DE202011004521U1 - Gas turbine and intake manifold - Google Patents
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Abstract
Ansaugkrümmer (13) zum Ansaugen von Verbrennungsluft für einen Verdichter einer Gasturbine (10), der zur Abgrenzung gegen die Umgebung eine Mehrzahl von Wänden (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des im Betrieb der Gasturbine im Lufteinlassbereich entstehenden bzw. abgegebenen Lärms am Ansaugkrümmer (13) wenigstens ein mit dem Innenraum des Ansaugkrümmers (13) in Verbindung stehender Helmholtz-Resonator (20, 20') angeordnet ist, dessen Resonanzverhalten steuerbar verändert werden kann, und dass der wenigstens eine Helmholtz-Resonator (20, 20') an eine Steuerung (18) angeschlossen ist, welche das Resonanzverhalten des wenigstens einen Helmholtz-Resonators (20, 20') nach Massgabe des Betriebszustands der Gasturbine (10) steuert.Intake manifold (13) for sucking in combustion air for a compressor of a gas turbine (10) which has a plurality of walls (14) to separate it from the environment, characterized in that to reduce the noise generated or emitted in the air inlet area during operation of the gas turbine at least one Helmholtz resonator (20, 20 ') connected to the interior of the intake manifold (13) is arranged on the intake manifold (13), the resonance behavior of which can be changed in a controllable manner, and that the at least one Helmholtz resonator (20, 20') ) is connected to a controller (18) which controls the resonance behavior of the at least one Helmholtz resonator (20, 20 ') in accordance with the operating state of the gas turbine (10).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gasturbinen. Sie betrifft eine Gasturbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie einen Ansaugkrümmer für eine Gasturbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to the field of gas turbines. It relates to a gas turbine according to the preamble of claim 8 and an intake manifold for a gas turbine according to the preamble of
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In Gasturbinen entstehen aufgrund der Drehbewegung des Rotors und der Schaufeln im Zusammenhang mit strömungstechnischen Effekten Geräusche, die beispielsweise über das Turbinengehäuse nach aussen abgegeben werden. Als besonders kräftige Geräuschquelle tritt der Lufteinlassbereich der Gasturbine in Erscheinung, weil dort Vorrichtungen wie der Ansaugkrümmer (siehe z. B. die
Der Ansaugkrümmer
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Sowohl aus der
Bei Gasturbinen ist es andererseits bekannt, verstellbare Helmholtz-Dämpfer im Bereich der Brennkammer vorzusehen, um die dort entstehenden Brennkammerschwingungen zu dämpfen (siehe zum Beispiel die
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine (insbesondere stationäre) Gasturbine sowie einen Ansaugkrümmer für eine Gasturbine anzugeben, bei welcher der im Lufteinlassbereich entstehende Schall nicht nur bei Nennfrequenz auf besonders einfache und wirkungsvolle Weise gedämpft wird.It is an object of the invention to provide a (in particular stationary) gas turbine and an intake manifold for a gas turbine, in which the sound produced in the air intake area is attenuated not only at nominal frequency in a particularly simple and effective manner.
Diese und andere Aufgaben werden durch die Gesamtheit der Merkmale des Ansprüche 1 und 8 gelöst.These and other objects are achieved by the entirety of the features of
Gegenstand der Erfindung ist eine Gasturbine, welche zum Ansaugen von Verbrennungsluft für einen Verdichter einen Lufteinlass aufweist, welchem die zu verdichtende Luft über einen Ansaugkrümmer zugeführt wird, der zur Abgrenzung gegen die Umgebung eine Mehrzahl von Wänden aufweist. Bei einer solchen Gasturbine ist zur Verringerung des im Betrieb der Gasturbine im Lufteinlassbereich entstehenden bzw. abgegebenen Lärms am Ansaugkrümmer wenigstens ein mit dem Innenraum des Ansaugkrümmers in Verbindung stehender Helmholtz-Resonator angeordnet, dessen Resonanzverhalten steuerbar verändert werden kann, wobei der wenigstens eine Helmholtz-Resonator an eine Steuerung angeschlossen ist, welche das Resonanzverhalten des wenigstens einen Helmholtz-Resonators nach Massgabe des Betriebszustands der Gasturbine steuert. Ausserdem ist ein derartiger Ansaugkrümmer Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a gas turbine, which has an air inlet for sucking combustion air for a compressor, to which the air to be compressed is supplied via an intake manifold, which has a plurality of walls to delimit against the environment. In such a gas turbine, at least one Helmholtz resonator communicating with the interior of the intake manifold is arranged to reduce the noise generated during the operation of the gas turbine in the air intake region, the resonance behavior can be controllably changed, wherein the at least one Helmholtz resonator is connected to a controller which controls the resonance behavior of the at least one Helmholtz resonator according to the operating state of the gas turbine. In addition, such an intake manifold is the subject of the invention.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Helmholtz-Resonator in seinem Resonanzverhalten durch eine Veränderung seines Resonatorvolumens veränderbar ist.An embodiment of the invention is characterized in that the Helmholtz resonator is changeable in its resonance behavior by a change in its resonator volume.
