DE102005048815A1

DE102005048815A1 - Kostengünstige Zweibrennstoffbrennkammer und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102005048815A1
Application number: DE102005048815A
Authority: DE
Inventors: Stanley Kevin Widener
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-10-10
Publication date: 2006-04-27
Also published as: JP2006112776A; CN1763434A; US20060080966A1; CN1763434B; US7546735B2

Abstract

Eine Brennkammer für eine Gasturbine weist eine Brennkammer und mehrere radial außen angeordnete Düsen auf, die eine einzelne, zentrale Düse umgeben, wobei die radial außen angeordneten Düsen dazu ausgerichtet sind, der Brennkammer lediglich gasförmigen Brennstoff zuzuführen, und die zentrale Düse dazu eingerichtet ist, der Brennkammer sowohl gasförmigen als auch flüssigen Brennstoff zuzuführen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ganz allgemein Gasturbinenvorrichtungen und insbesondere eine Mehrfachdüsen-Zweibrennstoff-Rohrbrennkammer, mit einer von äußeren Düsen umgebenen zentralen Düse, für den Einsatz in erdgebundenen Kraftwerksgasturbinen.

Gasturbinen umfassen im Allgemeinen einen Verdichter, eine oder mehrere Brennkammern, ein Brennstoffinjektionssystem und einen mehrere Stufen aufweisenden Turbinenabschnitt. Typischerweise komprimiert der Verdichter Einlassluft, die anschließend in Richtung der Brennkammern umgelenkt oder zu diesen zurückgeleitet wird, wo sie dazu dient, die Brennkammern zu kühlen und darüber hinaus dem Verbrennungsprozess Luft zuzuführen. In manchen Mehrfachbrennkammerturbinen sind die Brennkammern selbst in einer im Allgemeinen als eine "Ring-Rohr"-Anordnung bezeichneten kreisförmigen Reihe um den Turbinenrotor angeordnet, und Übergangskanäle führen aus jeder der Brennkammern austretende Verbrennungsgase der ersten Stufe des Turbinenabschnitts zu.

Insbesondere gehört in einem typischen Gasturbinenaufbau zu jeder Brennkammer ein im Wesentlichen zylindrisches Brenn kammergehäuse, das an dem Turbinengehäuse befestigt ist. Jede Brennkammer weist auch eine innere Strömungsbüchse und einen Brennkammereinsatz auf, der im Wesentlichen konzentrisch innerhalb der Strömungsbüchse angeordnet ist. Sowohl die Strömungsbüchse als auch der Brennkammereinsatz erstrecken sich zwischen einem an deren stromabwärts gelegenen Enden angeordneten doppelwandigen Übergangskanal und einer an deren stromaufwärts gelegenen Enden angeordneten Brennkammereinsatzkappenanordnung. Die Außenwand des Übergangskanals und ein Abschnitt der Strömungsbüchse sind über einen bedeutenden Abschnitt ihrer entsprechenden Oberflächen mit Luftzufuhröffnungen ausgebildet, was den Eintritt von Verdichterluft in den radialen Raum, der zwischen der inneren und äußeren Wand des Übergangselements sowie zwischen dem Brennkammereinsatz und der Strömungsbüchse angeordnet ist, und die Rückführung der Verdichterluft zu dem stromaufwärts liegenden Abschnitt der Brennkammer ermöglicht, wo die Luftströmungsrichtung nochmals umgekehrt wird, um durch die Kappe und in die Brennkammer zu strömen.

DLN-Gasturbinen (DLN = Dry Low NOx: geringer Anteil von trockenem NOx) verwenden gewöhnlich Zweibrennstoffbrennkammern, die in der Lage sind, sowohl mit flüssigem als auch mit gasförmigem Brennstoff zu arbeiten. Eine herkömmliche Anordnung weist vier Zweibrennstoffdüsen auf, die eine zentrale Zweibrennstoffdüse umgeben. Die kombinierte Fähigkeit Flüssigbrennstoff, Zerstäuberluft, Verdünnungswasser, Diffusionsgas, vorgemischtes Gas und gegebenenfalls Luftvorhangs/Spülluft zu führen, macht die Düsen jedoch kompliziert und kostspielig, und der Platzbedarf der vielen gesonderten Fluidka näle in der Vormischeinrichtung ist beträchtlich. Darüber hinaus wird es zunehmend schwieriger, den erforderlichen Raum für die vielen Durchlasskanäle bereitzustellen, wenn diese Düsenkonstruktionen für kleinere Maschinen dimensioniert werden soll.

