JP2007132349A - 燃焼タービン窒素パージシステムのための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料システム（１００）を動作する方法を提供する。
【解決手段】方法は、重力排出プロセスを使用して燃料システムの少なくとも一部から燃料を除去することを含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部から空気および残留燃料の除去を促進し、それによって炭素質の凝結粒子の形成を緩和するために、燃料システムの少なくとも一部内へ窒素を向けることも含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部が、実質的に燃料で再充填されかつ実質的に空気および窒素を取り除かれるように、ベントプロセスを使用して燃料再充填プロセスの間に、燃料システムの少なくとも一部から空気および窒素を除去することも含む。方法は、ベントプロセスを使用して再充填された燃料システムの少なくとも一部から空気を除去することも含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に回転機械に関し、より詳細には窒素パージサブシステムに関する。

いくつかの知られている二重燃料（デュアルフューエル）燃焼タービンにおいて、タービンは、気体燃料または液体燃料のいずれかを燃焼することによって動力が供給され、液体燃料は、一般的に蒸留油である。これらの燃焼タービンは、液体燃料および気体燃料の両方のための燃料供給システムを有する。燃焼タービンは、一般に、気体燃料および液体燃料の両方を同時に燃焼しない。むしろ、燃焼タービンが液体燃料を燃焼するとき、気体燃料供給源は、動作状態を外される。代わりに、燃焼タービンが気体燃料を燃焼するとき、液体燃料供給源は、動作状態を外される。

いくつかの知られている工業燃焼タービンにおいて、燃焼システムは、燃焼カンのアレイを有することができ、各燃焼カンは、少なくとも１つの液体燃料ノズルおよび少なくとも１つの気体燃料ノズルを有する。燃焼カン構成において、ノズルのわずかに下流側の点で、燃焼カン内で燃焼が開始される。圧縮機（圧縮空気を燃焼システムに移送するために通常使用される）からの空気は、燃焼のための酸素を提供するために、燃焼カンの周りでかつ燃焼カンを通って流れる。

二重燃料能力（主として気体燃料およびバックアップとして液体燃料）を有するいくつかの知られている既存の燃焼タービンは、液体燃料システム内で形成する炭素質の凝結粒子の形態の炭素堆積物を受けることがある。炭素質の粒子凝結およびその後の堆積物は、一般に、液体燃料が、酸素の欠乏において１７７℃（３５０°Ｆ）の温度に加熱されるときに始まる。酸素の存在において、プロセスは加速し、炭素質の粒子凝結は、約９３℃（２００°Ｆ）で始まる。炭素質の粒子が蓄積するにつれ、それら炭素質の粒子は、液体燃料が通って流れる断面積通路を有効に低減する。炭素質の粒子凝結が継続して減らないなら、粒子は、液体燃料通路を妨げることがある。一般に、燃焼タービンのより温度が高い領域は、多くの知られている燃焼タービンシステムのタービン区画内に配置される燃焼システムに関連付けられる傾向がある。したがって、炭素質の粒子の形成は、タービン区画の熱を受けるときに最も促進される傾向があり、タービン区画の上流側の液体燃料システム内に存在しない可能性がある。

気体燃料を燃焼する前に、液体燃料ノズル通路は、液体燃料システムに流体接続されるパージ空気システムを介して通常パージされる。しかしながら、静止液体燃料は、迅速な燃料移送のための準備を促進にするために、タービン区画に配置されたシステムの一部に残ることがある。液体燃料システムが動作状態を外されるこれらの期間の間に、パージ空気サブシステムは、液体燃料システムと流体連通する点でより高い圧力であり、液体燃料システムの一部内での空気浸透はより可能性がある。この状態は、燃料と空気との間の相互作用の可能性を増大することがあり、その後、炭素質の粒子の前記形成が促進されることがある。

一般に、液体燃料システムが、所定の時間限界を超えて動作しないままであるとき、タービン区画内の静止液体燃料が、炭素質の粒子凝結を受け始める可能性が増大する。液体燃料システム内へのパージ空気浸透は、液体燃料と空気が接触すること空気を促進し、動作しない燃料システムを維持することに関連する時間期間の長さが増大し、かつ空気浸透の大きさが増大するにつれ、拡大された空気と燃料との相互作用の可能性は増大する。上述のように、液体燃料の炭素質の粒子凝結は、酸素の存在における非常により低い温度で促進される。いくつかの知られているタービン区画温度が、１５７℃（３１５°Ｆ）を超えて測定されることを考慮して、浸透パージ空気が静止液体燃料と接触したままであるなら、炭素質の粒子凝結は、より発生する可能性がある。炭素質の粒子が形成されるにつれ、それらは、燃焼燃料ノズル内の液体燃料の内部流れ通路を含む、液体燃料の内部流れ通路を妨げる可能性を生じる。

一態様において、燃料システムを動作する方法が提供される。方法は、重力排出プロセスを使用して燃料システムの少なくとも一部から燃料を除去することを含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部から空気および残留燃料の除去を促進し、それによって炭素質の凝結粒子の形成を緩和するために、燃料システムの少なくとも一部内へ窒素を向けることも含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部が、実質的に燃料で再充填されかつ実質的に空気および窒素を取り除かれるように、ベントプロセスを使用して燃料再充填プロセスの間に、燃料システムの少なくとも一部から空気および窒素を除去することをさらに含む。方法は、ベントプロセスを使用して再充填された燃料システムの少なくとも一部から空気を除去することも含む。

他の態様において、二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システムのための窒素パージサブシステムが提供される。燃料システムは、少なくとも１つのキャビティを有する。窒素パージサブシステムは、キャビティと流体連通するパイプに結合された窒素源を含む。パージサブシステムは、パイプを介して窒素源からキャビティへ窒素の流れを制御する少なくとも１つの弁をさらに含む。少なくとも１つの弁が、開放状態を有し、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、キャビティから液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、窒素源からパイプを通ってキャビティ内に流れる。

さらなる態様において、少なくとも１つの弁、少なくとも１つのパイプ、少なくとも１つのキャビティ、および少なくとも１つのポンプを含む液体燃料システムが提供される。少なくとも１つの弁および少なくとも１つのパイプが、窒素パージサブシステムを含む。窒素パージサブシステムが、キャビティと流体連通する一本のパイプに結合された窒素源を含む。パージサブシステムが、パイプを介して窒素源からキャビティへの窒素の流れを制御する少なくとも１つの弁をさらに含む。少なくとも１つの弁が、開放状態を有し、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、キャビティから液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、窒素源からパイプを通ってキャビティ内に流れる。

