JP2010281325A - タービンエンジンの制御および動作に関するシステム - Google Patents
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/224—Heating fuel before feeding to the burner
Abstract
【解決手段】燃料管路50から燃料を受け取る燃焼器30と、燃料を加熱するために熱源71との間で熱を伝達するように配置された燃料管路50の一部分を含む熱交換部分52と、燃料の発熱量を試験するように配置され、発熱量試験の結果を約1分以内に提供するように構成された高速発熱量計74と、熱交換部分52をバイパスする燃料管路60を含む冷レッグバイパス76であって、上流フォーク62および燃料混合接合部64で燃料管路50に接続された冷レッグバイパス76と、熱交換部分52を通して導かれている燃料および冷レッグバイパス76を通して導かれている燃料を制御する弁78、79とを備え、燃料混合接合部64と燃焼器30との間の燃料管路50の長さが20メートル未満である燃焼タービンエンジン。
【選択図】図5
Description
11 軸流圧縮機
12 タービン
13 燃焼器
14 圧縮機動翼
15 圧縮機静翼
16 タービン動翼
17 タービン静翼
20 燃焼タービンシステム
22 発電機
24 ロータシャフト
26 圧縮機
28 タービン
30 燃焼器
32 空気取入れ管路
40 排出ガススタック
50 燃料管路
52 熱交換部分
60 バイパス燃料管路
62 上流フォーク
63 上流燃料バイパス制御弁
64 燃料混合接合部
65 燃焼器ガス制御弁
66 ガスクロマトグラフ
70 燃焼タービンシステム
71 油浴または水浴加熱器
72 ポンプ
74 高速発熱量計
76 冷レッグバイパス
78 冷レッグ弁
79 熱レッグ弁
82 制御ユニット
85 下流冷レッグバイパス
86 第2のフォーク
87 三方弁
87 直接燃焼加熱器
90 三方弁
91 電気加熱器
94 ヒートパイプ熱交換器
95 伝導性パイプ
96 排出ガス導管
Claims (10)
- 燃焼タービンエンジン用の燃料送出システムにおいて、
燃料源および前記燃焼タービンエンジンの燃焼器(30)に接続された燃料管路(50)であって、前記燃料を前記燃焼器(30)に送出する前に前記燃料を加熱するために熱源(71、87、91、94)との間で熱を伝達するように配置された熱交換部分(52)を有する燃料管路(50)と、
前記燃料の発熱量を測定するように配置された高速発熱量計(74)と、
前記燃料管路(50)の前記熱交換部分(52)をバイパスする代替燃料管路(60)を含む冷レッグバイパス(76)であって、前記熱交換部分(52)の上流に配置された上流フォーク(62)および前記熱交換部分(52)の下流に配置された燃料混合接合部(64)にて、前記燃料管路(50)に接続された冷レッグバイパス(76)と、
前記熱交換部分(52)を通して導かれている燃料の量および前記冷レッグバイパス(76)を通して導かれている燃料の量を制御する手段と
を備え、
前記冷レッグバイパス(76)を通して導かれる燃料の量および前記熱交換部分(52)を通して導かれる燃料の量を制御する前記手段による変更によって、前記燃焼器(30)の入口の上流で前記入口の直ぐ近くに配置された燃料弁を含む燃焼器ガス制御弁(65)における燃料温度が、比較的に短時間のうちに変化するように、前記燃料混合接合部(64)が、前記燃焼器ガス制御弁(65)の十分に近くに配置されており、前記燃焼器ガス制御弁(65)に到達する前に、前記燃料が、実質的に均一な温度に十分に混合されるように、前記燃料混合接合部(64)が、前記燃焼器ガス制御弁(65)から十分に離れた位置に配置されている
燃料送出システム。 - 前記燃焼タービンエンジンが、
燃焼のために空気を圧縮する圧縮機(26)であって、圧縮機(26)から圧縮空気を受け取り、前記燃料送出システムから燃料を受け取る前記燃焼器(30)が接続されており、前記燃料が、前記燃焼器(30)内で燃焼し、燃焼ガスを発生させる、圧縮機(26)と、
前記燃焼器(30)に接続されたタービン(28)であって、タービン(28)を駆動する前記燃焼ガスを受け取るように構成されており、前記燃焼ガスがタービン(28)から排出される、タービン(28)と
を備え、
