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HINTERGRUND
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Der offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Gasturbinensysteme und insbesondere ein System und Verfahren zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und spezieller zur Reduzierung modaler Kopplung der Verbrennungsdynamik.
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Gasturbinensysteme enthalten im Allgemeinen eine Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einem Brennkammerabschnitt und einem Turbinenabschnitt. Der Brennkammerabschnitt kann eine oder mehrere Brennkammern (z.B. Rohrbrennkammern) mit Brennstoffdüsen enthalten, die zum Einspritzen eines Brennstoffs und eines Oxidationsmittels (z.B. Luft) in einen Brennraum in jeder Brennkammer eingerichtet sind. In jeder Brennkammer verbrennt ein Gemisch aus dem Brennstoffs und dem Oxidationsmittel zur Erzeugung von heißen Verbrennungsgasen, die dann in eine oder mehrere Turbinenstufen im Turbinenabschnitt einströmen und sie antreiben. Jede Brennkammer kann eine Verbrennungsdynamik erzeugen, die stattfindet, wenn die Flammendynamik (auch als Schwingungskomponente der Wärmefreisetzung bekannt) mit einer oder mehreren akustischen Moden der Brennkammer in Wechselwirkung treten und zu Druckschwingungen in der Brennkammer führen.
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Die Verbrennungsdynamik kann bei vielen diskreten Frequenzen oder über einen Bereich von Frequenzen auftreten und kann in Bezug auf die jeweilige Brennkammer sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts ziehen. Zum Beispiel können sich die Druck- und/oder akustischen Wellen stromabwärts in den Turbinenabschnitt, z.B. durch eine oder mehrere Turbinenstufen, oder stromaufwärts in das Brennstoffsystem ausbreiten. Gewisse stromabwärtige Bauteile des Turbinenabschnitts können potenziell auf die Verbrennungsdynamik reagieren, insbesondere wenn die von den einzelnen Brennkammern erzeugten Verbrennungsdynamiken eine phasengleiche und kohärente Beziehung zueinander aufweisen und Frequenzen an oder nahe an den Eigen- oder Resonanzfrequenzen der Bauteile haben. „Kohärenz“, wie hierin besprochen, kann sich auf die Stärke der linearen Beziehung zwischen zwei dynamischen Signalen beziehen und kann stark vom Grad der Frequenzüberlappung zwischen diesen bestimmt sein. In einigen Situationen ist die „Kohärenz“ ein Maß der modalen Kopplung oder akustischen Brennkammer-Brennkammer-Wechselwirkung, die das Verbrennungssystem aufweist. Dementsprechend besteht ein Bedarf für eine Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik, um die Möglichkeit einer unerwünschten Mitschwingungsantwort (z.B. eines Resonanzverhaltens) von Bauteilen in dem Turbinensystem zu reduzieren.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend sind gewisse Ausführungsformen zusammengefasst, deren Umfang dem der ursprünglich beanspruchten Erfindung entspricht. Es ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen den Umfang der beanspruchten Erfindung begrenzen, vielmehr sollen diese Ausführungsformen nur eine Kurzdarstellung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Tatsächlich kann die Erfindung eine Vielfalt von Formen umfassen, die den unten dargelegten Ausführungsformen ähnlich sein können oder sich von ihnen unterscheiden können.
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In einer ersten Ausführungsform enthält ein System eine Gasturbine mit einer ersten Brennkammer und einer zweiten Brennkammer. Die erste Brennkammer enthält einen ersten Brennstoffdüsensatz und mehrere erste Einspritzzapfen. Die mehreren ersten Einspritzzapfen sind in einer ersten Konfiguration stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren ersten Einspritzzapfen sind zum Leiten eines Brennstoffs zu dem ersten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Das System enthält ferner eine zweite Brennkammer mit einem zweiten Brennstoffdüsensatz und mehreren zweiten Einspritzzapfen. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind in einer zweiten Konfiguration stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind zum Leiten des Brennstoffs zu dem zweiten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Die zweite Konfiguration hat wenigstens einen Unterschied relativ zu der ersten Konfiguration.
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In dem zuvor erwähnten System kann der wenigstens eine Unterschied zur Reduktion der Kohärenz zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation einer ersten Konvektionszeit des ersten Einspritzzapfensatzes relativ zu einer zweiten Konvektionszeit des zweiten Einspritzzapfensatzes eingerichtet sein.
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Außerdem oder alternativ kann der wenigstens eine Unterschied zur Variation der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation eines ersten Verhältnisses eines Luft-Brennstoff-Gemisches des ersten Brennstoffdüsensatzes relativ zu einem zweiten Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemischs des zweiten Brennstoffdüsensatzes eingerichtet sein.
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In dem System einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen einen Unterschied zwischen wenigstens einem Einspritzzapfen der mehreren ersten Einspritzzapfen und wenigstens einem Einspritzzapfen der mehreren zweiten Einspritzzapfen umfassen.
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Speziell kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen wenigstens eine von einer anderen axialen Konfiguration, einer anderen Konfiguration in Umfangsrichtung oder einer anderen Geometrie oder einer Kombination davon umfassen.
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Die andere axiale Konfiguration kann wenigstens eine von einer anderen axialen Platzierung, einer anderen axialen Lage, einer anderen axialen Position oder einer anderen axialen Anordnung oder einer Kombination davon zwischen einer oder mehreren Achsen der ersten oder der zweiten Brennkammer umfassen.
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Die andere sich Konfiguration in Umfangsrichtung kann wenigstens eine von einer anderen Platzierung in Umfangsrichtung, einer anderen Lage in Umfangsrichtung, einer anderen sich Position in Umfangsrichtung oder einer anderen Anordnung in Umfangsrichtung oder einer Kombination davon zwischen einer ersten Achse der ersten und der zweiten Brennkammer umfassen.
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Die andere Geometrie kann wenigstens eine(n) von einem anderen Winkel, einer anderen Größe oder einer anderen Form oder einer Kombination davon zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen umfassen.
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In dem System einer beliebigen oben erwähnten Art kann der erste Brennstoffdüsensatz zu einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen angeordnet sein, und ein erster Einspritzzapfen und ein zweiter Einspritzzapfen der mehreren ersten Einspritzzapfen können einem ersten Brennstoffkreislauf bzw. einem zweiten Brennstoffkreislauf des einen oder der mehreren Brennstoffkreisläufe zugeordnet sein.
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In dem System der zuletzt erwähnten Art kann der erste Einspritzzapfen wenigstens einen Unterschied relativ zu dem zweiten Einspritzzapfen aufweisen, und der wenigstens eine Unterschied kann eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen.
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In einer zweiten Ausführungsform enthält ein System eine erste Turbinenbrennkammer. Die erste Brennkammer enthält mehrere erste Brennstoffdüsen, die zum Leiten eines Luft-Brennstoff-Gemischs zu einem Brennraum der ersten Turbinenbrennkammer eingerichtet sind. Die mehreren ersten Brennstoffdüsen umfassen einen ersten Brennstoffdüsensatz und einen zweiten Brennstoffdüsensatz. Das System enthält auch mehrere erste Einspritzzapfen, die zum Leiten eines Brennstoffs zu den mehreren ersten Brennstoffdüsen eingerichtet sind. Die mehreren ersten Einspritzzapfen umfassen einen ersten Einspritzzapfensatz, der dem ersten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, und einen zweiten Einspritzzapfensatz, der dem zweiten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist. Der erste Einspritzzapfensatz hat relativ zu dem zweiten Einspritzzapfensatz wenigstens einen Unterschied.
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In dem zuvor erwähnten System der zweiten Ausführungsform kann der wenigstens eine Unterschied zur Reduktion der Kohärenz zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation einer ersten Konvektionszeit des ersten Einspritzzapfensatzes relativ zu einer zweiten Konvektionszeit des zweiten Einspritzzapfensatzes eingerichtet sein.