図１は、窒素パージサブシステム２００を有する、液体燃料システム１００の例示的な実施形態を概略的に示す図である。液体燃料システム１００は、配管、ヘッダ、およびタンクを含む少なくとも１つのキャビティを有し、タンクは、さらに、液体燃料給送サブシステム１０２、燃料ポンプ吸い込みヘッダ１０４、少なくとも１つの液体燃料フィルタ１０５、燃料ポンプ１０６、燃料ポンプ排出ヘッダ１０８、燃料ポンプ排出圧力逃し弁ヘッダ１１０、燃料ポンプ排出圧力逃し弁１１２、燃料ポンプ排出逆止め弁１１４、燃料ポンプバイパスヘッダ１１６、バイパスヘッダ手動遮断弁１１８、燃料ポンプバイパスヘッダ逆止め弁１２０、液体燃料流れ制御弁１２２、制御弁再循環ヘッダ１２４、液体燃料流れ停止弁１２６、停止弁再循環ヘッダ１２８、停止弁再循環ライン逆止め弁１３０、共通再循環ヘッダ１３２、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４、少なくとも１つの非従動ギアポンプ１３７を含む流れ分割器１３６、少なくとも１つの流れ分割器排出ヘッダ１３８（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン供給ヘッダ１４０（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン流れベンチュリ１４２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン液体燃料ノズル供給マニホールド１４４（明瞭性のために１つだけ示される）、複数の液体燃料ノズル１４８を含む少なくとも１つの燃焼カン１４６（明瞭性のために１つだけ示される）、および液体燃料パージ空気サブシステム１５０を含む。タービン区画１５２は、点線で示される。システム１００は、フォールススタート排出タンク１５４および機器空気サブシステム１５６も含む。

窒素パージサブシステム２００は、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁供給ヘッダ２０２、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁２０４、ソレノイド弁２０８、流れオリフィス２１０、逆止め弁２１２、少なくとも１つの液体燃料排出ヘッダ２１６（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの液体燃料手動排出弁２１８、少なくとも１つの三方弁２２０（明瞭性のために１つだけ示される）、パイロット空気供給源２２２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの三方弁検知ライン２２４（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの三方弁バイアスばね２２６（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの窒素パージ／空気ベントヘッダ手動遮断弁２３０（明瞭性のために１つだけ示される）、共通窒素パージ／空気ベント収集マニホールド２３２、窒素供給サブシステム２３４、窒素供給手動遮断弁２３６、ベントライン２３８、ベントライン手動遮断弁２４０、およびベントライン逆止め弁２４２を含む。

液体燃料は、液体燃料給送サブシステム１０２から液体燃料システム１００へ流れる。液体燃料給送サブシステム１０２は、少なくとも１つの格納タンク（図１には示されていない）および少なくとも１つのポンプ（図１には示されていない）を含むことができる。液体燃料動作の間に、少なくとも１つの液体燃料給送ポンプは、吸い込みヘッダ１０４への液体燃料の流れを促進し、燃料は、フィルタ１０５を通って燃料ポンプ１０６の入口へ流れる。燃料ポンプ１０６は、排出ヘッダ１０８内へ燃料を排出し、圧力逃し弁１１２は、ポンプ１０６の流れ設計が達成されることができないときに、ポンプ１０６を通る十分な流れを促進することによって、ポンプ１０６を保護するために配置されかつバイアスされ、それによってポンプ１０６、ポンプモータ（図１に示されていない）、およびポンプ１０６の下流側の結合される配管の保護を促進する。逃し弁ヘッダ１１０は、共通再循環ヘッダ１３２に流体接続される。液体燃料は、通常、排出ヘッダ１０８から逆止め弁１１４を通って制御弁１２２へ流れる。逆止め弁１１４は、ポンプ１０６の逆回転の防止を促進するために、ポンプ１０６を通る排出ヘッダ１０８からの液体燃料の逆流の低減を促進するように配置されかつバイアスされる。

ポンプバイパスヘッダ１１６は、手動遮断弁１１８および逆止め弁１２０を含む。ヘッダ１１６の目的は、システム１００に液体燃料の供給を促進することであり、以下により詳細に記載されるようにベントの間に、ポンプ１０６の代わりとして、例えば液体燃料でシステム１００を充填する。弁１１８は、通常閉鎖され、流れを促進するために開放されることができる。逆止め弁１２０は、ポンプ１０６が動作状態である間に、ポンプ排出ヘッダ１０８からポンプ吸い込みライン１０４へ戻る燃料流れの低減を促進するために配置されかつバイアスされる。

液体燃料は、制御弁１２２および停止弁１２６を通って流れる。図１は、あるモードにおける弁１２２および１２６の配置を示し、そのモードで、燃焼タービン（図１には示されていない）は、液体燃料システム１００が動作状態を外され、すなわち気体燃料動作モードで、天然ガスで点火する。制御弁１２２および停止弁１２６は、それぞれ再循環ヘッダ１２４および１２８を通って共通再循環ヘッダ１３２へ液体燃料を流すことを促進するために配置されるように図示される。ヘッダ１３２は、その後、ポンプ吸い込みヘッダ１０４への流れを促進する。燃料システム１００が動作状態を外れている間の再循環の流れは、ポンプ１０６が、通常これらの期間の間に動作状態を外されているので小さくあり得ることに留意されたい。

ポンプ１０６が動作し、ヘッダ１０８内への液体燃料の流れが、ポンプ１０６によって引き起こされ、かつ燃焼タービンが気体燃料で動作するとき、弁１２２および１２６は、それぞれ再循環ヘッダ１２４および１２８へのポンプ１０６からの実質的に全ての液体燃料の流れを促進するためにバイアスされることができ、すなわち、液体燃料スタンバイ動作モードである。ヘッダ１２４を通る流れは、ヘッダ１２８を通る流れよりも大きいことがある。したがって、逆止め弁１３０は、ヘッダ１２８内に配置され、ヘッダ１２８を介する停止弁１２６へのヘッダ１３２からの燃料の流れの低減を促進するためにバイアスされる。

システム１００が動作しかつ燃焼タービンが液体燃料での動作する、すなわち動作の液体燃料モードであるとき、ポンプ１０６は、通常動作状態にあり、弁１２２および１２６は、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４への流れを促進するようにバイアスされ、液体燃料は、流れ分割器１３６へ向けられる。流れ分割器１３６は、各結合される燃焼カン１４６に実質的に同様であり一貫した流れ分布を促進する複数の非従動ギアポンプ１３７を含む。

各ギアポンプ１３７は、ヘッダ１３４の全体にわたる実質的に類似する燃料圧力を促進し、それによって各ギアポンプ１３７への実質的に類似する吸い込み圧力を促進するために、流れに対する十分な抵抗を提供する。また、各ギアポンプ１３７は、各結合されるギアポンプ１３７を通るヘッダ１３４からの液体燃料の流れを介して、回転してエネルギー供給され、各結合される流れ分割器排出ヘッダ１３８内に、所定の排出圧力で所定のレートで燃料を排出する。１つのギアポンプ１３７、１つのヘッダ１３８、および１つの三方弁２２０を含む１つの以降の流れチャネルが、以下に議論される。

