EP4113008A1 - Hydrogen fired combustion chamber system, method and apparatus - Google Patents

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EP4113008A1
EP4113008A1 EP21183260.5A EP21183260A EP4113008A1 EP 4113008 A1 EP4113008 A1 EP 4113008A1 EP 21183260 A EP21183260 A EP 21183260A EP 4113008 A1 EP4113008 A1 EP 4113008A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
steam
flame tube
chamber system
modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21183260.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marc Tertilt
Friederike Lange
Martin Stapper
Marcus Gwenner
Christoph Kortschik
Norbert Sürken
Leonard Muke
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 Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority to EP21183260.5A priority Critical patent/EP4113008A1/en
Priority to EP22731254.3A priority patent/EP4334644A1/en
Priority to JP2023577857A priority patent/JP2024523393A/en
Priority to PCT/EP2022/065112 priority patent/WO2023274661A1/en
Priority to KR1020247003540A priority patent/KR20240027111A/en
Priority to CN202280046195.6A priority patent/CN117597548A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • 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
    • F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07005—Injecting pure oxygen or oxygen enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07009—Injection of steam into the combustion chamber

Definitions

  • the invention describes a combustion chamber system (“SteamBooster”) for the combustion of hydrogen with the aim of heating a steam flow or increasing its steam state, a method and a plant.
  • SteamBooster combustion chamber system
  • the boiler in the power plant is usually fired externally with e.g. coal, nuclear waste heat or the exhaust gas of a gas turbine that is fired with gas or oil.
  • Such a steam power plant is the EP 1 375 827 A1 described.
  • the aim is to use hydrogen.
  • the object is achieved by a combustion chamber system according to claim 1 and a method according to claim 21 and a system according to claim 32.
  • the advantage is the combustion of pure hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) with water vapor as the combustion product.
  • the goal is pollutant-free turbines with water or steam as a combustion product (CO 2 -free, NO x -free) or for process steam generation.
  • combustion chamber system can also be integrated into an existing steam power plant or into a steam gas turbine plant (GaD).
  • GaD steam gas turbine plant
  • combustion chamber system can be integrated into industrial applications with steam circuits or steam decoupling, where CO 2 -free co-firing is required in particular.
  • figure 1 shows a combustion chamber system 1 according to the invention.
  • the combustion chamber system 1 has a combustion cylinder 7 with a combustion chamber 30 as a central component.
  • the combustion chamber 30 has a base plate 4 which is preferably directly adjoined by a flame tube 22 with the combustion chamber 30 and an outlet opening 32 at the end of the combustion chamber 30 .
  • the flame tube 22 is preferably ceramic, in particular completely ceramic.
  • the length of the combustion chamber 30 or the flame tube 22 is preferably at least three times, in particular three to five times as long as the hydraulic diameter of the combustion chamber 30.
  • the cross section of the combustion chamber 30 viewed in the combustion chamber direction 31 can be circular or oval in shape.
  • the base plate 4 Preferably in the base plate 4 are several lines (see also Figures 6, 7 ) present, which feed the fuel hydrogen and preferably oxygen and steam, in particular water vapor. However, air can also preferably be used instead of oxygen (O 2 ).
  • the lines are in particular at least a first line 10 for the oxygen (O 2 ), a second line 13 for the hydrogen (H 2 ) and a third line 16 for the water vapor (H 2 O).
  • other, fewer or more leads are also possible.
  • Steam is preferably supplied to the combustion chamber system 1 via a central steam line 19, which is in particular divided, in particular into the third supply line 16 for the steam for the combustion chamber 30 and preferably into a steam line 25 for the steam that is in a space 41 around the flame tube 22 flows and then in places via vapor passages 50 or vapor passages 150 ( 10 , 15 ) flows through the flame tube 22 into the combustion chamber 30.
  • a central steam line 19 which is in particular divided, in particular into the third supply line 16 for the steam for the combustion chamber 30 and preferably into a steam line 25 for the steam that is in a space 41 around the flame tube 22 flows and then in places via vapor passages 50 or vapor passages 150 ( 10 , 15 ) flows through the flame tube 22 into the combustion chamber 30.
  • the intermediate space 41 is preferably delimited directly by the flame tube 22 and a pressure jacket 40.
  • the vapor passages 50 and/or vapor outlets 150 are preferably distributed over the entire length of the flame tube 22 and preferably also around the circumference of the flame tube 22.
  • the steam line 25 can in particular be divided into two steam lines 25', 25'' for the intermediate space 41.
  • the intermediate space 41 is closed at the end, in particular in the area of an outlet opening 32 .
  • the intermediate space 41 represents a closed space, i.e. apart from the supply lines, in particular for the steam, and the steam passages 50 and steam outlets 150.
  • all of the steam from the supply lines preferably flows completely out of the intermediate space 41 into the combustion chamber 30.
  • the combustion chamber system 1 also preferably has drainage lines 33, pressure relief valves or an overpressure protection 36 for this, and a vapor bridge 39 (bypass).
  • an H 2 O spray 42 can be present.
  • flushing system 3 which can flush feed lines, nitrogen being used in particular.
  • the flame tube 22 can be cooled by the steam 28 flowing around it during operation and/or preferably can be preheated by the steam in the standby mode.
  • the proposed combustion chamber system 1 preferably has a combustion chamber axis 31, as shown in figure 2 is shown. It is preferably also an axis of symmetry of the flame tube 22 and/or the combustion chamber 30.
  • the combustion cylinder 7 can be equipped with appropriate supports (optional leaf springs 60 in figure 3 ) can also be arranged horizontally.
  • the combustion chamber 30 preferably has the same cross section across the length of the combustion chamber axis 31 and preferably over the entire length.
  • the combustion chamber system 1 preferably works in a steam atmosphere, preferably from 1 bar to 140 bar, in particular at 1 bar to 80 bar.
  • the combustion chamber 30 is operated in a steam atmosphere of preferably at least 2 bar, in particular at least 6 bar.
  • a pressure loss of 100mbar - 3000mbar is preferably set.
  • figure 2 shows the combustion cylinder 7 with the outer pressure jacket 40 around the flame tube 22 (not visible therefore), whereby the intermediate space 41 ( 4 ) is formed.
  • the modules 46', 46", . . . are then preferably also made of ceramic.
  • a monolithic flame tube 22 made of ceramic or metal can also be used.
  • An oxide ceramic is preferably used, in particular based on aluminum oxide or aluminum oxide/spinel. Preferably no CMC is used.
  • no SiC or silicon-based ceramic is used.
  • the modules 46', 46", ... are preferably made of ceramic, but can also be made of metal tubes, e.g. made of Ni-based alloys, e.g. Inconel, with ceramic coatings, as is the case with coating systems for gas turbine blades or metal heat shield elements of gas turbines is known.
  • the modules 46', 46", ... are arranged in particular one above the other and in particular coaxially to one another and one above the other.
  • the intermediate space 41 can be formed around the flame tube 22 by means of the outer pressure jacket 40 .
  • the modules 46', 46", ... and the base plate 4 are held together in particular with fastening elements 47, in particular spring elements and screws around the rods 43 which bear against the upper plate 44.
  • fastening elements 47 in particular spring elements and screws around the rods 43 which bear against the upper plate 44.
  • Other fastening methods and elements are possible.
  • leaf spring elements 60 which support the modules 46', 46", ... against the outer pressure jacket 40 (not shown).
  • FIG. 3 A cut through figure 3 is in figure 4 1, showing the flame tube 22 or modules 46', 46", ... with the combustion chamber 30 and vapor passages 50.
  • the vapor passages 50 are through holes in a module 46 or in the flame tube 22.
  • the steam passages 50 are preferably evenly distributed in the flame tube 22 or in a module 46', 46", .
  • the modules 46", 46", ... or a monolithic flame tube 22 can be designed differently and differently according to the technical requirements and have more or fewer steam passages 50 or steam passages 150 ( 9 , 10 ) exhibit.
  • the outlet opening 32 is preferably realized via the upper plate 44, which on the one hand ensures the counter-centering of the modules 46', 46", ... or the flame tube 22 and, in particular, at the same time contains a shadow to prevent the subsequent components from overheating due to the radiant heat of the flame tube 22 to prevent.
  • the outer pressure jacket 40 has a flange 68' on which a cover plate 64 rests and is screwed with its flange 68'' to the flange 68' of the outer pressure jacket 40 by means of fastening element 65, in particular a screw and nut.
  • the cover plate 64 has an outlet opening 69 which is opposite or extends the outlet opening 32 .
  • the base plate 4 (or flame tube base) ( figure 5 ) includes a burner and the ignition unit (both not shown) and serves as centering for the modules 46', 46", ... or the flame tube 22.
  • the combustion chamber 30 is formed in particular by a stack of modules 46′, 46′′, . . .
  • a thermal expansion of the individual, in particular ceramic modules 46', 46", ... and also with the base plate 4 during heating and cooling is not impeded by means for fastening, in particular by means of a groove 102-tongue 101 construction, in particular here for example hemispherical In this way, thermally induced stresses are avoided.
  • the groove 102-tongue 101 construction can preferably also be formed between the modules 46', 46", ... and/or a module 46' and bottom plate 4 and/or a module 46 and top plate 44.
  • the length of the combustion chamber 30 can be varied as desired by stacking different numbers of modules 46', 46''.
  • modules 46', 46", ... with different lengths can be used.
  • the diameter of the combustion chamber 30 can also be varied by varying the diameter of the modules 46', 46''. A taper with the modules 46', 46'' is also possible.
  • the individual modules 46', 46", ... are preferably guided either in a tube or through/on rails or prestressed by rods 43.
  • the prestressing takes place via the rods 43 and spring elements with a contact pressure suitable for ceramics.
  • the ceramic is only subjected to pressure.
  • Each module 46', 46", ... or the flame tube 22 preferably contains defined vapor passages 50 which allow the mixing zone of combustion and the surrounding vapor to be staged mixed for optimal combustion of hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and set the required or desired temperatures.
  • the steam passages 50 are round and/or oval and/or angular and have a constant or variable cross section in their flow direction and are arranged in the direction of flow, in particular at flat angles, in particular between 80° and ⁇ 90°, to prevent the hot flame from being applied to the To prevent wall of the flame tube 22 and / or to introduce a swirl in the combustion media.
  • these can also be directed in such a way that they are injected directly into a flame and induce strong mixing.
  • the steam passages 50 can be distributed in different sizes over the length of the modules 46 or over the length of the flame tube 22 or can be designed as steam passages 150 on the end face 133 of a module 46 . Combinations of both principles are also possible.
  • the arrangement can be selected specifically for the various industrial applications, applications for generating electricity or using hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) in steam-guided combustion processes
  • figure 4 also discloses that the combustor 30 preferably has the same cross-section across the length of the combustor axis 31 .
  • the mixing of the fuel preferably takes place here only in the combustion chamber 30.
  • FIG. 6 also shows that steam flows into the area between the flame tube 22 and the outer pressure jacket 40.
  • the steam preferably flows in the direction of the outlet opening 32.
  • Steam is also supplied to a burner 58 and/or around the burner 58 .
  • figure 7 12 shows a variant of the bottom plate 4 with internal premixing in a mixer 55 in the bottom plate 4, whereby the arrangement of the injection planes in the steam passage can be configured individually. It is also easy to make it possible to repeat these passages.
  • FIG 7 the mixture (HHO) of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) and optionally water or water vapor (H 2 O) within the base plate 4 of the combustion chamber system 1 is shown in the section of the base plate 4 .
  • hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) are mixed in the mixer 55 and only then fed to the combustion chamber 30 .
  • figure 8 shows schematically how different media can be mixed with one another preferably in a plate 110 such as the base plate 4 .
  • a plate 110 such as the base plate 4 .
  • it is the hydrogen 111, the oxygen 112 and the vapor 113 that each flow laterally into a channel 114 and are therefore mixed there.
  • the mixture then exits passage 114 in a direction 115, such as into combustion chamber 30 in FIG Figure 6 or 7 out.
  • figure 9 shows a single module 46.
  • a plurality of indentations 130 are preferably present.
  • the shape of the indentations 130 can be varied, such as having a narrowing, wedge-shaped course in the plane of the base area 134 of the indentation 130 .
  • the base 134 of a recess 130 is preferably flat, ie the combustion chamber axis 31 (or a line parallel thereto) is perpendicular to the base 134 ( figure 9 , 14 ) or the base 134 is designed to rise or fall, ie the combustion chamber axis 31 (or a parallel thereto) is not perpendicular to the base 134, as can be seen in FIGS.
  • the geometry and arrangement of the vapor passages 150 can be different for each individual module 46 or can be the same for the respective modules 46', 46''.
  • the geometry and arrangement of the vapor passages 150 can also be different, in particular for a single module 46 .
  • FIG 16 shows a top view of a module 46' according to FIG figure 9 (respectively. 14 ).
  • Each indentation 130', 130", 130"', ... has a center line 131', 131", 131".
  • the center line 131', ... divides the base area 134 in half.
  • the center lines 131', 131", ... of the depressions 130', 130", ... preferably meet in the middle of the module 46, i.e. at the point of the combustion chamber axis 31.
  • the base 134 is preferably wedge-shaped (truncated spherical) since the edges of the base 134 represent radials.
  • the depression 130 can be designed with its center line 131 in such a way that the center line 131 of the base area 134 does not run through the combustion chamber axis 31, as is shown in FIG figure 17 is indicated as an example for a depression 130 .
  • This enables a tangential twist when a fluid, here steam, flows through the steam passage.
  • the base 134 is therefore preferably not wedge-shaped here.
  • the base 134 can preferably also be square or rectangular.
  • the module 46 can also in turn consist of several elements 48', 48", . . . . Such an element 48', 48", ... of a module 46 is indicated by the dashed dividing lines 49', ... in figure 14 shown.
  • Each module 46 ( 9 ) or element 48', ... ( 14 ) for a module 46 according to figures 9 , 14 , 16, 17 may have vapor passages 50 which in themselves are through holes.
  • Vapor passages 150 with the same purpose as the vapor passages 50 are only obtained by stacking the individual modules 46',
  • These vapor passages 150 can also preferably be freely selected and designed in terms of their geometry.
  • Such a vapor passage 150 can also only be created completely by stacking two modules 46′, 46 .
  • vapor passages 150 can be present at the same time due to the depressions 130 and vapor passages 50 ( figure 15 ) .
  • a burner 58 is arranged at the bottom of the combustion chamber 30 ( 11 ).
  • This burner 58 is preferably a porous burner.
  • FIG. 11 A design is possible for an igniter 405 in which the igniter 405 is introduced laterally into the combustion chamber 30 (FIG. 11).
  • FIG. 11 is shown schematically how the arrangement of igniter 405 and burner 58 is designed.
  • the igniter 405 is supplied transversely to the longitudinal direction above the burner 58 or is present there through a vapor passage 50 or other passage.
  • the igniter 405 can preferably be fed into the combustion chamber, so that during operation after the initial and one-off ignition, the igniter 405 can be removed from the highly corrosive area.
  • the igniter 405 is at a corresponding distance 400 from the burner. Ignition takes place between burner 58 and ignition device 405 .
  • the igniter 405 can be moved out of the combustion chamber 30 .
  • figure 12 shows the top view of a flange 700 with base plate 4 with steam inlet openings, drainage openings for drainage lines 33 for the removal of condensates from the booster, the opening for the burner 58.
  • Openings 703 ⁇ 703" are preferably a plurality of openings, which are in particular distributed uniformly around the circumference.
  • the rods 43 are arranged schematically between the openings 703', .
  • the steam thus flows here into the intermediate space 41 between the outer pressure jacket 40 and the flame tube 22 .
  • the drainage openings for drainage lines 33 can also be seen.
  • the burner 58 is arranged centrally, around which the steam lines 25', 25", ... are arranged.
  • the course of the modules 46 is also shown.
  • a valve for flushing the vapor line is preferably also provided.
  • the combustion chamber system 1 is preferably connected in series with a steam pipe of an existing plant and is connected in series there by means of the flange.
  • a three-part mold concept is planned for the manufacture of the ceramic segments, in which the ceramic mass is filled around the circumference.
  • the aim here is to produce the two contact surfaces close to the final shape and to avoid post-processing as much as possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennkammersystem (1), in der Wasserstoff (H<sub>2</sub>) und Sauerstoff (O<sub>2</sub>) in der Anwesenheit von Wasser (H<sub>2</sub>O) oder Wasserdampf (H<sub>2</sub>O) verbrannt wird.The invention relates to a combustion chamber system (1) in which hydrogen (H<sub>2</sub>) and oxygen (O<sub>2</sub>) in the presence of water (H<sub>2</sub>). >O) or water vapor (H<sub>2</sub>O) is burned.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Brennkammersystem ("SteamBooster") zur Verbrennung von Wasserstoff mit dem Ziel, eine Dampfströmung zu erhitzen bzw. dessen Dampfzustände zu erhöhen, ein Verfahren und eine Anlage.The invention describes a combustion chamber system ("SteamBooster") for the combustion of hydrogen with the aim of heating a steam flow or increasing its steam state, a method and a plant.

