DE102015110047A1

DE102015110047A1 - Systeme und Verfahren für eine Brennstoffdruckoszillationsvorrichtung zur Kohärenzreduktion

Info

Publication number: DE102015110047A1
Application number: DE102015110047.9A
Authority: DE
Inventors: Sarah Lori Crothers; James Scott Flanagan; Lewis Berkley Davis, Jr.
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105202579A; US9551283B2; JP2016008609A; US20150377138A1

Abstract

Es ist ein System mit einer Gasturbine geschaffen. Die Gasturbine enthält eine erste Brennkammer, die eine erste Brennstoffdüse aufweist, eine zweite Brennkammer, die eine zweite Brennstoffdüse aufweist, und ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem. Das erste Brennstoffdruckoszillationssystem enthält eine erste Drehvorrichtung, die mit einem ersten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der erste Brennstoffkreislauf ist entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu der ersten Brennstoffdüse führt. Die erste Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine erste Brennstoffdruckoszillation durch die erste Brennstoffdüse zu erzeugen. Die Gasturbine enthält ferner ein zweites Brennstoffdruckoszillationssystem, das eine zweite Drehvorrichtung aufweist, die mit einem zweiten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der zweite Brennstoffkreislauf ist entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu der zweiten Brennstoffdüse führt, und die zweite Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation durch die zweite Brennstoffdüse zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Systeme und Verfahren zur Reduktion der modale Kopplung der Verbrennungsdynamik. Insbesondere können die Systeme und Verfahren in einer Gasturbine oder einer anderen Turbomaschine enthalten sein.
Gasturbinensysteme enthalten im Allgemeinen eine Gasturbine, die einen Verdichterabschnitt, einen Brennkammerabschnitt und einen Turbinenabschnitt aufweist. Der Brennkammerabschnitt kann eine oder mehrere Brennkammern (z.B. Verbrennungsrohre) enthalten, wobei jede Brennkammer eine primäre Verbrennungszone aufweist. Ein Brennstoff und/oder Brennstoff-Luft(z.B. Oxidationsmittel)-Gemisch kann durch Brennstoffdüsen in die primäre Verbrennungszone geleitet werden, und die Verbrennungszone kann eingerichtet sein, um das Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel zu verbrennen, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die eine oder mehrere Turbinenstufen in dem Turbinenabschnitt antreiben.
Die Erzeugung heißer Verbrennungsgase kann eine Verbrennungsdynamik hervorrufen, die dann stattfindet, wenn die Flammendynamik (auch als die oszillierende Komponente der Wärmefreisetzung bezeichnet wird) mit einem oder mehreren akustischen Moden der Brennkammer in Wechselwirkung tritt oder diese anregt, was Druckoszillationen in der Brennkammer zur Folge hat. Zum Beispiel kann ein Mechanismus von Verbrennungsinstabilitäten auftreten, wenn die akustischen Druckpulsationen eine Schwankung des Massenstroms an einem Brennstoffanschluss bewirken, die dann zu einer Schwankung eines Brennstoff-Luft-Verhältnisses in der Flammenzone führt. Wenn die resultierende Schwankung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses (z.B. Wärmefreisetzungsoszillation) und die akustischen Druckoszillationen ein bestimmtes Phasenverhalten aufweisen (z. B. phasengleich sind), hat dies eine selbsterregte Rückkopplungsschleife zur Folge.
Die Verbrennungsdynamik kann bei mehreren einzelnen Frequenzen oder über eine Bereich von Frequenzen auftreten und kann sich sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts bezüglich der entsprechenden Brennkammer ausbreiten. Die Druckwellen können beispielsweise stromabwärts, z.B. durch eine oder mehrere Turbinenstufen, in den Turbinenabschnitt hinein oder stromaufwärts in das Brennstoffsystem hinein strömen. Bestimmte stromabwärtige Komponenten des Turbinenabschnitts können möglicherweise auf die Verbrennungsdynamik reagieren, insbesondere dann, wenn die durch die einzelnen Brennkammern erzeugten Verbrennungsdynamiken eine phasengleiche oder kohärente Beziehung zueinander zeigen und Frequenzen an den oder in der Nähe der Eigen- oder Resonanzfrequenzen der Komponenten aufweisen. Im Allgemeinen bezieht sich „Kohärenz“ auf die Stärke der linearen Beziehung zwischen zwei dynamischen Signalen und wird von dem Grad der Frequenzüberlappung zwischen diesen stark beeinflusst. In bestimmten Ausführungsformen kann „Kohärenz“ als ein Maß der modalen Kopplung oder akustischer Interaktion von Brennkammer zu Brennkammer, die das Verbrennungssystem zeigen wird, verwendet werden.
Dementsprechend gibt es einen Bedarf an einer Steuerung der Verbrennungsdynamik und/oder der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik und/oder Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase der Verbrennungsdynamik, um die Möglichkeit irgendeiner unerwünschten Mitschwingungsantwort (z.B. eines Resonanzverhaltens) von Komponenten in dem Turbinensystem zu reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG
Bestimmte Ausführungsformen, die dem Schutzumfang der ursprünglich beanspruchten Erfindung entsprechen, sind nachfolgend zusammengefasst. Diese Ausführungsformen sollen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung nicht einschränken, sondern nur eine kurze Zusammenfassung möglicher Formen der Erfindung darstellen. Die Erfindung kann in der Tat verschiedene Formen umfassen, die den nachfolgend erläuterten Ausführungsformen ähneln oder sich davon unterscheiden.
In einer ersten Ausführungsform enthält ein System eine Gasturbine. Die Gasturbine enthält eine erste Brennkammer, die eine erste Brennstoffdüse aufweist, eine zweite Brennkammer, die eine zweite Brennstoffdüse aufweist, und ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem. Das erste Brennstoffdruckoszillationssystem enthält eine erste Drehvorrichtung, die mit einem ersten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der erste Brennstoffkreislauf ist entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu einer ersten Brennstoffdüse führt. Die erste Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine erste Brennstoffdruckoszillation innerhalb der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen.
Die Gasturbine enthält ferner ein zweites Brennstoffdruckoszillationssystem, das eine zweite Drehvorrichtung aufweist, die mit einem zweiten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der zweite Brennstoffkreislauf ist entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu einer zweiten Brennstoffdüse führt, und die zweite Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation innerhalb der zweiten Brennstoffdüse zu erzeugen.
In dem zuvor erwähnten System kann die erste Brennstoffdruckoszillation anders als die zweite Brennstoffdruckoszillation sein, und der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation kann eingerichtet sein, um zu helfen, eine modale Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu reduzieren.
Alternativ oder zusätzlich kann sich die erste Brennstoffdruckoszillation von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheiden, und der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation kann eingerichtet sein, um zu helfen, eine Phase zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu verändern.
In dem System einer beliebigen vorstehend erwähnten Art können mehrere erste Öffnungen an der ersten Drehvorrichtung angeordnet sein, und mehrere zweite Öffnungen können an der zweiten Drehvorrichtung angeordnet sein.
Ferner kann eine erste Geometrie der mehreren ersten Öffnungen zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich einer zweiten Geometrie der mehreren zweiten Öffnungen aufweisen.
Insbesondere kann der zumindest eine geometrische Unterschied zumindest eine(s) von einer unterschiedlichen Größe, einer unterschiedlichen Form, einer unterschiedlichen Dimension, einer unterschiedlicher effektiven Fläche oder einem unterschiedlichen Abstand, einem unterschiedlichen Muster oder eine beliebige Kombination aus diesen sein.
In dem System einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Gasturbine eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, um einen ersten Antrieb der ersten Drehvorrichtung oder einen zweiten Antrieb der zweiten Drehvorrichtung oder beide zu steuern, wobei der erste und der zweite Antrieb eingerichtet sein können, um die erste bzw. die zweite Drehvorrichtung zu drehen.
Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, um eine erste Drehgeschwindigkeit der ersten Drehvorrichtung gegenüber einer zweiten Drehgeschwindigkeit der zweiten Drehvorrichtung unterschiedlich zu variieren.
In einer zweiten Ausführungsform enthält ein System eine erste Brennkammer, die einen ersten Brennstoffkreislauf aufweist, der eine erste Brennstoffdüse aufweist, einen zweiten Brennstoffkreislauf, der eine zweite Brennstoffdüse aufweist, und ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem, das stromaufwärts von der ersten Brennstoffdüse und der zweiten Brennstoffdüse angeordnet ist. Das erste Brennstoffdruckoszillationssystem ist eingerichtet, um Druckoszillationen innerhalb eines Brennstoffs zu erzeugen. Das erste Brennstoffdruckoszillationssystem weist eine erste Drehvorrichtung auf, die entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs des ersten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist und zu der ersten Brennstoffdüse führt, eine zweite Drehvorrichtung, die entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs des zweiten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist und zu der zweiten Brennstoffdüse führt, und einen ersten Antrieb, der mit einem ersten Zahnrad verbunden ist, wobei das erste Zahnrad eingerichtet ist, um eine Drehkraft bereitzustellen, die die erste Drehvorrichtung und die zweite Drehvorrichtung dreht.