流れ分割器１３６からの排出時に、液体燃料は、ヘッダ１３８から結合される三方弁２２０へ流れる。図１は、弁２２０を介してパージ空気サブシステム１５０から燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを促進するために配置された三方弁２２０を示す。この配置は、弁２２０に関する空気パージ動作モードと呼ばれることができる。示された弁２２０の配置は、また、窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８に流体連通する燃料ヘッダ１３８を示す。燃焼タービン液体燃料流れ動作モードの間に、弁２２０は、ヘッダ１３８から燃焼カン１４６への燃料の流れを促進するように通常バイアスされる。この弁２２０の配置は、弁２２０に関する液体燃料燃焼動作モードと呼ばれることができる。このモードにおいて、弁２２０は、また、パージ空気サブシステム１５０からのパージ空気の流れを実質的に遮断し、ヘッダ２２８への一部の燃料の流れを許容することができる。弁２２０は、パージ空気サブシステム１５０からの空気を受けるパイロット空気供給源２２２を含む。弁２２０は、シャトルスプール（図１には示されていない）も含み、シャトルスプールは、燃焼タービン動作の選択されたモードに適切なパージ空気および液体燃料の流れを促進する複数の流れポート（図１には示されていない）を含む。パイロット空気供給源２２２は、弁２２０のシャトルスプールのバイアスを引き起こし、液体燃料が燃焼カン１４６へ移送されるように、シャトルスプールの移動を引き起こす傾向がある。検知ライン２２４は、弁２２０のシャトルスプールのバイアスを引き起こし、液体燃料が燃焼カン１４６へ移送されるように、シャトルスプールの移動を引き起こす傾向がある。弁２２０は、燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを促進するために、弁２２０のシャトルスプールを配置するためのバイアスを引き起こすばね２２６をさらに含む。したがって、システム１００が動作状態にあるとき、ポンプ１０６を介して引き起こされる液体燃料圧力は、実質的に静止パージ空気サブシステム１５０の圧力より大きく、ばね２２６は、液体燃料が、ヘッダ１３８から三方弁２２０を介して燃焼カン供給ヘッダ１４０に流れるように、シャトルスプールを配置するようにバイアスする。代わりに、パイロット空気サブシステム２２２の圧力は、実質的に静止パージ空気システム１５０の圧力より大きいことがあり、ばね２２６は、液体燃料が、ヘッダ１３８から三方弁２２０を通って燃焼カン供給ヘッダ１４０に流れるように、弁２２０のシャトルスプールを配置するようにバイアスする。

パージ空気サブシステム１５０からのパージ空気は、ポンプ１０６が動作状態を外されて、実質的に静止液体燃料システムの圧力より高い実質的に静止圧力に通常バイアスされる。ポンプ１０６が動作状態を外される気体燃料動作モードの間に、ばね２２６とともにパージ空気サブシステム１５０の圧力は、液体燃料が、それぞれの燃焼カン１４６に入ることを防ぎ、かつパージ空気がカン１４６へ移送されることができるように、各燃焼カン１４６に結合される三方弁２２０をバイアスする。パージ空気は、結合される燃焼カン１４６内の液体燃料燃焼の終了時に、ノズル１４８を介してヘッダ１４０およびマニホールド１４４からの液体燃料の除去を促進するために使用されることができる。パージ空気は、気体燃料動作モードの間に、ノズル１４８内への冷却空気の注入を介してノズル１４８の冷却を促進することもできる。この同じパージ空気が、カン１４６に移送され、三方弁２２０の作動を促進し、三方弁２２０におけるシール（図１には示されていない）を通って漏れ、液体燃料と相互作用し、かつ炭素質の粒子の凝結を促進することができる。

気体燃料モードから液体燃料モードへの燃焼タービン動作の変化の間、ポンプ１０６は、動作状態にされ、ヘッダ１３８内の液体燃料圧力が増大される。ヘッダ１３８内の液体燃料圧力が、パージ空気圧力を超えると、三方弁２２０のスプールは、往復を開始し、最終的に燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを実質的に終了し、かつカン１４６への液体燃料の流れを促進する。一般的なシステム１００において、液体燃料圧力は、パージ空気の圧力より高い約５５２キロパスカル差（ｋＰａｄ）（平方インチ当たり８０ポンド差（ｐｓｉｄ））で燃料の流れを促進する位置に、往復する様にスプールをバイアスし始める。

サブシステム２００の例示的な実施形態において、燃焼タービンの気体燃料動作モードの間に、三方弁２２０が、任意の可能性がある漏洩を受けるなら、パージ空気サブシステム１５０の圧力は、通常静止ヘッダ１３８の圧力より高いため、パージ空気は、ヘッダ１４０への液体燃料も漏洩より液体燃料システム１００へ漏洩する傾向がある。したがって、弁２２０を介する燃料漏洩の可能性は、減少されるが、空気と燃料の相互作用の可能性は増大する。この状態は、以下により詳細に議論される。

上記で議論されたように、燃焼タービン動作の所定の動作に応じて、液体燃料またはパージ空気のいずれかは、ヘッダ１４０へ移送される。ヘッダ１４０からの流れは、その後、燃焼カン空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ１４２およびマニホールド１４４を介して、燃焼カン１４６内に配置された燃料ノズル１４８に移送される。空気流れベンチュリ１４２は、パージ空気が、流れ経路における流れ制限、すなわちベンチュリの配置を介してヘッダ１４０内に流れる一方、燃焼カン１４６へのパージ空気の流れの最小化を促進するようにバイアスされることができる。図１は、空気ベンチュリ配置にバイアスされた空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ１４２を図示する。燃料がヘッダ１４０に移送される時間期間の間に、燃料流れヘッダ１４２は、マニホールド１４４への実質的に制限されない燃料流れを促進するようにバイアスされることができる。マニホールド１４４は、ノズル１４８への燃料およびパージ空気の均等化を促進する。燃焼カン１４６は、燃料燃焼および燃焼タービンへのエネルギー放出を促進する。

例示的な実施形態において、システム１００の少なくとも一部からフォールススタート排出タンク１５４への空気の除去が促進されることができるように、圧力逃し弁２０４は、液体燃料システム１００における高い点でヘッダ２０２を介してヘッダ１３４と流体連通に配置される。液体燃料が、除去される空気に同伴されることができる場合に、タンク１５４は、液体燃料を受けるように構成される。弁２０４は、通常、閉鎖された位置にバイアスされる。ポンプ１０６が動作状態にあり、または弁１１８が開放され、弁１２２および１２６が、ヘッダ１３４内への液体燃料の流れを促進するために配置されるとき、開放弁２０４が、タンク１５４へ燃料の過剰な流れを促進しないように、オリフィス２１０は、圧力逃し弁２０４の下流側に配置される。以下にさらに詳細に議論されるいくつかの所定の動作モードのために、ソレノイド弁２０８は、機器空気サブシステム１５６を弁２０４の動作機構と流体連通させるように作動される。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２０４を開放配置にバイアスする。逆止め弁２１２は、タンク１５４からヘッダ１３４への燃料および空気の流れの最小化を促進するように配置されかつバイアスされる。

代替の実施形態において、自動化されたタイマ機構（図１には示されていない）が、オペレータ作動が無い所定の時間間隔で、システム１００の少なくとも一部から空気を除去するために、定期的に弁２０４を開放するために提供されることができる。

図１は、窒素パージサブシステム２００のさらなる実施形態を示す。窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８は、それぞれ結合される三方弁２２０に流体連通する。ヘッダ２２８は、それぞれ１つの結合される手動遮断弁２３０を含む。ヘッダ２２８および結合される弁２３０は、共通窒素パージ／空気ベント収集マニホールド２３２と流体連通する。窒素供給サブシステム２３４は、手動遮断弁２３６を介してマニホールド２３２と流体連通する。フォールススタート排出タンク１５４は、ベントヘッダ２３８、手動遮断弁２４０、および逆止め弁２４２を介してマニホールド２３２と流体連通する。逆止め弁２４２は、タンク１５４からマニホールド２３２への流れが、実質的に最小化されるように配置されかつバイアスされる。各液体燃料排出弁２１８は、各排出ヘッダ２１６を介して各ヘッダ１３８と流体連通する。各弁２１８はまた、タンク１５４と流体連通する。

