DOPPELBRENNSTOFF-BRENNER FÜR EINE GASTURBINE Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennerkopf mit ei ^¬ nem zentralen Gehäuse, einer sich in axialer Richtung durch das zentrale Gehäuse erstreckenden Ölzuführleitung, die fluidtechnisch mit mehreren Olaustrittsöffnung verbunden ist, einer beabstandet von dem zentralen Gehäuse angeordneten und das zentrale Gehäuse ringförmig umgebenden Kegelschürze, die gemeinsam mit dem zentralen Gehäuse einen Ringkanal definiert, und mehreren Leitschaufeln, die sich innerhalb des Ringkanals zwischen dem zentralen Gehäuse und der Kegelschürze erstrecken und eine Drallbeschaufelung bilden. Ferner be- trifft die Erfindung einen Brenner mit einem solchen Brennerkopf sowie eine Turbinenanordnung mit zumindest einem solchen Brenner .

Brenner und deren Brennerköpfe sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Sie werden in diversen Feuerungsanlagen eingesetzt, wie beispielsweise in Turbinenanordnungen oder dergleichen. Steigende Auflagen zur Reduktion von Schadstoffen erfordern eine stetige Verbesserung der Brennerkonstruktionen. So darf insbesondere der NOx- Anteil im Abgas obere Grenzwerte nicht überschreiten. Der

NOx-Anteil im Abgas wird hauptsächlich durch das Mischungs ^¬ verhältnis von Brennstoff und Luft, durch deren Durchmi ^¬ schungsgrad sowie durch den Ausnutzungsgrad der Verbrennung beeinflusst. Eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs ist hierbei anzustreben, um den Schadstoffanteil zu minimie ^¬ ren .

Beim Brennstoff Öl wird die zuvor genannte Durchmischung von Brennstoff und Luft im Wesentlichen durch die Geometrie und Ausrichtung der Brennstoffdüsen, über die das Öl zugeführt wird, und durch eine Verwirbelung der Verbrennungsluft beein ^¬ flusst, in die das Öl eingedüst wird. Die Brennstoffdüsen sind bei einer bekannten Brennerausgestaltung in Ölaustritts- Öffnungen eingesetzt, die am freien Ende einer Öllanze ausge ^¬ bildet sind, die sich in axialer Richtung mittig durch ein zentrales Gehäuse eines Brennerkopfes erstreckt und die Ölzu- führleitung bildet. Zur Verwirbelung der Verbrennungsluft ist zum einen eine als Diagonalgitter bezeichnete Drallbeschaufe ^¬ lung vorgesehen, die in einem den Brennerkopf umgebenden Ringkanal des Brenners angeordnet ist, der von einem Großteil der Verbrennungsluft durchströmt wird. Zum anderen ist am Brennerkopf eine weitere, auch als Axialgitter bezeichneten Drallbeschaufelung angeordnet, durch welche die verbleibende Verbrennungsluft geleitet wird. Das Axialgitter wird durch eine das zentrale Gehäuse des Brennerkopfes ringförmig umge ^¬ bende Kegelschürze, die gemeinsam mit dem zentralen Gehäuse einen Ringkanal definiert, sowie durch mehrere Leitschaufeln gebildet, die sich innerhalb des Ringkanals zwischen dem zentralen Gehäuse und der Kegelschürze erstrecken. Während des Betriebs wird Öl über die Öllanze zugeführt und über die am freien Ende der Öllanze vorgesehenen Brennstoffdüsen lokal und zentral im Bereich der Brennerlängsachse in die durch das Axialgitter und das Diagonalgitter in Drall versetzte Verbrennungsluft eingedüst, was zu einer Durchmischung von