In dem zuvor erwähnten System der zweiten Ausführungsform kann die erste Drehvorrichtung eingerichtet sein, um eine erste Brennstoffdruckoszillation innerhalb der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen, und die zweite Drehvorrichtung kann eingerichtet sein, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation innerhalb der zweiten Brennstoffdüse zu erzeugen.
Ferner kann sich die erste Brennstoffdruckoszillation vorzugsweise von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheiden, und der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation kann eingerichtet sein, um zu helfen, eine modale Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu reduzieren.
Alternativ oder zusätzlich kann sich die erste Brennstoffdruckoszillation von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheiden, und der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation kann eingerichtet sein, um zu helfen, eine Phasenlage zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu verändern.
In dem System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die erste Drehvorrichtung mehrere erste Öffnungen aufweisen, und die zweite Drehvorrichtung kann mehrere zweite Öffnungen aufweisen, wobei die mehreren ersten und zweiten Öffnungen eingerichtet sein können, um den Brennstoff pulsieren zu lassen, während der Brennstoff durch den ersten bzw. zweiten Brennstoffdurchgang strömt.
Ferner können die mehreren ersten Öffnungen zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich der mehreren zweiten Öffnungen aufweisen, wobei der zumindest eine geometrische Unterschied eingerichtet sein kann, um eine erste Brennstoffdruckoszillation der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen, die phasenverschoben gegenüber einer zweiten Brennstoffdruckoszillation der zweiten Brennstoffdüse ist.
Insbesondere kann der zumindest eine geometrische Unterschied zumindest eine(s) von einer unterschiedlichen Größe, einer unterschiedlichen Form, einer unterschiedlichen Dimension, einer unterschiedlicher effektiven Fläche oder einem unterschiedlichen Muster, einem unterschiedlichen Abstand oder eine beliebige Kombination aus diesen sein.
Das System der zweiten Ausführungsform einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, um den ersten Antrieb zu steuern, wodurch die Drehgeschwindigkeit der ersten Drehvorrichtung und der zweiten Drehvorrichtung gesteuert wird.
In einer dritten Ausführungsform enthält ein Verfahren ein Zuführen eines Brennstoffs zu einer ersten Drehvorrichtung eines Brennstoffdruckoszillationssystems. Die erste Drehvorrichtung ist entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs eines ersten Brennstoffkreislaufs angeordnet, der zu einer ersten Brennstoffdüse einer Brennkammer führt, und die erste Drehvorrichtung weist mehrere erste Öffnungen auf. Das Verfahren enthält ferner ein Zuführen des Brennstoffs zu einer zweiten Drehvorrichtung des Brennstoffdruckoszillationssystems. Die zweite Drehvorrichtung ist entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs eines zweiten Brennstoffkreislaufs angeordnet, der zu einer zweiten Brennstoffdüse der Brennkammer führt, und die zweite Drehvorrichtung weist mehrere zweite Öffnungen auf. Das Verfahren enthält ferner ein Drehen der ersten Drehvorrichtung und der zweiten Drehvorrichtung des Brennstoffdruckoszillationssystems und ein Pulsierenlassen des Brennstoffs durch die mehreren ersten Öffnungen der ersten Drehvorrichtung, um eine erste Brennstoffdruckoszillation zu erzeugen. Das Verfahren enthält auch ein Pulsierenlassen des Brennstoffs durch die mehreren zweiten Öffnungen der zweiten Drehvorrichtung hindurch, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation zu erzeugen. Die erste Brennstoffdruckoszillation unterscheidet sich von der zweiten Brennstoffdruckoszillation.
In dem zuvor erwähnten Verfahren können die mehreren ersten Öffnungen zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich der mehreren zweiten Öffnungen aufweisen, wobei der zumindest eine geometrische Unterschied eingerichtet sein kann, um den Unterschied zwischen der ersten Brennstoffdruckoszillation und der zweiten Brennstoffdruckoszillation zu erzeugen.
Insbesondere kann der zumindest eine geometrische Unterschied zumindest eine(s) von einer unterschiedlichen Größe, einer unterschiedlichen Form, einer unterschiedlichen Dimension, einer unterschiedlicher effektiven Fläche, einem unterschiedlichen Abstand oder einem unterschiedlichen Muster oder eine beliebige Kombination aus diesen sein.
Das Verfahren einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ein Steuern einer Drehgeschwindigkeit der ersten Drehvorrichtung und der zweiten Drehvorrichtung aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile bezeichnen, worin zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystem, das mehrere Brennkammern aufweist, wobei jede Brennkammer der mehreren Brennkammern mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem ausgestattet ist;
2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer der Brennkammern aus 1, bei der die Brennkammer mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem und einer Steuerungseinrichtung wirkverbunden ist;
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Endabdeckung der Brennkammer aus 2, die einen Antriebsmotor und ein Gehäuse veranschaulicht, das eingerichtet ist, um eine oder mehrere Drehscheiben des Brennstoffdruckoszillationssystems zu umschließen; und
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Gehäuses des Brennstoffdruckoszillationssystems aus 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden eine oder mehrere bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Damit eine umfassende Beschreibung dieser Ausführungsformen bereitgestellt werden kann, sind in dieser Beschreibung eventuell nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Umsetzung beschrieben. Es sei angemerkt, dass bei der Entwicklung einer solchen tatsächlichen Umsetzung wie bei jedem Entwicklungs- oder Konstruktionsprojekt zahlreiche umsetzungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, damit die jeweiligen Ziele der Entwickler erreicht werden können, wie zum Beispiel das Befolgen von systemoder geschäftsspezifischen Auflagen, die sich von einer zur anderen Umsetzung unterscheiden können. Darüber hinaus sei angemerkt, dass ein solches Entwicklungsunterfangen zwar komplex und zeitaufwendig sein kann, jedoch für Durchschnittsfachleute, die den Nutzen dieser Offenbarung haben, nichtsdestotrotz eine Routineaufgabe in Sachen Entwurf, Fertigung und Herstellung darstellen würde.
Beim Vorstellen der diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen die Artikel „ein/e“, „der“, „die“ und "das“ bedeuten, dass es eines oder mehrere dieser Elemente gibt. Die Begriffe „umfassen“, „enthalten“ und „aufweisen“ sollen alles einbegreifen und bedeuten, dass es abgesehen von den angeführten Elementen auch noch andere geben kann.
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Reduktion von Verbrennungsdynamik und/oder modaler Kopplung von Verbrennungsdynamik und/oder die Veränderung der Brennkammer-zu-Brennkammer-Phasenverschiebung der Verbrennungsdynamiken, um unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Komponenten in einem Gasturbinensystem und/oder den Brennkammern selbst zu reduzieren. Wie vorstehend beschrieben, verbrennt eine Brennkammer innerhalb des Gasturbinensystems Oxidationsmittel-Brennstoff-Gemische, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die eine oder mehrere Turbinenstufen in der Gasturbine antreiben. Das Verbrennungssystem kann aufgrund des Verbrennungsprozesses, der Eigenschaften der Einlassfluidströmungen (z.B. Brennstoff, Oxidationsmittel, Verdünnungsmittel, usw.) in die Brennkammern hinein und verschiedener anderer Faktoren in einigen Situationen eine Verbrennungsdynamik erzeugen. Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann die Verbrennungsdynamik bei speziellen Frequenzen und mit ausreichenden Amplituden, die phasengleich und kohärent sind, unerwünschte Mitschwingungen in dem Turbinenabschnitt und/oder anderen stromabwärtigen Komponenten hervorrufen. Z.B. kann sich die Verbrennungsdynamik (z.B. bei bestimmten Frequenzen, Frequenzbereichen, Amplituden, Brennkammer-zu-Brennkammer-Phasen, usw.) stromabwärts in dem Gasturbinensystem ausbreiten. Wenn die Gasturbinenbrennkammern und/oder stromabwärtige Komponenten Eigen- oder Resonanzfrequenzen aufweisen, die von diesen Druckschwankungen angeregt werden, dann können die Druckschwankungen möglicherweise eine Schwingung, Beanspruchung, Ermüdung usw. hervorrufen. Die Komponenten können Turbinenleitapparate, Turbinenschaufeln, Turbinenflammrohre, Turbinenräder, Lager, Brennstoffzufuhreinrichtungen oder jede Kombination aus diesen enthalten. Die stromabwärtigen Komponenten sind von besonderem Interesse, da sie empfindlicher auf Verbrennungstöne reagieren, die phasengleich oder kohärent sind. Eine Reduktion der Kohärenz und/oder Erhöhung der Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase (z.B. größere Phasenverschiebung) reduziert somit insbesondere die Möglichkeit unerwünschter Schwingungen in stromabwärtigen Komponenten.
