CN104395585A - 用于减少振荡的气体燃料涡轮发动机 - Google Patents
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Abstract
一种气体燃料涡轮发动机(100)可包括气体引燃燃料供应装置、第一主燃料供应装置以及第二主燃料供应装置。所述第一主燃料供应装置可将气体燃料提供给第一多个燃料喷射器(30),且第二主燃料供应装置可将气体燃料提供给第二多个燃料喷射器。所述涡轮发动机还可包括设置在所述第一主燃料供应装置中的流量限制(140)装置。所述第二主燃料供应装置可不受流量限制。
Description
技术领域
本公开总体涉及用于减少燃烧引起的振荡的气体燃料涡轮发动机。
背景技术
燃气涡轮发动机通过从由燃料空气混合物的燃烧产生的热气体中提取能量产生动力。烃类燃料燃烧产生污染物,诸如,NOx。燃气涡轮发动机制造商已经开发出技术(贫预混燃烧等)来减少NOx。然而,此类技术的一种不希望的副作用是会出现不稳定性燃烧,诸如,燃烧室中的热声振荡。这些振荡是由于热释放和压力波的耦合而产生的,并且在燃烧室的自然频率下产生共振。这种现象通过公知的瑞利机制进行说明。视振荡的幅值而定,这些振荡可能会导致发动机部件发生机械和热疲劳或对发动机造成其他不利影响。因此,期望减小这些燃烧引起的振荡的幅值。已经开发出几种方法,以减小燃气涡轮发动机中的热声振荡的幅值。这些方法可大致划分为主动措施和被动措施。主动措施使用外部反馈回路来检测振荡的幅值,并且做出实时操作变化(诸如,举例而言,加燃料变化),以在检测到的幅值超过预定值时抑制振荡。被动技术包括通过对燃气涡轮发动机进行设计修改来增大声衰减。
转让给当前申请的受让人的美国专利公开号US 2007/0074518A1(“’518公开”)描述了一种被动技术,它通过配置燃料喷射器的不同区域的长度将燃料对空气当量比以及压力波的相变引入燃烧器中来减少热-声振荡。虽然’518公开中描述的方法适于减少许多应用中的振荡,但是一些应用可能受益于减少振荡的其他技术。
发明内容
在一个方面,公开了一种气体燃料涡轮发动机。气体燃料涡轮发动机可包括气体引燃燃料供应装置、第一主燃料供应装置以及第二主燃料供应装置。所述第一主燃料供应装置可将气体燃料提供给第一多个燃料喷射器,且第二主燃料供应装置可将气体燃料提供给第二多个燃料喷射器。涡轮发动机还可包括设置在所述第一主燃料供应装置中的流量限制装置。所述第二主燃料供应可不受流量限制。
在另一个方面,公开了一种依赖气体燃料工作的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括多个围绕中心轴线配置的燃料喷射器。每个燃料喷射器可包括主燃料供应装置和引燃燃料供应装置。第一主燃料歧管可绕涡轮发动机周向设置,并由公共燃料供应装置供给气体燃料。所述第一主燃料歧管可流体地联接到所述多个燃料喷射器中的第一组燃料喷射器,以将主燃料供应引导到所述第一组燃料喷射器。所述第二主燃料歧管可绕涡轮发动机周向设置,并由公共燃料供应装置供给气体燃料。所述第二主燃料歧管可流体地联接到所述多个燃料喷射器中的第二组燃料喷射器,以将主燃料供应引导到所述第二组燃料喷射器。限制装置可流体地联接到所述第二主燃料歧管,以减少气体燃料从公共供应装置流入第二主燃料歧管。
在又一个方面,公开了一种依赖气体燃料工作的燃气涡轮发动机。涡轮发动机可包括多个围绕中心轴线配置的燃料喷射器。每个燃料喷射器可包括主燃料供应装置和引燃燃料供应装置。涡轮发动机可包括导管,所述导管被配置为将来自公共燃料供应装置的气体燃料引导到所述多个燃料喷射器中的每一个燃料喷射器的主燃料供应装置。涡轮发动机可包括限制装置,所述限制装置被配置为相比于流经联接到剩余燃料喷射器的导管的燃料的量,减少流经联接到所述多个燃料喷射器中的多个燃料喷射器的导管的燃料的量。
附图说明
图1是一种示例性公开的燃气涡轮发动机系统的图示;
图2是联接到图1中的涡轮发动机的燃烧器的燃料喷射器的截面图;
图3A是图1中的涡轮发动机的燃料喷射器的示例性端部的图示;
图3B是图1中的涡轮发动机的燃料喷射器的另一示例性端部的图示;
图4A是图1中的燃气涡轮发动机的示例性气体燃料输送系统的图示;
图4B是图4A中的示例性气体燃料输送系统的示意图;
图5A是图1中的燃气涡轮发动机的示例性液体燃料输送系统的图示;
图5B是图5A中的液体燃料输送系统的一部分的放大图;
图5C是图5A中的示例性液体燃料输送系统的示意图;以及
图6是图1中的燃气涡轮发动机的燃烧器的燃料供应的示例性变化的示意图。
具体实施方式