Oft erfolgt keine innere Befeuerung eines Dampfkreislaufs, sondern man befeuert den Kessel im Kraftwerk in der Regel extern mit z.B. Kohle, nuklearer Abwärme oder über das Abgas einer Gasturbine, die mit Gas oder Öl befeuert wird.Often there is no internal firing of a steam circuit, but the boiler in the power plant is usually fired externally with e.g. coal, nuclear waste heat or the exhaust gas of a gas turbine that is fired with gas or oil.

Ein solches Dampfkraftwerk ist der EP 1 375 827 A1 beschrieben.Such a steam power plant is the EP 1 375 827 A1 described.

Ziel ist es, Wasserstoff zu verwenden.The aim is to use hydrogen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Brennkammersystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 21 sowie eine Anlage gemäß Anspruch 32.The object is achieved by a combustion chamber system according to claim 1 and a method according to claim 21 and a system according to claim 32.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.Further advantageous measures are listed in the dependent claims, which can be combined with one another as desired in order to achieve further advantages.

Es wird vorgeschlagen, ein Brennkammersystem mit Wasserstoffbefeuerung, ein Verfahren sowie eine Anlage dazu aufzuzeigen.It is proposed to show a combustor system with hydrogen firing, a method and a system for it.

Der Vorteil ist die Verbrennung von reinem Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) mit Wasserdampf als Verbrennungsprodukt.The advantage is the combustion of pure hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) with water vapor as the combustion product.

Das Ziel sind schadstofffrei betriebene Turbinen mit Wasser oder Wasserdampf als Verbrennungsprodukt (CO2-frei, NOx-frei) bzw. zur Prozessdampferzeugung.The goal is pollutant-free turbines with water or steam as a combustion product (CO 2 -free, NO x -free) or for process steam generation.

Das Brennkammersystem kann insbesondere auch in ein bestehendes Dampfkraftwerk oder in eine Dampfgasturbinenanlage (GuD) integriert werden.In particular, the combustion chamber system can also be integrated into an existing steam power plant or into a steam gas turbine plant (GaD).

Außerdem ist die Integration des Brennkammersystems in industrielle Anwendungen mit Dampfkreisläufen oder Dampfauskopplungen möglich, bei denen insbesondere eine CO2-freie Zufeuerung gefordert ist.In addition, the combustion chamber system can be integrated into industrial applications with steam circuits or steam decoupling, where CO 2 -free co-firing is required in particular.

Es zeigen

Figur 1
schematisch das Grundprinzip eines Brennkammersystem,
Figur 2
eine Aufsicht auf einen Brennzylinder,
Figur 3
einen Brennzylinder ohne äußeren Druckmantel,
Figur 4
einen Schnitt durch Figur 2,
Figuren 5-7
Detailansichten eines Bodens einer Brennkammer,
Figur 8
ein Mischsystem,
Figuren 9, 14
ein Modul für ein Flammenrohr,
Figuren 10, 15
eine Stapelung und Anordnung von Modulen,
Figur 11
eine Zündungsanordnung,
Figur 12
Aufsicht auf einen Flansch,
Figur 13
Austrittsbereich der Brennkammer,
Figuren 16, 17
Aufsichten auf ein Modul.
Show it
figure 1
schematically the basic principle of a combustion chamber system,
figure 2
a top view of a combustion cylinder,
figure 3
a combustion cylinder without an outer pressure jacket,
figure 4
a cut through figure 2 ,
Figures 5-7
Detailed views of a bottom of a combustion chamber,
figure 8
a mixed system,
Figures 9, 14
a module for a flame tube,
Figures 10, 15
a stacking and arrangement of modules,
figure 11
an ignition arrangement,
figure 12
top view of a flange,
figure 13
exit area of the combustion chamber,
Figures 16, 17
Supervisions on a module.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Brennkammersystem 1. figure 1 shows a combustion chamber system 1 according to the invention.

Das Brennkammersystem 1 weist als zentralen Bestandteil einen Brennzylinder 7 mit einer Brennkammer 30 auf.The combustion chamber system 1 has a combustion cylinder 7 with a combustion chamber 30 as a central component.

Die Brennkammer 30 weist eine Bodenplatte 4 auf, an die sich vorzugsweise direkt ein Flammenrohr 22 mit der Brennkammer 30 und einer Austrittsöffnung 32 am Ende der Brennkammer 30 anschließt.The combustion chamber 30 has a base plate 4 which is preferably directly adjoined by a flame tube 22 with the combustion chamber 30 and an outlet opening 32 at the end of the combustion chamber 30 .

Das Flammenrohr 22 ist vorzugsweise keramisch, insbesondere vollständig keramisch, ausgeführt.The flame tube 22 is preferably ceramic, in particular completely ceramic.

Die Länge der Brennkammer 30 bzw. des Flammenrohrs 22 ist vorzugsweise mindestens dreimal, insbesondere drei- bis fünfmal, so lang wie der hydraulische Durchmesser der Brennkammer 30.The length of the combustion chamber 30 or the flame tube 22 is preferably at least three times, in particular three to five times as long as the hydraulic diameter of the combustion chamber 30.

Der Querschnitt der Brennkammer 30 in Brennkammerrichtung 31 gesehen kann kreis- oder oval-förmig ausgebildet sein.The cross section of the combustion chamber 30 viewed in the combustion chamber direction 31 can be circular or oval in shape.

Vorzugsweise in der Bodenplatte 4 sind mehrere Leitungen (siehe auch Figuren 6, 7) vorhanden, die den Brennstoff Wasserstoff und vorzugweise Sauerstoff sowie Dampf, insbesondere Wasserdampf zuführen.
Es kann aber auch vorzugsweise anstelle von Sauerstoff (O2) Luft verwendet werden.Preferably in the base plate 4 are several lines (see also Figures 6, 7 ) present, which feed the fuel hydrogen and preferably oxygen and steam, in particular water vapor.
However, air can also preferably be used instead of oxygen (O 2 ).

Die Leitungen sind insbesondere zumindest eine erste Zuleitung 10 für den Sauerstoff (O2), eine zweite Zuleitung 13 für den Wasserstoff (H2) und eine dritte Zuleitung 16 für den Wasserdampf (H2O). Vorzugsweise gibt es nur diese Zuleitungen 10, 13, 16. Andere, weniger oder mehrere Zuleitungen sind jedoch ebenso möglich.The lines are in particular at least a first line 10 for the oxygen (O 2 ), a second line 13 for the hydrogen (H 2 ) and a third line 16 for the water vapor (H 2 O). There are preferably only these leads 10, 13, 16. However, other, fewer or more leads are also possible.

Wasserdampf wird vorzugsweise über eine zentrale Dampfleitung 19 dem Brennkammersystem 1 zugeführt, die insbesondere aufgeteilt wird, insbesondere in die dritte Zuleitung 16 für den Dampf für die Brennkammer 30 und vorzugsweise in eine Dampfleitung 25 für den Dampf, der in einem Zwischenraum 41 um das Flammenrohr 22 strömt und dann stellenweise via Dampfpassagen 50 oder Dampfdurchlässe 150 (Fig. 10, 15) durch das Flammenrohr 22 in die Brennkammer 30 einströmt.Steam is preferably supplied to the combustion chamber system 1 via a central steam line 19, which is in particular divided, in particular into the third supply line 16 for the steam for the combustion chamber 30 and preferably into a steam line 25 for the steam that is in a space 41 around the flame tube 22 flows and then in places via vapor passages 50 or vapor passages 150 ( 10 , 15 ) flows through the flame tube 22 into the combustion chamber 30.

Der Zwischenraum 41 wird vorzugsweise direkt begrenzt durch das Flammenrohr 22 und einem Druckmantel 40.The intermediate space 41 is preferably delimited directly by the flame tube 22 and a pressure jacket 40.

Die Dampfpassagen 50 und/oder Dampfdurchlässe 150 verteilen sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Flammenrohrs 22 und vorzugsweise auch um den Umfang des Flammenrohrs 22.The vapor passages 50 and/or vapor outlets 150 are preferably distributed over the entire length of the flame tube 22 and preferably also around the circumference of the flame tube 22.

Das Flammenrohr 22 wird vorzugsweise über seine gesamte Länge von Dampf umströmt.Steam preferably flows around the flame tube 22 over its entire length.

Die Dampfleitung 25 kann insbesondere in zwei Dampfleitungen 25', 25" für den Zwischenraum 41 aufgeteilt sein.The steam line 25 can in particular be divided into two steam lines 25', 25'' for the intermediate space 41.

Der Zwischenraum 41 ist am Ende, insbesondere im Bereich einer Austrittsöffnung 32 geschlossen ausgebildet. Insbesondere stellt der Zwischenraum 41 einen abgeschlossen Raum dar, d.h. bis auf die Zuleitungen, insbesondere für den Dampf, und die Dampfpassagen 50 sowie Dampfdurchlässe 150. Somit strömt der gesamte Dampf aus den Zuleitungen vorzugsweise aus dem Zwischenraum 41 vollständig in die Brennkammer 30.The intermediate space 41 is closed at the end, in particular in the area of an outlet opening 32 . In particular, the intermediate space 41 represents a closed space, i.e. apart from the supply lines, in particular for the steam, and the steam passages 50 and steam outlets 150. Thus, all of the steam from the supply lines preferably flows completely out of the intermediate space 41 into the combustion chamber 30.

Das Brennkammersystem 1 weist weiterhin vorzugsweise Entwässerungsleitungen 33, Überdruckventile oder einen Überdruckschutz 36 dafür sowie eine Dampfüberbrückung 39 (Bypass) auf.The combustion chamber system 1 also preferably has drainage lines 33, pressure relief valves or an overpressure protection 36 for this, and a vapor bridge 39 (bypass).

Ebenso kann vorzugsweise am Ende des Brennzylinders 7 vorzugsweise eine H2O-Abspritzung 42 vorhanden sein.Likewise, preferably at the end of the combustion cylinder 7 , an H 2 O spray 42 can be present.

Außerdem ist vorzugsweise ein Spülsystem 3 vorhanden, das Zuleitungen durchspülen kann, insbesondere wird dabei Stickstoff verwendet.In addition, there is preferably a flushing system 3 which can flush feed lines, nitrogen being used in particular.

Vorteilhaft ist auch, dass das Flammenrohr 22 im Betrieb vom umströmenden Dampf 28 gekühlt und/oder vorzugsweise im Standby-Modus vom Wasserdampf vorgewärmt werden kann.It is also advantageous that the flame tube 22 can be cooled by the steam 28 flowing around it during operation and/or preferably can be preheated by the steam in the standby mode.

Das vorgeschlagene Brennkammersystem 1 besitzt bevorzugt eine Brennkammerachse 31, wie es in Figur 2 dargestellt ist.
Sie ist vorzugsweise auch eine Symmetrieachse des Flammenrohrs 22 und/oder der Brennkammer 30.The proposed combustion chamber system 1 preferably has a combustion chamber axis 31, as shown in figure 2 is shown.
It is preferably also an axis of symmetry of the flame tube 22 and/or the combustion chamber 30.

Der Brennzylinder 7 kann mit entsprechenden Abstützungen (optional Blattfedern 60 in Figur 3) auch horizontal angeordnet werden.The combustion cylinder 7 can be equipped with appropriate supports (optional leaf springs 60 in figure 3 ) can also be arranged horizontally.

Die Brennkammer 30 weist vorzugsweise über die Länge den gleichen Querschnitt quer zur Brennkammerachse 31 auf und das vorzugsweise über die gesamte Länge.The combustion chamber 30 preferably has the same cross section across the length of the combustion chamber axis 31 and preferably over the entire length.

Der Einsatz- und die Variationsmöglichkeiten des vorgeschlagenen Brennkammersystems 1 sind universell.The possible uses and variations of the proposed combustion chamber system 1 are universal.

Das Brennkammersystem 1 arbeitet vorzugsweise in einer Dampfatmosphäre vorzugsweise von 1bar bis 140bar, insbesondere bei 1bar bis 80bar. Dabei wird die Brennkammer 30 in Dampfatmosphäre von vorzugsweise mindestens 2bar, insbesondere mindestens 6bar betrieben.The combustion chamber system 1 preferably works in a steam atmosphere, preferably from 1 bar to 140 bar, in particular at 1 bar to 80 bar. The combustion chamber 30 is operated in a steam atmosphere of preferably at least 2 bar, in particular at least 6 bar.

Ein Druckverlust von 100mbar - 3000mbar wird vorzugsweise eingestellt.A pressure loss of 100mbar - 3000mbar is preferably set.

Figur 2 zeigt den Brennzylinder 7 mit dem äußeren Druckmantel 40 um das Flammenrohr 22 (nicht sichtbar daher), wodurch der Zwischenraum 41 (Fig. 4) gebildet wird. figure 2 shows the combustion cylinder 7 with the outer pressure jacket 40 around the flame tube 22 (not visible therefore), whereby the intermediate space 41 ( 4 ) is formed.

Gemäß Figur 3 bilden einzelne oder mehrere Module 46', 46", ... das Flammenrohr 22.According to figure 3 form one or more modules 46', 46", ... the flame tube 22.

Die Module 46', 46", ... sind dann vorzugsweise auch keramisch ausgebildet.The modules 46', 46", . . . are then preferably also made of ceramic.

Es kann aber auch ein monolithisches Flammenrohr 22 aus Keramik oder Metall verwendet werden.However, a monolithic flame tube 22 made of ceramic or metal can also be used.

Bevorzugt wird eine Oxidkeramik verwendet, insbesondere auf der Basis von Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid/Spinell. Vorzugsweise wird kein CMC verwendet.An oxide ceramic is preferably used, in particular based on aluminum oxide or aluminum oxide/spinel. Preferably no CMC is used.

Ebenso vorzugsweise wird kein SiC oder keine siliziumbasierte Keramik benutzt.Also preferably, no SiC or silicon-based ceramic is used.

Die Module 46', 46", ... sind vorzugsweise keramisch ausgeführt, können aber auch mit metallischen Rohren z.B. aus Ni-Basis-Legierungen, z.B. Inconel, mit keramischen Beschichtungen ausgeführt werden, wie es von Beschichtungssystemen von Gasturbinenschaufeln oder metallischen Hitzeschildelementen von Gasturbinen bekannt ist.The modules 46', 46", ... are preferably made of ceramic, but can also be made of metal tubes, e.g. made of Ni-based alloys, e.g. Inconel, with ceramic coatings, as is the case with coating systems for gas turbine blades or metal heat shield elements of gas turbines is known.

Für die Bildung des Flammenrohrs 22 des Brennkammersystems 1 sind die Module 46', 46", ... insbesondere übereinander und insbesondere koaxial zueinander und übereinander angeordnet.For the formation of the flame tube 22 of the combustion chamber system 1, the modules 46', 46", ... are arranged in particular one above the other and in particular coaxially to one another and one above the other.

Das Flammenrohr 22 oder die Module 46', 46", ... sind insbesondere im Querschnitt ringförmig und vorzugweise kreis- oder oval-förmig ausgebildet.The flame tube 22 or the modules 46′, 46″, .

Zu erkennen sind in Figuren 2, 3 mehrere vorzugsweise Stangen 43, insbesondere Gewindestangen, die die einzelnen Module 46', 46", ... (Fig 3, 4, 5, 10, 11) oder das Flammenrohr 22 führen und zusammenhalten.Can be seen in figures 2 , 3 several preferably rods 43, in particular threaded rods, which the individual modules 46', 46", ... ( figure 3 , 4 , 5 , 10 , 11 ) or guide and hold the flame tube 22 together.

Ebenso sind andere Möglichkeiten zum mechanischen Zusammenbau oder mechanischen Zusammenhalt denkbar.Other options for mechanical assembly or mechanical cohesion are also conceivable.

Hier sind es beispielsweise fünf Module 46', 46", ..., die durch die Stangen 43 und durch eine obere Platte 44 sowie der Bodenplatte 4 zusammengehalten werden.
So kann der Zwischenraum 41 mittels des äußeren Druckmantels 40 um das Flammenrohr 22 gebildet werden.Here, for example, there are five modules 46', 46", ... which are held together by the rods 43 and by an upper plate 44 and the base plate 4.
Thus, the intermediate space 41 can be formed around the flame tube 22 by means of the outer pressure jacket 40 .

Insbesondere mit Befestigungselementen 47, insbesondere aus Federelementen und Schrauben um die Stangen 43, die an der oberen Platte 44 anliegen, werden die Module 46', 46", ... und die Bodenplatte 4 zusammengehalten.
Andere Befestigungsmethoden und -elemente sind möglich.The modules 46', 46", ... and the base plate 4 are held together in particular with fastening elements 47, in particular spring elements and screws around the rods 43 which bear against the upper plate 44.
Other fastening methods and elements are possible.

Ebenso dargestellt in Figur 3 sind vorzugsweise verwendete Blattfederelemente 60, die die Module 46', 46", ... gegen den äußeren Druckmantel 40 (nicht abgebildet) abstützen.Also shown in figure 3 are preferably used leaf spring elements 60, which support the modules 46', 46", ... against the outer pressure jacket 40 (not shown).

Ein Schnitt durch Figur 3 ist in Figur 4 gezeigt, die das Flammenrohr 22 oder die Module 46', 46", ... mit der Brennkammer 30 zeigt und Dampfpassagen 50.A cut through figure 3 is in figure 4 1, showing the flame tube 22 or modules 46', 46", ... with the combustion chamber 30 and vapor passages 50.

Die Dampfpassagen 50 sind Durchgangslöcher in einem Modul 46 oder in dem Flammenrohr 22.The vapor passages 50 are through holes in a module 46 or in the flame tube 22.

Die Dampfpassagen 50 sind vorzugsweise gleichmäßig bei dem Flammenrohr 22 oder bei einem Modul 46', 46", ... verteilt oder je nach Hitzebelastung insbesondere ggf. auch asymmetrisch verteilt.The steam passages 50 are preferably evenly distributed in the flame tube 22 or in a module 46', 46", .

Entlang der Länge des Flammenrohrs 22 können die Module 46", 46", ... oder ein monolithisches Flammenrohr 22 entsprechend den technischen Anforderungen anders und verschieden ausgestaltet sein und mehr oder weniger Dampfpassagen 50 oder Dampfdurchlässe 150 (Fig. 9, 10) aufweisen.Along the length of the flame tube 22, the modules 46", 46", ... or a monolithic flame tube 22 can be designed differently and differently according to the technical requirements and have more or fewer steam passages 50 or steam passages 150 ( 9 , 10 ) exhibit.

Die Austrittsöffnung 32 wird vorzugsweise über die obere Platte 44 realisiert, die einerseits die Gegenzentrierung der Module 46', 46", ... oder des Flammenrohrs 22 sicherstellt und insbesondere gleichzeitig eine Abschattung enthält, um die Überhitzung der nachfolgenden Bauteile durch die Strahlungswärme des Flammenrohrs 22 zu verhindern.The outlet opening 32 is preferably realized via the upper plate 44, which on the one hand ensures the counter-centering of the modules 46', 46", ... or the flame tube 22 and, in particular, at the same time contains a shadow to prevent the subsequent components from overheating due to the radiant heat of the flame tube 22 to prevent.

In Figur 13 ist eine Modifikation des Endes des Brennzylinders 7 dargestellt.
Der äußere Druckmantel 40 weist einen Flansch 68' auf, auf dem eine Deckplatte 64 aufliegt und mit seinem Flansch 68" mit dem Flansch 68' des äußeren Druckmantels 40 mittels Befestigungselement 65, insbesondere einer Schraube und Mutter verschraubt wird.In figure 13 a modification of the end of the combustion cylinder 7 is shown.
The outer pressure jacket 40 has a flange 68' on which a cover plate 64 rests and is screwed with its flange 68'' to the flange 68' of the outer pressure jacket 40 by means of fastening element 65, in particular a screw and nut.