Unter Beachtung des Vorstehenden enthalten verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein System und Verfahren zur Reduktion der modalen Kopplung der Verbrennungsdynamik und/oder zur Erhöhung der Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase mittels eines oder mehrerer Brennstoffdruckoszillationssysteme. Insbesondere kann ein Gasturbinensystem mehrere Brennkammern enthalten, und jede Brennkammer kann ein Brennstoffdruckoszillationssystem enthalten, das stromaufwärts einer Endabdeckung der Brennkammer eingerichtet und mit einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen wirkverbunden ist. Das Brennstoffdruckoszillationssystem kann eingerichtet sein, um Druckoszillationen und/oder Druckmodulationen des durch das Kopfende der Brennkammer zu einer oder mehreren Brennstoffdüsen strömenden Brennstoffs hervorzurufen. Es wird wiederum erwartet, dass ein Oszillieren des Brennstoffdrucks Brennstoffströmungsoszillationen durch die Brennkammern hindurch hervorruft. In einigen Situationen kann das Variieren der Druckoszillationen und/oder der Druckmodulationen der Brennstoffströmung durch die Brennstoffdüsen innerhalb einer bestimmten Brennkammer und/oder zwischen einer oder mehreren Brennkammern als „Dithering“ („Zittern“) bezeichnet werden. Der Zeitpunkt und die Amplitude der Brennstoffdruckoszillationen können zufällig, planmäßig und/oder eine Antwort auf eine oder mehrere von der Amplitude, Phase, Kohärenz und/ oder Frequenzen der Verbrennungsinstabilitäten, die von dem Verbrennungssystem erzeugt werden, sein. Die Brennstoffdruckoszillationssysteme können dementsprechend die Frequenzbeziehung zwischen zwei oder mehreren Brennkammern variieren, um die Kohärenz des Verbrennungssystems im Ganzen zu reduzieren, und es wird erwartet, dass sie darin unterstützen, jegliche Brennkammer-zu-Brennkammer-Kopplung zu reduzieren. Alternativ wird erwartet, dass die Brennstoffdruckoszillationssysteme die Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase der Verbrennungsdynamiken reduzieren. In Folge dessen wird erwartet, dass die Brennstoffdruckoszillationssysteme die Fähigkeit des Brennkammertons reduziert, Schwingungsantworten innerhalb stromabwärtiger Komponenten des Systems und/oder innerhalb der Brennkammer selbst hervorzurufen.
Das Brennstoffdruckoszillationssystem kann in manchen Ausführungsformen mit einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen einer bestimmten Brennkammer des Gasturbinensystems wirkverbunden sein und kann den Druck und folglich die Brennstoffströmung durch die Brennstoffdüsen des einen oder der mehreren Brennstoffkreisläufe hindurch in Schwingungen versetzen, was wiederum die Brennstoffdüsendruckverhältnisse und/oder Äquivalenzverhältnisse der Brennstoffdüsen des einen oder der mehreren Brennstoffkreisläufe in Schwingungen versetzt. Eine Änderung des Brennstoffdüsendruckverhältnisses und/oder eines Äquivalenzverhältnisses, der aus den Unterschieden bei der Brennstoffströmungsrate zu einer bestimmten Brennstoffdüse oder einer Gruppe von Brennstoffdüsen resultiert, kann die Verbrennungsinstabilitätsfrequenz und/oder -amplitude in der bestimmten Brennkammer direkt beeinflussen. In solchen Ausführungsformen kann das Brennstoffdruckoszillationssystem eingerichtet sein, um das Brennstoffdüsendruckverhältnis und/oder ein Äquivalenzverhältnis in Schwingungen zu versetzen (z.B. zu variieren), wodurch die Frequenzen der Brennkammer in Schwingungen versetzt werden. Es wird erwartet, dass die Schwankung der Frequenzen einer bestimmten Brennkammer die Kohärenz reduziert, indem sie die Frequenzen der bestimmten Brennkammer von der einer anderen Brennkammer weg verschiebt. Alternativ kann man erwarten, dass die Schwankung der Brennstoffströmung durch eine bestimmte Brennkammer hindurch die Phasenbeziehung zwischen der Brennkammer und den anderen Brennkammern verändert.
In anderen Ausführungsformen kann eine Gruppe von Brennkammern, jede zweite Brennkammer oder jede Brennkammer innerhalb des Systems mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem eingerichtet sein. Eine Schwankung der Brennstoffströmung mit einer Zeitverzögerung zwischen oder unter den Brennkammern führt eine Phasenverzögerung in den Brennstoffdruckoszillationen zwischen den Brennkammern ein, die erwartungsgemäß aufgrund der Erhöhung von Frequenzabweichung zwischen den Brennkammern die Kohärenz verringert. Während der Brennstoffdruck durch die Brennstoffdüsen hindurch in solchen Ausführungsformen schwankt, schwankt das Brennstoffdüsendruckverhältnis und deshalb die Verbrennungsdynamikfrequenz. Wenn es eine Zeitverzögerung zwischen den Frequenzoszillationen einer bestimmten Brennkammer und zumindest einer anderen Brennkammer gibt, dann werden die Frequenzen zwischen den Brennkammern zu jedem gegebenen Zeitpunkt unterschiedlich sein, ausgenommen für den Zeitpunkt, zu dem sich die oszillierende Wellenformen kreuzen (z.B. die Wellenform in einer bestimmten Brennkammer verringert sich hinsichtlich des Brennstoffdüsendruckverhältnisses, während sich die Wellenform in einer anderen Brennkammer hinsichtlich des Brennstoffdüsendruckverhältnisses erhöht), was eine erhöhte Verbrennungsdynamikfrequenzabweichung zwischen den Brennkammern zur Folge hat. Um die Kohärenzstörung zu maximieren, kann das zu jeder Brennkammer (oder zu jeder Gruppe von Brennkammern) zugehörige Brennstoffdruckoszillationssystem den Brennstoffdruck und folglich die Frequenz in solcher Weise in Schwankung versetzen, dass die Verbrennungsdynamikfrequenzen in einer bestimmten Brennkammer oder in einer bestimmten Gruppe von Brennkammern schwanken, mit im Vergleich zu zumindest einer anderen Brennkammer oder einer Gruppe von Brennkammern entgegengesetzten Phase. In anderen Worten würde eine maximale Kohärenzstörung auftreten, wenn die Verbrennungsdynamikfrequenz ein Maximum in einer Brennkammer zur selben Zeit durchläuft, wenn sie in einer anderen Brennkammer ein Minimum durchläuft.
Alternativ kann das Schwanken der Brennstoffströmung durch die Brennstoffdüsen eines oder mehrerer Brennstoffkreisläufe einer oder mehrerer Brennkammern hindurch die Phasenbeziehung der Verbrennungsdynamiken zwischen den Brennkammern verändern. Das Einführen einer Zeitverzögerung in der Brennstoffströmungsoszillation zwischen zwei oder mehreren Brennkammern kann die Phasenverzögerung zwischen den Brennkammern erhöhen, wodurch die Brennkammerzu-Brennkammer-Phasenbeziehung verändert wird. Insbesondere kann das Schwanken des Brennstoffdrucks phasenverschoben zwischen und/oder unter den Brennkammern die Brennkammerzu-Brennkammer-Phasenverzögerung eines andernfalls phasengleichen Tons erhöhen. Es ist wohl dokumentiert, dass das Steuern der Phase einer Oszillation des Brennstoffdrucks bezüglich jener der Verbrennungsdynamik innerhalb einer Brennkammer (oder eines Verbrennungssystems) bei der Reduzierung von Verbrennungsdynamikamplituden wirksam sein kann, indem die Phase zwischen der Wärmefreisetzung (z.B. Flammendynamik) und den akustischen Oszillationen der Brennkammer verändert wird. Es wird jedoch erwartet, dass das Steuern der Phase von Brennstoffdruckoszillationen zwischen den Brennkammern, so dass diese phasenverschoben sind, den zusätzlichen Vorteil ergibt, dass die Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase kontrolliert wird, indem die Phase der Wärmefreisetzung (Flammendynamik) von Brennkammer zu Brennkammer verändert wird. Es wird erwartet, dass die maximale Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase auftritt, wenn die Frequenz der Brennstoffdruckoszillation in der Nähe der Frequenz des interessierten Verbrennungsdynamiktons (oder jenes einer subharmonischen Frequenz) liegt und die Brennstoffdruckoszillation zwischen den Brennkammern phasenverschoben ist. Da stromabwärtige Turbinenkomponenten auf phasengleiche, kohärente Töne empfindlicher reagieren, kann erwartet werden, dass das Stören der Kohärenz und/oder Erhöhen der Brennkammer-zu-Brennkammer-Phase zwischen den Brennkammern eine unerwünschte Schwingungsantwort in Komponenten stromabwärts von dem Verbrennungssystem reduziert. Als Ergebnis wird erwartet, dass verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit des Brennkammertons, eine Schwingungsantwort in stromabwärtigen Komponenten hervorzurufen, reduzieren.