例えば、燃焼タービン液体燃料モードから気体燃料モードへ変化の後、所定の動作アクティビティの間、液体燃料手動排出弁２１８は、排出ヘッダ２１６を介して停止弁１２６の下流側のシステム１００の一部からの液体燃料を排出するために開放されることができる。液体燃料が、システム１００の一部から十分に排出されたことを確認したとき、窒素供給弁２３６は、窒素パージマニホールド２３２に対して開放されることができる。窒素が、マニホールド２３２およびベントヘッダ２３８内に流れるにつれて、弁２４０は、ヘッダ２３８およびマニホールド２３２から空気を除去するための十分な時間期間の間に開放されることができる。圧力が、マニホールド２３２内で均等にされたとき、窒素パージ弁２３０は、窒素がパージヘッダ２２８内に流れることを許容するために開放されることができる。弁２２０がヘッダ１４０内にパージ空気の流れを促進するためにバイアスされ、燃料ヘッダ１３８がヘッダ２２８と流体連通して、窒素は、三方弁２２０を介して弁２２０を通ってヘッダ１３８内に流れることができる。窒素圧力は、排出ヘッダ２１６に向かって、かつ排出弁２１８を介してフォールススタート排出タンク１５４へシステム１００の一部の外に、残留する液体燃料の流れをバイアスする傾向がある。窒素パージアクティビティが完了したとき、弁２１８が閉鎖されることができ、窒素圧力は、ヘッダ１３８内への空気の浸透を妨げることを促進するために、ヘッダ２２８および１３８内で維持されることができる。さらに、ベント弁２０４は、弁２２０間のシステム１００の一部からの空気および／または液体燃料の除去を促進するための所定の時間期間について、および窒素パージアクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、タンク１５４へのヘッダ１３４と２０２との間の相互連結点について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。

例示的な実施形態において、窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８は、流れ分割器排出ヘッダ１３８に対して実質的に上に向かう傾斜を有する。上に向かう傾斜は、燃焼タービンが、上述されたように気体燃料モードで動作する期間の間に、三方弁２２０を通って漏洩することがあるパージ空気を移送することを促進する。収集マニホールド２２０は、ヘッダ２２８を介して弁２２０から収集マニホールド２３２へ向かう空気の流れを促進するために、システム１００の一部の高い点にあるように配置される。

窒素パージサブシステム２００も、ヘッダ１３８および弁２２０に残留する空気の可能性が、実質的に最小化されるように、三方弁２２０までおよび三方弁２２０を超えて、すなわちヘッダ２２８内に液体燃料でのヘッダ１３８の再充填を促進する。燃料給送サブシステム１０２の液体燃料給送ポンプ（図１には示されていない）が、動作状態にあると、弁１１８が開放され、弁１２２および１２６は、ヘッダ１３４に液体燃料を移送するためにバイアスされる。液体燃料は、流れ分割器１３６を介してヘッダ１３８を実質的に充填する。液体燃料がヘッダ１３８に入るにつれ、空気および窒素は、ヘッダ２２８に向かってバイアスされ、弁２３０、マニホールド２３２、ヘッダ２３８、弁２４０、および逆止め弁２４２を介してフォールススタート排出タンク１５４に移送される。さらに、ベント弁２０４は、弁１２６間のシステム１００の一部からの空気および／または窒素の除去を促進するための所定の時間期間について、および液体燃料充填アクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、タンク１５４へのヘッダ１３４と２０２との間の相互連結点について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。

いくつかの知られている燃焼タービン保守アクティビティは、燃焼タービンが遮断状態にある間に、例えば流れ分割器１３６と三方弁２２０との間のヘッダ１３８において、様々なシステム１００のキャビティ内への空気の導入の促進を含む。この空気は、燃焼タービンコミッショニングアクティビティを通してヘッダ１３８内に留まることができ、燃焼タービン再始動の間の実質的に安定した液体燃料の流れの始動において遅延を促進することができるエアポケットの形成を促進することができる。サブシステム２００は、上述のようにシステム１００の液体燃料再充填方法を使用して、ヘッダ１３８からの空気の除去を促進する。この方法は、コミッショニングの間に気体燃料から液体燃料への動作モード変化の信頼性を増大することができる。

サブシステム２００は、燃料システム１００内のエアポケットの可能性が緩和されて、液体燃料が弁２２０まで維持されることを許容することによって、燃焼タービンの信頼性の可能性がある増大を促進し、それによって気体燃料の液体燃料へのモード変化を促進する。弁２２０までの液体燃料保守は、サブシステム２００を介する空気ベントの間に、液体燃料でシステム１００を充填する方法によって促進される。サブシステム２００は、上向きに傾斜されたヘッダ２２８を介する液体燃料からのパージ空気除去の方法を促進することを介して、弁２２０までの液体燃料の保守をさらに促進する。システム１００の信頼性は、形成プロセスが上述される炭素質の粒子の形成の緩和を介して増大されることもできる。

サブシステム２００は、温度が９３℃（２００°Ｆ）を超えることがある領域から、燃料排出プロセスおよび窒素パージプロセスを介して液体燃料に除去する方法の促進を介して、燃料システム１００内の炭素質の粒子の形成を緩和することができる。窒素パージプロセスは、また、空気と燃料との相互作用の可能性を実質的に低減する、システム１００の一部から空気の除去を促進する。

サブシステム２００は、液体燃料のフォールススタート排出タンク１５４に向うバイアスを促進する前述の重力排出および窒素パージプロセスを使用して、システム１００の一部から液体燃料を除去する方法を提供することを介して、信頼性を促進することもでき、これらのプロセスは、気体燃料動作モードの間に燃焼カン１４６によって、受けられかつその後に点火される液体燃料の可能性を緩和することも促進する。

図２は、窒素パージサブシステム４００を有する液体燃料システム３００の代替の実施形態の概略を示す。液体燃料システム３００は、配管を含む少なくとも１つのキャビティ、ヘッダ、およびタンクを有し、タンクは、さらに、液体燃料給送サブシステム３０２、燃料ポンプ吸い込みヘッダ３０４、少なくとも１つの液体燃料フィルタ３０５、燃料ポンプ３０６、燃料ポンプ排出ヘッダ３０８、燃料ポンプ排出圧力逃し弁ヘッダ３１０、燃料ポンプ排出圧力逃し弁３１２、燃料ポンプ排出逆止め弁３１４、燃料ポンプバイパスヘッダ３１６、バイパスヘッダ手動遮断弁３１８、燃料ポンプバイパスヘッダ逆止め弁３２０、液体燃料流れ制御弁３２２、制御弁再循環ヘッダ３２４、液体燃料流れ停止弁３２６、停止弁再循環ヘッダ３２８、停止弁再循環ライン逆止め弁３３０、共通再循環ヘッダ３３２、流れ分割器吸い込みヘッダ３３４、少なくとも１つの非従動ギアポンプ３３７を含む流れ分割器３３６、少なくとも１つの流れ分割器排出ヘッダ３３８（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン供給ヘッダ３４０（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン流れベンチュリ３４２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン液体燃料ノズル供給マニホールド３４４（明瞭性のために１つだけ示される）、複数の液体燃料ノズル３４８を含む少なくとも１つの燃焼カン３４６（明瞭性のために１つだけ示される）、および液体燃料パージ空気サブシステム３５０を含む。タービン区画３５２は、点線で示されている。システム３００は、フォールススタート排出タンク３５４および機器空気サブシステム３５６も含む。

