EP2938926A1 - Fuel lances having thermally insulating coating - Google Patents

Fuel lances having thermally insulating coating

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Publication number
EP2938926A1
EP2938926A1 EP14701022.7A EP14701022A EP2938926A1 EP 2938926 A1 EP2938926 A1 EP 2938926A1 EP 14701022 A EP14701022 A EP 14701022A EP 2938926 A1 EP2938926 A1 EP 2938926A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
heat input
thermal barrier
barrier coating
layer thickness
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14701022.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Clossen-Von Lanken Schulz
Kai Kadau
Jens Kleinfeld
Georg Rollmann
Kai-Uwe Schildmacher
Kagan Özkan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2938926A1 publication Critical patent/EP2938926A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/283—Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07021—Details of lances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2213/00—Burner manufacture specifications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00018—Means for protecting parts of the burner, e.g. ceramic lining outside of the flame tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00005—Preventing fatigue failures or reducing mechanical stress in gas turbine components

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing method for an improved fuel lance, an improved fuel lance and a burner having such a fuel lance.
  • Fuel lances are used in burners that can be operated with both liquid fuel and gaseous fuel.
  • the fuel lance for operation with liquid fuels such as oil
  • the liquid fuel flows through the fuel lance and exits at its tip through fuel nozzles in a combustion chamber, wherein the fuel is atomized.
  • the fuel lances also include a cooling air passage through which compressed air from a compressor enters the combustion chamber, which mixes with the liquid fuel atomized by the fuel nozzles.
  • the compressed air burns with the liquid fuel to a hot exhaust gas.
  • the flow pressure generated by the hot exhaust gas usually drives a gas turbine, which can drive, for example, an electric generator in addition to the compressor for the cooling air or the combustion air.
  • the tip of the fuel lance is exposed to high temperatures in a range up to about 1000 degrees Celsius due to the near flame.
  • the liquid fuel and the cooling air have significantly lower temperatures and cool the fuel lance in the area around the respective outlet openings. This occurs at the top of the
  • the invention therefore has for its object to introduce a method for producing an improved fuel lance, an improved fuel lance and a burner with such a fuel lance. Summary of the invention.
  • a first aspect of the invention therefore introduces a method for producing a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner.
  • the method has at least the following steps:
  • the step of determining the local distribution of the heat input for a particular type of fuel lance body need only be carried out once, while the further steps for the production of a larger number of fuel lances according to the invention can be repeated as often as desired.
  • the local distribution of the heat input can be stored for future use.
  • the heat input can be determined, for example, by measurement in (trial) operation or by means of computer simulations or calculations.
  • the method of the invention provides a way to produce improved fuel lances.
  • a thermal barrier coating to the nozzle surface in response to the localized distribution of heat input during operation of the fuel lance, the temperature gradients in the tip of the fuel lance can be greatly reduced, preventing generation of high mechanical stresses within the tip of the fuel lance. This can prevent the occurrence of cracks, which prolongs the life of the fuel lance.
  • Distribution of the heat input comprise a first step of determining a first heat input and a second step of determining a second heat input.
  • the first heat input is the heat input which a first surface point of the nozzle surface undergoes during operation during combustion of the fuel which has flowed out through the fuel nozzles.
  • the second heat input is the heat input experienced by a second surface location of the nozzle surface during operation upon combustion of the fuel that has flowed through the fuel nozzles.
  • the thermal barrier coating is applied to the first surface location with a first layer thickness and to the second surface location with a second layer thickness.
  • the thermal barrier coating applied to the first surface location should have a greater layer thickness as the thermal barrier coating applied to the second surface area and vice versa.
  • This offers the advantage that the temperature distribution in the tip of the fuel lance is leveled particularly well, whereby the temperature gradients are particularly greatly reduced.
  • the invention also includes embodiments in which the thermal barrier coating is applied with a substantially constant layer thickness.
  • the thermal barrier coating applied to the first surface location with a first layer thickness and to the second surface location with a second layer thickness-is supplemented by a selected layer thickness of first and second layer thickness is selected to be greater than a remaining layer thickness of first and second layer thickness when a heat input of the first and the second heat input assigned to the selected layer thickness is greater than a heat input of the first and the second heat input assigned to the remaining layer thickness.
  • the thermal barrier coating applied to the first surface area should have a greater layer thickness than the thermal barrier coating applied to the second surface location and vice versa.
  • This has the advantage that the temperature distribution in the tip of the fuel lance is leveled particularly well, whereby the temperature gradients are particularly reduced.
  • the invention also includes embodiments in which the thermal barrier coating is applied with a substantially constant layer thickness.
  • the thermal barrier coating can be applied to the first and the second surface location by a first step in a first step Partial layer of the thermal barrier coating on both the first and the second surface location and in a second step, a second sub-layer of the thermal barrier coating are applied to either the first or the second surface site.
  • variable thickness thermal barrier coating as a series of superposed sublayers allows precise local control of the thermal barrier coating layer thicknesses. In this case, it is considered equivalent if a partial layer with a smaller spatial extent is applied to or below (or before or after) a partial layer with a greater local extent.
  • the heat-insulating layer is preferably applied only to those areas of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined first threshold value.
  • the heat-insulating layer will not completely prevent a heat input into the tip of the fuel lance, which is why omitting the thermal barrier coating at locations where the heat input is below the first threshold, will cause heating of the parts without thermal barrier coating, that of those in the Areas with thermal insulation layer corresponds approximately, which in turn prevents or mitigates temperature gradients.
  • a first sub-layer is applied to those regions of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined first threshold value.
  • a second sub-layer is additionally applied to those regions of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined second threshold, which is greater than the first threshold value.
  • the nozzle surface has at least three regions, a first without thermal insulation layer, a second with only the first partial layer and a third with the first and the second partial layer, whereby the layer thickness of the resulting thermal barrier coating in the third region is greater than that in the second Area is.
  • the heat input in the third region is greater than that in the second region, which in turn is greater than the heat input in the first region, so that the occurring temperature gradients are largely compensated.
  • a local layer thickness of the thermal barrier coating is selected as a function of the local distribution of the heat input.
  • the thermal barrier coating is carried out with a respective layer thickness which depends on the expected heat input for this site.
  • the local layer thickness of the thermal barrier coating may be chosen to be proportional to the local distribution of the heat input.
  • a second aspect of the invention introduces a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner, which is produced or producible by the method according to the invention.
