EP2383515B1 - Brennersystem zur Dämpfung eines solchen Brennersystems - Google Patents

Brennersystem zur Dämpfung eines solchen Brennersystems Download PDF

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EP2383515B1
EP2383515B1 EP10161306.5A EP10161306A EP2383515B1 EP 2383515 B1 EP2383515 B1 EP 2383515B1 EP 10161306 A EP10161306 A EP 10161306A EP 2383515 B1 EP2383515 B1 EP 2383515B1
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EP
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burner
head end
combustion chamber
cap
hat
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Siemens AG
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    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/46—Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/54—Reverse-flow combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a burner system having at least two adjacent burners, each having at least one combustion chamber and a head end, the latter comprising at least one fuel injection and a fuel-air premix, each burner having a hat with a hat side and a hat top, wherein at least the Hutoberseite seen in the flow direction is arranged in front of the head end, wherein between the Hutoberseite and the head end thereby a burner plenum is formed.
  • thermoacoustically induced combustion oscillations can occur. These arise through an interaction of the combustion flame and the associated heat release with acoustic pressure fluctuations.
  • acoustic excitation By means of an acoustic excitation, the position of the flame, the flame front surface or the mixture composition can fluctuate, which in turn leads to fluctuations of the heat release. With a constructive phase position, positive feedback and amplification can occur. Such an increased combustion vibration can lead to considerable noise and vibration damage.
  • a solution for damping combustion oscillations is in the EP 1703208 disclosed.
  • This document describes a burner system 1 with a plurality of adjacent burners 8, each having a head end, the latter comprising two fuel injections 10, 12 and a fuel-air premix 13, each burner 8 having a hat-top and hat-top hat the top of the hat is arranged in front of the head end as seen in the flow direction, so that a burner plenum 7 is formed between the hat top and the head end, the burner plenum having at least one acoustic wall 15 between two burners 8.
  • D1 describes that the burner system can also be provided with a plurality of tubular combustion chambers (flame tubes) 9, so that each burner has a combustion chamber 9 and the walls 15 divide the plenum 7 into several plenums.
  • thermoacoustically induced instabilities are significantly influenced by the acoustic properties of the combustion chamber and the boundary conditions present at the combustion chamber inlet and the combustion chamber outlet as well as at the combustion chamber walls.
  • the acoustic properties can be changed by installing Helmholtz resonators.
  • the WO 93/10401 A1 shows a device for suppressing combustion oscillations in a combustion chamber of a gas turbine plant.
  • a Helmholtz resonator is fluidically connected to a fuel supply line. The acoustic properties of the supply line or the overall acoustic system are thereby changed so that combustion oscillations are suppressed.
  • this measure is not sufficient in all operating conditions, as it can lead to combustion oscillations even with a suppression of vibrations in the fuel line.
  • the WO 03 / 074936A1 shows a gas turbine, with a burner which opens into a combustion chamber, said mouth is annularly surrounded by a Helmholtz resonator.
  • a gas turbine with a burner which opens into a combustion chamber, said mouth is annularly surrounded by a Helmholtz resonator.
  • combustion vibrations are effectively attenuated by close contact with the flame, while avoiding temperature nonuniformity.
  • Helmholtz resonator tubes are mounted, which cause a frequency adjustment.
  • a gas turbine combustor which has air-purged Helmholtz resonators in the burner.
  • the resonators are arranged alternately on the end face of the combustion chamber between the burners. By these resonators, vibration energy is absorbed by combustion vibrations occurring in the combustion chamber and the combustion vibrations are thereby damped.
  • Each of these resonators has functionally a connecting opening with the combustion chamber, which must be blocked by a certain amount of air. This amount of air is, when attaching the resonators on the combustion chamber wall, then no longer available for combustion, as it is passed by the burner. This increases the flame temperature and NOx emissions.
  • the object of the present invention is therefore to specify a burner system which can be used for damping combustion oscillations and which avoids the above problem.