图1示出了一种示例性燃气涡轮发动机(GTE)100。GTE 100除其它系统之外还可具有沿发动机轴线98配置的压缩机系统10、燃烧器系统20、涡轮系统70和排气系统90。压缩机系统10压缩空气,并将压缩的空气输送给燃烧器系统20的围闭体72。压缩的空气从围闭体72被引导到定位在其中的一个或多个燃料喷射器30中。此压缩空气与燃料喷射器30中的燃料混合,且燃料-空气混合物被引导到燃烧室(燃烧器50)。燃料空气混合物在燃烧器50中点燃并燃烧,以产生高压和高温的燃烧气体。然后,这些燃烧气体被引导到涡轮系统70。涡轮系统70从燃烧气体中提取能量,并通过排气系统90将排气引导到大气中。
液体燃料(诸如,举例而言,柴油燃料、煤油等)或气体燃料(天然气等),可被引导到GTE 100的燃料喷射器30。在GTE 100的一些实施例中,液体燃料和气体燃料均可通过燃料喷射器30选择性地引导到燃烧器50。被配置为将气体燃料和液体燃料选择性地输送给燃烧器50的燃料喷射器的实施例被称为双燃料喷射器。在双燃料喷射器中,输送给燃料喷射器30的燃料可在气体燃料和液体燃料之间切换,以适应GTE 100的操作条件。例如,在有天然气充足供应的操作现场,燃料喷射器30可在启动期间将液体燃料输送给燃烧室50,且稍后切换成天然气燃料,以利用本地可用的燃料供应。
图1中示出且在上文中描述的GTE 100的布局仅仅是示例性的。所公开的减少燃烧引起的振荡的方法可应用于任何布局和构造的燃气涡轮发动机。例如,所公开的方法可应用于只依赖液体燃料或气体燃料工作的燃气涡轮发动机(称为单燃料GTE),并且应用于依赖气体燃料和液体燃料工作的燃气涡轮发动机(称为双燃料GTE)。
图2是联接到GTE 100的燃烧器50的双燃料喷射器30的实施例的图示。燃烧器50流体地联接GTE 100的压缩机系统10和涡轮系统70,并且包括间隔开预定距离的内衬套75和外衬套77之间包围的环形空间。在图2中,燃烧器50被示为围绕发动机轴线98延伸的环形燃烧室。可选择地,在不改变本发明的本质的情况下,GTE 100可包括多个罐式燃烧器。尽管图2只示出了一个联接到燃烧器50的燃料喷射器30,但是多个燃料喷射器30绕发动机轴线98对称地配置在燃烧器50的入口端部(拱顶51)。
燃料喷射器30从联接到燃烧器拱顶51的第一端44延伸到定位在围闭体72中的第二端46。来自围闭体72的压缩空气通过定位在第一端44和第二端46之间的阻挡环48中的开口进入燃料喷射器30。此压缩空气通过在管状预混筒45和用作引燃组件40的中心体之间的空间中形成的环形管道42流到燃烧器50。空气旋流器52定位在环形管道42中,以使流经它的空气流诱生漩涡。收集在环形液体燃料廊道56中的液体燃料通过围绕环形管道42对称地配置的燃料喷嘴54被喷射到环形管道42中的空气流中。此喷射的液体燃料与环形管道42中的空气混合,以形成流入燃烧器50的液体燃料-空气混合物。通过空气旋流器52使空气流中诱生漩涡有助于产生充分混合的燃料-空气混合物。
如先前所讨论的,双燃料喷射器被配置为将液体燃料和气体燃料选择性地引导到燃烧器50。当GTE 100依赖气体燃料工作时,气体燃料从环形气体燃料廊道60通过孔口58喷射到环形管道42中。此气体燃料与旋涡空气流混合,并形成充分混合的气体燃料-空气混合物。如图2中所示,在一些实施例中,液体燃料喷嘴54和气体燃料孔口58被定位在空气旋流器52上。然而,这仅仅是示例性的。在一般情况下,这些燃料出口可沿环形管道42定位在任何位置上。
应当指出的是,虽然图2中示出双燃料喷射器,但是,在单燃料GTE100中,燃料喷射器30可只具有用于将单一类型的燃料输送给环形管道42的部件。通过环形管道42被引导到燃烧器50的燃料-空气混合物被称为主燃料-空气混合物(或主燃料)。通常,主燃料-空气混合物包括在GTE 100正常操作期间引导到燃烧器50的总燃料的约92-96%。为减少NOx(和其他污染物)的排放,主燃料-空气混合物是燃料和空气的贫混合物,其在燃烧器50中燃烧以产生温度相对较低的火焰62。然而,在某些操作条件下,这种温度相对较低的火焰可能会熄灭(称为火焰熄灭)。
为了尽量减少火焰熄灭并使燃烧器50中火焰保持稳定,燃料喷射器30通过位于中央的引燃组件40将富燃料-空气混合物的并行流引导到燃烧器50。虽然图2中未详细示出,但是引燃组件40包括适于选择性地输送液体燃料和气体燃料并且使压缩空气穿过其进入燃烧器50的通道(和/或其它部件)。喷射到环形管道42中的相同类型的燃料也通过这些通道被引导到引燃组件40中。此燃料和压缩空气被喷射到燃烧器50中,以形成富引燃燃料-空气混合物,其在紧邻燃料喷射器30的出口平面处燃烧以产生高温火焰64。此高温火焰64有助于锚定并稳定由贫主燃料-空气混合物产生的低温火焰62。通过引燃组件引导到燃烧器50中的富燃料-空气混合物被称为引燃燃料-空气混合物(或引燃燃料)。
