Brenneranordnung

Abstract

 Es wird eine Brenneranordnung, zur Verfügung gestellt, welche einen Träger sowie wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger (37) befestigte Brennstoffdüsen (40) mit Brennstoffdüsenspitzen und ein sich durch den Träger (37) erstreckenden Gaszufuhrzufuhrsystem zu den Brennstoffdüsenspitzen umfasst, wobei jede Brennstoffdüse (40) einen trägerseitigen Abschnitt (45) umfasst, welcher trägerseitig (100) eine Anlagefläche (60) aufweisen, mit der er an einer Auflagefläche (55) des Trägers (37) anliegt, wobei von dem trägerseitigen Abschnitt (45) mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) in Strömungsrichtung ausgehen wobei das Gaszufuhrzufuhrsystem zumindest eine Gaszufuhrleitung (70) und dessen Durchführung durch den Träger (37) umfasst, wobei die Durchführung als Passung (75) ausgeführt ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brenneranordnung und eine Gasturbine mit einer solchen Brenneranordnung.

[0002] Eine Gasturbine umfasst als wesentliche Bestandteile einen Verdichter, eine Turbine mit Laufschaufeln sowie wenigstens eine Brennkammer. Die Laufschaufeln der Turbine sind als Laufschaufelkränze an einer sich zumeist durch die gesamte Gasturbine erstreckende Welle angeordnet, die mit einem Verbraucher, etwa einem Generator zur Stromerzeugung, gekoppelt ist. Die mit den Laufschaufeln versehene Welle wird auch Turbinenläufer oder Rotor genannt. Zwischen den Laufschaufelkränzen befinden sich Leitschaufelkränze, die als Düsen zum Leiten des Arbeitsmediums durch die Turbine dienen.

[0003] Im Betrieb der Gasturbine wird der Brennkammer verdichtete Luft aus dem Verdichter zugeführt. Die verdichtete Luft wird mit einem Brennstoff, beispielsweise Öl oder Gas, vermischt und das Gemisch in der Brennkammer verbrannt. Die heißen Verbrennungsabgase werden schließlich als Arbeitsmedium über einen Brennkammerausgang der Turbine zugeführt, wo sie unter Entspannung und Abkühlung Impuls auf die Laufschaufeln übertragen und so Arbeit leisten. Die Leitschaufeln dienen dabei zum Optimieren des Impulsübertrags.

[0004] Eine typische Brenneranordnung für Gasturbinen, wie sie in US 6,082,111 beschrieben ist und wie sie insbesondere bei sogenannten Rohrbrennkammern zur Anwendung kommt, weist in der Regel einen ringförmigen Träger mit um den Umfang des Ringes gleichmäßig verteilte Anzahl von Brennstoffdüsen auf. In diesen Brennstoffdüsen sind Brennstoffdüsenöffnungen angeordnet, mit denen Brennstoff in einen Luftzufuhrkanal eingedüst werden kann. Die Brennstoffdüsen stellen eine Hauptstufe des Brenners dar, die zum Erzeugen einer Vormischflamme, also einer Flamme, bei welcher die Luft und der Brennstoff vor dem Zünden vermischt werden, dient. Um die NO_x-Bildung in der Flamme zu minimieren werden Vormischbrenner mit mageren Luft-Brennstoff-Gemischen, also mit Gemischen, die verhältnismäßig wenig Brennstoff enthalten, betrieben.

[0005] Durch das Zentrum des ringförmigen Brennstoffverteilerrings erstreckt sich typischerweise ein Pilotbrenner, der als Diffusionsbrenner ausgebildet ist, d.h. er erzeugt eine Flamme, bei welcher der Brennstoff direkt in die Flamme eingedüst wird, ohne vorher mit Luft vermischt zu werden. Der Pilotbrenner dient außer zum Anfahren der Gasturbine auch zum Stabilisieren der Vormischflamme, die zum Minimieren des Schadstoffausstoßes häufig in einem Bereich des Mischungsverhältnisses von Luft zu Brennstoff betrieben wird, der ohne unterstützende Pilotflamme zu Flammeninstabilitäten führen könnte.

