DE69917655T2 - System zur dämpfung akustischer schwingungen in einer brennkammer - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammervorrichtung, die eine Brennkammer und einen Satz Brenner umfasst, von denen jeder eine Auslassöffnung in die Brennkammer aufweist.
- In solchen Brennkammern mit mehreren Brennern, zum Beispiel Gasturbinen, können Schalldruck-Schwingungen oder Druck-Oszillationen auftreten, die zu mechanischen Schwingungen führen, die Festigkeitsprobleme und Lärmprobleme erzeugen. Solche Schwingungen können eine Schwingungsfrequenz von einigen oder mehreren hundert Hertz haben und dies ist in Brennkammern für Gasturbinen ein wachsendes Problem, zumindest teilweise aufgrund der strengeren Anforderungen für niedrigere Emissionen von, beispielsweise, NOx-Verbindungen. Eine mögliche Erklärung für die Verstärkung der Schwingungen, wenn die Emissionen abnehmen, könnte sein, dass ein Brennstoff eines Hauptstroms und die Luft vorgemischt werden und eine Mischung bilden, in der die Verbrennung danach stattfinden wird. Je besser und gleichmäßiger die Mischung ist, desto niedriger ist der Prozentsatz an Emissionen, aber gleichzeitig ist das Brennraumvolumen anfälliger für Druckschwingungen. Da Brennkammervorrichtungen heute häufig eine Vielzahl von Brennern umfassen, die einander über jeden gemeinsamen Raum, wie etwa eine Brennkammer, beeinflussen, werden sich die Schwingungen von verschiedenen Brennern in vielen Fällen gegenseitig verstärken.
- Bekannt ist, dass der Einfluss solcher Schalldruck-Schwingungen zumindest teilweise durch die Zufuhr von Brennstoff in einem sogenannten Pilotfluss gemindert werden kann, das ist ein Brennstoff, der nicht vorgemischt ist. Die Verbrennung eines solchen Pilotflusses hat jedoch einen Anstieg der Emissionen zur Folge.
-
DE 43 36 096 legt eine ringförmige Brennkammer mit einer Vielzahl von Brennern offen. Die Brenner sind untereinander in Längsrichtung versetzt, um die Schwingungen zu vermindern. Alle Brenner scheinen eine identische Form zu haben. - WO 98/12478 offenbart eine Brennkammer für eine Gasturbine mit mehreren Brennern unterschiedlicher Größe. Allerdings hat jeder Brenner eine feste geometrische Form, das heißt, alle Maßverhältnisse bleiben erhalten, auch wenn die Größe geändert wird.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Reduzierung des Einflusses der Schalldruck-Schwingungen, die während des Betriebs einer Brennkammervorrichtung erzeugt werden, ohne gleichzeitig die Emissionen, vor allem von Stickoxiden, zu erhöhen.
- Diese Aufgabe wird mit der anfangs definierten Brennkammervorrichtung erreicht, bei der jeder Brenner Glieder für die Zufuhr eines Stroms sauerstoffhaltigen Gases zum Brenner, Glieder für die Zufuhr eines Brennstoffs zum Brenner sowie einen Raum umfasst, der sich entlang einer Längsrichtung zur Brennkammer erstreckt und dafür vorgesehen ist, das Mischen des zugeführten Brennstoffs und des zugeführten sauerstoffhaltigen Gases zu ermöglichen, wobei jeder Brenner so ausgelegt ist, dass er einen im Wesentlichen gleich großen Strom sauerstoffhaltigen Gases durch den Brenner in die Brennkammer transportiert, und wobei jeder Brenner durch wenigstens einen Parameter definiert ist, der eine charakteristische Länge des Raums entlang der Längsrichtung einschließt, und wobei schließlich die charakteristische Länge zumindest eines der Brenner in der Weise gewählt ist, dass sie von der entsprechenden Länge eines anderen Brenners in diesem Satz abweicht, und in der Weise, dass der Einfluss der Schwingungen vermindert wird, die während des Betriebs der Brennkammervorrichtung auftreten.
