CH701144A2

CH701144A2 - Brennstoffdüsenhaltesystem mit vielen Vormisch-Brennstoffdüsen.

Info

Publication number: CH701144A2
Application number: CH00774/10A
Authority: CH
Inventors: Jonathan Dwight Berry; Kevin Weston Mcmahan; Carl Robert Barker
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2010-11-30
Also published as: US8522555B2; US8769956B2; JP5631627B2; DE102010016892A1; JP2010271032A; CH701144B1; US20100293955A1; US20140000263A1; CN101892903A; CN101892903B

Abstract

Geschaffen ist ein System, das eine Brennstoffdüse (78) enthält. Die Brennstoffdüse (78) weist eine Befestigungsbasis (80) und einen Einlassstromkonditionierer (82) auf, der sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis (80) in eine stromabwärts verlaufende Richtung (75) erstreckt. Darüber hinaus stützt der Einlassstromkonditionierer (82) die Brennstoffdüse (78) strukturell ohne ein zentrales Trägerelement, das sich im Inneren des Einlassstromkonditionierers (82) unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis (80) erstreckt.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Der im Vorliegenden beschriebene Gegenstand betrifft allgemein Gasturbinen und speziell ein Brennstoffdüsenhalterungssystem.

[0002] Die Vermischung von Brennstoff und Luft beeinflusst die Turbinenleistung und Emissionen in einer Reihe unterschiedlicher Gasturbinen, z.B. in Gasturbinen. Beispielsweise kann eine Gasturbine eine oder mehrere Brennstoffdüsen verwenden, um Luft und Brennstoff anzusaugen, um die Vermischung von Brennstoff und Luft in einer Brennkammer durchzuführen. Die Düsen können in einem Kopfendabschnitt einer Turbine angeordnet sein und können dazu eingerichtet sein, einen Luftstrom anzusaugen, der mit einer Brennstoffeingäbe zu vermischen ist. Typischerweise können die Düsen von innen her durch einen innerhalb der Düse angeordneten zentralen Grundkörper gestützt sein. Allerdings kann eine Halterung über einen zentralen Grundkörper in gewisse Situationen die Gesamtkosten und die Komplexität der Düse steigern.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0003] Im Folgenden sind spezielle Ausführungsbeispiele gemäss dem Gegenstand der ursprünglich vorliegenden Erfindung zusammenfassend beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, vielmehr sollen diese Ausführungsbeispiele lediglich eine Kurzbeschreibung möglicher Ausprägungen der Erfindung unterbreiten. In der Tat kann die Erfindung vielfältige Ausprägungen abdecken, die den nachstehend dargelegten Ausführungsbeispielen ähneln oder sich von diesen unterscheiden können.

[0004] In einem ersten Ausführungsbeispiel gehören zu einem System: eine Gasturbine, die eine Brennkammer mit einem Kopfende und eine Brennstoffdüse mit einer Befestigungsbasis aufweist, die mit dem Kopfende verbunden ist, wobei die Brennstoffdüse einen Einlassstromkonditionierer aufweist, der sich zu der Befestigungsbasis erstreckt, wobei der Einlassstromkonditionierer eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen aufweist, und wobei der Einlassstromkonditionierer die Brennstoffdüse an der Befestigungsbasis strukturell stützt.

[0005] In einem zweitem Ausführungsbeispiel enthält eine Einrichtung eine Brennstoffdüse, zu der gehören: eine Befestigungsbasis, ein Einlassstromkonditionierer, der sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis in einer stromabwärts verlaufenden Richtung erstreckt, und eine seitliche Halterung, die im Inneren des Einlassstromkonditionierers angeordnet ist, wobei sich die seitliche Halterung in Bezug auf eine Längsachse der Brennstoffdüse quer erstreckt.

[0006] In einem dritten Ausführungsbeispiel gehören zu einem System: eine Brennstoffdüse die eine Befestigungsbasis und einen Einlassstromkonditionierer aufweist, der sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis in eine stromabwärts verlaufende Richtung erstreckt, wobei der Einlassstromkonditionierer die Brennstoffdüse ohne ein zentrales Trägerelement strukturell stützt, das sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis im Inneren des Einlassstromkonditionierers erstreckt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0007] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher, in denen übereinstimmende Teile durchgängig mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind:
<tb>Fig. 1<sep>zeigt in einem Blockschaltbild ein Turbinensystem mit einer Brennstoffdüse, die an einer Brennkammer angebracht ist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

<tb>Fig. 2<sep>zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Turbinensystems, wie es in Fig. 1veranschaulicht ist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

<tb>Fig. 3<sep>zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammer, die eine oder mehrere Brennstoffdüsen der in Fig. 2 veranschaulichten Art aufweist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

<tb>Fig. 4<sep>zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer einzelnen Brennstoffdüse, wie sie in Fig. 2veranschaulicht ist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

<tb>Fig. 5<sep>veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht eine Dreifachdüse, die in Verbindung mit der in Fig. 3veranschaulichten Brennkammer verwendet werden kann, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

<tb>Fig. 6<sep>zeigt eine Vorderansicht einer Brennkammer, die Dreifachdüsen der in Fig. 5 veranschaulichten Art verwendet, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

<tb>Fig. 7<sep>zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer Dreifachdüse, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0008] Ein oder mehrere spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden weiter unten beschrieben. In dem Bemühen, eine kurzgefasste Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele vorzulegen, sind möglicherweise nicht sämtliche Ausstattungsmerkmale einer tatsächlichen Verwirklichung in der Beschreibung aufgeführt. Es sollte klar sein, dass bei der Entwicklung einer jeden solchen Verwirklichung, wie in jedem technischen oder konstruktiven Projekt, zahlreiche für eine Verwirklichung spezifische Entscheidungen zu treffen sind, um spezielle Ziele der Entwickler zu erreichen, z.B. Konformität mit systembezogenen und wirtschaftlichen Beschränkungen, die von einer Verwirklichung zur anderen unterschiedlich sein können.

Darüber hinaus sollte es klar sein, dass eine solche Entwicklungsbemühung komplex und zeitraubend sein könnte, jedoch nichtsdestoweniger für den Fachmann, der über den Vorteil dieser Offenbarung verfügt, eine Routine-massnahme der Entwicklung, Fertigung und Herstellung bedeuten würde.