  • a burner system is provided with at least two adjacent burners, each of which has at least one combustion chamber and a head end, the latter comprising at least one fuel injection and a fuel-air premix.
  • each burner has a hat with a hat side and a hat top, wherein at least the hat top side is arranged in the flow direction in front of the head end. Between the Hutoberseite and the head end of a burner plenum is formed.
  • the acoustic analysis of the acoustic pressure distributions shows that this results in a mode shape in which adjacent combustion chambers, including the plenums, oscillate out of phase upstream of the combustion chambers.
  • the at least two burner plenums now have an acoustic connection.
  • the hat side is at least partially arranged around the head end, so that in this case the hat side is spaced in a radial direction from the head end.
  • a channel is formed by the hat side and the head end. Through this channel compressor air is directed to the plenum. This compressor air thus cools the outside of the combustion chamber and thus reduces overheating of the combustion chamber. Ideally, the compressor air is preheated so that a more stable combustion can take place.
  • the acoustic connection is a burner plenum connecting pipe, in particular a ringfömig trained pipe or a channel. This connection is particularly easy to implement constructively.
  • Each burner with its burner plenum preferably has an acoustic connection to the respectively adjacent burners or burner plenums.
  • a gas turbine comprises such a burner system.
  • FIG. 1 shows by way of example a gas turbine 1 in a longitudinal partial section.
  • the gas turbine 1 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 with a shaft, which is also referred to as a turbine runner.
  • a compressor 5 for example a toroidal combustion chamber 6, in particular pipe or annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 7, a turbine 8 and the exhaust housing.
  • the combustion chamber 6 communicates with, for example, a ring-shaped hot gas channel 11.
  • a turbine stage 12 connected in series form the turbine 8.
  • Each turbine stage 12 is formed for example of two blade rings. As seen in the direction of flow of a working medium 13, a row 25 of blades 25 follows in the hot gas channel 11 of a row of guide vanes 15.
  • the burner 7 in conjunction with a so-called tube combustion chamber 6 ( Fig. 2 ) used.
  • the gas turbine 1 has a plurality of annularly arranged tube combustion chambers 6, whose outflow openings open into the annular hot gas channel 11 turbine inlet side.
  • a plurality, for example six or eight, burner 7 is arranged at the opposite end of the downstream opening of the tube combustion chamber 6 usually annularly around a pilot burner.
  • FIG. 2 shows a section of a tube burner 7 schematically.
  • the burner 7 comprises a head end 51, a transition 52 and a liner 53 therebetween.
  • the "head end 51” is essentially the subsection of the fuel injection 55 / fuel-air premix 56 of the burner.
  • the liner 53 extends from the head end to the transition 52 in any manner.
  • an annular passage 57 is formed by the combustion / cooling air 65 flows.
  • Fuel / air premix 56 is referred to as burner plenum (plenum) 100.
  • the burner 7 has a hat 110 with a hat side 150 and a hat top 170.
  • at least the hat top side 170 is arranged upstream of the head end 51, as seen in the flow direction, whereby a burner plenum 100 is formed between the hat top side 170 and the head end 51.
  • the hat 110 has a combustion chamber-facing side 140 and a combustion chamber-facing side 120 (FIG. Fig. 3 ).
  • the hat 110 with the hat side 150 is arranged virtually outside the machine.
  • Fig. 3 shows the burner system according to the invention with two adjacent burners 7, each of which has a tube combustion chamber 6 and a head end 51.
  • Each of the burners 7 has a hat 110 with a hat side 150 and a hat top 170.
  • at least the hat top side 170 is arranged upstream of the head end 51, as seen in the flow direction, whereby a burner plenum 100 is formed between the hat top side 170 and the head end 51.
  • An acoustic connection 130 is present between the two adjacent burner plenums 100.
  • This acoustic connection is here advantageously annular and thus connects the respective adjacent burner plenums 100 of the burner 7 the entire gas turbine with each other.