Unter Beachtung des Vorstehenden zeigt 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems 10, das mehrere Brennkammern 12 aufweist, wobei jede Brennkammer 12 mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 (z.B. einem Drehscheibensystem 14, Drehvorrichtungen oder -strukturen, sich hin und her bewegenden Strukturen, schwingenden Strukturen, usw.) ausgestattet ist, das mit einer Endabdeckung 42 der Brennkammer 12 wirkverbunden ist.
Wie veranschaulicht, enthält das Gasturbinensystem 10 einen Lufteinlass 18, einen Verdichter 20, eine Turbine 22 und einen Auslass 24. Das Gasturbinensystem 10 enthält eine oder mehrere Brennkammern 12, die mehrere Brennstoffdüsen 26 (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehrere Brennstoffdüsen 26) aufweisen, die einen Brennstoff 28, wie z.B. einen Flüssigbrennstoff und/oder einen gasförmigen Brennstoff zur Verbrennung innerhalb einer primären Verbrennungszone 30 in die Brennkammern 12 hinein leiten. Die Brennkammern 12 zünden und verbrennen ein Oxidationsmittel-Brennstoff-Gemisch, und die heißen Verbrennungsgase 32 werden dann in die Turbine 22 weitergeleitet. Die Turbine 22 enthält Turbinenschaufeln, die mit einer Welle 34 verbunden sind, die auch mit einigen anderen Komponenten im gesamten System 10 verbunden ist. Wenn die Verbrennungsgase durch die Turbinenschaufeln in der Turbine 22 hindurch strömen, wird die Turbine 22 drehend angetrieben, was die Welle 34 veranlasst zu rotieren. Schließlich verlassen die Verbrennungsgase 32 das Turbinensystem 10 durch den Abgasauslass 24. Die Welle 34 kann ferner mit einer Last 36 verbunden sein, die über die Rotation der Welle 34 angetrieben ist. Die Last 36 kann beispielsweise jede geeignete Vorrichtung sein, die Leistung über die Drehabgabe des Turbinensystems 10 erzeugen kann, wie z.B. eine externe mechanische Last. Die Last 36 kann beispielsweise einen elektrischen Generator, den Propeller eines Flugzeugs usw. enthalten.
In einer Ausführungsform des Turbinensystems 10 sind Verdichterschaufeln als Komponenten des Verdichters 20 enthalten. Die Schaufeln innerhalb des Verdichters 20 sind mit der Welle 34 verbunden und werden sich drehen, wenn die Welle 34 von der Turbine 22, wie vorstehend beschrieben, angetrieben wird. Die Rotation der Schaufeln innerhalb des Verdichters 20 verdichtet Luft (oder irgendein geeignetes Oxidationsmittel) 38 aus dem Lufteinlass 18 in Druckluft 40 (z.B. ein unter Druck gesetztes Oxidationsmittel). Das unter Druck gesetzte Oxidationsmittel 40 wird dann den Brennstoffdüsen 26 der Brennkammern 12 zugeführt. Die Brennstoffdüsen 26 vermischen das unter Druck stehende Oxidationsmittel 40 mit dem Brennstoff 28, um ein für eine Verbrennung geeignetes Mischungsverhältnis (z.B. eine Verbrennung, die den Brennstoff veranlasst noch vollständiger zu verbrennen) zu erzeugen, um Brennstoff nicht zu verschwenden oder um nicht zu hohe Emissionen zu verursachen.
Die Brennkammer 12 des Systems 10 kann in bestimmten Ausführungsformen mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 wirkverbunden sein. Das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 kann mit einer Endabdeckung 42 der Brennkammer 12 wirkverbunden sein und empfängt den Brennstoff 28 über einen oder mehrere Brennstoffkreisläufe 44. In bestimmten Ausführungsformen kann jeder Brennstoffkreislauf 44 einer oder mehreren Brennstoffdüsen 26 zugeordnet sein und kann eingerichtet sein, um der einen oder den mehreren Brennstoffdüsen 26 den Brennstoff 28 zuzuführen. Das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 kann insbesondere eine oder mehrere Drehscheiben 46 (z.B. Drehvorrichtungen, rotierende Strukturen, hin und her bewegte Strukturen, schwingende Strukturen, usw.) enthalten, die eingerichtet sind, um Druckoszillationen des durch die Endabdeckung 42 hindurch strömenden Brennstoffs 28 hervorzurufen. In bestimmten Ausführungsformen kann jede sich drehende Scheibe 46 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 mit dem Brennstoffkreislauf 44 und der einen oder den mehreren dem Brennstoffkreislauf 44 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 zugeordnet sein. In der abgebildeten Ausführungsform kann beispielsweise ein erster Brennstoffkreislauf 48 eingerichtet sein, um der einen oder den mehreren Brennstoffdüsen 26 den Brennstoff 28 zuzuführen, und kann einer ersten sich schnell drehenden Scheibe 50 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 zugeordnet sein. Ferner kann die erste sich schnell drehende Scheibe 50 eingerichtet sein, um Druckoszillationen des von dem ersten Brennstoffkreislauf 48 zu einer oder mehreren dem ersten Brennstoffkreislauf 48 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 strömenden Brennstoffs 28 hervorzurufen. Eine zweite sich schnell drehende Scheibe 72 kann eingerichtet sein, um Druckoszillationen des von dem zweiten Brennstoffkreislauf 68 zu einer oder mehreren dem zweiten Brennstoffkreislauf 68 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 strömenden Brennstoffs 28 hervorzurufen. Die zweite sich schnell drehende Scheibe 72 kann eingerichtet sein, um Brennstoffdruckoszillationen hervorzurufen, die bezüglich der ersten sich schnell drehenden Scheibe 50 phasenverschoben (z.B. zeitverzögert) sind, so dass die gesamte Brennstoffströmung durch die Brennkammer 12 im Zeitverlauf ungefähr konstant gehalten wird.
In bestimmten Ausführungsformen kann/können eine Gruppe von Brennkammern 12, benachbarte Brennkammern 12, jede zweite Brennkammer 12 oder jede Brennkammer 12 innerhalb des Systems 10 mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eingerichtet sein. Um in solchen Ausführungsformen die Kohärenzstörung zu maximieren und/oder die Phasenverzögerung zwischen den Brennkammern 12 zu maximieren, kann das einer oder mehreren Brennkammern 12 (oder einer oder mehreren Gruppen von Brennkammern 12) zugeordnete Brennstoffdruckoszillationssystem 14 den Brennstoffdruck durch die Brennstoffdüsen 26 dieser Brennkammer 12 (oder Gruppe von Brennkammern 12) phasenverschoben bezüglich des Brennstoffdrucks durch die Brennstoffdüsen 26 einer weiteren Brennkammer 12 (oder einer weiteren Gruppe von Brennkammern 12) in Schwankung versetzen. In der abgebildeten Ausführungsform kann das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 der ersten Brennkammer 52 beispielsweise Druckoszillationen des Brennstoffs 28 hervorrufen, so dass die resultierenden Verbrennungsdynamikfrequenzen der ersten Brennkammer 52 phasenverschoben bezüglich der zweiten Brennkammer 54 oszillieren. Während die Verbrennungsdynamikfrequenz der ersten Brennkammer 52 verglichen mit der zweiten Brennkammer 54 im zeitlichen Verlauf in der Tat anders variiert (z.B. die Frequenz in der ersten Brennkammer 52 ein Maximum durchläuft, während die Frequenz in der zweiten Brennkammer 54 in derselben Zeit ein Minimum durchläuft), kann sich die Variation der Verbrennungsdynamikfrequenzen zwischen den Brennkammern vergrößern, was erwartungsgemäß die Kohärenz reduziert. Alternativ kann das Schwanken der Brennstoffströmung durch die Brennkammern, so dass die Brennstoffströmung in der ersten Brennkammer 52 verglichen mit der zweiten Brennkammer 54 phasenverschoben oszilliert, eine Vergrößerung der Phasenverschiebung der Verbrennungsdynamiken zwischen der ersten Brennkammer 52 und der zweiten Brennkammer 54 hervorrufen, insbesondere (aber nicht ausschließlich) dann, wenn die Brennstoffdruckoszillationsfrequenz in der Nähe der Frequenz der interessierten Verbrennungsinstabilität liegt.
Als ein weiteres Beispiel kann eine Gruppe von Brennkammern 12, wobei jede Gruppe eine oder mehrere Brennkammern 12 aufweist, mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 ausgestattet sein, dessen Konfiguration bezüglich des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 einer weiteren Brennkammer 12 abweicht. Das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 einer Brennkammer 12 kann beispielsweise von dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 einer weiteren Brennkammer hinsichtlich einer oder mehrerer Frequenzen der Oszillation, die es erzeugt, der Amplitude der Oszillation, die es erzeugt, und/oder der Zeitverzögerung (z.B. Phase) der Oszillation, die es erzeugt, abweichen.
