液体燃料控制阀和控制通向发动机的液体燃料流的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于燃气涡轮机的燃烧器的阀和用于控制通向发动机的液体燃料流的方法，阀包括：包括流体进口和流体出口的壳体；位于壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动的致动器；穿过流体进口与流体出口之间的壳体的流体路径，其中，当所述致动器处于断开位置时所述流体路径阻塞，使得流体不能从所述进口流动至所述出口以及流体不能在所述出口之间流动，以及其中，流体出口之一流体地连接至燃烧器的第一燃烧室，流体出口中的另一个流体地连接至燃烧器的第二燃烧室。

【技术实现步骤摘要】
液体燃料控制阀和控制通向发动机的液体燃料流的方法
本专利技术涉及用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，具体涉及用于工业燃气涡轮发动机的液体燃料控制阀。
技术介绍
工业燃气涡轮机一般包括具有燃烧室(combustioncan)的燃烧器(combustor)区段，燃烧室例如为围绕燃气涡轮机的壳体以环形阵列布置的圆筒形燃烧腔室。燃料管将液体燃料输送至每个燃烧室。燃料阀还可以将水传送至燃烧室以清洗燃料系统、燃烧室，从而清洗燃料系统。联接至燃料管的燃料阀接通和断开燃料向燃烧室的流动。每个燃烧室具有至少一个相关燃料阀。如果燃烧室具有主燃料喷嘴和副燃料喷嘴，并且如果燃料从多个源流动至燃烧室，则可以具有与每个燃烧室相关的一个以上的燃料阀。燃料阀、燃料管以及其他燃料系统部件靠近燃气涡轮机的燃烧区段形成复杂的网。存在对于简化和缩小围绕燃烧区段形成网的部件的长期需求。
技术实现思路
燃料阀在高温下操作并且在高压下输送燃料。燃烧室的外部的温度可以超过400华氏度(200摄氏度)。典型工业燃气涡轮机的包括一系列燃烧罐的燃烧器在例如1200磅/平方英寸表压(psig)(8,300千帕)的燃料压力下可以每分钟消耗二十加仑(75升)液体燃料。这些极端条件对于燃料阀造成了困难，特别是对于以气体或液体燃料运转的双燃料燃气涡轮机。燃料阀应该在允许液体燃料或水流向燃烧器的接通位置(openposition)与断开位置(closedposition)之间平顺地转换。尽管燃烧室/罐附近的高温以及尽管随着当阀断开时通过阀的燃料流的冷却作用的停止而经历大的温度变化，但是燃料阀应该平顺地转换。阀还应该与燃料的压力无关地在接通位置与断开位置之间平顺地运动。一些常规燃料阀在燃气涡轮机的极端条件下不能良好地操作，特别是不能与燃料压力无关地在接通位置与断开位置之间平顺地转换。专利技术人设想与燃料管中的燃料的压力无关地在接通位置与断开位置之间平顺地转变的燃料阀。专利技术人意识到常规燃料阀是通过对着阀中燃料或水填充的腔室推动阀部件而在接通位置与断开位置之间转换。施加以使阀部件滑动的力不得不克服来自燃料或水的液体压力以及阀中的摩擦。专利技术人意识到通过平衡燃料阀的腔中的压力，燃料阀中的运动部件可以在不必克服燃料压力的情况下滑动。工业燃气涡轮机可以具有十二个或更多的燃烧室/罐。因此，可能对于能够基于液体或气体燃料运转的每个燃气涡轮发动机具有二十四个或更多的燃料阀。专利技术人意识到常规燃气涡轮机上的大量燃料阀可以通过设计提供用于两个或更多个燃烧室/罐的输出的燃料阀来减少至少一半。本专利技术可以体现为一种对于通向燃烧室/罐优选为两个或更多个燃烧室/罐的燃料流或水流进行开/关控制的用于燃气涡轮机的阀。由于阀的压力平衡特征，阀能够通过比使没有压力平衡的阀运动所需的更小的致动力在接通位置与断开位置之间运动。阀可以具有用于液体燃料或水的两个或更多个出口。每个出口与阀中的其他出口隔离，同时阀断开。