  • the annular connection is realized by means of a tube that connects the individual planks 100 with each other. In the area of plenums 100 such a connection 130 can be realized without great constructive effort.
  • the annular connection thus ends at the burner plenum 100 at which it has begun. It no longer fades in modes that spread over the connection in front of the turbine from one combustion chamber to the other, so that the combustion chambers oscillate with their plumes in phase opposition.
  • the acoustic connection 130 suppresses and prevents the formation of such a mode shape.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Brennersystem mit zumindest zwei benachbarten Brennern, von denen jeder zumindest eine Brennkammer und ein Kopfende aufweist, wobei letzteres zumindest eine Kraftstoffeinspritzung sowie eine Kraftstoff-Luft Vormischung umfasst, wobei jeder Brenner einen Hut mit einer Hutseite und einer Hutoberseite aufweist, wobei zumindest die Hutoberseite in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende angeordnet ist, wobei zwischen der Hutoberseite und dem Kopfende dadurch ein Brenner-Plenum ausgebildet wird.
  • In Verbrennungssystemen wie Gasturbinen, Flugtriebwerken, Raketenmotoren und Heizungsanlagen kann es zu thermoakustisch induzierten Verbrennungsschwingungen kommen. Diese entstehen durch eine Wechselwirkung der Verbrennungsflamme und der damit verbundenen Wärmefreisetzung mit akustischen Druckschwankungen. Durch eine akustische Anregung kann die Lage der Flamme, die Flammenfrontfläche oder die Gemischzusammensetzung schwanken, was wiederum zu Schwankungen der Wärmefreisetzung führt. Bei konstruktiver Phasenlage kann es zu einer positiven Rückkopplung und Verstärkung kommen. Eine so verstärkte Verbrennungsschwingung kann zu erheblichen Lärmbelastungen und Schädigungen durch Vibrationen führen.
  • Eine Lösung zur Dämpfung von Verbrennungsschwingungen ist in der EP 1703208 offenbart. Dieses Dokument beschreibt ein Brennersystem 1 mit mehreren benachbarten Brennern 8, von denen jeder ein Kopfende aufweist, wobei letzteres zwei Kraftstoffeinspritzungen 10, 12 sowie eine Kraftstoff-Luft Vormischung 13 umfasst, wobei jeder Brenner 8 einen Hut mit einer Hutseite und einer Hutoberseite aufweist, wobei die Hutoberseite in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende angeordnet ist, so dass zwischen der Hutoberseite und dem Kopfende ein Brenner-Plenum 7 ausgebildet wird, wobei das Brenner-Plenum mindestens eine akustische Wand 15 zwischen zwei Brennern 8 aufweist. Weiterhin beschreibt D1, dass das Brennersystem auch mit mehreren rohrartigen Brennkammern (Flammrohren) 9 vorgesehen werden kann , so dass jeder Brenner eine Brennkammer 9 aufweist und die Wände 15 das Plenum 7 in mehreren Plenen unterteilen.
  • Wesentlich beeinflusst werden diese thermoakustisch hervorgerufenen Instabilitäten durch die akustischen Eigenschaften des Brennraumes und die am Brennraumeintritt und Brennraumaustritt sowie an den Brennkammerwänden vorliegenden Randbedingungen. Die akustischen Eigenschaften können durch den Einbau von Helmholtz-Resonatoren verändert werden.
  • Die WO 93/10401 A1 zeigt eine Einrichtung zur Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen in einer Brennkammer einer Gasturbinenanlage. Ein Helmholtz-Resonator ist mit einer Brennstoffzuführleitung strömungstechnisch verbunden. Die akustischen Eigenschaften der Zuführleitung bzw. des akustischen Gesamtsystems werden hierdurch so verändert, dass Verbrennungsschwingungen unterdrückt werden. Es hat sich allerdings gezeigt, dass diese Maßnahme nicht in allen Betriebszuständen ausreicht, da es auch bei einer Unterdrückung von Schwingungen in der Brennstoffleitung zu Verbrennungsschwingungen kommen kann.