  • This fuel lance has a fuel lance body with a tip having a cooling air passage opening into an exhaust port extending around a longitudinal axis of the fuel lance body and a nozzle surface having a plurality of fuel nozzles arranged around the exhaust port.
  • the fuel lance further comprises a nozzle on the surface in response to a local distribution of the heat input, the nozzle surface in operation in combustion of a combustion by the Brenn- fuel nozzles emitted fuel experiences, applied thermal barrier coating.
  • the heat-insulating layer is at least partially annularly arranged around the outlet opening of the cooling air duct.
  • the compressed air and the liquid fuel meet each other first, which is why the flame here has a small distance to the tip of the fuel lance and thus also causes a particularly high heat input.
  • the fuel lance between the outlet opening and the oil nozzles has a relatively narrow structure, which would suffer particularly high and high temperature gradients and mechanical stresses.
  • the thermal barrier coating has a plurality of extensions, one of which extends between two adjacent fuel nozzles on the nozzle surface.
  • the inventors have recognized that due to the local cooling taking place at the fuel nozzles by the outflowing liquid fuel, particularly large temperature gradients between the fuel nozzles and the regions of the fuel nozzles
  • Nozzle surface between the individual fuel nozzles occur, which are to be reduced by the extensions of the thermal barrier coating.
  • a burner in particular a gas turbine burner.
  • the burner comprises at least one fuel lance, which is designed according to one of claims 9 to 12. ,
  • Figure 1 is a perspective view of a tip of a conventional fuel lance with a local distribution of a heat input in the operation of the fuel lance.
  • Figure 2 is a frontal plan view of the tip of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the invention
  • Figure 1 shows a perspective view of a tip 1 of a conventional fuel lance with a local distribution of a heat input in the operation of the fuel lance.
  • Figure 2 shows a frontal plan view of the tip 1 of Figure 1.
  • the same reference numerals designate the same elements, which are explained in more detail below.
  • the tip 1 of the fuel lance is usually rotationally symmetrical about a longitudinal axis 2 of the fuel lance. Inside the tip 1 of the fuel lance runs a cooling air channel which opens in an outlet opening 3 in a combustion chamber of a burner.
  • a cooling air channel which opens in an outlet opening 3 in a combustion chamber of a burner.
  • Fuel nozzles 5 are arranged, each having a central nozzle opening for sputtering and outflow of the liquid fuel. Any number of fuel nozzles 5 may be provided, however, a number of three fuel nozzles has proven to be an advantageous compromise between the complexity of the design and the spatial distribution of the liquid fuel in the combustion chamber.
  • the liquid flowing out of the fuel nozzles 5 liquid fuel and the air emerging from the outlet opening 3 and optionally the cooling air holes 6 cool the areas surrounding these openings, so that between the said hot areas on the one hand and said cooled areas on the other hand large temperature gradients arise, especially in the area directly between the fuel nozzles 5 and the outlet opening 3 can lead to cracks that shorten the life of the fuel lance.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the fuel lance according to the invention.
  • the fuel lance according to the invention is constructed substantially like the conventional fuel lances of Figures 1 and 2.
  • it has a thermal insulation layer 7 or 8 which is arranged on the nozzle surface 4 and which in the exemplary embodiment of FIG. 3 is arranged annularly around the outlet opening 3. This arrangement protects at a minimum surface of the thermal barrier coating 7 the most sensitive area of the tip of the fuel lance 1, which lies between the outlet opening 3 and the fuel nozzles 5.
  • Figure 4 shows a second embodiment of the fuel lance according to the invention, in which the thermal barrier coating 8 both - as in the first embodiment - on the area 9 between the outlet opening 3 and the fuel nozzles 5, as well as in the form of extensions 10, preferably in one of the number Fuel nozzles 5 corresponding number available and are each arranged between two adjacent fuel nozzles 5, on the areas between the fuel nozzles 5 is applied.
  • the annular region 9, which corresponds to that of the thermal barrier coating 7 in the example of FIG. 3, is separated from the extensions 10 in the drawing for better illustration by a dashed line.
  • the thermal barrier coating 8 is preferably made in one piece and connected.
  • a layer thickness of the thermal barrier layers 7 and 8 can vary locally, as has already been explained in detail.
  • the invention offers the advantage of an increased lifetime of the fuel lances produced according to the invention by a selectively applied thermal barrier layer reduces the temperature gradient occurring during operation in the tip of the fuel lances and protects the tip of the fuel lances from strong mechanical stresses resulting in cracks and thus damage or destruction would lead the fuel lance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner. The method has at least the following steps: creation of a fuel lance body having a tip that has a cooling air duct, which opens into an exit opening (3) extending around a longitudinal axis of the fuel lance body, and a nozzle face, which is arranged around the exit opening (3) and has a plurality of fuel nozzles (5); determination of a spatial distribution of a heat input, to which the nozzle face is subjected during operation when a fuel flowing out through the fuel nozzles (5) is burnt; and application of a thermally insulating layer (8) onto the nozzle face in accordance with the spatial distribution of the heat input. A fuel lance that can be produced with the method according to the invention and a burner having such a fuel lance are also introduced.

Description

Beschreibung description
Brennstofflanzen mit Wärmedämmbeschichtung Technisches Gebiet Fuel lances with thermal barrier coating Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine verbesserte Bennstofflanze, eine verbesserte Brennstofflanze und einen Brenner mit einer solchen Brennstofflan- ze . The present invention relates to a manufacturing method for an improved fuel lance, an improved fuel lance and a burner having such a fuel lance.
Technischer Hintergrund Technical background
Brennstofflanzen werden bei Brennern eingesetzt, die sowohl mit flüssigem Brennstoff, als auch mit gasförmigem Brennstoff betrieben werden können. In der Regel ist die Brennstofflanze zum Betrieb mit flüssigen Brennstoffen, beispielsweise Öl, vorgesehen. Der flüssige Brennstoff strömt durch die Brennstofflanze und tritt an ihrer Spitze durch Brennstoffdüsen in eine Brennkammer aus, wobei der Brennstoff zerstäubt wird.Fuel lances are used in burners that can be operated with both liquid fuel and gaseous fuel. In general, the fuel lance for operation with liquid fuels, such as oil, is provided. The liquid fuel flows through the fuel lance and exits at its tip through fuel nozzles in a combustion chamber, wherein the fuel is atomized.