Die ebenfalls dem Anmelder gehörende US-Patentschrift 6 598 383 offenbart eine Anordnung, bei der eine lediglich gasführende zentrale Düse von mehreren äußeren Zweibrennstoffdüsen umgeben ist. Bei dieser Konfiguration findet die Zündung lediglich in Verbindung mit diffundierendem Brennstoff in der zentralen Düse statt, und das Fehlen eines nahen Funken kann die Zündung erschweren.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine vereinfachte Mehrfachdüsen-Zweibrennstoff-"Ring-Rohr"-Brennkammer mit einer zentralen Düse, die von drei oder mehr radial außen angeordneten Düsen umgeben ist. Die zentrale Düse ist eine Zweibrennstoffdüse, die in der Lage ist, Vormischgasbrennstoff und Diffusionsflüssigbrennstoff zu führen. Die äußeren Düsen sind reine Gasdüsen und sind lediglich in der Lage Vormischgasbrennstoff und Diffusionsgasbrennstoff zu führen. Bei dieser Anordnung ist die Gesamtzahl von Brennstoffkanälen in den Düsen erheblich reduziert und die operativen Modi der Brennkammerbrennstoffzufuhr sind dahingehend vereinfacht, dass zu diesen gehören: ein Gasbrennstoffdiffusionsmodus, in dem lediglich den äußeren, lediglich Gas führenden Düsen Brennstoff zugeführt wird; ein pilotierter Vormischmodus, in dem den äußeren Düsen Diffusionsgas zugeführt wird und sämtlichen Düsen Vormischgas zugeführt wird; ein Vormischmodus, in dem sämtlichen Düsen lediglich Vormischgas zugeführt wird; und ein Flüssigbrennstoffmodus, in dem der zentralen Düse Flüssigbrennstoff zugeführt wird.

Weil die reinen Gasdüsen radial weiter außen und damit näher an der Quelle der Zündung (Zündkerze) angeordnet sind, wird in dem lediglich Gas verwendenden Modus außerdem die Zündung gefördert.

Dementsprechend betrifft die Erfindung in ihren allgemeineren Aspekten eine Brennkammer für eine Gasturbine, die eine Brennkammer und mehrere radial außen angeordnete Düsen aufweist, die eine einzelne, zentrale Düse umgeben, wobei die radial außen angeordneten Düsen dazu eingerichtet sind, der Brennkammer lediglich gasförmigen Brennstoff zuzuführen, und die zentrale Düse dazu eingerichtet ist, der Brennkammer sowohl gasförmigen als auch flüssigen Brennstoff zuzuführen.

In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Brennkammer für eine Gasturbine mit mehreren lediglich Gas verwendenden, radial außen angeordneten Düsen, die eine einzelne, zentrale Zweibrennstoffdüse umgeben; wobei die mehreren radial außen angeordneten Düsen auf fünf radial außen angeordneten Düsen basieren, die in Intervallen von etwa zweiundsiebzig Grad angeordnet sind; wobei jede lediglich Gas verwendende, radial außen angeordnete Düse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, lediglich Diffusionsgas und Vormischgas zuzuführen; und wobei die zentrale Zweibrennstoffdüse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, der Brennkammer Vormischgasbrennstoff und Diffusionsflüssigbrennstoff zuzuführen.

