KR20240123814A - 공기 냉각 연료 퍼지 흐름을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

시스템은 열 교환기(232), 팬(234) 및 마운트(236)를 갖는 공기 냉각 시스템(18)을 포함한다. 열 교환기(232)는 유입구, 유출구 및 유입구와 유출구 사이의 열 교환 도관(238)을 포함한다. 유입구는 가스 터빈 시스템(10)의 블리드 시스템(14)에 결합되어 블리드 흐름을 추출하도록 구성된다. 열 교환기(232)는 주변 공기 중에서 열 교환 도관(238)을 따라 블리드 흐름을 냉각시켜 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성된다. 유출구는 가스 터빈 시스템(10)의 연료 퍼지 시스템(16)과 결합하여 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로 공급하도록 구성된다. 팬(234)은 열 교환기(232)를 통해 주변 공기로부터 공기의 흐름을 강제하도록 구성된다. 마운트(236)는 가스 터빈 시스템(10)을 둘러싸는 인클로저(188)의 외부에 공기 냉각 시스템(18)을 장착하도록 구성된다.

Description

공기 냉각 연료 퍼지 흐름을 위한 시스템 및 방법

본원에 개시된 주제는 가스 터빈 시스템 및, 특히, 연료 퍼지 흐름을 냉각하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

가스 터빈 시스템은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다 압축기는 하나 이상의 단계에서 흡입 공기를 압축하여 압축 공기를 생성한다. 연소기는 압축 공기를 연료와 혼합하고, 압축 공기와 함께 연료를 연소시켜 고온 연소 가스를 생성한다. 터빈은 하나 이상의 터빈 단계를 통해 고온 연소 가스를 지향시켜, 압축기 및 부하에 결합될 수 있는 샤프트의 회전을 구동한다. 특정 상황에서, 연료 시스템은 연료 퍼지 흐름에 의해 퍼지될 수 있다. 그러나 연료 퍼지 흐름의 온도가 너무 높으면, 연료 퍼지 흐름으로 인해 코킹과 같은 문제가 발생할 수 있다. 터빈에 의해 구동되는 발전기를 갖는 트레일러 장착형 가스 터빈 시스템과 같은 이동식 가스 터빈 시스템에서, 연료 퍼지 흐름에 대한 적절한 냉각을 제공하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 이동식 가스 터빈 시스템은 특정 현장의 제한으로 인해 연료 퍼지 흐름을 냉각하기 위해 물을 사용하지 못할 수 있다. 따라서, 이동식 가스 터빈 시스템이 보다 유연한 방식으로 작동할 수 있도록 다양한 현장에서 이용 가능한 리소스를 사용하여 연료 퍼지 흐름을 냉각할 필요성이 존재한다.

원래 청구되는 주제와 범주가 상응하는 특정 실시예가 하기에 요약되어 있다. 이들 실시예는 청구된 주제의 범주를 제한하고자 하는 것이 아니라, 오히려 이들 실시예는 단지 주제의 가능한 형태의 간략한 개요를 제공하고자 의도된다. 실제로, 주제는 하기에 제시된 실시예와 유사하거나 상이할 수 있는 다양한 형태를 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 시스템은 열 교환기, 팬, 및 마운트를 갖는 공기 냉각 시스템을 포함한다. 열 교환기는 유입구, 유출구 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 열 교환 도관을 포함한다. 유입구는 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템에 결합되어 블리드 흐름을 추출하도록 구성된다. 열 교환기는 주변 공기에서 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성된다. 유출구는 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템에 결합하여 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로 공급하도록 구성된다. 팬은 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하도록 구성된다. 마운트는 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저 외부에 공기 냉각 시스템을 장착하도록 구성된다.

특정 실시예에서, 방법은 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템으로부터 추출된 블리드 흐름을 공기 냉각 시스템의 열 교환기의 유입구 내로 흡입하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 주변 공기에서 열 교환기의 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 열 교환기의 유출구로부터 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템 내로 연료 퍼지 흐름으로서 냉각된 추출 흐름을 공급하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 공기 냉각 시스템의 팬을 통해 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 공기 냉각 시스템은 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저의 외부에 공기 냉각 시스템을 장착하도록 구성되는 마운트를 포함한다.

특정 실시예에서, 방법은 가스 터빈 시스템을 둘러싸는 인클로저 외부에 공기 냉각 시스템을 마운트를 통해 장착하는 단계를 포함한다. 공기 냉각 시스템은 유입구, 유출구 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 열 교환 도관을 갖는 열 교환기를 포함한다. 유입구는 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템에 결합되어 블리드 흐름을 추출하도록 구성된다. 열 교환기는 주변 공기에서 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성된다. 유출구는 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템에 결합하여 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로 공급하도록 구성된다. 공기 냉각 시스템은 또한 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하도록 구성된 팬을 포함한다.