[0006] Eine Brenneranordnung wie die beschriebene Brenneranordnung weist typischerweise eine Anzahl von maschinell aus einem Metallblock heraus gearbeiteten und mit dem Träger verschweißten Brennstoffdüsen zum Zuführung von Brennstoff zur Brennkammer auf. Der Träger verteilt dabei den Brennstoff auf die einzelnen Düsen durch eingearbeitete Brennstoffpassagen (Verteilerkanäle).

[0007] Um genügend Platz für das maschinelle Einarbeiten der Brennstoffpassagen zur Verfügung stellen zu können, muss der Trägerrohling und damit der spätere Träger eine gewisse Mindestdicke aufweisen. Dies erhöht das Gewicht der Brenneranordnung sowie die Materialkosten. Außerdem ist das maschinelle Einarbeiten arbeitsaufwändig.

[0008] Im Betrieb erwärmt sich zudem der Träger, die brennstoffführenden Leitungen bleiben jedoch kalt. Dadurch ergeben sich thermische Spannungen und der Träger erfüllt die Anforderung an eine hohe Lebensdauer nicht.

[0009] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Brenneranordnung zur Verfügung zu stellen, insbesondere eine vorteilhafte Brenneranordnung für Gasturbinen, welche die erforderliche Lebensdauer erfüllt. Es ist eine weitere Aufgabe eine vorteilhafte Gasturbine mit einer solchen Brenneranordnung zur Verfügung zu stellen.

[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Brenneranordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die auf die Gasturbine bezogene Aufgabe wird durch die Angabe einer Gasturbine nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0011] Die erfindungsgemäße Brenneranordnung umfasst einen Träger sowie eine Anzahl von Brennstoffdüsen, welche in Strömungsrichtung an dem Träger montiert sind. Es wurde erkannt, dass der Träger wenn er als Brennstoffverteiler verwendet wird, eine Mindesthöhe aufweisen, d.h. eine gewisse Dicke aufweisen muss. Da der als Brennstoffverteiler ausgebildete Träger direkt dem Heißgas in der Brennkammer ausgesetzt ist, muss dieser aus hochtemperaturfesten Material, z.B. aus einer Superlegierung bestehen. Diese sind jedoch sehr teuer.

[0012] Erfindungsgemäß weist daher eine Brenneranordnung einen Träger und wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger befestigte Brennstoffdüsen mit Brennstoffdüsenspitzen auf. Dabei umfasst jede Brennstoffdüse einen trägerseitigen Abschnitt, welcher trägerseitig eine Anlagefläche aufweist, mit der er an einer Auflagefläche des Trägers anliegt, wobei von dem trägerseitigen Abschnitt mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen in Strömungsrichtung ausgehen. Zudem weist die erfindungsgemäße Brenneranordnung ein sich durch den Träger erstreckendes Gaszufuhrzufuhrsystem zu den Brennstoffdüsenspitzen auf. Erfindungsgemäß umfasst das Gaszufuhrzufuhrsystem zumindest eine Gaszufuhrleitung und dessen Durchführung durch den Träger. Erfindungsgemäß ist nun die Durchführung als Passung ausgeführt. Dies kann insbesondere eine Maß- oder Übergangspassung sein.

[0013] Somit kann auf einen Verteilerkanal im Träger verzichtet werden. Dadurch kann die Materialstärke des Trägers verringert werden, wodurch Gewicht und Kosten eingespart werden. Außerdem sind die Anforderungen an den Einbauraum der Brenneranordnung im Bereich der von den Brennstoffdüsen abgewandten Seite des Trägers im Vergleich zum Stand der Technik weniger streng. Insgesamt wird auch das maschinelle Bearbeiten des Trägers vereinfacht.

