CN205746974U - 燃料吹扫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料吹扫系统。具体而言，一种用于燃气涡轮发动机(10)的燃料吹扫系统(40)包括燃料歧管(34)，该燃料歧管(34)构造成从燃料供应源(32)接收液体燃料且将该液体燃料分配至燃烧器组件(14)。还包括一种液体泵(56)，其构造成在燃烧器组件的吹扫操作期间从液体供应源(44)接收液体，且将该液体分配至燃料歧管，以用于该燃料歧管的加压。

Description

燃料吹扫系统

技术领域

在本文中公开的主题涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言，涉及燃料吹扫系统，以及吹扫此种燃气涡轮发动机的燃烧器组件的方法。

背景技术

在燃气涡轮发动机的各种操作条件期间，要求阻止液体燃料进入液体燃料歧管。此种操作的示例包括在燃气涡轮发动机的气体燃料操作期间或燃烧器组件的吹扫信任模式(purge credit mode)期间。进行其来保护液体燃料燃烧器喷嘴和液体燃料混合阀。为了阻挡液体燃料进入这些位置，阀组件用在这些构件的上游和液体燃料供应源的下游。

遗憾的是，由于阀固有地不能完全地密封管道且基于这些管道内的内部压力，液体燃料的轻微泄漏可能穿过(多个)阀且侵入上述构件。用来抗击该问题的系统和方法通常是昂贵且复杂的。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，一种用于燃气涡轮发动机的燃料吹扫系统包括燃料歧管，该燃料歧管构造成从燃料供应源接收液体燃料且将该液体燃料分配至燃烧器组件。还包括一种液体泵，其构造成在燃烧器组件的吹扫操作期间从液体供应源接收液体，且将该液体分配至燃料歧管以用于该燃料歧管的加压。

根据本实用新型的另一方面，提供一种吹扫燃气涡轮发动机的方法。该方法包括关闭位于液体燃料供应源与燃料歧管之间的液体燃料阀。该方法还包括在燃烧器组件的吹扫操作期间利用来自液体泵的液体来加压该燃料歧管。

从结合附图的下列说明中，这些和其他优点和特征将变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本实用新型的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别地指出并且清楚地要求保护。 根据结合附图作出的下列详细描述，本实用新型的前述和其他特征和优点是显而易见的，在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的示意图；且

图2是燃气涡轮发动机的液体供应系统的示意图。

详细的描述参照附图作为实例来说明本实用新型的实施例以及优点和特征。

部件列表

10 燃气涡轮发动机

12 压缩机区段

14 多个燃烧器组件

18 燃烧器室

20 燃料供应系统

24 涡轮

26-28 多个级

30 压缩机/涡轮轴

32 液体燃料供应源

34 液体燃料歧管

36 液体燃料管路布置

38 一个或更多个阀

39 大气通气口

40 吹扫系统

42 液体供应管线

44 液体供应源

46 主要部分

48 液体注射泵

50 液体分配管线

52 液体阀

54 液体阀

56 液体密封泵

58 液体管线分支。

具体实施方式

参照图1，示意地例示出根据本实用新型的示范实施例构造的涡轮系统，诸如燃气涡轮发动机10。燃气涡轮发动机10包括压缩机区段12和以筒状环形阵列布置的多个燃烧器组件，其中的一个在14处示出。燃烧器组件构造为通过至少一个燃料喷嘴从燃料供应系统20接收燃料且从压缩机区段12接收压缩空气。燃料和压缩空气被传到由燃烧器衬套限定的燃烧器室18中，且被点燃，以形成用于驱动涡轮24的高温、高压燃烧产物或空气流。涡轮24包括多个级26-28，它们通过压缩机/涡轮轴30(也称为转子)操作地连接至压缩机12。

在操作中，空气流入压缩机12中且被压缩成高压气体。该高压气体被供应至燃烧器组件14且在燃烧器室18中与燃料混合，燃料例如天然气、燃料油、过程气体和/或合成气体(合成气)。燃料/空气或可燃混合物点燃，以形成高压、高温燃烧气体流，其被引导至涡轮24且被从热能转换成机械、旋转能。如将从本文中的描述明白的，所提供的燃料为液体燃料，但应该明白的是，燃气涡轮发动机10的实施例利用液体燃料和气体燃料二者，它们可在不同操作条件期间使用。

现参考图2，更详细地示出了燃料供应系统20。燃料供应系统20包括液体燃料供应源32，其储存且分配液体燃料。液体燃料供应源32利用液体燃料管路布置36流体地联接至液体燃料歧管34。一个或更多个阀38沿着液体燃料管路布置36包括，以选择性地在打开条件与关闭条件之间转变，以控制去往液体燃料歧管34的液体燃料的流动速率。处于通气口或排口的形式的大气通气口39提供为离开液体燃料管路布置36。液体燃料管路布置36的内部压力由于液体燃料供应源32布置在相对于一个或更多个阀38以及大气通气口39升高的位置而存在。基于该内部压力，当(多个)阀处于关闭条件时，液体燃料的泄漏部分可穿过该一个或更多个阀38。