- Dadurch, dass die Geometrie der Brenner in dieser Weise verändert wird und dadurch, dass die Brenner eine asymmetrische oder unregelmäßige Charakteristik erhalten, ist es möglich, unterschiedliche Frequenzen der Schwingungen zu erreichen, die von verschiedenen Brennern erzeugt werden, was die Gefahr erheblich verringert, dass die Schwingungen, die in verschiedenen Teilen der Brennkammervorrichtung erzeugt werden, sich gegenseitig verstärken. Stattdessen wächst die Wahrscheinlichkeit, dass zumindest ein Teil der Schwingungen derart interferiert, dass sie reduziert werden oder sich gegenseitig sogar dämpfen. Folglich schafft die Erfindung die Möglichkeiten, durch Berechnungen einen solchen Wert der charakteristischen Länge für mindestens einen der Brenner zu bestimmen, dass der Einfluss der Schwingungen, die während des Betriebs der Brennkammervorrichtung auftreten, wesentlich reduziert wird. Eine Veränderung der Länge des Raums oder des Brenners kann auf einfache Weise erreicht werden. Die Konstruktion der Brennkammer wird von einer solchen Veränderung eines oder mehrerer Brenner nicht beeinflusst. Werden alle Brenner in der Weise konzipiert, dass sie dafür ausgelegt sind, einen im Wesentlichen gleich großen Strom oder eine gleich große Menge sauerstoffhaltigen Gases durch den Brenner in die Brennkammer zu transportieren, kann die schwingungsreduzierende Wirkung auf einfache Weise erreicht werden, da jeder Brenner im Hinblick auf die Brennstoffzufuhr gesteuert werden kann, als seien sie alle identisch.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich jeder Brenner zwischen einem Abschnitt am hinteren Ende, der die Glieder für die Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases umfasst, und einem Abschnitt am vorderen Ende, der die Auslassöffnung umfasst. Dadurch kann der gesamte Raum genutzt werden, um dem Strom sauerstoffhaltigen Gases die gewünschten Eigenschaften zu geben, um eine wirksame Mischung mit dem Brennstoff zu erzielen. Dadurch können die Glieder für die Zufuhr eines Brennstoffs stromaufwärts von dem Abschnitt am vorderen Ende und insbesondere am Abschnitt am hinteren Ende vorgesehen werden. Diese Glieder für die Zufuhr von Brennstoff können jedoch auch ein Verteilungsglied umfassen, das im Raum stromabwärts vom Abschnitt am hinteren Ende vorgesehen ist. Vorteilhafterweise erstrecken sich der Raum und die charakteristische Länge von dem Abschnitt am hinteren Ende zur Auslassöffnung hin. Es ist ebenfalls möglich, dass sich der Raum und die charakteristische Länge von den Gliedern für die Brennstoffzufuhr nach der Auslassöffnung hin erstrecken.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Parameter eine charakteristische Breite des Raums. Die charakteristische Breite kann sich senkrecht zur Längsrichtung des Raumes erstrecken. Vorteilhafterweise hat der Raum eine längliche Form, das heißt, die charakteristische Länge ist erheblich größer als die charakteristische Breite. Außerdem kann der Raum eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform quer zur Längsrichtung haben und im Wesentlichen zylinderförmig sein.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die charakteristische Breite von zumindest einem der Brenner so gewählt, dass sie von der entsprechenden Breite eines anderen Brenners des Satzes abweicht. Durch eine solche geometrische Änderung werden die Möglichkeiten erweitert, die Druck-Oszillationen in wirksamer Weise zu vermindern.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Parameter einen Abstand zwischen dem betreffenden Brenner und dem nächstliegenden Brenner, und zwar ist der Abstand von wenigstens einem der Brenner zum nächstliegenden Brenner so gewählt, dass er von einem entsprechenden Abstand zwischen zwei anderen benachbarten Brennern des Satzes abweicht.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Parameter für mindestens zwei der Brenner so gewählt, dass er von dem entsprechenden Parameter für einen anderen Brenner des Satzes abweicht. Indem die Geometrie mehrerer Brenner variiert wird, werden die Möglichkeiten zur Reduzierung der Schwingungen oder der Druck-Oszillationen erweitert. Daher kann der Parameter für eine Anzahl der Brenner so gewählt werden, dass er von dem entsprechenden Parameter für eine andere Anzahl von Brennern des Satzes abweicht. Natürlich ist es auch möglich, dass jeder beliebige dieser Parameter verschieden ist für praktisch jeden Brenner einer erfindungsgemäßen Brennkammervorrichtung.