DE10392247T5

DE10392247T5 - Brennkammer für Gasturbine

Info

Publication number: DE10392247T5
Application number: DE10392247T
Authority: DE
Inventors: Takeo Takasago Hiirasaki
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: CN1578874A; JP3495730B2; JP2003307309A; WO2003087559A1; US20040237531A1; CN100497903C; US6957537B2; DE10392247B4

Abstract

Brennkammer für eine Gasturbine mit:
einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, und
einem wärmeisolierenden Abschnitt zwischen dem Abschnitt, der am Gehäuse angebracht ist, und dem Verteiler.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer für eine Gasturbine, die ein Verkoken bzw. Verkohlen von Öl in einem Verteiler bzw. Sammelrohr verhindern kann.

Die Brennkammer für die Gasturbine weist mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum auf. Mehrere solche Brennkammern sind um ein Gehäuse der Gasturbine herum angeordnet. Eine Brennkammer vom dualen Typ ist eine Brennkammer, die Brennstoffe von Ölfeuerung auf Gasfeuerung umschaltet. Bei der Brennkammer vom dualen Typ bzw. der Dual-Brennkammer ist deren Pilotdüse dual aufgebaut, und zwar mit einem zentralen Rohr, durch das Pilot-Ölbrennstoff strömt, und einem äußeren Rohr, das um das zentrale Rohr herum vorgesehen ist und in dem ein Pilot-Gasbrennstoff strömt. Die Hauptdüse ist ebenfalls dual aufgebaut, mit einem zentralen Rohr für den Ölbrennstoff und einem äußeren Rohr für den Gasbrennstoff.

6 ist eine Vorderansicht der Düse der Brennkammer, und 7 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Ölbrennstoff-Zuführleitungen. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Pilotdüse 1 im Zentrum der Brennkammer 500 angeordnet, und acht Hauptdüsen 2 sind um die Pilotdüse 1 herum ausgerichtet, wobei sowohl die Pilotdüse als auch die Hauptdüsen den Ölbrennstoff und den Gasbrennstoff durch Umschalten zwischen den Brennstoffen verbrennen können. Unter den Hauptdüsen 2 sind die Düsen mit Schraffierung Haupt-A-Düsen 2a, die Düsen ohne Schraffierung sind Haupt-B-Düsen 2b, wobei 2a und 2b alternierend angeordnet sind. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Brennkammer 500 mit drei Brennstoffleitungen versehen, nämlich einer Haupt-A-Leitung 501, einer Haupt-B-Leitung 502 und einer Pilotleitung 503. Der Brennstoff wird jeder Leitung separat zugeführt.

Die Haupt-A-Düsen 2a und die Haupt-B-Düsen 2b haben jeweils einen Ölbrennstoff-Zuführanschluß. Auf halbem Weg weisen 2a bzw. 2b einen Verteiler 510 bzw. 511 auf, der den Ölbrennstoff auf jede Hauptdüse 2 verteilt. Genauer gesagt bilden gemäß 8 2a und 2b einen Düsenrohrhalter (nozzle pipe stand) 515 durch Schichten scheibenförmiger Elemente 512, 513 und 514. Jedes scheibenförmige Element 512 bis 514 ist in seiner Mitte mit einem Loch 516 versehen, durch das die Pilotdüse hindurchgeht, und weist Nuten bzw. Rillen 519 und 520 auf, die mit ringförmigen Vorsprungsabschnitten 517 und 518 ausgebildet sind und die Verteiler 510 und 511 bilden. Die Nuten bzw. Rillen 519 bzw. 520 haben vier Bohrlöcher, durch die zentrale Rohre der Hauptdüsen 2 hindurchgehen. Die scheibenförmigen Elemente 512 und 513, welche die Nuten 519 und 520 bedecken, sind mit Rohren 522 und 523 versehen, die eine Ölbrennstoff-Zuführeinheit mit den Nuten bzw. Rillen 519 und 520 in Verbindung setzen. Die scheibenförmigen Elemente 512 bis 514 werden in einem Stadium, in dem die scheibenförmigen Elemente 512 und 513 geschichtet und zusammengebaut sind, geschweißt und befestigt.

Bei dem oben erwähnten Aufbau besitzen die Haupt-A-Leitung 501 und die Haupt-B-Leitung 502 Verzweigungen in dem Düsenrohrhalter 515, wie in 7 gezeigt ist. Es ist möglich, den Brennstoff aus den acht Hauptdüsen 2 ((1) bis (8) in 8) durch Zuführen des Ölbrennstoffs aus einem Rohr A und einem Rohr B auszustossen. Der ausgestossene Brennstoff vermischt sich mit Druckluft, die von einem Kompressor geliefert wird und verbrennt.