Die Brennstofflanzen enthalten außerdem einen Kühlluftkanal, durch den von einem Verdichter verdichtete Luft in die Brennkammer gelangt, die sich mit dem von den Brennstoffdüsen zerstäubten flüssigen Brennstoff vermischt. Die verdichtete Luft verbrennt mit dem flüssigen Brennstoff zu einem heißen Abgas. Der von dem heißen Abgas erzeugte Strömungsdruck treibt üblicherweise eine Gasturbine an, die neben dem Verdichter für die Kühlluft beziehungsweise die Verbrennungsluft beispielsweise einen elektrischen Generator antreiben kann. The fuel lances also include a cooling air passage through which compressed air from a compressor enters the combustion chamber, which mixes with the liquid fuel atomized by the fuel nozzles. The compressed air burns with the liquid fuel to a hot exhaust gas. The flow pressure generated by the hot exhaust gas usually drives a gas turbine, which can drive, for example, an electric generator in addition to the compressor for the cooling air or the combustion air.
Beim Betrieb ist die Spitze der Brennstofflanze wegen der nahen Flamme hohen Temperaturen in einem Bereich bis ungefähr 1000 Grad Celsius ausgesetzt. Der flüssige Brennstoff und die Kühlluft besitzen hingegen deutlich niedrigere Temperaturen und kühlen die Brennstofflanze im Bereich um die jeweiligen Austrittsöffnungen ab. Dadurch treten an der Spitze der In operation, the tip of the fuel lance is exposed to high temperatures in a range up to about 1000 degrees Celsius due to the near flame. The liquid fuel and the cooling air, however, have significantly lower temperatures and cool the fuel lance in the area around the respective outlet openings. This occurs at the top of the
Brennstofflanze häufig starke Temperaturgradienten auf, die zu mechanischen Spannungen und schließlich zu Rissen führen. In WO 2010/066516 A2 wird vorgeschlagen, die Spitze der Fuel lances often have high temperature gradients that lead to mechanical stresses and eventually cracks. In WO 2010/066516 A2 it is proposed to top the
Brennstofflanze mit Schlitzen zu versehen, die eine Wärmeausdehnung des erhitzten Materials erlauben und dadurch die me- chanischen Spannungen in der Spitze des Brennstofflanze vermindern sollen. Solche Schlitze können jedoch nicht an allen Oberflächenstellen der Spitze der Brennstofflanze vorgesehen werden, ohne deren Stabilität zu beeinträchtigen. Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Brennstofflanze , eine verbesserte Brennstofflanze und einen Brenner mit einer solchen Brennstofflanze einzuführen. Zusammenfassung der Erfindung. To provide fuel lance with slots that allow thermal expansion of the heated material and thereby reduce the mechanical stresses in the tip of the fuel lance. However, such slots can not be provided at all surface locations of the tip of the fuel lance without compromising their stability. The invention therefore has for its object to introduce a method for producing an improved fuel lance, an improved fuel lance and a burner with such a fuel lance. Summary of the invention.
Ein erster Erfindungsaspekt führt daher ein Verfahren zur Herstellung einer Brennstofflanze für einen Brenner, insbesondere für einen Gasturbinenbrenner, ein. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf: A first aspect of the invention therefore introduces a method for producing a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner. The method has at least the following steps:
- Erstellen eines Brennstofflanzenkörpers mit einer Spitze, welche einen in eine sich um eine Längsachse des Brennstofflanzenkörpers herum erstreckende Austrittsöffnung mündenden Kühlluftkanal und eine um die Austrittsöffnung herum angeordnete Düsenfläche mit einer Mehrzahl von Brennstoffdüsen aufweist ; - Creating a fuel lance body having a tip, which has a projecting into a about a longitudinal axis of the fuel lance body extending around the outlet cooling air duct and a nozzle disposed around the outlet opening around the nozzle surface having a plurality of fuel nozzles;
- Bestimmen einer örtlichen Verteilung eines Hitzeeintrags, den die Düsenfläche im Betrieb bei Verbrennung eines durch die Brennstoffdüsen ausgeströmten Brennstoffes erfährt; und Determining a local distribution of a heat input experienced by the nozzle surface in operation upon combustion of a fuel discharged through the fuel nozzles; and
- Aufbringen einer Wärmedämmschicht auf die Düsenfläche in Abhängigkeit von der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags. - Applying a thermal barrier coating on the nozzle surface depending on the local distribution of heat input.
Dabei braucht der Schritt des Bestimmens der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags für einen bestimmten Typ von Brennstofflanzenkörper nur einmal ausgeführt werden, während die weiteren Schritte für die Herstellung einer größeren Anzahl von erfindungsgemäßen Brennstofflanzen beliebig oft wiederholt werden können. Hierzu kann die örtliche Verteilung des Hitzeeintrags für die zukünftige Verwendung gespeichert wer- den. Der Hitzeeintrag kann dabei beispielsweise durch Messung im (Probe- ) Betrieb oder anhand von Computersimulationen oder Berechnungen bestimmt werden. In this case, the step of determining the local distribution of the heat input for a particular type of fuel lance body need only be carried out once, while the further steps for the production of a larger number of fuel lances according to the invention can be repeated as often as desired. For this, the local distribution of the heat input can be stored for future use. The heat input can be determined, for example, by measurement in (trial) operation or by means of computer simulations or calculations.