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Das System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen oben erwähnten Art kann eine zweite Turbinenbrennkammer aufweisen, die aufweist: mehrere zweite Brennstoffdüsen, die zum Leiten des Luft-Brennstoff-Gemischs zu einem zweiten Brennraum der zweiten Turbinenbrennkammer eingerichtet sind, wobei die mehreren zweiten Brennstoffdüsen einen dritten Satz Brennstoffdüsen und einen vierten Satz Brennstoffdüsen aufweisen können; und mehrere zweite Einspritzzapfen, die zum Leiten des Brennstoffs zu den mehreren zweiten Brennstoffdüsen eingerichtet sind, wobei die mehreren zweiten Einspritzzapfen einen dritten Einspritzzapfensatz, der dem dritten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, und einen vierten Einspritzzapfensatz, der dem vierten Brennstoffdüsensatz zugeordnet ist, aufweisen können.
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In dem System der zuletzt erwähnten Art kann der erste Einspritzzapfensatz oder der zweite Einspritzzapfensatz relativ zu dem dritten Einspritzzapfensatz oder dem vierten Einspritzzapfensatz wenigstens einen Unterschied aufweisen.
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Insbesondere kann der wenigstens eine Unterschied zur Variation der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer durch Variation eines ersten Verhältnisses eines Luft-Brennstoff-Gemischs des ersten Brennstoffdüsensatzes relativ zu einem zweiten Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemischs des zweiten Brennstoffdüsensatzes eingerichtet sein.
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In dem System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen dem ersten Einspritzzapfensatz und dem zweiten Einspritzzapfensatz eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen.
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Der erste Einspritzzapfensatz oder der zweite Einspritzzapfensatz kann einen Null-Einspritzzapfensatz umfassen.
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In einer dritten Ausführungsform enthält ein Verfahren das Steuern einer ersten Verbrennungsdynamik einer ersten Brennkammer oder einer ersten Konvektionszeit eines ersten Einspritzzapfensatzes der ersten Brennkammer mit einer ersten Konfiguration von mehreren ersten Einspritzzapfen, die stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet sind. Das Verfahren enthält ferner das Steuern einer zweiten Verbrennungsdynamik einer zweiten Brennkammer oder einer zweiten Konvektionszeit eines zweiten Einspritzzapfensatzes der zweiten Brennkammer mit einer zweiten Konfiguration mehrerer zweiter Einspritzzapfen, die stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet sind. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen haben relativ zu den mehreren ersten Einspritzzapfen wenigstens einen Unterschied.
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In dem zuvor erwähnten Verfahren kann der wenigstens eine Unterschied eine andere axiale Konfiguration, eine andere Konfiguration in Umfangsrichtung, eine andere Geometrie oder eine Kombination davon umfassen.
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Bei dem Verfahren einer beliebigen oben erwähnten Art kann der wenigstens eine Unterschied zwischen den mehreren ersten Einspritzzapfen und den mehreren zweiten Einspritzzapfen zur Reduktion modaler Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer eingerichtet sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die Begleitzeichnungen besser verständlich, wobei in den Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen gleiche Teile darstellen und worin zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems, das mehrere Brennkammern mit einer jeweiligen Brennstoffkreislaufkonfiguration aufweist, die zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik eingerichtet ist, um die Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren,
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2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform von einer der Brennkammern von 1, wobei die Brennkammer eine erste quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration mit einer axialen Stufung von Einspritzzapfen enthält,
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3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform von einer der Brennkammern von 1, wobei die Brennkammer eine zweite quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration mit einer Umfangsanordnung von Einspritzzapfen enthält,
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4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Brennkammer von 3 entlang der Linie 4-4, die mehrere Quat-Zapfen veranschaulicht, die um eine Achse angeordnet und zu einem ersten Brennstoffkreislauf hin vorgespannt sind, und
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5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des Gasturbinensystems von 1 entlang der Linie 5-5, die mehrere Brennkammern mit jeweiligen quaternären Brennstoffkreislaufkonfigurationen veranschaulicht, die zur Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik zur Reduktion der Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen eingerichtet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Bemühen, eine konzise Beschreibung dieser Ausführungsformen zu geben, werden in der Patentbeschreibung eventuell nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung beschrieben. Es ist zu beachten, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Implementierung wie bei jedem Konstruktions- oder Planungsprojekt zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Zielsetzungen der Entwickler zu erzielen, wie z.B. die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Beschränkungen, die bei jeder Implementierung verschieden sein können. Es ist darüber hinaus zu beachten, dass ein derartiges Entwicklungsvorhaben komplex und zeitraubend sein kann, trotzdem aber für den von dieser Offenbarung profitierenden Durchschnittsfachmann bezüglich Entwurf, Fertigung und Herstellung eine Routineangelegenheit wäre.
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Beim Vorstellen von Elementen verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Artikel „ein“, „eine“, „der/die/das“ und „genannte“ bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Es ist vorgesehen, dass die Begriffe „aufweisen“, „enthalten“ und „haben“ umfassend sind und bedeuten, dass es außer den aufgelisteten Elementen noch zusätzliche Elemente geben kann.
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Die offenbarten Ausführungsformen richten sich auf eine Reduzierung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik in einem Gasturbinensystem (z.B. um unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren) durch Variation einer Brennstoffkreislaufkonfiguration, wie etwa der Konfiguration eines quaternären Brennstoffkreislaufs oder Zuleitungsrohrs. Speziell richten sich die offenbarten Ausführungsformen auf die Variation der Konfiguration von mehreren Einspritzzapfen (z.B. quaternären Zapfen) in einem oder mehreren quaternären Brennstoffkreisläufen, die einer oder mehreren Brennkammern des Gasturbinensystems zugeordnet sind, so dass die Anordnung der quaternären Zapfen zur Reduzierung der Verbrennungsdynamik und/oder unerwünschter Schwingungsantworten in dem System eingerichtet ist.
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Wie oben angegeben, kann eine Gasturbinenbrennkammer (oder Brennkammeranordnung) aufgrund des Verbrennungsprozesses, von Eigenschaften von Ansaugfluidströmen (z.B. Brennstoff, Oxidationsmittel, Verdünner usw.) in die Brennkammer und von verschiedenen anderen Faktoren eine Verbrennungsdynamik erzeugen. Die Verbrennungsdynamik kann als Druckschwankungen, -impulse, -schwingungen und/oder -wellen bei gewissen Frequenzen gekennzeichnet sein. Zu den Fluidströmungseigenschaften können Geschwindigkeit, Druck, Geschwindigkeits- und/oder Druckschwankungen, Variationen in Strömungswegen (z.B. Biegungen, Formen, Unterbrechungen usw.) oder irgendeine Kombination davon zählen. Insgesamt kann die Verbrennungsdynamik in verschiedenen Bauteilen stromaufwärts und/oder stromabwärts der Brennkammer möglicherweise Schwingungsantworten und/oder Resonanzverhalten verursachen. Zum Beispiel kann die Verbrennungsdynamik (z.B. bei gewissen Frequenzen, Frequenzbereichen, Amplituden, Brennkammer-Brennkammer-Phasen usw.) sich sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts im Gasturbinensystem ausbreiten. Wenn die Gasturbinenbrennkammern, stromaufwärtigen Bauteile und/oder stromabwärtigen Bauteile Eigen- oder Resonanzfrequenzen haben, die von diesen Druckschwankungen (z.B. der Verbrennungsdynamik) angeregt werden, dann können die Druckschwankungen möglicherweise Schwingungen, Beanspruchung, Ermüdung usw. verursachen. Zu den Bauteilen können Brennkammerauskleidungen, Brennkammerströmungsmäntel, Brennkammerkappen, Brennstoffdüsen, Turbinenleitschaufeln, Turbinenlaufschaufeln, Turbinendeckbänder, Turbinenräder, Lager, Brennstoffzufuhranordnungen oder irgendeine Kombination davon zählen. Die stromabwärtigen Bauteile sind von besonderem Interesse, da sie gegenüber Verbrennungstönen, die phasengleich und kohärent sind, empfindlicher sind. Eine Reduktion der Kohärenz reduziert somit speziell die Möglichkeit unerwünschter Schwingungen in stromabwärtigen Bauteilen.