Eine geringe Ölmenge verbleibt in den Verteilern 510 und 511, nachdem die Gasturbine angehalten wird, oder im Fall der Dual-Brennkammer nach dem Umschalten vom Ölbrennstoff zum Gasbrennstoff. Für gewöhnlich wird das verbleibende Öl aus den Verteilern durch Ansaugen von Spülluft aus dem Rohr A und dem Rohr B ausgetragen. Wie 9 zeigt, verbleibt jedoch Öl 40 in einem unteren Teil der Verteiler, da die Verteiler 510 und 511 kreisförmig sind. Die Temperaturen der Hauptdüsen 2 steigen dabei an, da die Düsen von dem Gehäuse Wärme aufnehmen, nachdem die Gasturbine angehalten ist, oder während die Gasturbine mit Ölbrennstoff betrieben wird. Das verbleibende Öl in den Verteilern 510 und 511 der Düsen 2 wird erhitzt und verursacht eine Verkokung bzw. Verkohlung, die durch Blockieren der Düsen infolge der oben erwähnten

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brennkammer bereitzustellen, der das Auftreten einer Verkokung bzw. Verkohlung verhindern kann, die ansonsten in den Verteilern auftritt, von denen Rohre für den dem Düsenrohrhalter gelieferten Ölbrennstoff verzweigen.

Die Brennkammer gemäß einem Aspekt der Erfindung ist an einem Gehäuse angebracht. Mehrere Hauptdüsen sind um eine Pilotdüse herum an einem Düsenrohrhalter angebracht, der Verteiler aufweist, über die eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung in mehrere Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt sind. Der Düsenrohrhalter ist mit einem thermischen Isolierabschnitt zwischen einem Montageabschnitt am Gehäuse und den Verteilern versehen.

Der Düsenrohrhalter ist am Gehäuse der Gasturbine montiert, und die Wärme wird von dem Gehäuse über den Montageabschnitt auf den Düsenrohrhalter übertragen. Die Temperatur im Gehäuse erreicht über 400°C, und wenn die Wärme auf das in den Verteilern verbleibende Öl übertragen wird, verursacht dies leicht ein Verkoken bzw. Verkohlen des Öls. Somit ist es möglich, durch Bereitstellen einer Wärmeisolierung in Form des thermischen Isolierabschnitts zwischen dem Montageabschnitt am Gehäuse und den Verteilern die Entstehung einer hohen Temperatur innerhalb der Verteiler zu verhindern. Durch dieses Mittel ist es möglich, ein Verkohlen bzw. Verkoken des Öls auch dann zu verhindern, wenn in den Verteilern Restöl verbleibt. Der thermische Isolierabschnitt kann entweder aus einer Luftschicht oder aus thermischen Isoliermaterialien gebildet sein.

Bei der Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung weist dessen Düsenrohrhalter mehrere Hauptdüsen auf, die an der Pilotdüse angebracht sind. Ein Außenumfang des Düsenrohrhalters hat einen Flansch, über den der Düsenrohrhalter am Gehäuse angebracht ist. Die Brennkammer weist die Verteiler auf, welche die Öleinlassleitung zu mehreren Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen hin verzweigen. Die Pilotdüse durchsetzt eine Muffe, die in der Mitte des Düsenrohrhalters vorgesehen ist. Die Hauptdüsen sind an einen Montageflanschstutzen (sleeved mounting flange) montiert. Ein Ende des Montageflanschstutzens ist mit dem Stutzen bzw. der Muffe des Düsenrohrhalters mit einem dazwischenliegenden Spalt bzw. Zwischenraum verbunden. Außerdem wird die wärmeisolierende Luftschicht durch Verbinden des Umfangs des Flansches des Montageflanschstutzens gebildet.

Die Erfindung entspricht einem Aufbau, der in einer später beschriebenen ersten Ausführungsform offenbart ist, und umfasst mindestens diesen Aufbau. Die wärmeisolierende Luftschicht ist zwischen dem Düsenrohrhalter und dem Montageflanschstutzen ausgebildet, da das Ende des Montageflanschstutzens mit dem Stutzen bzw. der Muffe des Düsenrohrhalters mit einem dazwischenliegenden Spalt verbunden ist. Der Düsenrohrhalter ist mit den Verteilern versehen, wobei verhindert wird, dass die Wärme auf die wärmeisolierende Luftschicht übertragen wird, womit ein Verkoken bzw. Verkohlen des restlichen Öls vermieden wird, selbst wenn das Öl in den Verteilern verbleibt.

Der Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung ist am Gehäuse angebracht. Am Düsenrohrhalter sind mehrere Hauptdüsen um die Pilotdüse herum angebracht, und über die Verteiler ist die Ölbrennstoff-Einlaßleitung in mehrere Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt. Der Düsenrohrhalter ist mit Verteilern mit Löchern versehen, die bis zu den Ölbrennstoff-Zuführleitungen reichen (entsprechend dem Ölbrennstoffdurchgang 7 in der Ausführungsform), welche Öffnungen in den Verteilern aufweisen. Die Verteiler sind innerhalb eines Umfangs mehrerer zugeordneter Hauptdüsen ausgebildet.

Die Löcher befinden sich an der untersten Position ungeachtet davon, unter welchen Winkeln die Brennkammer am Gehäuse angebracht ist, sofern die Löcher innerhalb des Umfang der Hauptdüsen ausgebildet sind. Infolgedessen strömt das Öl in den Verteilern in die Ölbrennstoffleitung, wobei ein Verbleiben des Ölbrennstoffs in den Verteilern vermieden wird. Die Anzahl der Löcher ist nicht auf vier beschränkt, wie in der folgenden Ausführungsform gezeigt ist, sondern die gleichen Wirkungen können selbstverständlich auch erzielt werden, wenn die Anzahl eine andere als vier ist.