Das Verfahren der Erfindung stellt eine Möglichkeit bereit, verbesserte Brennstofflanzen herzustellen. Indem eine Wärmedämmschicht auf die Düsenfläche in Abhängigkeit von der örtlichen Verteilung des im Betrieb der Brennstofflanze entstehenden Hitzeeintrags aufgebracht wird, können die Temperaturgradienten in der Spitze der Brennstofflanze stark vermindert werden, was eine Entstehung von starken mechanischen Spannungen innerhalb der Spitze der Brennstofflanze verhindert. Dadurch kann das Auftreten von Rissen verhindert werden, was die Lebensdauer der Brennstofflanze verlängert. Vorzugsweise kann der Schritt des Bestimmens der örtlichenThe method of the invention provides a way to produce improved fuel lances. By applying a thermal barrier coating to the nozzle surface in response to the localized distribution of heat input during operation of the fuel lance, the temperature gradients in the tip of the fuel lance can be greatly reduced, preventing generation of high mechanical stresses within the tip of the fuel lance. This can prevent the occurrence of cracks, which prolongs the life of the fuel lance. Preferably, the step of determining the local
Verteilung des Hitzeeintrags einen ersten Schritt des Bestimmens eines ersten Hitzeeintrags und einen zweiten Schritt des Bestimmens eines zweiten Hitzeeintrags umfassen. Der erste Hitzeeintrag ist dabei derjenige Hitzeeintrag, den eine erste Oberflächenstelle der Düsenfläche im Betrieb bei Verbrennung des durch die Brennstoffdüsen ausgeströmten Brennstoffes erfährt. Der zweite Hitzeeintrag ist dementsprechend derjenige Hitzeeintrag, den eine zweite Oberflächenstelle der Düsenfläche im Betrieb bei Verbrennung des durch die Brennstoffdüsen ausgeströmten Brennstoffes erfährt. Dabei wird die Wärmedämmschicht auf die erste Oberflächenstelle mit einer ersten Schichtdicke und auf die zweite Oberflächenstelle mit einer zweiten Schichtdicke aufgetragen. Das heißt, wenn beispielsweise die erste Oberflächenstelle einen größeren Hitzeeintrag erfährt als die zweite Oberflächenstelle, soll die auf der ersten Oberflächenstelle aufgetragene Wärmedämmschicht eine größere Schichtdicke aufweisen als die auf der zweiten Oberflächenstelle aufgetragene Wärmedämmschicht und umgekehrt. Dies bietet den Vorteil, dass die Temperaturverteilung in der Spitze der Brennstofflanze besonders gut nivelliert wird, wodurch die Temperaturgradienten besonders stark verringert werden. Die Erfindung umfasst allerdings auch Ausführungsformen, bei denen die Wärmedämmschicht mit einer weitgehend konstanten Schichtdicke aufgetragen wird. Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, wenn der oben erwähnte Verfahrensschritt - nämlich dass die Wärmedämmschicht auf die erste Oberflächenstelle mit einer ersten Schichtdicke und auf die zweite Oberflächenstelle mit einer zweiten Schichtdicke aufgetragen - dadurch ergänzt wird, dass eine ausgewählte Schichtdicke von erster und zweiter Schichtdicke größer als eine verbleibende Schichtdicke von erster und zweiter Schichtdicke gewählt wird, wenn ein der ausgewählten Schichtdicke zugeordneter Hitzeeintrag des ersten und des zweiten Hitzeeintrags größer als ein der verbleibenden Schichtdicke zugeordneter Hitzeeintrag des ersten und des zweiten Hitzeeintrags ist. Distribution of the heat input comprise a first step of determining a first heat input and a second step of determining a second heat input. The first heat input is the heat input which a first surface point of the nozzle surface undergoes during operation during combustion of the fuel which has flowed out through the fuel nozzles. Accordingly, the second heat input is the heat input experienced by a second surface location of the nozzle surface during operation upon combustion of the fuel that has flowed through the fuel nozzles. In this case, the thermal barrier coating is applied to the first surface location with a first layer thickness and to the second surface location with a second layer thickness. That is, if, for example, the first surface location experiences a greater heat input than the second surface location, the thermal barrier coating applied to the first surface location should have a greater layer thickness as the thermal barrier coating applied to the second surface area and vice versa. This offers the advantage that the temperature distribution in the tip of the fuel lance is leveled particularly well, whereby the temperature gradients are particularly greatly reduced. However, the invention also includes embodiments in which the thermal barrier coating is applied with a substantially constant layer thickness. It can also be considered advantageous if the method step mentioned above-namely, that the thermal barrier coating applied to the first surface location with a first layer thickness and to the second surface location with a second layer thickness-is supplemented by a selected layer thickness of first and second layer thickness is selected to be greater than a remaining layer thickness of first and second layer thickness when a heat input of the first and the second heat input assigned to the selected layer thickness is greater than a heat input of the first and the second heat input assigned to the remaining layer thickness.
Das heißt, wenn beispielsweise die erste Oberflächenstelle einen größeren Hitzeeintrag erfährt als die zweite Oberflä- chenstelle, soll die auf der ersten Oberflächenstelle aufgetragene Wärmedämmschicht eine größere Schichtdicke aufweisen als die auf der zweiten Oberflächenstelle aufgetragene Wärmedämmschicht und umgekehrt. Dies bietet den Vorteil, dass die Temperaturverteilung in der Spitze der Brennstofflanze beson- ders gut nivelliert wird, wodurch die Temperaturgradienten besonders stark verringert werden. Die Erfindung umfasst allerdings auch Ausführungsformen, bei denen die Wärmedämmschicht mit einer weitgehend konstanten Schichtdicke aufgetragen wird. That is to say, if, for example, the first surface location experiences a greater heat input than the second surface location, the thermal barrier coating applied to the first surface area should have a greater layer thickness than the thermal barrier coating applied to the second surface location and vice versa. This has the advantage that the temperature distribution in the tip of the fuel lance is leveled particularly well, whereby the temperature gradients are particularly reduced. However, the invention also includes embodiments in which the thermal barrier coating is applied with a substantially constant layer thickness.
Bei einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann die Wärmedämmschicht auf die erste und die zweite Oberflächenstelle aufgetragen werden, indem in einem ersten Schritt eine erste Teilschicht der Wärmedämmschicht auf sowohl die erste und die zweite Oberflächenstelle und in einem zweiten Schritt eine zweite Teilschicht der Wärmedämmschicht auf entweder die erste oder die zweite Oberflächenstelle aufgebracht werden. In one embodiment variant of the method, the thermal barrier coating can be applied to the first and the second surface location by a first step in a first step Partial layer of the thermal barrier coating on both the first and the second surface location and in a second step, a second sub-layer of the thermal barrier coating are applied to either the first or the second surface site.
Das Aufbringen der Wärmedämmschicht mit variabler Schichtdicke als eine Reihe von übereinandergelagerten Teilschichten erlaubt eine präzise örtliche Steuerung der Schichtdicken der Wärmedämmschicht. Dabei ist es als äquivalent anzusehen, wenn eine Teilschicht mit geringerer örtlicher Ausdehnung auf oder unter (beziehungsweise zeitlich vor oder nach) einer Teilschicht mit größerer örtlicher Ausdehnung aufgebracht wird. The application of the variable thickness thermal barrier coating as a series of superposed sublayers allows precise local control of the thermal barrier coating layer thicknesses. In this case, it is considered equivalent if a partial layer with a smaller spatial extent is applied to or below (or before or after) a partial layer with a greater local extent.