Es sollte ferner beachtet werden, dass in bestimmten Ausführungsformen ein einziges Brennstoffdruckoszillationssystem 14 für eine oder mehrere Brennkammern 12 (oder eine oder mehrere Gruppen von Brennkammern 12) des Gasturbinensystems 10 verwendet werden kann bzw. können. Ein die gesamte Maschinenebene umfassendes Brennstoffdruckoszillationssystem 14 kann eingerichtet sein, um den Brennstoff 28 aufzunehmen und Druckoszillationen des Brennstoffs 28 hervorzurufen, bevor der Brennstoff 28 jeder der Brennkammern 12 des Systems 10 zugeführt wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer der Brennkammern 12 aus 1, bei der die Brennkammer 12 mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 (z.B. einer Drehscheibenvorrichtung 14) wirkverbunden ist. Die Brennkammer 12 enthält das Kopfende 16, das die Endabdeckung 42, eine Brennkammerkappenanordnung 56 und eine primäre Verbrennungszone 30 aufweist. Die Endabdeckung 42 und die Brennkammerkappenanordnung 56 können eingerichtet sein, um die primären Brennstoffdüsen 26 in dem Kopfende 16 zu unterstützen. In der abgebildeten Ausführungsform leiten die primären Brennstoffdüsen 26 den Brennstoff 28 zu der primären Verbrennungszone 30. Die Brennstoffdüsen 26 nehmen ferner das unter Druck stehende Oxidationsmittel (z.B. Druckluft) 40 aus dem Ringraum 58 (z.B. zwischen einem Flammrohr 60 und einer Strömungshülse 62) der Brennkammer 12 auf und kombinieren das unter Druck stehende Oxidationsmittel 40 mit dem Brennstoff 28, um ein Oxidationsmittel-Brennstoff-Gemisch zu bilden, das in der primären Verbrennungszone 30 gezündet und verbrannt wird, um Verbrennungsgase 32 (z.B. Abgase) zu bilden, die zu der Turbine 22 strömen.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Verbrennungsdynamik innerhalb der Verbrennungszone 30 zu unerwünschten Schwingungsantworten in stromabwärtigen Komponenten und den Brennkammern selbst führen. Es kann dementsprechend vorteilhaft sein, die Verbrennungsdynamik und/oder die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik und/oder die Phase der Verbrennungsdynamik zwischen den verschiedenen Brennkammern 12 des Systems 10 zu steuern, um darin zu unterstützen, die Möglichkeit irgendwelcher unerwünschten Mitschwingungsantworten (z.B. eines Resonanzverhaltens) von Komponenten innerhalb des Systems 10 zu reduzieren.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, kann die Brennkammer 12 des Systems 10 mit einem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eingerichtet sein. Das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 kann an der Endabdeckung 42 der Brennkammer 12 angeordnet sein und kann den Brennstoff 28 mittels eines oder mehrerer Brennstoffkreisläufe 44 aufnehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann jeder Brennstoffkreislauf 44 einer oder mehreren Brennstoffdüsen 26 zugeordnet sein und kann eingerichtet sein, um den Brennstoff 28 zu ihr oder ihnen zuzuführen. Der erste Brennstoffkreislauf 48 kann beispielsweise eingerichtet sein, um den Brennstoff 28 einer ersten Brennstoffdüse 64 und einer zweiten Brennstoffdüse 66 zuzuführen. In ähnlicher Weise kann ein zweiter Brennstoffkreislauf 68 eingerichtet sein, um den Brennstoff 28 einer dritten Brennstoffdüse 70 zuzuführen. Außerdem kann das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eine oder mehrere Drehscheiben 46 (z.B. Drehvorrichtungen, rotierende Strukturen, hin- und hergehende Strukturen, schwingende Strukturen, usw.) enthalten, die eingerichtet sind, um Druckoszillationen des Brennstoffs 28 hervorzurufen, der durch die Endabdeckung 42 hindurch strömt. In bestimmten Ausführungsformen kann jede Drehscheibe 46 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 einem Brennstoffkreislauf 44 zugeordnet sein, und eine oder mehrere Brennstoffdüsen 26 können diesem Brennstoffkreislauf 44 zugeordnet sein. Dementsprechend kann eine erste Drehscheibe 50 Druckoszillationen des Brennstoffs 28 hervorrufen, der durch den ersten Brennstoffkreislauf 48 der ersten und zweiten Brennstoffdüse 64 bzw. 66 zugeführt wird. In ähnlicher Weise kann eine zweite Drehscheibe 72 Druckoszillationen des Brennstoffs 28 hervorrufen, der durch den zweiten Brennstoffkreislauf 68 der dritten Brennstoffdüse 70 zugeführt wird. Insbesondere kann das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eingerichtet sein, um den Brennstoff 28 so in Schwankung zu versetzen, dass die Druckoszillationen des Brennstoffs 28 und deshalb die Brennstoffströmungsoszillationen durch die dritte Brennstoffdüse 70 bezüglich jenen der ersten Brennstoffdüse 64 und der zweiten Brennstoffdüse 66 unterschiedlich und phasenverschoben sind.
In bestimmten Ausführungsformen enthält das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 einen (in 3 abgebildeten) Antriebsmotor 84, der eingerichtet ist, um die Rotation einer oder mehrerer Drehscheiben 46 mittels eines oder mehrerer Zahnräder 74 anzutreiben. Das Zahnrad 74 kann beispielsweise eine zentrale Scheibe sein, die eingerichtet ist, um mit der ersten Drehscheibe 50 und der zweiten Drehscheibe 72 in Eingriff zu stehen, um diese in Drehung zu versetzen. Insbesondere kann das eine oder können die mehreren Zahnräder 74 verwendet werden, um mit einem Antriebsmotor mehrere Drehscheiben 46 anzutreiben, und sie können eingerichtet sein, um die Rotationsbewegung von dem (in 3 abgebildeten) Antriebsmotor 84 auf die Drehscheiben 46 zu übertragen. Wie vorstehend erwähnt, kann, während die erste Drehscheibe 50 und die zweite Drehscheibe 72 rotieren, der Brennstoff 28 durch die Drehscheiben 46 pulsiert werden, um Druckoszillationen und daher Brennstoffströmungsoszillationen des Brennstoffs 28 hervorzurufen. Während die abgebildete Ausführungsform das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 mit zwei Drehscheiben 46 und einem einzigen Zahnrad 74 zeigt, sollte beachtet werden, dass in anderen Ausführungsformen, eine beliebige Anzahl von Drehscheiben 46 (z.B. 1, 3, 4, 5, 6 oder mehr) und Zahnrädern 74 (z.B. 2, 3, 4, 5 oder mehr) in unterschiedlichen Konfigurationen verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann jede Drehscheibe 46 einen Antriebsmotor aufweisen, so dass es keine Zahnräder 74 in dem System gibt.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Steuerungseinrichtung 76, die einen Prozessor 78 und einen Speicher 80 aufweist, verwendet werden, um aus der Ferne und/oder automatisch die Komponenten des Systems 10 zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 76 kann beispielsweise verwendet werden, um den mit den Getrieben 74 wirkverbundenen Antriebsmotor zu steuern oder um ein oder mehrere Brennstoffventile 82 der Brennstoffkreisläufe 44 zu steuern. Der Prozessor 78 kann im Allgemeinen eine beliebige in der Fachwelt bekannte geeignete Verarbeitungsvorrichtung sein und kann einen Speicher 80 enthalten, um von dem Prozessor 78 auszuführende Anweisungen zu speichern. Der Speicher 80 kann allgemein auf einem oder mehreren von einem Rechner lesbaren geeigneten Medien basieren, beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, RAM, ROM, Festplatten, Flashlaufwerke oder andere Speichereinrichtungen. Wie allgemein verständlich ist, kann der Speicher 80 dazu eingerichtet sein, Daten zu speichern, auf die der Prozessor 78 zugreifen kann, einschließlich Befehle, die durch den Prozessor 78 ausgeführt werden können. Die Befehle können auf einem beliebigen Satz von Befehlen basieren, die bei der Ausführung durch den Prozessor 78 veranlassen, dass der Prozessor 78 die gewünschte Funktionalität bereitstellt. Beispielsweise können die Befehle auf Softwarebefehlen basieren, die in ein von einem Rechner lesbares Format überführt werden. Wenn Software verwendet wird, können beliebige geeignete Programmier-, Skript- oder andere Arten von Sprachen oder Kombinationen von Sprachen genutzt werden, um die hierin enthaltene Lehre umzusetzen. In einer Abwandlung können die Befehle durch eine festverdrahtete Logik oder eine sonstige Schaltung implementiert werden, zu denen, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, anwendungsspezifische Schaltkreise gehören.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerungseinrichtung 76 eingerichtet sein, um die Zeitabstimmung (z.B. die Phase zwischen mehreren Drehscheiben 46 und/oder Brennstoffdruckoszillationssystemen 14), Frequenz und/oder die Amplituden der Brennstoffdruckoszillationen des Brennstoffs 28, die durch das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 erzeugt werden, zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 76 kann beispielsweise eingerichtet sein, um die Drehgeschwindigkeit der Drehscheiben 46 mittels eines Antriebsmotors zu steuern, wodurch die Amplitude und die Frequenz der innerhalb des Brennstoff 28 erzeugten Brennstoffdruckoszillationen gesteuert wird. In anderen Ausführungsformen kann die Zeitsteuerung und/oder die Amplitude der Brennstoffdruckoszillationen des Brennstoffs 28 zufällig, planmäßig und oder eine Antwort auf eine Sensorrückmeldung sein, die eine oder mehrere von der Amplitude, Phase, Kohärenz und/oder den Frequenzen der Verbrennungsinstabilitäten des Verbrennungssystems kennzeichnet. Es sollte ferner beachtet werden, dass, obwohl die Steuerungseinrichtung 76 mit einem einzigen Brennstoffdruckoszillationssystem 12 wirkverbunden gezeigt ist, in anderen Ausführungsformen die Steuerungseinrichtung 76 mit einem oder mehreren Druckoszillationssystemen 12 wirkverbunden sein kann, die mit einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen 44 wirkverbunden sind, die einer oder mehreren Brennkammern 12 des Systems 10 zugeordnet sind.