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Wie unten ausführlich besprochen wird, können die offenbarten Ausführungsformen eine oder mehrere Gasturbinenbrennkammern mit einer besonderen Brennstoffkreislaufanordnung (z.B. quaternäre Brennstoffkreislaufanordnung) ausstatten, die eingerichtet ist, um die Verbrennungsdynamik der Gasturbinenkammer zu modifizieren, z.B. durch Variation der Frequenz, der Amplitude, der Brennkammer-Brennkammer-Kohärenz, des Frequenzbereichs oder irgendeiner Kombination davon. Insbesondere kann die Anordnung mehrerer quaternärer Zapfen oder Quat-Zapfen (z.B. Einspritzzapfen) jedes quaternären Brennstoffkreislaufsystems, das einer jeweiligen Brennkammer zugeordnet ist, die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau verändern, was die Verbrennungsdynamik so verändern kann, dass ein unerwünschtes Schwingungsverhalten von Bauteilen stromaufwärts und/oder stromabwärts der Turbinenbrennkammer sowie der Gasturbinenbrennkammern beträchtlich reduziert oder ausgeschlossen wird. Das Verändern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses auf Düsenniveau kann die Verteilung der Wärmefreisetzung modifizieren, was die Flammendynamik und daher die Verbrennungsdynamik verändert. Außerdem ist die Konvektionszeit ein wichtiger Faktor der Frequenzen und/oder Amplituden der Verbrennungsdynamik. Die Konvektionszeit betrifft die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Brennstoff durch die Brennstoffkanäle der Gasturbinenbrennkammer eingespritzt wird, und dem Zeitpunkt, an dem der Brennstoff die Brennkammer erreicht und sich entzündet. Durch Verändern der axialen Position der Quat-Zapfen wird die Wegzeit für den Brennstoff zwischen den Quat-Zapfen und der Flammenzone verändert und daher die Konvektionszeit verändert. Im Allgemeinen besteht zwischen der Konvektionszeit und der Frequenz eine umgekehrte Beziehung. Das heißt, bei zunehmender Konvektionszeit nimmt die Frequenz der Verbrennungsinstabilität ab, und bei abnehmender Konvektionszeit nimmt die Frequenz der Verbrennungsinstabilität zu. Außerdem kann das Variieren der Konvektionszeit zwischen den Quat-Zapfen eine zerstörerische Störwechselwirkung der Verbrennungsdynamik fördern, die von den Quat-Zapfen erzeugt wird oder zu der sie beitragen, was die Amplituden der Verbrennungsdynamik reduzieren und/ oder die Frequenz der Verbrennungsdynamik verändern kann. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration (z.B. der Platzierung, Anordnung, Position, Lage usw.) von Quat-Zapfen in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung um das Kopfende der Brennkammer herum das Abstimmen der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/ oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau unterstützen und kann zu einer Verbrennungsdynamik mit reduzierten Amplituden und/oder Frequenzen, die relativ zu resonanten Frequenzen der Bauteile im Gasturbinensystem verschieden sind und/oder über einen größeren Frequenzbereich ausgebreitet sind, oder einer Kombination davon führen. Außerdem kann das Variieren der Geometrien der Quat-Zapfen (z.B. der Größe, Form, Winkel usw.) eine Variation in die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis auf Düsenniveau einführen und kann zu einer Verbrennungsdynamik mit reduzierten Amplituden und/oder Frequenzen führen, die relativ zu resonanten Frequenzen der Bauteile im Gasturbinensystem verschieden sind und/oder über einen größeren Frequenzbereich ausgebreitet sind.
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Zusätzlich zu Modifikationen auf Brennkammerniveau (d.h. bei einzelner Turbinenbrennkammer) können die offenbarten Ausführungsformen die Konfiguration (z.B. Anordnung, Lage, Position usw.) und/oder die Geometrie (z.B. Winkel, Größe, Form usw.) der Quat-Zapfen innerhalb jedes quaternären Brennstoffkreislaufs unter mehreren Gasturbinenbrennkammern variieren, wodurch die Verbrennungsdynamik von Brennkammer zu Brennkammer auf eine Weise variiert wird, die Verbrennungsdynamikamplituden und/ oder die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik unter den mehreren Gasturbinenbrennkammern reduziert. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen (z.B. Platzierung, Lage, Position, Anordnung usw.) in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung zwischen oder unter Brennkammern des Systems zu Variationen bei den Verbrennungsdynamikfrequenzen (z.B. Frequenzen, die verschieden sind, über einen größeren Frequenzbereich ausgebreitet sind oder eine Kombination davon) von Brennkammer zu Brennkammer führen, wodurch die Möglichkeit einer modalen Kopplung der Brennkammern, insbesondere bei Frequenzen, die auf Resonanzfrequenzen der Bauteile des Gasturbinensystems ausgerichtet sind, reduziert wird. Desgleichen können die Geometrien der Quat-Zapfen (z.B. Größe, Form, Winkel usw.) zwischen oder unter Brennkammern des Systems variiert werden, um dazu beizutragen, ein unerwünschtes Schwingungsverhalten zu reduzieren.
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In Anbetracht des Vorhergehenden zeigt 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems 10, das mehrere Brennkammern 12 hat, wobei jeder Brennkammer 12 ein oder mehrere quaternäre Brennstoffkreisläufe 13 (z.B. quaternärer Brennstoffkreislauf 13) zugeordnet sind. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann mehrere quaternäre Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen, Quat-Zapfen) enthalten, wobei jeder Quat-Zapfen 14 zum Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer 12 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 in der Brennkammer 12 eingerichtet sein kann. Zum Beispiel kann jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die um den Umfang der Brennkammer 12 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 (z.B. der primären Brennstoffdüsen 18) angeordnet sind. Die Konfiguration und/oder die Geometrien der Quat-Zapfen 14 jedes quaternären Brennstoffkreislaufs 13 können innerhalb der und/oder unter den Brennkammern 12 variiert werden, um die Verbrennungsdynamik in einer jeweiligen Brennkammer 12 und/oder zwischen den Brennkammern 12 zu ändern, wodurch sie zur Reduzierung unerwünschter Schwingungsantworten in Bauteilen stromabwärts des Systems 10 beitragen, wie unten ausführlich weiter beschrieben wird. Speziell kann das Variieren der Konfiguration und/oder der Geometrien der Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 die Konvektionszeit zwischen den Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis zwischen den Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch die Verbrennungsdynamikamplituden verringert und/oder die Verbrennungsdynamikfrequenzen in einer jeweiligen Brennkammer 12 und/oder zwischen benachbarten Brennkammern 12 und/oder unter mehreren Brennkammern 12 variiert werden, wobei davon erwartet wird, dass es die Kohärenz der Brennkammern 12 reduziert, wie unten ausführlicher weiter beschrieben wird.