  • Die WO 03/074936A1 zeigt eine Gasturbine, mit einem Brenner, der in eine Brennkammer mündet, wobei diese Mündung ringförmig von einem Helmholtz-Resonator umgeben ist. Hierdurch werden Verbrennungsschwingungen durch engen Kontakt zur Flamme effektiv gedämpft, wobei gleichzeitig Temperaturungleichmäßigkeiten vermieden werden. In dem Helmholtz-Resonator sind Röhrchen angebracht, welche eine Frequenzanpassung bewirken.
  • In der EP 0 597 138 A1 ist eine Gasturbinen-Brennkammer beschrieben, die im Bereich der Brenner luftgespülte Helmholtz-Resonatoren aufweist. Die Resonatoren sind alternierend an der Stirnseite der Brennkammer zwischen den Brennern angeordnet. Durch diese Resonatoren wird Schwingungsenergie von in der Brennkammer auftretenden Verbrennungsschwingungen absorbiert und die Verbrennungsschwingungen werden hierdurch gedämpft.
  • Jeder dieser Resonatoren weist funktionsbedingt eine verbindende Öffnung mit der Brennkammer auf, die durch eine bestimmte Luftmenge gesperrt werden muss. Diese Luftmenge steht, bei Anbringung der Resonatoren an der Brennkammerwand, anschließend nicht mehr für die Verbrennung zur Verfügung, da sie am Brenner vorbeigeführt wird. Damit werden die Flammentemperatur sowie die NOx-Emissionen erhöht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe eines Brennersystems, welche zur Dämpfung von Verbrennungsschwingungen einsetzbar ist und welche die obige Problematik vermeidet.
  • Erfindungsgemäß ist ein Brennersystem mit zumindest zwei benachbarten Brennern vorgesehen, von denen jeder zumindest eine Brennkammer und ein Kopfende aufweist, wobei letzteres zumindest eine Kraftstoffeinspritzung sowie eine Kraftstoff-Luft Vormischung umfasst. Dabei weist jeder Brenner einen Hut mit einer Hutseite und einer Hutoberseite auf, wobei zumindest die Hutoberseite in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende angeordnet ist. Zwischen der Hutoberseite und dem Kopfende wird dadurch ein Brenner-Plenum ausgebildet.
  • Es ist bekannt, dass die Leistung von Gasturbinen beim Einsatz von Rohrbrennkammern durch das Auftreten von thermoakustischen Schwingungen in diesen Brennkammern begrenzt wird. Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass speziell bei den Rohrbrennkammern die akustische Interaktion zweier benachbarter Brennkammern wichtig ist. Hier stellen sich Moden ein, die sich über die Verbindung vor der Turbine von einer Brennkammer in die andere ausbreiten.
  • Die akustische Analyse der Verteilungen des akustischen Druckes zeigt, dass sich hierbei eine Modenform einstellt, bei der benachbarte Brennkammern einschließlich der Plenen stromauf der Brennkammern gegenphasig schwingen. Erfindungsgemäß weisen nun die zumindest zwei Brenner-Plenen eine akustische Verbindung auf.
  • Durch diese eine geeignet ausgeführte akustische Verbindung benachbarter Brennkammern beziehungsweise ihrer Plenen, kann die Möglichkeit zur Ausbildung dieser Modenform unterdrückt und verhindert werden. Somit ist es möglich thermoakustische Schwingungen zu dämpfen oder gar weitestgehend zu verhindern.
  • Erfindungsgemäß ist die Hutseite zumindest teilweise um das Kopfende herum angeordnet, so dass dabei die Hutseite in einer radialen Richtung vom Kopfende beabstandet ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist durch die Hutseite und das Kopfende ein Kanal ausgebildet. Durch diesen Kanal wird Verdichterluft zu dem Plenum geleitet. Diese Verdichterluft kühlt somit die Außenseite der Brennkammer und vermindert so eine Überhitzung der Brennkammer. Idealerweise wird so die Verdichterluft vorgewärmt, so dass eine stabilere Verbrennung stattfinden kann.