본 개시의 이들 및 다른 특징, 태양, 및 이점은 동일한 도면 부호가 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 나타낸 첨부 도면을 참조하여 하기 상세한 설명이 검토될 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 블리드 시스템에 결합된 공기 냉각 시스템을 갖는 연료 퍼지 시스템을 갖는 가스 터빈 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 가스 터빈 시스템의 일 실시예의 개략적인 측면도이며, 가스 터빈 시스템의 인클로저의 상부 벽에 장착되는 공기 냉각 시스템, 및 인클로저 내부에 배치되는 연료 퍼지 시스템과 블리드 시스템의 세부 사항을 추가로 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 가스 터빈 시스템의 일 실시예의 부분 사시도이며, 인클로저의 상부 벽에 장착되는 공기 냉각 시스템을 추가로 도시한다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 가스 터빈 시스템의 실시예의 부분 평면도이며, 인클로저의 상부 벽에 장착되는 도 3의 공기 냉각 시스템을 추가로 도시한다.
도 5는 도 1 및 도 2의 연료 퍼지 시스템의 실시예의 부분 사시도이며, 도 2의 연료 퍼지 시스템의 퍼지 도관을 따라 밸브 조립체 및 벽 마운트의 세부 사항을 추가로 도시한다.
도 6은 도 5의 연료 퍼지 시스템의 부분 사시도이며, 벽 마운트의 세부 사항을 추가로 도시한다.

본 개시내용의 하나 이상의 특정 실시예가 아래에서 설명될 것이다. 이들 실시예의 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로, 실제 구현예의 모든 특징부가 명세서에 설명되지 않을 수 있다. 임의의 이러한 실제 구현예의 개발에서, 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 수많은 구현예-특정 결정은 시스템-관련 및 사업-관련 제약을 따르는 것과 같은 개발자의 특정 목표를 달성하도록 이루어져야 하며, 이는 구현예마다 다를 수 있음을 이해하여야 한다. 게다가, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시의 이익을 갖는 통상의 기술자에게는 설계, 제조, 및 제작의 일상적인 과제일 것이라는 것이 이해되어야 한다.

본 개시의 다양한 실시예의 요소를 소개할 때, 단수표현(관사 "a", "an", "the"), 및 "상기(said)"는 요소 중 하나 이상이 있음을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는(comprising, including)", 및 "갖는(having)"은 포괄적인 것이고 열거된 요소 이외의 부가적인 요소가 존재할 수 있음을 의미하도록 의도된다.

이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 연료 퍼지 시스템을 사용하여 가스 터빈 시스템의 연료 공급 시스템으로부터, 가스 연료 또는 액체 연료와 같은, 연료를 퍼지할 수 있다. 연료 퍼지 시스템은 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저 내의 다양한 연료 도관, 매니폴드, 밸브 및 장비를 통해 연료 퍼지 흐름을 라우팅할 수 있다. 특정 실시예에서, 연료 퍼지 흐름은 블리드 시스템을 통해 압축기로부터 추출될 수 있고(예: 압축 공기를 포함하는 블리드 흐름), 이어서 수냉에 의존하지 않고 공기 냉각 시스템에 의해 냉각될 수 있다. 공기 냉각 시스템은 연료 공급 시스템, 연료 퍼지 시스템 및/또는 블리드 시스템에 근접하여 인클로저 외부에 장착될 수 있다. 인클로저 외부의 공기 냉각 시스템 위치는, 인클로저를 둘러싸는 주변 공기를 활용하여, 열을 가스 터빈 시스템으로부터 멀리 전달하는 데 도움이 된다. 연료 공급 시스템, 연료 퍼지 시스템, 및/또는 블리드 시스템에 근접한 공기 냉각 시스템의 위치는 공기 냉각 시스템을 오가는 도관의 길이를 줄이는 데 도움이 되며, 이에 따라 공기 냉각 시스템과 관련된 압력 강하를 실질적으로 감소시키거나 최소화하는 데 도움이 된다. 결과적으로, 공기 냉각 시스템은 공기 냉각 시스템을 통한 연료 퍼지 흐름의 통과와 관련된 압력 강하를 감소시키면서, 주변 공기를 이용하여 연료 퍼지 흐름을 냉각시키도록 구성된다. 블리드 시스템, 연료 퍼지 시스템 및 공기 냉각 시스템의 세부 사항은 도 1 내지 도 6을 참조하여 이하에서 더 상세히 논의된다.