3 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform des Kopfendes 16 der Brennkammer 12 aus 2, die einen Antriebsmotor 84 und ein Gehäuse 86 zeigt, das eingerichtet ist, um eine oder mehrere Drehscheiben 46 des Brennstoffdruckoszillationssystem 14 zu umschließen. Insbesondere kann das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 mit der Brennkammer 12 stromaufwärts der Endabdeckung 42 wirkverbunden sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die Aufnahme des Brennstoffdruckoszillationssystem 14 stromaufwärts der Endabdeckung 42 der Vor-Öffnung der Endabdeckung 42 ermöglichen, in das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 aufgenommen zu werden, indem die Vor-Öffnung aus der Endabdeckung 42 entfernt wird. In anderen Worten können die Drehscheiben 46 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 eingerichtet sein, um als Vor-Öffnungen zu dienen, die eingerichtet sind, um den Brennstoff 28 aus der Brennstoffzufuhr aufzunehmen.
In bestimmten Ausführungsformen tritt der Brennstoff 28 in jede Drehscheibe 46 über eine oder mehrere Rohrleitungsbefestigungen oder Anschlussbuchsen ein. Die erste Drehscheibe 50 kann beispielsweise mit der ersten Anschlussbuchse 88 verbunden sein, die eingerichtet sein kann, um den Brennstoff 28 aus dem ersten Brennstoffkreislauf 48 aufzunehmen. In ähnlicher Weise kann die zweite Drehscheibe 72 mit einer zweiten Anschlussbuchse 90 verbunden sein, die eingerichtet sein kann, um den Brennstoff 28 aus dem zweiten Brennstoffkreislauf 68 aufzunehmen. Es sollte beachtet werden, dass in anderen Ausführungsformen jede beliebige Anzahl von Drehscheiben 46 innerhalb des Gehäuses 86 eingerichtet sein kann und eingerichtet sein kann, um den Brennstoff 28 aus jeder beliebigen Anzahl von Brennstoffkreisläufen 44 aufzunehmen.
Wenn der Brennstoff 28 einmal in das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eintritt, kann der Antriebsmotor 84 die Zahnräder 74 antreiben, um die Drehscheiben 46 zu drehen und Druckoszillationen des durch die Endabdeckung 42 strömenden Brennstoffs 28 hervorzurufen. Wenn der Brennstoff 28 durch eine oder mehrere Öffnungen der Drehscheiben 46 strömt, wird insbesondere der Brennstoff 28 gepulst, und die Druckoszillationen werden hervorgerufen, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben ist. Wie insbesondere vorstehend beschrieben ist, kann die Rotation der Drehscheiben 46 reguliert, geplant und/oder zeitlich derart gesteuert werden, dass die durch die erste Drehscheibe 50 hervorgerufenen Druckoszillationen von den von der zweiten Drehscheibe 72 hervorgerufenen Druckoszillationen abweichen können. Die Öffnungen an den Drehscheiben 46 können beispielsweise in einer Weise bemessen, beabstandet oder angeordnet sein, die die Erzeugung von Druckoszillationen des Brennstoffs 28 innerhalb des ersten Brennstoffkreislaufs 44 ermöglicht, die bezüglich der Druckoszillationen des Brennstoffs 28 innerhalb des zweiten Brennstoffkreislaufs 68 phasenverschoben sind, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben ist. Ferner kann die Steuerungseinrichtung 76 eingerichtet sein, um zur Steuerung der Erzeugung der Druckoszillationen innerhalb jedes Brennstoffkreislaufs 44 die Drehgeschwindigkeit der Drehscheiben 46 mittels des Antriebsmotors 84 zu steuern. Nachdem der Brennstoff 28 gepulst wurde und Druckoszillationen innerhalb der Brennstoffströmung so erzeugt wurden, dass sie im Allgemeinen zwischen allen Brennstoffkreisläufen 44 phasenverschoben sind, verlässt der Brennstoff 28 das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 über die Endabdeckung 42, und der Brennstoff 28 kann zu geeigneten Brennstoffdüsen 26 geleitet werden. Auf diese Weise können die Druckoszillationen des Brennstoffs 28 durch eine oder mehrere Brennstoffdüsen 26 bezüglich der Druckoszillationen des Brennstoffs 28 durch eine weitere Brennstoffdüse 26 phasenverschoben sein. Wie vorstehend beschrieben, kann dementsprechend das Erzeugen von Brennstoffdruckoszillationen innerhalb der Brennstoffkreisläufe 44, damit diese zueinander phasenverschoben sind, die gesamte Brennstoffströmung durch die Brennkammer während der gesamten Zeit ungefähr beibehalten.
Darüber hinaus können in anderen Ausführungsformen zur Maximierung der Kohärenzstörung und/oder zur Maximierung des Brennkammer-zu-Brennkammer-Phasenunterschieds die einer oder mehreren Brennkammern 12 (oder einer oder mehreren Gruppen von Brennkammern 12) zugeordneten Brennstoffdruckoszillationssysteme 14 den Brennstoffdruck durch die einem bestimmten Brennstoffkreislauf 44 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 bezüglich der Brennstoffdruckoszillationen durch die demselben Brennstoffkreislauf 44 in anderen Brennkammern 12 (oder Gruppen von Brennkammern 12) zugeordneten Brennstoffdüsen 26 phasenverschoben in Schwingung versetzen. Während der Brennstoffdruck durch die einem bestimmten Brennstoffkreislauf 44 einer oder mehrerer Brennkammern 12 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 so oszilliert, dass die Brennstoffdruckoszillation bezüglich jener der demselben Brennstoffkreislauf 44 der anderen Brennkammern 12 innerhalb des Systems 10 zugeordneten Brennstoffdüsen phasenverschoben ist, oszilliert die Frequenz der einen oder mehrerer Brennkammern 12 phasenverschoben verglichen mit den anderen Brennkammern 12 innerhalb des Systems 10. In anderen Worten, wenn der Brennstoffdruck in der ersten Brennkammer 52 (oder der ersten Gruppe von Brennkammern) verglichen mit einer zweiten Brennkammer 54 (oder der zweiten Gruppe von Brennkammern) gegenphasig in Schwingung versetzt wird, wird die Frequenz in der ersten Brennkammer 52 (oder der ersten Gruppe von Brennkammern) an einem Maximum sein, während zur gleichen Zeit, die Frequenz der zweiten Brennkammer 54 (oder der zweiten Gruppe von Brennkammern) an einem Minimum sein wird, was zur Folge haben wird, dass die Brennkammertonfrequenzen von Brennkammer zu Brennkammer innerhalb des Systems 10 getrennt werden, wodurch die Kohärenz des Systems 10 als Ganzes reduziert wird, was erwartungsgemäß die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik reduziert. Während alternativ dazu der Brennstoffdruck durch die einem bestimmten Brennstoffkreislauf 44 der ersten Brennkammer 52 (oder der ersten Gruppe von Brennkammern) zugeordneten Brennstoffdüsen 26 so oszilliert, dass die Brennstoffdruckoszillationen bezüglich der Brennstoffdruckoszillationen der demselben Brennstoffkreislauf 44 einer zweiten Brennkammer 54 (oder einer zweiten Gruppe von Brennkammern) innerhalb des System 10 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 phasenverschoben sind, kann die Brennkammer-zu-Brennkammer-Phasenlage verändert werden, wodurch alle unerwünschten Schwingungsantworten stromabwärtiger Komponenten reduziert werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Gehäuses 86 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 aus 3, die mehrere Löcher 92 veranschaulicht, die an den Drehscheiben 46 angeordnet sind. Wie vorstehend beschrieben, können die Drehscheiben 46 innerhalb des Gehäuses 86 angeordnet sein, das eine abgedichtete Einhausung sein kann, die eingerichtet ist, um den einem oder mehreren Brennstoffkreisläufen 44 zugeführten Brennstoff 28 zurückzuhalten. Das eine oder die mehreren Zahnräder 74 können ebenfalls innerhalb des Gehäuses 86 angeordnet sein und können mit einem Antriebsmotor 84 wirkverbunden sein, der innerhalb des Gehäuses 86 und/oder extern zu dem Gehäuse 86 angeordnet sein kann. Wie vorstehend beschrieben, kann der Antriebsmotor 84 eingerichtet sein, um das Zahnrad 74 anzutreiben, wodurch der einen oder den mehreren Drehscheiben 46 des Brennstoffdruckoszillationssystems 14 eine Drehgeschwindigkeit verliehen wird. Während die abgebildete Ausführungsform zwei Drehscheiben 46 und ein einziges dazwischen angeordnetes Zahnrad 74 veranschaulicht, kann in anderen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von Drehscheiben 46 (z.B. 1, 3, 4, 5, 6, 7 oder mehr) innerhalb des Gehäuses 86 angeordnet sein, und eine geeignete Anzahl von Zahnrädern 74 kann verwendet werden, um die Rotationsbewegung von einem einzigen Antriebsmotor 84 auf mehrere Drehscheiben 46 zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein oder können mehrere Antriebsmotoren 84 verwendet werden, um die Rotationsbewegung zu erzeugen.
