CH702541A2 - Combustion chamber with supply pipes in a divided combustion chamber cap space to reduce thermoacoustic dynamics. - Google Patents
Combustion chamber with supply pipes in a divided combustion chamber cap space to reduce thermoacoustic dynamics. Download PDFInfo
- Publication number
- CH702541A2 CH702541A2 CH00005/11A CH52011A CH702541A2 CH 702541 A2 CH702541 A2 CH 702541A2 CH 00005/11 A CH00005/11 A CH 00005/11A CH 52011 A CH52011 A CH 52011A CH 702541 A2 CH702541 A2 CH 702541A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- combustion chamber
- space
- thermoacoustic
- combustor
- feed tubes
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 44
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F23R3/002—Wall structures
-
- 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
Ein thermoakustischer Dämpfer für eine Brennkammer (10) enthält wenigstens einen Resonator in Strömungsverbindung mit einem Strömungskanal (40) der Brennkammer (10). Der Resonator enthält einen eingeschlossenen Raum und wenigstens eine Trennplatte (32), die in dem eingeschlossenen Raum unter Aufteilung des eingeschlossenen Raumes in wenigstens zwei Unterräume angeordnet ist. Mehrere Zuführrohre (38) erstrecken sich von dem Strömungskanal (40) aus nach innen in wenigstens einen der wenigstens zwei Unterräume hinein und sind konfiguriert, um die thermoakustische Dynamik der Brennkammer (10) zu reduzieren. Die Brennkammer (10) enthält einen eingeschlossenen Brennkammerkappenraum und mehrere Brennstoffdüsen (26), die sich durch den Brennkammerkappenraum erstrecken.A thermoacoustic damper for a combustor (10) includes at least one resonator in fluid communication with a flow channel (40) of the combustor (10). The resonator includes an enclosed space and at least one partition plate (32) arranged in the enclosed space, dividing the enclosed space into at least two subspaces. A plurality of delivery tubes (38) extend inwardly from at least one of the at least two subspaces from the flow channel (40) and are configured to reduce the thermoacoustic dynamics of the combustor (10). The combustor (10) includes an enclosed combustor cap space and a plurality of fuel nozzles (26) extending through the combustor cap space.
Description
Hintergrund zu der ErfindungBackground to the invention
[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Brennkammern. Insbesondere betrifft der Offenbarungsgegenstand eine Verringerung der Verbrennungsdynamik in Brennkammern. The subject matter disclosed herein generally relates to combustors. In particular, the disclosure relates to a reduction in combustion dynamics in combustors.
[0002] Da die Anforderungen hinsichtlich Gasturbinenemissionen immer strenger werden, liegt ein Lösungsansatz, um derartige Anforderungen zu erfüllen, darin, während vollständig vorgemischter Betriebsmodi von herkömmlichen Diffusionsflammenbrennkammern zu Brennkammern zu wechseln, die magere Brennstoff- und Luftgemische (mit Äquivalenzverhältnissen von ungefähr 0,58 bis 0,65) verwenden, um Emissionen von z.B. NOxund CO zu reduzieren. Diese Brennkammern sind in der Technik als DLN- (Dry Low NOx, Magervormischbrenner mit niedrigem NOx-Ausstoss), DLE- (Dry Low Emissions, Vormischbrenner mit geringen Emissionen) oder LPM- (Lean Pre Mixed, magervorgemischte) Verbrennungssysteme bekannt. Derartige Brennkammern enthalten gewöhnlich mehrere Brennstoffdüsen, die in einem Zylinder oder Mantel, der auch als Kappenhohlraum bezeichnet wird, untergebracht sind. [0002] As gas turbine emission requirements become more stringent, one approach to meeting such requirements is to change the lean fuel and air mixtures (with equivalence ratios of about 0.58%) to completely combusted modes of operation from conventional diffusion flame combustors to 0.65) to reduce emissions of eg To reduce NOx and CO. These combustors are known in the art as DLN (Dry Low NOx), DLE (Dry Low Emissions) or LPE (Lean Pre Mixed, Premixed) combustion systems. Such combustors typically include a plurality of fuel nozzles housed in a cylinder or shell, also referred to as a cap cavity.