In noch einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb von geringe NOx-Anteile aufweisenden Brennkammern in einer Gasturbine, wobei jede der Brennkammern mehrere radial außen angeordnete Düsen aufweist, die eine einzelne zentrale Düse umgeben, mit den Schritten: Betreiben der Brennkammern in einem ersten Diffusionsmodus, in dem lediglich der radial außen angeordneten Düsen Brennstoff zugeführt wird; Betreiben der Brennkammern in einem ersten Diffusionsmodus, in dem lediglich den radial außen angeordneten Düsen Brennstoff zugeführt wird; Betreiben der Brennkammern in einem zweiten, pilotierten Vormischmodus, in dem den radial außen angeordneten Düsen Diffusionsgas zugeführt wird, und der radial außen angeordneten Düse und der zentralen Düse Vormischgas zugeführt wird; Betreiben der Brennkammern in einem dritten Vormischmodus, in dem den radial außen angeordneten Düsen und der zentralen Düse lediglich Vormischgas zugeführt wird; und Betreiben der Brennkammern in einem vierten Flüssigbrennstoffmodus, in dem der zentralen Düse Flüssigbrennstoff zugeführt wird.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den im Folgenden bezeichneten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen teilweisen Querschnitt einer Gasturbinenbrennkammer nach dem Stand der Technik;
2 zeigt einen vereinfachten und teilweise schematischen Querschnitt einer bekannten lediglich mit Gas betriebenen Düse für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt einen vereinfachten und teilweise schematischen Querschnitt einer bekannten Zweibrennstoffdüse einer Gasturbine;
4 zeigt einen vereinfachten und teilweise schematischen Querschnitt einer modifizierten Zweibrennstoffdüse für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt ein Blockschaltbild einer "Ring-Rohr"-Anordnung von Brennkammern gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zu der (in einem Ausschnitt gezeigten) Gasturbine 10 gehören ein (ebenfalls in einem Ausschnitt gezeigter) Verdichter 12, eine Anzahl Brennkammern 14 (von denen eine gezeigt ist) und ein Turbinenabschnitt, der hier durch ein einzelnes Blatt 16 repräsentiert ist. Obwohl nicht im Einzelnen dargestellt, ist die Turbine entlang einer gemeinsamen Achse antriebsmäßig mit dem Verdichter 12 verbunden. Der Verdichter 12 komprimiert Einlassluft, die anschließend zu der Brennkammer 14 zurückgeleitet wird, wo sie genutzt wird, um die Brennkammer zu kühlen und dem Verbrennungsprozess Luft zuzuführen.
Wie oben erwähnt, sind mehrere Brennkammern 14 in einer ringförmigen Reihe um die Achse der Gasturbine angeordnet. Ein doppelwandiger Übergangskanal 18 verbindet das Auslassende jeder Brennkammer mit dem Einlassende der Turbine, um der Turbine die heißen Verbrennungsprodukte zuzuführen. Die Zündung in den vielfältigen Brennkammern 14 wird mittels einer Zündkerze 20 in Verbindung mit Querstromrohren 22 (von denen eines gezeigt ist) in der üblichen Weise erzielt.
Jede Brennkammer 14 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Brennkammergehäuse 24 auf, das mittels Bolzenschrauben 28 an einem offenen vorderen Ende an dem Turbinengehäuse 26 befestigt ist. Das hintere oder proximale Ende des Brennkammergehäuses wird durch eine Schlussabdeckungsanordnung 30 abgeschlossen, die Zufuhrrohre, Verteiler und zugeordnete Ventile enthält, um der Brennkammer, wie weiter unten eingehen der beschrieben, gasförmigen Brennstoff, Flüssigbrennstoff, Luft und Wasser zuzuführen. In der Schlussabdeckungsanordnung 30 sind mehrere (beispielsweise drei bis sechs) "äußere" Brennstoffdüsenvorrichtungen 32 (von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine in 1 gezeigt ist), die kreisförmig um eine Längsachse der Brennkammer angeordnet sind, und eine zentrale Düse aufgenommen.
Innerhalb des Brennkammergehäuses 24 ist weitgehend konzentrisch zu dieser eine im Wesentlichen zylindrische Strömungsbüchse 34 angebracht, die an ihrem vorderen Ende mit der Außenwand 36 des doppelwandigen Übergangskanals 18 verbunden ist. Die Strömungsbüchse 34 ist an ihrem hinteren Ende bei einer Stoßfuge 37, wo vordere und hintere Abschnitte des Brennkammergehäuses 24 vereinigt sind, mittels eines radialen Flansches 35 mit dem Brennkammergehäuse 24 verbunden.
