用于监测具有排气再循环的燃气涡轮机系统的系统和方法技术方案

技术编号:13155352 阅读:29 留言:0更新日期:2016-05-09 18:24
一种系统,其包括多个抽排通道,所述多个抽排通道被配置为被动地从气流路径的下游区域抽排气流的一部分。所述系统包括多个传感器,所述多个传感器被分别耦接到所述多个抽排通道,其中所述多个传感器被配置为测量穿过所述多个抽排通道的所述气流的所述一部分的一个或更多个参数。所述系统还包括歧管,所述歧管被耦接到所述多个抽排通道,其中所述歧管被配置为从所述多个抽排通道接收所述气流的所述一部分。所述系统进一步包括返回通道,所述返回通道被耦接到所述歧管,其中所述返回通道被配置为被动地将所述气流的所述一部分提供给所述气流路径的上游区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年6月28日提交的题为"SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING GAS TURBINE SYSTEMS HAVING EXHAUST GAS RECIRCULATION(用于监测具有排气再循环的 燃气涡轮机系统的系统和方法)"的美国临时专利申请号61/841,235,以及2014年6月23日 提交的题为 "SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING GAS TURBINE SYSTEMS HAVING EXHAUST GAS RECIRCULATI0N(用于监测具有排气再循环的燃气涡轮机系统的系统和方 法)"的美国非临时专利申请号14/312,665的优先权和权益,所有这些专利以其全部内容通 过引用被并入本文,用于所有目的。
本文所公开的主题涉及燃气涡轮机系统,诸如排气再循环(EGR)燃气涡轮机系统。
技术介绍
燃气涡轮机发动机被用于各种应用中,诸如发电、飞行器和各种机械装置。燃气涡 轮机发动机一般在燃烧器部分中燃烧燃料与氧化剂(例如,空气)以生成热燃烧产物,然后, 该热燃烧产物驱动涡轮机部分的一个或更多个涡轮机级。当由热燃烧产物驱动涡轮机级 时,涡轮机级生成转矩以驱动轴。进而,旋转轴驱动压缩机部分的一个或更多个压缩机级, 并且还能够驱动燃气涡轮机发动机的发电机以产生电能。在操作期间,可能期望测量特定 的气流的一个或更多个属性以提高燃气涡轮机发动机的控制。更进一步地,可能期望提高 测量数据的采集以提高效率,并且减少燃气涡轮机发动机中的损失。【
技术实现思路
】 与最初要求保护的主题的范围相当的某些实施例在下面予以概述。这些实施例不 旨在限制所要求保护的专利技术的范围,相反地这些实施例仅意在提供本专利技术的可能形式的简 要概述。事实上,本公开可以包含可以类似于或不同于下面阐述的实施例的各种形式。 在实施例中,一种系统包括燃气涡轮机发动机,所述燃气涡轮机发动机具有燃烧 器部分,所述燃烧器部分带有被配置为燃烧燃料并且产生排气的一个或更多个燃烧器。所 述系统包括涡轮机部分,所述涡轮机部分包括被设置在所述燃烧器的下游且被配置为由所 述排气驱动的一个或更多个涡轮机级。所述系统还包括排气部分,所述排气部分被设置在 所述一个或更多个涡轮机级的下游,其中所述排气部分具有被配置为从所述涡轮机部分接 收所述排气的排气通道。所述系统进一步包括气流抽排系统,所述气流抽排系统被耦接到 所述排气部分并且具有被设置在所述排气部分周围的多个抽排通道,其中每个抽排路径被 配置为从所述排气通道的下游部分接收排气的一部分。进一步地,所述气流抽排系统被配 置为经由一个或更多个返回通道被动地将排气的所述部分传送到所述排气通道的上游部 分。 在另一个实施例中,一种方法包括在燃气涡轮机系统的燃烧器中燃烧燃料与氧化 剂以生成排气。所述方法包括用来自所述燃烧器的所述排气驱动所述燃气涡轮机系统的涡 轮机,以及通过所述燃气涡轮机系统的排气部分中的排气通道提供来自所述涡轮机的所述 排气。所述方法还包括经由一个或更多个抽排通道从所述排气通道的下游部分被动地抽排 所述排气的一部分。所述方法还包括使用耦接到所述多个抽排通道的一个或更多个传感器 在所述排气的所述部分上执行一个或更多个测量。所述方法进一步包括经由一个或更多个 返回通道,被动地将所述排气的所述部分传送到所述排气通道的上游部分。 在另一个实施例中,一种系统包括通过旋转式机械的气流路径,其中所述气流路 径具有高压下游区域和低压上游区域。所述系统包括抽排通道,所述抽排通道被配置为被 动地从所述气流路径的所述高压下游区域抽排气流的一部分。所述系统包括传感器,所述 传感器被耦接到所述抽排通道并且被配置为测量穿过所述抽排通道的所述气流的所述部 分的参数。