[0003] Weil diese Brennkammern bei derart mageren Brennstoff/Luft-Verhältnissen arbeiten, können kleine Veränderungen- bzw. Schwankungen der Geschwindigkeit grosse Veränderungen des Massendurchsatzes und Brennstoff-Luft-Schwankungen zur Folge haben. Diese Schwankungen führen zu einer grossen Schwankung der Wärmefreisetzungsrate und hohen Druckschwankungen in dem Kappenhohlraum. Eine Wechselwirkung zwischen Brennstoff/Luft-Schwankung, Wirbel-Flammen-Wechselwirkungen und unstabiler Wärmefreisetzung führt zu einem Rückkupplungsmechanismus, der dynamische Druckpulsationen in dem Verbrennungssystem zur Folge hat. Das Phänomen der Druckpulsationen wird als die thermoakustische oder verbrennungsdynamische Instabilität oder verbrennungsdynamische Instabilität oder schlicht als Verbrennungsdynamik bezeichnet. Eine hohe Verbrennungsdynamik begrenzt den Einsatzbereich der Brennkammer, was Emissionsreduktionen und/oder die Leistung begrenzt. Ferner verkürzt die Brennkammerdynamik die Lebensdauer von Bauteilen und führt zu einer Beschädigung an Brennkammerkomponenten, was Stillstandszeiten der Brennkammer zur Reparatur und/oder zum Austausch der Komponenten zur Folge hat. Because these combustors operate at such lean fuel / air ratios, small variations in speed can result in large changes in mass flow rate and fuel-air fluctuations. These variations lead to a large variation in the heat release rate and high pressure fluctuations in the cap cavity. An interaction between fuel / air fluctuation, swirl-flame interactions, and unstable heat release results in a feedback mechanism that results in dynamic pressure pulsations in the combustion system. The phenomenon of pressure pulsations is referred to as the thermoacoustic or combustion dynamic instability or combustion dynamic instability or simply as combustion dynamics. High combustion dynamics limit the range of use of the combustion chamber, which limits emission reductions and / or performance. Further, combustor dynamics shortens the life of components and results in damage to combustor components, resulting in downtime of the combustor for repair and / or component replacement.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
[0004] Gemäss einem Aspekt der Erfindung enthält eine Brennkammer einen eingeschlossenen Brennkammerkappenraum und mehrere Brennstoffdüsen, die sich durch den Brennkammerkappenraum erstrecken. In dem Brennkammerkappenraum ist wenigstens eine Trennplatte angeordnet, die den Brennkammerkappenraum in wenigstens zwei Räume unterteilt. Mehrere Zuführrohre erstrecken sich nach innen in wenigstens einen der wenigstens zwei Räume hinein von einem Strömungskanal aus und sind konfiguriert, um die thermoakustische Dynamik der Brennkammer zu reduzieren. According to one aspect of the invention, a combustor includes an enclosed combustor cap space and a plurality of fuel nozzles extending through the combustor cap space. At least one partition plate is arranged in the combustion chamber cap space, which divides the combustion chamber cap space into at least two spaces. A plurality of feed tubes extend inwardly into at least one of the at least two spaces from a flow channel and are configured to reduce the thermoacoustic dynamics of the combustor.
[0005] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein thermoakustischer Dämpfer für eine Brennkammer wenigstens einen Resonator in Strömungsverbindung mit einem Strömungskanal der Brennkammer. Der Resonator enthält einen eingeschlossenen Raum und wenigstens eine Trennplatte, die in dem eingeschlossenen Raum unter Aufteilung des eingeschlossenen Raums in wenigstens zwei Räume positioniert ist. Mehrere Zuführrohre erstrecken sich nach innen von dem Strömungskanal in wenigstens einen der wenigstens zwei Räume hinein und sind konfiguriert, um die thermoakustische Dynamik der Brennkammer zu reduzieren. According to another aspect of the invention, a thermoacoustic damper for a combustion chamber includes at least one resonator in fluid communication with a flow channel of the combustion chamber. The resonator includes an enclosed space and at least one partition plate positioned in the enclosed space, dividing the enclosed space into at least two spaces. Multiple feed tubes extend inwardly from the flow channel into at least one of the at least two spaces and are configured to reduce the thermoacoustic dynamics of the combustor.