[0009] Wenn Elemente vielfältiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sollen die unbestimmten und bestimmten Artikel "ein" "eine", bzw. "der, die, das" etc. das Vorhandensein von mehr als einem Element einschliessen. Die Begriffe "umfassen", "enthalten" und "aufweisen" sind als einschliessend zu verstehen und bedeuten, dass möglicherweise zusätzliche Elemente vorhanden sind, die sich von den aufgelisteten Elementen unterscheiden.

[0010] Wie nachstehend erläutert, verwenden spezielle Ausführungsbeispiele einer Brennstoffdüse eine äussere Halterungsstruktur in Verbindung mit einem Einlassstromkonditionierer (IFC), anstelle einer inneren Halterungsstruktur und einem gesonderten äusseren IFC. Die Halterungsstruktur kann als der lasttragende Abschnitt der Brennstoffdüse erachtet werden. Somit beruhen die offenbarten Ausführungsbeispiele, wie weiter unten erläutert, nicht auf lasttragenden inneren Fluidkanälen, vielmehr beruhen die offenbarten Ausführungsbeispiele auf einer äusseren strukturellen Halterung, die von den inneren Fluidkanälen unabhängig ist. Beispielsweise kann die Halterungsstruktur eine Befestigungsbasis aufweisen, die sich zu einer äusseren Wand (z.B. einer Ringwand) erstreckt, die wiederum die inneren Brennstoff- und Luftkanäle stützt.

Ausserdem kann die äussere Wand in den offenbarten Ausführungsbeispielen den IFC, z.B. Perforationen, aufweisen. Der IFC ist dazu eingerichtet, die in die Brennstoffdüse eintretende Luft beispielsweise durch Bereitstellen einer einheitlicheren Verteilung und Strömung der Luft zu konditionieren. Wie bekannt reduziert die Vereinigung des IFC und der Halterungsstruktur die Komplexität, den Materialverbrauch und die Herstellungskosten der Brennstoffdüse. In speziellen Ausführungsbeispielen kann der IFC (z.B. Perforationen) in der äusseren Wand axial benachbart zu der Befestigungsbasis angeordnet sein.

[0011] Die offenbarten Ausführungsbeispiele schliessen auch eine Mehrfachdüsenanordnung ein, bei der eine äussere Halterungsstruktur und ein IFC vereint sind. Beispielsweise kann die Mehrfachdüsenanordnung mehrere Brennstoffdüsen enthalten, die durch eine äussere strukturelle Halterung (z.B. eine Befestigungsbasis und eine äussere Wand) getragen sind, wobei die äussere Wand und/oder eine innere Querhalterung den IFC (z.B. Perforationen) umfasst, der dazu eingerichtet ist, den in die mehreren Brennstoffdüsen strömenden Luftstrom zu konditionieren. Die äussere Wand und/oder die innere Querhalterung kann für sämtliche Brennstoffdüsen einen gemeinsamen IFC, oder alternativ für jede Brennstoffdüse einen unabhängigen IFC definieren.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel enthält eine Dreifachdüse (z.B. drei Brennstoffdüsen), die mit einer einzigen äusseren Halterungsstruktur (z.B. Befestigungsbasis und äussere Wand) vereint sind, wobei die äussere Wand und/oder die innere Querhalterung den IFC (z.B. Perforationen) für sämtliche drei Brennstoffdüsen aufweist. Auch hier ist der strukturelle Halt wenigstens im Wesentlichen ausserhalb und nicht innerhalb der Brennstoffdüsen bereitgestellt (z.B. kein lasttragender Fluidkanal), was die inneren Fluidkanäle im Inneren der Brennstoffdüsen vereinfacht. Beispielsweise verwenden die offenbarten Ausführungsbeispiele anstelle lasttragender innerer Fluidkanäle nichtlasttragende innere Fluidkanäle (z.B. für Luft, Brennstoff, Wasser, Verdünnungsmittel, usw.). Diese nichtlasttragenden inneren Fluidkanäle können biegsam oder nachgiebig sein, z.B. ein Balgrohr.

Darüber hinaus steigert die äussere Halterungsstruktur die Steifigkeit der Mehrfachdüsenanordnung. In speziellen Ausführungsbeispielen kann die Eigenfrequenz oder Steifigkeit durch Steigern der Materialdicke der äusseren Wand, die den integral hergestellten IFC aufweist, eingestellt oder abgestimmt werden. Ausserdem kann eine perforierte Platte genutzt werden, um die Mehrfachdüsenanordnung weiter zu versteifen, und um den in die Brennstoffdüsen eintretenden Luftstrom zu konditionieren.

[0012] Indem nun auf die Zeichnungen eingegangen und zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen wird, kann ein Ausführungsbeispiel eines Turbinensystems 10 eine oder mehrere Brennstoffdüsen 12 mit einer äusseren Halterungsstruktur enthalten, die einen integralen Einlassstromkonditionierer (IFC) aufweist. Obwohl die Brennstoffdüsen 12 als einfache Blöcke veranschaulicht sind, kann jede dargestellte Brennstoffdüse 12 auf mehreren Brennstoffdüsen, die in einer Gruppe integriert sind, und/oder auf einer eigenständigen Brennstoffdüse basieren, wobei jede veranschaulichte Brennstoffdüse 12 wenigstens im Wesentlichen oder zu Gänze auf einer äusseren strukturellen Halterung (z.B. einer lasttragenden Wand mit integralem IFC) anstelle einer inneren strukturellen Halterung (z.B. lasttragenden Fluidkanälen) beruht.

Allerdings kann jede Brennstoffdüse 12 eine innere Querhalterung aufweisen, um die äussere strukturelle Halterung zu ergänzen, und dennoch keine lasttragenden Fluidkanäle verwenden.

[0013] Das Turbinensystem 10 kann zum Betrieb des Turbinensystems 10 flüssigen oder gasförmigen Brennstoff, z.B. Erdgas und/oder ein Wasserstoffreiches Synthesegas, verwenden. Wie dargestellt, nehmen mehrere Brennstoffdüsen 12 einen Brennstoffvorrat 14 auf, vermischen den Brennstoff mit Luft und geben das Brennstoff-Luft-Gemisch in ein Brennkammersystem 16 aus. Das Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt in einer Kammer im Innern des Brennkammersystems 16 und erzeugt dadurch heisse, unter Druck gesetzte Abgase. Die Brennkammer 16 lenkt die Abgase durch eine Turbine 18 in Richtung eines Auslasses 20 ins Freie. Während die Abgase durch die Turbine 18 strömen, üben die Gase eine Kraft auf eine oder mehrere Turbinenschaufeln aus, so dass diese eine Welle 22 längs einer Achse des Systems 10 in Drehung versetzen.

