EP2002185B1

Fuel lance for a gas turbine plant and a method of operating a fuel lance

Abstract

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EP2002185B1, drawing sheet 1
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Expires 8 March 2027.

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15 claims: 1 independent, 14 dependent

  1. 1
    Brennstofflanze (25, 31) für eine Gasturbinenanlage (10) mit sequentieller Verbrennung, bei der in einer ersten Brennkammer (12) Heissgas (37) erzeugt und in einer nachfolgenden Turbine (13) entspannt wird, und anschliessend durch eine nachfolgende zweite Brennkammer (14) strömt, in welcher Brennstoff (29) in das Heissgas (37) eingedüst wird, welche Brennstofflanze (25, 31) zur Eindüsung von Brennstoff (29) in das Heissgas (37) in der zweiten Brennkammer (14) angeordnet ist, wobei die Brennstofflanze (25, 31) einen sich in Strömungsrichtung des Heissgases (37) erstreckenden Lanzenteil aufweist, der wenigstens ein konzentrisch zu einer Lanzenachse (34) angeordnetes Aussenrohr (26) und ein konzentrisch im Aussenrohr (26) angeordnetes Zwischenrohr (27) umfasst, in welchen der Brennstoff (29) zu einer Lanzenspitze (38) geführt und im Bereich der Lanzenspitze (38) durch erste Eindüsungsöffnungen (28) in das Heissgas (37) eingedüst wird, wobei die ersten Eindüsungsöffnungen (28) unmittelbar an der Lanzenspitze (38) angeordnet sind, und die ersten Eindüsungsöffnungen (28) so orientiert sind, dass die aus ihnen heraustretenden Brennstoffstrahlen mit der Lanzenachse (34) einen spitzen Winkel einschliessen und die Lanzenspitze (38) abgerundet ist, und die ersten Eindüsungsöffnungen (28) im Bereich der Rundung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrohr (27) in einem Abstand von der Lanzenspitze (38) endet und am Ende eine Öffnung aufweist, die der Weite des Rohres entspricht.
  2. 2
    Brennstofflanze nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenrohr (27) konzentrisch ein Innenrohr (32) angeordnet ist, dass das Innenrohr (32) zur Lanzenspitze (38) geführt ist, und dass an der Lanzenspitze (38) zweite Eindüsungsöffnungen (33) zur Eindüsung von flüssigem Brennstoff vorgesehen sind, welche durch das Innenrohr (32) mit dem flüssigen Brennstoff versorgt werden.
  3. 3
    Brennstofflanze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen (28 bzw. 33) jeweils auf einem gemeinsamen Radius um die Lanzenachse angeordnet sind, und dass der Radius der zweiten Eindüsungsöffnungen (33) kleiner ist als der Radius der ersten Eindüsungsöffnungen (28).
  4. 4
    Brennstofflanze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Eindüsungsöffnungen (33) zur Erzeugung eines Brennstoffstrahls ausgelegt sind.
  5. 5
    Brennstofflanze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Eindüsungsöffnungen (33) zur Erzeugung eines Sprühnebels ausgelegt sind.
  6. 6
    Verfahren zum Betrieb einer Brennstofflanze (25, 31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenrohr (27) als Brennstoff Syngas (29) zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und Zwischenrohr (27) ebenfalls als Brennstoff Syngas (29) zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und dem Zwischenrohr (27) ein Verdünnungsmedium, insbesondere Stickstoff oder Dampf, zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  9. 9
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und dem Zwischenrohr (27) Luft als Träger oder Abschirmmedium zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  10. 10
    Verfahren zum Betrieb einer Brennstofflanze (31) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Zwischenrohr (27) und Innenrohr als Brennstoff Syngas (29) zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird, und dass im Innenrohr (32) ein flüssiger Brennstoff, insbesondere Öl, zu den zweiten Eindüsungsöffnungen (33) geführt und durch die zweiten Eindüsungsöffnungen (33) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und Zwischenrohr (27) ebenfalls als Brennstoff Syngas (29) zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  12. 12
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und dem Zwischenrohr (27) ein Verdünnungsmedium, insbesondere Stickstoff oder Dampf, zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  13. 13
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und dem Zwischenrohr (27) Luft als Träger oder Abschirmmedium zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgastrom (37) eingedüst wird.
  14. 14
    Verfahren zum Betrieb einer Brennstofflanze (31) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Zwischenrohr (27) und Innenrohr als Brennstoff ein Mischgas (36) aus Erdgas und Dampf oder Stickstoff zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird, und dass im Innenrohr (32) ein flüssiger Brennstoff, insbesondere Öl, zu den zweiten Eindüsungsöffnungen (33) geführt und durch die zweiten Eindüsungsöffnungen (33) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen Aussenrohr (26) und dem Zwischenrohr (27) Luft als Träger zu den ersten Eindüsungsöffnungen (28) geführt und durch die ersten Eindüsungsöffnungen (28) in den Heissgasstrom (37) eingedüst wird.
Independent claims15