[0014] Das Gaszufuhrzufuhrsystem umfasst zumindest eine Gaszufuhrleitung und dessen Durchführung durch den Träger. Da jedoch die Gaszufuhrleitung im Betrieb durch das durchströmende Gas weitestgehend kalt bleibt und sich der Träger durch die Verdichterluft erwärmt, ergeben sich hierdurch thermische Spannungen, die eine ausreichende Lebensdauer nicht garantieren. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Gaszufuhrleitung an dem Träger stoffschlüssig verbunden, z.B. angeschweißt ist, um beispielsweise eine Abdichtung der Durchführung hervorzurufen. Auch entsteht bei zusätzlicher Befestigung der Brennstoffdüse am Träger durch Schrauben eine Doppelfixierung, die sich ebenfalls lebensdauerverkürzend auswirken.

[0015] Nun ist die Durchführung anstelle der Verschweißung als Passung ausgeführt. Dies kann insbesondere eine Maß- oder Übergangspassung sein.

[0016] Als Passung wird dabei eine Verbindung zweier ineinandergreifender Teile bezeichnet, wobei beide Teile das gleiche Nennmaß aufweisen, jedoch Lage und Größe der Toleranzfelder unterschiedlich sein können. Eine Passung gibt immer eine Toleranz an, in der sich die Istmaße von Bohrung und Welle bewegen dürfen.

[0017] Es ergibt sich am fertigen Bauteil entweder eine Spielpassung oder eine Übermaßpassung. Sofern die Toleranzen sowohl ein Spiel als auch ein Übermaß erlauben, spricht man von einer Übergangspassung, die je nach den in der Produktion gefertigten Maßen in eine der erstgenannten Gruppen fällt. Die Durchführung der Gaszufuhrleitung durch den Träger wird daher insbesondere als solche Passung ausgeführt und lässt so zusätzlich nur wenig Strömung (Verdichterluft oder auch Gasentweichen) zu. Durch die wegfallende Schweißnaht kann sich der Träger nun thermisch frei dehnen. Die Lebensdauerforderungen können somit erfüllt werden. Zudem ist durch die erfindungsgemäße Passung ein zerstörungsfreies Lösen der Brennstoffdüsen möglich.

[0018] Ein weiteres Problem der Brennstoffdüse des Stands der Technik stellt die Fixierung der Brennstoffdüsen zu dem Träger dar, denn die Brennerdüsen müssen bei dem Fertigungsprozess senkrecht zu dem Träger angeordnet werden.

[0019] Erfindungsgemäß können die Brennstoffdüsen nun über die Gaszufuhrleitung zentriert werden, so dass hier kein erhöhter Aufwand mehr erforderlich ist.

[0020] Bevorzugt ist trägerabseitig zumindest ein Verteilerkanal vorgesehen, welcher die Gaszufuhrleitung mit Gas versorgt. Da die Verteilerkanäle nun trägerabseitig liegen und auch nicht -wie der ursprünglich Verteilerkanal- direkt mit Heißgas in Kontakt stehen, können die Verteilerkanäle jetzt aus kostengünstigerem Material hergestellt werden. Dadurch können wesentlich Kosten gespart werden. Das heißt, dass der Brennstoff bereits vor (in Strömungsrichtung gesehen) dem Träger verteilt wird und nicht nach dem Träger auf die Kanäle aufgeteilt wird.

[0021] Bevorzugt ist noch eine weitere Brennstoffzufuhrleitung für Flüssigbrennstoff durch den Träger, insbesondere Ölleitung, vorgesehen, welche die Brennstoffdüse trägerseitig mit flüssigem Brennstoff, insbesondere Öl, versorgt. Somit wird die Brennstoffdüse mit Gas und Öl versorgt.

[0022] In bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen der trägerseitigen Anlagefläche und dem Träger wenigstens eine Dichtung vorhanden. Bevorzugt ist die Dichtung trägerseitig im Bereich der Passung und Gaszufuhrleitung, also dem Gasrohr angeordnet. Die wenigstens eine Dichtung kann dabei als eine c-Ring-Dichtung ausgestaltet sein. Dabei kann der Träger eine Ausbuchtung ausweisen, in welcher die Dichtung angeordnet ist.