Wie zu sehen, kann die Welle 22 mit vielfältigen Komponenten des Turbinensystems 10, beispielsweise mit einem Verdichter 24, verbunden sein. Der Verdichter 24 weist ebenfalls Laufschaufeln auf, die mit der Welle 22 verbunden sein können. Während sich die Welle 22 dreht, rotieren auch die Laufschaufeln in dem Verdichter 24, wodurch Luft aus einer Luftansaugöffnung 26 durch den Verdichter 24 hindurch und in die Brennstoffdüsen 12 und/oder in das Brennkammersystem 16 hinein gedrückt wird. Die Welle 22 kann ferner mit einer Last 28 verbunden sein, die ein Fahrzeug oder eine stationäre Last sein kann, beispielsweise ein elektrischer Generator in einem Kraftwerk oder ein Propeller eines Luftfahrzeugs. Selbstverständlich kann die Last 28 eine beliebige geeignete Einrichtung beinhalten, die durch die Drehmomentausgabe des Turbinensystems 10 angetrieben werden kann.

[0014] Fig. 2 veranschaulicht eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 schematisch dargestellten Turbinensystems 10. Das Turbinensystem 10 weist eine oder mehrere Brennstoffdüsen 12 auf, die im Innern einer oder mehrerer Brennkammern 16 angeordnet sind. Auch hier kann jede veranschaulichte Brennstoffdüse 12, wie weiter unten eingehender erörtert, auf mehreren Brennstoffdüsen, die in einer Gruppe integriert sind, und/oder auf einer eigenständigen Brennstoffdüse basieren, wobei jede veranschaulichte Brennstoffdüse 12 wenigstens im Wesentlichen oder zu Gänze auf einer äusseren strukturellen Halterung (z.B. einer lasttragenden Wand mit integralem IFC) anstelle einer inneren strukturellen Halterung (z.B. lasttragenden Fluidkanälen) beruht.

Im Betrieb tritt Luft durch die Luftansaugöffnung 26 in das Turbinensystem 10 ein und kann in dem Verdichter 24 unter Druck gesetzt werden. Die verdichtete Luft kann anschliessend mit Gas vermischt werden, um in der Brennkammer 16 verbrannt zu werden. Beispielsweise können die Brennstoffdüsen 12 ein Brennstoff-Luft-Gemisch in das Brennkammersystem 16 in einem Verhältnis injizieren, das geeignet ist Verbrennung, Emissionen, Brennstoffverbrauch und Leistungsabgabe zu optimieren. Die Verbrennung erzeugt heisse, unter Druck gesetzte Abgase, die anschliessend eine oder mehrere Laufschaufeln 30 in der Turbine 18 antreiben, um die Welle 22 und somit den Verdichter 24 in Drehung zu versetzen und die Last 28 anzutreiben.

Die Rotation der Turbinenschaufeln 30 versetzt die Welle 22 in Drehung, wodurch Laufschaufeln 32 in dem Verdichter 24 veranlasst werden, die durch die Ansaugöffnung 26 aufgenommene Luft anzusaugen und zu verdichten.

[0015] Fig. 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammer 16 mit einer oder mehreren Brennstoffdüsen 12, die angeordnet sein können, um verdichtete Luft von einem Kopfendbereich 34 her anzusaugen. Auch hier kann jede veranschaulichte Brennstoffdüse 12, wie weiter unten eingehender erörtert, auf mehreren Brennstoffdüsen, die in einer Gruppe integriert sind, und/oder auf einer eigenständigen Brennstoff düse basieren, wobei jede veranschaulichte Brennstoffdüse 12 wenigstens im Wesentlichen oder zu Gänze auf einer äusseren strukturellen Halterung (z.B. einer lasttragenden Wand mit integralem IFC) anstelle einer inneren strukturellen Halterung (z.B. lasttragenden Fluidkanälen) beruht. Eine Endabdeckung 36 kann Leitungen oder Kanäle enthalten, die Brennstoff und/oder verdichtete Luft zu den Brennstoff düsen 12 verzweigen.

Aus dem Verdichter 24 stammende verdichtete Luft 38 strömt durch einen ringförmigen Durchlasskanal 40, der zwischen einer Brennkammerströmungshülse 42 und einer Brennkammerwand 44 gebildet ist, in die Brennkammer 16. Die verdichtete Luft 38 strömt in den Kopfendbereich 34, der mehrere Brennstoffdüsen 12 enthält. Insbesondere kann der Kopfendbereich 34 in speziellen Ausführungsbeispielen eine zentrale Brennstoffdüse 12, die sich durch eine zentrale Längsachse 46 des Kopfendbereichs 34 hindurch erstreckt, und mehrere äussere Brennstoffdüsen 12 enthalten, die um die zentrale Längsachse 46 angeordnet sind. Allerdings kann der Kopfendbereich 34 in anderen Ausführungsbeispielen lediglich eine einzige Brennstoffdüse 12 enthalten, die sich durch die zentrale Längsachse 46 erstreckt.

Die spezielle Konstruktion von Brennstoffdüsen 12 in dem Kopfendbereich 34 kann in speziellen Entwürfen unterschiedlich sein.

[0016] Im Allgemeinen kann die verdichtete Luft 38, die in den Kopfendbereich 34 strömt, allerdings durch einen Einlassstromkonditionierer (IFC) 48 der Düse, der mit Einlassperforationen 50 ausgebildet ist, die in äusseren zylindrischen Wänden der Brennstoffdüsen 12 angeordnet sein können, in die Brennstoffdüsen 12 strömen. Darüber hinaus kann der Kopfendbereich 34 einen Strömungskonditionierer 51 enthalten, der dazu eingerichtet ist, die Luft vor dem Eintritt in den IFC 48 jeder Brennstoffdüse 12 zu konditionieren. Der Strömungskonditionierer 51 ist dazu eingerichtet, ausgedehnte Strömungsstrukturen (z.B. Wirbel) der verdichteten Luft 38, während die verdichtete Luft 38 in den Kopfendbereich 34 verzweigt wird, in feinere Strömungsstrukturen zu zerteilen.