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vorrichtung so konzipiert, dass sie stromaufwärts von einer Gasturbine angeordnet wird und der Gasturbine heißes Brenngas zuführt. Eine derartige Verwendung ist vorteilhaft, da das Problem der Schwingungen ernst ist, besonders in Verbindung mit Gasturbinen. Dabei kann die Brennkammer kreisrund oder ringförmig sein und sich entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn um eine Rotationsachse einer Gasturbine erstrecken.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Brenner des Brennersatzes entlang der im Wesentlichen kreisförmigen Bahn angeordnet, wobei die Parameter auch einen Abstand zwischen den Brennern und der im Wesentlichen kreisförmigen Bahn beinhalten und wobei dieser Abstand bei mindestens einem der Brenner so gewählt ist, dass er vom entsprechenden Abstand eines anderen Brenners des Satzes abweicht.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird nun genauer beschrieben mittels verschiedener Ausführungsbeispiele und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
-
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Brennkammervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
2 zeigt einen Querschnitt durch die Brennkammervorrichtung der1 . -
3 zeigt die Bauweise verschiedener Brenner der Brennkammervorrichtung der1 . -
4 zeigt die Bauweise verschiedener Brenner der Brennkammervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
5 zeigt eine Vorderansicht eines Brenners der4 . - Detaillierte Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung soll nun in Verbindung mit einer Gasturbinenvorrichtung
1 erklärt werden, die eine kreisrunde oder ringförmige Brennkammer2 umfasst, das heißt, eine Brennkammer2 , die sich entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn o um einen Rotor3 der Gasturbinenvorrichtung1 herum und um die Rotationsachse r herum erstreckt, um die sich der Rotor3 dreht. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei Brennkammervorrichtungen anderen Typs als den ringförmigen einsetzbar ist und auch in anderen Verbindungen als solchen für eine Gasturbinenvorrichtung benutzt werden kann. - Die in
1 dargestellte Gasturbinenvorrichtung1 umfasst einen Kompressor4 und eine Gasturbine5 . Die Brennkammervorrichtung der Gasturbinenvorrichtung1 um fasst die oben erwähnte Ring-Brennkammer2 und einen Satz Brenner6 , die alle eine Auslassöffnung7 haben, die sich durch eine Begrenzungswand2' der gemeinsamen Brennkammer2 erstreckt. - Jeder Brenner hat einen Abschnitt am hinteren Ende und einen Zwischenraum
9 , sowie einen Abschnitt am vorderen Ende, der die Auslassöffnung7 einschließt. Jeder Brenner6 umfasst Glieder in Form einer Brennstoff-Zufuhrleitung8 und mindestens eine Düse (nicht genauer dargestellt) für die Zufuhr von Brennstoff in Form von Öl oder Gas zum Brenner6 . Zusätzlich umfasst jeder Brenner6 Glieder für die Zufuhr von Verbrennungsluft oder irgendeinem anderen sauerstoffhaltigen Gas zum Brenner6 mittels des Kompressors4 . Bei dem gezeigten Beispiel haben diese Glieder längliche Zufuhröffnungen10 , siehe3 , im Abschnitt am hinteren Ende jedes Brenners6 . Diese Zufuhröffnungen10 sind so konzipiert, dass die zugeführte Verbrennungsluft im Brenner6 in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Der zugeführte Brennstoff und die zugeführte Verbrennungsluft werden im Raum9 gemischt. Vorzugsweise sind die Zufuhröffnungen10 so konzipiert, dass die Menge der dem Brenner6 zugeführten Verbrennungsluft im Wesentlichen für alle Brenner6 gleich ist. - Der Raum
9 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung x vom Abschnitt am hinteren Ende, und zwar, genauer, von den Zufuhröffnungen10 zum Abschnitt am vorderen Ende und hat eine längliche Form. Bei dem in den2 und3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Raum9 eine im Wesentlichen ringförmige Querschnittsform, die senkrecht zur Längsrichtung x verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Raum9 im Wesentlichen zylinderförmig. Es ist jedoch möglich, dem Brenner6 und dem Raum9 eine aufgeweitete oder eine sich verjüngende Form zu verleihen, zum Beispiel eine Kegelform. Hier ist darauf hinzuweisen, dass der Brenner6 und der Raum9 im Rahmen der Erfindung in vielen verschiedenen Arten konzipiert werden können, zum Beispiel können die Zufuhröffnungen10 für die Verbrennungsluft viele unterschiedliche Formen haben und in einer Vielzahl verschiedener Positionen angeordnet sein. - Allerdings ist jeder Brenner
