用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统。具体而言，提供用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统，该燃气涡轮发动机包括燃料输送系统和多个燃烧器组件。燃料输送系统包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间连续地供应燃料至多个燃烧器组件中的各个。燃料输送系统的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中。燃料输送系统使用隔离阀来代替燃气涡轮发动机中的吹扫系统。

【技术实现步骤摘要】
用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统
在本文中描述的实施例大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统。
技术介绍
已知的燃气涡轮发动机大体上包括压缩机、各自包括燃料喷射系统的一个或更多燃烧器、和涡轮区段。在至少一些已知的发动机中，燃烧器典型地以环形阵列布置在发动机周围，且互连以用于点火目的。压缩机升高入口空气的压力，且然后朝燃烧器引送加压空气，在该处，它冷却燃烧室壁且用于燃烧过程中。更具体而言，在燃烧室中，压缩空气与燃料混合，且混合物被点燃来产生热燃烧气体。在一些已知的燃式涡轮中，涡轮可使用燃料气体或液体燃料而被供能。此类涡轮可具有用于液体燃料和气体燃料两者的燃料供应系统，但通常不同时燃烧气体燃料和液体燃料。相反，当燃式涡轮燃烧液体燃料时，气体燃料供应可从服务中移除。备选地，当燃式涡轮燃烧燃料气体时，液体燃料供应可从服务中移除。在一些已知的工业燃式涡轮中，燃烧系统可包括燃烧器阵列，燃烧器各自包括至少一个液体燃料喷嘴和至少一个气体燃料喷嘴。在此种布置中，燃烧可在燃料喷嘴的略微下游在燃烧室内开始。来自压缩机的空气可围绕和穿过燃烧器流动，以提供氧用于燃烧。一些已知的燃气涡轮发动机包括多个燃料回路，该多个燃料回路用于可在预定操作模式期间操作的各个燃料类型。当一个回路从服务中移除时，空闲回路中的燃料可保持在空闲燃料歧管中。然而，热燃烧气体或热空气可从燃烧器流回到空闲燃料回路中，且点燃剩余燃料。为了防止该事件，已知的燃气涡轮发动机可利用压缩机排出空气或诸如氮的惰性气体吹扫空闲歧管，以从歧管移除剩余燃料。然而，已知的吹扫系统昂贵且制造复杂。因此，需要一种简化且成本效果合算的燃料系统，其防止热燃烧气体在燃烧器与空闲燃料回路之间流动。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种燃气涡轮发动机的燃料输送系统，该燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件。燃料输送系统包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间连续地供应燃料至多个燃烧器组件中的各个。燃料输送系统的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。在另一个方面中，提供了一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，该燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件。燃烧器组件中的各个包括至少一个燃料回路，且燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料。该方法包括在第一操作模式期间经由主燃料回路对多个燃烧器组件中的各个供应燃料。在第二操作模式期间，该方法包括经由主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。至少一个副燃料回路中的各个包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。各个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。在又一个方面中，提供了一种包括多个燃烧器组件的燃气涡轮发动机组件。燃气涡轮发动机组件还包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至多个燃烧器组件中的各个。燃气涡轮发动机组件的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机组件不包括吹扫系统。一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，燃料输送系统包括：主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至多个燃烧器组件中的各个；和至少一个副燃料回路，其构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个，副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，至少一个隔离阀有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。优选地，至少一个隔离阀可选地为被动控制的止回阀或主动控制的促动阀，其中，控制器构造成控制促动阀。优选地，至少一个隔离阀可选地联接到多个燃烧器组件中的各个的上游和附近的副燃料回路上，或者至少一个隔离阀与多个燃烧器组件中的各个为整体，使得至少一个隔离阀联接到多个燃烧器组件中的各个内的至少一个副燃料喷嘴上。优选地，主燃料回路还包括联接于主分级阀的主歧管，副回路还包括联接于副分级阀的副歧管。优选地，副分级阀构造成在第一操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流入副歧管中，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料从副歧管供给至多个燃烧器组件。优选地，副分级阀构造成在第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料流能够穿过副燃料回路流至多个燃烧器组件中的各个。优选地，副分级阀构造成在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成选择性地闭合，以防止热空气或燃烧产物从多个燃烧器组件流至副歧管。优选地，副歧管在副分级阀与各个隔离阀之间被加压至高于多个燃烧器组件的操作压力的压力，以有助于防止流体向上游流入副歧管中。一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，燃烧器组件中的各个包括至少一个燃料回路，其中，燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料，方法包括：在第一操作模式期间将燃料经由主燃料回路供应至多个燃烧器组件中的各个；和在第二操作模式期间经由主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个，其中，至少一个副燃料回路中的各个包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，其中，隔离阀中的各个有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括：在第一操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在第一操作模式期间开启副分级阀来使燃料能够流入副歧管中；和在第一操作模式期间闭合各个隔离阀以防止燃料穿过副歧管流至多个燃烧器组件。