[0006] Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zur Reduktion der thermoakustischen Brennkammerdynamik ein Anordnen wenigstens eines Resonators in Strömungsverbindung mit einem Strömungskanal der Brennkammer. Der Resonator enthält einen eingeschlossenen Raum, wenigstens eine Trennplatte, die in dem eingeschlossenen Raum angeordnet ist, wobei sie den eingeschlossenen Raum in wenigstens zwei Unterräume unterteilt, und mehrere Zuführrohre, die sich von dem Strömungskanal aus nach innen in wenigstens einen der beiden Unterräume hinein erstreckt. Das Verfahren enthält ferner ein Leiten einer Fluidströmung durch den Strömungskanal und über ein offenes Ende wenigstens eines Zuführrohrs der mehreren Zuführrohre und Anregen einer Resonanzfrequenz des Resonators, wodurch die thermoakustische Brennkammerdynamik reduziert wird. According to yet another aspect of the invention, a method for reducing the thermoacoustic combustion chamber dynamics includes arranging at least one resonator in flow communication with a flow channel of the combustion chamber. The resonator includes an enclosed space, at least one partition plate disposed in the enclosed space, dividing the enclosed space into at least two subspaces, and a plurality of supply tubes extending inwardly from the flow channel into at least one of the two subspaces , The method further includes directing fluid flow through the flow channel and over an open end of at least one feed tube of the plurality of feed tubes and exciting a resonant frequency of the resonator, thereby reducing the thermoacoustic combustor dynamics.
[0007] Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich. These and other advantages and features will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
[0008] Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Schluss der Spezifikation besonders angeben und deutlich beansprucht. Das Vorstehende sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in denen zeigen: The object which is considered as the invention is particularly specified in the claims at the end of the specification and clearly claimed. The foregoing and other features and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
[0009] Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Brennkammer; Fig. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a combustion chamber;
[0010] Fig. 2 eine weitere Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Brennkammer; FIG. 2 is another cross-sectional view of an embodiment of a combustion chamber; FIG.
[0011] Fig. 3 einen schematisierten Querschnitt der Brennkammer nach Fig. 2; und Fig. 3 is a schematic cross section of the combustion chamber of Fig. 2; and
[0012] Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Brennkammer. Fig. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of a combustion chamber.
[0013] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit Vorteilen und Merkmalen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. The detailed description explains embodiments of the invention together with advantages and features by way of example with reference to the drawings.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
[0014] In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Brennkammer 10 veranschaulicht. Die Brennkammer enthält eine Kappenanordnung 12 an einem stromaufwärtigen Ende 14, das mit einer Brennkammerauskleidung 16 verbunden ist. Die Kappenanordnung 12 enthält einen Kappenmantel 18, der in einigen Ausführungsformen eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt aufweist. Eine Rückplatte 20 ist an dem Kappenmantel 18 fixiert und definiert eine stromaufwärtige Ausdehnung bzw. ein stromaufwärtiges Ende der Kappenanordnung 12. In ähnlicher Weise ist eine Effusionsplatte 22 an dem Kappenmantel 18 fixiert und definiert eine stromabwärtige Ausdehnung bzw. ein stromabwärtiges Ende der Kappenanordnung 12. In der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform sind die Rückplatte 20 und die Effusionsplatte 22 von kreisförmiger Gestalt, wobei jedoch andere Konfigurationen der Rückplatte 20 und der Effusionsplatte 22 in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung vorgesehen sind. Der Kappenmantel 18, die Rückplatte 20 und die Effusionsplatte 22 definieren zwischeneinander einen Kappenraum bzw. ein Kappenvolumen 24. Mehrere Brennstoffdüsen 26 sind in der Brennkammer 10 angeordnet. In der veranschaulichten Ausführungsform enthalten die mehreren Brennstoffdüsen 26 mehrere primäre Brennstoffdüsen 26, die in einem kreisförmigen Muster ringsum eine sekundäre Brennstoffdüse 26 angeordnet sind, die in einer Mitte der Brennkammer 10 angeordnet ist. Jede Brennstoffdüse 26 ist von einem Brennerrohr 28 umgeben und erstreckt sich in die Kappenanordnung 12 hinein durch Öffnungen 30 in der Rückplatte 20 der Kappenanordnung 12 hindurch. Das Brennerrohr 28, das jede Brennstoffdüse 26 umgibt, erstreckt sich bis zu der Effusionsplatte 22. In Fig. 1, an embodiment of a combustion chamber 10 is illustrated. The combustor includes a cap assembly 12 at an upstream end 14 connected to a combustor liner 16. The cap assembly 12 includes a cap skirt 18 which, in some embodiments, has a substantially tubular shape. A backplate 20 is fixed to the cap skirt 18 and defines an upstream extension of the cap assembly 12. Likewise, an effusion plate 22 is fixed to the cap skirt 18 and defines a downstream extent or a downstream end of the cap assembly 12 In the embodiment illustrated in FIG. 1, the backplate 20 and the effusion plate 22 are circular in shape, however, other configurations of the backplate 20 and effusion plate 22 are provided within the scope of the present disclosure. The cap skirt 18, the back plate 20 and the effusion plate 22 define a cap space or cap volume 24 between each other. A plurality of fuel nozzles 26 are disposed in the combustion chamber 10. In the illustrated embodiment, the plurality of fuel nozzles 26 include a plurality of primary fuel nozzles 26 arranged in a circular pattern around a secondary fuel nozzle 26 located at a center of the combustion chamber 10. Each fuel nozzle 26 is surrounded by a burner tube 28 and extends into the cap assembly 12 through openings 30 in the back plate 20 of the cap assembly 12. The burner tube 28 surrounding each fuel nozzle 26 extends to the effusion plate 22.