Innerhalb der Strömungsbüchse 34 ist ein konzentrisch eingerichteter Brennkammereinsatz 38 angeordnet, der eine Brennkammer 39 definiert und der an seinem vorderen Ende mit der Innenwand 40 des Übergangskanals 18 verbunden ist. Das hintere Ende des Brennkammereinsatzes 38 wird durch eine Brennkammereinsatzkappenanordnung 42 getragen, die ihrerseits innerhalb des Brennkammergehäuses 24 durch eine Anzahl Streben und eine (im Einzelnen nicht gezeigte) zugeordnete Befestigungsanordnung gestützt wird.
Die Außenwand 36 des Übergangskanals 18 kann mit einer Reihe Öffnungen 43 ausgebildet sein, um zu ermöglichen, dass Luft (wie durch die Strömungsrichtungspfeile in 1 ange deutet) in umgekehrter Richtung von dem Verdichter 12 durch die Öffnungen 43 und in den zwischen der Strömungsbüchse 34 und dem Brennkammereinsatz 38 definierten ringförmigen Raum zu dem stromaufwärts gelegenen Ende der Brennkammer strömt. Dies ist eine hinlänglich bekannte Anordnung, die keiner weiteren Erläuterung bedarf.
Indem nun auf 2 eingegangen wird, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Gruppe radial außen angeordneter Düsen, die die einzelne zentrale Düse umgeben, eine herkömmliche reine Gasdüse 44 verwendet werden. Die Düse 44 basiert auf einem äußeren Rohr 46, das an einem hinteren Ende 48 mit einem Flansch 50 ausgebildet sein kann, der eine Anbindung an eine Schlussabdeckungsanordnung ermöglicht, wie sie bei Bezugszeichen 30 in 1 gezeigt ist. Alternativ könnte der Flansch 50 einstückig mit der Schlussabdeckungsanordnung ausgebildet sein. Es ist einsichtig, dass die Weise, in der die vielfältigen Durchlasskanäle in der Düse ausgebildet sind, sowie die Befestigungsanordnungen für die vielfältigen Rohre innerhalb der Düse für Zwecke der vorliegenden Erfindung als im Rahmen des Standes der Technik zu erachten sind. Ein erstes innenliegendes Rohr 52 ist konzentrisch innerhalb des äußeren Rohrs 46 angeordnet, wobei ein Ringvorhangluftzufuhrkanal 56 (oder erster Kanal) entsteht, wobei Verdichterluft durch das Rohr 46 über in dem Rohr 46 kreisförmig angeordnete (nicht gezeigte) Löcher und über (ebenfalls nicht gezeigte) Durchlasskanäle in den feststehenden Leitschaufeln eines Turbulenzerzeugers 58 in den Durchlasskanal 56 eintritt.
Ein zweites radial innenliegendes Rohr 60 erstreckt sich innerhalb des ersten radial innenliegenden Rohrs 52 konzentrisch durch die Mitte der Düse. Diese Anordnung erzeugt einen ringförmigen Diffusionsgaskanal 62 (oder zweiten Kanal) zwischen dem ersten und zweiten radial innenliegenden Rohr. Das Diffusionsgas wird durch Muffen/Flansche und durch auf der Schlussabdeckungsanordnung angeordnete Verteilerrohre zugeführt. Das zweite radial innenliegende Rohr (oder zentrale Rohr) 60 definiert seinerseits einen Spülluftkanal 64, wobei die Luft ebenfalls über eine an der Schlussabdeckungsanordnung angeordnete Ausrüstung zugeführt wird.
Ein radial innenliegender Vormischkanal 66 (oder dritter Kanal) ist innerhalb des Rohrs 46 angeordnet, wobei sein vorderes Ende benachbart zu der Vorderkante des Turbulenzerzeugers 58 endet. Zwischen den Kanälen 56 und 66 kann ein (nicht gezeigter) zweiter Vormischkanal radial ausgebildet sein. Vormischgas tritt in die Düse über Kernbohrungen 67 in den Flansch 50 ein und tritt durch in den Seiten der Leitschaufeln 70 ausgebildete Durchgangsbohrungen 68 aus und in den Ringspalt 72 des Brennerrohrs 74 ein, wo es vorvermischt wird und anschließend in die Verbrennungszone eintritt. Diffusionsgas und Vorhangluft vermischen sich über in der Spitze eines Rohrs 52 in Querrichtung ausgebildete Bohrungen.
3 veranschaulicht eine Zweibrennstoffdüse 76, die ebenfalls eine bekannte Konstruktion aufweist. Der Gesamtaufbau der Düse kann im Allgemeinen jenem der in 2 gezeigten Düse ähneln, weist jedoch zusätzliche Durchlasskanäle auf, die den Betrieb der Düse als Zweibrennstoffdüse ermögli chen. Dementsprechend weist die Düse 76 ein äußeres Rohr 78 mit einem an dessen hinteren oder stromaufwärts gelegenen Ende vorgesehenen Flansch 80 auf, der in eine Schlussabdeckungsanordnung integriert sein kann. Ein innerhalb des äußeren Rohrs 78 konzentrisch angeordnetes erstes innenliegendes Rohr 82 bildet einen Ringvorhangluftkanal 84, wobei Verdichterluft in derselben Weise, wie es oben in Verbindung mit der in 2 gezeigten Düse beschrieben ist, in den Durchlasskanal eintritt.