Durch vorzugsweise vorhandene Federelemente 67 zwischen Deckplatte 64 und obere Platte 44 werden die Module 46', ... oder das Flammenrohr 22 zusammengehalten bzw. zusammengedrückt. Die Deckplatte 64 weist dementsprechend eine Auslassöffnung 69 auf, die der Austrittsöffnung 32 gegenüberliegt bzw. verlängert.The modules 46′, . . . Accordingly, the cover plate 64 has an outlet opening 69 which is opposite or extends the outlet opening 32 .

Die Bodenplatte 4 (oder Flammrohrboden) (Fig. 5) beinhaltet einen Brenner und die Zündeinheit (beides nicht dargestellt) und dient als Zentrierung für die Module 46', 46", ... oder das Flammenrohr 22.The base plate 4 (or flame tube base) ( figure 5 ) includes a burner and the ignition unit (both not shown) and serves as centering for the modules 46', 46", ... or the flame tube 22.

Für den Fall der modularen Ausführung wird die Brennkammer 30 insbesondere durch eine Stapelung von insbesondere Modulen 46', 46", ... gebildet, die sich insbesondere durch eine Nut-Federgeometrie auf den Kontaktflächen selbst zentrieren, abdichten und tragen.
Durch Mittel zur Befestigung insbesondere durch eine Nut 102-Feder 101 -Konstruktion, insbesondere hier beispielsweise halbkugelförmig, wird eine Wärmeausdehnung der einzelnen, insbesondere keramischen Module 46', 46", ... und auch mit der Bodenplatte 4 beim Aufheizen und Abkühlen nicht behindert. Auf diese Weise werden thermisch induzierte Spannungen vermieden.In the case of the modular design, the combustion chamber 30 is formed in particular by a stack of modules 46′, 46″, . . .
A thermal expansion of the individual, in particular ceramic modules 46', 46", ... and also with the base plate 4 during heating and cooling is not impeded by means for fastening, in particular by means of a groove 102-tongue 101 construction, in particular here for example hemispherical In this way, thermally induced stresses are avoided.

Die Nut 102-Feder 101 - Konstruktion kann vorzugsweise auch zwischen den Modulen 46', 46", ... und/oder einem Modul 46' und Bodenplatte 4 und/oder einem Modul 46 und oberer Platte 44 ausgebildet sein.The groove 102-tongue 101 construction can preferably also be formed between the modules 46', 46", ... and/or a module 46' and bottom plate 4 and/or a module 46 and top plate 44.

Die Brennkammer 30 kann durch die Stapelung unterschiedlicher Anzahlen von Modulen 46', 46", ... beliebig in der Länge variiert werden.The length of the combustion chamber 30 can be varied as desired by stacking different numbers of modules 46', 46''.

Insbesondere können Module 46', 46", ... mit verschiedener Länge verwendet werden.In particular, modules 46', 46", ... with different lengths can be used.

Die Brennkammer 30 kann auch im Durchmesser variiert werden, indem man die Module 46', 46", ... im Durchmesser variiert. Auch ist eine Konizität mit den Modulen 46', 46" möglich.The diameter of the combustion chamber 30 can also be varied by varying the diameter of the modules 46', 46''. A taper with the modules 46', 46'' is also possible.

Die einzelnen Module 46', 46", ... sind vorzugsweise entweder in einem Rohr oder durch/auf Schienen geführt oder durch Stangen 43 vorgespannt.The individual modules 46', 46", ... are preferably guided either in a tube or through/on rails or prestressed by rods 43.

Die Vorspannung erfolgt über die Stangen 43 und Federelemente mit einem keramikgerechten Anpressdruck. Die Keramik wird ausschließlich auf Druck beansprucht.The prestressing takes place via the rods 43 and spring elements with a contact pressure suitable for ceramics. The ceramic is only subjected to pressure.

Jedes Modul 46', 46", ... oder das Flammenrohr 22 enthält vorzugsweise definierte Dampfpassagen 50, die es erlauben, die Mischungszone der Verbrennung und den umgebenden Dampf stufenweise zu mischen, um eine optimale Verbrennung von Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) sicherzustellen und die geforderten bzw. gewünschten Temperaturen einzustellen.Each module 46', 46", ... or the flame tube 22 preferably contains defined vapor passages 50 which allow the mixing zone of combustion and the surrounding vapor to be staged mixed for optimal combustion of hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and set the required or desired temperatures.

Die Dampfpassagen 50 sind rund und/oder oval und/oder eckig sowie konstant oder variabel im Querschnitt in ihrer Durchströmungsrichtung ausgeführt und sind in Strömungsrichtung insbesondere unter flachen Winkeln angeordnet, insbesondere zwischen 80° und < 90°, um ein Anlegen der heißen Flamme an die Wand des Flammenrohrs 22 zu verhindern und/oder einen Drall in die Verbrennungsmedien einzubringen.The steam passages 50 are round and/or oval and/or angular and have a constant or variable cross section in their flow direction and are arranged in the direction of flow, in particular at flat angles, in particular between 80° and <90°, to prevent the hot flame from being applied to the To prevent wall of the flame tube 22 and / or to introduce a swirl in the combustion media.

Wenn gefordert, können diese auch so gerichtet sein, dass sie direkt in eine Flamme eindüsen und eine starke Vermischung induzieren.If required, these can also be directed in such a way that they are injected directly into a flame and induce strong mixing.

Prinzipiell können die Dampfpassagen 50 in verschiedenen Größen über die Länge der Module 46 oder über die Länge des Flammenrohrs 22 verteilt sein oder als Dampfdurchlässe 150 auf der Stirnseite 133 eines Moduls 46 ausgeführt sein.
Auch Kombinationen aus beiden Prinzipien sind möglich.In principle, the steam passages 50 can be distributed in different sizes over the length of the modules 46 or over the length of the flame tube 22 or can be designed as steam passages 150 on the end face 133 of a module 46 .
Combinations of both principles are also possible.

Die Anordnung kann spezifisch für die verschiedenen industriellen Anwendungen, Anwendungen zur Stromerzeugung bzw. Nutzung von Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) in dampfgeführten Verbrennungsprozessen gewählt werdenThe arrangement can be selected specifically for the various industrial applications, applications for generating electricity or using hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) in steam-guided combustion processes

Beispiele für die Anordnung der Dampfpassagen 50 sind den Abbildungen 3, 4, 5 zu entnehmen.Examples of the arrangement of the vapor passages 50 can be seen in Figures 3, 4, 5.

Figur 4 offenbart auch, dass die Brennkammer 30 über die Länge vorzugsweise den gleichen Querschnitt quer zur Brennkammerachse 31 aufweist. figure 4 also discloses that the combustor 30 preferably has the same cross-section across the length of the combustor axis 31 .

Die Bodenplatte 4 übernimmt gemäß Figur 6 mehrere Funktionen:

  • die mechanische Verspannung des Flammenrohrs 22 oder der Module 46', 46", ..., insbesondere mittels Nut-Feder Prinzip
  • die Zuleitungen 10, 13 der Verbrennungsmedien und
  • die Zuleitung 16 des Wasserdampfes in die Brennkammer 30 und
  • in einer speziellen Variante auch das Mischen von Wasserstoff (H2), vorzugsweise Sauerstoff (O2) und eingedüstem Wasser oder dem Wasserdampf vor einem Brenner 58 (Fig. 7)
  • sowie die Zuführung mittels Dampfleitung 25 von eingedüstem Wasser oder des Wasserdampfes in den Zwischenraum 41 mit dem umgebenden äußeren Druckmantel 40;
dadurch wird das Flammenrohr 22 gekühlt und es bedarf vorzugsweise keiner weiteren Kühlung.The base plate 4 takes over according to figure 6 several functions:
  • the mechanical bracing of the flame tube 22 or the modules 46', 46", ..., in particular by means of the tongue and groove principle
  • the supply lines 10, 13 of the combustion media and
  • the supply line 16 of the water vapor in the combustion chamber 30 and
  • in a special variant also the mixing of hydrogen (H 2 ), preferably oxygen (O 2 ) and injected water or the steam before a burner 58 ( 7 )
  • as well as the supply by means of steam line 25 of injected water or steam into the intermediate space 41 with the surrounding outer pressure jacket 40;
this cools the flame tube 22 and preferably no further cooling is required.

Durch eine vorzugsweise 3D-Fertigung der Bodenplatte 4, insbesondere mittels SLM, können diese Funktionen ideal miteinander vereint werden.These functions can be ideally combined with one another by preferably 3D manufacturing of the base plate 4, in particular by means of SLM.

Die Vermischung des Brennstoffs erfolgt hier vorzugsweise erst in der Brennkammer 30.The mixing of the fuel preferably takes place here only in the combustion chamber 30.

Figur 6 zeigt auch, dass Dampf in den Bereich zwischen Flammenrohr 22 und äußerem Druckmantel 40 strömt.
Der Dampf strömt vorzugsweise in Richtung Austrittsöffnung 32. figure 6 also shows that steam flows into the area between the flame tube 22 and the outer pressure jacket 40. FIG.
The steam preferably flows in the direction of the outlet opening 32.

Auch wird Dampf einem Brenner 58 zugeführt und/oder um den Brenner 58 herum.Steam is also supplied to a burner 58 and/or around the burner 58 .

Figur 7 stellt eine Variante der Bodenplatte 4 mit interner Vormischung in einem Mischer 55 in der Bodenplatte 4 dar, wobei die Anordnung der Eindüsungsebenen in der Dampfdurchgangspassage individuell ausgestaltet werden kann.
Auch eine Wiederholung dieser Passagen ist einfach zu ermöglichen. figure 7 12 shows a variant of the bottom plate 4 with internal premixing in a mixer 55 in the bottom plate 4, whereby the arrangement of the injection planes in the steam passage can be configured individually.
It is also easy to make it possible to repeat these passages.

