DE2008904A1

DE2008904A1 - Combustion chamber for gas turbines

Info

Publication number: DE2008904A1
Application number: DE19702008904
Authority: DE
Inventors: Martin χ 8900 Görlitz. M Gralla
Original assignee: VEB Bergmann Borsig/Görhtzer Ma schinenbau, Werk Berlin, χ 1106 Berlin
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1970-02-26
Publication date: 1971-02-11
Also published as: CS168098B1; SU389666A3; CH503895A; BG21867A3

Description

Brennkammer für Gasturbinen Die Erfindung betrifft eine Brennkammer für Gasturbinen mit einem Außenmantel, einem im Abstand von ihm angeordneten den Flammenbereich und den in Strömungsrichtung der Brenngase sich ihm anschließenden Mischbereich umgebenden Innenmantel, der Fugen und Öffnungen zur Hindurchführung von Luft oder Gasgemisch in das Innere der Brennkammer aufweist, und mit einer Dampfzuführung, durch die bei Verdichterluftentnahme Dampf in den Mischbereich eingeführt wird. Combustion Chamber for Gas Turbines The invention relates to a combustion chamber for gas turbines with an outer jacket, one spaced from it Flame area and those adjoining it in the direction of flow of the combustion gases Mixing area surrounding the inner jacket, the joints and openings for passage of air or gas mixture into the interior of the combustion chamber, and with a steam supply, through which steam is introduced into the mixing area when the compressor air is extracted.

Bei den bekannten Brennkammern dieser Art wird die Luft-oder Gasgemischzufuhr von dem Raum zwischen den beiden Mänteln der Brennkmner in das Innere derselben durch mechanische Mittel, wie Ventile, Stellmotoren, Gestänge usw.In the known combustion chambers of this type, the air or gas mixture is supplied from the space between the two coats of the burning kernels into the interior of the same by mechanical means such as valves, servomotors, rods, etc.

gesteuert die insbesondere wegen der an der Brennkammer herrschenden hohen Temperaturen infolge von Verschleiß, Verwerfungen, Verschmutzungen usw. Funktionsstörungen ausgesetzt sind.controlled in particular because of the prevailing at the combustion chamber high temperatures as a result of wear, warping, soiling, etc. Malfunctions are exposed.

Zweck der Brtindung ißt, solche Funktionsstörungen au vermeiden.The purpose of the bond is to avoid such malfunctions.

Der @ Erfindun liegt die gabe zugrunde, die Luft- oder Gasgemischzufuhr zur Brennkammer unter Vermeidung solcher mechanischen Mittel zu steuern.The invention is based on the task of supplying air or gas mixture to control the combustion chamber while avoiding such mechanical means.

Diese Aufgabe wird gemB der Erfindung dadurch gelöst, d vor den im Mischbereich des Innenmantels befindlichen Öffnungen die Mündungen von Dampfzuführungsrohren in einem Abstand so angeordnet sind, daß durch Erhöhung des Dampfdruckes eine Verringerung des Luftdurchtritts durch die Öffnungen erfolgt und umgekehrt.This object is achieved according to the invention in that d before the im The openings in the mixing area of the inner jacket are the mouths of steam supply pipes in one Distance are arranged so that by increasing the vapor pressure there is a reduction in the passage of air through the openings and vice versa.

Die Lösung der Aufgabe wird gefördert, wenn die Dampfzuführungsrohre an ihrer Mündung einen sich erweiternden Durchtrittsquerschnitt haben.The solution to the problem is promoted when the steam supply pipes have a widening passage cross-section at their mouth.

Es ist ferner zweckmäßig, an der Mündung der Dampfzuführungsrohre eine Dampfführung anzuordnen, die dem Dampf einen Drall verleiht.It is also useful at the mouth of the steam supply pipes to arrange a steam duct that gives the steam a swirl.

Schließlich kann die Dampfzufuhr in besonders vorteilhafter Weise durch zwei ineinanderliegende Dampfzuführungsrohre erfolgen, zwischen denen an ihrem Mündungsteil die dem Dampf einen Drall verleihende Dampfführung angeordnet ist.Finally, the steam supply can be particularly advantageous done by two nested steam supply pipes, between which on their Mouth part which the steam a swirl imparting steam guide is arranged.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Seitenansicht einer Brennkammer zum Teil im Schnitt, Fig. 2: einen mit der Dampfzuführung versehenen Teil der Brennkammer im vergrößerten Maßstab, Fig. 3: die Draufsicht auf einen Öffnungsstutzen der Brennkammer und auf die Mündung des Dampfzuführungsrohres, Fig. 4: die Seitenansicht eines an Mündungsteil im Schnitt dargestellten Dampfzuführungsrohres mit einer dem Dampf einen Drall verleihenden Dampfführung Fig. 5: die Sicht auf das Dampfzuführungsrohr in Richtung Z der Fig. 4 Fig. 6: die Draufsicht auf das Dampfzuführungsrohr nach Fig. 4 in Richtung Y mit nur einem Leitblech Fig. 7: eine Seitenansicht ähnlich der Pig. 4 bei der Jedoch die den Drall erzeugende Dampfführung zwischen zwei ineinanderliegenden Dampfzuführungsrohren angeorsnet ist.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. The accompanying drawings show: FIG. 1: a side view of a Combustion chamber partly in section, FIG. 2: one provided with the steam supply Part of the combustion chamber on an enlarged scale, FIG. 3: the top view of an opening stub the combustion chamber and the mouth of the steam supply pipe, Fig. 4: the side view a steam supply pipe shown in section at the mouth part with one of the Steam a swirl imparting steam flow Fig. 5: The view of the steam supply pipe in direction Z of FIG. 4 6: the top view of the steam supply pipe according to Fig. 4 in the direction Y with only one baffle Fig. 7: a side view similar the pig. 4 in which, however, the swirl generating steam flow between two nested Steam supply pipes is arranged.