도 1은 가스 터빈 엔진(12), 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)을 갖는 가스 터빈 시스템(10)의 일 실시예의 블록도이다. 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 블리드 시스템(14)은 블리드 흐름(예: 압축 공기 흐름)을 추출하도록 구성되고, 연료 퍼지 시스템(16)은 블리드 흐름으로 하나 이상의 연료 라인을 퍼지하도록 구성되고, 공기 냉각 시스템(18)은 연료 퍼지 시스템(16)에 의해 이용되는 블리드 흐름을 냉각시키도록 구성된다. 블리드 시스템(14)은 가스 터빈 시스템(10)의 고압 영역(13)과 저압 영역(15) 사이에서 가스 터빈 시스템(10)의 중심축(20)을 따라 블리드 흐름을 라우팅하도록 구성된다. 공기 냉각 시스템(18)은 블리드 흐름으로부터 주변 환경으로(예: 공기 대 공기 냉각으로) 열을 전달함으로써 블리드 흐름을 냉각하도록 구성된다. 연료 퍼지 시스템(16)은, 공기 냉각 시스템(18)에 의해 냉각된 후, 액체 연료를 사용하는 가스 터빈 시스템(12)의 작동 동안에 가스 연료 라인을 통해, 또는 하나의 연료 라인 세트를 사용하여 가스 터빈 시스템(12)의 작동 동안에 다른 연료 라인 세트를 통해 블리드 흐름을 라우팅하도록 구성될 수 있다. 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)의 실시예는 이하에서 더 상세히 설명된다.

가스 터빈 엔진(12)은 배기 섹션(22), 흡기 섹션(24), 압축기 섹션(26), 연소 섹션(28), 터빈 섹션(30), 및 발전기와 같은 부하(32)를 포함한다. 가스 터빈 엔진(12)은 또한 하나 이상의 프로세서(36), 메모리(38), 및 메모리(38)에 저장되고 프로세서(36)에 의해 실행 가능한 명령어(40)를 갖는 하나 이상의 제어기(34)를 포함하여 가스 터빈 시스템(10) 및 블리드 시스템(14)의 다양한 제어 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(34)는 블리드 시스템(14)의 하나 이상의 밸브를 제어하여 고압 및 저압 영역(13 및 15) 사이의 블리드 흐름을 제어하고, 연료 퍼지 시스템(16)의 하나 이상의 밸브를 제어하여 연료 퍼지 흐름(예: 블리드 시스템(14)으로부터 추출된 블리드 흐름의 일부)를 제어하고, 공기 냉각 시스템(18)의 하나 이상의 구성요소(예: 팬, 밸브 등)를 제어하여 연료 퍼지 흐름의 온도 및 유량을 제어하도록 구성될 수 있다. 흡기 섹션(24)은 하나 이상의 공기 필터, 유체 주입 시스템(예: 가열된 유체 및/또는 냉각된 유체), 방빙 시스템, 소음기 배플, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 흡기 섹션(24)은 공기 흐름(42)을 압축기 섹션(26)의 하나 이상의 압축기 단계(44) 내로 라우팅한다.

압축기 섹션(26)은 압축기 케이싱(46), 압축기 단계(44) 각각에서 압축기 케이싱(46)으로부터 내측으로 연장되는 하나 이상의 베인(48), 압축기 단계(44) 각각에서 샤프트(52)로부터 외측으로 연장되는 하나 이상의 블레이드(50), 및 블리드 시스템(14)과의 연결부(54)를 포함한다. 샤프트(52)는 압축기 단계(44) 각각에서 복수의 원주방향으로 이격된 블레이드(50)를 회전시키도록 구성되는 반면, 복수의 원주방향으로 이격된 베인(48)은 압축기 단계(44) 각각에서 고정되어 유지된다. 연결부(54)는, 하나 이상의 압축기 단계(44)에서의 연결부(54)와 같은, 블리드 시스템(14)과의 유체 도관 연결부를 포함할 수 있다. 연결부(54)는 압축기 케이싱(46)의 대향 측면(예: 정반대 측면) 상에, 또는 압축기 케이싱(46) 상의 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다. 압축기 섹션(26)은 압축된 공기 흐름(56)을 연소 섹션(28)의 하나 이상의 연소기(58) 내에 출력한다.

각각의 연소기(58)는 압축 공기(56) 및 연료(62)를 연료 공급 시스템(64)으로부터 연소기(58)의 연소 챔버(66) 내로 라우팅하도록 구성된 하나 이상의 연료 노즐(60)을 포함한다. 연료(62) 및 압축 공기(56)는 연소 챔버(66) 내에서 혼합되고 연소되어, 터빈 섹션(30) 내로 라우팅되는 고온 연소 가스(68)를 생성한다. 특정 실시예에서, 연소 섹션(28)은 가스 터빈 시스템(10)의 중심축을 중심으로 원주방향으로 배치된 단일 환형 연소기(58)를 갖는다. 그러나, 일부 실시예에서, 연소 섹션(28)은 가스 터빈 시스템(10)의 중심축을 중심으로 원주방향으로 이격된 복수의 연소기(58)(예: 연소기 캔)를 포함한다. 연료 노즐(60)은, 복수의 연료 회로 상에서 작동하도록 구성될 수 있는, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상의 연료 노즐을 포함할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 연료 회로는 동일한 연료 또는 상이한 연료, 예컨대 액체 및 가스 연료를 전달하도록 설계될 수 있다. 가스 터빈 시스템(10)은 상이한 연료 회로를 사용하여 상이한 연료 사이에서 전환하도록 구성될 수 있다. 연료와 연료 회로 사이를 전환할 때, 연료 퍼지 시스템(16)은 미사용 연료 회로를 통해 연료 퍼지 흐름을 순환시켜 임의의 역류를 차단하고, 코킹의 가능성을 줄이고, 일반적으로 미사용 연료 회로를 보호하도록 구성될 수 있다. 공기 냉각 시스템(18)은 냉각을 위해 물 공급을 사용하는 대신, 주변 공기를 이용하여 연료 퍼지 흐름을 냉각하도록 구성된다. 여하튼, 연료가 연소되면, 고온 연소 가스(68)는 터빈 섹션(30)을 구동하기 위해 사용된다.