6 bezogen auf und definiert durch eine Anzahl verschiedener Parameter, die unabhängig von der Geometrie der Brenner6 oder der Position der Brenner6 in Bezug auf die Brennkammer2 und andere Brenner6 gültig sind. Die se Parameter beinhalten eine charakteristische Länge a jedes Brenners6 . Bei dem dargestellten Beispiel ist die charakteristische Länge a die Länge des Raums9 entlang der Längsrichtung x. Ein anderer solcher Parameter ist der Abstand b des Brenners6 zu dem oder den jeweiligen am nächsten liegenden Brenner oder Brennern6 . Ein weiterer Parameter ist eine charakteristische Breite c jedes Brenners6 . Bei dem in den2 und3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese charakteristische Breite c die Breite des Raums9 . Aufgrund der länglichen Form des Raums9 bei diesem Beispiel ist die charakteristische Länge a folglich wesentlich größer als die charakteristische Breite c. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung möglich, dass die charakteristische Breite gleich groß oder größer ausfällt als die charakteristische Länge a. - Bei dem in
2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Brenner6 entlang der im Wesentlichen kreisförmigen Bahn o angeordnet, die oben erwähnt ist. Ein weiterer Parameter kann die Abweichung des Brenners6 von der kreisförmigen Bahn o sein, oder genauer gesagt, der kürzeste Abstand d zwischen der kreisförmigen Bahn o und der Längsrichtung x. Dieser Parameter, der auch die Position der Brenners6 in der Brennkammer2 wiedergibt, kann zumindest bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch ausgedrückt werden als Abstand zu einem gemeinsamen Mittelpunkt in der Brennkammer2 . - Die
4 und5 stellen einen Brenner-Satz6 dar mit einem Glied für die Brennstoffzufuhr, das die Leitung8 für die Brennstoffzufuhr und ein Verteilerglied12 umfasst, das im Raum9 stromabwärts von dem Abschnitt am hinteren Ende und stromabwärts von den Zufuhröffnungen10 angeordnet ist. Das Verteilerglied12 umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Anzahl von Röhren, die sich von einem Zentrum, mit dem die Leitung8 für die Brennstoffzufuhr verbunden ist, radial nach außen erstrecken. Diese Röhren bilden eine Speichen-Konfiguration und jede Röhre umfasst eine Anzahl von Düsen13 für die Brennstoffzufuhr zum Raum9 . Ebenfalls bei dem in den4 und5 dargestellten Ausführungsbeispiel kann in Betracht gezogen werden, dass sich der Raum9 und die charakteristische Länge a entlang der Längsrichtung x vom Abschnitt am hinteren Ende, das heißt, den Zufuhröffnungen10 , zum Abschnitt am vorderen Ende erstrecken. Es ist jedoch auch möglich festzulegen, dass sich der Raum9 und die charakteristische Länge e vom Verteilerglied12 zum Abschnitt am vorderen Ende erstrecken. - Bisher wurden Brennkammervorrichtungen in der Weise konstruiert, dass die oben definierten Parameter a, b, c, d, e für jeden Brenner
6 im Wesentlichen identisch sind. Entsprechend der vorliegenden Erfindung jedoch sollte ein oder mehrere Brenner6 so angeordnet sein, dass die charakteristischen Längen a, e und möglicherweise ein oder mehrere Parameter b, c und d von den entsprechenden Parametern der anderen Brenner6 abweichen. Aufgrund einer oder mehrerer solcher Abweichungen ist es möglich, unterschiedliche Schwingungsfrequenzen in den verschiedenen Brennern6 zu erzeugen. Auf diese Weise verstärken sich die Schalldruck-Schwingungen nicht gegenseitig, sondern die Wahrscheinlichkeit steigt, dass sich die Schwingungen stattdessen gegenseitig dämpfen, das heißt, durch eine solche asymmetrische Anordnung der Brenner6 können die Schwingungen oder Druck-Oszillationen wesentlich vermindert werden. - Aus der
3 geht hervor, wie die Länge a des Mischraums9 zwischen den verschiedenen Brennern6 variieren kann. Darüber hinaus zeigt die3 , wie der Durchmesser, oder die Breite c, des Mischraums9 zwischen den verschiedenen Brennern6 variieren kann.2 zeigt deutlich, wie der Abstand b zwischen benachbarten Brennern6 längs der kreisförmigen Bahn o variieren kann. Aus der2 geht auch hervor, wie zwei Brenner6' in Bezug auf die kreisförmige Bahn o versetzt sein können. - Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein einziger Brenner
6 im Hinblick auf irgendeinen der oben definierten Parameter von allen anderen Brennern abweichen. Es ist auch möglich, mehrere, zum Beispiel die Hälfte der Brenner6 um den gleichen Wert im Hinblick auf irgendeinen Parameter bezogen auf die anderen Brenner6 abweichen zu lassen. Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, dass jeder Brenner6 einen Wert für irgendeinen oder mehrere dieser Parameter annehmen kann, der sich von dem Wert des entsprechenden Parameters aller anderen Brenner6 unterscheidet. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche variiert und abgeändert werden.
