CN105874255A - 用于管路单元的减振组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于管路单元的减振组件包括从入口延伸至第一阀的第一管部分。还包括的是从第一阀延伸至第二阀的第二管部分。还包括的是从第二阀延伸至出口的第三管部分。还包括的是至少一个环形结构，其包绕第一管部分、第二管部分和第三管部分中的至少一个的外表面的一部分，至少一个环形结构设置成与外表面接触以在操作期间阻尼与管路单元相关联的振动。

Description

用于管路单元的减振组件
技术领域
本文公开的主题涉及管路单元，并且更具体地涉及用于管路单元的减振组件。
背景技术
燃气涡轮发动机需要燃料供应至燃烧器组件来用于与压缩空气混合。燃料和压缩空气的混合物燃烧且发送至涡轮，以用于转换成将给予轴的机械功。在燃气轮机合成气应用中，诸如整体气化联合循环(IGCC)和鼓风炉气体(BFG)应用，燃料经由管路单元供应，管路单元可相当大，且在操作期间易出现振动问题。与过大振动相关联的问题可影响燃气涡轮发动机相关联的发电站的可靠性和可用性。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于管路单元的减振组件包括从入口延伸至第一阀的第一管部分。还包括的是从第一阀延伸至第二阀的第二管部分。还包括的是从第二阀延伸至出口的第三管部分。还包括的是至少一个环形结构，其包绕第一管部分、第二管部分和第三管部分中的至少一者的外表面的一部分，至少一个环形结构设置成与外表面接触以在操作期间阻尼与管路单元相关联的振动。
根据本发明的另一个方面，一种燃气涡轮发动机包括压缩机区段、涡轮区段和燃烧器组件。还包括的是燃料输送组件，其构造成将燃料发送至燃烧器组件。燃料输送组件包括多个管部分，其可操作地联接到彼此上，以形成与燃烧器组件流体连通的在燃料入口与燃料出口之间的管线。燃料输送组件还包括构造成调节管线中的燃料流速的第一阀。燃料输送组件还包括位于第一阀下游的第二阀。燃料输送组件还包括包绕管线的外表面的一部分的至少一个环形结构，至少一个环形结构设置成与外表面接触，以在燃料输送组件操作期间阻尼与管线相关联的振动。
这些及其它优点和特征将从连同附图的以下描述中变得更清楚。
附图说明
认作是本发明的主题在说明书结束部分处的权利要求中具体指出且明确提出。本发明的前述及其它特征和优点从连同附图的以下详细描述中清楚，在附图中：
图1为燃气涡轮发动机的简图；
图2为用于将燃料输送至燃气涡轮发动机的燃烧器组件的管路单元的简图；
图3为可操作地联接到管路单元上的减振组件的透视图；以及
图4为减振组件的节段。
详细描述通过参照附图的实例连同优点和特征阐释了本发明的实施例。
具体实施方式
如本申请中使用的用语"轴向"和"轴向地"是指基本平行于涡轮系统的中心纵轴线延伸的方向和定向。如本申请中使用的用语"径向"和"径向地"是指基本正交于涡轮系统的中心纵轴线延伸的方向和定向。如本申请中使用的用语"上游"和"下游"是指相对于涡轮系统的中心纵轴线的关于轴向流动方向的方向和定向。
参看图1，示意性地示出了按照本发明的示例性实施例构成的燃气涡轮发动机10。燃气涡轮发动机10包括压缩机区段12、燃烧器组件14、涡轮区段16、轴18，以及管路单元形式的燃料输送组件20。将认识到的是，燃气涡轮发动机10的一个实施例可包括多个压缩机区段12、燃烧器组件14、涡轮区段16和轴18。压缩机区段12和涡轮区段16由轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起来形成轴18的多个轴节段。
在操作中，空气流入压缩机区段12，且压缩成高压气体。高压气体供应至燃烧器组件14，且与燃料混合，例如，过程气体和/或合成气体(合成气)。作为备选，燃烧器14可燃烧包括但不限于天然气和/或燃料油的燃料。燃料/空气或可燃混合物点燃来形成高压、高温燃烧气流。此后，燃烧器组件14将燃烧气流导送至涡轮区段16，其将热能转化成机械旋转能。