In Figur 7 wird im Schnitt der Bodenplatte 4 die Mischung (HHO) von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) und ggf. Wasser oder Wasserdampf (H2O) innerhalb der Bodenplatte 4 des Brennkammersystems 1 dargestellt.
In dieser Variante werden Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) in dem Mischer 55 vermischt und erst dann der Brennkammer 30 zugeführt.In figure 7 the mixture (HHO) of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) and optionally water or water vapor (H 2 O) within the base plate 4 of the combustion chamber system 1 is shown in the section of the base plate 4 .
In this variant, hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) are mixed in the mixer 55 and only then fed to the combustion chamber 30 .

Figur 8 zeigt schematisch dargestellt, wie vorzugsweise in einer Platte 110 wie der Bodenplatte 4 verschiedene Medien miteinander vermischt werden können.
In diesem Fall ist es der Wasserstoff 111, der Sauerstoff 112 und der Dampf 113, die jeweils seitlich in einen Kanal 114 einströmen und daher dort vermischt werden.
Das Gemisch tritt dann in einer Richtung 115 aus dem Kanal 114 wie zum Beispiel in den Brennraum 30 gemäß Figur 6 oder 7 aus. figure 8 shows schematically how different media can be mixed with one another preferably in a plate 110 such as the base plate 4 .
In this case, it is the hydrogen 111, the oxygen 112 and the vapor 113 that each flow laterally into a channel 114 and are therefore mixed there.
The mixture then exits passage 114 in a direction 115, such as into combustion chamber 30 in FIG Figure 6 or 7 out.

Figur 9 zeigt ein einzelnes Modul 46. figure 9 shows a single module 46.

Von der oberen Stirnseite 133 des Moduls 46 ausgehend sind vorzugweise mehrere Vertiefungen 130 vorhanden.Starting from the upper end face 133 of the module 46, a plurality of indentations 130 are preferably present.

Die Form der Vertiefungen 130 kann vielfältig ausgestaltet sein, wie zum Beispiel einen sich verengenden, keilförmigen Verlauf in der Ebene der Grundfläche 134 der Vertiefung 130 aufweisen.The shape of the indentations 130 can be varied, such as having a narrowing, wedge-shaped course in the plane of the base area 134 of the indentation 130 .

Die Grundfläche 134 einer Vertiefung 130 ist vorzugsweise flach ausgestaltet, d.h. die Brennkammerachse 31 (bzw. eine Parallele dazu) steht senkrecht auf der Grundfläche 134 (Fig 9, 14)
oder
die Grundfläche 134 ist ansteigend oder absteigend ausgebildet, d.h. die Brennkammerachse 31 (bzw. eine Parallele dazu) steht nicht senkrecht auf der Grundfläche 134, wie es in Figuren 10, 15 für einige Dampfdurchlässe 150 im Schnitt der Module 46 zu erkennen ist.The base 134 of a recess 130 is preferably flat, ie the combustion chamber axis 31 (or a line parallel thereto) is perpendicular to the base 134 ( figure 9 , 14 )
or
the base 134 is designed to rise or fall, ie the combustion chamber axis 31 (or a parallel thereto) is not perpendicular to the base 134, as can be seen in FIGS.

Die Geometrie und Anordnung der Dampfdurchlässe 150 kann für jedes einzelnes Modul 46 verschieden oder für die jeweiligen Module 46', 46", ... gleich sein.The geometry and arrangement of the vapor passages 150 can be different for each individual module 46 or can be the same for the respective modules 46', 46''.

Die Geometrie und Anordnung der Dampfdurchlässe 150 kann auch insbesondere für ein einzelnes Modul 46 verschieden sein.The geometry and arrangement of the vapor passages 150 can also be different, in particular for a single module 46 .

Figur 16 zeigt eine Aufsicht auf ein Modul 46' gemäß Figur 9 (bzw. Fig. 14).
Jede Vertiefung 130', 130", 130"', ... weist eine Mittellinie 131', 131", 131" auf. Die Mittelinie 131', ... teilt die Grundfläche 134 hälftig auf.
Die Mittelinien 131', 131", ... der Vertiefungen 130', 130", ... treffen sich vorzugsweise in der Mitte des Moduls 46, also im Punkt der Brennkammerachse 31.
Hier ist die Grundfläche 134 vorzugsweise keilförmig (stumpfkugelförmig) ausgebildet, da die Kanten der Grundfläche 134 Radiale darstellen. figure 16 shows a top view of a module 46' according to FIG figure 9 (respectively. 14 ).
Each indentation 130', 130", 130"', ... has a center line 131', 131", 131". The center line 131', ... divides the base area 134 in half.
The center lines 131', 131", ... of the depressions 130', 130", ... preferably meet in the middle of the module 46, i.e. at the point of the combustion chamber axis 31.
Here, the base 134 is preferably wedge-shaped (truncated spherical) since the edges of the base 134 represent radials.

Ebenso kann die Vertiefung 130 mit seiner Mittellinie 131 so ausgestaltet sein, dass die Mittellinie 131 der Grundfläche 134 nicht durch die Brennkammerachse 31 verläuft, wie es in Figur 17 exemplarisch für eine Vertiefung 130 angedeutet ist. Dadurch wird ein tangentialer Drall ermöglicht, wenn ein Fluid, hier Dampf, durch den Dampfdurchlass strömt.
Die Grundfläche 134 ist daher hier vorzugsweise nicht keilförmig ausgebildet.Likewise, the depression 130 can be designed with its center line 131 in such a way that the center line 131 of the base area 134 does not run through the combustion chamber axis 31, as is shown in FIG figure 17 is indicated as an example for a depression 130 . This enables a tangential twist when a fluid, here steam, flows through the steam passage.
The base 134 is therefore preferably not wedge-shaped here.

Die Grundfläche 134 kann vorzugsweise auch quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein.The base 134 can preferably also be square or rectangular.

Das Modul 46 kann ebenso wiederum aus mehreren Elementen 48', 48", ... bestehen.
Ein solches Element 48', 48", ... eines Moduls 46 ist durch die gestrichelten Trennungslinien 49', ... in Figur 14 dargestellt.The module 46 can also in turn consist of several elements 48', 48", . . . .
Such an element 48', 48", ... of a module 46 is indicated by the dashed dividing lines 49', ... in figure 14 shown.

Jedes Modul 46 (Fig. 9) oder Element 48', ... (Fig. 14) für ein Modul 46 gemäß Figuren 9, 14, 16, 17 kann Dampfpassagen 50 aufweisen, die an sich schon Durchgangslöcher darstellen.Each module 46 ( 9 ) or element 48', ... ( 14 ) for a module 46 according to figures 9 , 14 , 16, 17 may have vapor passages 50 which in themselves are through holes.

Dampfdurchlässe 150 mit demselben Zweck der Dampfpassagen 50 ergeben sich erst durch Stapelung der einzelnen Module 46',Vapor passages 150 with the same purpose as the vapor passages 50 are only obtained by stacking the individual modules 46',

In Figur 10 wird der Sinn der Vertiefungen 130 deutlich, weil durch die Stapelung mehrerer Module 46' bis 46"" sich aus den Vertiefungen 130 Durchgangslöcher für das Flammenrohr 22, also Dampfdurchlässe 150 ergeben.In figure 10 the purpose of the indentations 130 becomes clear, because through the stacking of several modules 46' to 46'''', through-holes for the flame tube 22, ie steam passages 150, result from the indentations 130.

Diese Dampfdurchlässe 150 können ebenso vorzugsweise in ihrer Geometrie frei ausgewählt und gestaltet werden.These vapor passages 150 can also preferably be freely selected and designed in terms of their geometry.

Ein solcher Dampfdurchlass 150 kann auch erst durch die Stapelung zweier direkt aufeinander liegender Module 46', 46 ... vollständig entstehen, insbesondere wenn die Stirnseiten 133 jeweils eine halbkreisförmige Vertiefung aufweisen, die zusammen übereinander gestapelt einen kreisförmigen Querschnitt ergeben.Such a vapor passage 150 can also only be created completely by stacking two modules 46′, 46 .

Ebenso können Dampfdurchlässe 150 aufgrund der Vertiefungen 130 und Dampfpassagen 50 gleichzeitig vorhanden sein (Fig 15) .Likewise, vapor passages 150 can be present at the same time due to the depressions 130 and vapor passages 50 ( figure 15 ) .

In der Brennkammer 30 ist am Boden ein Brenner 58 angeordnet (Fig. 11).A burner 58 is arranged at the bottom of the combustion chamber 30 ( 11 ).

Dieser Brenner 58 ist vorzugsweise ein Porenbrenner.This burner 58 is preferably a porous burner.

Für einen Zünder 405 ist ein Design möglich, bei dem der Zünder 405 seitlich in die Brennkammer 30 eingebracht wird (Figur 11).
In Figur 11 ist schematisch dargestellt, wie die Anordnung von Zünder 405 und Brenner 58 ausgestaltet ist.
Durch eine Dampfpassage 50 oder eine andere Durchführung wird der Zünder 405 quer zur Längsrichtung über dem Brenner 58 zugeführt oder ist dort vorhanden.A design is possible for an igniter 405 in which the igniter 405 is introduced laterally into the combustion chamber 30 (FIG. 11).
In figure 11 is shown schematically how the arrangement of igniter 405 and burner 58 is designed.
The igniter 405 is supplied transversely to the longitudinal direction above the burner 58 or is present there through a vapor passage 50 or other passage.