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In der veranschaulichten Ausführungsform enthält das Gasturbinensystem 10 eine oder mehrere Brennkammern 12, die jeweils den quaternären Brennstoffkreislauf 13, einen Verdichter 11 und eine Turbine 16 haben. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann einen oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Führen eines Brennstoffs aus einer oder mehreren Brennstoffquellen in die Brennkammer 12 stromaufwärts von einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr) innerhalb der Brennkammer 12 eingerichtet sein können. Die Brennkammern 12 entzünden und verbrennen ein unter Druck stehendes Gemisch aus Oxidationsmittel (z.B. Luft) und Brennstoff (z.B. ein Luft-Brennstoff-Gemisch) in den Brennräumen 19 und leiten dann resultierende heiße, unter Druck stehende Verbrennungsgase 24 (z.B. Abgas) in die Turbine 16 weiter. In gewissen Ausführungsformen können die Brennstoffdüsen 18 zu einem oder mehreren primären Brennstoffkreisläufen (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr Brennstoffkreisläufe) gruppiert werden, wobei jeder primäre Brennstoffkreislauf eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 enthält. Jeder primäre Brennstoffkreislauf kann einer Brennstoffquelle zugeordnet sein. Die einem oder mehreren primären Brennstoffkreisläufen zugeordneten Brennstoffdüsen 18 können auch einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, d.h. ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 können Brennstoff in den Strömungskanal (wie in 2 gezeigt) einspritzen, wo er sich mit dem Luftstrom 67 aus dem Verdichterauslass 68 (wie in 2 gezeigt) vermischt, bevor er in eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 eintritt, die einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen zugeordnet sind, wodurch ein Brennstoff-Luft-Gemisch entsteht, das dann in die Brennstoffdüsen 18 eintritt, wo von den Brennstoffdüsen 18 zusätzlicher Brennstoff eingespritzt wird. In gewissen Ausführungsformen kann das Variieren der Konfiguration und/oder der Geometrien der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit von einem oder mehreren Quat-Zapfen und/oder das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, abstimmen, wodurch die Verbrennungsdynamikamplituden und/oder -frequenzen in der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 des Systems 10 verändert werden.
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Speziell kann das Variieren der Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder für das Brennstoff-Luft-Verhältnis für eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 variieren. Dementsprechend kann das Variieren der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Gemischs von einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 über die Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 die resultierende Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 und/oder unter den Brennkammern 12 des Systems 10 modifizieren. Eine Modifikation der Verbrennungsdynamik kann wiederum die Möglichkeit eines unerwünschten Schwingungsverhaltens in der Brennkammer 12 und/oder in stromabwärtigen Bauteilen reduzieren. Zum Beispiel können in gewissen Ausführungsformen die Brennkammern 12 des Systems 10 außer den Variationen bei der Konfiguration und/oder den Geometrien der Quat-Zapfen 14 in jeder Brennkammer 12 identisch sein. Dementsprechend können Variationen bei der Konfiguration und/oder den Geometrien der Quat-Zapfen 14 zwischen den Brennkammern 12 dazu beitragen, die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik zwischen den Brennkammern 12 zu modifizieren oder zu reduzieren.
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Turbinenschaufeln innerhalb der Turbine 16 sind mit einer Welle 26 des Gasturbinensystems 10 gekoppelt, die auch mit mehreren anderen Bauteilen im ganzen Turbinensystem 10 gekoppelt sein kann. Beim An- und Durchströmen der Verbrennungsgase 24 an die und zwischen den Turbinenschaufeln der Turbine 16 wird die Turbine 16 zum Drehen gebracht, was die Welle 26 zum Drehen veranlasst. Schließlich treten die Verbrennungsgase 24 über einen Abgasauslass 28 aus dem Turbinensystem 10 aus. Des Weiteren ist in der veranschaulichten Ausführungsform die Welle 26 mit einer Last 30 gekoppelt, die über die Drehung der Welle 26 angetrieben wird. Die Last 30 kann irgendeine geeignete Vorrichtung sein, die über das Drehmoment des Turbinensystems 10 Leistung erzeugt, wie etwa ein elektrischer Generator, ein Propeller eines Flugzeugs oder eine andere Last.
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Der Verdichter 11 des Gasturbinensystems 10 enthält Verdichterschaufeln. Die Verdichterschaufeln im Verdichter 11 sind mit der Welle 26 gekoppelt und drehen sich, während die Drehung der Welle 26 von der Turbine 16 angetrieben wird, wie oben besprochen. Beim Drehen der Verdichterschaufeln im Verdichter 11 verdichtet der Verdichter 11 aus einem Lufteinlass 32 erhaltene Luft (oder irgendein geeignetes Oxidationsmittel) und erzeugt Druckluft 34. Die Druckluft 34 wird dann in die Brennstoffdüsen 18 der Brennkammern 12 eingespeist. Wie oben erwähnt, vermischen die Brennstoffdüsen 18 die Druckluft 34 und den Brennstoff zum Erzeugen eines geeigneten Mischungsverhältnisses für die Verbrennung. In der folgenden Besprechung kann auf eine axiale Richtung oder Achse 42 (z.B. eine Längsachse) der Brennkammer 12, eine radiale Richtung oder Achse 44 der Brennkammer 12 und eine Umfangsrichtung oder -achse 46 der Brennkammer 12 Bezug genommen werden.
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In gewissen Ausführungsformen kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 des quaternären Brennstoffkreislaufs 13 in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung und/oder das Variieren der Geometrien des Quat-Zapfens 14 (z.B. Formen, Größen, Winkel usw.) dazu beitragen, unerwünschte Schwingungsantworten in der Brennkammer 12 und/oder in stromabwärtigen Turbinenbauteilen im System 10 zu reduzieren. Zum Beispiel enthält das System 10 in der veranschaulichten Ausführungsform eine erste Brennkammer 17, die einem ersten quaternären Brennstoffkreislauf 13 zugeordnet ist, und eine zweite Brennkammer 21, die einem zweiten quaternären Brennstoffkreislauf 13 zugeordnet ist. Jeder quaternäre Brennstoffkreislauf 13 kann mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, die zum Leiten des Brennstoffs und/oder des Luft-Brennstoff-Gemischs zu den Brennstoffdüsen 18 eingerichtet sind. In gewissen Ausführungsformen kann die Konfiguration der mehreren, einer jeweiligen Brennkammer 12 zugeordneten Quat-Zapfen 14 von der Konfiguration der mehreren Quat-Zapfen 14, die einer angrenzenden oder nicht angrenzenden Brennkammer 12 zugeordnet sind, verschieden sein. Zum Beispiel kann ein der ersten Brennkammer 17 zugeordneter erster Satz Quat-Zapfen 14 etwa entlang einer ersten Achse 48 entlang der Umfangsrichtung 46 des Systems 10 angeordnet sein. In der veranschaulichten Ausführungsform kann ein der zweiten Brennkammer 21 zugeordneter zweiter Satz Quat-Zapfen 15 etwa entlang einer zweiten Achse 50, die etwa parallel zur ersten Achse 48 verläuft, angeordnet sein. Insbesondere kann der zweite Satz Quat-Zapfen 15 relativ zu dem ersten Satz Quat-Zapfen 14 axial gestuft sein, so dass eine erste Konfiguration der Quat-Zapfen 14 von einer zweiten Konfiguration der Quat-Zapfen 15 verschieden ist.
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Die veranschaulichte Ausführungsform zeigt zwar die Variation der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 zwischen benachbarten Brennkammern 12 des Systems 10, es ist aber zu beachten, dass die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 zwischen 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren Brennkammern 12 in dem System 10 entlang 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 variiert werden kann. In gewissen Ausführungsformen kann die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 in einer jeweiligen Brennkammer 12 (wie in 2 weiter beschrieben) durch axiale Stufung der Quat-Zapfen 14 entlang 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 in der jeweiligen Brennkammer 12 variiert werden. Außerdem ist bei gewissen Ausführungsformen zu beachten, dass die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 unter einer oder mehreren Brennkammern 12 in verschiedenen Konfigurationen durch Verteilen der Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung variiert werden kann, wie in Bezug auf die 3 bis 5 weiter beschrieben wird.
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2 ist eine schematische Querschnittdarstellung einer Ausführungsform der Brennkammer 12 im System 10 von 1, wobei die Brennkammer 12 eine erste Konfiguration eines quaternären Brennstoffkreislaufs enthält, bei der die Quat-Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen) an 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehreren axialen Positionen entlang der Umfangsrichtung 46 axial gestuft sind. Wie oben in Bezug auf 1 angegeben, können die Konfigurationen der Quat-Zapfen 14 durch axiales Stufen der Quat-Zapfen 14 unter einer oder mehreren Brennkammern 12 an einer oder mehreren axialen Positionen 48, 50 variiert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform werden die Quat-Zapfen 14 in einer einzelnen Brennkammer 12 so variiert, dass die Quat-Zapfen 14 entlang der ersten axialen Position 48, der zweiten axialen Position 50 und einer dritten axialen Position 52 entlang der Umfangsrichtung 46 des Systems 10 axial gestuft sind. Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration und/oder Geometrien der Quat-Zapfen 14 in der Brennkammer 12 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen 14 und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis der Brennstoffdüsen 18, die den Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch Verbrennungsdynamikamplituden in der Brennkammer verringert werden, wovon erwartet wird, dass es unerwünschte Schwingungsantworten in dem Gasturbinensystem 10 reduziert.