现在参看图2，继续参看图1，燃料输送组件20包括连结在一起来形成连续通路以用于将燃料发送至燃烧器组件14的多个管节段。在一个实施例中，多个管节段包括第一管节段22、第二管节段24和第三管节段26。将理解的是，特定节段中的每一个均可进一步分段成附加子节段，但出于描述的目的，将仅仅参照相应的管节段。第一管阶段22从与燃料供应源流体连通的燃料入口28延伸至第一阀30。第一阀30可为适用于调节燃料输送组件20内的流体流的任何类型的阀。在一个实施例中，第一阀30为停止比例阀。第二管节段24从第一阀30延伸至第二阀布置32。第二阀布置32包括构造成控制燃料流的至少一个但通常多个第二阀。在所示实施例中，示出了两个第二阀，但将认识到的是，可包括更多的阀。不论第二阀布置32中的第二阀的精确数目，第二阀都并联布置。在一个实施例中，第二阀为气体控制阀。第三管节段26从第二阀布置32延伸至与燃烧器组件14流体连通的燃料出口34。更具体而言，燃料出口34与一个或更多个燃料喷嘴流体连通，诸如燃烧器组件14的燃料喷射歧管(未示出)。
在燃料输送组件20的操作期间，多个管节段的振动特征必须得到监测，以确保不会遇到过大的振动幅度，诸如管路的共振频率下观察到的。为了阻尼多个管的结构振动，至少一个环形结构36包括在第一管节段22、第二管节段24和/或第三管节段26的一个或更多个轴向位置周围。至少一个环形结构36可置于沿管路的长度的各种位置处。在所示实施例(图2)中，第一环形结构38设置在第一阀30与第二阀布置32之间。所示实施例还包括定位在第二阀布置32下游的第二环形结构40。尽管示为这样，但将理解的是，环形结构的数目可比所示的更多或更少，且可位于沿第一管节段22、第二管节段24和第三管节段26的不同轴向位置中。在关于第一环形结构38的一个实施例中，第一环形结构38位于第一阀30与第二阀布置32之间的大约中间轴向距离处。在关于第二环结构40的一个实施例中，第二环形结构40位于离第二阀布置32的第三管节段26的直径的大约一半处。
现在参看图3和4，更详细示出了至少一个环形结构36的结构细节。尽管构想出了至少一个环形结构36与管节段中的一个整体结合形成，但通常至少一个环形结构36可操作地联接到管路的外表面42上。联接至少一个环形结构36便于环形结构的可调整性，这有利地允许了基于可进行的各种分析测试的调整，诸如管路结构模态分析或声测试(ping test)，其可提供关于设置在管路上的环形结构的最有益位置的信息。在所示实施例中，至少一个环形结构36包括多个环形节段44。多个环形节段44的数目可取决于特定应用而变化。如图所示，整个环形结构可分段成四等分，使得包括四个四等分部分节段(图4)。作为备选，可包括两个半部分节段来形成环形结构。这些仅为示例性实例，且准确数目可变化。
多个环形节段44中的每一个均包括径向内表面46，其置于与管路的外表面42接触，且随后在其上上紧，这将在下文中更详细描述。各个环形节段均包括在相应的环形节段的端部区域处的一对凸缘48。一对凸缘48均具有通孔50，其构造成将机械紧固件(未示出)收纳在其中，以有助于附接到相邻的环形节段上。通孔50的数目可变化。在所示实施例中，包括四个此类孔。通孔50可有螺纹，以有助于机械紧固件的接合，或可为没有螺纹的纯粹的孔。在任一情况下，相邻环形节段的凸缘紧邻放置，且利用延伸穿过通孔50的一个或更多个紧固件紧固在一起。螺母(未示出)可被包括，以加强附接的刚性。如上文所述，多个环形节段44的数目可变化。不管环形节段的精确数目，将认识到的是，节段形成围绕管路的外表面42的连续环，且上紧到其上，以在燃料输送组件20的操作期间减轻管路结构振动。由多个环形节段44形成的至少一个环形结构36由于多个环形节段44而可以以许多方式调整。具体而言，多个环形节段44可调整，以提供管路上的不同紧度，且可旋转来提供不同的阻尼特征。此外，至少一个环形结构36容易从一个轴向位置沿管路移动至另一个，这可在操作期间分析管路振动之后有益，其中至少一个环形结构36固定到管路上。环形结构36,38,40可借助于焊接固定到管路表面上。
有利地，上文所述的实施例阻尼燃料输送组件20的管路的振动，特别是在过大的振动事件期间，诸如在一个或更多个阀闭合时由强湍流引起的那些。这减小了疲劳故障的可能性，且提高了总体发电站的可靠性。此外，至少一个环形结构36可在现有系统上实施，以减小流动引起的振动。
