffdurchsatz wird nur über das Ventil 20 geregelt).
  • In einer Ausführungsform (3) enthalten die Verzweiger 17 ein Steuerventil 25 auf jeder Leitung 15, 22, das von einem Stellantrieb 26 betrieben wird; vorzugsweise ist der Stellantrieb 26 ein gemeinsamer Stellantrieb (d. h. ein einziger Stellantrieb, der alle Ventile 25 des bestimmten Verzweigers 17 betreibt).
  • In einer anderen Ausführungsform (2) enthalten die Verzweiger 17 ein Mehrweg-Steuerventil 28, mit dem die Leitungen 15, 22 verbunden sind.
  • Die Anzahl von Stufen kann auch größer als nur zwei sein (4 und 5).
  • In diesem Fall ist eine Vielzahl von Versorgungselementen 15 für jede Gruppe 13 vorgesehen, wobei jedes Versorgungselement 15 mit einem anderen Versorgungselement 15 verbunden ist.
  • Insbesondere zeigen die 4 und 5 Beispiele mit verschiedenen Konfigurationen der Verzweiger 17, die bereits in den 2 und 3 gezeigt sind; es ist klar, dass jede Konfiguration möglich ist, dass der verwendete Verzweiger in allen Fällen gleich oder verschieden sein kann, und dass jeder der gezeigten und beschriebenen Verzweiger 17 vor oder hinter dem anderen angeordnet sein kann, je nach den besonderen Bedürfnissen.
  • Die Verzweiger 17 können lokal gesteuert werden, sie können zum Beispiel auf der Basis des Brennstoffdrucks innerhalb der sie tragenden Leitung 15 gesteuert werden.
  • Alternativ können die Verzweiger 17 zentral gesteuert werden, d. h., dass sie alle mit einer Steuereinheit verbunden sind, die sie entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen antreibt, wie zum Beispiel Last.
  • In beiden Fällen sind die folgenden Steuersysteme möglich:
    • – Steuerung, die die Brennstoffverteilung entsprechend festliegender oder variabler Grenzbedingungen einstellt (zum Beispiel Brennerposition innerhalb der Brennkammer, Betriebsbedingungen wie Last, Lastgradient, Umgebungsbedingungen, Brennstoffmenge, Flammentemperatur, usw.),
    • – Regelung, die die Brennstoffverteilung entsprechend einem gemessenen Parameter einstellt (zum Beispiel Emissionen, Druckschwankungen, Druckabfall, Flammentemperatur, Materialtemperatur, Brennstoffzusammensetzung, usw.),
    • – Differenzsteuerung von Mischvorrichtungen zu Mischvorrichtung, d. h. die Betriebsunterschiede zwischen Mischvorrichtungen können als eine Funktion von gegebenen Betriebsparametern (von Steuerungen) oder gemessenen Parametern (von Regelungen) vordefiniert werden, oder können selbsteinstellend sein, basierend auf Optimierungsalgorithmen, die mit einer Regelung verbunden sind.
  • Selbstverständlich sind auch Kombinationen von lokal und zentral gesteuerten Verzweigern 17 möglich.
  • Der Betrieb der Brennkammer geht aus der nachfolgenden Beschreibung und Darstellung hervor und ist im Wesentlichen wie folgt.
  • Nachfolgend wird auf die Ausführungsform der 4 Bezug genommen, der Betrieb anderer Ausführungsformen ist ähnlich und wird nicht im Einzelnen beschrieben.
  • Brennstoff wird über die Rohrleitung 19 und das Ventil 20 in den Verteiler 14 geliefert; das Ventil 20 regelt den Brennstoffdurchsatz, d. h. die Brennstoffmenge, die in den Verteiler 14 eintritt und unter den Gruppen 13 verteilt wird.
  • Vom Verteiler 14 tritt der Brennstoff in die Versorgungselemente 15 ein und erreicht die ersten Verzweiger 17.