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In der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Brennkammer 12 ein Kopfende 54 und den Brennraum 19. Das Kopfende 54 der Brennkammer 12 umschließt allgemein eine Kappenanordnung 56 und die Brennstoffdüsen 18, wie etwa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mehrere Brennstoffdüsen 18. In gewissen Ausführungsformen leiten die Brennstoffdüsen 18 Brennstoff, Luft, Brennstoff-Luft-Gemische und manchmal andere Fluide zu dem Brennraum 19. Insbesondere können die Brennstoffdüsen 18 in einen oder mehrere verschiedene Brennstoffkreisläufe gruppiert oder angeordnet sein, so dass jeder Brennstoffkreislauf eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 enthält und wobei jeder Brennstoffkreislauf einen Brennstoff und/oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch aus einer oder mehreren Brennstoffquellen leiten kann. Die Brennkammerkappenanordnung 56 ist an einem Teil der Länge der Brennstoffdüsen 18 entlang angeordnet, so dass die Brennstoffdüsen 18 in der Brennkammer 12 untergebracht sind. Jede Brennstoffdüse 18 ermöglicht das Vermischen von Druckluft und Brennstoff und führt das Gemisch durch die Brennkammerkappenanordnung 54 in den Brennraum 19. Das Luft-Brennstoff-Gemisch kann dann in einer primären Verbrennungszone 57 des Raums 19 verbrennen, wodurch heiße, druckbeaufschlagte Abgase erzeugt werden, die in einer Stromabwärtsrichtung 69 strömen. Diese druckbeaufschlagten Abgase treiben die Drehung der Schaufeln in der Turbine 16 an. Die Brennkammer 12 hat eine oder mehrere Wände, die sich in Umfangsrichtung 46 um den Brennraum 19 und die Achse 42 der Brennkammer 12 erstrecken, und stellt im Allgemeinen eine von mehreren Brennkammern 12 dar, die in einer voneinander beabstandeten Anordnung in Umfangsrichtung um eine Drehachse (z.B. Welle 26) des Gasturbinensystems 10 angeordnet sind.
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Jede Brennkammer 12 enthält eine Außenwand (z.B. Strömungsmantel 58), die sich in Umfangrichtung erstreckend um eine Innenwand (z.B. Brennkammerauskleidung 60) angeordnet ist, um einen Strömungszwischenkanal oder -zwischenraum 64 zu definieren, während die Brennkammerauskleidung 60 in Umfangsrichtung um den Brennraum 19 verläuft. Die Innenwand 60 kann auch ein Übergangsstück 66 enthalten, das allgemein zu einer ersten Stufe der Turbine 16 hin konvergiert. Der Prallmantel 65 ist sich in Umfangsrichtung erstreckend um das Übergangsstück 66 angeordnet. Die Auskleidung 60 definiert eine Innenfläche der Brennkammer 12, die dem Brennraum 19 direkt zugekehrt ist und zu ihm freiliegt. Der Strömungsmantel 58 und der Prallmantel 65 enthalten mehrere Perforationen 61, die einen Luftstrom 67 von einem Verdichterauslass 68 in den Strömungskanal 64 lenken, während sie zu Prallkühlungszwecken auch Luft gegen die Auskleidung 60 und das Übergangsstück 66 prallen lassen. Der Strömungskanal 64 führt den Luftstrom 67 dann in einer Stromaufwärtsrichtung zum Kopfende 50 (z.B. relativ zu einer Stromabwärtsrichtung 69 der heißen Verbrennungsgase), so dass der Luftstrom 67 die Auskleidung 60 weiter kühlt, bevor er durch die Brennkammerkappenanordnung 56, durch die Brennstoffdüsen 18 und in den Brennraum 19 strömt.
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In gewissen Ausführungsformen kann die Brennkammer 12 den quaternären Brennstoffkreislauf 13 enthalten, der mehrere Quat-Zapfen 14 in verschiedenen Konfigurationen und/oder Geometrien hat. Speziell können die Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung nahe dem Kopfende 54 um die Brennkammer 12 angeordnet sein. In gewissen Ausführungsformen kann der durch die Brennkammerkappenanordnung 56 strömende Luftstrom 67 auf die den Brennstoffdüsen 18 zugeordneten Quat-Zapfen 14 treffen. Speziell können die Quat-Zapfen 14 als Brennstoffinjektoren eingerichtet sein, die einen Teil eines Brennstoffs stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18 in den Luftstrom 67 einspritzen. Speziell können ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein. In gewissen Ausführungsformen kann jede Brennstoffdüse 18 einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein. Des Weiteren können in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein, wie etwa einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18 innerhalb eines jeweiligen Brennstoffkreislaufes, wie mit Bezug auf 5 noch weiter erläutert wird. Der von den Quat-Zapfen 14 eingespritzte Brennstoff kann von einer oder mehreren Brennstoffquellen geliefert werden, die über eine Brennstoffzufuhrleitung mit dem quaternären Brennstoffkreislauf 13 gekoppelt sind. In gewissen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugewandt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. Der von den Quat-Zapfen 14 bereitgestellte Brennstoff kann sich mit dem zu den Brennstoffdüsen 18 hin strömenden Luftstrom 67 zu einem Luft-Brennstoff-Gemisch vermischen, das dann über die Brennstoffdüsen 18 zum Brennraum 19 geleitet wird.
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Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration (z.B. Position, Lage, Anordnung, Platzierung, axialer Stufung, Variationen in Umfangsrichtung usw.) und/oder der Geometrien (z.B. Größen, Formen, Winkel usw.) der Quat-Zapfen 14 unter Brennkammern 12 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis der den Quat-Zapfen 14 zugeordneten Brennstoffdüsen 18 unter den Brennkammern 12 variieren, wodurch Verbrennungsdynamikamplituden verringert und/oder Verbrennungsdynamikfrequenzen unter den Brennkammern variiert werden, wovon erwartet wird, dass es die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik reduziert. Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform der Brennkammer 12 ein erster Satz Quat-Zapfen 14 etwa entlang der ersten axialen Position 48 angeordnet, ein zweiter Satz Quat-Zapfen 15 ist etwa entlang der zweiten axialen Position 50 angeordnet und ein dritter Satz Quat-Zapfen 23 ist etwa entlang der dritten axialen Position 52 angeordnet, so dass jeder Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 proximal des Kopfendes 54 und um den Umfang der Brennkammer 12 axial gestuft ist. Jeder Satz Quat-Zapfen 14 kann 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Leiten eines Brennstoffs zu einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 eingerichtet sind. In einigen Ausführungsformen kann das axiale Stufen der Quat-Zapfen 14 die Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen variieren und/oder kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer oder mehrerer Brennstoffdüsen 18 variieren. Zum Beispiel kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die dem ersten Satz Quat-Zapfen 14 (mit 3 Quat-Zapfen 14) zugeordnet sind, von dem Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18 verschieden sein, die dem dritten Satz Quat-Zapfen 14 (mit 4 Quat-Zapfen 14) zugeordnet sind, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer und/oder in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren.
