用于控制燃烧系统中的燃烧动态的系统和方法技术方案

本公开大体上涉及一种具有燃气涡轮发动机的系统。燃气涡轮发动机包括具有第一燃料喷射器的第一燃烧器和具有第二燃料喷射器的第二燃烧器。燃气涡轮发动机还包括从第一孔延伸至第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道。第一燃料管道具有在第一孔和第一燃料出口之间的第一声学体积。燃气涡轮发动机还包括从第二孔延伸至第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道。第二燃料管道具有在第二孔和第二燃料出口之间的第二声学体积，并且第一声学体积和第二声学体积彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本文中公开的主题大体上涉及燃气涡轮系统，并且更具体地，涉及用于减少燃烧动态的系统和方法，并且更特别地，用于减少燃气涡轮发动机内燃烧动态的模态耦合(modal coupling)。
技术介绍
燃气涡轮系统大体上包括具有压缩机区段、燃烧器区段、和涡轮机区段的燃气涡轮发动机。燃烧器区段可以包括一个或更多个燃烧器(例如，燃烧筒)，每个燃烧器具有主燃烧系统和在主燃烧系统下游的辅助燃烧系统(例如，延迟贫喷射(LLI)系统)。燃料和/或空气混合物可以通过燃料喷嘴被送入主和辅助燃烧系统，且每个燃烧系统可配置成燃烧燃料和空气的混合物，以产生驱动涡轮机区段中的一个或更多个涡轮级的热燃气。热燃气的产生能创造多种燃烧动态，这在燃烧声波振荡与火焰动态(也被称为热释放的振荡构件)相互作用时发生，从而在燃烧器中产生自维持的压力振荡。燃烧动态能在多个离散的频率下或跨过一定频率范围而发生，且能相对于相应的燃烧器向上游以及下游行进。例如，压力波可以向下游行进到涡轮机区段中，例如通过一个或更多个涡轮级，或者向上游行进到燃料系统中。涡轮机系统的某些构件可潜在地对燃烧动态做出回应，尤其是如果由个别燃烧器产生的燃烧动态展现出与彼此同相位且相干的关系，且具有与构件的自然频率或谐振频率相同或相近的频率。在燃烧动态的语境下，“相干性”是指两种动态信号之间的线性关系的强度，且明显受到它们之间的频率重合程度的影响。在燃烧动态的语境下，“相干性”是燃烧系统所展现出来的模态耦合或者燃烧器与燃烧器的声学相互作用的衡量。因此，需要控制燃烧动态和/或燃烧动态的模态耦合，以减低在涡轮系统中的构件的任何不期望的共振响应(例如，共振行为)的可能性。
技术实现思路
在范围上与原来提出的专利技术相当的某些实施例在下文中概述。这些实施例不旨在限制提出的专利技术的范围，而相反，这些实施例仅旨在提供本专利技术的可能形式的简要概括。实际上，本专利技术可包含可与下文所述实施例相似或不同的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括具有第一燃料喷射器的第一燃烧器和具有第二燃料喷射器的第二燃烧器。燃气涡轮发动机还包括从第一孔延伸到第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道。第一燃料管道具有在第一孔和第一燃料出口之间的第一声学体积。燃气涡轮发动机还包括从第二孔延伸到第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道。第二燃料管道具有在第二孔和第二燃料出口之间的第二声学体积，且第一声学体积和第二声学体积彼此不同。在第二实施例中，一种系统包括燃气涡轮系统的第一燃烧器。第一燃烧器包括具有第一燃料出口的第一燃料喷射器和具有第二燃料出口的第二燃料喷射器。第一燃烧器还包括从第一孔延伸到第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道。第一燃料管道具有在第一孔和第一燃料出口之间的第一管道几何形状，并且第一孔具有第一孔几何形状。第一燃烧器还包括从第二孔延伸到第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道。第二燃料管道具有在第二孔和第二燃料出口之间的第二管道几何形状，并且第二孔具有第二孔几何形状。第一管道几何形状和第二管道几何形状彼此不同，或者第一孔几何形状与第二孔几何形状彼此不同，或者它们的组合。在第三实施例中，一种系统包括从第一孔延伸到燃气涡轮发动机的第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道。第一燃料管道具有在第一孔和第一燃料出口之间的第一管道几何形状，并且第一孔具有第一孔几何形状。系统还包括从第二孔延伸到燃气涡轮发动机的第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道。第二燃料管道具有在第二孔和第二燃料出口之间的第二管道几何形状。第二孔具有不同于第一孔几何形状的第二孔几何形状，或者第二管道几何形状不同于第一管道几何形状。本专利技术的第一技术方案提供了一种系统，包括：燃气涡轮发动机，包括：包括第一燃料喷射器的第一燃烧器；包括第二燃料喷射器的第二燃烧器；从第一孔延伸至所述第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道，其中所述第一燃料管道具有在所述第一孔和所述第一燃料出口之间的第一声学体积；以及从第二孔延伸至所述第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道，其中所述第二燃料管道具有在所述第二孔和所述第二燃料出口之间的第二声学体积，其中所述第一声学体积和所述第二声学体积彼此不同。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述第一燃烧器包括在所述第一燃料喷射器上游的第一燃料喷嘴，并且所述第二燃烧器包括在所述第二燃料喷射器上游的第二燃料喷嘴。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，所述第一孔的第一几何形状与所述第二孔的第二几何形状之间的一个或更多个几何形状差异包括所述第一孔或所述第二孔的长度、宽度、或高度。