  • Jeder erste Verzweiger 17 kann:
    • – den ganzen Brennstoff zur Leitung 22 abzweigen und so den ganzen Brennstoff an die erste Stufe 12a liefern;
    • – den ganzen Brennstoff zum zweiten Versorgungselement hinter dem Versorgungselement 15 abzweigen, das direkt mit dem Verteiler 14 verbunden ist. Da das zweite Versorgungselement 15 auch mit einem Verzweiger 17 versehen ist, wird der Brennstoff dann zu einer Leitung 22, die die zweite Stufe 12b speist, und/oder zu einer anderen Leitung 22 abgezweigt, die die dritte Stufe 12c speist;
    • – einen Teil des Brennstoffs zur Leitung 22 und so zur ersten Stufe 12a und einen Teil des Brennstoffs zum zweiten Versorgungselement 15 hinter dem Versorgungselement 15 abzweigen, das direkt mit dem Verteiler 14 verbunden ist. Auch in diesem Fall wird der Brennstoff dann zwischen einer Leitung 22, die die zweite Stufe 12b speist, und/oder einer anderen Leitung 22 abgezweigt, die die dritte Stufe 12c speist.
  • Es ist klar, dass durch geeignetes Abzweigen des Brennstoffs an den Verzweigern 17 die erforderliche Fluidverteilung unter den Stufen 12a, 12b, 12c für jede einzelne Last erhalten werden kann.
  • Vorteilhafterweise ist die Brennkammer in den Ausführungsformen der Erfindung einfach, da die störanfälligsten und teuersten Bestandteile der Verteiler und das Ventil 20 sind; die Verzweiger 17 und ihr Steuersystem sind nicht störanfällig und im Allgemeinen billig.
  • Zusätzlich ist der Betrieb viel einfacher als bei traditionellen Brennkammern. Tatsächlich steuert nämlich nur ein einziges Ventil 20 den Brennstoffdurchsatz innerhalb der Brennkammer, wodurch die Regelung einer Vielzahl von Ventilen, die die Menge an Brennstoffdurchsatz zu einer Vielzahl von Verteilern steuern, vermieden wird.
  • Da die Verzweiger 17 nur die Brennstoffverteilung zwischen den Stufen steuern, wird zusätzlich die Brennstoffmenge an jede Gruppe 13 in allen Fällen über das Ventil 20 geregelt, d. h. defekte Steuerungen und Gefahren des Lieferns einer zu großen oder zu kleinen Brennstoffmenge werden vermieden.
  • Außerdem ist das Ventil 20 während des Betriebs immer offen (denn wenn es geschlossen ist, erreicht kein Brennstoff die Düsen und die Flamme verlöscht), daher ist kein mit Luft spülender Verteiler notwendig; dies vereinfacht die Struktur weiter und reduziert eine mögliche Störung der Betriebsbedingungen, die durch Luft verursacht werden könnte, die in de Brennkammer eintritt, wenn stattdessen Brennstoff erforderlich ist.
  • Vorteilhafterweise, da die Brennstoffregelung hinter dem Verteiler 14 stattfindet, ist die Regelung sehr schnell.
  • Während des Betriebs ist es nicht unbedingt notwendig, dass die Stufung verschiedener Gruppen von Düsen gleich ist, d. h. die Stufung kann für alle Gruppen gleich oder unterschiedlich sein.
  • Nachfolgend wird ein Beispiel von lokal gesteuerten Verzweigern beschrieben.
  • In diesem Fall empfängt jedes Versorgungselement 15 (fast) die gleiche Menge Brennstoff; dann regeln die Verzweiger 17, auf der Basis lokaler Bedingungen, die über den Umfang der Brennkammer unterschiedlich sein können, die Stufung, d. h. die Brennstoffmenge, die an jede Stufe der Gruppe geliefert wird.
  • Nachfolgend wird ein Beispiel zentral gesteuerter Verzweiger beschrieben.
  • Auch in diesem Fall empfängt jedes Versorgungselement 15 (fast) die gleiche Brennstoffmenge; dann regeln die Verzweiger 17, auf der Basis eines von der Steuereinheit gelieferten Signals, die Stufung, d. h. die an jede Stufe der Gruppe gelieferte Brennstoffmenge.
  • Nachfolgend werden drei schematische Beispiele einer Vormischbrennkammer (6), einer Diffusionsbrennkammer (7) und einer anderen Vormischbrennkammer (8) beschrieben.
  • Die Vormischbrennkammer (6) hat eine Brennvorrichtung 30 (zum Beispiel in Ringform) mit Mischvorrichtungen 31 vor ihr verbunden.