为了对抗该泄漏的部分，利用吹扫系统40来提供液体燃料歧管34的加压。吹扫系统40流体地联接至燃烧器组件14，且构造成利用液体(诸如水，经由水歧管)来吹扫燃烧器组件14的各种部分。更具体而言，水在某些实施例中是去矿化水。吹扫系统40包括液体供应管线42(例如，水供应管线)，其流体地联接至液体供应源44(例如，水供应源)和水歧管、以及液体燃料歧管34。如图所示，提供流体供应管线42的主要部分46，且其将液体发送至液体注射泵48(例如，水注射泵)，该液体注射泵48构造成沿液体分配管线50和/或液体燃料歧管34将液体泵送至水歧管。在液体注射泵48与液体燃料歧管34之间提供液体阀52，以控制去往液体燃料歧管34的液体的流动速率。液体分配管线50包括液体阀54(例如，水阀)，其在打开状态和关闭状态之间转变。

液体注射泵48构造成相对于液体密封泵56(即，水密封泵)在高压下操作，液体密封泵56沿液体管线分支58定位，液体管线分支58从流体供应管线42的主要部分46分支。液体密封泵56当液体注射泵48未使用时使用，且用于流体管线的各种部分的密封/加压用途。液体密封泵56将液体泵送至液体燃料歧管34，以加压其中的成分。加压与液体燃料的倾向于穿过该一个或更多个阀38的泄漏部分相反，从而降低液体燃料从沿着液体燃料管路布置36的上游位置进入至液体燃料歧管34的可能性。

为了有效地相对于液体燃料的泄漏部分密封液体燃料歧管34，由液体密封泵56泵送的液体必须超过液体燃料管路布置36的内部压力，该内部压力可取决于具体应用和操作条件而变化。在一个实施例中，液体密封泵56构造成在比大约2 psig大的压力下泵送液体。在另一实施例中，液体大于大约3 psig，其大于液体燃料管路布置36的内部压力。

提供一种吹扫燃气涡轮发动机10的燃烧器组件14的方法，以避免在燃烧器组件吹扫过程期间(诸如吹扫信任模式)对液体燃料歧管34的潜在损坏。在一个实施例中，一个或更多个阀38关闭，以在燃烧器组件14的吹扫操作期间阻止液体燃料的去往液体燃料歧管34的流。如上所述，微小的泄漏部分可持续穿过(多个)阀。液体燃料歧管34利用来自在低功率下操作的液体密封泵56的液体加压，从而仍提供比液体燃料管路布置36的内部压力大的泵送液体。通过采用集成在燃料供应系统20中的低功率泵，实现了液体燃料歧管34的成本效果合算且有效的保护。

虽然已经结合仅有限数量的实施例详细说明了本实用新型，但应该容易地明白，本实用新型不限于此种公开的实施例。相反，本实用新型可被修改以并入至今未说明但与本实用新型的精神和范围相称的任何数量的变更、改造、置换或等同布置。此外，虽然已经说明了本实用新型的各种实施例，但应该理解，本实用新型的方面可能包括所说明的实施例中的仅某些。因此，本实用新型不应看作由前述说明限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (8)

1.一种用于燃气涡轮发动机(10)的燃料吹扫系统(40)，其包括：

燃料歧管(34)，其构造成从燃料供应源(32)接收液体燃料，且将该液体燃料分配至燃烧器组件(14)；和

液体泵(56)，其构造成在所述燃烧器组件的吹扫操作期间从液体供应源(44)接收液体，且将所述液体分配制所述燃料歧管，以用于所述燃料歧管的加压。

2.根据权利要求1所述的燃料吹扫系统，其中，所述液体包括水。

3.根据权利要求2所述的燃料吹扫系统，其中，所述液体包括去矿化水。

4.根据权利要求2所述的燃料吹扫系统，还包括水注射泵(48)，所述水注射泵(48)构造成在位于所述水注射泵与水歧管之间的水阀(52)的打开状态期间从所述液体供应源接收水且沿水分配管线(50)将该水分配至所述水歧管。

5.根据权利要求4所述的燃料吹扫系统，其中，所述液体泵包括水密封泵，所述水密封泵构造成在所述水阀的关闭状态期间泵送水。

6.根据权利要求1所述的燃料吹扫系统，其中，所述液体在为至少2 psig的压力下泵送。

7.根据权利要求1所述的燃料吹扫系统，其中，所述液体在为至少3 psig的压力下泵送。

8.根据权利要求1所述的燃料吹扫系统，还包括液体燃料阀(38)，所述液体燃料阀(38)配置在所述燃料供应源与所述燃料歧管之间，其中，所述液体在所述液体燃料阀的关闭条件期间被分配至所述燃料歧管，以减少所述液体燃料的泄漏部分进入所述燃料歧管。