尽管仅结合了有限数目的实施例详细描述本发明，但应当理解的是，本发明不限于此公开实施例。相反，本发明可改变以结合迄今未描述的但与本发明的精神和范围相当的任何数目的变型、改型、置换或等同布置。此外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但将理解的是，本发明的方面可仅包括一些所述实施例。因此，本发明未看作前述描述限制，但仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (19)

1. 一种用于管路单元的减振组件，包括：
从入口延伸至第一阀的第一管部分；
从所述第一阀延伸至第二阀的第二管部分；
从所述第二阀延伸至出口的第三管部分；以及
至少一个环形结构，其包绕所述第一管部分、所述第二管部分和所述第三管部分中的至少一个的外表面的一部分，所述至少一个环形结构设置成与所述外表面接触以在操作期间阻尼与所述管路单元相关联的振动。
2. 根据权利要求1所述的减振组件，其特征在于，至少一个环形结构包括机械地联接至彼此的多个环形节段。
3. 根据权利要求2所述的减振组件，其特征在于，所述多个环形节段与多个紧固件机械地联接，所述紧固件延伸穿过所述多个环形节段的相应凸缘。
4. 根据权利要求2所述的减振组件，其特征在于，所述多个环形节段为可调整的。
5. 根据权利要求2所述的减振组件，其特征在于，所述多个环形节段包括两个半部分节段。
6. 根据权利要求2所述的减振组件，其特征在于，所述多个环形节段包括四个四等分部分节段。
7. 根据权利要求1所述的减振组件，其特征在于，所述第二管部分在所述第一阀与并联布置的多个第二阀之间延伸，其中所述至少一个环形结构沿所述第二管部分定位。
8. 根据权利要求7所述的减振组件，其特征在于，所述至少一个环形结构位于所述第一阀与所述多个第二阀之间的大约一半的轴向位置处。
9. 根据权利要求1所述的减振组件，其特征在于，所述第三管部分在并联布置的多个第二阀与所述出口之间延伸，其中所述至少一个环形结构位于离所述多个第二阀的一定轴向距离处，其为所述第三管部分的直径的大约一半。
10. 根据权利要求1所述的减振组件，其特征在于，所述管路单元构造成将燃料发送至燃气涡轮发动机的燃烧器组件。
11. 根据权利要求10所述的减振组件，其特征在于，所述燃料包括合成气。
12. 一种燃气涡轮发动机，包括：
压缩机区段；
涡轮区段；
燃烧器组件；以及
构造成将燃料发送至所述燃烧器组件的燃料输送组件，所述燃料输送组件包括：
多个管部分，其可操作地联接至彼此，以形成与所述燃烧器组件流体连通的在燃料入口与燃料出口之间的管线；
构造成调节所述管线中的燃料的流速的第一阀；
位于所述第一阀下游的第二阀；以及
包绕所述管线的外表面的一部分的至少一个环形结构，所述至少一个环形结构设置成与所述外表面接触，以在所述燃料输送组件的操作期间阻尼与所述管线相关联的振动。
13. 根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，至少一个环形结构包括机械地联接至彼此的多个环形节段。
14. 根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个环形节段与多个紧固件机械地联接，所述紧固件延伸穿过所述多个环形节段的相应凸缘。
15. 根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个环形节段为可调整的。
16. 根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个环形节段包括两个半部分节段。
17. 根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个环形节段包括四个四等分部分节段。
18. 根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个管部分包括在所述燃料入口与所述第一阀之间延伸的第一管部分、在所述第一阀与所述第二阀之间延伸的第二管部分，以及在所述第二阀与所述燃料出口之间延伸的第三管部分，其中所述至少一个环形结构包括可操作地联接至所述第二管部分的第一环形结构。
19. 根据权利要求18所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括可操作地联接至所述第三管部分的第二环形结构。
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