CH219254A - Brennereinrichtung für Gasturbinenanlagen. - Google Patents

Description

      Brennereinriclitung    für     Gasturbinenanlagen.       In einer     Gasturbinenanlage    ist meist ein       Brennraum.    vorhanden, in welchem Brenn  stoff und die dazu erforderliche Verbren  nungsluftmenge eingeführt werden. Es ist.  bekannt, den flüssigen Brennstoff unter ver  hältnismässig grossem Druck     durch    eine     Zer-          stäuberdü'se    einzuführen.

   Die     Zerstä.ubung    er  laubt eine gute Verteilung und Vermischung  des     Brennstoffes    mit der Verbrennungsluft,  so     .dass    eine vollständige Verbrennung     mög-          lieh    wird. Diese Anordnung ist jedoch mit  gewissen Nachteilen verbunden; es muss eine  Brennstoffpumpe aufgestellt werden, deren  Leistungsbedarf nicht immer gering ist. Die  Querschnitte der Einspritzdüsen werden klein  und können leicht durch     Unreinlichkeiten    des       (Jls    verstopft werden.

   Ferner muss bei einer  solchen Anordnung für eine gemeinsame  Regelung der Brennstoff- und Luftmenge ge  sorgt werden, da das Verhältnis beider Grö  ssen nur wenig schwanken darf, wenn bei  jeder Belastung eine gute Verbrennung     statt-          firiden    soll. Eine solche     Regelungsvorrich-          tung    ist meist ziemlich verwickelt.    Anderseits sind Brenner für andere     s     Zwecke bekannt, bei denen der Brennstoff  und die Verbrennungsluft durch     Ejektor-          wirkung    vermengt werden; an einer geeigne  ten Stelle, in der Nähe des engsten Quer  schnittes einer Luftdüse, münden eine oder:  mehrere Brennstoffdüsen.

   Durch den infolge  der Geschwindigkeitszunahme der Luft er  zeugten Druckabfall wird der Brennstoff  mitgenommen. Die grosse Geschwindigkeit  und gegebenenfalls der durch geeignete Füh  rung erzeugte Drall     bewirken    eine innige  Mischung des Brennstoffes mit der Luft und  gewährleisten eine gute Verbrennung. Die  Regelung erfolgt mit Hilfe einer in der Luft  leitung eingebauten Drosselklappe, ist somit  sehr einfach. Der Brennstoff wird meist  einem Behälter entnommen, in welchem die  Spiegelhöhe, z. B. durch ein Schwimmer  ventil, konstant gehalten wird.  



  Die     Anwendung    eines wie zuletzt be  schriebenen Brenners auf     Gasturbinenan-          lagen    ist nicht ohne weiteres möglich. In der       letzteren    wird meist die Verbrennung unter      einem den Atmosphärendruck übersteigenden  Druck erfolgen. Die Anwendung eines offe  nen Niveaugefässes als Brennstoffbehälter ist  in diesem Falle nicht erlaubt, da der Brenn  stoff durch den im Brennraum herrschenden  Druck, der trotz dem in der     Düse    erzeugten  Druckabfall doch meist noch wesentlich  höher als der Aussendruck     bleibt,    zurückge  drängt wird.  



  Die Erfindung besteht nun darin, dass der  im Brennstoffbehälter über dem Brennstoff  spiegel freigelassene Raum     mittelst    je einer  Leitung mit dem     Brennraum    und mit der  Luftleitung vor dem Brenner verbunden ist.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt schema  tisch und zum Teil im Schnitt ein Ausfüh  rungsbeispiel des     Erfindungsgegenstandes.    1  ist der Brennraum, 2 der Brenner mit der  Luftdüse. 3. Im Brenner \? wird die durch ein  Rohr     -l,        das    eine Regelungsklappe 5 enthält,  zugeführte Luft auf hohe     Creschivindigkeit     gebracht. In der Nähe des engten Quer  schnittes der Luftdüse 3 mündet die Brenn  stoffdüse 6. Der Brennstoff wird durch eine  Leitung 7 aus einem     geschlossenen    Behälter  8 entnommen; er strömt dem Behälter bei 9  zu. Der Brennstoffspiegel wird auf einer ge  eigneten Höhe durch ein Schwimmerventil 10  konstant gehalten.

   Ein Rohr 11 verbindet  den über dem Brennstoffspiegel freigelasse  nen Raum 12 mit dem Brennraum 1, ein  Rohr 13 verbindet ihn mit der Luftleitung  4. Es wird sich infolge des zwischen der  Luftleitung 4 und dem Brennraum 1 be  stehenden Druckabfalles durch die Leitungen  13 und 11 eine Luftströmung einstellen. Der  Druck über dem Brennstoffspiegel nimmt  dann einen mittleren Wert zwischen dem  Druck in der Luftleitung und dem     Drueh    .  im     Brennraum    an.  