Vorzugsweise ist das Resonatorvolumen des Helmholtz-Resonators durch einen Schieber abgeschlossen, welcher zur Änderung des Resonatorvolumens verschiebbar ist.Preferably, the resonator volume of the Helmholtz resonator is closed by a slider, which is displaceable to change the resonator volume.
Insbesondere ist zur Verschiebung des Schiebers ein Antrieb vorgesehen, welcher an die Steuerung angeschlossen ist.In particular, a drive is provided for the displacement of the slide, which is connected to the controller.
Eine andere Ausgestaltung der Gasturbine und des Ansaugkrümmers nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem Schallsensor verbunden ist, welcher den Schall im Ansaugkrümmer aufnimmt.Another embodiment of the gas turbine and the intake manifold according to the invention is characterized in that the controller is connected to a sound sensor which receives the sound in the intake manifold.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Helmholtz-Resonatoren am Ansaugkrümmer angeordnet, wobei die Helmholtz-Resonatoren auf unterschiedliche Hauptfrequenzen der Gasturbine ausgelegt sind.According to a further embodiment, a plurality of Helmholtz resonators are arranged on the intake manifold, wherein the Helmholtz resonators are designed for different main frequencies of the gas turbine.
Eine erste Hauptfrequenz ergibt sich als Produkt aus der Drehzahl des Verdichters und der Anzahl der Schaufeln der ersten Verdichterleitreihe, und eine zweite Hauptfrequenz ist das Doppelte der ersten Hauptsequenz. In einer Ausgestaltung sind die Hauptfrequenzen basierend auf der Nenndrehzahl der Gasturbine ausgelegt. Die Nenndrehzahl ist die Drehzahl mit der die Gasturbine im stationären Betrieb bei Auslegungsbedingungen dreht. Die Nenndrehzahl wird beispielsweise erreicht, wenn ein von der Gasturbine angetriebener Generator fest mit einem elektrischen Netz synchronisiert und verbunden ist.A first main frequency results as the product of the speed of the compressor and the number of blades of the first Verdichterleitreihe, and a second main frequency is twice the first main sequence. In one embodiment, the main frequencies are designed based on the rated speed of the gas turbine. The rated speed is the speed at which the gas turbine rotates in steady state operation at design conditions. The rated speed is achieved, for example, when a driven by the gas turbine generator is permanently synchronized with an electrical network and connected.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGURENBRIEF EXPLANATION OF THE FIGURES
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. Show it
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Um den im inneren des Ansaugkrümmers
Der Helmholtz-Resonator
Eine zweite Hauptfrequenz der Gasturbine
Zur Erläuterung in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Gasturbinegas turbine
- 1111
- Generatorgenerator
- 1212
- Lufteinlassair intake
- 1313
- Ansaugkrümmerintake manifold
- 1414
- Wandwall
- 1515
- Luftair
- 1616
- Maschinenachsemachine axis
- 1717
- Schallsensorsound sensor
- 1818
- Steuerungcontrol
- 1919
- Antriebdrive
- 2020
- Helmholtz-ResonatorHelmholtz resonator
- 2121
- Schieberpusher
- 2222
- Resonatorvolumenresonator
- 2323
- Verengungnarrowing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2005/059441 [0010] WO 2005/059441 [0010]
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