Ein innerhalb des Rohrs 82 konzentrisch angeordnetes zweites innenliegendes Rohr 86 erzeugt einen ringförmigen Diffusionsgaskanal 88. Ein innerhalb des Rohrs 86 konzentrisch angeordnetes drittes innenliegendes Rohr 90 erzeugt einen ringförmigen Wasserkanal 92. Ein zentrales Rohr 94 erzeugt einen ringförmigen Zerstäuberluftkanal 96, während das zentrale Rohr 94 selbst als der Flüssigbrennstoffkanal 98 dient. Auch hier sind die vielfältigen Rohre in einer Schlussabdeckungsanordnung befestigt und werden in einer im Übrigen herkömmlichen Art mit dem geeigneten Brennstoff oder einem sonstigen Fluid (d.h. Luft oder Wasser) beschickt.
Innerhalb des Rohres 78 ist ein Vormischgaskanal 100 ausgebildet, der benachbart zu dem Turbulenzerzeuger 102 endet (ein (nicht gezeigter) zweiter Vormischkanal kann zwischen den Durchlasskanälen 84 und 100 vorgesehen sein). Wie in der in 2 veranschaulichten Düse 44 gezeigt, kann das Vormischgas durch in dem Flansch (oder in der Schlussabdeckung) 80 ausgebildete Kernbohrungen 104 in den Durchlasskanal 100 eingebracht werden, um durch in den Seiten von Leit schaufeln 108 ausgebildete Bohrungen 106 in den Ringspalt 110 des Brennerrohrs 112 hinein auszutreten.
4 veranschaulicht eine modifizierte Zweibrennstoffdüse 114 gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zu beachten ist die Eliminierung des Diffusionsgaskanals 88 in 3. Auf diese Weise weist die modifizierte Düse 114 ein äußeres Rohr 116 mit einem an seinem hinteren oder stromaufwärts gelegenen Ende vorgesehenen Flansch 118 auf, der in eine Schlussabdeckungsanordnung integriert sein kann. Ein innerhalb des äußeren Rohrs 116 konzentrisch angeordnetes erstes innenliegendes Rohr 120 bildet einen Ringvorhangluftkanal 122, wobei in derselben Weise, wie es oben in Verbindung mit der in 2 gezeigten Düse beschrieben ist, Verdichterluft über einen Turbulenzerzeuger 123 in den Durchlasskanal eintritt.
Ein innerhalb des Rohrs 120 konzentrisch angeordnetes zweites innenliegendes Rohr 124 erzeugt einen ringförmigen Wasserkanal 126. Ein zentrales Rohr 128 erzeugt einen ringförmigen Zerstäuberluftkanal 130, während das zentrale Rohr 128 selbst als der Flüssigbrennstoffkanal 132 dient. Auch hier sind die vielfältigen Rohre in einer Schlussabdeckungsanordnung befestigt und werden in einer im Übrigen herkömmlichen Art mit einem geeigneten Brennstoff oder einem sonstigen Fluid (d.h. Luft oder Wasser) beschickt.
Innerhalb des Rohrs 120 ist ein Vormischgaskanal 134 ausgebildet, der ansonsten identisch zu dem in 3 veranschaulichten Vormischkanal 100 sein kann, wobei die Vormisch luft durch in den Seiten von Leitschaufeln 138 ausgebildete Bohrungen 136 austritt und in den Ringspalt 140 des Brennerrohrs 142 eintritt.
Unter Verwendung der in 2 gezeigten, lediglich Gas verwendenden Düsenkonfiguration und der in 4 gezeigten modifizierten Zweibrennstoffdüse ist in 5 eine bevorzugte Anordnung von Düsen in einer Brennkammer 126 gezeigt. Insbesondere kann die zentrale Düse eine Zweibrennstoffdüse 114 sein, wie sie in 4 gezeigt ist, während die fünf äußeren Düsen 44 reine Gasdüsen 44 sein können, wie sie in 2 veranschaulicht sind. Die Erfindung ist allerdings nicht auf die in 5 gezeigte Anordnung beschränkt. Die Anzahl äußerer Düsen kann im Bereich von drei und fünf oder darüber liegen.
Mittels der oben erwähnten vereinfachten Mehrfachdüsen-Zweibrennstoffrohrbrennkammer, die eine von äußeren Düsen 44 umgebene zentrale Düse 114 aufweist, werden die operative Kraftstoffzufuhrmodi außerdem dahingehend vereinfacht, dass zu diesen gehören: (1) ein Diffusionsmodus, in dem lediglich den äußeren Düsen 44 Brennstoff zugeführt wird; (2) ein pilotierter Vormischmodus, in dem den äußeren Düsen 44 Diffusionsgas zugeführt wird und sämtliche Düsen 44 und 114 mit Vormischgas beschickt werden; (3) ein Vormischmodus, in dem sämtlichen Düsen 44 und 114 Vormischgas zugeführt wird; (4) ein Flüssigbrennstoffmodus, in dem lediglich der zentralen Düse 114 Flüssigbrennstoff zugeführt wird.
Modusübergänge zwischen Gas und Flüssigbrennstoff sind ebenfalls insofern vereinfacht, als Diffusionsgas und Flüssigbrennstoff in der Regel nicht gleichzeitig in derselben Düse vorkommen.
Die Erfindung wurde zwar anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, von dem gegenwärtig angenommen wird, dass es sich am besten verwirklichen lässt, es ist allerdings selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt sein soll, sondern vielmehr vielfältige Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.