燃料导管通过燃料喷射器30的第二端46将燃料输送给燃料喷射器30。第二端46包括被配置为将燃料导管可移除地联接到燃料喷射器30的部件,诸如,管件。在一些实施例中,这些管件可位于定位在燃料喷射器30的第二端46处的凸缘上。图3A和图3B示出了定位在燃料喷射器30的第二端46处的示例性凸缘32,132。图3A示出了可与单燃料喷射器配合使用的示例性凸缘32,并且图3B示出了可与双燃料喷射器配合使用的凸缘132。在凸缘32中,可设置用于主燃料供应的第一管件36且可设置用于引燃燃料供应的第二管件38。输送液体燃料或气体燃料(取决于GTE100依赖其工作的燃料类型)的导管可联接到第一管件36和第二管件38。在与双燃料喷射器配合使用的凸缘132中,可设置用于主燃料供应和引燃燃料供应中的每一者的两个管件(一个用于气体燃料,而另一个用于液体燃料)。例如,在凸缘132中,可设置第一管件36、第二管件38、第三管件39和第四管件47,以与分别输送气体主燃料、气体引燃燃料、液体主燃料和液体引燃燃料给燃料喷射器30的导管联接。另外,可设置用于辅助空气的第五管件43。在发动机启动过程中,当GTE 100依赖液体燃料工作时,空气辅助连接装置可将较低压力车间空气输送给引燃组件40,以协助雾化引燃燃料供应的液体燃料。在一些实施例中,如图3B中所示,多个管件可组合在一起并设置在单个部件中。凸缘32,132还可包括使燃料喷射器30能够被转运的手柄34,以及使燃料喷射器30能够附接到GTE100的特征件(诸如,通孔31和紧固件33)。应注意的是,虽然图3A和图3B中示出特定构造和配置的管件、手柄以及开口,但是,这些仅仅是示例性的。在一般情况下,这些部件和结构可具有任何形状,并且可以以任何构造来配置。而且,虽然凸缘132被描述为双燃料喷射器的凸缘,但是,应当注意的是,通过塞住未使用的管件,凸缘132也可与单燃料喷射器配合使用。例如,如图3B中所示,通过塞住未使用的气体燃料管件,凸缘132可与液体专用燃料喷射器30配合使用。
将燃料输送给燃料喷射器30的燃料导管由GTE 100的燃料输送系统供给燃料。图4A和图4B示出了GTE 100的示例性的气体燃料输送系统150。图4A示出了燃烧器系统20的外部透视图,其显示气体燃料输送系统150,且图4B是气体燃料输送系统150的简化示意图。在随后的讨论中,将参考这两个图,图4A和图4B。多个燃料喷射器30绕发动机轴线98对称配置。这些燃料喷射器30被插入到GTE 100的外壳96中的开口中,且被定位成使得燃料喷射器30的第一端44抵靠燃烧器拱顶51(参见图2)。如此定位时,在每一个燃料喷射器30的第二端46处的凸缘(32,132)使用紧固件33被固定到壳体96(参见图3A和图3B)。然后,气体燃料输送系统150的燃料导管被联接到在这些燃料喷射器30的第二端46处的各自的管件。
GTE 100的气体燃料输送系统150包括主气体燃料输送系统170和引燃气体燃料输送系统175。主气体燃料输送系统170包括绕GTE 100周向配置的第一主燃料歧管124和第二主燃料歧管126。第一主燃料歧管124和第二主燃料歧管126分别通过导管134和136由公共供应装置供给气体燃料。与第一主燃料歧管124相比,附接到导管136的限制装置140(诸如,孔口、文氏管等)限制流动到第二主燃料歧管126中的燃料的流量。在一些实施例中,限制装置140可以是放置在有燃料流经的导管中的孔口板(板中间有孔)。第一主燃料歧管124提供选定的燃料喷射器30的主燃料供应,且第二主燃料歧管126提供剩余燃料喷射器30的主燃料供应。在GTE 100的一些实施例中,如图4B中所示,每隔一对燃料喷射器30被联接到第一主燃料歧管124和第二主燃料歧管126中不同的一个。例如,在凸缘132与燃料喷射器30配合使用的GTE 100的实施例(示于图3B)中,第一导管24将每隔一对燃料喷射器30的第一管件36流体地联接到第一主燃料歧管124,且第二导管26将剩余燃料喷射器30的第一管件36流体地联接到第二主燃料歧管126。由于限制装置140限制流动到第二主燃料歧管126中的燃料的流量,与由第一主燃料歧管124供给的燃料喷射器30相比,由第二主燃料歧管126供给的燃料喷射器30将接收体积(质量流率等)较小的主燃料流。为了使流到燃烧器50的所需的燃料总流量维持大致相同,供给第一主燃料歧管124的燃料可相应地增加,以弥补流到第二主燃料歧管126的燃料减少。此相应的增加可以通过提供适当的燃料供应压力来实现。