窒素パージサブシステム４００は、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁供給ヘッダ４０２、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁４０４、ソレノイド弁４０８、流れオリフィス４１０、逆止め弁４１２、少なくとも１つの液体燃料排出ヘッダ４１６（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの液体燃料手動排出弁４１８、少なくとも１つの燃料逆止め弁４２０（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの空気パージ逆止め弁４２２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの窒素パージ／空気ベントヘッダ４２４（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの窒素パージ／空気ベントヘッダ手動遮断弁４２６（明瞭性のために１つだけ示される）、共通窒素パージ／空気ベント収集マニホールド４２８、窒素供給サブシステム４３０、窒素供給手動遮断弁４３２、ベントライン４３４、ベントライン手動遮断弁４３６、およびベントライン逆止め弁４３８を含む。

液体燃料は、液体燃料給送サブシステム３０２から液体燃料システム３００内に流れる。液体燃料給送サブシステム３０２は、少なくとも１つの格納タンク（図２には示されていない）および少なくとも１つのポンプ（図２には示されていない）を含むことができる。液体燃料動作の間、少なくとも１つの液体燃料給送ポンプは、吸い込みヘッダ３０４への液体燃料の流れを促進し、燃料は、フィルタ３０５を通って燃料ポンプ３０６の入口に流れる。燃料ポンプ３０６は、燃料を排出ヘッダ３０８に排出し、圧力逃し弁３１２は、ポンプ３０６の流れ設計が達成されることができないときに、ポンプ３０６を通る十分な流れを促進することによって、ポンプ３０６を保護するために配置されかつバイアスされ、それによってポンプ３０６、ポンプモータ（図２には示されていない）、およびポンプ３０６の下流側の結合される配管の保護を促進する。逃し弁ヘッダ３１０は、共通再循環ヘッダ３３２に流体接続される。液体燃料は、通常、排出ヘッダ３０８から逆止め弁３１４を通って制御弁３２２へ流れる。逆止め弁３１４は、ポンプ３０６の逆回転の防止を促進するために、ポンプ３０６を通る排出ヘッダ３０８からの液体燃料の逆流の低減を促進するように配置されかつバイアスされる。

ポンプバイパスヘッダ３１６は、手動遮断弁３１８および逆止め弁３２０を含む。ヘッダ３１６の目的は、システム３００に液体燃料の供給を促進することであり、以下により詳細に記載されるようにベントの間に、ポンプ３０６の代わりとして、例えば液体燃料でシステム３００を充填する。弁３１８は、通常閉鎖され、流れを促進するために開放されることができる。逆止め弁３２０は、ポンプ３０６が動作状態である間に、ポンプ排出ヘッダ３０８からポンプ吸い込みライン３０４へ戻る燃料流れの低減を促進するために配置されかつバイアスされる。

液体燃料は、制御弁３２２および停止弁３２６を通って流れる。図２は、あるモードにおける弁３２２および３２６の配置を示し、そのモードで、燃焼タービン（図２には示されていない）は、液体燃料システム３００が動作状態を外され、すなわち気体燃料動作モードで、天然ガスで点火する。制御弁３２２および停止弁３２６は、それぞれ再循環ヘッダ３２４および３２８を通って共通再循環ヘッダ３３２へ液体燃料の流れを促進するために配置されるように図示される。ヘッダ３３２は、その後、ポンプ吸い込みヘッダ３０４への流れを促進する。ポンプ３０６が、これらの期間に通常動作状態を外されるために、燃料システム３００が動作状態を外された間の再循環の流れが小さくあり得ることに留意されたい。

ポンプ３０６が動作状態にあり、ヘッダ３０８内への液体燃料の流れが、ポンプ３０６によって引き起こされ、かつ燃焼タービンが気体燃料で動作するとき、弁３２２および３２６は、それぞれ再循環ヘッダ３２４および３２８へのポンプ３０６からの実質的に全ての液体燃料の流れを促進するためにバイアスされることができ、すなわち、動作の液体燃料スタンバイモードである。ヘッダ３２４を通る流れは、ヘッダ３２８を通る流れよりも大きいことがある。したがって、逆止め弁３３０は、ヘッダ３２８内に配置され、ヘッダ３２８を介する停止弁３２６へのヘッダ３３２からの燃料の流れの低減を促進するためにバイアスされる。

システム３００が動作状態でありかつ燃焼タービンが液体燃料で動作する、すなわち動作の液体燃料モードのときに、ポンプ３０６は、通常動作状態にあり、弁３２２および３２６は、流れ分割器吸い込みヘッダ３３４への流れを促進するようにバイアスされ、液体燃料は、流れ分割器３３６へ向けられる。流れ分割器３３６は、各結合される燃焼カン３４６に実質的に同様であり一貫した流れ分布を促進する複数の非従動ギアポンプ３３７を含む。

各ギアポンプ３３７は、ヘッダ３３４の全体にわたる実質的に同様の燃料圧力を促進し、それによって各ギアポンプ３３７への実質的に同様の吸い込み圧力を促進するために、流れに対する十分な抵抗を提供する。また、各ギアポンプ３３７は、各結合されるギアポンプ３３７を通るヘッダ３３４からの液体燃料の流れを介して、回転してエネルギー供給され、各結合される流れ分割器排出ヘッダ３３８内に、所定の排出圧力で所定のレートで燃料を排出する。１つのギアポンプ３３７、１つのヘッダ３３８、１つの燃料逆止め弁４２０、および１つのパージ空気逆止め弁４２２を含む１つの以降の流れチャネルが、以下に議論される。

流れ分割器３３６からの排出時に、液体燃料は、ヘッダ３３８から結合される燃料逆止め弁４２０へ流れる。システム３００が動作状態であるとき、ポンプ３０６を介して引き起こされる液体燃料圧力は、実質的に静止パージ空気サブシステム３５０の圧力より大きい。燃料逆止め弁４２０は、燃焼カン供給ヘッダ３４０への液体燃料の流れを促進し、かつシステム３００が動作状態であるときに、ヘッダ３４０内へのパージ空気の流れを実質的に低減するように配置されかつバイアスされる。したがって、燃料逆止め弁４２０は、開放バイアスされ、パージ空気逆止め弁４２２は、閉鎖バイアスされる。

パージ空気逆止め弁４２２は、燃焼カン供給ヘッダ３４０へのパージ空気の流れを促進し、かつシステム３００が動作状態を外されたとき、ヘッダ３４０内への液体燃料の流れを実質的に低減するように配置されかつバイアスされる。パージ空気サブシステム３５０からのパージ空気は、ポンプ３０６が動作状態を外された、実質的に静止液体燃料システム圧力より高い実質的に静止圧力に通常バイアスされる。気体燃料動作モードの間に、ポンプ３０６が動作状態を外される。したがって、パージ空気逆止め弁４２２は、開放バイアスされ、燃料逆止め弁４２０は、閉鎖バイアスされ、液体燃料は、それぞれの燃焼カン３４６に入ることを実質的に妨げられ、パージ空気がカン３４６へ移送され得る。パージ空気は、結合される燃焼カン３４６内の液体燃料燃焼の終了時に、ノズル３４８を介するヘッダ３４０およびマニホールド３４４からの液体燃料の除去を促進するために使用されることができる。パージ空気は、気体燃料動作モードの間に、ノズル３４８内への冷却空気の注入を介してノズル３４８の冷却を促進することもできる。カン３４６に移送され、かつ逆止め弁４２２を越えて漏れることがあるこの同じパージ空気が、液体燃料と相互作用し、かつ炭素質の粒子の凝結を促進する。