[0023] Durch die Passung und der zusätzlichen Dichtung, insbesondere dem Dichtring, ist Dichtigkeit gegenüber Luftdurchtritt gewährleistet.

[0024] Bevorzugt weist die trägerseitige Anlagefläche der Brennstoffdüse zumindest eine Öffnung für eine Befestigung der trägerseitigen Anlagefläche an der Auflagefläche des Trägers auf. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Öffnung eine Bohrung und die Befestigung eine Schraubverbindung oder eine Bolzen-Verbindung. Bevorzugt sind in der trägerseitigen Anlagefläche sechs Bohrungen für Schraub- bzw. BolzenVerbindungen vorgesehen, wobei die Bohrungen über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche der Brennstoffdüse verteilt sind. Durch das Verteilungsmuster der Bohrungen auf die gesamte Anlagefläche weist die Brennstoffdüse hohe Eigenfrequenzen auf, die schnell gedämpft werden können. Somit ist die Brennstoffdüse gegen Eigenfrequenzen stabil.

[0025] Die erfindungsgemäße Gasturbine umfasst einem Verdichterabschnitt, einem Verbrennungsabschnitt, einer Brennkammer, einem Brenner, einem Turbinenabschnitt, einem Rotor und einen solchen Brenneranordnung. Dadurch ist die Gasturbine besonders leicht ausgeführt.

[0026] Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

Figur 1

zeigt eine Gasturbine in einer stark schematisierten Darstellung.

Figur 2

zeigt eine Gasturbinenbrenneranordnung nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Darstellung.

Figur 3

zeigt eine erfindungsgemäße Brenneranordnung von vorne.

Figur 4

zeigt einen Querschnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Brenneranordnung.

[0027] Nachfolgend wird anhand von Figur 1, die eine stark schematisierte Schnittansicht einer Gasturbine zeigt, der Aufbau und die Funktion einer Gasturbine erläutert. Die Gasturbine 1 umfasst einen Verdichterabschnitt 3, einen Verbrennungsabschnitt 4, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Rohrbrennkammern 5 mit daran angeordneten Brennern 6 umfasst, grundsätzlich aber auch eine Ringbrennkammer umfassen kann, und einen Turbinenabschnitt 7. Ein Rotor 9, auch Läufer genannt, erstreckt sich durch alle Abschnitte und trägt im Verdichterabschnitt 3 Verdichterschaufelkränze 11 und im Turbinenabschnitt 7 Turbinenschaufelkränze 13. Zwischen benachbarten Verdichterschaufelkränzen 11 und zwischen benachbarten Turbinenschaufelkränzen 13 sind Kränze aus Verdichterleitschaufeln 15 bzw. Kränze aus Turbinenleitschaufeln 17 angeordnet, die sich von einem Gehäuse 19 der Gasturbine 1 aus radial in Richtung auf den Rotor 9 erstrecken.

[0028] Im Betrieb der Gasturbine 1 wird Luft durch einen Lufteinlass 21 in den Verdichterabschnitt 3 eingesaugt. Dort wird die Luft durch die rotierenden Verdichterlaufschaufeln 11 komprimiert und zu den Brennern 6 im Verbrennungsabschnitt 4 geleitet. In den Brennern 6 wird die Luft mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff gemischt und die Mischung in den Brennkammern 5 verbrannt. Die unter hohem Druck stehenden heißen Verbrennungsabgase werden dann als Arbeitsmedium dem Turbinenabschnitt 7 zugeführt. Auf ihrem Weg durch den Turbinenabschnitt übertragen die Verbrennungsabgase einen Impuls auf die Turbinenlaufschaufeln 13, wobei sie entspannen und abkühlen. Schließlich verlassen die entspannten und abgekühlten Verbrennungsabgase den Turbinenabschnitt 7 durch einen Auspuff 23. Der übertragene Impuls führt zu einer Rotationsbewegung des Rotors, die den Verdichter und einen Verbraucher, beispielsweise einen Generator zum Erzeugen elektrischen Stroms oder eine Arbeitsmaschine antreibt. Die Kränze von Turbinenleitschaufeln 17 dienen dabei als Düsen zum Leiten des Arbeitsmediums, um den Impulsübertrag auf die Turbinenlaufschaufeln 13 zu optimieren.

[0029] Figur 2 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Brenner 6 des Verbrennungsabschnitts 4 in einer perspektivischen Darstellung. Als Hauptkomponenten umfasst der Brenner 6 einen Brennstoffverteilerring 27, acht Brennstoffdüsen 29, die sich vom Brennstoffverteilerring 27 aus erstrecken und acht im Bereich der Spitzen der Brennstoffdüsen 29 angeordnete Drallerzeuger 31. Der Brennstoffverteilerring 27 und die Brennstoffdüsen 29 bilden zusammen ein Brennergehäuse, durch welches sich Brennstoffleitungen zu Eindüsöffnungen erstrecken, die innerhalb der Drallerzeuger 31 angeordnet sind. Die Brennstoffdüsen 29 können am Brennstoffverteilerring 27 angeschweißt sein. Über eine Anzahl von Rohrstutzen (nicht dargestellt) kann der Brenner an Brennstoffzufuhrleitungen angeschlossen werden. Mittels eines Flansches 35 lässt sich der Brenner 6 an einer Rohrbrennkammer so befestigen, dass die Brennstoffdüsen 29 zum Brennkammerinneren hin zeigen.

[0030] Obwohl der in Figur 2 gezeigte Brenner 6 acht Brennstoffdüsen 29 aufweist, ist es auch möglich, ihn mit einer anderen Zahl an Brennstoffdüsen 29 auszustatten. Die Zahl an Brennstoffdüsen 29 kann dabei größer oder kleiner als acht sein, beispielsweise können sechs Brennstoffdüsen 29 oder zwölf Brennstoffdüsen 29 vorhanden sein, die jeweils einen eigenen Drallerzeuger aufweisen. Weiterhin ist üblicherweise eine Pilotbrennstoffdüse im Zentrum des Brenners angeordnet. Die Pilotbrennstoffdüse ist der Übersichtlichkeit halber in Figur 2 nicht dargestellt.

[0031] Beim Verbrennungsprozess wird Luft aus dem Verdichter durch die Drallerzeuger 31 geleitet, wo sie mit Brennstoff gemischt wird. Anschließend wird das Luft-Brennstoff-Gemisch dann in der Verbrennungszone der Brennkammer 5 verbrannt, um das Arbeitsmedium zu bilden.

[0032] Der Träger 27 hat die Aufgabe den Brennstoff auf die Brennstoffdüsen 29 zu verteilen. Er ist dazu im inneren mit Brennstoffkanälen versehen, wovon jeder eine Anzahl von Düsen 29 mit Brennstoff versorgt. An dem Träger 27 sind 2 Anschlüsse für Brennstoffzufuhrleitungen vorhanden, die den Brennstoff zu dem Träger 27 leiten, in welchem er anschließend auf die Brennstoffdüsen 29 verteilt wird. Dabei kann es sich auch um unterschiedliche Brennstoffarten handeln. Die Brennstoffdüsen 29 weisen dazu mindestens eine Brennstofföffnung auf, an welcher der Brennstoff austreten kann.