Fig. 8t die Sicht auf das Dampfzuführungsrohr in Richtung Z der Fig. 7 Fig. 9: eine Seitenansicht ähnlich der Fig. 2, bei der jedoch die Mündung des Dampfzuführungsrohres zu einem Öffnungsstutzen der Brennkammer unsymmetrisch angeordnet ist Fig. 10: die Sicht auf das Dampfzuführungsrohr und den Öffnungsstutzen in Richtung Z der Pig. 9 Die Brennkammer der Gasturbine weist einen Außenmantel 1 und einen Innenmantel 2 auf. Im Innenmantel 2 sind in dem Teil, der von zylinderförmigen oder kegelförmigen Segmenten 3 gebildet wird und die Flamme in der Brennkammer umhüllt - Flammenbereich - Fugen 4 vorgesehen. In dem in Strömungsrichtung der Brenngase hinten liegenden Teil des Innenmantels 2 - Mischbereich - befindet sich Öffnungen 5 mit zum Innern der Brennkammer ragenden Öffnungsstutzen 6. FIG. 8t shows the view of the steam supply pipe in the direction Z of FIG. 7 Fig. 9: a side view similar to FIG. 2, but in which the mouth of the Steam supply pipe arranged asymmetrically to an opening stub of the combustion chamber FIG. 10 shows the view of the steam supply pipe and the opening stub in the direction Z the Pig. 9 The combustion chamber of the gas turbine has an outer jacket 1 and a Inner jacket 2 on. In the inner jacket 2 are in the part that of cylindrical or conical segments 3 is formed and envelops the flame in the combustion chamber - Flame area - Joints 4 provided. In the direction of flow of the fuel gases The rear part of the inner jacket 2 - mixing area - has openings 5 with opening nozzles 6 protruding towards the interior of the combustion chamber.

Durch die Fugen 4 und Öffnungen 5 strömt Luft bzw. Gasgemisch von dem zwischen Außenmantel 1 und Innenmantel 2 befindlichen Raum 7 in das Innere des Innenmantels 2. Die durch die Fugen 4 tretende Luft fördert die Verbrennung und die durch die Öffnungen 5 in die Brennkammer gelangende Luft kühlt die Brenngase.Air or gas mixture flows through the joints 4 and openings 5 the space 7 located between the outer jacket 1 and the inner jacket 2 into the interior of the Inner jacket 2. The air passing through the joints 4 promotes combustion and the air entering the combustion chamber through the openings 5 cools the combustion gases.

Für die Zufuhr von Dampf in die Brennkammer sind Dampfzuführungsrohre 8 vorgesehen, die vor Öffnungen 5 des Innenmantels 2 münden. Der Abstand der Mündungen 9 der Dampfzuführungsrohre 8 von den Öffnungen 5 ist so gewählt, daß durch Steuern des Dampfdruckes der Durchtritt von Luft bzw. von Gasgemisch durch die Öffnungen 5 geregelt wird.For the supply of steam into the combustion chamber there are steam supply pipes 8 are provided, which open in front of openings 5 in the inner jacket 2. The distance between the mouths 9 of the steam supply pipes 8 from the openings 5 is chosen so that by controlling the vapor pressure, the passage of air or gas mixture through the openings 5 is regulated.

Es tritt nämlich durch eine Änderung des Dampfdruckes in den Dampfzuführungsrohren 8 eine entsprechende Vergrößerung bzw. Verkleinerung des freien Dampfstrahlquerschnitts zwischen den Rohrmündungen 9 und den Öffnungen 5 ein, wodurch sich au die lange der durch die Öffnungen 5 frotonden Luft bzw. des Gasgemischen ändert.It occurs because of a change in the steam pressure in the steam supply pipes 8 a corresponding enlargement or reduction of the free steam jet cross section between the pipe mouths 9 and the openings 5, whereby au the long which changes through the openings 5 frotond air or the gas mixture.