- Festzustellen ist, dass die Erfindung auf alle Typen von Brennkammern anwendbar ist, die mehr als einen Brenner haben, und ebenfalls auf solche Vorrichtungen, bei denen jeder Brenner seine eigene Brennkammer hat, wo aber diese sich über irgendeinen gemeinsamen Raum gegenseitig beeinflussen, durch den Schwingungen oder Druck-Oszillationen sich ausbreiten können.
Claims (19)
- Brennkammervorrichtung, umfassend eine Brennkammer und einen Satz Brenner (
6 ), von denen jeder eine Auslassöffnung (7 ) in die Brennkammer (2 ) aufweist, – bei der jeder Brenner (6 ) umfasst: Glieder (10 ) zur Zufuhr eines Stroms eines sauerstoffhaltigen Gases zu dem Brenner (6 ), Glieder (8 ,12 ) für die Zufuhr eines Brennstoffs zu dem Brenner (6 ) sowie einen Raum (9 ), der sich entlang einer Längsrichtung (x) zu der Brennkammer (2 ) erstreckt und dafür vorgesehen ist, ein Mischen des zugeführten Brennstoffs und des zugeführten sauerstoffhaltigen Gases zu ermöglichen, – bei der jeder Brenner (6 ) dafür vorgesehen ist, einen im Wesentlichen gleich großen Strom von sauerstoffhaltigem Gas durch den Brenner (6 ) zu der Brennkammer (2 ) zu transportieren, – bei der jeder Brenner (6 ) durch wenigstens einen Parameter definiert ist, der eine kennzeichnende Länge (a) des Raums (9 ) entlang der Längsrichtung (x) umfasst, und – bei der die kennzeichnende Länge (a) wenigstens eines der Brenner (6 ) so gewählt ist, dass sie von der entsprechenden Länge (a) eines anderen Brenners (6 ) in dem Satz abweicht, und so, dass der Einfluss der Schwingungen, die während des Betriebs der Brennkammervorrichtung auftreten, reduziert wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Brenner (
6 ) sich zwischen einem Abschnitt am hinteren Ende, der die Glieder (10 ) zur Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases umfasst, und einem Abschnitt am vorderen Ende, der die Auslassöffnung (7 ) umfasst, erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Glieder (
8 ,12 ) zur Zufuhr eines Brennstoffs stromaufwärts des Abschnitts am vorderen Ende vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Glieder (
8 ) zur Zufuhr eines Brennstoffs an dem Abschnitt am hinteren Ende vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Glieder (
8 ,12 ) zur Zufuhr eines Brennstoffs ein Verteilungsglied (12 ) umfassen, das in dem Raum (9 ) stromabwärts des Abschnitts am hinteren Ende vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der der Raum (
9 ) und die kennzeichnende Länge (a) sich von dem Abschnitt am hinteren Ende zu der Auslassöffnung (7 ) erstrecken. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der der Raum (
9 ) und die kennzeichnende Länge (a, e) sich von den Gliedern (8 ,12 ) zur Zufuhr eines Brennstoffs zu der Auslassöffnung (7 ) erstrecken. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der jeder der Parameter eine kennzeichnende Breite (c) des Raums (
9 ) umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die kennzeichnende Breite (c) sich senkrecht zu der Längsrichtung (x) des Raums (
9 ) erstreckt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, bei der der Raum (
9 ) eine langgestreckte Form hat, d. h. die kennzeichnende Länge (a) ist wesentlich größer als die kennzeichnende Breite (c). - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die kennzeichnende Breite (c) wenigstens eines der Brenner (
6 ) so gewählt ist, dass sie von der entsprechenden Breite (c) eines anderen Brenners (6 ) des Satzes abweicht. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der der Raum (
9 ) eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform quer zu der Längsrichtung (x) hat. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der der Raum (
9 ) im Wesentlichen zylindrisch ist. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die Parameter einen Abstand (b) von dem jeweiligen Brenner (
6 ) zu dem am nächsten angeordneten Brenner (6 ) umfassen, und wobei der Abstand (b) von wenigstens einem der Brenner (6 ) zu dem am nächsten angeordneten Brenner (6 ) so gewählt ist, dass er von dem entsprechenden Abstand (b) zwischen zwei anderen benachbarten Brennern (6 ) des Satzes abweicht. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der der Parameter (a, b, c, e) für wenigstens zwei der Brenner (
6 ) so gewählt ist, dass er von dem entsprechenden Parameter eines anderen Brenners (6 ) des Satzes abweicht. - Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Parameter (a, b, c, e) für eine Vielzahl der Brenner (
6 ) so gewählt ist, dass er von dem entsprechenden Parameter für einen anderen Parameter des Brenners (6 ) des Satzes abweicht. - Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, die so angeordnet ist, dass sie stromaufwärts einer Gasturbine (
5 ) vorgesehen ist und der Gasturbine heißes Brenngas zuführt. - Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Brennkammer (
2 ) ringförmig ist und sich um eine Rotationsachse (r) der Gasturbine (5 ) entlang einem im Wesentlichen kreisförmigen Weg (o) erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Brenner (
6 ) des Satzes entlang dem im Wesentlichen kreisförmigen Weg (o) vorgesehen sind, und bei der die Parameter zusätzlich einen Abstand (d) von den Brennern (6 ) zu dem im Wesentlichen kreisförmigen Weg (o) umfassen, und bei der dieser Abstand (d) wenigstens eines der Brenner (6' ) so gewählt ist, dass er von dem entsprechenden Abstand (d) eines anderen Brenners (6 ) des Satzes abweicht.
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Families Citing this family (35)
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---|---|---|---|---|
DE50108163D1 (de) * | 2001-05-01 | 2005-12-29 | Alstom Technology Ltd Baden | Schwingungsreduktion in einer Brennkammer |
JP2003065537A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
US6931853B2 (en) * | 2002-11-19 | 2005-08-23 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine combustor having staged burners with dissimilar mixing passage geometries |
EP1493972A1 (de) * | 2003-07-04 | 2005-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennereinheit für eine Gasturbine und Gasturbine |
US20050026100A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-03 | Hawkins Samuel D. | Inshot burner |
WO2007113130A1 (de) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Alstom Technology Ltd | Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine |
US20090061369A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Gas Technology Institute | Multi-response time burner system for controlling combustion driven pulsation |
US8028512B2 (en) | 2007-11-28 | 2011-10-04 | Solar Turbines Inc. | Active combustion control for a turbine engine |
EP2119964B1 (de) * | 2008-05-15 | 2018-10-31 | Ansaldo Energia IP UK Limited | Emissionsreduktionsverfahren für eine Brennkammer |
EP2119966A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-11-18 | ALSTOM Technology Ltd | Brennkammer mit reduzierten Kohlenstoffmonoxidemissionen |
US7578130B1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-08-25 | General Electric Company | Methods and systems for combustion dynamics reduction |
IT1391245B1 (it) * | 2008-08-08 | 2011-12-01 | Ansaldo Energia Spa | Metodo per determinare la collocazione di bruciatori in una camera di combustione anulare di una turbina a gas |
DE102008053755A1 (de) | 2008-10-28 | 2010-04-29 | Pfeifer, Uwe, Dr. | Register Pilotbrennersystem für Gasturbinen |
US20100192578A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | General Electric Company | System and method for suppressing combustion instability in a turbomachine |
US20110048022A1 (en) * | 2009-08-29 | 2011-03-03 | General Electric Company | System and method for combustion dynamics control of gas turbine |
US8322140B2 (en) * | 2010-01-04 | 2012-12-04 | General Electric Company | Fuel system acoustic feature to mitigate combustion dynamics for multi-nozzle dry low NOx combustion system and method |
FR2958014B1 (fr) | 2010-03-23 | 2013-12-13 | Snecma | Chambre de combustion a injecteurs decales longitudinalement sur une meme couronne |