Brennstoff und Verbrennungsluft führt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brennerkopf der eingangs genannten Art mit alternativem Aufbau zu schaffen, mit dem eine bessere Durchmischung von Öl und Verbrennungsluft reali ^¬ sierbar ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen entsprechend verbesserten Brenner sowie eine entsprechend verbesserte Turbinenanordnung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Brennerkopf der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ölaustrittsöffnungen mit radialem Abstand zum zentralen Gehäuse über den Umfang des Brennerkop ^¬ fes verteilt angeordnet und über zumindest eine Ölverbin- dungsleitung mit der Ölzuführleitung verbunden sind. Auf diese Weise wird eine verteilte und dezentrale Öleindüsung in die Verbrennungsluft realisiert, was gegenüber einer lokalen und zentralen Öleindüsung zu einer besseren Durchmischung von Brennstoff und Verbrennungsluft führt. Die zumindest eine Ölverbindungsleitung erstreckt sich bevorzugt durch eine Leitschaufel. Vorteilhaft sind mehrere Ver ^¬ bindungsleitungen vorgesehen, die sich gleichmäßig verteilt durch die Leitschaufeln erstrecken und die Ölaustrittsöffnun- gen mit der Ölzuführleitung verbinden.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mündet die zumindest eine Ölverbindungsleitung in einen radial auswärts der Kegelschürze vorgesehenen ringförmigen Ölverteiler- kanal des Brennerkopfes, in dem die Ölaustrittsöffnungen um- fänglich verteilt ausgebildet sind.

Die Ölaustrittsöffnungen sind bevorzugt derart ausgebildet, dass sie Öl im Wesentlichen in radialer und/oder im Wesentlichen in axialer Richtung abgeben. So können die Ölaustritts- Öffnungen beispielsweise entlang der Außenumfangsfläche des

Ölverteilerkanals und/oder entlang dessen ringförmiger Stirnfläche verteilt angeordnet sein.

Das zentrale Gehäuse, die Leitschaufeln und der Ölverteiler- kanal sind vorteilhaft im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird ein einfacher Aufbau er ^¬ zielt.

Der Ölverteilerkanal ist gemäß einer Ausgestaltung als sepa- rates Bauteil hergestellt und mit den freien Enden der Leit ^¬ schaufeln verschweißt. Eine derartige Anordnung lässt sich einfach herstellen und montieren.

Der Brennerkopf weist bevorzugt Brenngaszuführkanäle mit in den zwischen dem zentralen Gehäuse und der Kegelschürze defi ^¬ nierten Ringkanal mündenden Brenngasaustrittsöffnungen auf. Ein solcher Brennerkopf kann dann wahlweise mit Brenngas oder mit Öl betrieben werden. Bevorzugt erstrecken sich die Brenngaszuführkanäle zumindest teilweise durch die Leitschaufeln, wobei die Brenngasaus ^¬ trittsöffnungen vorteilhaft zumindest teilweise in den Leit ^¬ schaufeln ausgebildet sind. Auf diese Weise wird eine dezent- rale und gut verteilte Brenngaszufuhr realisiert, was mit ei ^¬ ner guten Durchmischung von Brenngas und Verbrennungsluft einhergeht .

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Gaseintrittsöffnungen der Brenngaszuführkanäle am Außenumfang des zentralen Gehäuses angeordnet. Entsprechend wird das Brenngas über den Außenumfang des zentralen Gehäuses und nicht durch das zentrale Gehäuse hindurch zugeführt. Eine solche Anordnung ist dahingehend von Vorteil, dass auf eine Öllanze vollständig verzichtet werden kann, da ausschließlich Öl durch den zentralen Hohlraum des Gehäuses geleitet wird.

Vorteilhaft sind die Ölaustrittsöffnungen und/oder die Brenngasaustrittsöffnungen zumindest teilweise mit Brennstoffdüsen versehen.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorlie ^¬ gende Erfindung ferner einen Brenner mit einem erfindungsgemäßen Brennerkopf.

Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine Turbi ^¬ nenanordnung mit zumindest einem erfindungsgemäßen Brenner.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer- den anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Brennerkopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

Figur 1 eine schematische Querschnittansicht eines Brenner- kopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung; Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht des in

Figur 1 dargestellten Brennerkopfes, bei dem Ölaus- trittsöffnungen gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante positioniert sind; und

Figur 3 eine perspektivische Darstellung des in Figur 1

dargestellten Brennerkopfes, bei dem Ölaustritts- öffnungen gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung positioniert sind.