Für diese Steuerung des Luft- bzw. Gasgemischdurchtritts durch die Öffnungen 5 ist es zweckmäßig, den Rohrmündungen 9 eine sich erweiternden Durchtrittsquerschnitt au geben, wie es bei der in der Zeichnung dargestellten trichterförmigen Ausbildung der Rohrmündung 9 der Fall ist.For this control of the air or gas mixture passage through the Openings 5, it is useful to give the pipe mouths 9 a widening passage cross-section au give, as in the funnel-shaped training shown in the drawing the muzzle 9 is the case.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung ist an der Rohrmündung 9 der Dampfzuführungsrohre 8 eine dem Dampf einen Drall verleihende Dampfführung 10 angeordnet, die aus im trichterförmigen oder zylindrischen Mündungsteil angeordneten Leitblechen besteht.In the embodiment shown in Fig. 4 is at the pipe mouth 9 of the steam supply pipes 8, a steam guide imparting a swirl to the steam 10 arranged, which are arranged in the funnel-shaped or cylindrical mouth part Baffles are made.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 erfolgt die Dampfzufuhr durch zwei ineinanderliegende Dampfzuführungsrohre 8; 11 und zwischen diesen ist die dem Dampf einen Drall verleihende Dampfführung 10 angeordnet.In the embodiment according to FIG. 7, the steam is supplied through two nested steam supply pipes 8; 11 and between these is the dem Steam a swirl imparting steam guide 10 is arranged.

Vor jeder der Öffnungen 5 kann eine Mündung 9 eines Dampfzuführungsrohres 8 angeordnet sein. Es sind aber auch Ausführungen denkbar, bei denen sich nur vor einigen der Öffnungen 5 Mündungen 9 von Dampfzuführunhsrohren 8 -vorteilhafterweise gleichmäßig verteilt - befinden.In front of each of the openings 5 can be an orifice 9 of a steam supply pipe 8 be arranged. But there are also designs conceivable in which there are only some of the openings 5 mouths 9 of steam supply tubes 8-advantageously evenly distributed - are located.

Bei den gezeigten Ausführungen sind die Rohrmündungen 9 und die Öffnungen 5 symmetrisch angeordnet und ausgebildet.In the embodiments shown, the pipe mouths 9 and the openings 5 arranged and designed symmetrically.

Diese Bedingung braucht jedoch nicht immer erfüllt zu sein. Es können z.B. die Dampfzuführungsrohre 8 Mündungen 9 aufweisen, die zu den Öffnungen 5 unsymmetrisch angeordnet sind.However, this condition does not always have to be fulfilled. It can e.g. the steam supply pipes 8 have openings 9 which are asymmetrical to the openings 5 are arranged.

Bei dem Ausführungsbeispiel naoh Fig. 9 iat vor einer oval ausgebildeten Öffnung 5 die kreisrund gestaltete Mündung 9 eines Dampfzuführungsrohres 8 angeordnet, und zwar wie in Fig. 9 dargestellt ist nur vor der oberen Hälfte der Öffnung 5, die durch ein Blech 12 geteilt ist.In the exemplary embodiment shown in FIG. 9, it is in front of an oval-shaped one Opening 5, the circular mouth 9 of a steam supply pipe 8 is arranged, as shown in Fig. 9 is only in front of the upper half of the opening 5, which is divided by a plate 12.

Die Mündung 9 kann Jedoch auoh vor der unteren Hälfte der Öffnung 5 angeordnet sein.However, the mouth 9 can also be in front of the lower half of the opening 5 be arranged.

Die Dampfzuführungsrohre 8 gehen vorteilhafterweise von einem Ringrohe 13 aus, das den Außenmantel 1 der Brennkammer im Abstand umgibt und mit einem Dampferzeuger in Verbindung steht.The steam supply pipes 8 advantageously go from an annular pipe 13, which surrounds the outer shell 1 of the combustion chamber at a distance and with a steam generator communicates.

Claims

1. Combustion chamber for gas turbines with an outer jacket and an im Distance from it arranged, the flame area and the in the direction of flow Combustion gases surrounding the inner jacket, the Fagen, adjacent to the mixing area and openings for the passage of air or gas mixture into the interior of the combustion chamber has and with a steam supply, through which steam when the compressor air is extracted is introduced into the mixing area, characterized in that before the in the mixing area of the inner jacket located openings (5) the mouths (9) of steam supply pipes (8) are arranged at a distance that by increasing the vapor pressure a Reduction of the air passage through the openings (5) takes place and vice versa.

2. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the steam supply pipes (8) have a widening passage cross-section at their mouth (9).

3. Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that at the mouth (9) of the steam supply pipes (8) a swirl imparting to the steam Steam guide (10) is arranged.

4. Combustion chamber according to claim 3, characterized in that for the Steam supply two nested steam supply pipes (8; 11) are provided and at the mouths (9) of the steam supply pipes (8; 11) between them the dem Steam a swirl imparting steam guide (10) is arranged.

L e r s e i t e