Die Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung ist am Gehäuse angebracht. Am Düsenrohrhalter sind mehrere Hauptdüsen um die Pilotdüse herum angebracht, und über die Verteiler ist die Ölbrennstoff-Einlaßleitung in mehrere Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt. Der Düsenrohrhalter ist mit Löchern versehen, die bis zu den Ölbrennstoff-Zuführleitungen reichen, welche Öffnungen in den Verteilern aufweisen. Die Verteiler sind hauptsächlich innerhalb von Leitungen ausgebildet, welche die Löcher verbinden.

Die Löcher befinden sich an der untersten Position unabhängig davon, unter welchen Winkeln die Brennkammer am Gehäuse angebracht ist, da die Verteiler innerhalb der Leitungen, welche die Löcher verbinden, ausgebildet sind. Selbst wenn zwei der Löcher sich höhenmäßig in der gleichen Position befinden, erreicht das Öl in dem Verteiler die Löcher über die Innenseite der Verteiler. Genauer gesagt können sternkreuzförmige Verteiler (cross star shaped manifolds) so ausgestaltet sein, wie es in der nachstehenden Ausführungsform gezeigt ist.

Die Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung ist am Gehäuse angebracht. Am Düsenrohrhalter sind mehrere Hauptdüsen um die Pilotdüse herum angebracht, und über die Verteiler ist die Ölbrennstoff-Einlaßleitung in mehrere Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt. Der Düsenrohrhalter ist mit Löchern versehen, die bis zu den Ölbrennstoff-Zuführleitungen reichen, welche Öffnungen in den Verteilern aufweisen. Die Verteiler sind in der Form von zum Zentrum zwischen den benachbarten Löchern vorstehenden Erhebungen ausgebildet.

Das Öl erreicht nämlich die Löcher bei dieser Erfindung auch über die höckerartigen Neigungsflächen (mountain shaped slopes). Damit kann das Öl im Verteiler sicher entleert werden, und ein Verkoken bzw. Verkohlen des verbleibenden Öls kann verhindert werden.

Die Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung ist am Gehäuse angebracht. Am Düsenrohrhalter sind mehrere Hauptdüsen um die Pilotdüse herum angebracht, und über die Verteiler ist die Ölbrennstoff-Einlaßleitung in mehrere Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt. Der Düsenrohrhalter ist mit Verteilern mit Löchern versehen, die bis zu den Ölbrennstoff-Zuführleitungen reichen, welche Öffnungen in den Verteilern aufweisen. Die Verteiler sind sternkreuzförmig mit gekrümmten Oberflächen, und die Löcher sind an den Rändern der vier Ecken angeordnet.

Ungeachtet der Winkel, unter denen die Brennkammer am Gehäuse angebracht ist, erreicht das Öl die Löcher über die gekrümmten Oberflächen des sternkreuzförmigen Verteilers durch Anordnung der Löcher an den Rändern der vier Ecken der sternkreuzförmigen Verteiler. Damit kann das Öl im Verteiler sicher entleert werden, und das Verkoken bzw. Verkohlen des verbleibenden Öls kann verhindert werden.

Bei der Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung umfasst nach dem oben erläuterten Aufbau der Verteiler einen in dem Düsenrohrhalter ausgebildeten kreisförmigen Raum mit kreisförmigen Innenflächen. Wenn der Verteiler einen kreisförmigen Raum aufweist, kann je nach den Formen der Innenflächen Öl verbleiben. Indem die Innenflächen aber kreisförmig gestaltet werden, tropft das Öl über die kreisförmige Oberfläche in das Loch, ohne drinnen zu verbleiben, und zwar ungeachtet der Montagewinkel der Brennkammer am Gehäuse. Somit kann das Öl im Verteiler sicher ausgetragen werden, und ein Verkoken bzw. Verkohlen des verbleibenden Öls kann verhindert werden.

Die Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung stellt in dem oben erläuterten Aufbau eine Spüleinheit durch Einleiten von Luft, Wasser und anderen Fluiden ins Innere der Verteiler bereit. Das heißt, falls die Fluide in das Innere der Verteiler zur Reinigung bzw. Spülung eingeleitet werden, werden die Fluide aus den Löchern zusammen mit dem verbleienden Öl ausgetragen. Somit kann das Öl im Verteiler sicher ausgetragen werden, und ein Verkoken bzw. Verkohlen des restlichen Öls kann sicher verhindert werden.