10: Gasturbine
12: Verdichter
14: Mehrere Brennkammern
16: Blatt
18: Übergangskanal
20: Zündkerze
24: Brennkammergehäuse
26: Turbinengehäuse
28: Bolzenschrauben
30: Schlussabdeckungsanordnung
32: Brennstoffdüsenvorrichtungen
34: Strömungsbüchse
36: Außenwand
38: Brennkammereinsatz
39: Brennkammer
40: Innenwand
42: Brennkammereinsatzkappenanordnung
43: Öffnungen
44: Reine Gasdüse
46: Äußeres Rohr
48: Hinteres Ende
50: Flansch
52: Innenliegendes Rohr
56: Ringvorhangluftzufuhrkanal
58: Turbulenzerzeuger
60: Radial innenliegendes Rohr
62: Ringförmiger Diffusionsgaskanal
64: Spülluftkanal
66: Radial innenliegender Vormischkanal
67: Mit Kern ausgebildete Öffnungen
68: Öffnungen
70: Leitschaufeln
72: Ringspalt
74: Brennerrohr
76: Zweibrennstoffdüse
78: Äußeres Rohr
80: Flansch
82: Erstes innenliegendes Rohr
84: Ringvorhangluftkanal
86: Zweites innenliegendes Rohr
88: Ringförmiger Diffusionsgaskanal
90: Drittes innenliegendes Rohr
92: Ringförmiger Wasserkanal
94: Zentrales Rohr
96: Ringförmiger Zerstäuberluftkanal
98: Flüssigbrennstoffkanal
100: Vormischgaskanal
102: Turbulenzerzeuger
104: Kernbohrungen
106: Öffnungen
108: Leitschaufeln
110: Ringspalt
112: Brennerrohr
114: Zweibrennstoffdüse
116: Äußeres Rohr
118: Flansch
120: Erstes innenliegendes Rohr
122: Ringvorhangluftkanal
123: Turbulenzerzeuger
124: Zweites innenliegendes Rohr
126: Ringförmiger Wasserkanal
128: Zentrales Rohr
130: Ringförmiger Zerstäuberluftkanal
132: Flüssigbrennstoffkanal
134: Vormischgaskanal
136: Öffnungen
138: Leitschaufeln
140: Ringspalt
142: Brennerrohr