优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括：在第二操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在第二操作模式期间开启副分级阀以使燃料能够流至副歧管；和在第二操作模式期间开启各个隔离阀以使燃料能够穿过副歧管流至多个燃烧器组件。优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括：在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间开启主分级阀以使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间闭合副分级阀以防止燃料流至副歧管；和在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间闭合各个隔离阀，以防止热燃烧气体从多个燃烧器组件流入副燃料歧管中。优选地，该方法还包括在第一操作模式期间将副分级阀与各个隔离阀之间的副歧管加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，所述燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，所述燃料输送系统包括：主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至所述多个燃烧器组件中的各个；和至少一个副燃料回路，其构造成在所述第二操作模式期间将燃料供应至所述多个燃烧器组件中的各个，所述副燃料回路包括与所述多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，所述至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，所述燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。

【技术特征摘要】
2013.01.15 US 13/741,7971.一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，所述燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，所述燃料输送系统包括：主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至所述多个燃烧器组件中的各个；和至少一个副燃料回路，其构造成在所述第二操作模式期间将燃料供应至所述多个燃烧器组件中的每一个，所述副燃料回路包括一个副歧管和多个隔离阀，每个隔离阀与所述副歧管和所述多个燃烧器组件中的一个燃烧器组件流动连通地联接，其中在所述第一操作模式期间，所述副歧管被从所述主燃料回路隔离，并且所述多个隔离阀构造成防止流体向上游流入所述副歧管中。2.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述多个隔离阀中至少一个隔离阀可选地为被动控制的止回阀或主动控制的促动阀，其中，控制器构造成控制所述促动阀。3.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述每个隔离阀可选地联接到所述多个燃烧器组件中的每一个的上游和附近的所述副燃料回路上，或者所述每个隔离阀与所述多个燃烧器组件中的每一个为整体，使得所述每个隔离阀联接到所述多个燃烧器组件中的每一个内的至少一个副燃料喷嘴上。4.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述主燃料回路还包括联接于主分级阀的主歧管，所述副歧管联接于副分级阀。5.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在所述第一操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流入所述副歧管中，并且其中，所述每个隔离阀构造成在所述第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料从所述副歧管供给至所述多个燃烧器组件。6.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在所述第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流至所述副歧管，并且其中，所述每个隔离阀构造成在所述第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料流能够穿过所述副燃料回路流至所述多个燃烧器组件中的每一个。7.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在从所述第二操作模式过渡至所述第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料流至所述副歧管，并且其中，所述每个隔离阀构造成选择性地闭合，以防止热空气或燃烧产物从所述多个燃烧器组件流至所述副歧管。8.根据权利要求7所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副歧管在所述副分级阀与每个隔离阀之间被加压至高于所述多个燃烧器组件的操作压力的压力，以有助于防止流体向上游流入所述副歧管中。9.一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，所述燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，所述燃烧器组件中的每一个包括至少一个燃料回路，其中，燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料，所述方法包括：在第一操作模式期间将燃料经由主燃料回路供应至所述多个燃烧器组件中的每一个；和在第二操作模式期间经由所述主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至所述多个燃烧器组件中的每一个，其中，所述至少一个副燃料回路中的每一个包括一个副歧管和多个隔离阀，每个隔离阀与所述副歧管和所述多个燃烧器组件中的一个燃烧器组件流动连通地联接，其中在所述第一操作模式期间，所述副歧管被从所述主燃料回路隔离，并且所述多个隔离阀构造成有助于防止流体向上游流入所述副歧管中。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，所述方法还包括：在所述第一操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至所述多个燃烧器组件；在所述第一操作模式期间开启副分级阀来使燃料能够流入所述副歧管中；和在所述第一操作模式期间闭合各个隔离阀以防止燃料穿过所述副歧管流至所述多个燃烧器组件。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：FT科德伦，SK维德纳，JE普里特查德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US