  • Die Mischvorrichtungen 31 können aus zwei oder mehr Mantelflächen bestehen, die einen kegelförmigen Drallraum definieren; die Mantelflächen definieren Schlitze für die Einführung von Luft in den kegelförmigen Drallraum. Eine Lanze ist in dem kegelförmigen Drallraum angeordnet.
  • Eine erste Stufe 12a wird zum Beispiel von Düsen definiert, die an der Lanze vorgesehen sind (zum Beispiel an der Spitze der Lanze, es könnte eine Pilotstufe sein), und eine zweite Stufe 12b wird von den Düsen an den Mantelflächen definiert.
  • Wie schematisch gezeigt, ist ein einziger ringförmiger Verteiler 14 mit einer einzigen Versorgungsrohrleitung 19 und einem Ventil 20 vorgesehen.
  • Vom Verteiler 14 erstrecken sich die Versorgungselemente 15 und sind mit den Verzweigern 17 verbunden; von den Verzweigern 17 gehen die Leitungen 22 aus, die die erste und die zweite Stufe 12a, 12b speisen.
  • In dieser Ausführungsform gehören die Düsen jeder Gruppe 13 zur gleichen Mischvorrichtung 31.
  • 7 zeigt eine Diffusionsbrennkammer mit einer Brennvorrichtung 30, die zum Beispiel ringförmig ist. Es sind Düsen mit der Brennvorrichtung 30 verbunden, die die Stufen 12a, 12b, 12c definieren; auch in diesen Fällen (selbst wenn keine Mischvorrichtungen vorgesehen sind und die Düsen direkt gegenüber der Brennvorrichtung 30 liegen) sind die Stufen 12a, 12b, 12c in Gruppen 13 zusammengefasst.
  • Wie gezeigt, ist der ringförmige Verteiler 14 mit einer Rohrleitung 19 verbunden, die mit dem Ventil 20 versehen ist. Vom Verteiler 14 gehen die Versorgungselemente 15 aus, die je mit einem ersten Verzweiger 17 verbunden sind, der Brennstoff an eine Leitung 22 liefert, die die erste Stufe 12a speist, und ein weiteres Versorgungselement 15 ist hinter dem ersten Verzweiger 17 angeschlossen. Dieses weitere Versorgungselement 15 ist mit einem weiteren Verzweiger 17 verbunden, der zwei Leitungen 22 speist, die mit der zweiten Stufe 12b und der dritten Stufe 12c verbunden sind.
  • Natürlich sind auch verschiedene Arten von Brennkammern möglich, zum Beispiel kann eine Rohrbrenner-Brennkammer die Struktur und das Verfahren in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einsetzen.
  • 8 zeigt ein Beispiel, in dem eine Gruppe 13 die Stufen einer Vielzahl von Mischvorrichtungen 31 enthält.
  • Jede Mischvorrichtung 31 hat die gleichen Merkmale, die bereits unter Bezug auf das erste Beispiel und 6 beschrieben wurden. In diesem Beispiel hat die Brennkammer vier Stufen 12a bis 12d.
  • Insbesondere sind zwei Stufen 12a und 12b zwei der Mischvorrichtungen 31 jeder der Gruppe 13 gemeinsam, und eine einzige Mischvorrichtung hat eine dritte und vierte Stufe 12c und 12d; daher können im Betrieb die zwei gemeinsam betriebenen Mischvorrichtungen zum Beispiel eine Flamme mit einer höheren Temperatur und die andere Mischvorrichtung eine Flamme mit einer niedrigeren Temperatur erzeugen. Natürlich können in verschiedenen Ausführungsformen die Gruppen 13 eine beliebige Anzahl von Mischvorrichtungen, die gemeinsam mit Flammen mit einer höheren Temperatur betrieben werden, und eine beliebige Anzahl von Mischvorrichtungen enthalten, die mit einer Flamme mit einer niedrigeren Temperatur betrieben werden, und die Anzahl von Stufen jedes Brenners kann auch beliebig sein, zum Beispiel nur eine. Eine mögliche Ausführungsform ist so eine Brennkammer mit den in 8 gezeigten Merkmalen, wobei die Mischvorrichtungen 31 nur eine Stufe haben (d. h. die Mischvorrichtungen 31 könnten nur die Stufen 12a und 12c haben; in diesem Fall definiert jede Mischvorrichtung oder Gruppe von Mischvorrichtungen 31 eine Stufe).