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Die veranschaulichte Ausführungsform zeigt zwar jeden Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 mit etwa der gleichen Größe und/oder Form, es ist aber zu beachten, dass in einigen Ausführungsformen jeder Quat-Zapfen 14 und/ oder jeder Satz Quat-Zapfen 14, 15 und 23 eine andere Geometrie (z.B. Größe, Form, Winkel usw.) haben kann. Zum Beispiel kann in gewissen Ausführungsformen der erste Satz Quat-Zapfen 14 relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen 15 eine andere Größe haben (z.B. Verhältnis von 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1 usw.). Desgleichen kann der erste Satz Quat-Zapfen 14 relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen (15) etwa eine andere Form (z.B. quadratisch, kegelförmig usw.) haben, oder er kann relativ zu dem zweiten Satz Quat-Zapfen 15 andere Winkel haben, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um ein unerwünschtes Schwingungsverhalten im Gasturbinensystem 10 zu reduzieren. Zum Beispiel können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugekehrt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. In gewissen Ausführungsformen kann der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem jeweiligen Quat-Zapfen 14 verglichen mit dem Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem anderen Quat-Zapfen 14 verschieden (z.B. größer oder kleiner) sein (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger). In anderen Ausführungsformen kann der gesamte Quat-Zapfen 14 etwa rechtwinklig zur Stromabwärtsrichtung 69 abgewinkelt sein, so dass der Winkel eines jeweiligen Quat-Zapfens 14 vom Winkel eines weiteren Quat-Zapfens 14 verschieden ist (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger).
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In einigen Ausführungsformen kann die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 in einer jeweiligen Brennkammer 12 an einer einzelnen axialen Position (z.B. der ersten axialen Position 48, der zweiten axialen Position 50 oder der dritten axialen Position 52) variiert werden, indem die Quat-Zapfen 14 an einer jeweiligen axialen Position in der Umfangsrichtung 46 in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung verteilt werden, wie in Bezug auf 3 weiter beschrieben wird. Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen die Konfiguration der Quat-Zapfen 14 zwischen benachbarten Brennkammern 12 und/oder unter mehreren Brennkammern 12 in dem System 10 variiert werden, indem die Quat-Zapfen 14 an einer jeweiligen axialen Position in verschiedenen Konfigurationen in einer Brennkammer 12 verglichen mit wenigstens einer weiteren Brennkammer 12 anders verteilt werden, wie mit Bezug auf 5 weiter beschrieben wird.
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3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform der Brennkammer 12 im System 10 von 1, wobei die Brennkammer 12 eine zweite quaternäre Brennstoffkreislaufkonfiguration enthält, die eine Verteilung in Umfangsrichtung (d.h. an der Umfangsachse 46 entlang) der Quat-Zapfen 14 (z.B. Einspritzzapfen) an einer jeweiligen axialen Position hat. Zum Beispiel sind in der veranschaulichten Ausführungsform ein vierter Quat-Zapfensatz 25, der fünf Quat-Zapfen 14 umfasst, und ein fünfter Quat-Zapfensatz 27, der drei Quat-Zapfen 14 umfasst, in Umfangsrichtung etwa entlang der zweiten axialen Position 50 entlang der Umfangsachse 46 angeordnet (z.B. arrangiert, eingerichtet usw.). Insbesondere kann jeder Quat-Zapfensatz 25, 27 zum Leiten eines Brennstoffs zu einer oder mehreren jeweiligen Brennstoffdüsen 18 und/oder einer jeweiligen Gruppe von Brennstoffdüsen 18 (z.B. einem Brennstoffkreislauf, der eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 umfasst) eingerichtet sein. Wie oben angegeben, kann das Variieren der Konfiguration der Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 12 die Konvektionszeit von einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 variieren und/oder das Brennstoff-Luft-Verhältnis von einer oder mehreren Brennstoffkammern 18, die einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren, wodurch die Kohärenz verringert wird und unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 sowie in stromabwärtigen Bauteilen reduziert werden.
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In einigen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 etwa an einer einzelnen axialen Position (z.B. der zweiten axialen Position 50) angeordnet sein, so dass die Quat-Zapfen 14 in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung angeordnet sind und verschiedenen Brennstoffdüsen 18 und/oder verschiedenen Gruppen von Brennstoffdüsen 18 (z.B. Brennstoffkreisläufen, die eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 umfassen) zugeordnet sind. Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform der vierte Satz 25 Quat-Zapfen 14, der fünf Quat-Zapfen 14 umfasst, vom fünften Satz 27 Quat-Zapfen 14, der drei Quat-Zapfen 14 umfasst, räumlich weg angeordnet und/oder gruppiert sein. In derartigen Ausführungsformen kann jeder Satz der Quat-Zapfen 14 (z.B. der vierte Satz 25 und/ oder der fünfte Satz 27) einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 zugeordnet sein, wie etwa einer einzelnen Brennstoffdüse 18 und/oder einer Gruppe von Brennstoffdüsen 18, die zu einem einzelnen Brennstoffkreislauf gruppiert sind, wie mit Bezug auf 4 weiter beschrieben wird. Jeder Satz Quat-Zapfen 14 kann 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Quat-Zapfen 14 enthalten, die zum Erhöhen oder Verringern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses für eine jeweilige Brennstoffdüse 18 oder eine jeweilige Gruppe von Brennstoffdüsen 18 eingerichtet ist. In einigen Ausführungsformen kann das Anordnen der Quat-Zapfen 14 in Umfangsrichtung an einer jeweiligen axialen Position in verschiedenen Konfigurationen in Umfangsrichtung das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18, die den einen oder die mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sind, variieren. Zum Beispiel kann in der veranschaulichten Ausführungsform von 3 das Luft-Brennstoff-Verhältnis der dem vierten Quat-Zapfensatz 25 (mit 5 Quat-Zapfen 14) zugeordneten Brennstoffdüsen 18 von dem Luft-Brennstoffverhältnis der dem fünften Quat-Zapfensatz 27 (mit 3 Quat-Zapfen 14) zugeordneten einen oder mehreren Brennstoffdüsen 18 verschieden sein. Des Weiteren kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis der einen oder mehreren Brennstoffdüsen, die weder dem vierten Quat-Zapfensatz 25 noch dem fünften Quat-Zapfensatz 27 zugeordnet sind, ebenfalls anders sein, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um eine unerwünschte Schwingungsantwort innerhalb der Brennkammer 12 oder innerhalb von stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren.
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In einigen Ausführungsformen kann zusätzlich zu verschiedenen Quat-Zapfen- 14 -Konfigurationen (z.B. sich in Umfangsrichtung erstreckende Anordnungen an einer jeweiligen axialen Position 48, 50 oder 52) jeder Quat-Zapfen 14 und/oder jeder Quat-Zapfensatz 25 oder 27 eine andere Geometrie haben (z.B. Größe, Form, Winkel usw.). Zum Beispiel kann in gewissen Ausführungsformen der vierte Quat-Zapfensatz 25 relativ zum fünften Quat-Zapfensatz 25 eine andere Größe haben (z.B. Verhältnis von etwa 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1, usw.), so dass ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 aus dem vierten Satz 25 größer als oder kleiner als die Größe von einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 aus dem fünften Satz 27 sind. Desgleichen kann der vierte Quat-Zapfensatz 25 relativ zu dem fünften Quat-Zapfensatz 25 eine andere Form haben (z.B. quadratisch, kegelförmig usw.) oder er kann relativ zum fünften Quat-Zapfensatz 27 andere Winkel haben, wodurch die Verbrennungsdynamik der Brennkammer 12 variiert wird, um eine unerwünschte Schwingungsantwort entweder innerhalb der Brennkammer 12 oder innerhalb stromabwärtiger Bauteile zu reduzieren. Zum Beispiel können die Quat-Zapfen 14 eine oder mehrere Brennstofföffnungen (nicht gezeigt) enthalten, die der Stromabwärtsrichtung 69 der Brennkammer 12 zugekehrt und/oder etwa rechtwinklig zu ihr abgewinkelt sind. In gewissen Ausführungsformen kann der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem jeweiligen Quat-Zapfen 14 größer oder kleiner als der Winkel der Brennstofföffnungen zur Stromabwärtsrichtung 69 an einem anderen Quat-Zapfen 14 sein (z.B. etwa 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 Grad mehr oder weniger).