Insbesondere können mehrere Öffnungen 92 an den Drehscheiben 46 angeordnet sein. Während der Brennstoff 28 in jede Drehscheibe 46 durch einen Brennstoffeinlass 94 eintritt, lassen die rotierenden Scheiben 46 den Brennstoff 28 pulsieren, während er durch die Öffnungen 92 hindurchströmt. Die Öffnungen 92 können eingerichtet sein, um eine beliebige Größe (z.B. eine effektive Fläche, einen Radius 96, einen Umfang 98, eine Länge, eine Breite, eine Tiefe, eine Lage, usw.) oder Form (z.B. kreisförmig, rechteckig, dreieckig, oval, länglich, usw.) aufzuweisen, und können auf den Drehscheiben 46 in sehr vielfältigen Mustern und sehr vielfältigen Abständen angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Öffnungen 92 der ersten Drehscheibe 50 beispielsweise kreisförmig sein, während die Öffnungen 92 der zweiten Drehscheibe 72 eine andere Form (z.B. rechteckig, dreieckig, oval, länglich, usw.) aufweisen können. Als ein weiteres Beispiel können die Öffnungen 46 verschiedene Größe aufweisen, so dass die Größe der Öffnungen 92 der ersten Drehscheibe 50 größer oder kleiner als die der Öffnungen 92 der zweiten Drehscheibe 72 sein kann.
Insbesondere können die Öffnungen 92 an den Drehscheiben 46 in sehr vielfältigen Mustern (z.B. zufällig, kreisförmig angeordnet, als eine Matrix, etc.) angeordnet sein und können mit verschiedenen Größen von Abständen zwischen beliebigen zwei Öffnungen 92 angeordnet sein. Ein erster Abstand 100 zwischen zwei Öffnungen 92 an der ersten Drehscheibe 50 kann beispielsweise größer oder kleiner als ein zweiter Abstand 102 zwischen zwei Öffnungen 92 an der zweiten Drehscheibe 72 sein. Der Abstand der Öffnungen 92 in Kombination mit der Geometrie (Größe, Form, usw.) der Öffnungen 92 und der Drehgeschwindigkeit der Drehscheiben 46 beeinflusst die Amplitude und die Frequenz der Brennstoffdruckoszillation. Außerdem können die erste und die zweite Drehscheibe 50, 72 relativ zueinander „getaktet“ werden, um die Phasen der Brennstoffdruckoszillationen zu beeinflussen, die von der ersten und der zweiten Drehscheibe 50, 72 erzeugt werden. Die Lage der Öffnungen 92 der ersten Drehscheibe 50 bezüglich des Brennstoffeinlasses 94 der ersten Drehscheibe 50 kann beispielsweise verglichen mit der Lage der Öffnungen 92 der zweiten Drehscheibe 72 bezüglich des Brennstoffeinlasses 94 der zweiten Drehscheibe 70 unterschiedlich sein. Die relative Anordnung der Öffnungen 92 auf den Drehscheiben 46 kann deshalb die Regulierung der Phasensteuerung des ersten Brennstoffkreislaufs 48 bezüglich des zweiten Brennstoffkreislaufs 68 ermöglichen. Während der Brennstoff 28 auf diese Weise durch die Öffnungen 92 hindurch gepulst wird, können die Größe, die Form und die relative Anordnung der Öffnungen 92 das Anregen der Brennstoffdruckoszillationen des ersten Brennstoffkreislaufs 48 phasenverschoben bezüglich der Brennstoffdruckoszillationen des zweiten Brennstoffkreislaufs 68 ermöglichen und/oder die Frequenz und/oder die Amplitude der Brennstoffdruckoszillationen des ersten und/oder des zweiten Brennstoffkreislaufs 48, 68 verändern.
Dementsprechend können die Brennstoffdruckoszillationssysteme 14 mit vielfältigen geometrischen Unterschieden, wie z.B. der Anzahl von Drehscheiben 46, Anzahl von Zahnrädern 74 und/oder der Größe, Form oder relativen Anordnung der Öffnungen 92 eingerichtet sein. Auf diese Weise kann eine breite Vielfalt von Brennstoffdruckoszillationssystemen 14 gebildet und bei den Brennkammern 12 eingerichtet werden, um eine gewünschte Abweichung der Frequenzen innerhalb des Systems 10 und/oder ein gewünschtes Phasenverhalten zwischen den Brennkammern 12 innerhalb des Systems 10 zu erzielen. Das mit der ersten Brennkammer 52 wirkverbundene Brennstoffdruckoszillationssystem 14 kann beispielsweise zumindest einen geometrischen Unterschied aufweisen, der von dem mit der zweiten Brennkammer 54 wirkverbunden Brennstoffdruckoszillationssystem 14 abweicht, wodurch eine Reduktion der modalen Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Brennkammer 12 unterstützt wird und/oder unterstützt wird, dass das Phasenverhalten der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten und der zweiten Brennkammer 12 verändert wird. Als ein weiteres Beispiel kann das mit einer ersten Gruppe von Brennkammern 12 (wobei jede Gruppe eine oder mehrere Brennkammern 12 aufweist) wirkverbundene Brennstoffdruckoszillationssystem 14 zumindest einen geometrischen Unterschied aufweisen, der von dem mit einer zweiten Gruppe von Brennkammern 12 wirkverbunden Brennstoffdruckoszillationssystem 14 abweicht, wodurch eine Reduktion der modalen Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Brennkammer 12 unterstützt wird und/oder unterstützt wird, dass das Phasenverhalten der Verbrennungsdynamik zwischen der ersten und der zweiten Brennkammer 12 verändert wird. Als ein weiteres Beispiel kann jede Brennkammer 12 des Systems 10 mit einem einzigen Brennstoffdruckoszillationssystem 14 eingerichtet sein, wobei jedes Oszillationssystem 14 zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich eines weiteren Oszillationssystems 14 innerhalb des Systems aufweist, wodurch eine Reduktion der modalen Kopplung zwischen den Brennkammern 12 des Systems 10 unterstützt wird und/oder unterstützt wird, dass das Phasenverhalten der Verbrennungsdynamik zwischen den Brennkammern 12 des Systems 10 verändert wird.
Technische Effekte der Erfindung umfassen die Schaffung von Systemen und Verfahren zur Reduktion der modalen Kopplung von Verbrennungsdynamiken und/oder Veränderung des Brennkammer-zu-Brennkammer-Phasenverhaltens von Verbrennungsdynamiken mittels eines oder mehrerer Brennstoffdruckoszillationssysteme 14. Insbesondere kann das Brennstoffdruckoszillationssystem 14 mit einer oder mehreren Brennkammern 12 wirkverbunden sein und kann eingerichtet sein, um Druckoszillationen und/oder Druckmodulationen des Brennstoffs 28 hervorzurufen, der durch einen oder mehrere Brennstoffkreisläufe 44 der Brennkammer 12 zu einer oder mehreren Brennstoffdüsen 26 strömt. Insbesondere können die Brennstoffdruckoszillationssysteme 14 eingerichtet sein, um Druckoszillationen innerhalb der verschiedenen Brennstoffkreisläufe 44 und der diesen Brennstoffkreisläufen 44 zugeordneten Brennstoffdüsen 26 hervorzurufen, wodurch veranlasst wird, dass die Verbrennungsdynamikfrequenz variiert, und/oder veranlasst wird, dass die Phase der Verbrennungsdynamik bezüglich jener einer anderen Brennkammer 12 verändert wird. In bestimmten Ausführungsformen kann eine einzige Brennkammer 12 mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 ausgestattet sein. In anderen Ausführungsformen kann eine Gruppe von Brennkammern 12, wobei jede Gruppe eine oder mehrere Brennkammern 12 aufweist, mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 ausgestattet sein. Ferner kann in bestimmten Ausführungsformen jede Brennkammer 12 des Systems 10 mit dem Brennstoffdruckoszillationssystem 14 ausgestattet sein. Auf diese Weise kann die Verbrennungsdynamikfrequenz innerhalb einer einzigen Brennkammer 12 und/oder zwischen mehreren Brennkammern variieren, wodurch die modale Kopplung der Verbrennungsdynamik zwischen den Brennkammern 12 reduziert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Phase der Verbrennungsdynamik zwischen den Brennkammern 12 verändert werden. Durch die Reduktion der modalen Kopplung und/oder Vergrößerung der Phase zwischen den Brennkammern 12 wird erwartet, dass unerwünschte Schwingungsantworten in stromabwärtigen Komponenten und/oder in den Brennkammern selbst reduziert werden.