Der Zünder 405 ist vorzugsweise in die Brennkammer zuführbar, so dass im Betrieb nach der erstmaligen und einmaligen Zündung der Zünder 405 aus dem hoch korrosiven Bereich entfernt werden kann.The igniter 405 can preferably be fed into the combustion chamber, so that during operation after the initial and one-off ignition, the igniter 405 can be removed from the highly corrosive area.

In Längsrichtung der Brennkammer 30 gesehen weist der Zünder 405 einen entsprechenden Abstand 400 zum Brenner auf.
Die Zündung findet zwischen Brenner 58 und Zündungsvorrichtung 405 statt.Seen in the longitudinal direction of the combustion chamber 30, the igniter 405 is at a corresponding distance 400 from the burner.
Ignition takes place between burner 58 and ignition device 405 .

Nach dem Zünden, also im Booster-Betrieb, kann der Zünder 405 aus der Brennkammer 30 herausgefahren werden.After ignition, that is to say in booster operation, the igniter 405 can be moved out of the combustion chamber 30 .

Figur 12 zeigt die Aufsicht auf einen Flansch 700 mit Bodenplatte 4 mit Dampfeingangs-Öffnungen, Drainageöffnungen für Entwässerungsleitungen 33 für die Abfuhr von Kondensaten aus dem Booster, der Öffnung für den Brenner 58. figure 12 shows the top view of a flange 700 with base plate 4 with steam inlet openings, drainage openings for drainage lines 33 for the removal of condensates from the booster, the opening for the burner 58.

Durch Öffnungen 703 \ 703" wird von dem Dampf der bestehenden Anlage Dampf dem Brennkammersystem 1 zugeführt. Dies sind vorzugsweise mehrere Öffnungen, die insbesondere gleichmäßig um den Umfang verteilt sind.Steam from the existing plant is supplied to the combustion chamber system 1 through openings 703 \ 703". These are preferably a plurality of openings, which are in particular distributed uniformly around the circumference.

Zwischen den Öffnungen 703', ... sind schematisch die Stangen 43 angeordnet, die ebenfalls vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang verteilt sind.
Der Dampf strömt also hier in den Zwischenraum 41 zwischen äußerem Druckmantel 40 und Flammenrohr 22 ein.The rods 43 are arranged schematically between the openings 703', .
The steam thus flows here into the intermediate space 41 between the outer pressure jacket 40 and the flame tube 22 .

Zu erkennen sind auch die Drainageöffnungen für Entwässerungsleitungen 33.
Zentral angeordnet ist der Brenner 58, um den herum die Dampfleitungen 25', 25", ... angeordnet sind.
Der Verlauf der Module 46 ist ebenfalls dargestellt.The drainage openings for drainage lines 33 can also be seen.
The burner 58 is arranged centrally, around which the steam lines 25', 25", ... are arranged.
The course of the modules 46 is also shown.

Ein Ventil für das Abspritzen der Dampfleitung ist vorzugsweise ebenfalls vorgesehen.A valve for flushing the vapor line is preferably also provided.

Das Brennkammersystem 1 ist vorzugsweise in Reihe geschaltet mit einem Dampfrohr einer bestehenden Anlage und wird dort mittels dem Flansch in Reihe geschaltet.The combustion chamber system 1 is preferably connected in series with a steam pipe of an existing plant and is connected in series there by means of the flange.

Für die Fertigung der keramischen Segmente ist ein dreiteiliges Formenkonzept vorgesehen, bei dem die keramische Masse am Umfang eingefüllt wird. Das Ziel hierbei ist es, die beiden Auflageflächen endkonturnah zu fertigen und Nachbearbeitung möglichst komplett zu vermeiden.A three-part mold concept is planned for the manufacture of the ceramic segments, in which the ceramic mass is filled around the circumference. The aim here is to produce the two contact surfaces close to the final shape and to avoid post-processing as much as possible.

Claims (35)