Darüber hinaus lenkt oder leitet der Strömungskonditionierer 51 den Luftstrom in einer Weise, die eine einheitlichere Verteilung des Luftstroms auf die verschiedenen Brennstoffdüsen 12 ermöglicht, was die Einheitlichkeit des in jede einzelne Brennstoffdüse 12 strömenden Luftstroms ebenfalls verbessert. Dementsprechend kann die verdichtete Luft 38 gleichmässiger verteilt werden, so dass die angesaugte Luft ausgewogen auf die Brennstoffdüsen 12 in dem Kopfendbereich 34 verteilt ist.

[0017] Die IFCs 48 konditionieren den Luftstrom bei jeder einzelnen Brennstoffdüse 12, so dass die Einheitlichkeit des Luftstroms durch jede Brennstoffdüse 12 verbessert ist. Die verdichtete Luft 38, die über die IFCs 48 (z.B. über Einlassperforationen 50) in die Brennstoffdüsen 12 eintritt, vermischt sich mit Brennstoff und durchströmt ein inneres Volumen 52 der Brennkammerwand 44, wie durch Pfeil 54 veranschaulicht. Das Brennstoff-Luft-Gemisch strömt in einen Verbrennungshohlraum 56, der als eine Verbrennungszone dienen kann. Die erwärmten Verbrennungsgase aus dem Verbrennungshohlraum 56 strömen, wie durch Pfeil 60 veranschaulicht, in einen Turbinenleitapparat 58 und weiter stromabwärts zu der Turbine 18.

[0018] Fig. 4 zeigt eine quergeschnittene schematische Darstellung einer Brennstoffdüse 12. Die Brennstoffdüse 12 kann eine Befestigungsbasis oder einen Flansch 62, eine Zentralgrundkörperanordnung 64, eine oder mehrere Wirbelschaufeln 66, eine Brennstoffzufuhranordnung 68, und eine äussere Wand 70 (z.B. eine ringförmige äussere Wand) aufweisen. Wie zu sehen, ist die äussere Wand 70 gegenüber dem Flansch 62 axial versetzt. In speziellen Ausführungsbeispielen kann der Flansch 62, wie durch die gestrichelte Linien 72 veranschaulicht, unmittelbar mit der äusseren Wand 70 verbunden sein. D.h., ein Ausführungsbeispiel der veranschaulichten Brennstoffdüse 12 kann die äussere Wand 70 mit dem Flansch 62 integral vereinen, so dass eine äussere strukturelle Halterung (z.B. lasttragende Halterung) entlang der axialen Länge der Brennstoffdüse 12 gebildet wird.

Beispielsweise kann sich die äussere Wand 70 längs der gestrichelten Linien 72 unmittelbar ausgehend von dem Flansch 62 erstrecken, wodurch die Steifigkeit und die Lastaufnahmekapazität der Brennstoffdüse 12 erheblich gesteigert wird. Ausserdem weist die äussere strukturelle Halterung durch ein integrales Vereinen der äusseren Wand 70 mit dem Flansch 62 auch den Einlassstromkonditionierer (IFC) 48 mit Perforationen 50 auf.

[0019] In speziellen Ausführungsbeispielen kann die Zentralgrundkörperanordnung 64 einen strukturellen Halt für die Brennstoffdüse 12 beinhalten, oder auch nicht. D.h., die Zentralgrundkörperanordnung 64 kann unter Verwendung von mehr Material konstruiert sein, um eine Last zu tragen, oder alternativ mit weniger Material konstruiert sein, um eine Last nicht zu tragen. In beiden Konstruktionen kann die Verlängerung 72 der äusseren Wand 70 im Wesentlichen beliebige auf die Brennstoffdüse 12 ausgeübte Kräfte aufnehmen, so dass auf eine innere strukturelle Halterung innerhalb der Brennstoffdüse 12 über die Zentralgrundkörperanordnung 64 zunehmend verzichtet werden kann.

Somit können die offenbarten Ausführungsbeispiele, um Kosten zu senken, die Komplexität und strukturelle Steifigkeit der Zentralgrundkörperanordnung 64 bedeutend vermindern, und dadurch die Zentralgrundkörperanordnung 64 in eine nichtlasttragende Struktur überführen. Dafür kann die Zentralgrundkörperanordnung 64 lediglich mit Blick auf die Konstruktionserwägungen des Leitens eines speziellen Fluids, z.B. Brennstoff, Luft, Wasser, Verdünnungsmittel usw., konstruiert sein.

[0020] Wie in Fig. 4 veranschaulicht, ist der Flansch 62 dazu eingerichtet, mittels Schrauben oder sonstiger Befestigungsmittel an der Endabdeckung 36 befestigt zu werden. Der IFC 48 weist die Perforationen 50 auf, um den Luftstrom in einen zwischen der äusseren Wand 70 und der Zentralgrundkörperanordnung 64 gebildeten ringförmigen Durchlasskanal 73 zu konditionieren. Der IFC 48 ist dazu eingerichtet, um den Umfang der äusseren Wand 70 eine einheitlichere Verteilung des in den ringförmigen Durchlasskanal 73 strömenden Luftstroms zu schaffen, während ausserdem grossräumige Strukturen (z.B. Wirbel) in dem Luftstrom aufgebrochen werden. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann die Brennstoffdüse 12 einen scheibenförmigen Luftstromkonditionierer 74 enthalten, der benachbart zu den Perforationen 48 angeordnet ist.

Ausserdem können die Perforationen 48 sich entlang der Verlängerung 72 erstrecken, so dass sich die Perforationen 48 von dem Luftstromkonditionierer 74 ausgehend in einer stromaufwärts verlaufenden Richtung 71 und in einer stromabwärts verlaufenden Richtung 75 befinden können. Stromabwärts 75 des IFC 48 sind die Wirbelschaufeln 66 dazu eingerichtet, dem Luftstrom eine Wirbelbewegung zu verleihen. Darüber hinaus ist die Brennstoffzufuhranordnung 68 dazu eingerichtet, einen Brennstoff (z.B. flüssigen oder gasförmigen Brennstoff) durch die Zentralgrundkörperanordnung 64 in der stromabwärts verlaufenden Richtung 75 in Richtung eines, z.B. bei den Wirbelschaufeln 66 angeordneten Brennstoffeinspritzbereichs, zu leiten, um Brennstoff und Luft zu vermischen.

Weiter ist zu beachten, dass die Brennstoffzufuhranordnung 68 innerhalb der Zentralgrundkörperanordnung 64 ausserdem von einem Luftdurchlasskanal 69 umgeben sein kann.