应当指出的是,虽然(图4A和图4B中)示出每隔一对燃料喷射器30联接到第一主燃料歧管124和第二主燃料歧管126中不同的一个,但是这仅仅是示例性的。在一般情况下,燃料喷射器30可以以任何方式联接到主燃料歧管124,126,以便使供给不同的燃料喷射器30的主燃料供应产生周向变化。例如,在一些实施例中,每个交替的燃料喷射器30(或在交替象限或区段中的燃料喷射器30)可联接到第一主燃料歧管124和第二主燃料歧管126中不同的一个,而在其它实施例中,燃料喷射器30可以随机型样联接到不同的歧管。还可以预期的是,在一些实施例中,单个主燃料歧管可用于供应所有的燃料喷射器30,并且供给不同的燃料喷射器30的主燃料供应的变化可通过将限制装置140(或其它流量控制装置,诸如,控制阀)附接到将来自歧管的燃料输送给选定的燃料喷射器30的导管来实现。
GTE 100的引燃气体燃料输送系统175包括绕GTE 100周向配置的引燃燃料歧管128。导管139为引燃燃料歧管128供给来自外部源的气体燃料,且导管28将来自引燃燃料歧管128的气体燃料输送给每个燃料喷射器30的引燃燃料供应装置。也就是说,导管28将引燃燃料歧管128连接到燃料喷射器30的第二管件38,以将引燃燃料输送给燃料喷射器30。在一些实施例中,控制阀29(或其它流量控制装置)可联接到选定的导管28,以改变或阻塞针对相应的燃料喷射器30的引燃燃料供应。在一些实施例中,控制阀29可联接到这些燃料喷射器30的引燃导管28,其中,主燃料由第二主燃料歧管126供给。在这样的实施例中,除了供给这些燃料喷射器30的主燃料供应较低(由于限制装置140)以外,供给这些燃料喷射器的引燃燃料供应也可改变或停止。如上所述,供给由第一主燃料歧管124供应的燃料喷射器30的主燃料可增加,以使供给燃烧器的总燃料保持大致恒定。在一些实施例中,控制阀29可设置在所有的导管28中,且供给选定的燃料喷射器30的引燃燃料供应可通过选择性地控制这些控制阀29来改变。
图5A-图5C示出了GTE 100的液体燃料输送系统160。图5A示出了附接有液体燃料输送系统160的燃烧器系统20的透视图。液体燃料输送系统160包括主液体燃料输送系统180和引燃液体燃料输送系统185。图5B示出了液体燃料输送系统160的一部分的放大图,显示主液体燃料分配块134和引燃液体燃料分配块138使用导管144,148流体地联接到燃料喷射器30的第二端46。图5C示出了液体燃料输送系统160的示意图,显示导管144,148联接到主液体燃料分配块134和引燃液体燃料分配块138。在下面的描述中,将参考图5A-图5C。液体燃料从外部的燃料供应源(由图5C中的箭头示出)被引导到主液体燃料分配块134和引燃液体燃料分配块138中。
主液体燃料输送系统180可包括导管144,导管144在燃料喷射器30的主液体燃料分配块134和第三管件39之间延伸。这些导管将主液体燃料供应输送给燃料喷射器30。限制装置140可联接到选定的导管144,以减少引导到由这些导管144供应的燃料喷射器30的燃料的量。在一些实施例中,限制装置140可并入将导管144联接到分配块的管件。如参考气体燃料供应系统150所描述的,虽然每隔一对燃料喷射器30被示为通过限制装置140联接到主液体燃料分配块134,但是这仅仅是示例性的。在一般情况下,限制装置140可联接到选定的导管144,以使供给不同的燃料喷射器30的主燃料供应产生周向变化。例如,在一些实施例中,每个交替的燃料喷射器30(或在交替象限或区段中的燃料喷射器30)可经限制装置140联接到主液体燃料分配块134。
引燃液体燃料输送系统185可包括导管148,导管148在引燃液体燃料分配块138和第四管件47之间延伸,以将引燃液体燃料输送给燃料喷射器30。虽然在图5A-图5C中未示出,但是在一些实施例中,限制装置140或其它流量控制装置(诸如,举例而言,控制阀)可联接到一些或所有的导管148以选择性地阻塞或限制供应给选定的燃料喷射器30的引燃燃料供应。在一些实施例中,这些限制或流量控制装置可联接到主燃料供应是经限制装置140提供的这些燃料喷射器30的导管148。在此类实施例中,除了供给这些燃料喷射器30的主燃料供应较低(由于限制装置140)以外,通过这些燃料喷射器30引导到燃烧器50的引燃燃料也可改变或停止。通过没有限制装置140的导管144供给的主燃料可增加,以弥补通过一些燃料喷射器30排出的燃料的减少,并使供给燃烧器50的燃料的总量保持大致恒定。
依赖气体燃料和液体燃料工作的双燃料GTE 100包括气体燃料输送系统150(图4A-图4B中所示)和液体燃料输送系统160(图5A-图5C中所示)。需要注意的是,与图5A的液体燃料输送系统160一起应用的凸缘132包括被配置为联接气体燃料输送系统150的管件(参见涉及图3A和图3B的讨论)。这些燃料输送系统中的一者或两者可包括用于使供给燃烧器50的燃料供应发生周向变化的限制装置140或其它流量控制装置。
工业实用性