前記燃料を加熱する前記熱源(71、87、91、94)が、水浴加熱器(71)、熱油浴加熱器、直接燃焼加熱器(87)、電気加熱器(91)、ヒートパイプ熱交換器(94)、水蒸気加熱器、熱水加熱器、および前記燃焼タービンエンジンの排出ガスの熱を使用する熱交換器のうちの1つを含む、
請求項1記載の燃料送出システム。 - 前記制御手段が制御ユニット(82)を含み、
前記制御手段が、前記冷レッグバイパス(76)上に配置された二方冷レッグ弁(78)、前記燃料管路(50)上に配置された二方熱レッグ弁(79)、および燃料混合接合部(64)に配置された三方弁(90)のうちの少なくとも1つを含み、
前記制御ユニット(82)が、前記高速発熱量計(74)から発熱量試験の結果を受け取るように構成されており、
前記燃料の一部が前記熱交換部分(52)を通して導かれ、前記燃料の一部が前記冷レッグバイパス(76)を通して導かれ、その結果、前記燃料混合接合部(64)の下流で、前記燃料に対する目標温度範囲が維持されるように、前記弁のうちの少なくとも1つの弁の設定を制御するよう、前記制御ユニット(82)が構成されており、
前記燃料に対する前記目標温度範囲が、前記燃料の測定された発熱量が与えられた場合に、前記燃料が目標修正ウォッベ指数範囲を含む温度を含み、
前記目標修正ウォッベ指数範囲が、その修正ウォッベ指数レーティングの燃料を前記燃焼タービンエンジン内で使用することが好ましい、少なくとも1つの所定の修正ウォッベ指数レーティングを含む、
請求項1又は2記載の燃料送出システム。 - 前記制御ユニット(82)が、
前記目標温度範囲を考慮して、前記燃料混合接合部(64)の下流の燃料温度を増大させる必要がある場合に、前記弁のうちの少なくとも1つ弁を、前記燃料管路(50)の前記熱交換部分(52)を通して導かれる燃料の部分を増大させるように制御し、
前記目標温度範囲を考慮して、前記燃料混合接合部(64)の下流の燃料温度を低下させる必要がある場合に、前記弁のうちの少なくとも1つ弁を、前記燃料管路(50)の前記熱交換部分(52)を通して導かれる燃料の部分を減少させるように制御する
ように構成されている、請求項3記載の燃料送出システム。 - 前記高速発熱量計(74)が、試験工程を開始してから約30秒以内に発熱量試験の結果を提供する装置を含み、
前記燃料送出システムが、前記燃料を一定の間隔で試験するように構成されており、前記一定の間隔が約30秒未満である、
請求項1乃至4のいずれか1項記載の燃料送出システム。 - 燃料温度を測定し、燃料温度測定値を前記制御ユニット(82)に送信する複数の燃料温度装置をさらに含み、前記燃料温度装置が、少なくとも、前記冷レッグバイパス(76)内または前記上流フォーク(62)の上流のある点で測定される冷燃料温度、前記熱交換部分(52)と前記燃料混合接合部(64)との間のある点で測定される熱燃料温度、および前記燃料混合接合部(64)と前記燃焼器(30)の入口との間のある点で測定される混合燃料温度を測定するように配置されている、請求項3記載の燃料送出システム。
- 前記燃料混合接合部(64)と前記燃焼器ガス制御弁(65)との間の燃料管路(50)の長さが約2から20メートルとなるように、前記燃料混合接合部(64)が配置された、請求項1乃至6のいずれか1項記載の燃料送出システム。
- 前記燃料混合接合部(64)と前記燃焼器ガス制御弁(65)との間の燃料管路(50)の長さが約4から15メートルとなるように、前記燃料混合接合部(64)が配置された、請求項1乃至6のいずれか1項記載の燃料送出システム。
- 前記燃料混合接合部(64)と前記燃焼器ガス制御弁(65)との間の燃料管路(50)の長さが約6から10メートルとなるように、前記燃料混合接合部(64)が配置された、請求項1乃至6のいずれか1項記載の燃料送出システム。
- 前記熱交換部分(52)をバイパスする第2の代替燃料管路を含む下流バイパス(85)をさらに備え、
前記下流バイパス(85)が、前記上流フォーク(62)の下流、前記熱交換部分(52)の上流にある第1の位置、および前記燃料混合接合部(64)の上流、前記熱交換部分(52)の下流にある第2の位置で、前記燃料管路(50)に接続されている、
請求項1乃至9のいずれか1項記載の燃料送出システム。
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