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，所述第一孔包括第一孔，且所述第二孔包括第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔之间的一个或更多个几何形状差异减少所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的相干性，或者改变所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的相位。本专利技术的第五技术方案是在第四技术方案中，所述第一孔和所述第二孔之间的所述一个或更多个几何形状差异包括形状、厚度、尺寸、孔形、孔大小、孔数、或多个孔的布置。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，所述第一燃料管道包括第一管道几何形状，且所述第二燃料管道包括第二管道几何形状，并且其中所述第一管道几何形状与所述第二管道几何形状之间的一个或更多个几何形状差异改变所述第一燃烧器与所述第二燃烧器之间的相位和/或减少所述第一燃烧器与所述第二燃烧器之间的相干性。本专利技术的第七技术方案是在第六技术方案中，所述第一管道几何形状与所述第二管道几何形状之间的所述一个或更多个几何形状差异包括长度、宽度、直径、声学体积、内表面、形状、或它们的任意组合。本专利技术的第八技术方案提供了一种系统，包括：燃气涡轮系统的第一燃烧器，包括：包括第一燃料出口的第一燃料喷射器；包括第二燃料出口的第二燃料喷射器；从第一孔延伸至所述第一燃料喷射器的所述第一燃料出口的第一燃料管道，其中所述第一燃料管道具有在所述第一孔和所述第一燃料出口之间的第一管道几何形状，并且其中所述第一孔具有第一孔几何形状；以及从第二孔延伸至所述第二燃料喷射器的所述第二燃料出口的第二燃料管道，其中所述第二燃料管道具有在所述第二孔和所述第二燃料出口之间的第二管道几何形状，其中所述第二孔具有第二孔几何形状，其中所述第一管道几何形状和所述第二管道几何形状彼此不同，或者所述第一孔几何形状与所述第二孔几何形状彼此不同，或者它们的组合。本专利技术的第九技术方案是在第八技术方案中，所述第一孔的所述第一孔几何形状和所述第二孔的所述第二孔几何形状之间的一个或更多个几何形状差异包括形状、厚度、孔形、孔大小、孔数、或多个孔的布置中的差异。本专利技术的第十技术方案是在第八技术方案中，所述第一孔的所述第一孔几何形状和所述第二孔的所述第二孔几何形状之间的一个或更多个差异有助于改变所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器之间的热释放。本专利技术的第十一技术方案是在第八技术方案中，所述第一燃料出口包括具有第三孔几何形状的第一燃料出口，并且所述第二燃料出口包括具有第四孔几何形状的第二燃料出口，其中所述第三孔几何形状与所述第四孔几何形状不同。本专利技术的第十二技术方案是在第八技术方案中，在所述第一孔和所述第一燃料出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：燃气涡轮发动机，包括：包括第一燃料喷射器的第一燃烧器；包括第二燃料喷射器的第二燃烧器；从第一孔延伸至所述第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道，其中所述第一燃料管道具有在所述第一孔和所述第一燃料出口之间的第一声学体积；以及从第二孔延伸至所述第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道，其中所述第二燃料管道具有在所述第二孔和所述第二燃料出口之间的第二声学体积，其中所述第一声学体积和所述第二声学体积彼此不同。

【技术特征摘要】
2015.04.15 US 14/6878661.一种系统，包括：燃气涡轮发动机，包括：包括第一燃料喷射器的第一燃烧器；包括第二燃料喷射器的第二燃烧器；从第一孔延伸至所述第一燃料喷射器的第一燃料出口的第一燃料管道，其中所述第一燃料管道具有在所述第一孔和所述第一燃料出口之间的第一声学体积；以及从第二孔延伸至所述第二燃料喷射器的第二燃料出口的第二燃料管道，其中所述第二燃料管道具有在所述第二孔和所述第二燃料出口之间的第二声学体积，其中所述第一声学体积和所述第二声学体积彼此不同。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一燃烧器包括在所述第一燃料喷射器上游的第一燃料喷嘴，并且所述第二燃烧器包括在所述第二燃料喷射器上游的第二燃料喷嘴。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一孔的第一几何形状与所述第二孔的第二几何形状之间的一个或更多个几何形状差异包括所述第一孔或所述第二孔的长度、宽度、或高度。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一孔包括第一孔，且所述第二孔包括第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔之间的一个或更多个几何形状差异减少所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的相干性，或者改变所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的相位。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一孔和所述第二孔之间的所述一个或更多个几何形状差异包括形状、厚度、尺寸、孔形、孔大小、孔数、或多个孔的布置。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一燃料管道包括第一管道几何形状，且所述第二燃料管道包括第二管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·L·克洛瑟斯，H·卡里姆，J·M·霍尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US