Der Brennerkopf 1 bildet einen Teil eines nicht näher darge ^¬ stellten Brenners für eine Feuerungsanlage, beispielsweise für eine Feuerungsanlage einer Turbinenanordnung. Der Brennerkopf 1 umfasst ein zentrales Gehäuse 2, das mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden und einseitig offen ausgebildeten Hohlraum versehen ist, der eine Ölzuführleitung 3 definiert. Beabstandet von dem zentralen Gehäuse 2 ist eine Kegelschürze 4 vorgesehen, die das zentrale Gehäuse 2 ring ^¬ förmig umgibt und gemeinsam mit diesem einen Ringkanal 5 de- finiert. Zwischen dem zentralen Gehäuse 2 und der Kegelschürze 4 erstrecken sich innerhalb des Ringkanals 5 mehrere Leit ^¬ schaufeln 6, die in bekannter Weise eine auch als Axialgitter bezeichnete Drallbeschaufelung bilden. Radial auswärts der Ke-gelschürze 4 ist ein ringförmiger Olverteilerkanal 7 vor- gesehen, der über sich durch die einzelnen Leitschaufeln 6 erstreckende Ölverbindungsleitungen 8 mit der im zentralen Gehäuse 2 vorgesehenen Ölzuführleitung 3 verbunden ist. Der Olverteilerkanal 7 weist verteilt über dessen Umfang eine Vielzahl von Ölaustrittsöffnungen 9 auf, über die dem Ölver- teilerkanal 7 über die Ölzuführleitung 3 und die Ölverbin- dungsleitung 8 zugeführtes Öl abgegeben wird. Die Ölaus ^¬ trittsöffnungen 9 sind jeweils mit Brennstoffdüsen versehen, auch wenn dies vorliegend nicht im Detail dargestellt ist. Der Brennerkopf 1 umfasst ferner Brenngaszuführkanäle 10, die sich durch die Wandung des zentralen Gehäuses 2 sowie durch die Leitschaufeln 6 erstrecken. Die Brenngaseintrittsöffnungen 11 sind jeweils an einer Stirnseite eines radial auswärts vorstehenden Ringabsatzes 12 des zentralen Gehäuses 2 ange ^¬ ordnet. Die Brenngasaustrittsöffnungen 13 sind in denjenigen Abschnitten der Brenngaszuführkanäle 10 vorgesehen, die sich durch die Leitschaufeln 6 erstrecken.

Das zentrale Gehäuse 2 und die Leitschaufeln 6 sind bei der dargestellten Ausführungsform des Brennerkopfes 1 einteilig ausgebildet. Der Ölverteilerkanal 7, dessen Innenumfangsfla ^¬ che die Kegelschürze 4 definiert, ist als separates Bauteil hergestellt und mit den freien Enden der Leitschaufeln 6 Stoffschlüssig verbunden. Es sollte allerdings klar sein, dass der Brennerkopf 1 grundsätzlich auch auf andere Art und Weise hergestellt sein kann.

Die Figuren 2 und 3 zeigen mögliche Anordnungsvarianten der Ölaustrittsöffnungen 9. Bei der in Figur 2 dargestellten Variante sind die Ölaustrittsöffnungen 9 umfänglich verteilt an der Außenumfangsfläche 14 des Ölverteilerkanals 7 vorgesehen, so dass sie Öl im Wesentlichen in radialer Richtung abgeben. Bei der in Figur 3 dargestellten Variante sind die Ölaus ^¬ trittsöffnungen 9 an der ring-förmigen Stirnfläche 15 des Ölverteilerkanals 7 positioniert, so dass sie Öl im Wesentli ^¬ chen in axialer Richtung abgeben. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass Ölaustrittsöffnungen 9 sowohl an der Außenum- fangsfläche 14 als auch an der Stirnfläche 15 des Ölvertei ^¬ lerkanals 7 vorgesehen sind.

Während eines Betriebs, bei dem Öl als Brennstoff eingesetzt wird, wird dem Brennerkopf 1 über die Ölzuführleitung 3 Öl zugeführt, das über die Ölverbindungsleitungen 8 in den Ölverteilerkanal 7 gelangt. Von dort wird das Öl dann durch die Ölaustrittsöffnungen 9 in die verwirbelte Verbrennungsluft eingedüst, die zuvor das im Brennerkopf 1 angeordnete Axial ^¬ gitter oder das vorliegend nicht näher dargestellte Diagonal- gitter des Brenners passiert hat. Das Öl wird dabei gleichmä ^¬ ßig verteilt und dezentral an die verwirbelte Verbrennungs ^¬ luft abgegeben, wodurch eine sehr gute Durchmischung erzielt wird . Wird der Brenner alternativ mit Brenngas betrieben, so wird das Brenngas über die Brenngaszuführkanäle 6 zugeführt und durch die Brenngasaustrittsöffnungen 13 in den Ringkanal 5 abgegeben, wo es mit der den Ringkanal 5 passierenden Ver- brennungsluft gemischt wird.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .