DE735713C - Brenner fuer Gasturbinenanlagen - Google Patents

Description

• Brenner für Gasturbinenanlagen In einer Gasturbinenanlage ist meist ein Brennraum vorhanden, in welchem Brennstoff und die dazu erforderliche Verbrennungsluftmenge eingeführt werden. Es ist bekannt, iden flüssigen Brennstoff - unter verhältnismäßig großem Druck duroh eine Zerstäuberdüse einzuführen. Die Zerstäubung'erlaubt eine gute Verteilung und Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft, so daß eine vollständige Verbrennung möglich wird. Diese Anordnung ist jedochmit Nachteilen verhunden; es muß eine -Brennstoffpumpe aufgestellt werden, deren Leistungsbedarf,-nicht immer gering ist. Die Querschnitte der Einspritzdüsen werden klein und können leicht durch Unreinlichkeiten, des Öles verstopft -werden. Ferner muß bei einer solchen Anordnung für eine gemeinsame Regelung -der Brennstoff-und Luftinengegesorgt werden, da das Verhältnis beider Größen nur wenig schwankendarf, wenn bei jeder Belastung eine gute Verbrennung stattfinden soll. Eine solche Regelungsvoliichtun,g ist meist ziemlichverwickelt.
• Andererseits sind Brenner bekannt, bei denen,der Brennstoff und idie Verbrennungsluft durch Ejektorwirkuisg vermengt werden; an einer geeigneten. Stelle, in der 'Nähe des engsten Querschnittes einer Luftdüse, mündet eine Brennstoffdüse oder deren mehrere. Durch den infolge,der Geschwindigkeitszunahime der Luft erzeugten Druckabfall wird der Brennstoff mitgenommen. Die große Ges#'h-%vindigkeit und gegebenenfalls der durch geeignete Führung erzeugte Drall erwirken eine innige Mischung des Brennstoffes mit der Luft und gewährleisten -eine gute Verbrennung. Die-Regelung erfoligtmit Hilfe eines in der Luft-. leitung eingebauten Absperrgliedes, ist somit einfach. Der Br-ennstoff wird me'ist. eiliem Behälter entnommen, in welchem die Spiegelhöhe, z. B. durchein Schiwimmerventil, möglichst gleichbleibend gehalten wird.
• Die Anwendung eines wie zuletzt beschriebenen Brenners auf Gasturbiuenanlagen ist # el nicht ohne weiteres möglich. Inder letzteren wird meist die Verbrennung untereinem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck erfolgen. Die Anwendung eines offen-en Ge- fäßes als Brennstoffbehälter ist in- diesem Falle nicht erlaubt, da der Brennstoff durch den im Brennraum herrschenden Druck, der trotz dem in der Düse erzeugten Druckalbfall doch meist noch wesentlich höher als der Außendruck bleibt, zurückgedrängt--würde; Die Erfindung besteht nun darin, ',daß der ini Brennstonehälter über dem Brennstoffspieggel frei gelassene Raum mittels, je einer Leitung mitdem Brennraum und mit der Luftleitung vor dem Brenner verbunden ist.
• Die Zeichnung zeigt beispielsweise und zum Teil im Schnitt ein Ausführungsbeispisel des E, ifindungsgegenstandes. i ist der Brennraum, :2 der Brenner mit der Luftdüse 3. Im Brenner 2 wird die dürch ein Rohr 4, das einee Regelungsklappe 5 enthält, zugefährte Luft a uf hohe Geschwindigkeit gebracht. In die Nähe des engsten Querschnitts -der Luftdüse 3 mündet die Brennstoffdüse 6. Der Brennstoff wird durch eine Leitung 7 aus einem geschlossenen Behälter 8 entnommen; er strömt dem Behälter bei 9 zu. Der Brennstoffsplegel wird auf einer geeigneten Höhe durch ein- S chwimmerventiliogleichbleibendgehalten. EinRohr ii verbindet den über dem Brennstoff *egel spi frei gelassenen Raum 12 mit dein Brennr-aum 1; ein Rohr13 yerhindet ihn mit der Luftleitun.-. 4- Es wird sich infolge des zwischen der Luftleitung 4 und dem Brennraum i bestehenden Bruckaibfalles durch die Leitungen 13 und ii eine Luftströmung einstellen, Der Druck über dem Brennstoffspiegel nimmt,äann'eine'n', mittleren Wert zwischen dem Druck -in der Luftleitung uhd dem Druck im Brennraum an.
• Es kann sich als notwendig erweisen, den Druck über dem Brennstoffspiegel noch besonders zu regeln. Dazu kann z. B. in der Leitung ii eine Blende 14 oder ein steuerbares Ab- sperrglied eingebaut zwein. Durch diese Maßna:hme wird der Druck im Brennstoffbehälter gehoben. Falls der Betrieb es verlangt, kann der Druck auch kleiner gehalten werden als im Brennraum i. Zu diesem Zweck ist am Ausgleichrohr ii eine, Zweiigleitung 15 - mit Absperrglied16angebracht. DieLeitungI5endet ins Freie. Beim Öffnen-des Absperrgliedes 16 wird der Druck - än Behälter 8 klein gehalten, was eine Verkleinerungder a:h den Brenner fließenden Bre.nnstoffmenge hervorruft und umgekehrt. Es ist au(zh möglich, -die Steqerung des Absperrgliedes, 16 mit der Steuerung .der Luftklappe 5 zu verbinden, so daß beide zusammen nach irgendeiner aus den Betriebsbedingungen sich ergebenden Gesetzmäßigkeit arbeiten.
• Die ZWeigleitung 15 mit dem Absperrglied 16 könnte ebensogut an der Ausgleichleitung 13 angebracht werden; diese An-' ordnung hätte aber den Nachteil, daß, dem Drennstoffbehälter heiße Gase statt verhältnismäßig kältere#,Luft zuströmt.
• Eine weitere Regelungsmöglichkeit ist die Anordnung eines steuerbaren Absperrgliedes 17 in die Leitung 13; dieses könnte ebenfalls in Verbindung mit der Luftklappe 5 gesteuert werden.
• In Gasturbinenanlagen wird meist verhältnismäßig hoch vorgewärmte Luft dem Brenner zugeführt. Die Tatsache, daß heiße Luft oder heiße Gage durch die Ausgleichleitungen 13 oder ii mit dem Brenns.toff in Berührung kommen, birgt eine Gefahr in sich. Deshalb ist es zweckmäßig, au-f dem Brennstoffspiegel .einen dem Behälterquerschnitt angepaßten Schwimmer iS anzuordnen, der beide-Arl>e.itsmittel vor unmittelbarer Berührung bewährt. Dieser Schwimmer kann dann zugleich als Regler für die Höhe des Brennstoffspiegels dienen.
• In der Figur ist ferner eine weitere Benutzung der Au#sgleichleitungi3 dargestellt. Bevor diese über -den Brennstoffspiegel mündet ist sie durch den Behälter 8 geführt, und zwar derart, daß sie in den im Behälter vorhandenen Brennstoff eintaucht und in dieser Weise als Vorwärmerohr ig benutzt -wird.
• Damit die Luft, die zum Behälter 8 gelangt, nicht zu-heiß ist, kann ein Kühler :2o in der Leitung 13 angeordnet sein.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: n Brenner für Gasturbinenanlagen, für -die Verbrennung von flüssigen Brennstoffen, mit, selbsttätiger Einführung des Brennstoffes durch den in einer Düse von der Verbrennungsluftströmung erzeugten Unterdruck und Brennstoffentnahme aus einem Behälter mit selbsttätiger Einstellung des Brennstoffes auf gleichbleibende Spiegelhöhe, dadurch gekennzeichnet, daß der im Brennstoffbehälter über dem Brennstoffspiegel frei gelassene Raum mittels je einer Leitung mit dem Brennraum und mit der Luftleitung vor dem Brenner verbunden ist.
2. 2. Brenner nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines an die Verbindungsleitung zwischen Behälter und Brennraum angebrachten veretellbaren Ablaßgliedes der Druck Über dem Brennstoffspiegel regelbar ist. Brenner nach Ans pruch i, dadurch gekennzeichnet, #daß die Verbindungsleitung des Brennstoffbehälters mit der Verbrennungsluftleitungein Absperrglied für -die Druckregelung im Brennstoffbehälter aufweist. 4. Brenner nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Brennstoffspiegel ein dem-Behälterquerschnitt angepaßter Schwimmer angdord-net ist, Ader die Berührungsfläche des Brennstoffes mit den durch die Ausgleichleitungen zuge-fÜhrten Gasen verkleinert. 5. Brenner nach Anspruch i und. 4, da,7-,durch gekennzeichnet, daß der Schwimm mer zugleich als Reigler für den Bren nstoffspiegeldient. 6. Brenner nach Anspruch I bis 3, da-,durch gekennzeichnet, tdaß die Druckausgleichleitungen als Wäxtnekörper ausgebildet sind und eine Vorwär#mung des Brennstoffes bewirk-en. 7. Brenner nach Anspruch i 'bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichleitungen mit einer Kühleinrichtun.g versehen sind. 8. Brenner nach Anspr'uch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrglieder von der die Luftmenge regelnden Vorrichtung gesteuert werden.