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4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform 69 der Brennkammer 12 von 3, die die Quat-Zapfen 14 an der zweiten axialen Position 50 in Umfangsrichtung angeordnet und zu einem ersten Brennstoffkreislauf 72 hin vorgespannt (beeinflusst) zeigt. In gewissen Ausführungsformen kann die Brennkammer 12 vier oder mehrere Brennstoffkreisläufe enthalten, wie etwa den ersten Brennstoffkreislauf 72, einen zentralen Brennstoffkreislauf 74, einen zweiten Brennstoffkreislauf 76 und einen oder mehrere quaternäre Brennstoffkreisläufe 13. Speziell kann der erste Brennstoffkreislauf 72 drei Brennstoffdüsen 18 (z.B. eine erste Brennstoffdüse 73, eine zweite Brennstoffdüse 75 und eine dritte Brennstoffdüse 77) aufweisen. Außerdem kann der zentrale Brennstoffkreislauf 74 eine einzelne Brennstoffdüse aufweisen, und der zweite Brennstoffkreislauf 76 kann zwei Brennstoffdüsen 18 (z.B. eine vierte Brennstoffdüse 79 und eine fünfte Brennstoffdüse 81) aufweisen. Insbesondere kann/können jede Brennstoffdüse 18 und/oder jeder Brennstoffkreislauf (z.B. der erste Brennstoffkreislauf 72, der zentrale Brennstoffkreislauf 74 oder der zweite Brennstoffkreislauf 76) einem oder mehreren Quat-Zapfen 14 zugeordnet sein, die zum Leiten des Brennstoffs zu der jeweiligen Brennstoffdüse 18 und/oder dem jeweiligen Brennstoffkreislauf (z.B. einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18) eingerichtet ist. Dementsprechend können die Quat-Zapfen 14 eingerichtet sein, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Brennstoffdüsen 18 und/oder der den Quat-Zapfen 14 zugeordneten Brennstoffkreisläufe zu variieren, um dadurch die Kohärenz zu verringern und unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 und/ oder von stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren.
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In einigen Ausführungsformen können die mehreren Quat-Zapfen einer oder mehreren Brennstoffdüsen 18 der Brennkammer 12 zugeordnet sein. Zum Beispiel sind in der veranschaulichten Ausführungsform der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordnet. Speziell können der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 der ersten Brennstoffdüse 73, der zweiten Brennstoffdüse 75 und der dritten Brennstoffdüse 77 zugeordnet sein. Dementsprechend können der vierte Quat-Zapfensatz 25 und der fünfte Quat-Zapfensatz 27 als Brennstoffinjektoren zum Leiten und/oder Einspritzen eines Teils des Brennstoffs in den Luftstrom 67 stromaufwärts der Brennstoffdüsen 18, die dem ersten Brennstoffkreislauf zugeordnet sind, eingerichtet sein. Auf diese Weise können die dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordneten Quat-Zapfen 14 zur Änderung oder Beeinflussung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des ersten Brennstoffkreislaufs 72 relativ zu dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 und/oder dem zentralen Brennstoffkreislauf 74 eingerichtet sein. Darüber hinaus kann, wie oben angegeben, das Variieren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Brennstoffdüsen 18 die Verbrennungsdynamikamplituden und/oder die Kohärenz verringern und kann daher unerwünschte Schwingungsantworten innerhalb der Brennkammer 12 und/oder von stromabwärtigen Bauteilen reduzieren.
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In einigen Ausführungsformen können die Quat-Zapfen 14 (z.B. ein oder mehrere Quat-Zapfen 14 und/oder ein oder mehrere Sätze von Quat-Zapfen 14) angeordnet sein, um den Brennstoffstrom zu beliebigen der Brennstoffdüsen 18 und/oder der Brennstoffkreisläufe (z.B. dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 und/oder dem zentralen Brennstoffkreislauf 74) hin vorzuspannen, so dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis zwischen den Brennstoffkreisläufen und daher den Brennstoffdüsen 18 innerhalb der und/oder unter den Brennkammern 12 verschieden ist. Des Weiteren können zusätzlich zur Variation der Axial- und Umfangskonfigurationen der Quat-Zapfen 14, so dass die Quat-Zapfen 14 den Brennstoffstrom des quaternären Kreislaufs durch gewisse Brennstoffdüsen 18 und/oder gewisse Brennstoffkreisläufe vorspannen, in gewissen Ausführungsformen die Geometrien der Quat-Zapfen 14 unter den einzelnen Brennstoffdüsen 18 und/oder den einzelnen Brennstoffkreisläufen jeweils verschieden sein. Zum Beispiel können die Größe, die Form und/oder der Winkel der Quat-Zapfen 14, die dem ersten Brennstoffkreislauf 72 zugeordnet sind, von denjenigen, die dem zweiten Brennstoffkreislauf 76 oder dem zentralen Kreislauf 74 zugeordnet sind, verschieden sein, so dass die Konvektionszeit und/oder das Luft-Brennstoff-Verhältnis zwischen den Brennstoffkreisläufen und daher den Brennstoffdüsen 18 innerhalb und/oder unter den Brennkammern 12 verschieden sein können.
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5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des Gasturbinensystems 10 von 1 entlang der Linie 5-5, die mehrere Brennkammern 12 veranschaulicht, die jeweils eine jeweilige Quat-Zapfen- 14 -Konfiguration haben, die zum Steuern der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik eingerichtet ist, um die Möglichkeit unerwünschter Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen zu reduzieren. Insbesondere ist zu beachten, dass jede Quat-Zapfen- 14 -Konfiguration eine Variationsmethode (z.B. axiales Stufen, Platzierung in Umfangsrichtung und/oder Variationen von Größe, Form, Winkel usw.) enthalten kann und/oder jedwede Kombination von Variationsmethoden enthalten kann. Jede Variationsmethode kann allein oder in Kombination mit anderen Variationsmethoden eingerichtet sein, um dazu beizutragen, Verbrennungsdynamikamplituden zu verringern und/oder Kohärenz zu reduzieren, um unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Bauteilen innerhalb des Systems 10 zu reduzieren. Des Weiteren können die Quat-Zapfen- 14 -Konfigurationen in verschiedenen Mustern oder Gruppierungen innerhalb des Systems 10 variiert werden, wie unten weiter beschrieben wird.
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In einigen Ausführungsformen können Konfigurationen von Quat-Zapfen 14 den quaternären Brennstoff zu einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen hin vorspannen, so dass benachbarte Brennkammern 12 Quat-Zapfen 14 haben, die Brennstoff zu verschiedenen Brennstoffkreisläufen hin vorspannen. Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform eine erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 in der ersten Brennkammer 17 eingerichtet, um quaternären Brennstoffstrom zum ersten Brennstoffkreislauf 72 hin vorzuspannen, so dass die Brennstoffdüsen 73, 75 und 77 der ersten Brennkammer 17 ein Luft-Brennstoff-Verhältnis haben, das gegenüber anderen Brennstoffkreisläufen der ersten Brennkammer 17 anders vorgespannt wird. Außerdem sind die Quat-Zapfen 14 einer zweiten Konfiguration 78 angeordnet, um quaternären Brennstoffstrom zum zweiten Brennstoffkreislauf 76 hin vorzuspannen, so dass Brennstoffdüsen 79 und 81 der zweiten Brennkammer 21 ein Luft-Brennstoff-Verhältnis haben, das gegenüber anderen Brennstoffkreisläufen der zweiten Brennkammer 21 anders vorgespannt ist. Darüber hinaus kann die erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 von der zweiten Konfiguration 78 von Quat-Zapfen 14 in der zweiten Brennkammer 21 verschieden sein, so dass die erste Brennkammer 17 relativ zur zweiten Brennkammer 21 verschiedene Verbrennungsdynamikfrequenzen hat, wodurch die Kohärenz verringert und unerwünschte Schwingungsantworten in dem Gasturbinensystem 10 reduziert werden.