Vorzugsweise wird die Wärmedämmschicht nur auf diejenigen Be- reiche der Düsenfläche aufgetragen, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten ersten Schwellwertes liegt. The heat-insulating layer is preferably applied only to those areas of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined first threshold value.
Dadurch wird das Auftragen der Wärmedämmschicht vereinfacht und Material eingespart. Außerdem wird auch die Wärmedämm- Schicht einen Hitzeeintrag in die Spitze des Brennstofflanze nicht vollständig verhindern, weshalb ein Weglassen der Wärmedämmschicht an Stellen, an denen der Hitzeeintrag unterhalb des ersten Schwellwertes liegt, eine Erwärmung der Teile ohne Wärmedämmschicht bewirken wird, die derjenigen derjenigen in den Bereichen mit Wärmedämmschicht näherungsweise entspricht, wodurch wiederum Temperaturgradienten verhindert oder abgeschwächt werden. This simplifies the application of the thermal barrier coating and saves material. In addition, the heat-insulating layer will not completely prevent a heat input into the tip of the fuel lance, which is why omitting the thermal barrier coating at locations where the heat input is below the first threshold, will cause heating of the parts without thermal barrier coating, that of those in the Areas with thermal insulation layer corresponds approximately, which in turn prevents or mitigates temperature gradients.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wird eine erste Teilschicht auf diejenigen Bereiche der Düsenfläche aufgetragen, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten ersten Schwellwertes liegt. Außerdem wird eine e zweite Teilschicht zusätzlich auf diejenigen Bereiche der Düsenfläche aufgetragen, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten zweiten Schwellwertes liegt, der größer als der erste Schwellwert ist. Im Ergebnis weist die Düsenfläche wenigstens drei Bereiche auf, einen ersten ohne Wärmedämmschicht, einen zweiten mit nur der ersten Teilschicht und einen dritten mit der ersten und der zweiten Teilschicht, wodurch die Schichtdicke der re- sultierenden Wärmedämmschicht in dem dritten Bereich größer als diejenige im zweiten Bereich ist. Der Hitzeeintrag im dritten Bereich ist dabei größer als derjenige im zweiten Bereich, welcher wiederum größer als der Hitzeeintrag im ersten Bereich ist, so dass die auftretenden Temperaturgradienten weitgehend ausgeglichen werden. In a preferred embodiment, a first sub-layer is applied to those regions of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined first threshold value. In addition, a second sub-layer is additionally applied to those regions of the nozzle surface in which the heat input is above a predetermined second threshold, which is greater than the first threshold value. As a result, the nozzle surface has at least three regions, a first without thermal insulation layer, a second with only the first partial layer and a third with the first and the second partial layer, whereby the layer thickness of the resulting thermal barrier coating in the third region is greater than that in the second Area is. The heat input in the third region is greater than that in the second region, which in turn is greater than the heat input in the first region, so that the occurring temperature gradients are largely compensated.
Vorzugsweise ist eine örtliche Schichtdicke der Wärmedämmschicht als Funktion der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags gewählt. Preferably, a local layer thickness of the thermal barrier coating is selected as a function of the local distribution of the heat input.
Das heißt, dass die Wärmedämmschicht mit einer jeweiligen Schichtdicke ausgeführt wird, die von dem für diese Stelle zu erwartenden Hitzeeintrag abhängt. Insbesondere kann die örtliche Schichtdicke der Wärmedämmschicht proportional zu der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags gewählt sein. This means that the thermal barrier coating is carried out with a respective layer thickness which depends on the expected heat input for this site. In particular, the local layer thickness of the thermal barrier coating may be chosen to be proportional to the local distribution of the heat input.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung führt eine Brennstofflanze für einen Brenner, insbesondere für einen Gasturbinenbrenner, ein, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt oder herstellbar ist. A second aspect of the invention introduces a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner, which is produced or producible by the method according to the invention.
Diese Brennstofflanze besitzt einen Brennstofflanzenkörper mit einer Spitze, welche einen in eine sich um eine Längsachse des Brennstofflanzenkörpers herum erstreckende Austrittsöffnung mündenden Kühlluftkanal und eine um die Austrittsöffnung herum angeordnete Düsenfläche mit einer Mehrzahl von Brennstoffdüsen besitzt. Erfindungsgemäß umfasst die Brenn- stofflanze ferner eine auf der Düsenfläche in Abhängigkeit von einer örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags, den die Düsenfläche im Betrieb bei Verbrennung eines durch die Brenn- stoffdüsen ausgeströmten Brennstoffes erfährt, aufgetragene Wärmedämmschicht . This fuel lance has a fuel lance body with a tip having a cooling air passage opening into an exhaust port extending around a longitudinal axis of the fuel lance body and a nozzle surface having a plurality of fuel nozzles arranged around the exhaust port. In accordance with the invention, the fuel lance further comprises a nozzle on the surface in response to a local distribution of the heat input, the nozzle surface in operation in combustion of a combustion by the Brenn- fuel nozzles emitted fuel experiences, applied thermal barrier coating.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Wärmedämm- Schicht zumindest bereichsweise ringförmig um die Austrittsöffnung des Kühlluftkanals herum angeordnet ist. Advantageously, it can be provided that the heat-insulating layer is at least partially annularly arranged around the outlet opening of the cooling air duct.
An diesem Ort treffen die verdichtete Luft und der flüssige Brennstoff zuerst aufeinander, weshalb die Flamme hier einen geringen Abstand zur Spitze der Brennstofflanze besitzt und somit auch einen besonders hohen Hitzeeintrag bewirkt. Zudem weist die Brennstofflanze zwischen der Austrittsöffnung und den Öldüsen eine verhältnismäßig schmal ausgeführte Struktur auf, die besonders stark und hohen Temperaturgradienten und mechanischen Spannungen leiden würde. At this location, the compressed air and the liquid fuel meet each other first, which is why the flame here has a small distance to the tip of the fuel lance and thus also causes a particularly high heat input. In addition, the fuel lance between the outlet opening and the oil nozzles has a relatively narrow structure, which would suffer particularly high and high temperature gradients and mechanical stresses.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Wärmedämmschicht eine Mehrzahl von Fortsätzen aufweist, von denen sich jeweils einer zwischen zwei benachbarten Brennstoffdüsen auf der Düsenfläche erstreckt. Furthermore, it can be advantageously provided that the thermal barrier coating has a plurality of extensions, one of which extends between two adjacent fuel nozzles on the nozzle surface.