터빈 섹션(30)은 고온 연소 가스(68)를 점진적으로 팽창시키고 가스 터빈 시스템(10)의 구성요소를 구동하도록 구성된 복수의 터빈 단계(70)를 포함한다. 터빈 섹션(30)은 터빈 케이싱(72), 터빈 단계(70) 각각의 터빈 케이싱(72)으로부터 내측으로 연장되는 하나 이상의 터빈 베인(74), 및 하나 이상의 터빈 단계(70) 각각에서 터빈 샤프트(78)로부터 외측으로 연장되는 하나 이상의 터빈 블레이드(76)를 포함한다. 터빈 샤프트(78)는 터빈 단계(70) 각각에서 복수의 원주방향으로 이격된 터빈 블레이드(76)에 대해 흐르는 고온 연소 가스(68)에 의해 회전하도록 구동되는 반면, 복수의 원주방향으로 이격된 터빈 베인(74)은 터빈 단계(70) 각각에서 고정되어 유지된다. 고온 연소 가스(68)는 터빈 블레이드(76) 및 터빈 샤프트(78)의 회전을 구동하는 동안 터빈 섹션(30)을 통해 팽창한 다음 배기 섹션(22)을 통해 배출된다.

배기 섹션(22)은 터빈 섹션(30)으로부터 하류에 배치된 배기 플레넘(80)을 포함하고, 배기 플레넘(80)은 배기 유출구(82)를 포함한다. 배기 유출구(82)는 가스 터빈 시스템(10)의 특정 구성에 따라 다양한 배기 유출구 배향에 위치할 수 있다. 도시된 실시예에서, 배기 유출구(82)는 (가스 터빈 시스템(10)의 후미 단부에서 볼 때) 배기 플레넘(80)의 우측에 우측 배향 또는 구성(84)으로 배열되어, 화살표(86)에 표시된 바와 같이 우측 방향으로 배기 흐름을 지향시킨다. 그러나, 배기 유출구(82)는, 배기 가스의 수직 흐름을 지향시키기 위한 상부 배향 또는 구성(88), 또는 화살표(92)에 의해 표시된 바와 같이 배기 흐름을 좌측 방향으로 지향시키도록 구성된 좌측 배향 또는 구성(90)과 같은, 다른 구성(도 1에 가상선으로 도시됨)으로 배열될 수 있다.

작동 시, 가스 터빈 엔진(12)은 흡기 섹션(24)을 통해 공기를 수용하고, 압축기 단계(44) 각각에서 복수의 압축기 블레이드(50)의 회전을 통해 하나 이상의 압축기 단계(44)에서 공기를 압축한 다음, 압축 공기(56)를 연소 섹션(28)의 하나 이상의 연소기(58) 내로 라우팅한다. 연소기(58)는 연료 노즐(60)을 통한 주입 및 연소 챔버(66) 내에서의 연소를 통해 압축 공기(56)와 함께 연료(62)를 연소시킨 다음, 고온 연소 가스(68)를 하나 이상의 터빈 단계(70) 내로 라우팅한다. 터빈 단계(70)는 고온 연소 가스(68)의 에너지를 사용하여, 터빈 단계(70) 각각에서 복수의 터빈 블레이드(76)를 구동하여, 터빈 샤프트(78)의 회전을 구동한다. 이어서, 터빈 샤프트(78)는 터빈 섹션(30)과 압축 섹션(26) 사이의 공통 샤프트(94)의 회전을 구동하여, 압축기 섹션(26)의 샤프트(52)를 구동한다. 터빈 샤프트(78)의 회전은 또한, 로컬 시설 또는 전력 그리드를 위해 전기를 생성하기 위한 전기 발전기일 수 있는, 부하(32)에 결합된 샤프트(96)의 회전을 구동한다. 작동시, 제어기(34)는 연료 공급 시스템(64)으로부터의 연료 흐름, 블리드 시스템(14)을 통한 블리드 흐름, 공기 냉각 시스템(18)을 통한 블리드 시스템(14)으로부터의 연료 퍼지 흐름, 연료 퍼지 시스템(16)을 통한 공기 냉각 시스템(18)으로부터의 연료 퍼지 흐름, 및 가스 터빈 시스템의 다른 양태(10)를 제어하도록 구성된다.