所述系统进一步包括返回通道,所述返回通道被耦接到所述抽排通道,其中所述 返回通道被配置为被动地将所述气流的所述部分从所述抽排通道传送到所述气流路径的 所述低压上游区域。 在另一个实施例中,一种系统包括多个抽排通道,所述多个抽排通道被配置为被 动地从气流路径的下游区域抽排气流的一部分。所述系统包括多个传感器,所述多个传感 器被分别地耦接到所述多个抽排通道,其中所述多个传感器被配置为测量穿过所述多个抽 排通道的所述气流的所述部分的一个或更多个参数。所述系统还包括歧管,所述歧管被耦 接到所述多个抽排通道,其中所述歧管被配置为从所述多个抽排通道接收所述气流的所述 部分。所述系统进一步包括返回通道,所述返回通道被耦接到所述歧管,其中所述返回通道 被配置为被动地将所述气流的所述部分提供给所述气流路径的上游区域。【附图说明】 当参考附图阅读以下详细的描述时,本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变 得更好理解,其中在全部附图中相同的符号代表相同的部件,其中: 图1是具有被耦接到碳氢化合物生产系统的基于涡轮机的服务系统的系统的实施 例的图示; 图2是图1的系统的实施例的图示,进一步图示说明控制系统和组合的循环系统; 图3是图1和图2的系统的实施例的图示,进一步图示说明燃气涡轮机发动机、排气 供应系统和排气处理系统的细节; 图4是用于操作图1至图3系统的过程的实施例的流程图; 图5是图2的系统的实施例的图示,进一步图示说明监测/控制系统和排气再循环 系统; 图6是沿线6-6截取的图5的系统的排气部分的实施例的横截面视图;图7是沿线7-7截取的图6的系统的排气抽排通道的实施例的横截面视图;图8是沿线7-7截取的图6的系统的排气抽排通道的替代实施例的横截面视图; 图9是具有内部返回通道的图5的系统的排气部分的实施例的图示;以及 图10是具有外部返回通道的图5的系统的排气部分的实施例的图示。【具体实施方式】将在下面描述本专利技术的一个或更多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描 述,实际实施方式的所有特征不可能都在本说明书中描述。应当理解,在任何这种实际实施 方式的开发中,如在工程或设计项目中,应当进行大量【具体实施方式】的决定以达到具体目 标,诸如符合系统相关和/或商业相关的约束,该约束可以从一个实施方式变化到另一实施 方式。此外,应当理解,这种努力可以是复杂的和耗时的,但对于那些受益于本公开的普通 技术人员仍然是设计、制作和制造的常规任务。本文公开了详细的示例实施例。然而,为了描述示例实施例的目的,本文公开的具 体结构和功能细节仅是代表性的。然而,本专利技术的实施例可以以许多替换性的形式来实现, 并且不应被解释为仅限于本文阐述的实施例。 因此,虽然示例实施例能够有各种修改和替换形式,但其实施例在图中以示例的 方式被图示说明,并且本文将详细描述其实施例。然而,应当理解,本专利技术不旨在将示例实 施例限制于所公开的特定形式,但相反,示例实施例将覆盖落在本专利技术的范围内的所有的 修改、等同物和替换。 本文使用的术语仅用于描述特定的实施例,并且不旨在限制示例实施例。如本文 所使用的,单数形式"一/一个"以及"该/所述"也旨在包括复数形式,除非上下文清楚地指 出。当在本文中使用时,术语"包括"、"包括的"、"包含"和/或"包含的"指定所述特征、整数、 步骤、操作、要素、和/或部件的存在,但不排本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种系统,其包括:燃气涡轮机发动机,所述燃气涡轮机发动机包括:燃烧器部分,所述燃烧器部分具有被配置为燃烧燃料且产生排气的一个或更多个燃烧器;涡轮机部分,所述涡轮机部分包括被设置在所述燃烧器的下游且被配置为由所述排气驱动的一个或更多个涡轮机级;排气部分,所述排气部分被设置在所述一个或更多个涡轮机级的下游,其中所述排气部分包括被配置为从所述涡轮机部分接收所述排气的排气通道;和气流抽排系统,所述气流抽排系统被耦接到所述排气部分并且包括被设置在所述排气部分周围的多个抽排通道,其中每个抽排路径被配置为从所述排气通道的下游部分接收所述排气的一部分,其中所述气流抽排系统被配置为经由一个或更多个返回通道被动地将所述排气的所述一部分传送到所述排气通道的上游部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·D·明托D·F·比尔德尔
申请(专利权)人:埃克森美孚上游研究公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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