[0015] Indem nun auf Fig. 2 Bezug genommen wird, ist in dem Kappenraum 24 zwischen der Rückplatte 20 und der Effusionsplatte 22 eine Trennplatte 32 angeordnet. Die Trennplatte 32 erstreckt sich vollständig quer durch den Kappenraum 24, um den Kappenraum 24 in einen abgetrennten Raum 34 zwischen der Trennplatte 32 und der Effusionsplatte 22 und einen abgegrenzten Raum 36 zwischen der Prallplatte 32 und der Rückplatte 20 zu unterteilen. Mehrere Zuführrohre 38 erstrecken sich durch den Kappenmantel 18 hindurch von dem abgetrennten Raum 34 in einen Strömungskanal 40 hinein, der durch den Kappenmantel 18 und eine Brennkammerströmungshülse 42 definiert ist. In einigen Ausführungsformen haben die Zuführrohre 38 einen kreisförmigen Querschnitt, wobei es zu verstehen ist, dass auch andere Querschnittsformen innerhalb des vorliegenden Schutzumfangs vorgesehen sind. Referring now to Fig. 2, in the cap space 24 between the back plate 20 and the effusion plate 22, a partition plate 32 is arranged. The partition plate 32 extends completely across the cap space 24 to divide the cap space 24 into a separated space 34 between the partition plate 32 and the effusion plate 22 and a defined space 36 between the baffle 32 and the back plate 20. Several feed tubes 38 extend through the cap skirt 18 from the separated space 34 into a flow channel 40 defined by the cap skirt 18 and a combustor flow sleeve 42. In some embodiments, the feed tubes 38 have a circular cross-section, it being understood that other cross-sectional shapes are also provided within the scope of the present invention.
[0016] Wie in Fig. 3 veranschaulicht, dient der abgetrennte Raum 34 gemeinsam mit den mehreren Zuführrohren 38 als eine akustische Dämpfereinrichtung, durch die der Schalldruck und die Schallgeschwindigkeit an der Stelle des Zuführrohrs 38 verändert oder modifiziert wird, was eine Veränderung der Gesamtsystemakustik zur Folge hat. Ein Resonator, der mit einem Strömungskanal 40 ohne eine stationäre Strömung durch diesen verbunden ist, kann mit einer Frequenz (f) schwingen, die durch eine Querschnittsfläche (S) der mehreren Zuführrohre 38, eine Länge (L) der mehreren Zuführrohre 38 und ein Volumen (V) des abgetrennten Raums 34 bestimmt ist. Die Frequenz ist durch die Gleichung 1 gegeben: f = (c/(2*π)) * sqrt(S/(V*L)) (1), worin «c» die Schallgeschwindigkeit ist. Eine gewünschte Frequenz kann erreicht werden, indem eine Position der Trennplatte 32 verändert wird, so dass auf diese Weise das Volumen (V) des abgetrennten Raums 34 vergrössert oder verringert wird, und/oder indem die Länge (L) oder die Querschnittsfläche (S) der mehreren Zuführrohre 38 verändert wird. Jedoch wirkt ein abgetrennter Raum 34, in den eine stationäre Strömung einströmt, nicht notwendigerweise als ein Resonator, so z.B. wenn eine stationäre Strömung durch die Zuführrohre 38 vorliegt, wirkt jedoch erfolgreich als ein thermoakustischer Dämpfer. Um eine Eigenfrequenz der Brennkammer 10. abzuschwächen, wird eine Abstimmungsfrequenz gewählt, und die Merkmale V, L und S werden festgesetzt, um die gewünschte Frequenz zu erzielen. Um die gewünschte Länge L zu erreichen, können sich die Zuführrohre 38 in den abgetrennten Raum 34 hinein erstrecken, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Während des Betriebs der Brennkammer 10 wird die gewählte Frequenz effektiv «ausgeblendet» und auf diese Weise verhindert, dass mit dieser Eigenfrequenz verbundene Verbrennungsdynamikprobleme auftreten. As illustrated in FIG. 3, the separated space 34, together with the plurality of supply pipes 38, serves as an acoustic damper device by which the sound pressure and sound velocity at the location of the supply pipe 38 are changed or modified, which changes the overall system acoustics Episode has. A resonator connected to a flow channel 40 without a stationary flow therethrough may oscillate at a frequency (f) passing through a cross-sectional area (S) of the plurality of feed tubes 38, a length (L) of the plurality of feed tubes 38, and a volume (V) of the separated space 34 is determined. The frequency is given by Equation 1: f = (c / (2 * π)) * sqrt (S / (V * L)) (1) where «c» is the speed of sound. A desired frequency can be achieved by changing a position of the partition plate 32, thereby increasing or decreasing the volume (V) of the partitioned space 34, and / or by changing the length (L) or cross-sectional area (S). the plurality of feed tubes 38 is changed. However, a separated space 34, into which a steady flow flows, does not necessarily act as a resonator, e.g. however, when there is steady flow through the delivery tubes 38, it effectively acts as a thermoacoustic damper. In order to attenuate a natural frequency of the combustion chamber 10, a tuning frequency is selected and the features V, L and S are set to achieve the desired frequency. To achieve the desired length L, the feed tubes 38 may extend into the severed space 34, as illustrated in FIG. During operation of the combustor 10, the selected frequency is effectively "blanked out", thus preventing combustion dynamics problems associated with this natural frequency from occurring.
[0017] In einigen Ausführungsformen sind die mehreren Zuführrohre 38 in Umfangsrichtung rings um den Kappenmantel 18 gleichmässig voneinander beabstandet. In anderen Ausführungsformen kann es jedoch erwünscht sein, den Abstand zwischen den mehreren Zuführrohren 38 längs des Umfangs zu verändern, um die Brennkammer 10 asymmetrisch abzustimmen. In some embodiments, the plurality of feed tubes 38 are circumferentially equidistant from each other around the cap skirt 18. In other embodiments, however, it may be desirable to vary the spacing between the plurality of feed tubes 38 along the circumference to asymmetrically tune the combustor 10.
[0018] In einigen Ausführungsformen kann es erwünscht sein, mehr als eine einzelne Eigenfrequenz der Brennkammer 10 auszublenden. Bezugnehmend auf Fig. 4wird das Ausblenden von zwei Eigenfrequenzen erzielt, indem mehrere Zuführrohre 38 vorgesehen werden, die sich durch den Kappenmantel 18 hindurch von dem abgegrenzten Raum 36 aus in den Strömungskanal 40 erstrecken, so dass auf diese Weise ein zweiter Resonator unter Verwendung des abgegrenzten Raums 36 definiert ist. Wie bei dem Resonator, der den abgetrennten Raum 34 nutzt, können eine bestimmte Länge L und eine bestimmte Fläche S gewählt werden, um die gewünschte Resonanzfrequenz f zu erzeugen. Während Resonatoren und eine einzige Trennplatte 32 in Fig. 4veranschaulicht sind, ist es zu verstehen, dass weitere Trennplatten 32 in dem Kappenraum 24 eingebaut werden können, so dass auf diese Weise weitere Räume darin geschaffen werden. Durch den Einbau mehrerer Zuführrohre 38 in den weiteren Räumen können mehrere Eigenfrequenzen der Brennkammer 10 ausgeblendet werden. In some embodiments, it may be desirable to blank out more than a single natural frequency of the combustor 10. Referring to FIG. 4, the blanking of two natural frequencies is accomplished by providing a plurality of feed tubes 38 extending through the cap skirt 18 from the confined space 36 into the flow channel 40, thus forming a second resonator using the demarcated one Room 36 is defined. As with the resonator utilizing the separated space 34, a certain length L and a certain area S can be chosen to produce the desired resonant frequency f. While resonators and a single separator plate 32 are illustrated in FIG. 4, it is to be understood that additional separator plates 32 may be incorporated into the cap space 24 to provide additional spaces therein. By installing a plurality of feed pipes 38 in the other rooms more natural frequencies of the combustion chamber 10 can be hidden.
[0019] Die Verwendung der Trennplatte 32 und der mehreren Zuführrohre 38 verringert in effektiver Weise die Verbrennungsdynamik, ohne die Strömung durch den Strömungskanal 40 zu beeinflussen. Ferner kann die Trennplatte 32 in existierende Brennkammern 10 an einer gewünschten Stelle eingebaut werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, andere Komponenten der Brennkammer 10 zu modifizieren, wobei die Position der Trennplatte an spezifische Eigenfrequenzen der Brennkammer 10 anpassbar ist. The use of the partition plate 32 and the plurality of feed tubes 38 effectively reduces the combustion dynamics without affecting the flow through the flow channel 40. Further, the partition plate 32 may be installed in existing combustors 10 at a desired location without the need to modify other components of the combustor 10, the position of the partition plate being adaptable to specific natural frequencies of the combustor 10.
[0020] Während die Erfindung in Einzelheiten in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte ohne weiteres verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um jede beliebige Anzahl von Veränderungen, Modifikationen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier vorstehend nicht beschrieben sind, die jedoch dem Rahmen und Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Ausserdem ist es zu verstehen, dass, während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, Aspekte der Erfindung lediglich einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Demgemäss ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt. While the invention has been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to such disclosed embodiments. Rather, the invention may be modified to incorporate any number of changes, modifications, substitutions, or equivalent arrangements not heretofore described, which, however, are within the spirit and scope of the invention. Furthermore, it should be understood that while various embodiments of the invention have been described, aspects of the invention may only include some of the described embodiments. Accordingly, the invention should not be construed as being limited by the foregoing description, but is limited only by the scope of the appended claims.
[0021] Ein thermoakustischer Dämpfer für eine Brennkammer 10 enthält wenigstens einen Resonator in Strömungsverbindung mit einem Strömungskanal 40 der Brennkammer 10. Der Resonator enthält einen eingeschlossenen Raum und wenigstens eine Trennplatte 32, die in dem eingeschlossenen Raum unter Aufteilung des eingeschlossenen Raumes in wenigstens zwei Unterräume angeordnet ist. Mehrere Zuführrohre 38 erstrecken sich von dem Strömungskanal 40 aus nach innen in wenigstens einen der wenigstens zwei Unterräume hinein und sind konfiguriert, um die thermoakustische Dynamik der Brennkammer 10 zu reduzieren. Eine Brennkammer 10 enthält einen eingeschlossenen Brennkammerkappenraum 24 und mehrere Brennstoffdüsen 26, die sich durch den Brennkammerkappenraum 24 erstrecken. Wenigstens eine Trennplatte 32 ist in dem Brennkammerkappenraum 24 angeordnet, wodurch sie den Brennkammerkappenraum 24 in wenigstens zwei Unterräume aufteilt. Mehrere Zuführrohre 38 erstrecken sich von einem Strömungskanal 40 aus nach innen in wenigstens einen der wenigstens zwei Unterräume hinein. A thermoacoustic damper for a combustion chamber 10 includes at least one resonator in fluid communication with a flow channel 40 of the combustion chamber 10. The resonator includes an enclosed space and at least one partition plate 32 in the enclosed space dividing the enclosed space into at least two subspaces is arranged. Multiple feed tubes 38 extend inwardly from at least one of the at least two subspaces from the flow channel 40 and are configured to reduce the thermoacoustic dynamics of the combustor 10. A combustor 10 includes an enclosed combustor cap space 24 and a plurality of fuel nozzles 26 extending through the combustor cap space 24. At least one partition plate 32 is disposed in the combustion chamber cap space 24, thereby dividing the combustion chamber cap space 24 into at least two subspaces. Several feed tubes 38 extend inwardly from at least one of the at least two subspaces from a flow channel 40.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
[0022] <tb>10<sep>Brennkammer <tb>12<sep>Kappenanordnung <tb>14<sep>stromaufwärtiges Ende <tb>16<sep>Brennkammerauskleidung <tb>18<sep>Kappenmantel <tb>20<sep>Rückplatte <tb>22<sep>Effusionsplatte <tb>24<sep>Kappenraum, Kappenvolumen <tb>26<sep>Brennstoffdüse <tb>28<sep>Brennerrohr <tb>30<sep>Öffnung <tb>32<sep>Trennplatte <tb>34<sep>abgetrennter Raum, abgetrenntes Volumen <tb>36<sep>abgegrenzter Raum, abgegrenztes Volumen <tb>38<sep>Zuführrohr <tb>40<sep>Strömungskanal <tb>42<sep>Strömungshülse[0022] <Tb> 10 <sep> combustion chamber <Tb> 12 <sep> cap assembly <tb> 14 <sep> upstream end <Tb> 16 <sep> combustion liner <Tb> 18 <sep> cap casing <Tb> 20 <sep> back plate <Tb> 22 <sep> effusion <tb> 24 <sep> Cap space, cap volume <Tb> 26 <sep> fuel <Tb> 28 <sep> burner tube <Tb> 30 <sep> Opening <Tb> 32 <sep> separation plate <tb> 34 <sep> separated room, separated volume <tb> 36 <sep> delimited space, delimited volume <Tb> 38 <sep> feed <Tb> 40 <sep> flow channel <Tb> 42 <sep> flow sleeve
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/652,838 US20110165527A1 (en) | 2010-01-06 | 2010-01-06 | Method and Apparatus of Combustor Dynamics Mitigation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH702541A2 true CH702541A2 (en) | 2011-07-15 |
Family
ID=44215358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH00005/11A CH702541A2 (en) | 2010-01-06 | 2011-01-03 | Combustion chamber with supply pipes in a divided combustion chamber cap space to reduce thermoacoustic dynamics. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110165527A1 (en) |
| JP (1) | JP5715409B2 (en) |
| CN (1) | CN102116475B (en) |
| CH (1) | CH702541A2 (en) |
| DE (1) | DE102010061377A1 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103842727A (en) * | 2011-09-22 | 2014-06-04 | 通用电气公司 | Combustor cap for damping low frequency dynamics |
| US9188342B2 (en) * | 2012-03-21 | 2015-11-17 | General Electric Company | Systems and methods for dampening combustor dynamics in a micromixer |
| US20130305729A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | General Electric Company | Turbomachine combustor and method for adjusting combustion dynamics in the same |
| ITMI20122265A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-06-29 | Ansaldo Energia Spa | BURNER GROUP FOR A GAS TURBINE PROVIDED WITH A HELMHOLTZ RESONATOR |
| EP2837782A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-18 | Alstom Technology Ltd | Damper for combustion oscillation damping in a gas turbine |
| JP6607117B2 (en) * | 2016-03-28 | 2019-11-20 | 沖電気工業株式会社 | Information processing apparatus and program |
| US10520187B2 (en) | 2017-07-06 | 2019-12-31 | Praxair Technology, Inc. | Burner with baffle |
| US10941939B2 (en) | 2017-09-25 | 2021-03-09 | General Electric Company | Gas turbine assemblies and methods |
| US20190093562A1 (en) * | 2017-09-28 | 2019-03-28 | Solar Turbines Incorporated | Scroll for fuel injector assemblies in gas turbine engines |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1492520A (en) * | 1975-04-16 | 1977-11-23 | Daido Steel Co Ltd | Heat exchanger for industrial furnaces |
| US5435716A (en) * | 1991-12-30 | 1995-07-25 | Bowin Designs Pty Ltd | Gas-fired heaters with burners having a substantially sealed combustion chamber |
| GB2269892B (en) * | 1992-08-18 | 1995-09-06 | British Gas Plc | Fuel fired burners |
| US5644918A (en) * | 1994-11-14 | 1997-07-08 | General Electric Company | Dynamics free low emissions gas turbine combustor |
| DE19635545C1 (en) * | 1996-09-02 | 1998-02-26 | Viessmann Werke Kg | Ignition system for burner with fluid or gas fuel |
| US6106276A (en) * | 1996-09-10 | 2000-08-22 | National Tank Company | Gas burner system providing reduced noise levels |
| US5878740A (en) * | 1996-10-28 | 1999-03-09 | Carrier Corporation | Noise reducing device for combustion driven heating apparatus |
| US6530221B1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-03-11 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Modular resonators for suppressing combustion instabilities in gas turbine power plants |
| DE10058688B4 (en) * | 2000-11-25 | 2011-08-11 | Alstom Technology Ltd. | Damper arrangement for the reduction of combustion chamber pulsations |
| US6973790B2 (en) * | 2000-12-06 | 2005-12-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustor, gas turbine, and jet engine |
| WO2004051063A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustor, and gas turbine with the combustor |
| GB2396687A (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | Rolls Royce Plc | Helmholtz resonator for combustion chamber use |
| US6923002B2 (en) * | 2003-08-28 | 2005-08-02 | General Electric Company | Combustion liner cap assembly for combustion dynamics reduction |
| US7461719B2 (en) * | 2005-11-10 | 2008-12-09 | Siemens Energy, Inc. | Resonator performance by local reduction of component thickness |
| DE102005062284B4 (en) * | 2005-12-24 | 2019-02-28 | Ansaldo Energia Ip Uk Limited | Combustion chamber for a gas turbine |
| GB0610800D0 (en) * | 2006-06-01 | 2006-07-12 | Rolls Royce Plc | Combustion chamber for a gas turbine engine |
| US7788926B2 (en) * | 2006-08-18 | 2010-09-07 | Siemens Energy, Inc. | Resonator device at junction of combustor and combustion chamber |
| US8061141B2 (en) * | 2007-09-27 | 2011-11-22 | Siemens Energy, Inc. | Combustor assembly including one or more resonator assemblies and process for forming same |
| GB0907578D0 (en) * | 2009-05-05 | 2009-06-10 | Rolls Royce Plc | A damping assembly |
| US8408004B2 (en) * | 2009-06-16 | 2013-04-02 | General Electric Company | Resonator assembly for mitigating dynamics in gas turbines |
| RU2508506C2 (en) * | 2009-09-01 | 2014-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Method and unit for fluid feed in gas turbine engine combustion chamber |
-
2010
- 2010-01-06 US US12/652,838 patent/US20110165527A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-20 DE DE102010061377A patent/DE102010061377A1/en not_active Withdrawn
- 2010-12-21 JP JP2010283898A patent/JP5715409B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-01-03 CH CH00005/11A patent/CH702541A2/en not_active Application Discontinuation
- 2011-01-06 CN CN201110007994.6A patent/CN102116475B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5715409B2 (en) | 2015-05-07 |
| DE102010061377A1 (en) | 2011-07-07 |
| US20110165527A1 (en) | 2011-07-07 |
| CN102116475B (en) | 2015-06-03 |
| JP2011141110A (en) | 2011-07-21 |
| CN102116475A (en) | 2011-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CH702541A2 (en) | Combustion chamber with supply pipes in a divided combustion chamber cap space to reduce thermoacoustic dynamics. | |
| DE102010016547B4 (en) | Injector with integrated resonator | |
| DE60007946T2 (en) | A combustion chamber | |
| EP1336800B1 (en) | Method for reducing the oscillations induced by the combustion in combustion systems and premix burner for carrying out the method | |
| DE69917655T2 (en) | SYSTEM FOR CONTROLLING ACOUSTIC VIBRATIONS IN A COMBUSTION CHAMBER | |
| CH707769A2 (en) | System for air flow conditioning to pipe level in a multi-tube fuel nozzle. | |
| CH707757A2 (en) | Fuel-air premixing for a gas turbine. | |
| DE102009059222A1 (en) | DLN Two fuel primary nozzle | |
| DE102014117621A1 (en) | Fuel injector with premix pilot nozzle | |
| CH698007A2 (en) | Stepped Mehrringdüse with radial intake for lean premix and two-material ring tube combustor. | |
| EP3004743B1 (en) | Burner for a gas turbine and method for reducing thermo-acoustic oscillations in a gas turbine | |
| DE102015122927A1 (en) | Pilot nozzle in a gas turbine combustor | |
| DE102014102782A1 (en) | Multiinjector micro-mixing system | |
| DE2839703A1 (en) | RING-SHAPED DOUBLE BURNER | |
| CH707846A2 (en) | Air diffuser for a combustor. | |
| DE102015112767A1 (en) | Fuel injector assemblies in combustion turbines | |
| CH707667A2 (en) | Fuel delivery system for a burner with reduced coherence and / or reduced combustion dynamics. | |
| CH697703A2 (en) | Fuel nozzle assembly. | |
| CH698098B1 (en) | Premix, combustion chamber and method of operating a combustion chamber. | |
| WO1999006767A1 (en) | Burner | |
| EP1781988B1 (en) | Hybrid burner lance | |
| DE102015113146A1 (en) | Systems and devices related to gas turbine combustors | |
| DE112018004289T5 (en) | Auger for fuel injector assemblies in gas turbine engines | |
| DE102020215597A1 (en) | Gas turbine combustor device | |
| EP1510755A1 (en) | Burner with lance and staged fuel supply. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AZW | Rejection (application) |