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Liefern von Brennstoff an eine Brennkammer.
  • Unter Bezug auf 2 enthält das Verfahren:
    • – das Sammeln des unter den Gruppen 13 zu verteilenden Brennstoffs im Verteiler 14;
    • – das Verteilen des vom Verteiler 14 stammenden Brennstoffs an jede Gruppe 13 über ein Versorgungselement 15;
    • – für jede Gruppe 13 das Abzweigen des von den Versorgungselementen 15 kommenden Brennstoffs zwischen den Stufen 12a, 12b (und möglichen weiteren Stufen).
  • Natürlich können die beschriebenen Merkmale unabhängig voneinander geliefert werden.
  • In der Praxis können die verwendeten Materialien und Abmessungen frei gewählt werden, je nach den Erfordernissen und dem Stand der Technik.
  • Bezugszeichenliste
  • Stand der Technik
  • 1
    Brennkammer
    2
    Mischvorrichtungen
    3
    Brennvorrichtung
    4a, 4b, 4c
    Düsen
    5
    Versorgungskreis
    7a, 7b, 7c
    Verteiler
    8a, 8b, 8c
    Hauptrohrleitungen
    9a, 9b, 9c
    Steuerventile
    Ausführungsform der Erfindung
    10
    Brennkammer
    12a, 12b, 12c, 12d
    Stufen
    13
    Gruppen
    14
    Verteiler
    15
    Versorgungselement
    17
    Verzweiger
    19
    Hauptrohrleitung
    20
    Steuerventil
    22
    Leitungen
    25
    Steuerventil
    26
    Stellantrieb
    28
    Mehrweg-Steuerventil
    30
    Brennvorrichtung
    31
    Mischvorrichtung

Claims (14)

  1. Brennkammer, die einen Körper mit Düsen aufweist, um einen darin zu verbrennenden Brennstoff einzuspritzen, wobei: – die Düsen eine Vielzahl von parallel zu speisenden Gruppen (13) definieren, und – die Düsen jeder Gruppe (13) mindestens zwei Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) definieren, die gemäß den verschiedenen Betriebsbedingungen verschieden betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes enthält: – einen Verteiler (14) zum Sammeln eines unter den Gruppen (13) zu verteilenden Brennstoffs, – eine Vielzahl von Versorgungselementen (15), die den vom Verteiler (14) stammenden Brennstoff an jede Gruppe (13) verteilen; – für jede Gruppe (13) mindestens einen Verzweiger (17), um den von den Versorgungselementen (15) kommenden Brennstoff zwischen den Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) abzuzweigen.
  2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl von Versorgungselementen (15) enthält, wobei jedes Versorgungselement (15) mit einem anderen Versorgungselement (15) verbunden ist.
  3. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptrohrleitung (19) zum Liefern von Brennstoff in den Verteiler (14) vorgesehen ist, wobei die Hauptrohrleitung (19) ein Steuerventil (20) aufweist, um den Brennstoffdurchsatz innerhalb des Verteilers (14) zu regeln.
  4. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verzweiger (17) nur den Brennstoffdurchsatz zwischen den Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) abzweigen kann.
  5. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe (13) jedes Versorgungselement (15) von einer Leitung definiert wird, und dass weitere Leitungen (22) zwischen den Verzweigern (17) und den Düsen jeder Stufe (12a, 12b, 12c, 12d) vorgesehen sind, wobei die Verzweiger (17) auf jeder Leitung ein Steuerventil (25) aufweisen, das von einem Stellantrieb (26) betrieben wird.
  6. Brennkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (26) ein gemeinsamer Stellantrieb ist.
  7. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe (13) jedes Versorgungselement (15) von einer Leitung definiert wird, und dass weitere Leitungen (22) zwischen den Verzweigern (17) und den Düsen jeder Stufe (12a, 12b, 12c, 12d) vorgesehen sind, wobei die Verzweiger (17) ein Mehrweg-Steuerventil (28) aufweisen, mit dem die Leitungen verbunden sind.
  8. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweiger (17) lokal gesteuert werden.
  9. Brennkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweiger (17) auf der Basis des Brennstoffdrucks innerhalb der sie tragenden Leitung gesteuert werden.