EP2423598A1 (de) | 2010-08-25 | 2012-02-29 | Alstom Technology Ltd | Verbrennungsvorrichtung |
US8875516B2 (en) * | 2011-02-04 | 2014-11-04 | General Electric Company | Turbine combustor configured for high-frequency dynamics mitigation and related method |
US9719419B2 (en) * | 2011-03-16 | 2017-08-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustor with top hat nozzle arrangements |
RU2561956C2 (ru) * | 2012-07-09 | 2015-09-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Газотурбинная система сгорания |
US8966909B2 (en) * | 2012-08-21 | 2015-03-03 | General Electric Company | System for reducing combustion dynamics |
US20140083111A1 (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-27 | United Technologies Corporation | Gas turbine asymmetric fuel nozzle combustor |
US9546601B2 (en) * | 2012-11-20 | 2017-01-17 | General Electric Company | Clocked combustor can array |
DE112013005790B4 (de) | 2012-12-05 | 2023-07-06 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungssystems und Verbrennungssystem |
US9650959B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-05-16 | General Electric Company | Fuel-air mixing system with mixing chambers of various lengths for gas turbine system |
JP6021705B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2016-11-09 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼器、および、ガスタービン |
EP2796789B1 (de) | 2013-04-26 | 2017-03-01 | General Electric Technology GmbH | Rohrbrennkammer für eine Rohr-Ring Anordnung in einer Gasturbine |
US20140345287A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | General Electric Company | Method and system for combustion control between multiple combustors of gas turbine engine |
US9709279B2 (en) | 2014-02-27 | 2017-07-18 | General Electric Company | System and method for control of combustion dynamics in combustion system |
US9845956B2 (en) * | 2014-04-09 | 2017-12-19 | General Electric Company | System and method for control of combustion dynamics in combustion system |
US9845732B2 (en) * | 2014-05-28 | 2017-12-19 | General Electric Company | Systems and methods for variation of injectors for coherence reduction in combustion system |
CN106796032B (zh) * | 2014-10-06 | 2019-07-09 | 西门子公司 | 用于阻抑高频燃烧动力状态下的振动模式的燃烧室和方法 |
WO2016068922A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Pilot burner and method for stabilizing a pilot flame in a combustor subject to combustion dynamics |
KR102063169B1 (ko) * | 2017-07-04 | 2020-01-07 | 두산중공업 주식회사 | 연료 노즐 조립체와 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH678757A5 (de) * | 1989-03-15 | 1991-10-31 | Asea Brown Boveri | |
ATE124528T1 (de) * | 1990-10-17 | 1995-07-15 | Asea Brown Boveri | Brennkammer einer gasturbine. |
CH684963A5 (de) * | 1991-11-13 | 1995-02-15 | Asea Brown Boveri | Ringbrennkammer. |
DE4202588C1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-07-15 | Buderus Heiztechnik Gmbh, 6330 Wetzlar, De | Multi-bar atmospheric gas burner - has adjacent bars with different outlets giving different combustion characteristics |
DE59208715D1 (de) * | 1992-11-09 | 1997-08-21 | Asea Brown Boveri | Gasturbinen-Brennkammer |
DE4336096B4 (de) * | 1992-11-13 | 2004-07-08 | Alstom | Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in Brennkammern |
US5943866A (en) * | 1994-10-03 | 1999-08-31 | General Electric Company | Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging |
JP3192055B2 (ja) * | 1994-11-08 | 2001-07-23 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン燃焼器 |
JP2849348B2 (ja) * | 1995-02-23 | 1999-01-20 | 川崎重工業株式会社 | 燃焼器のバーナ |
JPH09166326A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
DE59703302D1 (de) | 1996-09-16 | 2001-05-10 | Siemens Ag | Verfahren zur unterdrückung von verbrennungsschwingungen und einrichtung zur verbrennung von brennstoff mit luft |
-
1998
- 1998-08-11 SE SE9802707A patent/SE9802707L/xx not_active Application Discontinuation
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