所公开的气体燃料涡轮发动机和操作这些气体燃料涡轮发动机的方法可用于期望减少燃烧引起的振荡(或压力波)的任何应用。燃料在燃气涡轮发动机的燃烧器中燃烧会产生热声压力波。为了减少这些燃烧引起的压力波,燃料以使供给燃烧器的燃料供应发生周向变化的方式被引导到燃料喷射器30。供给燃烧器的燃料供应的这种周向变化使燃烧器内的温度分布产生对应的周向变化。当燃烧引起的压力波穿过燃烧器中所产生的相对较热和较冷的区域时,压力波发生衰减。
为了说明燃烧引起的压力波的减少,现在将对示例性的气体燃料涡轮发动机的操作进行描述。多个燃料喷射器30绕发动机轴线98环形配置,以将燃料-空气混合物周向地引导到燃烧器50中。燃料-空气混合物中燃料的量(进入燃烧器50)的周向变化通过减少供给(所述多个燃料喷射器30的)选定的燃料喷射器30的燃料的量来产生。供给这些燃料喷射器30的燃料的量通过将燃料通过限制装置140引导到这些燃料喷射器30而减少。在一些实施例中,燃烧器燃料供应的周向变化可进一步通过减少或切断选定的燃料喷射器30的引燃燃料供应来调整。
图6是进入燃烧器50的燃料的周向变化以及燃烧器50中所产生的温度分布的示意图。图6的x轴表示沿着线性轴线展开的燃烧器50(具有燃料喷射器30)的拱顶51。图6的Y1轴表示通过不同的燃料喷射器30进入燃烧器50的燃料的量,且Y2轴表示在距拱顶51固定距离处测出的燃烧器50周围的温度分布。如图6所示,通过每隔一对燃料喷射器30进入燃烧器50的燃料-空气混合物中燃料的量低于相邻的一对。虽然所供给的燃料的确切的减少可能取决于应用,但是在一些实施例中,通过每隔一对燃料喷射器30引导的燃料的量可能是通过相邻的一对燃料喷射器30引导的燃料的量的约0.67-0.98倍。此燃料-空气混合物在燃烧器50中点燃,并产生高温燃烧气体。这些燃烧气体的温度是燃料-空气混合物中燃料含量的函数。因为较少燃料通过每隔一对燃料喷射器30进入燃烧器50,在紧邻这些燃料喷射器30处的燃烧气体的温度将相应地降低。通过在压力波的传播过程中引入时间滞后,燃烧器50中这些交替的低温区域会干扰并抑制燃烧器50中的周向压力波。
可以对所公开的气体燃料涡轮发动机进行各种修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。通过考虑所公开的气体燃料涡轮发动机的说明书和实践,其他实施例对本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施例应被视为仅是示例性的,真正的范围由以下的权利要求及其等同物来指出。
Claims (10)
1.一种用于燃气涡轮发动机(100)的气体燃料输送系统(150),其包括:
主气体燃料输送系统(170),其被配置为将主燃料输送给所述燃气涡轮发动机的燃料喷射器(30),所述主气体燃料输送系统包括:
第一主燃料歧管(124),其绕所述燃气涡轮发动机周向配置,
第二主燃料歧管(126),其绕所述燃气涡轮发动机周向配置,所述第一主燃料歧管和所述第二主燃料歧管由公共燃料供应管供给气体燃料,以及
限制装置(140),其流体地联接所述第二主燃料歧管和公共燃料供应管,所述限制装置被配置为与流动到所述第一主燃料歧管中的燃料的流量相比,限制流动到所述第二主燃料歧管中的燃料的流量;以及
引燃气体燃料输送系统(175),其被配置为将引燃燃料输送给所述燃料喷射器,所述引燃气体燃料输送系统包括绕所述燃气涡轮发动机周向配置的引燃燃料歧管(128)。
2.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其中所述第一主燃料歧管和所述第二主燃料歧管被配置为流体地联接到围绕所述燃气涡轮发动机的燃烧器(50)配置的交替的燃料喷射器。
3.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其中所述第一主燃料歧管和所述第二主燃料歧管被配置为流体地联接到所述燃气涡轮发动机的不同的燃料喷射器。
4.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其中所述限制装置是孔口板。
5.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其进一步包括将所述引燃燃料歧管流体地联接到所述燃气涡轮发动机的每个燃料喷射器的导管。
6.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其中所述第一主燃料歧管是围绕所述燃气涡轮发动机的纵向轴线(98)周向延伸的环形管。
7.根据权利要求6所述的气体燃料输送系统,其中所述第二主燃料歧管是围绕所述燃气涡轮发动机的纵向轴线(98)周向延伸的环形管。
8.根据权利要求1所述的气体燃料输送系统,其中第一导管(134)将来自所述公共燃料供应管的气体燃料供给所述第一主燃料歧管。