[0021] In einem Ausführungsbeispiel kann sich die Verlängerung 72 beispielsweise in Reaktion auf eine Wärmezufuhr in eine stromaufwärts 71 oder stromabwärts 75 verlaufende Richtung ausdehnen. In Entsprechung kann die Verlängerung 72 beispielsweise längs des Flansches 62 gleiten und sich relativ zu der Zentralgrundkörperanordnung 64 in stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 verlaufende Richtungen bewegen. Die Verlängerung 72 kann beispielsweise aus einem dehnbaren und komprimierbaren Material hergestellt sein, das die oben erwähnte stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 gerichtete Bewegung ermöglicht. In einer Abwandlung kann die Befestigung der Verlängerung an dem Flansch 62 mittels eines Stifts durchgeführt sein, der die stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 gerichteten Bewegungen erlaubt.

Ausserdem wird in Betracht gezogen, dass die Verlängerung 72 stationär verbleiben kann, während sich beispielsweise die Zentralgrundkörperanordnung 64 stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 gerichtet bewegt.

[0022] Fig. 5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Mehrfachdüsenanordnung, z.B. eine Dreifachdüse 76, die die vereinten lasttragenden und luftstromkonditionierenden Merkmale aufweist. Die Dreifachdüse 76 kann drei einzelne Brennstoffdüsen 78 enthalten, die mittels eines IFC 82 integral auf einer einzigen Befestigungsbasis 80 angebracht sind. Die Brennstoffdüsen 78 können funktional den oben beschriebenen Brennstoffdüsen 12 ähneln, jedoch können die Brennstoffdüsen 78, darauf verzichten, die Zentralgrundkörperanordnung 64 als Grundlage für einen inneren strukturellen Halt für die Düsen 78 zu verwenden. Stattdessen können die Düsen 78 strukturell von aussen her durch den IFC 82 getragen sein. Wie bekannt kann der IFC 82 dazu dienen, den Luftstrom zu konditionieren, indem er grossräumige Strukturen (z.B.

Wirbel) zerteilt, eine einheitlichere Verteilung des Luftstroms bewirkt, und so fort. Der IFC 82 wiederum verzweigt den Luftstrom zu einer Wirbelschaufelanordnung 84, die eine oder mehrere Brennstoffleitschaufeln enthalten kann, die jeder Brennstoffdüse 78 in der Dreifachdüse 76 zugeordnet sind.

[0023] Wie zu sehen, kann der IFC 82, beispielsweise mittels einer Schweissnaht, einer Diffusionsverbindung, Bolzen, Schrauben, oder dergleichen, unmittelbar an der Befestigungsbasis 80 befestigt sein. In speziellen Ausführungsbeispielen kann die Befestigungsbasis 80 und der IFC 82 mittels Giessen, spanabhebende Bearbeitung, und so fort einstückig ausgebildet sein. Die Befestigungsbasis 80 ist dazu eingerichtet, die Dreifachdüse 76 an dem Kopfende 34 der Brennkammer 16 zu befestigen. Ausserdem kann der IFC 82 eine einzelne Säule sein, die den Aussenumfang sämtlicher drei Düsen 78 überspannt. Beispielsweise kann der IFC 82 eine äussere Konstruktion oder äussere Wand 88 aufweisen, die sämtliche drei Düsen 78 umgibt und sich ausgehend von der Befestigungsbasis 80 axial längs sämtlicher drei Düsen 78 hin zu Brennerrohren 86 für die drei Düsen 78 erstreckt.

In speziellen Ausführungsbeispielen kann der IFC 82 auf einer einzelnen Struktur oder mehreren Segmenten basieren, die die äussere Wand 88 definieren. Beispielsweise kann die Dreifachdüse 76 einen IFC 82 pro Düse 78 aufweisen, während dennoch ein äusserer struktureller Halt für jede Brennstoffdüse 78 bereitgestellt ist. Der IFC 82 kann ausserdem Lufteinlassöffnungen 83 aufweisen, die als eine Luftzufuhr für die Aufnahme von Luft genutzt werden können, die in einer ähnlichen Weise, wie oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben, durch den IFC 82 in eine stromabwärts verlaufende Richtung strömen kann. Die Lufteinlassöffnungen 83 können in Verbindung mit oder anstelle der zuvor erörterten Einlassperforationen 50 genutzt werden.

[0024] Die Abmessungen (z.B. die Dicke) der äusseren Wand 88 können modifiziert (d.h. grösser oder kleiner bemessen) werden, um die strukturelle Lastaufnahmekapazität der Dreifachdüse 76 zu variieren. Desgleichen können die Abmessungen (z.B. die Länge, Breite, Dicke) der äusseren Wand 88 modifiziert werden, um die Dreifachdüse 76 hinsichtlich einer speziellen Eigenfrequenz abzugleichen. Beispielsweise kann die Dicke der äusseren Wand 88 etwa 0,02 bis 1,5 Zoll betragen. In noch einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke der äusseren Wand 88 etwa 0,04, 0,065, 0,09, 0,125, oder 0,25 Zoll betragen. Auf diese Weise kann die Eigenfrequenz der Dreifachdüse 76 beispielsweise auf Frequenzen eingestellt werden, die höher sind als die Rotorfrequenz der Brennkammer 16, um durch Resonanz verursachte Ausfälle in der Brennkammer 16 zu verringern.

Auf diese Weise kann der IFC 82 in Abhängigkeit von der Gasturbine, dem Brennstoff (z.B. flüssigem oder gasförmigem Brennstoff) und sonstigen Konstruktionserwägungen modifiziert werden. Andere Modifikationen können ein Anpassen der Gesamtlänge 87 der Dreifachdüse 76 beinhalten. Beispielsweise kann die Länge 87 der Dreifachdüse 76 im Bereich von etwa 20 bis 25 Zoll liegen. In noch einem Ausführungsbeispiel kann die Länge 89 der Dreifachdüse 76 im Bereich von etwa 15 bis 30 Zoll liegen. Darüber hinaus kann das zur Herstellung der Dreifachdüse 76 verwendete Material beispielsweise Stahl oder eine Legierung sein, die z.B. Kobalt und/oder Chrom enthält.

Es ist zu beachten, dass die Luft, während sie den IFC 82 durchquert, beispielsweise eine Temperatur von 50 bis 1300 Grad Fahrenheit aufweisen kann, während die Rohre des Brenner 86 Temperaturen von etwa 3000 oder mehr Grad Fahrenheit ausgesetzt sein können.