블리드 시스템(14)은, 압축기 섹션(26)을 포함할 수 있는, 고압 영역(13)으로부터 압축된 공기 스트림을, 배기 섹션(22)의 배기 플레넘(80)을 포함할 수 있는, 저압 영역(15)으로 라우팅하도록 구성된다. 그러나, 블리드 시스템(14)은 가스 터빈 시스템(10)의 다른 고압 및 저압 영역 사이에서 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 블리드 시스템(14)은 연결부(54)를 통해 압축기 섹션(26)에 유체 결합된 제1 블리드 도관 섹션(100), 및 제1 블리드 도관 섹션(100)에 이동할 수 있게(예: 회전 가능하게) 결합되고 배기 섹션(22)에 이동할 수 있게 결합된 제2 블리드 도관 섹션(102)을 포함한다. 제1 및 제2 블리드 도관 섹션(100, 102)은, 하나 이상의 방향(예: 회전 방향, 수평 방향 및/또는 수직 방향)으로의 이동의 자유를 제공하도록 구성된, 복수의 유연하고/하거나 이동할 수 있는 구조체를 포함할 수 있다. 유연하고/하거나 이동할 수 있는 구조체는, 예를 들어, 하나 이상의 짐벌(104), 하나 이상의 스프링 행거(106), 하나 이상의 유연한 도관 또는 호스, 및 하나 이상의 회전 가능한 조인트(108)를 포함할 수 있다. 유연하고/하거나 이동할 수 있는 구조체(예: 104, 106, 및 108)는 블리드 시스템(14) 내 및 가스 터빈 시스템(10)의 구성요소 사이의 열적 팽창 및 수축을 수용하기 위해 이동의 자유를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 블리드 도관 섹션(100 및 102)은 하나 이상의 장착 브래킷(110), 단계적 팽창 도관(112), 유출구 섹션(114), 다양한 구성요소 사이의 하나 이상의 직선 도관(116), 및 다양한 구성요소 사이의 하나 이상의 굽힘 도관 또는 엘보(118)를 포함할 수 있다.

더 상세히 후술되는 바와 같이, 제1 블리드 도관 섹션(100)은 연결부(54)를 통해 압축기 섹션(26)를 통해 내부 유체 흐름과 유체 연결되기 전에 압축기 섹션(26)의 대향 측면 주위로 부분적으로 연장되도록 구성된 U자형 도관 구성(120)을 가질 수 있다. 제1 블리드 도관 섹션(100)의 U자형 도관 구성(120)은 중심축(20)에 대해 일반적으로 중심에 위치하고 십자형으로 배향된 중심 직선 섹션 또는 직선 도관(124), 직선 도관(124)의 대향 단부에 결합된 짐벌(126 및 128), 각각의 짐벌(126 및 128)에 결합된 굽힘 도관 또는 엘보(130 및 132), 각각의 굽힘 도관 또는 엘보(130 및 132)에 결합된 짐벌(134 및 136), 및 짐벌(134 및 136)과 압축기 섹션(26)의 압축기 케이싱(46) 사이의 연결부(54)를 포함한다. 도시된 실시예에서, U자형 도관 구성(120)은 압축기 케이싱(46)에 일단 장착되면 고정된 배향으로 유지될 수 있는 반면, 제2 블리드 도관 섹션(102)의 J자형 도관 구성(122)은 중심축(20)을 중심으로 재배향되거나 회전되어 배기 유출구(82)의 상이한 구성(84, 88, 및 90)을 수용할 수 있다.

제2 블리드 도관 섹션(102)의 J자형 도관 구성(122)은 제1 블리드 도관 섹션(100)으로부터 연장되고 단계적 팽창 도관(112) 및 유출구 섹션(114)에서 배기 섹션(22)의 배기 플레넘(80)을 향해 회전하여 이와 연결된다. 제2 블리드 도관 섹션(102)의 J자형 도관 구성(122)은 중심축(20)을 따라 대체로 십자형 배향으로 중심 직선 도관(124)에 결합된 직선 도관(138) 및 직선 도관(138)에 결합된 회전 조인트(140)를 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 회전 조인트(140)에 결합된 굽힘 도관 또는 엘보(142), 중간 직선 도관(146)을 통해 굽힘 도관 또는 엘보(142)에 결합된 짐벌(144), 및 중간 직선 도관(146) 반대편의 짐벌(144)에 결합된 직선 도관(148)을 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 직선 도관(148)에 결합된 굽힘 도관 또는 엘보(150), 도관(148 및 150) 중 하나 또는 둘 모두에 결합된 하나 이상의 스프링 행거(152), 및 굽힘 도관 또는 엘보(150)에 결합된 짐벌(154)을 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 짐벌(154)과 짐벌(158)에 결합된(그리고 그 사이에서 연장되는) 직선 도관(156) 및 중간 브래킷(162)을 통해 직선 도관(156)에 결합된 복수의 스프링 행거(160)를 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 짐벌(158)에 결합된 직선 도관(166)과 밸브 조립체(170)에 결합된 직선 도관(168) 사이에서 제거 가능하게 결합된 회전 가능한 조인트(164)를 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 밸브 조립체(170)에 결합된 직선 도관(174)과 짐벌(178)에 결합된 직선 도관(176) 사이에서 제거 가능하게 결합된 회전 가능한 조인트(172)를 포함한다. J자형 도관 구성(122)은 또한 직선 도관(176) 반대편의 짐벌(178)에 결합된 직선 도관(180)을 포함하고, 단계적 팽창 도관(112)은 직선 도관(180)에 결합되고 배기 섹션(22) 내의 유출구 섹션(114)으로 연장된다.