9.根据权利要求9所述的气体燃料输送系统,其中第二导管(136)将来自所述公共燃料供应管的气体燃料供给所述第二主燃料歧管。
10.根据权利要求9所述的气体燃料输送系统,其中所述限制装置附接到所述第二主燃料歧管。
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EP3060851B1 (en) * | 2013-10-24 | 2019-11-27 | United Technologies Corporation | Circumferentially and axially staged can combustor for gas turbine engine |
US9995220B2 (en) * | 2013-12-20 | 2018-06-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fluid manifold for gas turbine engine and method for delivering fuel to a combustor using same |
US20150323188A1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | Solar Turbines Incorporated | Enclosed gas fuel delivery system |
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US9897322B2 (en) * | 2015-07-07 | 2018-02-20 | General Electric Company | Combustor assembly for a gas turbine engine and method of making same |
US10428738B2 (en) * | 2016-12-14 | 2019-10-01 | Solar Turbines Incorporated | Start biased liquid fuel manifold for a gas turbine engine |
JP6763632B2 (ja) * | 2017-03-28 | 2020-09-30 | 三菱パワー株式会社 | 燃料配管構造、ガスタービン及び燃料配管の支持方法 |
US11060731B2 (en) * | 2018-10-02 | 2021-07-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel manifold assembly |
FR3087876B1 (fr) * | 2018-10-24 | 2021-12-03 | Safran Aircraft Engines | Ensemble pour chambre de combustion |
DE102022207492A1 (de) * | 2022-07-21 | 2024-02-01 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Düsenvorrichtung zur Zugabe zumindest eines gasförmigen Kraftstoffes und eines flüssigen Kraftstoffes, Set, Zuleitungssystem und Gasturbinenanordnung |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289685A (en) * | 1992-11-16 | 1994-03-01 | General Electric Company | Fuel supply system for a gas turbine engine |
CN1143082A (zh) * | 1995-08-17 | 1997-02-19 | 中国石油化工总公司 | 一种双三苯基硅烷铬酸酯的制备方法 |
CN1143082C (zh) * | 1998-05-29 | 2004-03-24 | 联合工艺公司 | 用于燃气燃烧器的装置 |
CN1782344A (zh) * | 2004-11-24 | 2006-06-07 | 通用电气公司 | 用于主要和辅助燃料回路的调节阀 |
US20100043387A1 (en) * | 2007-11-01 | 2010-02-25 | Geoffrey David Myers | Methods and systems for operating gas turbine engines |