Bei der Brennkammer gemäß dem nächsten Aspekt der Erfindung hat in dem oben erläuterten Aufbau dessen Düsenrohrhalter einen wärmeisolierenden Abschnitt zwischen dem Gehäusemontageabschnitt und den Verteilern. Das heißt, dass manchmal eine geringe Ölmenge im Verteiler verbleiben kann, selbst wenn die Form des Verteilers optimiert ist und zusätzlich die Spüleinheit verwendet wird. Die sehr geringe Ölmenge kann eine Blockierung der Düse durch eine Ansammlung über einen längeren Zeitraum verursachen. Dabei verursacht die Düse auch bei einem Langzeiteinsatz keine Blockierung, wenn der wärmeisolierende Abschnitt die Wärme am Eintreten in en Verteiler hindert.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Brennkammer für eine Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Montagezeichnung eines Düsenrohrhalters der in 1 gezeigten Brennkammer,
3 eine erläuternde Zeichnung zur Darstellung einer Form des Verteilers des Düsenrohrhalters,
4 eine erläuternde Darstellung einer Modifikation einer Verteilerform,
5 eine erläuternde Darstellung einer weiteren Modifikation einer Verteilerform,
6 eine Vorderansicht einer Düse einer Brennkammer,
7 eine schematische Darstellung der Ölbrennstoff-Zuführleitungen,
8 eine Montagezeichnung der Düse der in 7 gezeigten Brennkammer, und
9 eine erläuternde Darstellung eines Zustands, bei dem Öl in der Düse der in 7 gezeigten Brennkammer verbleibt.
Nachstehend werden exemplarische Ausführungsformen der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
1 ist ein Querschnitt der Brennkammer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist die Montagezeichnung des Düsenrohrhalters der Brennkammer gemäß 1. 3 ist die erläuternde Darstellung der Form des Verteilers des Düsenrohrhalters. Eine Brennkammer 100 dieser Gasturbine umfasst eine Pilotdüse 1 und mehrere Hauptdüsen 2, die um die Pilotdüse 1 herum angeordnet sind. Mehrere Brennkammeren 100 sind um ein Gehäuse 101 in einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Pilotdüse 1 ist doppelt strukturiert mit einem zentralen Rohr 4, das einen Pilot-Ölbrennstoffdurchgang 3 darstellt, durch den der Pilot-Ölbrennstoff hindurchgeht, und einem äußeren Rohr 6, das einen Pilot-Gasbrennstoffdurchgang 5 bildet, durch den der Pilot-Gasbrennstoff hindurchgeht.
Jede Hauptdüse 2 ist doppelt strukturiert mit einem zentralen Rohr 8, das einen Ölbrennstoffdurchgang 7 zum Zuführen des Ölbrennstoffs bildet, und einem äußeren Rohr 10, das um das zentrale Rohr 8 herum angeordnet ist und einen Gasbrennstoffdurchgang 9 zwischen dem zentralen Rohr 8 und dem äußeren Rohr 10 bildet. Der Ölbrennstoff und der Gasbrennstoff werden von einem Vorderende jeder Hauptdüse 2 ausgestoßen. Eine Haupt-A-Düse 2a und eine Haupt-B-Düse 2b der Hauptdüse 2 sind alternierend an dem Düsenrohrhalter 11 angebracht. Der Düsenrohrhalter 11 umfaßt einen Verteiler 12 und einen Verteiler 13, die den Ölbrennstoff zur Haupt-A-Düse 2a in einer Haupt-A-Leitung verzweigt bzw, den Ölbrennstoff zu der Haupt-B-Düse 2b verzweigt.
Der Düsenrohrhalter 11, wie er in 2 gezeigt ist, ist durch Schichten von scheibenförmigen Elementen 14 und 15 und Abdeckelementen 16 gebildet, wobei die scheibenförmigen Elemente 14 und 15 Löcher 17 und 18 in ihrer Mitte aufweisen, durch die die Pilotdüse 1 hindurchgeht. Der Düsenrohrhalter 11 hat konkave Abschnitte 21 und 22, die von sternförmigen, kreisförmigen konvexen Abschnitten 19 und 20 gebildet sind, welche die Verteiler 12 und 13 bilden. Die konkaven Abschnitte 21 bzw. 22 haben jeweils vier Bohrlöcher 23, um die zentralen Rohre 8 der Hauptdüsen 2 passieren zu lassen. Die Abdeckelemente 16, die die konkaven Abschnitte 21 und 22 bedecken, sind mit Rohren 24 und 25 versehen, welche eine Verbindung einer Ölbrennstoff-Zuführeinheit (nicht dargestellt) mit den konkaven Abschnitten 21 und 22 herstellen. Die scheibenförmigen Elemente 14 und 15 und die Abdeckelemente 16 werden in einem Stadium der Schichtung und Zusammenbaus geschweißt und fixiert. Die sternförmigen Verteiler 12 und 13 (Querschnitte sind in 3 gezeigt) sind aus den konkaven Abschnitten 21 und 22 in dem Düsenrohrhalter 11 bestehend in einem Stadium ausgebildet, in dem die scheibenförmigen Elemente 14 und 15 sowie die Abdeckelemente 16 verschweißt sind. Außerdem ist das scheibenförmige Element 15 mit einem Loch 26 versehen, um das zentrale Rohr 8 der Hauptdüse 2 in der Haupt-B-Leitung passieren zu lassen.
Die Hauptdüse 2 ist an einer Muffe 30 befestigt, in die die Pilotdüse 1 unter Verwendung einer Montagemuffe 31 mit einem Flansch und einem Armkreuz (spiderarm) 32 eingesetzt ist. Außerdem ist die Hauptdüse 2 mit dem äußeren Rohr 6 der Pilotdüse 1 an der Vorderseite der Pilotdüse 1 durch ein Armkreuz 33 gekoppelt. Ferner ist das zentrale Rohr 8 der Hauptdüse 2 am Loch 23 durch das Loch 23 des Düsenrohrhalters 11 befestigt, und ein Ende desselben ist zur Seite der Verteiler 12 und 13 hin geöffnet. Außerdem ist der Düsenrohrhalter 11 mit einem Flansch 34 zur Montage am Gehäuse 101 versehen. Der Düsenrohrhalter 11 hat einen Drucklufteinlaß 35 zum Einleiten von Druckluft von einem Kompressor.
Die Pilotdüse 1 ist in die Löcher 17 und 18 des Düsenrohrhalters 11 eingesetzt und am Düsenrohrhalter 11 mit einem oder mehreren Bolzen bzw. Schrauben 36 befestigt. Ein hinteres Ende der Pilotdüse 1 ist mit einem Gasbrennstoffeinlaß 37 versehen, durch den der Pilot-Gasbrennstoff eingeleitet wird, und mit einem Ölbrennstoffeinlaß 38, durch den der Pilot-Ölbrennstoff eingeleitet wird. Der Düsenrohrhalter 11 ist am Gehäuse 101 durch Befestigen des Flansches 34 mit einem oder mehreren Bolzen bzw. Schraube(n) 39 angebracht.
Gemäß den sternkreuzförmigen Verteilern 12 und 13, wie sie in 3 gezeigt sind, bewegt sich nach dem Anhalten der Gasturbine oder nach einem Umschalten von Ölbrennstoff zu Gasbrennstoff in der Dual-Brennkammer der Gasturbine das Öl in den Verteilern 12 und 13 über die gekrümmten Schrägflächen 12a und 13a nach unten und fließt aus dem Loch 23 der Verteiler 12 und 13 in den Ölbrennstoffdurchgang 7 des zentralen Rohrs 8. Somit ist es möglich, das Öl 40 in den Verteilern 12 und 13 aus dem Loch 23 auszutragen. Außerdem ist es vorzugsweise durch Aufnahme von Spül- bzw. Reinigungsluft in die Verteiler 12 und 13 möglich, das Öl 40 in den Verteilern 12 und 13 sicher auszutreiben.
Die mehreren Hauptdüsen 2 sind am Gehäuse 101 angebracht; ein Montagewinkel der Hauptdüse wird durch die Einfachheit des Einleitens des Brennstoffs und der Luft bestimmt, und das Loch 23 der Verteiler wird nicht als Bezugsgröße benutzt. Daher befanden sich beim herkömmlichen Aufbau die meisten Löcher nicht am untersten Teil der Verteiler; das Öl verblieb in den Verteilern und verursachte das Problem des Verkokens bzw. Verkohlens infolge der Wärme des Gehäuses. Andererseits sind gemäß einem Aufbau dieser Ausführungsform alle Hauptdüsen 2 mit den gleichen sternförmigen Verteilern 12 und 13 versehen. Unabhängig davon, unter welchen Winkeln die Verteiler 12 und 13 angebracht sind, wird beispielsweise auch dann, wenn die Verteiler so abgewinkelt sind, wie es in (b) und (c) von 3 gezeigt ist, der größte Teil der Verteiler 12 und 13 durch die gekrümmten Schrägflächen 12a und 13a gebildet. Das Öl 40 erreicht das Loch 23 über die gekrümmten Schrägflächen 12a und 13a, da das Loch 23, das zum Ölbrennstoffdurchgang 7 führt, an einem Bodenende der gekrümmten Schrägfläche 12a und 13a angeordnet ist. Somit wird es möglich, das Öl 40 auszutragen. Ferner ist es möglich, das Öl 40 sicher aus den Verteilern 12 und 13 durch Spülen der Verteiler mit der Spülluft auszutragen. Darüber hinaus sind Abschnitte der Löcher 17 und 18, welche die Pilotdüse 1 durchsetzt, kreisförmige konvexe Abschnitt 19a und 20a. Daher wird der Innenteil der Verteiler 12 und 13 zu Kreisflächen, und das Öl 40 tropft über die Kreisflächen unabhängig davon, unter welchen Montagewinkeln die Verteiler 12 und 13 angebracht sind, herab.
Wie oben erläutert wurde, sind die Verteiler 12 und 13 so geformt, dass darin kein Öl verbleibt. Genauer gesagt tropft das Öl 40 in den Verteilern 12 und 13 zu dem Loch 23, über das jeweils das zentrale Rohr 8 einer der Hauptdüsen 2 befestigt ist, und das Loch 23 muß innerhalb der Verteiler angeordnet sein. Beispielsweise ist das Loch 23 am untersten Teil der Verteiler 12 und 13 angeordnet. Die Erfindung ist jedoch auch ausführbar, so lange das Öl in das Loch 23 mittels Schwerkraft oder Spülluft eingeführt wird, ungeachtet der Form der Verteiler. Solange die Verteiler 12 und 13 diese Funktion ausüben, sind die Formen der Verteiler 12 und 13 nicht auf die in 3 gezeigten Formen beschränkt. Außerdem muß das Loch 23 nicht mit dem zentralen Rohr 8 verbunden sein, sondern es kann auch ein ausschließliches Spül- bzw. Reinigungsloch sein, falls das Loch 23 zur Beseitigung des verbleibenden Öls dient.
Für den oben genannten Zweck sind die folgenden Formen der Verteiler 12 und 13 möglich. 4 ist eine erläuternde Darstellung, die modifizierte Formen des Verteilers veranschaulicht. In dem Verteiler 41, wie er in 4 gezeigt ist, ist der äußere Vorsprungsabschnitt 19 in der Form rechteckig, und an vier Ecken 42 sind Löcher 43 angeordnet. Jede Seite des Verteilers 41 ist bogenförmig gekrümmt; eine Kreisfläche 45 ist durch einen kreisförmig vorspringenden Abschnitt 19a an der Innenseite ausgebildet. Somit erzeugt unabhängig davon, unter welchen Winkeln die Verteiler angebracht sind, die Innenseite eines Verteilers 41 eine gekrümmte Schrägfläche 44, und das Öl 40 wird zu einem Loch 43 geleitet. Nachdem die Gasturbine angehalten wurde oder nachdem vom Ölbrennstoff auf Gasbrennstoff umgeschaltet wurde, erreicht das im Verteiler 41 verbleibende Öl das Loch 43 über die gekrümmte Schrägfläche 44.
Ferner wird vorzugsweise durch Einleiten der Spül- bzw. Reinigungsluft in den Verteiler 41 das Öl 40 im Verteiler 41 sicher zum Loch 43 verbracht und aus dem Verteiler 41 ausgetragen. Außerdem wandert das Öl 40 auf der Kreisfläche 45 und tropft herab. Der gekrümmte Verteiler 41 kann durch Ändern der Formen der Vorsprungsabschnitte 19 und 20 der scheibenförmigen Elemente 14 und 15 strukturiert werden. Bei der oben erwähnten Struktur ist es unabhängig vom Montagewinkel der Brennkammer 100 auch bei den bei (b) oder (c) der 4 gezeigten Winkeln möglich, das Öl 40 im Verteiler 41 aus dem Loch 43 auszutragen.
5 ist eine erläuternde Darstellung einer Form eines Verteilers in einer weiteren Ausführungsform. Dieser Verteiler 46 besteht aus Vorsprungsabschnitten 19, 20, 19a und 20a, die quadratisch aufgebaut sind, und hat Löcher 48 an vier Ecken 47. Wie oben erläutert wurde, ist bei Anbringung der Brennkammer 100 am Gehäuse 101 der Montagewinkel für die Formen der Verteiler irrelevant. Wenn der Verteiler 46 in der Form quadratisch ist, hat der Verteiler 46 einen geradlinigen Abschnitt 49. Es kommt jedoch selten vor, dass die Brennkammer 100 so angebracht ist, dass der geradlinige Abschnitt 49 horizontal liegt; stattdessen ist in den meisten Fällen der geradlinige Abschnitt 49 schräggestellt wie in (a) in 5. Daher wandert das Öl 40 den schrägen geradlinigen Abschnitt 49 hinunter und das Öl 40 wird aus einem Loch 47 ausgetragen. Außerdem ist es möglich, das Öl sicher auszutragen, vorzugsweise durch Einleiten der Spül- bzw. Reinigungsluft.
Auch wenn der geradlinige Abschnitt 49 annähernd horizontal liegt, wie in (b) in 5, ist es mittels der Spülluft einfach, das Öl 40, das in dem geradlinigen Abschnitt 49 verbleibt, aus dem Loch 48 auszutragen, da das Öl nicht, wie bei dem herkömmlichen Verfahren in dem gekrümmten Abschnitt verbleibt. Im Gegensatz zu dem oben erläuterten Aufbau kommt das Loch im Fall des herkömmlichen kreisförmigen Verteilers fast nie an die unterste Position, wenn die Brennkammer montiert wird; infolgedessen verbleibt das Öl in dem gekrümmten Abschnitt.
Die Verteiler 12,13 (41,46) haben die Löcher 23 (42,48), die innerhalb des Umfangs 53 (durch eine doppelt strichpunktierte Linie in den 3, 4 und 5 angedeutet) der mehreren Hauptdüsen 2, die umfangsmäßig angeordnet sind, angeordnet. Infolge des oben genannten Aufbaus ist es möglich, die Ölmenge zu reduzieren, die in den Verteilern 12 und 13 verbleibt, womit es möglich ist, ein Verkoken bzw. Verkohlen in den Verteilern 12 und 13 zu verhindern. Ferner ist es möglich, in dem Fall, in dem die Verteiler 12 und 13 vorzugsweise innerhalb der Linie 53a, welche die Löcher 23 verbindet (durch alternierende Lang-Kurz-Strichlinien in 3, 4 und 5 angedeutet) vorzugsweise ausgebildet sind, das in den Verteilern 12 und 13 verbleibende Öl sicher auszutragen und ein Verkoken bzw. Verkohlen infolge des Restöls sicher zu vermeiden, und bevorzugter noch in dem Fall, in dem eine Höckerform zur Mitte hin zwischen den Löchern 23 ausgebildet ist (durch ein Symbol 50 angedeutet). Außerdem tropft das Öl 40 sicher ab, wenn die nach innen vorspringen Abschnitte 19a und 20a kreisförmige Oberflächen aufweisen (durch ein Symbol 51 in 3 angedeutet), und zwar ungeachtet der Montagewinkel.
Es wird wieder auf 1 eingegangen, in der die wärmeisolierende Luftschicht 60, die ein abgeschlossener Raum ist, zwischen dem Düsenrohrhalter 11 und dem Montagestutzen 31 mit dem Flansch ausgebildet ist. Die wärmeisolierende Luftschicht 60 ist vorgesehen, um die Wärmeübertragung von dem Flansch 34, der direkt mit dem Gehäuse 101 in Kontakt steht, direkt auf den Verteiler 12 und 13 zu vermeiden. In einem in 1 gezeigten Beispiel wird die Wärme durch einen Raum 60a isoliert, der zwischen einem Flansch 31a des Montagestutzens 30 und dem Düsenrohrhalter 11 vorgesehen ist. Außerdem wird die Wärme durch Bereitstellen eines Raums 60b zwischen dem Stutzen 31b des Stutzens 31 und dem Stutzen 30 der Pilotdüse 1 isoliert. Mit anderen Worten wird die Wärme durch Verlängern eines Wärmewegs isoliert, wobei der Wärmeweg vom Montageabschnitt des Gehäuses 101 zum Verteiler 12 und 13 über den Stutzen 31b verläuft. Ferner wird die Wärme durch Bereitstellen eines kreisförmigen Raums 60c zwischen dem Flansch 34 und dem Düsenrohrhalter 11 isoliert. Die Wärme zwischen dem Flansch 34 und dem Düsenrohrhalter 11 wird durch Verlängern des Wärmewegs zwischen dem Flansch 34 und dem Düsenrohrhalter 11 isoliert. Genauer gesagt funktioniert dies gut, falls die Breite bzw. Stärke der wärmeisolierenden Luftschicht 60 etwa 7 mm oder 8m mm beträgt.
Die wärmeisolierende Luftschicht 60 steuert wirksam die Wärmeübertragung von dem Gehäuse 101 zu den Verteilern 12 und 13. Somit kann die Temperatur innerhalb der Verteiler 12 und 13 so niedrig gehalten werden, dass kein Verkoken bzw. Verkohlen des Öls verursacht wird. Außerdem ist die Form der wärmeisolierenden Luftschicht 60 nicht auf die in 1 gezeigte Form beschränkt. Beispielsweise genügt auch eine scheibenförmige einfache wärmeisolierende Luftschicht zwischen dem Düsenrohrhalter 11 und dem Stutzen 31 (nicht dargestellt, entspricht nur dem Raum 60a). Die wärmeisolierende Luftschicht 60 kann mit einem wärmeisolierenden Material gefüllt werden, um die Wärmeisolierung so zu verbessern, dass keine Verkohlung bzw. Verkokung auftritt.
Falls die wärmeisolierende Luftschicht 60 wirksam genug ist und die Temperatur des Öls in den Verteilern 12 und 13 so niedrig halten kann, dass es zu keinem Verkoken kommt, kann die wärmeisolierende Luftschicht 60 auch auf der Brennkammer mit dem herkömmlichen kreisförmigen Verteiler angewandt werden. In der oben erläuterten Ausführungsform wurden die Verteiler 12 und 13 zu kreisförmigen Räumen, da ein Loch in der Mitte des Düsenrohrhalters zur Anbringung der Pilotdüse vorgesehen wurde. Die Verteiler 12 und 13 können statt einen kreis(-ring)förmigen einen vollen Raum bilden, falls das Loch für die Pilotdüse nicht benötigt wird.
Wie oben erläutert wurde, umfasst die Brennkammer gemäß der Erfindung den Düsenrohrhalter, der am Gehäuse angebracht ist und die mehreren Hauptdüsen um die Pilotdüse herum aufweist. Der Düsenrohrhalter beinhaltet die Verteiler, über die die Öleinlassleitung zu mehreren Ölzuführleitungen der Hauptdüsen verzweigt ist. Der Düsenrohrhalter weist den wärmeisolierenden Abschnitt zwischen seinem am Gehäuse angebrachten Abschnitt und den Verteilern auf, womit auch dann, wenn Restöl in den Verteilern verbleibt, ein Verkoken des Öls verhindert werden kann.
Außerdem umfasst die Brennkammer den Düsenrohrhalter, der die mehreren Hauptdüsen um die Pilotdüse herum aufweist. Der Düsenrohrhalter hat den am Gehäuse an dessen Außenumfang anzubringenden Flansch und auch die Verteiler, welche die Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu den mehreren Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigen. Die Pilotdüse durchsetzt die Muffe bzw. den Stutzen, die bzw. der im Zentrum des Düsenrohrhalters vorgesehen ist. Dabei sind die Hauptdüsen an dem Montageflanschstutzen angebracht, und das Ende des Stutzens des Montageflanschstutzens ist über einen Zwischenraum mit dem Stutzen bzw. der Muffe des Düsenrohrhalters verbunden. Ferner ist es möglich, zu verhindern, dass das in den Verteilern verbleibende Öl verkokt, da die wärmeisolierende Schicht durch Verbinden des Umfangs des Flansches mit dem Montageflanschstutzen gebildet ist.
Ferner umfasst die Brennkammer den Düsenrohrhalter, der am Gehäuse angebracht ist und die mehreren Hauptdüsen um die Pilotdüse herum aufweist. Der Düsenrohrhalter beinhaltet die Verteiler, welche die Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu mehreren Ölbrennstoff-Zuführleitungen der Hauptdüsen verzweigen. In den Verteilern sind die offenen Löcher, die bis zu der Ölbrennstoff-Zuführleitung reichen, vorgesehen. Es verbleibt kein Öl innerhalb der Verteiler, und ein Verkoken innerhalb der Verteiler wird verhindert, da die Verteiler innerhalb des Umfangs der zugeordneten mehreren Hauptdüsen ausgebildet sind. Desgleichen ist es möglich, das Öl sicher aus den Verteilern auszutragen und ein Verkoken bzw. Verkohlen infolge des Restöls zu verhindern, falls die Verteiler hauptsächlich innerhalb der Linien, welche die Löcher verbinden, ausgebildet sind, oder die Verteiler in Höckerform zur Mitte hin zwischen den Löchern ausgebildet sind, oder die Verteiler in Sternkreuzform mit gekrümmten Oberflächen ausgebildet sind und die Löcher an Umfängen von vier Ecken angeordnet sind.
Bei der Brennkammer gemäß der Erfindung ist es möglich, das Öl in den Verteilern sicher auszuspülen und ein Verkoken bzw. Verkohlen sicher zu verhindern, da die Brennkammer mit der Spüleinheit zum Reinigen innerhalb der Verteiler durch Einleiten von Luft, Wasser oder einem anderen Fluid in die Verteiler versehen ist.
Bei der Brennkammer gemäß der Erfindung hat der Düsenrohrhalter den wärmeisolierenden Abschnitt zwischen demjenigen Abschnitt, an dem der Düsenrohrhalter am Gehäuse angebracht ist, und dem Verteiler. Somit verursacht auch dann, wenn eine sehr geringe Ölmenge in den Verteilern verbleibt, die Düse keine Blockierung selbst bei einem Langzeiteinsatz, da der wärmeisolierende Abschnitt ein Verkoken des Öls verhindert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Brennkammer für die Gasturbine der Erfindung ist von Nutzen bei der Verhinderung eines Verkokens in den Verteilern, welche die Rohre für den Ölbrennstoff verzweigen, der in den Düsenrohrhalter zugeführt wird. Die Brennkammer ist geeignet zur Verhinderung einer Blockierung der Düse, die den Ölbrennstoff ausstößt.
Verteiler (12,13) sind sternkreuzförmig mit gekrümmten Oberflächen (12a und 13a) in ihrem Inneren ausgebildet, und Löcher (23) sind an vier Ecken der Verteiler gebohrt. Beim Anbringen einer Brennkammer (100) an einem Gehäuse (101) wird Öl in den Verteilern (12,13) über die gekrümmten Oberflächen (12a und 13a) zu den Löchern (23) transportiert. Infolgedessen wird ein Verbleiben des Öls verhindert und das Auftreten einer Verkokung innerhalb der Verteiler (12,13) wird verhindert.

Claims

Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, und einem wärmeisolierenden Abschnitt zwischen dem Abschnitt, der am Gehäuse angebracht ist, und dem Verteiler.
Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen an einem Gehäuse anzubringenden Flansch an seinem Außenumfang umfasst, und einen Verteiler, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, wobei die Pilotdüse eine Muffe bzw. einen Stutzen durchsetzt, der in einer Mitte des Düsenrohrhalters vorgesehen ist, während die Hauptdüse an einem Montageflanschstutzen angebracht ist, wobei ein Ende des Stutzens des Montageflansches mit der Muffe bzw. dem Stutzen des Düsenrohrhalters mit einem Zwischenraum zwischen ihnen zusammengefügt ist und eine wärmeisolierende Luftschicht durch Anfügen des Umfangs des Flansches des Montageflanschstutzens gebildet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, wobei ein zu der Ölbrennstoff-Zuführleitung führendes offenes Loch in dem Verteiler vorgesehen ist, und der Verteiler innerhalb des Umfangs von zugeordneten mehreren Hauptdüsen ausgebildet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, wobei ein offenes Loch, das zu der Ölbrennstoff-Zuführleitung führt, in dem Verteiler vorgesehen ist und der Verteiler hauptsächlich innerhalb von Linien ausgebildet ist, welche die Löcher verbinden.
Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, wobei ein offenes Loch, das zu der Ölbrennstoff-Zuführleitung führt, in dem Verteiler vorgesehen ist und der Verteiler in Form einer Erhebung zum Zentrum zwischen den Löchern ausgebildet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine mit: einem an einem Gehäuse angebrachten Düsenrohrhalter, an dem mehrere Hauptdüsen um eine Pilotdüse herum angebracht sind, wobei der Düsenrohrhalter ferner einen Verteiler umfasst, der eine Ölbrennstoff-Einlaßleitung zu einer Ölbrennstoff-Zuführleitung der mehreren Hauptdüsen verzweigt, wobei ein offenes Loch, das zu der Ölbrennstoff-Zuführleitung führt, in dem Verteiler vorgesehen ist und der Verteiler sternkreuzförmig mit gekrümmten Oberflächen ausgebildet ist und das Loch an Umfängen bzw. in Randbereichen von jeweils vier Ecken angeordnet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Verteiler einen kreisförmigen Raum umfasst, der in dem Düsenrohrhalter mit kreisförmiger Oberfläche ausgebildet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, ferner mit einer Spül- bzw. Reinigungseinheit Ausspülen des Inneren des Verteilers durch Einleiten von Luft, Wasser und anderen Fluiden in den Verteiler.
Brennkammer für eine Gasturbine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Düsenrohrhalter einen wärmeisolierenden Abschnitt zwischen dem am Gehäuse anzubringenden Abschnitt und dem Verteiler aufweist.