気体燃料モードから液体燃料モードへの燃焼タービン動作の変化の間、ポンプ３０６は、動作状態にされ、ヘッダ３３８内の液体燃料圧力が、増大される。ヘッダ３３８内の液体燃料圧力が、パージ空気圧力を超えると、燃料逆止め弁４２０への燃料圧力によって引き起こされるバイアスは、逆止め弁４２０に開放を始めるようにもたらし、ヘッダ３４０に入る燃料によって引き起こされるバイアスは、パージ空気逆止め弁４２２に閉鎖を始めるようにもたらす。燃料圧力が、パージ空気圧力より上に増大し続けると、燃焼カン３４６へのパージ空気の流れが実質的に終了するように、逆止め弁４２２は、実質的に閉鎖する傾向があり、逆止め弁４２０は、カン３４６への液体燃料の流れを促進するように実質的に開放される。

代替の実施形態において、燃焼タービンの気体燃料動作モード間に、液体燃料逆止め弁４２０および／またはパージ空気逆止め弁４２２が、任意の可能性がある漏洩を受けるなら、パージ空気サブシステム３５０の圧力は、通常静止ヘッダ３３８の圧力より高いため、パージ空気は、ヘッダ３４０への液体燃料の漏洩より、液体燃料システム３００へ漏洩する傾向がある。したがって、逆止め弁４２０を介する燃料漏洩の可能性は、減少されるが、空気と燃料の相互作用の可能性は増大する。この状態は、以下により詳細に議論される。

上記で議論されたように、燃焼タービン動作の所定の動作に応じて、液体燃料またはパージ空気のいずれかは、ヘッダ３４０へ移送される。ヘッダ３４０からの流れは、その後、燃焼カン空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ３４２およびマニホールド３４４を介して、燃焼カン３４６内に配置された燃料ノズル３４８に移送される。空気流れベンチュリ３４２は、パージ空気が、流れ経路における流れ制限、すなわちベンチュリの配置を介してヘッダ３４０内に流れる一方、燃焼カン３４６へのパージ空気の流れの最小化を促進するようにバイアスされることができる。図２は、空気ベンチュリ配置にバイアスされた空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ３４２を図示する。燃料がヘッダ３４０に移送される時間期間の間に、燃料流れヘッダ３４２は、マニホールド３４４への実質的に制限されない燃料流れを促進するようにバイアスされることができる。マニホールド３４４は、ノズル３４８への燃料およびパージ空気の流れの均等化を促進する。燃焼カン３４６は、燃料燃焼および燃焼タービンへのエネルギー放出を促進する。

代替の実施形態において、システム３００の少なくとも一部からフォールススタート排出タンク３５４への空気の除去が促進されることができるように、圧力逃し弁４０４は、液体燃料システム３００における高い点でヘッダ４０２を介してヘッダ３３４と流体連通に配置される。液体燃料が、除去される空気に同伴されることができる場合に、タンク３５４は、液体燃料を受けるように設計される。弁４０４は、通常、閉鎖された位置にバイアスされる。ポンプ３０６が動作状態にあり、または弁３１８が開放され、弁３２２および３２６が、ヘッダ３３４内への液体燃料の流れを促進するために配置されるとき、開放弁４０４が、タンク３５４へ燃料の過剰な流れを促進しないように、オリフィス４１０は、圧力逃し弁４０４の下流側に配置される。以下にさらに詳細に議論されるいくつかの所定の動作モードのために、ソレノイド弁４０８は、機器空気サブシステム３５６を弁４０４の動作機構と流体連通させるように作動される。サブシステム３５６からの機器空気は、弁４０４を開放配置にバイアスする。逆止め弁４１２は、タンク３５４からヘッダ３３４への燃料および空気の流れの最小化を促進するように配置されかつバイアスされる。

代替の実施形態において、自動化されたタイマ機構（図２には示されていない）は、オペレータ作用の不在で、所定の時間間隔でシステム３００の少なくとも一部から空気を除去するために、定期的に弁４０４を開放するために提供されることができる。

図２は、窒素パージサブシステム４００のさらなる実施形態を示す。窒素パージ／空気ベントヘッダ４２４は、それぞれ結合されるヘッダ３３８と流体連通する。ヘッダ４２４は、それぞれ１つの結合される手動遮断弁４２６を含む。ヘッダ４２４および結合される弁４２６は、共通窒素パージ／空気ベント収集マニホールド４２８と流体連通する。窒素供給サブシステム４３０は、手動遮断弁４３２を介してマニホールド４２８と流体連通する。フォールススタート排出タンク３５４は、ベントヘッダ４３４、手動遮断弁４３６、および逆止め弁４３８を介してマニホールド４２８と流体連通する。逆止め弁４３８は、タンク４１４からマニホールド４２８への流れが、実質的に最小化されるように配置されかつバイアスされる。窒素サブシステム４３０の圧力は、パージ空気サブシステム３５０の圧力より低い。

各液体燃料排出弁４１８は、各排出ヘッダ４１６を介して各ヘッダ３３８と流体連通する。各弁４１８はまた、タンク３５４と流体連通する。

例えば、燃焼タービンの液体燃料モードから気体燃料モードへ変化の後、所定の動作アクティビティの間、逆止め弁４２０および４２２の下流側のパージ空気の圧力は、逆止め弁４２０を閉鎖し、かつ逆止め弁４２２を開放するようにバイアスする。液体燃料手動排出弁４１８は、排出ヘッダ３１６を介して停止弁３２６の下流側のシステム３００の一部からの液体燃料を排出するために開放されることができる。液体燃料が、システム３００の一部から十分に排出されたことを確認したとき、窒素供給弁４３２は、窒素パージマニホールド４２８に対して開放されることができる。窒素が、マニホールド４２８およびベントヘッダ４３４内に流れるにつれ、弁４３６は、ヘッダ４３４およびマニホールド４２８から空気を除去するために、十分な時間期間の間に開放されることができる。圧力が、マニホールド４２８内で均等にされたとき、窒素パージ弁４２６は、パージヘッダ４２４に窒素の流れを許容するように開放されることができる。逆止め弁４２０が閉鎖バイアスされ、かつ燃料ヘッダ３３８がヘッダ４２４と流体連通し、窒素が、ヘッダ３３８内に流れることができる。窒素圧力は、排出ヘッダ４１６に向かって、かつ排出弁４１８を介してフォールススタート排出タンク３５４へシステム３００の一部の外に、残留する液体燃料の流れをバイアスする傾向がある。窒素パージアクティビティが完了したとき、弁４１８は閉鎖されることができ、窒素圧力は、ヘッダ３３８内への空気の浸透を妨げることを促進するために、ヘッダ４２４および３３８内で維持されることができる。さらに、ベント弁４０４は、タンク３５４へのヘッダ４２４と３３８との相互連結点間、およびヘッダ３３４と４０２との間の相互連結点で、窒素パージアクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、システム３００の一部からの空気および／または液体燃料の除去を促進するための所定の時間期間について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。