[0033] Bei den heute bekannten Brenneranordnungen (Figur 2) werden die Kanäle typischerweise maschinell in einen zylindrischen Trägerrohling eingefräst und anschließend mit aufgeschweißten Elementen abgedeckt. Ebenso werden die Durchführungen für die Rohrleitungen maschinell in den Trägerrohling eingearbeitet. Um genügend Platz für das maschinelle Einarbeiten der Durchführungen und der Gaspassagen zur Verfügung stellen zu können, muss der Trägerrohling und damit der spätere Träger eine gewisse Mindestdicke aufweisen. Dies erhöht das Gewicht der Brenneranordnung sowie die Materialkosten. Außerdem ist das maschinelle Einarbeiten arbeitsaufwändig und dadurch mit hohen Kosten verbunden. Ein weiteres Problem stellt die Fertigung der Brennstoffdüsen 29 zu dem Träger 27 dar, denn die Brennerdüsen 29 müssen senkrecht zu dem Träger 27 angeschweißt werden. Diese Fertigung ist zudem sehr langwierig und mit erhöhten Aufwand und dadurch Kosten verbunden. Auch sind die Brennstoffdüsen mit dem Drallerzeuger 31 verschweißt. Der Träger 27 ist hohen Temperaturen ausgesetzt wie auch die Brennstoffdüsen 29. Daher müssen Träger 27 als auch Brennstoffdüsen 29 aus hochtemperaturbeständigem Material gefertigt werden, z.B. korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen. Dieses Material treibt jedoch ebenfalls die Kosten stark in die Höhe.

[0034] Dies wird Mithilfe der Erfindung somit vermieden (Figur 3 und Figur 4). Erfindungsgemäß wird eine Brenneranordnung mit einem Träger 37 und wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger 37 befestigte Brennstoffdüsen 40 gestellt. Dabei weist jede Brennstoffdüse 40 einen trägerseitigen Abschnitt 45 auf, welcher trägerseitig 100 eine Anlagefläche 60 aufweist, mit der er an einer Auflagefläche 55 des Trägers 37 anliegt. Von dem trägerseitigen Abschnitt 45 gehen mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen 47a,47b in Strömungsrichtung, das heißt in Richtung der Brennkammer 5 aus.

[0035] Die Brennstoffdüse 40 weist ein sich durch den Träger 37 erstreckenden Gaszufuhrzufuhrsystem 120 auf, welches Gas zu den Brennstoffdüsenspitzen 47a,47b transportiert.

[0036] Dabei umfasst das Gaszufuhrzufuhrsystem 120 zumindest eine Gaszufuhrleitung 70, zumeint in Form eines Gasrohres 70 auf und dessen Durchführung durch den Träger 37. Dabei kann die Durchführung eine Bohrung sein.

[0037] Dabei ist die Durchführung, insbesondere die Bohrung, als Passung 75 ausgeführt.

[0038] Die Durchführung des Gasrohrs 70 wird daher erfindungsgemäß als Passung 75 ausgeführt und lässt somit wenig Strömung, z.B. Verdichterlufteintritt oder Gasaustritt zu. Dies ist insbesondere eine Maß- oder Übergangspassung. Durch die Passung kann sich somit der Träger 37 im Betrieb frei dehnen. Thermische Spannungen fallen somit weg oder werden stark reduziert, so dass sich eine Erhöhung der Lebensdauer ergibt. Erfindungsgemäß bleibt im Betrieb das Gasrohr 70 weitestgehend kalt, während der Träger 37 sich jedoch erwärmt. Dabei dehnt sich der Träger 37 aus. Wird das Gasrohr 70 wie im Stand der Technik zwecks der Abdichtung mit dem Träger 37 verschweißt, so können durch die thermischen Dehnungen hohe Spannungen im Schweißbereich entstehen. Bei einer Verschweißung werden somit die Lebensdaueranforderungen durch die unterschiedliche Ausdehnung des Trägers 37 und des Gasrohrs 70 nicht erfüllt. Wird zusätzlich die Brennstoffdüse 40 noch mit dem Träger 37 verschraubt, so ist die Befestigung der Brennstoffdüse 40 am Träger 37 durch die Verschweißung und die Verschraubung überbestimmt, was sich ebenfalls negativ auf die Lebensdauer auswirkt.