  • Erfindungsgemäß ist die akustische Verbindung ein Brenner-Plenen verbindendes Rohr, insbesondere ein ringfömig ausgebildetes Rohr oder ein Kanal. Diese Verbindung lässt sich besonders einfach konstruktiv umsetzten.
  • Bevorzugt weist jeder Brenner mit seinem Brenner-Plenum eine akustische Verbindung zu den jeweils benachbarten Brenner bzw. Brenner-Plenen auf. Somit lässt sich optimal die Ausbildung einer Modenform aller vorhanden Brenner unterdrücken.
  • Vorteilhafterweise umfasst eine Gasturbine ein solches Brennersystem.
  • Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Gasturbine in einem Längsteilschnitt,
    Fig. 2
    zeigt eine Rohrbrennkammer mit Hut,
    Fig. 3
    zeigt schematisch die erfindungsgemäße Verbindung zwischen den Brenner-Plenen.
  • Die Figur 1 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 1 in einem Längsteilschnitt.
  • Die Gasturbine 1 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 2 drehgelagerten Rotor 3 mit einer Welle auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.
  • Entlang des Rotors 3 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 4, ein Verdichter 5, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 6, insbesondere Rohr- oder Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 7, eine Turbine 8 und das Abgasgehäuse 9.
  • Die Brennkammer 6 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 11. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 12 die Turbine 8.
  • Jede Turbinenstufe 12 ist beispielsweise aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 13 gesehen folgt im Heißgaskanal 11 einer Leitschaufelreihe 15 eine aus Laufschaufeln 20 gebildete Reihe 25.
  • Während des Betriebes der Gasturbine 1 wird vom Verdichter 5 durch das Ansauggehäuse 4 Luft 35 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 5 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 7 geführt und dort mit einem Brennstoff vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 13 in der Brennkammer 6 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 13 entlang des Heißgaskanals 11 vorbei an den Leitschaufeln 30 und den Laufschaufeln 20. An den Laufschaufeln 20 entspannt sich das Arbeitsmedium 13 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 20 den Rotor 3 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
  • Vorzugsweise wird der Brenner 7 in Verbindung mit einer sogenannten Rohrbrennkammer 6 (Fig. 2) verwendet. Hierbei weist die Gasturbine 1 mehrere, ringförmig angeordnete Rohrbrennkammern 6 auf, deren abströmseitigen Öffnungen in den ringförmigen Heißgaskanal 11 turbineneingansseitig münden. Dabei sind vorzugsweise an jeder dieser Rohrbrennkammer mehrere, beispielsweise sechs oder acht, Brenner 7 an dem gegenüberliegenden Ende der abströmseitigen Öffnung der Rohrbrennkammer 6 zumeist ringförmig um einen Pilotbrenner angeordnet.
  • Figur 2 zeigt abschnittweise einen Rohrbrenner 7 schematisch. Der Brenner 7 umfasst ein Kopfende 51, ein Überleitkanal (Transition) 52, und dazwischen einen Liner 53. Dabei wird als "Kopfende (Head-End) 51" im Wesentlichen der Teilabschnitt der Kraftstoffeinspritzung 55/Kraftstoff-Luft Vormischung 56 des Brenners bezeichnet. Der Liner 53 erstreckt sich vom Kopfende zu dem Transition 52 auf beliebige Weise. Durch Liner 53 und Strömungsmantel 60 wird eine Ringpassage 57 ausgebildet durch die Verbrennungs-/Kühlluft 65 eingeströmt. Der Raum vor der Kraftstoffeinspritzung 55 bzw.