Diese schriftliche Beschreibung benutzt Beispiele für die Offenbarung der Erfindung, einschließlich der besten Umsetzungsart, sowie dazu, Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuüben, unter anderem Einrichtungen oder Systeme herzustellen und zu benutzen und eingebundene Verfahren durchzuführen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für Fachleute ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, sofern sie Strukturelemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder sofern sie äquivalente Strukturelemente aufweisen, die sich nur unwesentlich von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden.
Es ist ein System mit einer Gasturbine geschaffen. Die Gasturbine enthält eine erste Brennkammer, die eine erste Brennstoffdüse aufweist, eine zweite Brennkammer, die eine zweite Brennstoffdüse aufweist, und ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem. Das erste Brennstoffdruckoszillationssystem enthält eine erste Drehvorrichtung, die mit einem ersten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der erste Brennstoffkreislauf ist entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu der ersten Brennstoffdüse führt. Die erste Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine erste Brennstoffdruckoszillation durch die erste Brennstoffdüse zu erzeugen. Die Gasturbine enthält ferner ein zweites Brennstoffdruckoszillationssystem, das eine zweite Drehvorrichtung aufweist, die mit einem zweiten Brennstoffkreislauf verbunden ist. Der zweite Brennstoffkreislauf ist entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs angeordnet, der zu der zweiten Brennstoffdüse führt, und die zweite Drehvorrichtung ist eingerichtet, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation durch die zweite Brennstoffdüse zu erzeugen.

Claims

System, das aufweist: eine Gasturbine, die aufweist: eine erste Brennkammer, die eine erste Brennstoffdüse aufweist; eine zweite Brennkammer, die eine zweite Brennstoffdüse aufweist; ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem, das eine erste Drehvorrichtung aufweist, die mit einem ersten Brennstoffkreislauf verbunden ist, wobei der erste Brennstoffkreislauf entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs angeordnet ist, der zu der ersten Brennstoffdüse führt, und wobei die erste Drehvorrichtung eingerichtet ist, um eine erste Brennstoffdruckoszillation innerhalb der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen; und ein zweites Brennstoffdruckoszillationssystem, das eine zweite Drehvorrichtung aufweist, die mit einem zweiten Brennstoffkreislauf verbunden ist, wobei der zweite Brennstoffkreislauf entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs angeordnet ist, der zu der zweiten Brennstoffdüse führt, und wobei die zweite Drehvorrichtung eingerichtet ist, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation innerhalb der zweiten Brennstoffdüse zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 1, wobei sich die erste Brennstoffdruckoszillation von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheidet und wobei der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation eingerichtet ist, um dazu beizutragen, eine modale Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu reduzieren und/oder um dazu beizutragen, eine Phasenlage zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu verändern.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere erste Öffnungen an der ersten Drehvorrichtung angeordnet sind und mehrere zweite Öffnungen an der zweiten Drehvorrichtung angeordnet sind.
System gemäß Anspruch 3, wobei eine erste Geometrie der mehreren ersten Öffnungen zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich einer zweiten Geometrie der mehreren zweiten Öffnungen aufweist; wobei der zumindest eine geometrische Unterschied zumindest eine(s) von einer unterschiedlichen Größe, einer unterschiedlichen Form, einer unterschiedlichen Dimension, einer unterschiedlicher effektiven Fläche oder einem unterschiedlichen Abstand, einem unterschiedlichen Muster oder eine beliebige Kombination aus diesen sein kann.
System gemäß einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gasturbine eine Steuerungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um einen ersten Antrieb der ersten Drehvorrichtung oder einen zweiten Antrieb der zweiten Drehvorrichtung oder beide zu steuern, und wobei der erste und der zweite Antrieb eingerichtet sind, um die erste bzw. die zweite Drehvorrichtung zu drehen; wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise eingerichtet ist, um eine erste Drehgeschwindigkeit der ersten Drehvorrichtung gegenüber der zweiten Drehgeschwindigkeit der zweiten Drehvorrichtung unterschiedlich zu variieren.
System, das aufweist: eine erste Brennkammer, die aufweist: einen ersten Brennstoffkreislauf, der eine erste Brennstoffdüse aufweist; einen zweiten Brennstoffkreislauf, der eine zweite Brennstoffdüse aufweist; und ein erstes Brennstoffdruckoszillationssystem, das stromaufwärts von der ersten Brennstoffdüse und der zweiten Brennstoffdüse angeordnet ist, wobei das erste Brennstoffdruckoszillationssystem eingerichtet ist, um Druckoszillationen innerhalb eines Brennstoffs zu erzeugen, und wobei das erste Brennstoffdruckoszillationssystem aufweist: eine erste Drehvorrichtung, die entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs des ersten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist und zu der ersten Brennstoffdüse führt; eine zweite Drehvorrichtung, die entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs des zweiten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist und zu der zweiten Brennstoffdüse führt; und einen ersten Antrieb, der mit einem ersten Zahnrad verbunden ist, wobei das erste Zahnrad eingerichtet ist, um eine Drehkraft zu liefern, die die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung dreht.
System gemäß Anspruch 6, wobei die erste Drehvorrichtung eingerichtet ist, um eine erste Brennstoffdruckoszillation innerhalb der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen, und die zweite Drehvorrichtung eingerichtet ist, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation innerhalb der zweiten Brennstoffdüse zu erzeugen; wobei sich die erste Brennstoffdruckoszillation vorzugsweise von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheidet und wobei der Unterschied bei der Brennstoffdruckoszillation eingerichtet sein kann, um dazu beizutragen, eine modale Kopplung zwischen der ersten Brennkammer und einer zweiten Brennkammer zu reduzieren, und/oder um dazu beizutragen, eine Phasenlage zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer zu verändern.
System gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Drehvorrichtung mehrere erste Öffnungen aufweist und die zweite Drehvorrichtung mehrere zweite Öffnungen aufweist und wobei die mehreren ersten und zweiten Öffnungen eingerichtet sind, um den Brennstoff pulsieren zu lassen, wenn der Brennstoff durch den ersten bzw. zweiten Brennstoffdurchgang strömt.
System gemäß Anspruch 8, wobei die mehreren ersten Öffnungen zumindest einen geometrischen Unterschied bezüglich der mehreren zweiten Öffnungen aufweisen und wobei der zumindest eine geometrische Unterschied eingerichtet ist, um eine erste Brennstoffdruckoszillation der ersten Brennstoffdüse zu erzeugen, die bezüglich einer zweiten Brennstoffdruckoszillation der zweiten Brennstoffdüse phasenverschoben ist; wobei der zumindest eine geometrische Unterschied zumindest eine(s) von einer unterschiedlichen Größe, einer unterschiedlichen Form, einer unterschiedlichen Dimension, einer unterschiedlicher effektiven Fläche oder einem unterschiedlichen Muster, einem unterschiedlichen Abstand oder eine beliebige Kombination aus diesen sein kann.
Verfahren, das aufweist: Zuführen eines Brennstoffs zu einer ersten Drehvorrichtung eines Brennstoffdruckoszillationssystems, wobei die erste Drehvorrichtung entlang eines ersten Brennstoffdurchgangs eines ersten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist, der zu einer ersten Brennstoffdüse einer Brennkammer führt, und wobei die erste Drehvorrichtung mehrere erste Öffnungen aufweist; Zuführen des Brennstoffs zu einer zweiten Drehvorrichtung des Brennstoffdruckoszillationssystems, wobei die zweite Drehvorrichtung entlang eines zweiten Brennstoffdurchgangs eines zweiten Brennstoffkreislaufs angeordnet ist, der zu einer zweiten Brennstoffdüse der Brennkammer führt, und wobei die zweite Drehvorrichtung mehrere zweite Öffnungen aufweist; Drehen der ersten Drehvorrichtung und der zweiten Drehvorrichtung des Brennstoffdruckoszillationssystems; Pulsierenlassen des Brennstoffs durch die mehreren ersten Öffnungen der ersten Drehvorrichtung, um eine erste Brennstoffdruckoszillation zu erzeugen; und Pulsierenlassen des Brennstoffs durch die mehreren zweiten Öffnungen der zweiten Drehvorrichtung, um eine zweite Brennstoffdruckoszillation zu erzeugen, wobei sich die erste Brennstoffdruckoszillation von der zweiten Brennstoffdruckoszillation unterscheidet.