在断开时隔离出口可避免液体回流(逆流)进入一个出口并且流出阀的另一个出口。此外，阀具有积炭减轻特征，包括暴露于流经阀的燃料或水的平滑轮廓表面。本专利技术可以体现为一种用于燃气涡轮机的燃烧器的阀，阀包括：包括流体进口和流体出口的壳体；位于壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动的致动器；穿过流体进口与流体出口之间的壳体的流体路径，其中，当致动器处于断开位置时流体路径阻塞，使得流体不能从进口流动至出口以及流体不能在出口之间流动，以及其中，流体出口之一流体地连接至燃烧器的第一燃烧室/罐，流体出口中的另一个流体地连接至燃烧器的第二燃烧室/罐。其中，所述阀是压力平衡阀；所述阀安装在容纳多个阀的歧管中；所述阀包括使所述致动器移位至所述断开位置的偏置装置；所述致动器的截面是圆形的，所述流体出口彼此对准并且相对于所述进口位移。其中，所述壳体包括具有圆形截面的内部空腔，所述内部空腔容纳所述致动器；其中，所述致动器是具有内部腔室的球形，并且包括通向所述腔室的进口和来自所述腔室的出口，所述进口与所述壳体的所述流体进口对准，在所述阀处于所述接通位置时，所述出口中的每一个与所述壳体的所述流体出口之一对准；其中，所述第一流体出口连接至另一个压力平衡阀的第一流体出口，所述第二流体出口连接至所述另一个压力平衡阀的第二流体出口。本专利技术还可以体现为一种构造成向燃气涡轮机的燃烧室/罐供给燃料的燃料滑组(fuelskid)，燃料滑组包括：构造成联接至燃料源的管道；构造成将通过所述管道的流动通道分成不大于所述燃烧室/罐的数目的一半的多个燃料通路的分流器；容纳燃料阀的歧管，其中，每个阀包括：包括流体进口和流体出口的壳体，其中，流体进口流体地连接至来自分流器的流动通路中的相应的一个；位于壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动的致动器；穿过流体进口与流体出口之间的壳体的流体路径；其中，当致动器处于断开位置时流体路径阻塞，使得流体不能从进口流动至出口以及流体不能在出口之间流动，以及其中，流体出口之一流体地连接至燃烧室之一，流体出口中的另一个流体地连接至燃烧室中的另一个。其中，每个燃料阀流体地连接至不同对的燃烧室；所述阀是压力平衡阀；每个阀包括使所述致动器移位至所述断开位置的偏置装置。其中，所述致动器的截面是圆形的，所述流体出口彼此对准并且相对于所述进口位移；其中，所述壳体包括具有圆形截面的内部空腔，所述内部空腔容纳所述致动器；其中，所述壳体是具有所述歧管的壳体的单件部件。其中，所述致动器是具有内部腔室的球形，并且包括通向所述腔室的进口和来自所述腔室的出口，所述进口与所述壳体的所述流体进口对准，在所述阀处于所述接通位置时，所述出口中的每一个与所述壳体的所述流体出口之一对准；其中，所述阀之一的所述第一流体出口连接至所述阀中的另一个的所述第一流体出口，所述阀之一的所述第二流体出口连接至所述阀中的另一个的所述第二流体出口。本专利技术还可以体现为一种控制通向燃气涡轮机的燃烧室/罐的液体流的方法，该方法包括：从燃料阀向燃烧室/罐中的每一个供给液体，其中，每个燃料阀联接至燃烧室/罐中的至少两个并且向燃烧室/罐中的至少两个供给流体；向燃料阀中的每一个供给液体；通过设于燃料阀中的每一个中的致动器控制通过燃料阀中的每一个的液体流；使致动器在燃料阀中的每一个中运动至接通位置，以允许液体流过燃料阀中的每一个并且从每个阀流向燃烧室/罐中的两个，以及使致动器运动至断开位置，以阻挡液体从每个阀的进口流动至阀的出口并且阻挡在出口之间流动。其中，所述方法还包括使所述致动器在所述接通位置与所述断开位置之间运动，同时流过所述相应的阀的液体向所述致动器施加平衡压力；其中，所述液体是液体燃料。