  • Kraftstoff / Luftvormischung 56 wird als Brenner-Plenum (Plenum) 100 bezeichnet. Der Brenner 7 weist einen Hut 110 mit einer Hutseite 150 und einer Hutoberseite 170 auf. Dabei ist zumindest die Hutoberseite 170 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende 51 angeordnet, wodurch zwischen der Hutoberseite 170 und dem Kopfende 51 ein Brenner-Plenum 100 ausgebildet wird. Der Hut 110 weist eine brennkammerzugewandte Seite 140 und eine brennkammerabgewandte Seite 120 auf (Fig. 3). Dabei ist der Hut 110 mit der Hutseite 150 quasi außerhalb der Maschine angeordnet.
  • Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Brennersystem mit zwei benachbarten Brennern 7, von denen jeder eine Rohrbrennkammer 6 und ein Kopfende 51 aufweist. Jeder der Brenner 7 weist einen Hut 110 mit einer Hutseite 150 und einer Hutoberseite 170 auf. Dabei ist zumindest die Hutoberseite 170 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende 51 angeordnet, wodurch zwischen der Hutoberseite 170 und dem Kopfende 51 ein Brenner-Plenum 100 ausgebildet wird. Zwischen den zwei benachbarten Brenner-Plenen 100 ist eine akustische Verbindung 130 vorhanden. Diese akustische Verbindung ist hier vorteilhafterweise ringförmig und verbindet somit die jeweiligen benachbarten Brenner-Plenen 100 der Brenner 7 gesamten Gasturbine miteinander. Die ringförmige Verbindung ist mittels eines Rohres realisiert, dass die einzelnen Plenen 100 miteinander verbindet. Im Bereich der Plenen 100 ist eine solche Verbindung 130 ohne großen konstruktiven Aufwand realisierbar. Die ringförmige Verbindung endet somit an dem Brenner-Plenum 100 an dem sie begonnen hat. Es stelle sich somit keine Moden mehr ein, die sich über die Verbindung vor der Turbine von einer Brennkammer in die andere ausbreiten, so dass die Brennkammern mit ihren Plenen gegenphasig schwingen. Die akustische Verbindung 130 unterdrückt und verhindert die Ausbildung einer solchen Modenform.

Claims (6)

  1. Brennersystem mit zumindest zwei voneinander getrennten, benachbarten Brennern (7), von denen jeder zumindest eine Brennkammer (6) und ein Kopfende (51) aufweist, wobei letzteres zumindest eine Kraftstoffeinspritzung (55) sowie eine Kraftstoff-Luft Vormischung (56) umfasst, wobei jeder Brenner (7) einen Hut (110) mit einer Hutseite (150) und einer Hutoberseite (170) aufweist, wobei zumindest die Hutoberseite (170) in Strömungsrichtung gesehen vor dem Kopfende (51) angeordnet ist, so dass zwischen der Hutoberseite (170) und dem Kopfende (51) ein Brenner-Plenum (100) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutseite (150) zumindest teilweise um das Kopfende (51) herum angeordnet ist, und dass dabei die Hutseite (150) in einer radialen Richtung (r) vom Kopfende (51) beabstandet ist die zumindest zwei Brenner-Plenen (100) eine akustische und dass Verbindung (130) aufweisen und die akustische Verbindung (130) ein Brenner-Plenen (100) verbindendes Rohr ist.
  2. Brennersystem nach Anspruch 1 ,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch die Hutseite (150) und das Kopfende (51) ein Kanal (125) ausgebildet ist.
  3. Brennersystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Verbindung (130) ringförmig ist.
  4. Brennersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die akustische Verbindung (130) ein Brenner-Plenen (100) verbindender Kanal ist.
  5. Brennersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass jeder Brenner (7) mit seinem Brenner-Plenum (100) eine akustische Verbindung (130) zu den jeweils benachbarten Brenner (7) bzw. Brenner-Plenen (100) aufweist.
  6. Gasturbine mit einem Verdichter, einer Turbine sowie einem Brennersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP10161306.5A 2010-04-28 2010-04-28 Brennersystem zur Dämpfung eines solchen Brennersystems Not-in-force EP2383515B1 (de)

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