  10. Brennkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweiger (17) auf der Basis eines Steuerungs- oder eines Regelungssystems gesteuert werden.
  11. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweiger (17) zentral gesteuert werden.
  12. Brennkammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweiger (17) auf der Basis eines Steuerungs- oder eines Regelungssystems gesteuert werden.
  13. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vormischbrennkammer ist, die Mischvorrichtungen (31) und mindestens eine Brennvorrichtung (30) aufweist, wobei die Düsen jeder Gruppe (13) zur gleichen Mischvorrichtung (31) gehören.
  14. Verfahren zum Liefern von Brennstoff an eine Brennkammer, die einen Körper mit Düsen aufweist, um einen darin zu verbrennenden Brennstoff einzuspritzen, wobei: – die Düsen eine Vielzahl von parallel zu speisenden Gruppen (13) definieren, und – die Düsen jeder Gruppe (13) mindestens zwei Stufen (12a, 12b, 12c, 12d) definieren, die gemäß den verschiedenen Betriebsbedingungen verschieden betrieben werden, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: – Sammeln in einem Verteiler (14) des unter den Gruppen (13) zu verteilenden Brennstoffs, – Verteilen des vom Verteiler (14) stammenden Brennstoffs an jede Gruppe (13) über Versorgungselemente (15); – für jede Gruppe (13), Abzweigen des von den Versorgungselementen (15) kommenden Brennstoffs unter den Stufen (12a, 12b, 12c, 12d).
DE102011118411A 2010-12-09 2011-11-12 Brennkammer und Verfahren zum Liefern von Brennstoffen an eine Brennkammer Ceased DE102011118411A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10194320 2010-12-09
EP10194320.7 2010-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011118411A1 true DE102011118411A1 (de) 2012-06-14

Family

ID=44351681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011118411A Ceased DE102011118411A1 (de) 2010-12-09 2011-11-12 Brennkammer und Verfahren zum Liefern von Brennstoffen an eine Brennkammer

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20120148962A1 (de)
DE (1) DE102011118411A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10422531B2 (en) 2012-09-15 2019-09-24 Honeywell International Inc. System and approach for controlling a combustion chamber
US10317076B2 (en) * 2014-09-12 2019-06-11 Honeywell International Inc. System and approach for controlling a combustion chamber
GB201604379D0 (en) 2016-03-15 2016-04-27 Rolls Royce Plc A combustion chamber system and a method of operating a combustion chamber system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825335A1 (de) * 1998-06-05 1999-12-09 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine
US6202401B1 (en) * 1996-09-05 2001-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for acoustic modulation of a flame produced by a hybrid burner
DE10049203A1 (de) * 2000-10-05 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Brennstoffeinleitung in einen Vormischbrenner
DE10104150A1 (de) * 2001-01-30 2002-09-05 Alstom Switzerland Ltd Brenneranlage und Verfahren zu ihrem Betrieb
DE102004049491A1 (de) * 2004-10-11 2006-04-20 Alstom Technology Ltd Vormischbrenner
DE102006015230A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-18 Alstom Technology Ltd. Brennkammer
DE102010009051A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Brennstoffzuführungseinrichtung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4027473A (en) * 1976-03-05 1977-06-07 United Technologies Corporation Fuel distribution valve
US4817389A (en) * 1987-09-24 1989-04-04 United Technologies Corporation Fuel injection system
FR2685384A1 (fr) * 1991-12-18 1993-06-25 Snecma Systeme d'alimentation en carburant des injecteurs d'une turbomachine.