代替の実施形態において、窒素パージ／空気ベントヘッダ４２４は、流れ分割器排出ヘッダ３３８に対して実質的に上に向かう傾斜を有する。上に向かう傾斜は、燃焼タービンが、上述のように気体燃料モードで動作する期間の間に、燃料逆止め弁４２０を通って漏洩することがあるパージ空気を移送することを促進する。収集マニホールド４２８は、ヘッダ４２４を介して逆止め弁４２０から収集マニホールド４２８へ向かう空気の流れを促進するために、システム３００の一部の高い点にあるように配置される。

窒素パージサブシステム４００も、ヘッダ３３８に残留する空気の可能性が、実質的に最小化されるように、燃料逆止め弁４２０まで液体燃料でヘッダ３３８の再充填を促進する。パージ空気サブシステム３５０の圧力は、ポンプ３０６が動作状態を外されかつ弁３１８が開放されて、燃料システム３００の圧力より高く、したがって、逆止め弁４２０は、閉鎖配置に向かってバイアスされる。燃料給送サブシステム３０２の液体燃料給送ポンプ（図２には示されていない）が、動作状態にされると、弁３１８が開放され、弁３２２および３２６は、ヘッダ３３４に液体燃料を移送するためにバイアスされ、液体燃料は、ヘッダ３３８を充填する。液体燃料は、流れ分割器３３６を介してヘッダ３３８を実質的に充填する。液体燃料がヘッダ３３８に入るにつれ、空気および窒素は、ヘッダ４２４に向かってバイアスされ、弁４２６、マニホールド４２８、ヘッダ４３４、弁４３６、および逆止め弁４３８を介してフォールススタート排出タンク４１４に移送される。さらに、ベント弁４０４は、タンク３５４への弁３２６間、およびヘッダ３３４と４０２との間の相互連結点で、液体燃料充填アクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、システム３００の一部からの空気および／または窒素の除去を促進するための所定の時間期間について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。

いくつかの知られている燃焼タービン保守アクティビティは、燃焼タービンが遮断状態にある間に、例えば流れ分割器３３６と逆止め弁４２０との間のヘッダ３３８において、様々なシステム３００のキャビティ内への空気の導入の促進を含む。この空気は、燃焼タービンコミッショニングアクティビティを通してヘッダ３３８内に留まることができ、燃焼タービン再始動の間の実質的に安定した液体燃料の流れの始動において遅延を促進することができるエアポケットの形成を促進することができる。サブシステム４００は、上述のようにシステム３００の液体燃料再充填方法を使用して、ヘッダ３３８からの空気の除去を促進する。この方法は、コミッショニングの間に気体燃料から液体燃料への動作モード変化の信頼性を増大することができる。

サブシステム４００は、燃料システム３００内のエアポケットの可能性が緩和されて、液体燃料が逆止め弁４２０まで維持されることを許容することによって、燃焼タービンの信頼性の可能性がある増大を促進し、それによって気体燃料の液体燃料へのモード変化を促進する。逆止め弁４２０までの液体燃料保守は、サブシステム４００を介する空気ベントの間に、液体燃料でシステム３００を充填する方法によって促進される。サブシステム４００は、上向きに傾斜されたヘッダ４２４を介する液体燃料からのパージ空気除去の方法を促進することを介して、逆止め弁４２０までの液体燃料の保守をさらに促進する。システム３００の信頼性は、形成プロセスが上述される炭素質の粒子の形成の緩和を介して増大されることもできる。

サブシステム４００は、温度が９３℃（２００°Ｆ）を超えることがある領域から、燃料排出プロセスおよび窒素パージプロセスを介して液体燃料の除去方法の促進を介して、燃料システム３００内の炭素質の粒子の形成を緩和することができる。窒素パージプロセスは、また、空気と燃料との相互作用の可能性を実質的に低減する、システム３００の一部から空気の除去を促進する。

システム３００は、液体燃料のフォールススタート排出タンク３５４に向かうバイアスを促進する前述の重力排出および窒素パージプロセスを使用して、システム３００の少なくとも一部から液体燃料を除去する方法を提供することを介して、信頼性を促進することもでき、これらのプロセスは、気体燃料動作モードの間に燃焼カン３４６によって、受けられかつその後に点火される液体燃料の可能性を緩和することも促進する。

本明細書で記載された窒素パージサブシステムのための方法および装置は、燃焼タービン燃料システムの動作を促進する。より詳細には、本明細書で記載された窒素パージサブシステムを設計し、設置し、かつ動作させることは、液体燃料蒸留物と空気との間の化学的な相互作用のために、炭素質の凝結粒子の形成を最小化することによって、複数の動作モードで燃焼タービン燃料システムの動作を促進する。さらに、燃料システム配管および燃焼チャンバの有用な使用寿命予測は、窒素パージサブシステムで延長される。結果として、動作状態にされるときの燃料システム効率および有効性の劣化、増大された保守コスト、および関連するシステムの停止時間は、低減されまたは排除されることができる。

本明細書で記載されかつ／または図示される方法および装置は、燃焼タービン燃料システム、より詳細には窒素パージサブシステムとの方法および装置に関して記載されかつ／または図示されるが、本明細書で記載されかつ／または図示される方法の実施は、窒素パージサブシステムに限定されず、かつ一般に燃焼タービン燃料システムにも限定されない。むしろ本明細書で記載されかつ／または図示される方法は、任意のシステムを設計し、設置し、かつ動作することに適用可能である。

燃焼タービン燃料システムに結合されるとき窒素パージサブシステムの例示的な実施形態が、詳細に上述された。方法、装置、およびシステムは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されず、設計され、設置され、動作される特定の窒素パージサブシステムに限定されず、むしろ窒素パージサブシステムを設計し、設置し、動作する方法は、本明細書に記載された以外の方法、装置、およびシステムとは無関係にかつ別個に利用でき、または本明細書に記載されない構成要素の設計、設置、および動作に利用できる。例えば、他の構成要素はまた、本明細書に記載される方法を使用して設計、設置、および動作できる。

本発明は、様々な特定の実施形態に関して記載されたが、当業者は、本発明が、特許請求の範囲の精神および範囲内の修正とともに実施されることができることを認識する。

窒素パージサブシステムを含む液体燃料システムの例示的な実施形態を概略的に示す図である。 窒素パージサブシステムを含む液体燃料システムの代替の実施形態を概略的に示す図である。