Die Erfinder haben erkannt, dass aufgrund der an den Brennstoffdüsen durch den ausströmenden flüssigen Brennstoff erfolgenden lokalen Kühlung auch besonders große Temperaturgra- dienten zwischen den Brennstoffdüsen und den Bereichen derThe inventors have recognized that due to the local cooling taking place at the fuel nozzles by the outflowing liquid fuel, particularly large temperature gradients between the fuel nozzles and the regions of the fuel nozzles
Düsenfläche zwischen den einzelnen Brennstoffdüsen auftreten, welche durch die Fortsätze der Wärmedämmschicht reduziert werden sollen. Ein weiterer Erfindungsaspekt führt einen Brenner, insbesondere einen Gasturbinenbrenner, ein. Erfindungsgemäß umfasst der Brenner mindestens eine Brennstofflanze , welche nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildet ist. . Nozzle surface between the individual fuel nozzles occur, which are to be reduced by the extensions of the thermal barrier coating. Another aspect of the invention introduces a burner, in particular a gas turbine burner. According to the invention, the burner comprises at least one fuel lance, which is designed according to one of claims 9 to 12. ,
Kurzbeschreibung der Abbildungen Brief description of the pictures
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine perspektivische Sicht einer Spitze einer herkömmlichen Brennstofflanze mit einer örtlichen Verteilung eines Hitzeeintrags im Betrieb der Brenn- Stofflanze; The invention will be explained in more detail with reference to figures. Showing: Figure 1 is a perspective view of a tip of a conventional fuel lance with a local distribution of a heat input in the operation of the fuel lance.
Figur 2 eine frontale Draufsicht der Spitze von Figur 1 ; Figure 2 is a frontal plan view of the tip of Figure 1;
Figur 3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen FIG. 3 shows a first embodiment of the invention
Brennstofflanze ; und  Fuel lance; and
Figur 4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen FIG. 4 shows a second embodiment of the invention
Brennstofflanze . Ausführliche Beschreibung der Abbildungen  Fuel lance. Detailed description of the pictures
Figur 1 zeigt eine perspektivische Sicht einer Spitze 1 einer herkömmlichen Brennstofflanze mit einer örtlichen Verteilung eines Hitzeeintrags im Betrieb der Brennstofflanze . Figur 2 zeigt eine frontale Draufsicht der Spitze 1 von Figur 1. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen dabei dieselben Elemente, die im Folgenden näher erläutert werden. Figure 1 shows a perspective view of a tip 1 of a conventional fuel lance with a local distribution of a heat input in the operation of the fuel lance. Figure 2 shows a frontal plan view of the tip 1 of Figure 1. The same reference numerals designate the same elements, which are explained in more detail below.
Die Spitze 1 der Brennstofflanze ist üblicherweise um eine Längsachse 2 der Brennstofflanze rotationssymmetrisch ausgebildet. Im Inneren der Spitze 1 der Brennstofflanze verläuft ein Kühlluftkanal, der sich in einer Austrittsöffnung 3 in eine Brennkammer eines Brenners öffnet. Auf einer beispielsweise wenigstens näherungsweise kegelstumpfförmigen Düsenflä- che 4 sind entlang des Umfangs der Düsenfläche 4 mehrereThe tip 1 of the fuel lance is usually rotationally symmetrical about a longitudinal axis 2 of the fuel lance. Inside the tip 1 of the fuel lance runs a cooling air channel which opens in an outlet opening 3 in a combustion chamber of a burner. On an example, at least approximately frusto-conical nozzle surface 4 along the circumference of the nozzle surface 4 more
Brennstoffdüsen 5 angeordnet, die jeweils zentral eine Düsenöffnung zum Zerstäuben und Ausströmen des flüssigen Brennstoffes aufweisen. Dabei kann eine beliebige Mehrzahl von Brennstoffdüsen 5 vorgesehen sein, allerdings hat sich eine Zahl von drei Brennstoffdüsen als vorteilhafter Kompromiss zwischen der Komplexität des Aufbaus und der räumlichen Verteilung des flüssigen Brennstoffes in der Brennkammer erwiesen. Um die Brennstoffdüsen 5 herum können optional zusätzli- che Kühlluftbohrungen 6 vorgesehen sein, durch die von dem Kühlluftkanal ausgehend ebenfalls verdichtete Luft ausströmen kann . Die Analyse der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags zeigt, dass die Bereiche um die Austrittsöffnung 3 herum sowie zwischen den Brennstoffdüsen 5 beziehungsweise den Kühlluftbohrungen 6 benachbarter Brennstoffdüsen 5 die höchsten Temperaturen vorliegen. Der aus den Brennstoffdüsen 5 ausströmende flüssige Brennstoff sowie die aus der Austrittsöffnung 3 und gegebenenfalls den Kühlluftbohrungen 6 austretende Luft kühlen die diese Öffnungen umgebenden Bereiche, so dass zwischen den genannten heißen Bereichen einerseits und den genannten gekühlten Bereichen andererseits große Temperaturgradienten entstehen, die besonders im Bereich unmittelbar zwischen den Brennstoffdüsen 5 und der Austrittsöffnung 3 zu Rissen führen können, die die Lebensdauer der Brennstofflanze verkürzen. Fuel nozzles 5 are arranged, each having a central nozzle opening for sputtering and outflow of the liquid fuel. Any number of fuel nozzles 5 may be provided, however, a number of three fuel nozzles has proven to be an advantageous compromise between the complexity of the design and the spatial distribution of the liquid fuel in the combustion chamber. Around the fuel nozzles 5, optional additional che cooling air holes 6 may be provided, can also emit compressed air from the cooling air channel starting. The analysis of the local distribution of the heat input shows that the areas around the outlet opening 3 and between the fuel nozzles 5 and the cooling air bores 6 of adjacent fuel nozzles 5 are at the highest temperatures. The liquid flowing out of the fuel nozzles 5 liquid fuel and the air emerging from the outlet opening 3 and optionally the cooling air holes 6 cool the areas surrounding these openings, so that between the said hot areas on the one hand and said cooled areas on the other hand large temperature gradients arise, especially in the area directly between the fuel nozzles 5 and the outlet opening 3 can lead to cracks that shorten the life of the fuel lance.
Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Brennstofflanze . Die erfindungsgemäße Brennstofflanze ist im Wesentlichen wie die herkömmlichen Brennstofflanzen der Figuren 1 und 2 aufgebaut. Zusätzlich besitzt sie jedoch eine auf der Düsenfläche 4 angeordnete Wärmedämmschicht 7 beziehungsweise 8, die im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ringför- mig um die Austrittsöffnung 3 herum angeordnet ist. Diese Anordnung schützt bei einer minimalen Fläche der Wärmedämmschicht 7 den empfindlichsten Bereich der Spitze der Brennstofflanze 1, der zwischen der Austrittsöffnung 3 und den Brennstoffdüsen 5 liegt. FIG. 3 shows a first embodiment of the fuel lance according to the invention. The fuel lance according to the invention is constructed substantially like the conventional fuel lances of Figures 1 and 2. In addition, however, it has a thermal insulation layer 7 or 8 which is arranged on the nozzle surface 4 and which in the exemplary embodiment of FIG. 3 is arranged annularly around the outlet opening 3. This arrangement protects at a minimum surface of the thermal barrier coating 7 the most sensitive area of the tip of the fuel lance 1, which lies between the outlet opening 3 and the fuel nozzles 5.
Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstofflanze , bei der die Wärmedämmschicht 8 sowohl - wie beim ersten Ausführungsbeispiel - auf dem Bereich 9 zwischen der Austrittsöffnung 3 und den Brennstoffdüsen 5, als auch in Form von Fortsätzen 10, die vorzugsweise in einer der Anzahl der Brennstoffdüsen 5 entsprechenden Anzahl vorhanden und jeweils zwischen zwei benachbarten Brennstoffdüsen 5 angeordnet sind, auf den Bereichen zwischen den Brennstoffdüsen 5 aufgebracht ist. Der ringförmige Bereich 9, der dem der Wärmedämmschicht 7 im Beispiel der Figur 3 entspricht, ist in der Zeichnung zur besseren Illustration durch eine gestrichelte Linie von den Fortsätzen 10 abgetrennt. In der Reali- tät ist die Wärmedämmschicht 8 jedoch vorzugsweise einteilig und zusammenhängend ausgeführt . Figure 4 shows a second embodiment of the fuel lance according to the invention, in which the thermal barrier coating 8 both - as in the first embodiment - on the area 9 between the outlet opening 3 and the fuel nozzles 5, as well as in the form of extensions 10, preferably in one of the number Fuel nozzles 5 corresponding number available and are each arranged between two adjacent fuel nozzles 5, on the areas between the fuel nozzles 5 is applied. The annular region 9, which corresponds to that of the thermal barrier coating 7 in the example of FIG. 3, is separated from the extensions 10 in the drawing for better illustration by a dashed line. In reality, however, the thermal barrier coating 8 is preferably made in one piece and connected.
Bei allen gezeigten Ausführungsformen der Erfindung kann eine Schichtdicke der Wärmedämmschichten 7 und 8 örtlich variie- ren, wie es bereits ausführlich erläutert wurde. In all embodiments of the invention shown, a layer thickness of the thermal barrier layers 7 and 8 can vary locally, as has already been explained in detail.
Die Erfindung bietet den Vorteil einer erhöhten Lebensdauer der erfindungsgemäß hergestellten Brennstofflanzen, indem eine selektiv aufgebrachte Wärmedämmschicht die im Betrieb in der Spitze der Brennstofflanzen auftretenden Temperaturgradienten reduziert und die Spitze der Brennstofflanzen so vor starken mechanischen Spannungen schützt, die zu Rissen und somit zur Beschädigung oder Zerstörung der Brennstofflanze führen würden. The invention offers the advantage of an increased lifetime of the fuel lances produced according to the invention by a selectively applied thermal barrier layer reduces the temperature gradient occurring during operation in the tip of the fuel lances and protects the tip of the fuel lances from strong mechanical stresses resulting in cracks and thus damage or destruction would lead the fuel lance.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben wurde, sollen die Ausführungsbeispiele nicht als die Erfindung beschränkend angesehen werden. Viel mehr sind Abweichungen von den gezeigten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen . Although the invention has been described in more detail by means of embodiments, the embodiments should not be regarded as limiting the invention. Much more deviations from the embodiments shown are possible without departing from the scope of the following claims.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Brennstofflanze für einen Brenner, insbesondere für einen Gasturbinenbrenner, mit den Schritten: 1. A method for producing a fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner, comprising the steps of:
- Erstellen eines Brennstofflanzenkorpers mit einer Spitze (1), welche einen in eine sich um eine Längsachse (2) des Brennstofflanzenkorpers herum erstreckende Austrittsöffnung (3) mündenden Kühlluftkanal und eine um die Austrittsöffnung (3) herum angeordnete Düsenfläche (4) mit einer Mehrzahl von Brennstoffdüsen (5) aufweist; - Creating a fuel crop body with a tip (1), which in an opening around a longitudinal axis (2) of the fuel tree body extending around the outlet opening (3) cooling air channel and around the outlet opening (3) arranged around the nozzle surface (4) having a plurality of Having fuel nozzles (5);
- Bestimmen einer örtlichen Verteilung eines Hitzeeintrags, den die Düsenfläche (4) im Betrieb bei Verbrennung eines durch die Brennstoffdüsen ausgeströmten Brennstoffes erfährt; und Determining a localized distribution of a heat input experienced by the nozzle surface (4) during operation upon combustion of a fuel discharged through the fuel nozzles; and
- Aufbringen einer Wärmedämmschicht (7, 8) auf die Düsenflä- che (4) in Abhängigkeit von der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags . - Applying a thermal barrier coating (7, 8) on the nozzle surface (4) depending on the local distribution of the heat input.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Schritt des Bestimmens der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags einen ersten Schritt des Bestimmens eines ersten Hitzeeintrags, den eine erste Oberflächenstelle der Düsenfläche (4) im Betrieb bei Verbrennung des durch die Brennstoff- düsen (5) ausgeströmten Brennstoffes erfährt, und einen zwei- ten Schritt des Bestimmens eines zweiten Hitzeeintrags, den eine zweite Oberflächenstelle der Düsenfläche (4) im Betrieb bei Verbrennung des durch die Brennstoffdüsen (5) ausgeströmten Brennstoffes erfährt, umfasst und bei dem die Wärmedämmschicht (7, 8) auf die erste Oberflächenstelle mit einer ers- ten Schichtdicke und auf die zweite Oberflächenstelle mit einer zweiten Schichtdicke aufgetragen wird. characterized in that the step of determining the localized distribution of the heat input comprises a first step of determining a first heat input experienced by a first surface location of the nozzle surface (4) in operation upon combustion of the fuel emanating from the fuel nozzles (5) and a second heat input - the step of determining a second heat input, which experiences a second surface location of the nozzle surface (4) in operation upon combustion of the fuel discharged through the fuel nozzles (5) fuel, and wherein the thermal barrier coating (7, 8) on the first surface site with a first layer thickness and is applied to the second surface location with a second layer thickness.