US5319931A (en) * 1992-12-30 1994-06-14 General Electric Company Fuel trim method for a multiple chamber gas turbine combustion system
US5660542A (en) * 1993-10-22 1997-08-26 Maumee Research & Engineering Incorporated Cupola burner
US5735117A (en) * 1995-08-18 1998-04-07 Fuel Systems Textron, Inc. Staged fuel injection system with shuttle valve and fuel injector therefor
US6405524B1 (en) * 2000-08-16 2002-06-18 General Electric Company Apparatus for decreasing gas turbine combustor emissions
US6722135B2 (en) * 2002-01-29 2004-04-20 General Electric Company Performance enhanced control of DLN gas turbines
US6786049B2 (en) * 2002-05-22 2004-09-07 Hamilton Sundstrand Fuel supply control for a gas turbine including multiple solenoid valves
US7036302B2 (en) * 2004-03-15 2006-05-02 General Electric Company Controlled pressure fuel nozzle system
DE102004015187A1 (de) * 2004-03-29 2005-10-20 Alstom Technology Ltd Baden Brennkammer für eine Gasturbine und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102006015529A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-04 Alstom Technology Ltd. Brennersystem mit gestufter Brennstoff-Eindüsung
US7654092B2 (en) * 2006-07-18 2010-02-02 Siemens Energy, Inc. System for modulating fuel supply to individual fuel nozzles in a can-annular gas turbine
US8046983B2 (en) * 2008-09-11 2011-11-01 Honeywell International Inc. Ecology valve fuel return system for gas turbine engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6202401B1 (en) * 1996-09-05 2001-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for acoustic modulation of a flame produced by a hybrid burner
DE19825335A1 (de) * 1998-06-05 1999-12-09 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine
DE10049203A1 (de) * 2000-10-05 2002-05-23 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Brennstoffeinleitung in einen Vormischbrenner
DE10104150A1 (de) * 2001-01-30 2002-09-05 Alstom Switzerland Ltd Brenneranlage und Verfahren zu ihrem Betrieb
DE102004049491A1 (de) * 2004-10-11 2006-04-20 Alstom Technology Ltd Vormischbrenner
DE102006015230A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-18 Alstom Technology Ltd. Brennkammer
DE102010009051A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Brennstoffzuführungseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US20120148962A1 (en) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0697507B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Drehzahlregelung einer Gasturbine bei Lastabwurf
DE69207073T2 (de) Zufuhranlage für die Brennstoff- und Wassereinspritzung in den Verbrennungsteil einer rotierenden Maschine und Verfahren zum Betrieb der Brennstoffzufuhranlage
DE3781276T2 (de) Einen weiten bereich gasfoermiger brennstoffe ueberdeckendes verbrennungssystem fuer gasturbinen.
EP2116766B1 (de) Brenner mit Brennstofflanze
DE3820962B4 (de) Brennstoffeinspritzsystem für Gasturbinentriebwerke
DE112018002520B4 (de) Gasturbinen-verbrenner und betriebsverfahren dafür
DE4446842B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Zuleiten eines gasförmigen Brennstoffs in einen Vormischbrenner
WO2001096785A1 (de) Verfahren zum betrieb eines brenners sowie brenner mit gestufter vormischgas-eindüsung
DE102014100571A1 (de) Düsensystem und Verfahren zum Start und Betrieb von Gasturbinen mit niedrigenergetischen Kraftstoffen
DE10160997A1 (de) Magervormischbrenner für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners
EP1840465A2 (de) Brennersystem mit gestufter Brennstoff-Eindüsung
DE102014101990A1 (de) Regelsystem für die Brennkammerbrennstofftemperatur
DE4339094A1 (de) Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102011052159A1 (de) Kraftstoffdüse und Kraftstoffdüsenanordnung und damit ausgestatte Gasturbine
EP2023041A1 (de) Vormischbrenner und Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners
EP2161502A1 (de) Vormischbrenner zur Verbrennung eines niederkalorischen sowie hochkalorischen Brennstoffes
DE102011117603A1 (de) Brennkammer und Verfahren zum Dämpfen von Pulsationen
DE102009038845A1 (de) Drallschaufel, Brenner und Gasturbine
EP2071156B1 (de) Brennstoffverteilungssystem für eine Gasturbine mit mehrstufiger Brenneranordnung
DE102009003369A1 (de) Schutz vor magerem Verlöschen der Verbrennung durch Steuerung des Düsen-Äquivalenzverhältnisses
CH701307B1 (de) Diffusions-Verbrennungssystem für heizwertarme Brennstoffe.
DE102011118411A1 (de) Brennkammer und Verfahren zum Liefern von Brennstoffen an eine Brennkammer
EP0969192B1 (de) Verfahren zum Abgleichen des Brennstoffverteilsystems bei Gasturbinen mit mehreren Brennern
EP3250857B1 (de) Brenneranordnung
DE69916274T2 (de) Verfahren zum anlassen eines brennkraftapparates

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
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

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final