US8024934B2 (en) * | 2005-08-22 | 2011-09-27 | Solar Turbines Inc. | System and method for attenuating combustion oscillations in a gas turbine engine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3991561A (en) * | 1975-06-19 | 1976-11-16 | Curtiss-Wright Corporation | Dual-fuel feed system for a gas turbine engine |
US5097666A (en) * | 1989-12-11 | 1992-03-24 | Sundstrand Corporation | Combustor fuel injection system |
GB2312250A (en) * | 1996-04-18 | 1997-10-22 | Rolls Royce Plc | Staged gas turbine fuel system with a single supply manifold, to which the main burners are connected through valves. |
DE60217768T2 (de) * | 2001-07-18 | 2007-11-15 | Rolls-Royce Plc | Kraftstofffördervorrichtung |
US7779636B2 (en) * | 2005-05-04 | 2010-08-24 | Delavan Inc | Lean direct injection atomizer for gas turbine engines |
US20070074518A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Solar Turbines Incorporated | Turbine engine having acoustically tuned fuel nozzle |
US7950215B2 (en) * | 2007-11-20 | 2011-05-31 | Siemens Energy, Inc. | Sequential combustion firing system for a fuel system of a gas turbine engine |
US8661824B2 (en) * | 2009-05-26 | 2014-03-04 | Parker-Hannifin Corporation | Airblast fuel nozzle assembly |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289685A (en) * | 1992-11-16 | 1994-03-01 | General Electric Company | Fuel supply system for a gas turbine engine |
CN1143082A (zh) * | 1995-08-17 | 1997-02-19 | 中国石油化工总公司 | 一种双三苯基硅烷铬酸酯的制备方法 |
CN1143082C (zh) * | 1998-05-29 | 2004-03-24 | 联合工艺公司 | 用于燃气燃烧器的装置 |
CN1782344A (zh) * | 2004-11-24 | 2006-06-07 | 通用电气公司 | 用于主要和辅助燃料回路的调节阀 |
US8024934B2 (en) * | 2005-08-22 | 2011-09-27 | Solar Turbines Inc. | System and method for attenuating combustion oscillations in a gas turbine engine |
US20100043387A1 (en) * | 2007-11-01 | 2010-02-25 | Geoffrey David Myers | Methods and systems for operating gas turbine engines |
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