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmedämmschicht (7,8) auf die erste Oberflächenstelle mit einer ersten Schichtdicke und auf die zweite Oberflächenstelle mit einer zweiten Schichtdicke aufgetragen wird, wobei eine ausgewählte Schichtdicke von erster und zweiter Schichtdicke größer als eine verbleibende Schichtdicke von erster und zweiter Schichtdicke gewählt ist, wenn ein der ausgewählten Schichtdicke zugeordneter Hitzeeintrag des ersten und des zweiten Hitzeeintrags größer als ein der verbleibenden 3. The method according to claim 2, characterized in that the thermal barrier coating (7, 8) is applied to the first surface area at a first layer thickness and to the second surface location at a second layer thickness, wherein a selected layer thickness of first and second layer thicknesses is greater than a remaining layer thickness of first and second layer thicknesses when a heat input of the first and second heat input associated with the selected layer thickness is greater than one of the remaining ones
Schichtdicke zugeordneter Hitzeeintrag des ersten und des zweiten Hitzeeintrags ist. Layer thickness associated heat input of the first and second heat input is.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 , 4. The method according to claim 2 or 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmedämmschicht (7, 8) auf die erste und die zweite Oberflächenstelle aufgetragen wird, indem in einem ersten Schritt eine erste Teilschicht der Wärmedämmschicht (7, 8) auf sowohl die erste und die zweite Oberflächenstelle und in einem zweiten Schritt eine zweite Teilschicht der Wärmedämm- schicht auf entweder die erste oder die zweite Oberflächenstelle aufgebracht werden. characterized in that the heat-insulating layer (7, 8) is applied to the first and the second surface area by, in a first step, a first part-layer of the heat-insulating layer (7, 8) on both the first and the second surface location and in a second step a second Partial layer of the thermal barrier coating can be applied to either the first or the second surface location.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmedämmschicht (7, 8) nur auf diejenigen Bereiche der Düsenfläche (4) aufgetragen wird, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten ersten Schwellwertes liegt. 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-insulating layer (7, 8) is applied only to those regions of the nozzle surface (4) in which the heat input is above a predetermined first threshold value.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s 6. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e c e n e, d a s s
eine erste Teilschicht auf diejenigen Bereiche der Düsenfläche (4) aufgetragen wird, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten ersten Schwellwertes liegt, und bei dem eine zweite Teilschicht zusätzlich auf diejenigen Berei- che der Düsenfläche (4) aufgetragen wird, in denen der Hitzeeintrag oberhalb eines vorherbestimmten zweiten Schwellwertes liegt, der größer als der erste Schwellwert ist. a first partial layer is applied to those regions of the nozzle surface (4) in which the heat input is above a predetermined first threshold value and in which a second partial layer is additionally applied to those regions of the nozzle surface (4) in which the heat input above a predetermined second threshold, which is greater than the first threshold.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine örtliche Schichtdicke der Wärmedämmschicht (7, 8) als Funktion der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags gewählt ist . 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a local layer thickness of the thermal barrier coating (7, 8) is chosen as a function of the local distribution of the heat input.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die örtliche Schichtdicke der Wärmedämmschicht (7, 8) proportional zu der örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags gewählt ist. 8. The method of claim 7, wherein the local layer thickness of the thermal barrier coating (7, 8) is selected in proportion to the local distribution of the heat input.
9. Brennstofflanze für einen Brenner, insbesondere für einen Gasturbinenbrenner, 9. fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Brennstofflanze mittels des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt oder herstellbar ist. The fuel lance is manufactured or manufacturable by the method of any one of the preceding claims.
10. Brennstofflanze für einen Brenner, insbesondere für einen Gasturbinenbrenner, wobei die Brennstofflanze einen Brennstofflanzenkörper mit einer Spitze (1) aufweist, welche einen in eine sich um eine Längsachse (2) des Brennstofflanzenkör- pers herum erstreckende Austrittsöffnung (3) mündenden Kühl- luftkanal und eine um die Austrittsöffnung (3) herum angeordnete Düsenfläche (4) mit einer Mehrzahl von Brennstoffdüsen (5) besitzt, 10. A fuel lance for a burner, in particular for a gas turbine burner, wherein the fuel lance has a fuel lance body with a tip (1) which opens into a cooling air duct extending into a discharge opening (3) extending around a longitudinal axis (2) of the fuel lance body and has a nozzle surface (4) arranged around the outlet opening (3) and having a plurality of fuel nozzles (5),
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h marked by
eine in Abhängigkeit von einer örtlichen Verteilung des Hitzeeintrags, den die Düsenfläche (4) im Betrieb bei Verbrennung eines durch die Brennstoffdüsen (5) ausgeströmten Brennstoffes erfährt, aufgetragene Wärmedämmschicht (7, 8) . a thermal barrier coating (7, 8) applied in response to a localized distribution of the heat input experienced by the nozzle surface (4) during operation upon combustion of fuel emitted by the fuel nozzles (5).
11. Brennstofflanze des vorhergehenden Anspruchs, 11. fuel lance of the preceding claim,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmedämmschicht (7, 8) zumindest bereichsweise ringförmig um die Austrittsöffnung (3) des Kühlluftkanals herum an- geordnet ist. That is, the heat-insulating layer (7, 8) is arranged at least in regions in a ring around the outlet opening (3) of the cooling-air channel.
12. Brennstofflanze des vorhergehenden Anspruchs, 12. fuel lance of the preceding claim,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Wärmedämmschicht (8) eine Mehrzahl von Fortsätzen (10) aufweist, von denen sich jeweils einer zwischen zwei benachbarten Brennstoffdüsen (5) auf der Düsenfläche (4) erstreckt. characterized in that the thermal barrier coating (8) has a plurality of extensions (10) each of which extends between two adjacent fuel nozzles (5) on the nozzle surface (4).
13. Brenner, insbesondere Gasturbinenbrenner, 13. burners, in particular gas turbine burners,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s er mindestens eine Brennstofflanze nach einem der Ansprücheand at least one fuel lance according to any one of the claims
9 bis 12 umfasst. 9 to 12.
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