Claims

Brennkammer für eine Gasturbine mit einer Brennkammer und mehreren radial außen angeordneten Düsen, die eine einzelne, zentrale Düse umgeben, wobei die radial außen angeordneten Düsen dazu eingerichtet sind, der Brennkammer lediglich gasförmigen Brennstoff zuzuführen, und die zentrale Düse dazu eingerichtet ist, der Brennkammer sowohl gasförmigen als auch flüssigen Brennstoff zuzuführen.
Brennkammer nach Anspruch 1, bei der die mehreren radial außen angeordneten Düsen auf fünf radial außen angeordneten Düsen basieren, die in Intervallen von etwa zweiundsiebzig Grad angeordnet sind.
Brennkammer nach Anspruch 1, bei der jede lediglich Gas verwendende, radial außen angeordnete Düse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, der Brennkammer lediglich Diffusionsgas und Vormischgas zuzuführen.
Brennkammer nach Anspruch 1, bei der die Zweibrennstoffdüse mit wenigstens einem Vormischgaskanal, einem Flüssigbrennstoffkanal, einem Zerstäuberluftkanal, einem NOx-Wasserkanal und einem Vorhangluftkanal ausgebildet ist.
Brennkammer nach Anspruch 3, bei dem die zentrale Zweibrennstoffdüse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, der Brennkammer Vormischgasbrennstoff und Diffusionsflüssigbrennstoff zuzuführen.
Brennkammer nach Anspruch 3, bei der die Zweibrennstoffdüse mit wenigstens einem Vormischgaskanal und einem Flüssigbrennstoffkanal, einem Zerstäuberluftkanal und einem NOx-Wasserkanal ausgebildet ist.
Brennkammer nach Anspruch 3, bei dem die Zweibrennstoffdüse mit wenigstens einem Vormischgaskanal und einem Flüssigbrennstoffkanal, einem Zerstäuberluftkanal, einem NOx-Wasserkanal und einem Vorhangluftkanal ausgebildet ist.
Brennkammer für eine Gasturbine mit mehreren lediglich Gas verwendenden, radial außen angeordneten Düsen, die eine einzelne, zentrale Zweibrennstoffdüse umgeben; wobei jede lediglich Gas verwendende radial außen angeordnete Düse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, lediglich Diffusionsgas und Vormischgas zuzuführen; und wobei die zentrale Zweibrennstoffdüse mit Durchlasskanälen ausgebildet ist, die dazu eingerichtet sind, der Brennkammer Vormischgasbrennstoff und Diffusionsflüssigbrennstoff zuzuführen.
Verfahren zum Betreiben von geringe NOx-Werte aufweisenden Brennkammern in einer Gasturbine, wobei jede der Brennkammern mehrere radial außen angeordnete Düsen aufweist, die eine einzelne zentrale Düse umgeben, mit den Schritten: Betreiben der Brennkammern in einem ersten Diffusionsmodus, in dem lediglich den radial außen angeordneten Düsen Brennstoff zugeführt wird; Betreiben der Brennkammern in einem zweiten, pilotierten Vormischmodus, in dem den radial außen angeordneten Düsen Diffusionsgas zugeführt wird, und der radial außen angeordneten Düse und der zentralen Düse Vormischgas zugeführt wird; Betreiben der Brennkammern in einem dritten Vormischmodus, in dem den radial außen angeordneten Düsen und der zentralen Düse Vormischgas zugeführt wird; und Betreiben der Brennkammern in einem vierten Flüssigbrennstoffmodus, in dem der zentralen Düse Flüssigbrennstoff zugeführt wird.