[0039] Um zu verhindern, dass die Passung 75 für das Gasrohr 70 ungewollte Passagen für Gas- oder Verdichterluft der Turbine bilden, ist am trägerseitigen 100 Ende der Passung 75 vorzugsweise wenigstens eine Dichtung 80 vorhanden, insbesondere im Bereich der der Passung 75 und dem Gasrohr 70. Dabei kann der Träger 37 eine Ausbuchtung ausweisen, in welcher die Dichtung 80 angeordnet ist. Eine solche Dichtung 80 kann insbesondere als c-Ring-Dichtung ausgestaltet sein. Diese sind aufgrund ihrer Rückfederungseigenschaften besonders gut als Dichtungen geeignet. Grundsätzlich sind aber auch andere federelastische Dichtungen wie etwa o-Ring-Dichtungen möglich. Auf Grund der Elastizität der Dichtung können übermäßige Beschränkungen von Relativbewegungen, die beispielsweise aufgrund der betriebsbedingten Erwärmung der Bauteile auftreten könnten, vermieden werden.

[0040] Ein weiteres Problem der Brennstoffdüse des Stands der Technik stellt die Fertigung der Brennstoffdüsen 40 zu dem Träger 37 dar, denn die Brennstoffdüsen 40 müssen bei dem Fertigungsprozess senkrecht zu dem Träger 37 angeordnet werden. Diese Fertigung ist zudem sehr langwierig und mit erhöhten Aufwand und dadurch Kosten verbunden.

[0041] Mit der Erfindung lässt sich somit jedoch leicht eine Zentrierung, insbesondere durch die Passung 75, der Brennstoffdüse 40 über das Gasrohr 70 vornehmen, so dass hier nun kein erhöhter Aufwand mehr erforderlich ist.

[0042] Im Träger 37 können weitere Durchgangslöcher (nicht separat gezeigt) angeordnet sein, durch welche zusätzlich zumindest ein Ölkanal durch den Träger 37 hindurch geführt wird.

[0043] Trägerabseitig 101 ist zumindest ein Verteilerkanal (nicht gezeigt), jedoch zumeist zwei Verteilerkanäle jeweils für Öl und Gas, vorgesehen, welche das Gaszufuhrrohr 70 und den zumindest einen Ölkanal jeweils bereits trägerabseitig 101 mit dem entsprechenden Brennstoff versorgen. Da die Verteilerkanäle nicht direkt mit dem Heißgas in der Brennkammer in Berührung kommen, können diese aus einem kostengünstigen Material gefertigt werden.

[0044] Außerdem sind die Anforderungen an den Einbauraum der Brenneranordnung im Bereich der von den Brennstoffdüsen 40 abgewandten Seite des Trägers im Vergleich zum Stand der Technik weniger streng. Insgesamt wird auch das maschinelle Bearbeiten des Trägers vereinfacht.

[0045] Die trägerseitige Anlagefläche 60 weist zur Befestigung der Brennstoffdüsen 40 am Träger Bohrungen auf. Der Träger 37 weist dazu korrespondierende Öffnungen oder Bohrungen auf. Durch diese Bohrungen kann mittels einer Schraubverbindung oder einer Bolzen-Verbindung die Brennstoffdüse 40 am Träger 37 befestigt werden. Dabei sind die Bohrungen über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche 60 verteilt. Durch diese Verteilung der Bohrungen weist die Brennstoffdüse 40 hohe Eigenfrequenzen auf, die schnell gedämpft werden können. Somit ist die Brennstoffdüse 40 gegen Eigenfrequenzen stabil. Die Schraub- bzw. Bolzen-Verbindung befestigt die Brennstoffdüse 40 am Träger 37 und übernimmt so einen großen Teil der Druckbelastungen bei Betrieb.

[0046] Die Bohrungen in der trägerseitigen Anlagefläche 60, als auch die dazu korrespondierenden Löcher/ Bohrungen im Träger 37 können mit großen Messtoleranzen versehen sein, so dass eine schnelle und einfache Fertigung möglich ist.