  Es, kann sieh als notwendig .erweisen, den  Druck über dem Brennstoffspiegel noch be  sonders zu regeln. Dazu kann z. B. in der  Leitung 11 eine Blende 14 oder ein     steuer-          bares    Absperrorgan eingebaut sein. Durch  diese Massnahme wird der Druck im Brenn  stoffbehälter gehoben. Falls der Betrieb es    verlangt, kann der Druck auch kleiner ge  halten werden als im Brennraum 1. Zu die  sem Zweck ist am     Ausgleich-roh-r   <B>11</B> eine       Zweibleitung    15 mit Absperrorgan 16 ange  bracht. Die Leitung 15 endet ins Freie. Beim  Öffnen des     Absperrorganes    16 wird der  Druck im Behälter 8 klein gehalten, was eine  Verkleinerung der an den Brenner fliessenden  Brennstoffmenge hervorruft und umgekehrt.

    Es ist auch möglich, die     Steuerung    des     Ab-          sperrorganes    16 mit der Steuerung der Dros  selklappe 5 zu verbinden, so dass beide zu  sammen nach irgendeiner aus den Betriebs  bedingungen sich     ergebenden        Creset.zmässig-          keit    arbeiten.  



  Die     Zweigleitung    15 mit dem Absperr  organ 16 könnte     ebensogut    an der Ausgleich- 13 angebracht werden; diese Anord  nung hätte aber den Nachteil, dass dem       Brennstoffbehälter    heisse Gase statt verhält  nismässig kältere Luft zuströmt.  



  Eine weitere Regelungsmöglichkeit ist die  Anordnung eines steuerbaren     Absperrorganes     1.7 in die     Leitung    13; dieses könnte ebenfalls       it)    Verbindung mit der     Drosselklappe    5 ge  steuert werden.  



  In     Ga:sturbinenanlagen    wird meist ver  hältnismässig hoch vorgewärmte Luft dem  Brenner zugeführt. Die Tatsache, dass heisse  Luft oder heisse Gase durch die Ausgleich  leitungen 13 oder 11 mit dem Brennstoff in  Berührung kommen, birgt eine     gewisse    Ge  fahr in sich.     Deshalb    ist es zweckmässig, auf  dem Brennstoffspiegel einen dem Behälter  querschnitt angepassten Schwimmer 18 anzu  ordnen, der beide Medien vor unmittelbarer  Berührung bewahrt. Dieser Schwimmer kann  dann zugleich als Regulator für die Höhe  des Brennstoffspiegels dienen.  



  In der Figur ist ferner eine weitere Aus  bildungsmöglichkeit der     Ausgleichleitung    13  dargestellt. Bevor     diese    über den Brennstoff  spiegel mündet, ist sie durch den Behälter 8  geführt, und zwar derart, dass sie in den im  Behälter vorhandenen Brennstoff eintaucht  und in dieser Weise als     Vorwärmer    19 be  nutzt wird.      Damit die Luft, die zum Behälter 8 ge  langt, nicht zu heiss ist, kann ein     Kühler    20  in der Leitung 13 angeordnet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Brennereinrichtung für Gasturbinenan- lagen für die Verbrennung von flüssigen Brennstoffen mit selbsttätiger Einführung des Brennstoffes durch den in einer Düse von der Verbrennungsluftströmung erzeugten Unterdruck und Brennstoffentnahme aus einem Behälter mit selbsttätiger Einstellung des Brennstoffes auf konstante Spiegelhöhe, dadurch gekennzeichnet, dass der im Brenn stoffbehälter über dem Brennstoffspiegel freigelassene Raum mittelst je einer Lei tung mit dem Brennraum und mit der Luft leitung vor dem Brenner verbunden ist.

   UNTERANSPRüCHE 1. Brennereinrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines an .die Verbindungsleitung zwi schen Behälter und Brennraum angebrachten verstellbaren Ablassorganes der Druck über dem Brennstoffspiegel regelbar ist. z. Brennereinrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge. kennzeichnet, dass -die Verbindungsleitung des Brennstoffbehälters mit der Verbren nungsluftleitung ein Absperrorgan für die Druckregelung im Brennstoffbehälter auf weist.

   3. Brennereinrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Behälterquerschnitt .angepasster Schwimmer angeordnet ist, der die Berührungsfläche des Brennstoffes mit den durch die Ausgleich leitungen zugeführten Gasen verkleinert. 4. Brennereinrichtung nach Patentan spruch und Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, da.B der Schwimmer zugleich als Regulator für den Brennstoffspiegel dient.

   5. B.rennereinrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, da.ss die vom Brenn stoffbehälter zur Verhrennungsluftleitung führende Druckausgleichleitung durch den Brennstoffbehälter hindurchgeführt und in nerhalb des Brennstoffbehälters- als Wärme körper ausgebildet ist, um den Brennstoff vorwärmen zu können.

   6. Brennereinrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da .durch gekennzeichnet, dass in die vom Brenn stoffbehälter zur Verbrennungsluftleitung führende Druckausgleichleitung ein Kühler eingebaut ist. 7. B.rennereinrichtung nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane, von .der die Luftmenge regelnden Vorrich tung gesteuert werden.