符号の説明

１００ 液体燃料システム
１０２ 給送サブシステム
１０４ 吸い込みヘッダ
１０５ 燃料フィルタ
１０６ 燃料ポンプ
１０８ 排出ヘッダ
１１０ 逃し弁ヘッダ
１１２ 圧力逃し弁
１１４ 逆止め弁
１１６ バイパスヘッダ
１１８ 遮断弁
１２０ 逆止め弁
１２２ 制御弁
１２４ 再循環ヘッダ
１２６ 停止弁
１２８ 再循環ヘッダ
１３０ 逆止め弁
１３２ 再循環ヘッダ
１３４ 吸い込みヘッダ
１３６ 流れ分割器
１３７ ギアポンプ
１３８ 排出ヘッダ
１４０ 供給ヘッダ
１４２ 流れヘッダ
１４４ 供給マニホールド
１４６ 燃焼カン
１４８ ノズル
１５０ 空気サブシステム
１５２ タービン区画
１５４ 排出タンク
１５６ 空気サブシステム
２００ サブシステム
２０２ ヘッダ
２０４ ベント弁
２０８ ソレノイド弁
２１０ 流れオリフィス
２１２ 逆止め弁
２１６ 排出ヘッダ
２１８ 排出弁
２２０ 弁
２２２ パイロット空気供給源
２２４ 弁検知ライン
２２６ ばね
２２８ ヘッダ
２３０ 遮断弁
２３２ パージマニホールド
２３４ 供給サブシステム
２３６ 遮断弁
２３８ ベントヘッダ
２４０ 遮断弁
２４２ 逆止め弁
３００ 液体燃料システム
３０２ 給送サブシステム
３０４ 吸い込みヘッダ
３０５ 燃料フィルタ
３０６ 燃料ポンプ
３０８ 排出ヘッダ
３１０ 逃し弁ヘッダ
３１２ 圧力逃し弁
３１４ 逆止め弁
３１６ 排出ヘッダ
３１８ 遮断弁
３２０ 逆止め弁
３２２ 制御弁
３２４ 再循環ヘッダ
３２６ 制御弁
３２８ 再循環ヘッダ
３３０ 逆止め弁
３３２ 再循環ヘッダ
３３４ 吸い込みヘッダ
３３６ 流れ分割器
３３７ ギアポンプ
３３８ 排出ヘッダ
３４０ 供給ヘッダ
３４２ 流れヘッダ
３４４ マニホールド
３４６ 燃焼カン
３４８ 燃料ノズル
３５０ 空気サブシステム
３５２ タービン区画
３５４ タンク
３５６ 空気サブシステム
４００ パージサブシステム
４０２ ヘッダ
４０４ 圧力逃し弁
４０８ ソレノイド弁
４１０ 流れオリフィス
４１２ 逆止め弁
４１４ タンク
４１６ 排出ヘッダ
４１８ 燃料手動排出弁
４２０ 逆止め弁
４２２ 逆止め弁
４２４ ヘッダ
４２６ 遮断弁
４２８ マニホールド
４３０ サブシステム
４３２ 遮断弁
４３４ ベントヘッダ
４３６ 遮断弁
４３８ 逆止め弁

Claims (10)

1. 二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システム（１００）のための窒素パージサブシステム（２００）であって、前記燃料システムは、少なくとも１つのキャビティ（１５２）を有し、前記窒素パージサブシステムは、前記キャビティと流体連通する少なくとも１本のパイプに結合された窒素源を備え、前記パージサブシステムは、前記パイプを介して前記窒素源から前記キャビティへ窒素の流れを制御する少なくとも１つの弁（２０４）をさらに備え、前記少なくとも１つの弁が、開放状態を有し、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、前記キャビティから液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、前記窒素源から前記パイプを通って前記キャビティ内に流れる窒素パージサブシステム（２００）。
2. 前記少なくとも１つの弁（２０４）が、少なくとも１つの三方弁（２２０）を備え、前記三方弁は、少なくとも１つの検知ライン（２２４）、少なくとも１つのばね（２２６）、少なくとも１つのパイロット空気供給源（２２２）、少なくとも１つのシャトルスプール、および少なくとも１つの流れポートを備え、前記少なくとも１つの検知ライン、前記少なくとも１つのばね、前記少なくとも１つのパイロット空気供給源、前記少なくとも１つのシャトルスプール、および前記少なくとも１つの流れポートは、バイアスを引き起こし、前記バイアスは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部内の燃料、空気、および窒素の移送が促進されるようなものである請求項１記載の窒素パージサブシステム（２００）。
3. 前記少なくとも１つの三方弁（２２０）は、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部内の燃料、空気、および窒素の移送が促進されるように、前記パイプと流体連通する少なくとも１つの通路をさらに備える請求項２記載の窒素パージサブシステム（２００）。
4. 前記少なくとも１つの弁（２０４）が、複数の逆止め弁（２１２）を備え、前記複数の逆止め弁がバイアスを引き起こし、前記バイアスが、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部内の燃料、空気、および窒素の移送が促進されるようなものである請求項１記載の窒素パージサブシステム（２００）。
5. 前記少なくとも１つの弁（２０４）および前記パイプがさらに、
   少なくとも１本の窒素パージパイプと、
   窒素パージマニホールド（２３２）であって、前記マニホールドが、前記少なくとも１本の窒素パージパイプを介して、少なくとも１本の燃料パイプに窒素を提供し、かつ少なくとも１本の燃料パイプから空気を受ける、窒素パージマニホールド（２３２）と、
   少なくとも１つの圧力逃し弁（３１２）と
   をさらに備える請求項１記載の窒素パージサブシステム（２００）。
6. 前記少なくとも１本の窒素パージパイプは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの空気の除去、および前記窒素パージマニホールド（２３２）への空気の移送が促進されるように、実質的に水平面に対する上向きの傾斜でバイアスされる前記窒素パージパイプの少なくとも一部を備える請求項５記載の窒素パージサブシステム（２００）。
7. 前記少なくとも１本の窒素パージパイプは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの燃料の除去が、重力を介して引き起こされる原動力を使用して、前記燃料システムの少なくとも一部から前記キャビティ（１５２）に燃料の移送を介して促進されるように、前記三方弁（２２０）と流体連通する少なくとも１つの通路を備える請求項５記載の窒素パージサブシステム（２００）。
8. 前記少なくとも１本の窒素パージパイプは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの燃料の除去が、前記キャビティ（１５２）に向かって前記燃料システムの少なくとも一部内の燃料をバイアスするために、原動力を引き起こすことを介して促進されるように、前記三方弁（２２０）および前記窒素源と流体連通する少なくとも１つの通路をさらに備え、前記キャビティが、第１の圧力を有し、前記窒素源が、第２の圧力を有し、前記第２の圧力が、前記第１の圧力より大きく、さらに、前記燃料システムの少なくとも一部からの空気の除去が、前記キャビティに向かって前記燃料システムの少なくとも一部内の空気をバイアスするために、原動力を引き起こすことを介して促進されるように、前記キャビティが、第３の圧力を有し、前記燃料システムの少なくとも一部内の空気は、第４の圧力を有し、前記窒素源は、第５の圧力を有し、前記第５の圧力が、前記第４の圧力より大きく、前記第４の圧力が、前記第３の圧力より大きい請求項５記載の窒素パージサブシステム（２００）。
9. 前記少なくとも１つの圧力逃がし弁（３１２）が、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの空気除去を促進するために、通常閉鎖されたバイアスおよび開放バイアスを含む請求項５記載の窒素パージサブシステム（２００）。
10. 少なくとも１つの弁（２０４）、少なくとも１つのパイプ、少なくとも１つのキャビティ（１５２）、および少なくとも１つのポンプ（１０６）を備える液体燃料システム（１００）であって、前記少なくとも１つの弁および少なくとも１つのパイプが、窒素パージサブシステム（２００）を備え、前記窒素パージサブシステムが、前記キャビティと流体連通した前記パイプに結合された窒素源を備え、前記窒素パージサブシステムが、前記パイプを介して前記窒素源から前記キャビティへの窒素の流れを制御する少なくとも１つの弁をさらに備え、前記少なくとも１つの弁が、開放状態を有し、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、前記キャビティから液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、前記窒素源から前記パイプを通って前記キャビティ内に流れる液体燃料システム（１００）。

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