[0047] Aufgrund der erfindungsgemäßen Brenneranordnung ist es möglich die Lebensdauer der Brenneranordnung wesentlich zu erhöhen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die nun möglichen freien thermischen Verformungen keine behindernden Wärmespannungen mehr aufbauen. Die Brennstoffdüse 40 kann über das Gasrohr 70 leicht zentriert werden.

[0048] Durch die c-Ring-Dichtung lassen sich unerwünschte Leckagen vermeiden; ein unkontrollierter Gas- und/oder Verdichterluft aus- bzw. eintritt lässt sich somit vermeiden.

[0049] Mit der erfindungsgemäßen Brenneranordnung lassen sich nun die einzelnen Brennstoffdüsen 40 leicht und zerstörungsfrei vom Träger lösen, wodurch gerade die Montage/Demontage verbessert wird. Dies ist von enormen Vorteil; gerade bei Überprüfung bereits gefertigter und in betrieb genommener Anlagen.

[0050] Aufgrund der erfindungsgemäßen Brenneranordnung ist es möglich die Kosten wesentlich zu senken. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Brennstoffverteiler 37 nun eine wesentlich geringe Dicke als der Brennstoffverteiler 27 im Stand der Technik hat. Alle Bohrungen bzw. Öffnungen können schnell und leicht gefertigt werden, da keine besonders genauen Messtoleranzen gefordert und eingehalten werden müssen.

Ansprüche

1. Brenneranordnung mit

- einem Träger (37),

- wenigstens zwei in Strömungsrichtung an dem Träger (37) befestigte Brennstoffdüsen (40) mit Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b),

- einem sich durch den Träger (37) erstreckenden Gaszufuhrzufuhrsystem zu den Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b), dadurch gekennzeichnet, dass jede Brennstoffdüse (40) einen trägerseitigen Abschnitt (45) umfasst, welcher trägerseitig (100) eine Anlagefläche (60) aufweisen, mit der er an einer Auflagefläche (55) des Trägers (37) anliegt, wobei von dem trägerseitigen Abschnitt (45) mindestens zwei einstückig ausgebildete Brennstoffdüsenspitzen (47a,47b) in Strömungsrichtung ausgehen wobei das Gaszufuhrzufuhrsystem (120) zumindest eine Gaszufuhrleitung (70) und dessen Durchführung durch den Träger (37) umfasst,
wobei die Durchführung als Passung (75) ausgeführt ist.

2. Brenneranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass trägerabseitig (101) zumindest ein Verteilerkanal vorgesehen ist, welcher die Gaszufuhrleitung (70) mit Gas versorgt.

3. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Brennstoffzufuhrleitung für Flüssigbrennstoff durch den Träger (37), insbesondere Ölleitung, vorgesehen ist, welche die Brennstoffdüse trägerseitig (100) mit flüssigem Brennstoff, insbesondere Öl, versorgt.

4. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, das zwischen der trägerseitiger Anlagefläche (60) der Brennstoffdüse (40) und dem Träger (37) wenigstens eine Dichtung vorhanden ist.

5. Brenneranordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, das die Dichtung (80) trägerseitig (100) im Bereich der Passung (75) und Gaszufuhrleitung (70) angeordnet ist.

6. Brenneranordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtung (80) eine c-Ring-Dichtung ist.

7. Brenneranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die trägerseitige Anlagefläche (60) zumindest eine Öffnung für eine Befestigung der trägerseitigen Anlagefläche (60) an der Auflagefläche (55) des Trägers (37) aufweist.

8. Brenneranordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung eine Bohrung ist und die Befestigung eine Schraubverbindung oder eine Bolzen-Verbindung ist.

9. Brenneranordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass in der trägerseitige Anlagefläche (60) sechs Bohrungen vorgesehen sind, wobei die Bohrungen über der gesamten trägerseitigen Anlagefläche (60) verteilt sind.

10. Gasturbine umfassend einem Verdichterabschnitt 3, einem Verbrennungsabschnitt 4, einer Brennkammer 5, einem Brenner 6, einem Turbinenabschnitt 7, einem Rotor 9 und einer Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Zeichnung