밸브 조립체(170)는, 제어기(34)에 통신 가능하게 결합되고 이에 의해 제어되는, 액추에이터(184)에 의해 구동되는 하나 이상의 밸브(182)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브(182)는 게이트 밸브, 볼 밸브, 플래퍼 밸브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 액추에이터(184)는 전기 구동 또는 모터, 솔레노이드, 공압 구동, 유압 구동, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 제어기(34)는 액추에이터(184)를 제어하여 밸브(182)를 개방 및 폐쇄함으로써, 압축기 섹션(26) 내의 고압 영역(13)과 배기 섹션(22) 내의 저압 영역(15) 사이의 제1 및 제2 도관 섹션(100 및 102)을 통한 블리드 흐름을 포함하여, 블리드 시스템(14)을 통한 블리드 흐름을 제어할 수 있다. 밸브 조립체(170)는 또한 보호 실드, 유체 유출 또는 누출을 수집하기 위한 트레이, 및/또는 밸브(182) 및/또는 액추에이터(184) 주위로 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 연장되는 벽 구조체(186)을 포함할 수 있다.

밸브 조립체(170)의 실드(186)는 또한 장착 브래킷(190)을 통해 가스 터빈 엔진(12)의 인클로저(188)에 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 장착 브래킷(190)은 인클로저(188) 및 밸브 조립체(170) 사이에서 연장되고, 직선 도관(168), 직선 도관(174), 및/또는 제2 블리드 도관 섹션(102)의 일부 다른 부분과 결합할 수 있다. 인클로저(188)는 가스 터빈 엔진(12)의 압축기 섹션(26), 연소 섹션(28) 및 터빈 섹션(30)을 상당히 또는 완전히 둘러쌀 수 있고, 장착 브래킷(190)은 인클로저(188)의 측벽(192)에 대해 밸브 조립체(170) 및 제2 블리드 도관 섹션(102)을 견고하게 지지할 수 있다. 장착 브래킷(190)은 중간 플랜지(196)와 함께 결합된 복수의 브래킷 섹션(194)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플랜지(196)는 나사형 볼트 및 너트와 같은 복수의 나사형 파스너로 볼트 접합될 수 있다.

도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 단계적 팽창 도관(112)은 복수의 교번하는 일정한 직경 도관(202) 및 팽창 직경 도관(204)을 포함하여, 복수의 팽창 및 감압 단계를 정의한다. 특히, 도시된 단계적 팽창 도관(112)은, 직렬로, 팽창 도관(206), 고정 도관(208), 팽창 도관(210), 고정 도관(212), 및 팽창 도관(214)을 포함한다. 도관(206, 208, 210, 212, 및 214)은 직경 및 단면적이 점진적으로 증가하며, 여기서 각각의 고정 도관(208 및 212)은 일정한 직경 및 단면적을 가지며, 각각의 팽창 도관(206, 210, 및 214)은 블리드 흐름 방향으로 점차 증가하는 직경과 단면적을 갖는다. 팽창 도관(214)은 인클로저(188)와 배기 플레넘(80) 사이의 배기 섹션(122)의 단부 벽(216)에 결합된다. 팽창 도관(214)은 또한, 배기 플레넘(80) 내부에 배치되는, 유출구 섹션(114) 내로 이어진다. 단계적 팽창 도관(112)과 단부 벽(216) 사이의 연결에서, 블리드 시스템(14)은 단부 벽(216)에 대한 이동의 축 방향, 반경 방향, 및/또는 회전 방향과 같은 하나 이상의 방향으로 이동의 자유를 가능하게 할 수 있다. 유출구 섹션(114)은 환형 하우징(220) 내에 배치된 복수의 유출구(218)를 포함하며, 여기서 유출구(218)는 블리드 시스템(14)으로부터 배기 플레넘(80)으로 블리드 흐름을 분산 또는 확산시키도록 구성된다. 예를 들어, 유출구(218)는 측벽(222)(예: 환형 측벽) 및 환형 하우징(220)의 단부 벽(224)(예: 축방향 대향 단부 벽)을 따라 배치될 수 있다. 특정 실시예에서, 단부 벽(216)과 단계적 팽창 도관(112) 및/또는 유출구 섹션(114) 사이의 연결은 이들 사이의 축방향 이동 및/또는 회전을 가능하게 하도록 구성된 이동할 수 있는 조인트를 포함할 수 있다.