[0025] Ausserdem kann die Dreifachdüse 76 eine verschiebbare Verbindungsstelle 89 aufweisen, die es der äusseren Wand 88 erlaubt, sich von der Wirbelschaufelanordnung 84 ausgehend in eine stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 verlaufende Richtung auszudehnen. Diese Ausdehnung kann beispielsweise durch thermische Spannungen verursacht sein. Die Ausdehnung kann bewirken, dass sich entweder die äussere Wand der Düse 76 bezüglich der Wirbelschaufelanordnung 84 und der Brennstoffdüsen in eine stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 verlaufende Richtung bewegt, oder das sich die Wirbelschaufelanordnung 84 in Bezug auf die äussere Wand 88 in eine stromaufwärts 71 und stromabwärts 75 verlaufende Richtung bewegt.

[0026] Fig. 6 veranschaulicht eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammer 16 von vorne, die die Dreifachdüsen 76 von Fig. 5 aufweist. Wie oben erörtert, weist jede Dreifachdüse 76 die Befestigungsbasis 80 auf, die mit dem IFC 82 unmittelbar verbunden ist, um dadurch eine äussere strukturellen Halterung und eine Luftstromkonditionierung für sämtliche drei Brennstoffdüsen 78 in jeder Dreifachdüse 76 bereitzustellen. In jeder Dreifachdüse 76 weist jede Brennstoffdüse 78 in dem entsprechenden Brennerrohr 86 einen Wirbelschaufelbereich 90 auf. Wie zu sehen, können die Dreifachdüsen 76 ringförmig um den Umfang einer zentralen Brennstoffdüse 12 der Brennkammer 16 angeordnet sein. Ausserdem können sämtliche Brennstoffdüsen 78 der Dreifachdüse 76 in einem dreieckigen Muster gegeneinander seitlich versetzt sein.

Beispielsweise können die Düsen 78 in Form eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sein. In einer Abwandlung können die Düsen 78 die Anordnung eines gleichseitigen Dreiecks, eines gleichschenkligen Dreiecks oder eines sonstigen Dreiecks bilden. In der Tat kann die genaue Anordnung der Düsen 78 in der Dreifachdüse 76 beispielsweise auf der Grundlage der thermischen Zug- und Druckspannungen ermittelt werden, die in der Brennkammer 16 im Betrieb möglicherweise zu bewältigen sind.

[0027] Fig. 7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer Dreifachdüse 76, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist, gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass vielfältige Aspekte der Dreifachdüse 76 mit Bezug auf eine Axialrichtung oder Achse 92, eine Radialrichtung oder Achse 94 und eine in Umfangsrichtung verlaufende Richtung oder Achse 96 beschrieben sein können. Beispielsweise entspricht die Achse 92 einer longitudinalen Mittellinie oder Längsrichtung, die Achse 94 entspricht einer in Bezug auf die longitudinale Mittellinie quer oder radial verlaufenden Richtung, und die Achse 96 entspricht der in Umfangsrichtung um die longitudinale Mittellinie verlaufenden Richtung.

[0028] Die Dreifachdüse 76 kann drei Brennstoffdüsen 78, die Befestigungsbasis 80, den IFC 82, die drei Brennerrohre 86, die äussere Wand 88 des IFC 82 und die drei Wirbelschaufelbereiche 90 umfassen, die arbeiten können, wie es oben mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben ist. Während in Fig. 7eine Dreifachdüse 76 veranschaulicht und im Vorliegenden erläutert ist, sollte darüber hinaus klar sein, dass die folgende Erörterung auch auf eine Doppeldüse (mit zwei Vormischern), eine Vierfachdüse (mit vier Vormischern) usw. angewendet werden kann. D.h., jede Anzahl von Düsen, die grösser als eins ist, kann mit Blick auf die nachfolgende Erläuterung eingeschlossen sein.

[0029] Die Dreifachdüse 76 kann eine oder mehrere Lufteinlassöffnungen 83 aufweisen, die genutzt werden können, um dem IFC 82 Luft zuzuführen. Wie zuvor festgestellt, können die Lufteinlassöffnungen 83 in Verbindung mit oder anstelle der zuvor erörterten Einlassperforationen 50 genutzt werden. Die Lufteinlassöffnungen 83 können innerhalb der äusseren Wand 88 des IFC 82 entlang des Umfangs 96 um die Längsachse 92 angeordnet sein. Die Durchmesser der Lufteinlassöffnungen 83 können etwa 20 bis 80 Prozent, 30 bis 70 Prozent oder 40 bis 60 Prozent des Innendurchmessers der äusseren Wand 88 betragen. Die Durchmesser der Lufteinlassöffnungen können etwa 35 Prozent, 40 Prozent, 45 Prozent, 50 Prozent, 55 Prozent oder 60 Prozent des Innendurchmessers der äusseren Wand 88 betragen.

Die Dreifachdüse 76 kann daher Luft in Radialrichtung 94 durch die äussere Wand 88 über die Lufteinlassöffnungen aufnehmen, anstelle beispielsweise aus der Axialrichtung 92 durch die Befestigungsbasis 80 hindurch. In noch einem Ausführungsbeispiel kann Luft auch in der axialen Richtung 92 durch die Befestigungsbasis 80 hindurch aufgenommen werden. In speziellen Ausführungsbeispielen kann die Dreifachdüse 76 Perforationen (beispielsweise mehrere kleine Öffnungen) in der äusseren Wand 88 des IFC 82 aufweisen, so dass ein Luftstrom durch die äussere Wand 88 in das Innere der Dreifachdüse 76 ermöglicht ist. Die Durchmesser der Perforationen können (falls diese vorhanden sind) höchstens etwa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 15 Prozent des Innendurchmessers jedes Brennerrohrs 86 betragen.

[0030] Die Luft kann über die Lufteinlassöffnungen 83 in den IFC 82 strömen und kann auf eine seitliche Halterung 98 stossen, die sich in Bezug auf die Längsachse 92 der Dreifachdüse 76 in dem Einlassstromkonditionierer 82 quer (d.h. in der Radialrichtung 94) erstrecken kann. In einem Ausführungsbeispiel kann die seitliche Halterung 98 eine kleeblattförmige Platte sein. Die Gestalt und die Positionierung der seitlichen Halterung 98 kann mindestens zwei Zwecken dienen. Erstens kann die seitliche Halterung 98 in Verbindung mit dem IFC 82 als ein zusätzliches inneres Halterungselement für die Dreifachdüse 76 dienen.