Brennkammersystem (1),
in der
Wasserstoff (H2) und
vorzugsweise Sauerstoff (O2)
in der Anwesenheit von
Wasser (H2O) und/oder Wasserdampf (28, H2O)
in einer Brennkammer (30) verbrannt werden kann,
bei dem die Brennkammer (30) außen in einem Zwischenraum (41) von Dampf (28) umströmbar ist,
insbesondere über die gesamte Länge der Brennkammer (30) im Zwischenraum (41) eines Flammenrohrs (22) umströmbar ist.combustion chamber system (1),
in the
hydrogen (H 2 ) and
preferably oxygen (O 2 )
in the presence of
Water (H 2 O) and/or water vapor (28, H 2 O)
can be burned in a combustion chamber (30),
in which steam (28) can flow around the combustion chamber (30) on the outside in an intermediate space (41),
in particular over the entire length of the combustion chamber (30) in the intermediate space (41) of a flame tube (22) can be flowed around. Brennkammersystem (1) nach Anspruch 1,
bei dem der Zwischenraum (41) am Ende der Brennkammer (30), insbesondere im Bereich einer Austrittsöffnung (32) des Flammenrohrs (22) geschlossen ausgebildet ist,
ganz insbesondere der Zwischenraum (41) einen abgeschlossen Raum darstellt.Combustion chamber system (1) according to claim 1,
in which the space (41) at the end of the combustion chamber (30), in particular in the area of an outlet opening (32) of the flame tube (22), is closed,
in particular the intermediate space (41) represents a closed space. Brennkammersystem nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2,
bei dem die Länge
der Brennkammer (30) oder
des Flammenrohrs (22)
mindestens dreimal
insbesondere drei bis fünf Mal,
so lang wie der hydraulische Durchmesser der Brennkammer (30) oder
des Flammenrohrs (22)
ausgebildet ist.Combustion chamber system according to one or both of claims 1 or 2,
where the length
the combustion chamber (30) or
of the flame tube (22)
at least three times
especially three to five times,
as long as the hydraulic diameter of the combustion chamber (30) or
of the flame tube (22)
is trained. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3,
deren Brennkammer (30) über die Länge,
insbesondere die gesamte Länge,
den gleichen Querschnitt quer zur Brennkammerachse (31) aufweist.Combustion chamber system according to one or more of claims 1, 2 or 3,
whose combustion chamber (30) over the length,
especially the entire length,
the same cross-section transverse to the combustion chamber axis (31) having. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4,
dessen Brennkammer (30) durch das Flammenrohr (22) gebildet wird,
wobei das Flammenrohr (22) im Querschnitt ring- oder rohrförmig,
insbesondere im Querschnitt kreis- oder oval-förmig, ausgebildet ist.Combustion chamber system according to one or more of claims 1, 2, 3 or 4,
whose combustion chamber (30) is formed by the flame tube (22),
wherein the flame tube (22) is annular or tubular in cross section,
in particular circular or oval-shaped in cross-section. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5,
dessen Brennkammer (30) durch das Flammenrohr (22) gebildet wird,
wobei das Flammenrohr (22) modular aufgebaut ist, insbesondere mehrere Module (46', 46", ...) aufweist,
die insbesondere ring- oder rohrförmig ausgebildet sind, und insbesondere im Querschnitt kreis- oder oval-förmig ausgebildet sind.Combustion chamber system according to one or more of claims 1, 2, 3, 4 or 5,
whose combustion chamber (30) is formed by the flame tube (22),
wherein the flame tube (22) is of modular design, in particular having a plurality of modules (46', 46", ...),
which are in particular ring-shaped or tubular, and in particular are circular or oval-shaped in cross-section. Brennkammersystem nach Anspruch 6,
bei dem die Module (46', 46", ...) übereinander, insbesondere koaxial,
angeordnet sind.Combustion chamber system according to claim 6,
in which the modules (46', 46", ...) one above the other, in particular coaxially,
are arranged. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
bei dem die Module (46', 46", ...) oder
das Flammenrohr (22)
keramisch ausgebildet sind,
insbesondere auf Basis von Oxidkeramik,
ganz insbesondere auf der Basis von
Aluminiumoxid oder
Aluminiumoxid/Spinell.Combustion chamber system according to one or more of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7,
in which the modules (46', 46", ...) or
the flame tube (22)
are ceramic
especially based on oxide ceramics,
especially on the basis of
alumina or
Alumina/Spinel. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 7 oder 8,
bei dem die einzelnen Module (46', 46", ...) Mittel (101, 102) aufweisen,
durch die sie gegeneinander befestigt werden,
insbesondere durch Nut (102) und Feder (101).Combustion chamber system according to one or more of claims 6, 7 or 8,
in which the individual modules (46', 46", ...) have means (101, 102),
by which they are fixed against each other,
in particular by groove (102) and tongue (101). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) und/oder Wasserdampf
über eine Bodenplatte (4)
insbesondere in einer Ebene,
in die Brennkammer (30) einströmen können.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
in which hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and/or water vapor
via a base plate (4)
especially on a plane
can flow into the combustion chamber (30). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) und/oder Wasserdampf
in einer Bodenplatte (4) vermischt werden können, insbesondere in einem Mischer (55) vermischt werden können, und
über eine Bodenplatte (4)
insbesondere in einer Ebene,
in die Brennkammer (30) einströmen können.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
in which hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and/or water vapor
can be mixed in a base plate (4), in particular can be mixed in a mixer (55), and
via a base plate (4)
especially on a plane
can flow into the combustion chamber (30). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem das Flammenrohr (22) oder
die Module (46', 46", ...)
Dampfpassagen (50) und/oder
die Module (46', 46", ...) Dampfdurchlässe (150) aufweisen, durch die Dampf in die Brennkammer (30) einströmen kann.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
in which the flame tube (22) or
the modules (46', 46", ...)
Steam passages (50) and/or
the modules (46', 46", ...) have steam passages (150) through which steam can flow into the combustion chamber (30). Brennkammersystem nach Anspruch 12,
bei dem die Dampfpassagen (50) so ausgebildet sind,
um ein Anlegen einer heißen Flamme an die Wand des Flammenrohrs (22) zu verhindern.Combustion chamber system according to claim 12,
in which the vapor passages (50) are formed in such a way
by applying a hot flame to the wall of the flame tube (22) to prevent. Brennkammersystem nach einem oder beiden der Ansprüche 12 oder 13,
bei dem die Dampfpassagen (50) und/oder Dampfdurchlässe (150) sich über die gesamte Länge und/oder Umfang des Flammenrohrs (22) oder seiner Module (46', 46", ...) erstrecken.Combustion chamber system according to one or both of claims 12 or 13,
wherein the vapor passages (50) and/or vapor outlets (150) extend over the entire length and/or circumference of the flame tube (22) or its modules (46', 46",...). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
das einen äußeren Druckmantel (40) aufweist,
der die Brennkammer (30) umschließt und so den Zwischenraum (41) bildet,
wobei insbesondere der Zwischenraum (41) direkt durch den Druckmantel (40) und dem Flammenrohr (22) direkt begrenzt wird.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
having an outer pressure jacket (40),
which encloses the combustion chamber (30) and thus forms the intermediate space (41),
in particular, the intermediate space (41) being delimited directly by the pressure jacket (40) and the flame tube (22). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei der die Brennkammer (30) am anderen Ende eine obere Platte (44) aufweist,
die an dem Druckmantel (40) anliegen,
so dass sie den Zwischenraum (41) bilden.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
wherein the combustion chamber (30) has a top plate (44) at the other end,
which are in contact with the pressure jacket (40),
so that they form the gap (41). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
das eine Dampfzuleitung (9) aufweist,
die Dampf (28) in die Brennkammer (30) und
in den Zwischenraum (41),
insbesondere auf Höhe der Bodenplatte (4),
leiten kann,
so dass der Dampf von Bodenplatte Richtung Austrittsöffnung (32) strömen kann.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
which has a steam supply line (9),
the steam (28) into the combustion chamber (30) and
into the gap (41),
especially at the height of the base plate (4),
can lead
so that the steam can flow from the base plate in the direction of the outlet opening (32). Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
das einen Zünder (405) aufweist,
der insbesondere in die Brennkammer (30) ein- und aus führbar ist.Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
which has an igniter (405),
the particular in the combustion chamber (30) on and off feasible is. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
das zumindest aufweist: Entwässerungsleitungen (33) und/oder Überdruckventile oder einen Überdruckschutz (36) und/oder eine Dampfüberbrückung 39 (Bypass) und/oder eine H2O-Abspritzung (42), vorzugsweise am Ende des Brennzylinders (7), und/oder ein Spülsystem (3), das Zuleitungen durchspülen kann, insbesondere unter der Verwendung von Stickstoff. Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
which at least shows: drainage lines (33) and/or Overpressure valves or an overpressure protection (36) and/or a vapor bridge 39 (bypass) and/or an H 2 O spray (42), preferably at the end of the combustion cylinder (7), and/or a flushing system (3), that can flush supply lines, especially with the use of nitrogen. Brennkammersystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
das einen Flansch (700) aufweist,
insbesondere mit der Bodenplatte (4),
mit Dampfeingangs-Öffnungen (703, ...),
mit Drainageöffnungen für Entwässerungsleitung (33) für die Abfuhr von Kondensaten,
insbesondere mit einer Öffnung für den Brenner (58).Combustion chamber system according to one or more of the preceding claims,
having a flange (700),
in particular with the base plate (4),
with steam inlet openings (703, ...),
with drainage openings for drainage line (33) for the removal of condensates,
in particular with an opening for the burner (58). Verfahren zur Erzeugung von Dampf,
insbesondere von Prozessdampf,
bei dem ein Brennkammersystem (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche mit einer Brennkammer (30) verwendet wird.method of generating steam,
especially of process steam,
in which a combustion chamber system (1) according to one or more of the preceding claims with a combustion chamber (30) is used. Verfahren nach Anspruch 21,
bei dem Wasserstoff (H2) und
vorzugsweise Sauerstoff (O2)
in der Anwesenheit von
Wasser (H2O) oder Wasserdampf (28, H2O)
in der Brennkammer (30) verbrannt wird,
insbesondere nur Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2)
verbrannt und/oder
nur Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) sowie Wasserdampf in die Brennkammer (30) eingeführt wird.Method according to claim 21,
in which hydrogen (H 2 ) and
preferably oxygen (O 2 )
in the presence of
water (H 2 O) or water vapor (28, H 2 O)
is burned in the combustion chamber (30),
in particular only hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 )
burned and/or
only hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and water vapor is introduced into the combustion chamber (30). Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 21 oder 22,
bei dem die Brennkammer (30)
außen in einem Zwischenraum (41),
insbesondere in einem geschlossenen Zwischenraum (41),
um die Brennkammer (30) von Dampf (28) umströmt wird,
und insbesondere der Dampf in Richtung Austrittsöffnung (32) strömt,
wodurch das Flammenrohr (22) gekühlt wird,
insbesondere ohne weitere Kühlung gekühlt wird.Method according to one or both of claims 21 or 22,
in which the combustion chamber (30)
outside in a gap (41),
in particular in a closed space (41),
steam (28) flows around the combustion chamber (30),
and in particular the steam flows in the direction of the outlet opening (32),
whereby the flame tube (22) is cooled,
is cooled in particular without further cooling. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21, 22 oder 23,
bei dem Dampf,
insbesondere der komplette Dampf aus dem Zwischenraum (41) in die Brennkammer (30) einströmt.Method according to one or more of claims 21, 22 or 23,
at the steam
in particular all of the steam from the intermediate space (41) flows into the combustion chamber (30). Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 21, 22, 23 oder 24,
bei dem Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) sowie Wasserdampf über eine Bodenplatte (4) insbesondere in einer Ebene,
in die Brennkammer (30) einströmen.Method according to one or more of the preceding claims 21, 22, 23 or 24,
in which hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and water vapor via a base plate (4), in particular in one plane,
flow into the combustion chamber (30). Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem Wasserstoff (H2) und vorzugsweise Sauerstoff (O2) und/oder Wasserdampf in einer Bodenplatte (4) vermischt werden,
insbesondere in einem Mischer (55) vermischt werden, und über eine Bodenplatte (4)
insbesondere in einer Ebene,
in die Brennkammer (30) einströmen.Method according to one or more of the preceding claims,
in which hydrogen (H 2 ) and preferably oxygen (O 2 ) and/or water vapor are mixed in a base plate (4),
are mixed, in particular in a mixer (55), and via a base plate (4)
especially on a plane
flow into the combustion chamber (30). Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem Dampf in den Zwischenraum (41) strömt,
um das Flammenrohr (22) bei Nicht-Betrieb warm zu halten oder
zu erwärmen.Method according to one or more of the preceding claims,
in which steam flows into the intermediate space (41),
to keep the flame tube (22) warm when not in use, or
to heat. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem die Brennkammer (30) in Dampfatmosphäre von 1bar bis 140bar betrieben wird,
insbesondere bei 1bar bis 80bar,
betrieben wird.Method according to one or more of the preceding claims,
in which the combustion chamber (30) is operated in a steam atmosphere of 1 bar to 140 bar,
especially at 1bar to 80bar,
is operated. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem die Brennkammer (30) in Dampfatmosphäre von mindestens 2bar,
insbesondere mindestens 6bar,
betrieben wird.Method according to one or more of the preceding claims,
in which the combustion chamber (30) in a steam atmosphere of at least 2 bar,
in particular at least 6 bar,
is operated. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei die Brennkammer (30) mit einem Druckverlust von 100mbar - 3000mbar betrieben wird.Method according to one or more of the preceding claims,
in which the combustion chamber (30) is operated with a pressure loss of 100mbar - 3000mbar. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
bei dem Dampf um einen Brenner (58) während der Verbrennung strömt.Method according to one or more of the preceding claims,
wherein steam flows around a burner (58) during combustion. Anlage,
die ein Brennkammersystem (1) gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche aufweist.Attachment,
having a combustion chamber system (1) according to one or more of the preceding claims. Anlage nach Anspruch 32,
bei der es sich um eine Dampfturbinenanlage handelt.Plant according to claim 32,
which is a steam turbine plant. Anlage nach Anspruch 32,
bei der es sich um eine Gas- und Dampfturbinenanlage handelt.Plant according to claim 32,
which is a gas and steam turbine plant. Anlage nach Anspruch 32, 33 oder 34,
bei der es sich um eine Anlage zur Dampferzeugung für Prozessdampf handelt.Plant according to claim 32, 33 or 34,
which is a plant for generating steam for process steam.
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