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In einigen Ausführungsformen können Geometrien von Quat-Zapfen 14 zwischen Brennkammern 12 variiert werden, so dass eine jeweilige Brennkammer 12 relativ zu wenigstens einer weiteren Brennkammer 12 verschiedene Verbrennungsdynamikfrequenzen hat. Zum Beispiel enthält in der veranschaulichten Ausführungsform die erste Konfiguration 70 von Quat-Zapfen 14 in der ersten Brennkammer 17 eine Quat-Zapfen- 14 -Form (z.B. kreisförmig), die von der Quat-Zapfen- 14 -Form (z.B. quadratisch) einer dritten Konfiguration 80 von Quat-Zapfen 14 in einer dritten Brennkammer 83 verschieden ist. In gewissen Ausführungsformen kann die Größe der Quat-Zapfen 14 zwischen Brennkammern 12 variiert werden. Zum Beispiel enthält eine vierte Konfiguration 82 in einer vierten Brennkammer 85 Quat-Zapfen 14, deren Größe im Vergleich mit den Quat-Zapfen 14 einer fünften Konfiguration 84 in einer fünften Brennkammer 87 verschieden ist. Speziell können die Quat-Zapfen 14 der vierten Konfiguration 82 eine kleinere Größe haben, so dass das Verhältnis zwischen den Quat-Zapfen der vierten und der fünften Konfiguration 82, 84 etwa 1:1, 1,5:1, 2:1, 2,5:1 und so weiter sein kann.
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In einigen Ausführungsformen können zusätzlich zu einer geometriebezogenen Variation die Konfigurationen von Quat-Zapfen 14 (z.B. die dritte Konfiguration 80 relativ zu der ersten Konfiguration 70) Variationen enthalten, die mit axialer Stufung entlang verschiedener Achsen und/oder der Umfangspositionierung der Quat-Zapfen 14 zum Vorspannen von quaternärem Brennstoff zu anderen Brennstoffkreisläufen hin in Bezug stehen. Auf diese Weise kann eine Kombination von verschiedenen Parametern verwendet werden, um dazu beizutragen, dass die Kohärenz verringert und ein unerwünschtes Schwingungsverhalten in stromabwärtigen Bauteilen innerhalb des Systems 10 reduziert wird. Des Weiteren kann in gewissen Ausführungsformen eine jeweilige Brennkammer 12 relativ zu anderen Brennkammern bei Quat-Zapfen 14 keine Variationen haben und/oder keine Quat-Zapfen 14 haben. Zum Beispiel sind in der sechsten Konfiguration 86 in der sechsten Brennkammer 89 keine Quat-Zapfen 14 innerhalb der Brennkammer 89 angeordnet. So kann die sechste Brennkammer 89 eine Verbrennungsdynamikfrequenz haben, die von der ersten Brennkammer 17, der zweiten Brennkammer 21, der dritten Brennkammer 83, der vierten Brennkammer 85 und/oder der fünften Brennkammer 87 verschieden ist.
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In einigen Ausführungsformen kann das System 10 eine oder mehrere Gruppierungen (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr) von Brennkammern 12 enthalten, wobei jede Gruppe von Brennkammern 12 eine oder mehrere Brennkammern 12 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr) enthält. In einigen Situationen kann jede Gruppe von Brennkammern 12 identische Brennkammern 12 enthalten, die sich von einer oder mehreren anderen Gruppen von Brennkammern 12 innerhalb des Systems 10 unterscheiden. Zum Beispiel kann eine erste Gruppe von Brennkammern 12 identische Brennkammern 12 enthalten, die eine erste Konfiguration von Quat-Zapfen 14 haben, und eine zweite Gruppe von Brennkammern 12 kann identische Brennkammern 12 enthalten, die eine zweite Konfiguration von Quat-Brennzapfen 14 haben. Des Weiteren kann die erste Konfiguration von Quat-Zapfen 14 auf eine oder mehrere Arten von der zweiten Konfiguration von Quat-Zapfen 14 verschieden sein (z.B. axiale Stufung, Platzierung in Umfangsrichtung und/oder Variationen von Größe, Form, Winkeln usw.), wie oben beschrieben. Dementsprechend kann die erste Gruppe von Brennkammern 12 eine Verbrennungsdynamikfrequenz erzeugen, die von der Verbrennungsdynamikfrequenz der zweiten Gruppe von Brennkammern 12 innerhalb des Systems verschieden ist.
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Zu technischen Wirkungen der Erfindung zählen das Reduzieren der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik (z.B. das Reduzieren eines unerwünschten Schwingungsverhaltens in stromabwärtigen Bauteilen) in einem Gasturbinensystem 10 durch Variation der Konfiguration von mehreren Einspritzzapfen 14 (z.B. Quat-Zapfen 14), die einer oder mehreren Brennkammern 12 des Gasturbinensystems 10 zugeordnet sind. Die Anordnung von mehreren Quat-Zapfen 14, die einer jeweiligen Brennkammer 12 zugeordnet sind, kann die Verbrennungsdynamik so verändern, dass eine unerwünschte Schwingungsantwort der Brennkammer und/oder von Bauteilen stromabwärts der Brennkammern 12 beträchtlich verringert oder ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann das Variieren der Konfiguration (z.B. Platzierung, Anordnung, Position, Lage usw.) von Quat-Zapfen 14 in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung das Abstimmen der Konvektionszeit für einen oder mehrere Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Verhältnisses auf Brennstoffdüsen- 18 -Niveau ermöglichen und kann zu Verbrennungsdynamikfrequenzen führen, die relativ zu Resonanzfrequenzen der Bauteile in dem Gasturbinensystem 10 und/oder der Verbrennungsdynamik von einer oder mehreren der anderen Brennkammern 12 in dem Gasturbinensystem 10 verschieden sind, über einen größeren Frequenzbereich ausgedehnt sind oder eine Kombination davon. Außerdem kann das Variieren der Geometrien der Quat-Zapfen 14 (z.B. Größe, Form, Winkel usw.) eine Variation der Konvektionszeit zwischen zwei oder mehreren Quat-Zapfen und/oder des Brennstoff-Luft-Verhältnisses zwischen zwei oder mehreren Brennstoffdüsen 18 einführen und daher dazu beitragen, Verbrennungsdynamikamplituden und/oder modale Kopplung der Verbrennungsdynamik zu verringern, was ein unerwünschtes Schwingungsverhalten innerhalb der Brennkammer 12 und/oder stromabwärtiger Bauteile innerhalb des Systems 10 reduzieren kann.
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Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführung, zu offenbaren und um dem Fachmann die Ausführung der Erfindung, einschließlich der Herstellung und Verwendung von Geräten bzw. Systemen und der Durchführung eingebundener Verfahren, zu ermöglichen. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele enthalten, die fachkundigen Personen einfallen. Es ist vorgesehen, dass derartige andere Beispiele im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente enthalten, die sich nicht von der wörtlichen Bedeutung der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Bedeutungen der Ansprüche enthalten.
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Ein System enthält eine Gasturbine mit einer ersten Brennkammer und einer zweiten Brennkammer. Die erste Brennkammer enthält einen ersten Brennstoffdüsensatz und mehrere erste Einspritzzapfen. Die mehreren ersten Einspritzzapfen sind in einer ersten Konfiguration stromaufwärts des ersten Brennstoffdüsensatzes an einem ersten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren ersten Einspritzzapfen sind zum Leiten eines Brennstoffs zu dem ersten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Das System enthält ferner eine zweite Brennkammer mit einem zweiten Brennstoffdüsensatz und mehreren zweiten Einspritzzapfen. Die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind in einer zweiten Konfiguration stromaufwärts des zweiten Brennstoffdüsensatzes an einem zweiten Brennstoffweg entlang angeordnet, und die mehreren zweiten Einspritzzapfen sind zum Leiten des Brennstoffs zu dem zweiten Brennstoffdüsensatz eingerichtet. Die zweite Konfiguration hat relativ zu der ersten Konfiguration wenigstens einen Unterschied.