Darüber hinaus kann die seitliche Halterung 98 die Kanalisierung des Luftstroms geeignet unterstützen, so dass eine einheitlichere Aufteilung des Luftstroms auf die Brennstoffdüsen 78 bereitgestellt ist, was ausserdem die Einheitlichkeit eines Luftstroms in jede einzelne Brennstoffdüse 78 verbessert. Wie zu sehen, weist die seitliche Halterung 98 drei zentrale Öffnungen 100 auf, und zwar jeweils eine für jede Lufteinlassöffnung 83. Beispielsweise können die Durchmesser der zentralen Öffnungen 100 etwa 10 bis 70 Prozent, 20 bis 60 oder 30 bis 50 Prozent des Innendurchmessers jedes Brennerrohrs 86 betragen.

In einer Abwandlung sind die zentralen Öffnungen 100 möglicherweise nicht in der seitlichen Halterung 98 angeordnet, vielmehr kann die seitliche Halterung 98 mit einer Anzahl kleiner Öffnungen, z.B. 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200 oder mehr Öffnungen pro Brennstoffdüse 78, perforiert sein. Als ein weiteres Beispiel können die Durchmesser der Perforationen (falls vorhanden) mindestens etwa 0,05 bis 50 Prozent des Innendurchmessers jedes Brennerrohrs 86 betragen. Es ist zu beachten, dass die perforierte seitliche Halterung 98 auch in Verbindung mit den zentralen Öffnungen 100 verwendet werden kann.

[0031] In speziellen Ausführungsbeispielen kann die Dreifachdüse 76 mehrere seitliche Halterungen 98 an unterschiedlichen axialen Positionen entlang der Längsachse 92 aufweisen. Die Dreifachdüse 76 kann beispielsweise 1, 2, 3 oder mehr seitliche Halterungen 98 aufweisen, die entlang der Längsachse 92 gleichmässig oder ungleichmässig beabstandet sind, wobei jede seitliche Halterung 98 identische oder verschiedene Formen von Öffnungen und/oder Perforationen aufweisen kann.

[0032] Wie zu sehen, sind die Lufteinlassöffnungen 83 axial stromaufwärts der seitlichen Halterung 98 angeordnet. Darüber hinaus kann die Dreifachdüse 76 in der äusseren Wand 88 eine oder mehrere Lufteinlassöffnungen 102 aufweisen, die in Bezug auf die seitliche Halterung 98 axial stromaufwärts und/oder stromabwärts angeordnet sind. Beispielsweise kann die äussere Wand 88 eine kreisförmige Reihe von Lufteinlassöffnungen 102 in Umfangsrichtung 96 um die Längsachse 92 aufweisen. In speziellen Ausführungsbeispielen können diese Lufteinlassöffnungen 102 verhältnismässig grosse Öffnungen beinhalten, deren Durchmesser beispielsweise mindestens 15, 20 oder 25 Prozent des Innendurchmessers jedes Brennerrohrs 86 betragen.

Alternativ oder zusätzlich zu diesen verhältnismässig grossen Öffnungen können diese Lufteinlassöffnungen 102 verhältnismässig kleine Öffnungen beinhalten, deren Durchmesser beispielsweise höchstens 1 bis 20 Prozent des Innendurchmessers jedes Brennerrohrs 86 betragen. Beispielsweise können diese Lufteinlassöffnungen 102 ein axial entlang der äusseren Wand 88 und in Umfangsrichtung um die äussere Wand 88 angeordnetes Muster von Öffnungen oder Perforationen beinhalten.

[0033] Die Dreifachdüse 76 kann zusätzlich eine Brennstoffkanalanordnung 106 enthalten, die einzelne Brennstoffkanäle 108 aufweisen kann, die jeweils einer der Brennstoffdüsen 78 entsprechen können. Jeder der Brennstoffkanäle 108 kann, um eine thermische Ausdehnung aufzunehmen, flexible Durchlasskanäle aufweisen (z.B. Brennstoffbälge, die die Regulierung des Brennstoffzustrom stromabwärts 75 unterstützen können). Die Brennstoffkanäle 108 tragen daher weder einzeln für sich genommen noch gemeinsam als die Brennstoffkanalanordnung 106 nur wenig oder überhaupt nicht zu einem strukturellen Halt an der Dreifachdüse 76 bei (z.B. sind die Brennstoffkanäle 108 nichtlasttragende Brennstoffkanäle 108, die sich ausgehend von der Befestigungsbasis 80 in die stromabwärts verlaufende Richtung 75 erstrecken).

Mit anderen Worten, der IFC 82 weist eine äussere Wand 88 auf, die sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis 80 in der stromabwärts verlaufenden Richtung 75 erstreckt, wobei die äussere Wand 88 lasttragend ist, und die Dreifachdüse 76 eine lasttragende Brennstoffleitung 68 ausschliesst. Dafür dienen die Brennstoffkanäle 108 lediglich als eine Zufuhreinrichtung, um einen Brennstoffsammelraum 110, der jeden der Wirbelschaufelbereiche 90 entlang des Umfangs 96 umgeben kann, Brennstoff zuzuführen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Brennstoffsammelraum 110 Brenn-Stoff unmittelbar in Wirbelschaufeln 112 des Wirbelschaufelbereichs 90 zur Injektion in das Brennerrohr 86 einbringen.

[0034] Somit erhält die Dreifachdüse 76 strukturellen Halt von dem IFC 82, von der Befestigungsbasis 80 und von der seitlichen Halterung 98, ohne einen strukturellen Halt von einer Zentralgrundkörperanordnung zu erhalten. D.h., der IFC 82 kann die Dreifachdüse 76 strukturell ohne ein zentrales Trägerelement 64, das sich innerhalb des IFC 82 unmittelbar von der Befestigungsbasis 80 ausgehend erstreckt, stützen. Zusätzlich zu der Bereitstellung strukturellen Halts für die Dreifachdüse ist der IFC 82 ausserdem dazu eingerichtet, Luft zu konditionieren, um eine einheitlichere und gleichmässigere Verteilung auf jede der Brennstoffdüsen 78 zu erzielen, mit dem Ergebnis einer wirkungsvolleren Vermischung von Brennstoff und Luft. Hieraus kann sich eine sauberere Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches und demzufolge eine Verringerung von Abgasschadstoffen ergeben.

[0035] Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich des besten Modus zu offenbaren, und um ausserdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in der Praxis einzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.

[0036] Geschaffen ist ein System, das eine Brennstoffdüse 78 enthält. Die Brennstoffdüse 78 weist eine Befestigungsbasis 80 und einen Einlassstromkonditionierer 82 auf, der sich unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis 80 in eine stromabwärts verlaufende Richtung 75 erstreckt. Darüber hinaus stützt der Einlassstromkonditionierer 82 die Brennstoffdüse 78 strukturell ohne ein zentrales Trägerelement, das sich im Inneren des Einlassstromkonditionierers 82 unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis 80 erstreckt.

Bezugszeichenliste

[0037]
<tb>10<sep>Turbinensystem

<tb>12<sep>Brennstoffdüsen

<tb>14<sep>Brennstoffzufuhr

<tb>16<sep>Brennkammer

<tb>18<sep>Turbine

<tb>20<sep>Auslass ins Freie

<tb>22<sep>Welle

<tb>24<sep>Verdichter

<tb>26<sep>Luftansaugöffnung

<tb>28<sep>Last

<tb>30<sep>Turbinenschaufein

<tb>32<sep>Laufschaufeln

<tb>34<sep>Kopfendbereich

<tb>36<sep>Schlussabdeckung

<tb>38<sep>verdichtete Luft

<tb>40<sep>ringförmiger Durchlasskanal

<tb>42<sep>Brennkammerströmungshülse

<tb>44<sep>Brennkammerwand

<tb>46<sep>zentrale Längsachse

<tb>48<sep>Einlassstromkonditionierer (IFC

<tb>50<sep>Einlassperforationen

<tb>51<sep>Strömungskonditionierer

<tb>52<sep>inneres Volumen

<tb>54<sep>Richtungspfeil

<tb>56<sep>Verbrennungshohlräum

<tb>58<sep>Turbinenleitapparat

<tb>60<sep>Richtungspfeil

<tb>62<sep>Flansch

<tb>64<sep>Zentralgrundkörperanordnung

<tb>66<sep>Wirbelschaufeln

<tb>68<sep>Brennstoffzufuhranordnung

<tb>70<sep>äussere Wand

<tb>71<sep>stromaufwärts verlaufende Richtung

<tb>72<sep>Verlängerung

<tb>73<sep>ringförmiger Durchlasskanal

<tb>74<sep>scheibenförmiger Luftstromkonditionierer

<tb>75<sep>stromabwärts verlaufende Richtung

<tb>76<sep>Dreifachdüse

<tb>78<sep>Brennstoffdüsen

<tb>80<sep>Befestigungsbasis

<tb>82<sep>Einlassstromkonditionierer (IFC)

<tb>84<sep>Wirbelschaufelanordnung

<tb>86<sep>Brennerrohre

<tb>87<sep>Länge

<tb>88<sep>äussere Wand

<tb>89<sep>verschiebbare Verbindungsstelle

<tb>90<sep>Wirbelschaufelbereich

<tb>92<sep>Axialrichtung

<tb>94<sep>Radialrichtung

<tb>96<sep>in Umfangsrichtung verlaufende Richtung

<tb>98<sep>seitliche Halterung

<tb>100<sep>zentrale Öffnung

<tb>102<sep>Lufteinlassöffnungen

<tb>106<sep>Brennstoffkanalanordnung

<tb>108<sep>Brennstoffkanäle

<tb>110<sep>Brennstoffsammelraum

<tb>112<sep>Wirbelschaufeln

Claims

1. System, aufweisend:

eine Gasturbine (10), zu der gehören:

eine Brennkammer (16) mit einem Kopfende (34); und

eine Brennstoffdüse (78) mit einer Befestigungsbasis (80), die mit dem Kopfende (34) verbunden ist, wobei die Brennstoffdüse (78) einen Einlassstromkonditionierer (82) aufweist, der sich zu der Befestigungsbasis (80) erstreckt, wobei der Einlassstromkonditionierer (82) eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen (102) aufweist, und wobei der Einlassstromkonditionierer (82) die Brennstoffdüse (78) an der Befestigungsbasis (80) strukturell stützt.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffdüse (78) eine Vielzahl von Brennstoffdüsen (78) beinhaltet, die den Einlassstromkonditionierer (82) und die Befestigungsbasis (80) gemeinsam nutzen.

3. System nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffdüse (78) eine seitliche Halterung (98) aufweist, die sich in Bezug auf eine Längsachse (46) der Brennstoffdüse (78) im Inneren des Einlassstromkonditionierers (82) quer erstreckt.

4. System nach Anspruch 3, wobei die seitliche Halterung (98) auf einer kleeblattförmigen Platte basiert.

5. System nach Anspruch 3, wobei die vielen Lufteinlassöffnungen (102) eine erste Lufteinlassöffnung (102) umfassen, die stromaufwärts (71) der seitlichen Halterung (98) angeordnet ist.

6. System nach Anspruch 5, wobei die vielen Lufteinlassöffnungen (102) eine zweite Lufteinlassöffnung (102) umfassen, die stromabwärts (75) der seitlichen Halterung (98) angeordnet ist.

7. System nach Anspruch 1, mit einer verschiebbaren Verbindungsstelle (89), die dazu eingerichtet ist, eine stromaufwärts (71) und stromabwärts (75) gerichtete Bewegung einer äusseren Wand (88), die die Brennstoff düse (78)' umgibt, zu ermöglichen.

8. System nach Anspruch 1, mit einer zweiten Brennstoffdüse (78), die eine Befestigungsbasis (80) aufweist, die mit dem Kopfende (34) und mit einem zweiten Einlassstromkonditionierer (82) verbunden ist, der sich zu der Befestigungsbasis (80) erstreckt.

9. System nach Anspruch 8, mit einem nichtlasttragen-den Brennstoffkanal (108), der sich ausgehend von der Befestigungsbasis (80) in die stromabwärts verlaufende Richtung (75) erstreckt.

10. System nach Anspruch 8, wobei die Brennstoffdüse (78) strukturell ohne ein zentrales Trägerelement gelagert ist, das sich im Inneren des Einlassstromkonditionierers (82) unmittelbar ausgehend von der Befestigungsbasis (80) erstreckt.