단계적 팽창 도관(112)은 블리드 밸브의 진동과 같은 블리드 시스템(14)의 진동 및/또는 노이즈를 감소시키기 위해 블리드 흐름을 점진적으로 감압하도록 구성된다. 단계적 팽창 도관(112)은 블리드 흐름을 서서히(예: 점진적으로) 감압하도록 구성된 적어도 2개의 단계를 가질 수 있다. 단계적 팽창 도관(112)의 각각의 단계는 팽창 섹션 및/또는 확산판을 가질 수 있다. 단계의 개수는 고압 영역(13)과 저압 영역(15) 사이의 압력 차이에 따라 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 작은 압력 차이보다 큰 압력 차이에 대해 더 많은 단계가 사용될 수 있다. 팽창 섹션은 단계적 팽창 도관(112)의 치수를 증가시켜 적어도 블리드 흐름의 정압을 감소시킨다. 확산판은 블리드 흐름을 부분적으로 차단하고 오리피스를 통한 블리드 흐름의 통과를 허용한다. 확산판은 적어도 블리드 흐름의 운동 에너지 또는 동적 압력을 감소시키도록 구성된다. 팽창 섹션(예: 팽창 백분율, 크기, 단면 형상, 길이) 및 확산판(예: 오리피스 크기, 오리피스 양, 오리피스 형상, 오리피스 구성, 확산판 크기)의 특성은 블리드 시스템(14)의 진동에 영향을 미친다.

블리드 시스템(14)의 진동 및 열적 팽창/수축은 블리드 시스템(14)으로 하여금 이동하게 할 수 있다. 특정 장착 및 결합 특징부는 블리드 시스템(14)의 이동을 수용하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 블리드 시스템(14)의 다양한 구성요소는 하나 이상의 방향으로, 예컨대 도관의 축을 따른 축 방향으로, 도관의 축을 중심으로 회전하여, 수평 방향으로, 수직 방향으로, 또는 이들의 임의의 조합으로 이동을 허용하도록 구성될 수 있다. 각각의 짐벌(104)은 인접한 도관의 축에 대한 축방향 이동, 회전 이동, 또는 이들의 임의의 조합을 허용하도록 구성될 수 있다. 회전 가능한 조인트(108)는 인접한 도관의 축을 중심으로 한 회전을 가능하게 하도록 구성된다. 회전 가능한 조인트(108)는 또한 인접한 도관의 분리 및 재부착을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 스프링 행거(106)는, 가스 터빈 엔진(12)의 인클로저(188) 내에서 수직 방향, 수평 방향, 또는 수평 및 수직 사이의 임의의 다른 적합한 각도 방향으로 배향될 수 있는, 스프링 행거의 스프링 부분의 축을 따른 이동을 가능하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 스프링 행거(106)는 인클로저(188)의 상단 벽 또는 천장으로부터 매달려, 블리드 시스템(14)의 다양한 도관 및 섹션의 일부 수직 이동을 허용할 수 있다.

연료 퍼지 시스템(16)은 블리드 시스템(14), 공기 냉각 시스템(18) 및 연료 공급 시스템(64)을 유체적으로 결합하는 연료 퍼지 회로(230)를 포함한다. 공기 냉각 시스템(18)은 하나 이상의 열 교환기(232), 하나 이상의 팬(234), 및 지지 구조체 또는 마운트(236)(예: 장착 프레임워크)를 포함한다. 하나 이상의 열 교환기(232)는 하나 이상의 열 교환 도관(238) 및 상기 열 교환 도관(238)에 결합되는 복수의 핀(240)을 포함한다. 하나 이상의 팬(234)은 제어기(34)에 통신 가능하게 결합되고 제어기(34)에 의해 제어되는 전기 모터(244)에 결합되는 복수의 팬 블레이드(242)를 포함한다. 마운트(236)는 열 교환기(232) 및 팬(234) 주위에 배치되고 이에 결합되는 복수의 프레임 부재 또는 다리(246)를 포함할 수 있으며, 여기서 마운트(236)는 주변 환경(예: 주변 공기)에서 인클로저(188)의 외부에 열 교환기(232) 및 팬(234)을 장착하도록 구성된다. 예를 들어, 마운트(236)는 열 교환기(232) 및 팬(234)을 인클로저(188)의 측벽(192) 및/또는 상부 벽(248)에 장착하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 마운트(236)는, 공통 트레일러의 트레일러 베드 또는 공통 트레일러에 장착된 인접한 구성요소와 같이, 가스 터빈 시스템(10)을 운반하는 공통 트레일러 또는 이동 유닛 상의 인클로저(188)에 인접한 팬(234) 및 열 교환기(232)를 장착하도록 구성될 수 있다. 그러나, 특정 외부 장착 위치에 관계없이, 마운트(236)는 열 교환기(232) 및 팬(234)을 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 연료 공급 시스템(64)에 근접하여 장착함으로써, 연료 퍼지 시스템(16)을 통한 압력 강하의 양을 줄이고 (예: 가스 터빈 시스템(10)에 의해 생성된 열로 인한) 인클로저(188) 내부로부터의 블리드 시스템(14)의 블리드 흐름 및 연료 퍼지 시스템(16)의 연료 퍼지 흐름으로 열 전달을 줄이는데 도움이 되도록 구성된다.