其中，所述方法还包括混合来自所述阀与所述燃烧室之一之间的多个所述压力平衡阀的所述第一出口的液体，以及混合来自所述阀与所述燃烧室中的另一个之间的所述多个压力平衡阀的所述第二出口的液体。附图说明图1是具有燃料管和阀的网络的传统工业燃气涡轮机的示图。图2是提供用于燃气涡轮机的燃料的燃料系统的示意图，如由燃烧室/罐所表示。图3是以截面示出的示例性压力平衡阀的透视图。图4是以截面示出的压力平衡阀的侧视图。图5是以截面示出的压力平衡阀的另一个实施例的侧视图。图6是压力平衡阀的实施例的示意图。图7是具有压力平衡阀的歧管的透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮机的燃烧器的压力平衡阀，所述阀包括：壳体，所述壳体包括流体进口和流体出口；致动器，所述致动器位于所述壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动；流体路径，所述流体路径在所述流体进口与所述流体出口之间穿过所述壳体，其中，当所述致动器处于断开位置时所述流体路径阻塞，使得流体不能从所述进口流动至所述出口以及流体不能在所述出口之间流动，以及其中，所述流体出口中的第一个连接至所述燃烧器的第一燃烧室，所述流体出口中的第二个连接至所述燃烧器的第二燃烧室。

【技术特征摘要】
2016.06.16 US 15/1845251.一种用于燃气涡轮机的燃烧器的压力平衡阀，所述阀包括：壳体，所述壳体包括流体进口和流体出口；致动器，所述致动器位于所述壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动；流体路径，所述流体路径在所述流体进口与所述流体出口之间穿过所述壳体，其中，当所述致动器处于断开位置时所述流体路径阻塞，使得流体不能从所述进口流动至所述出口以及流体不能在所述出口之间流动，以及其中，所述流体出口中的第一个连接至所述燃烧器的第一燃烧室，所述流体出口中的第二个连接至所述燃烧器的第二燃烧室。2.根据权利要求1所述的压力平衡阀，其中，所述阀是压力平衡阀；所述阀安装在容纳多个阀的歧管中；所述阀包括使所述致动器移位至所述断开位置的偏置装置；所述致动器的截面是圆形的，所述流体出口彼此对准并且相对于所述进口位移。3.根据权利要求1所述的压力平衡阀，其中，所述壳体包括具有圆形截面的内部空腔，所述内部空腔容纳所述致动器；其中，所述致动器是具有内部腔室的球形，并且包括通向所述腔室的进口和来自所述腔室的出口，所述进口与所述壳体的所述流体进口对准，在所述阀处于所述接通位置时，所述出口中的每一个与所述壳体的所述流体出口之一对准；其中，所述第一流体出口连接至另一个压力平衡阀的第一流体出口，所述第二流体出口连接至所述另一个压力平衡阀的第二流体出口。4.一种构造成向燃气涡轮机的燃烧室供给燃料的燃料滑组，所述燃料滑组包括：管道，所述管道中的每一个构造成联接至液体源之一；歧管，所述歧管容纳燃料阀，其中，每个阀包括：壳体，所述壳体包括流体进口和流体出口，其中，所述流体进口连接至所述管道中的相应的一个；致动器，所述致动器位于所述壳体内并且能够在接通位置与断开位置之间运动；流体路径，所述流体路径在所述流体进口与所述流体出口之间穿过所述壳体；其中，当所述致动器处于所述断开位置时所述流体路径阻塞，使得流体不能从所述进口流动至所述出口以及流体不能在所述出口之间流动，以及其中，所述流体出口中的第一个连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：KE塞尔弗里奇，张华，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US