연료 퍼지 회로(230)는 하나 이상의 위치에서 연료 공급 시스템(64)에 결합될 수 있다. 연료 공급 시스템(64)은 연료 공급부(250), 상기 연료 공급부(250)에 연결된 하나 이상의 연료 회로(252), 및 연소기(58) 내의 연료 회로(252) 및 연료 노즐(60)에 결합된 하나 이상의 연료 매니폴드(254)를 포함할 수 있다. 연료 공급부(250)는 하나 이상의 액체 연료 공급부(256) 및 하나 이상의 가스 연료 공급부(258)를 포함할 수 있다. 연료 공급부(256 및 258)는 연료 탱크, 연료 펌프, 연료 라인 또는 도관, 연료 파이프라인, 연료 압축기, 압력 조절기, 연료 처리 유닛(예: 필터, 물 제거 유닛 등), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 연료 회로(252)는 액체 연료 공급부(256)와 연료 매니폴드(254) 사이에서 연장되는 하나 이상의 액체 연료 회로(260), 및 가스 연료 공급부(258)와 연료 매니폴드(254) 사이에서 연장되는 하나 이상의 가스 연료 회로(262)를 포함할 수 있다. 연료 회로(252)(예: 260 및 262)는 연료 도관, 연료 밸브, 및 다른 연료 분배 및 유량 제어 구성요소를 포함할 수 있다. 연료 매니폴드(254)는 각각의 액체 및 가스 연료 회로(260 및 262)에 결합된 별개의 액체 및 가스 연료 매니폴드를 포함할 수 있거나, 연료 매니폴드(254)는 액체 및 가스 연료 회로(260 및 262) 모두에 결합된 하나 이상의 공통 연료 매니폴드를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 연료 회로(252)(예: 260 및 262)는 연료 공급부(250), 연료 매니폴드(254), 및 연료 노즐(60) 내의 연료 흐름 경로를 포함함에 의해, 연소기(58)의 연소 챔버(66) 내로의 연료 분사까지의 연료 흐름 경로를 포함할 수 있다.

연료 퍼지 회로(230)는 연료 매니폴드(254)에 결합된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 연료 퍼지 회로(230)는 연료 노즐(60), 연료 매니폴드(254), 연료 공급부(250), 또는 이들 구성요소(60, 254 및 250) 사이의 임의의 위치와 같은 연료 회로(252)(예: 260 및 262)를 따른 임의의 하나 이상의 위치에서 연료 공급 시스템(64)에 결합될 수 있다. 연료 퍼지 회로(230)는, 공기 냉각 시스템(18)의 상류 및 하류에 배치된 회로부(264 및 266)와 같은, 복수의 회로부(예: 연료 퍼지 도관)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부(264)는 블리드 시스템(14)과 열 교환기(232)의 열 교환 도관(238) 사이에서 연장되고 이에 결합되며, 회로부(266)는 열 교환기(232)의 열 교환 도관(238)과 연료 공급 시스템(64) 사이에서 연장되고 이에 결합된다. 도시된 실시예에서, 회로부(264)는 블리드 시스템(14)의 직선 도관(168)에 결합되고; 그러나, 회로부(264)는 블리드 시스템(14)의 번호가 매겨진 구성요소 중 임의의 하나에서 또는 그 사이에서 블리드 시스템(14)에 결합될 수 있다. 추가적으로, 도시된 실시예에서, 회로부(266)는 연료 공급 시스템(64)의 연료 매니폴드(254)에 결합되고; 그러나, 회로부(266)는 연료 공급 시스템(64)의 임의의 하나 이상의 구성요소(예: 연료 노즐(60), 연료 매니폴드(254), 연료 회로(252), 또는 연료 공급부(250))에 결합될 수 있다. 예를 들어, 회로부(266)는 액체 연료 공급부(256)로부터 연료 노즐(60)로의 액체 연료 통로를 따라, 가스 연료 공급부(258)로부터 연료 노즐(60)로의 가스 연료 통로를 따라, 또는 이들의 조합으로 연료 공급 시스템(64)에 결합될 수 있다.

특정 실시예에서, 회로부(266)는 선택적으로 연료 퍼지 흐름을 액체 연료 통로로만, 가스 연료 통로로만, 또는 액체 및 가스 연료 통로 둘 모두에 제공할 수 있다. 액체 연료로 가스 터빈 시스템(10)을 작동할 때, 회로부(266)는 가스 연료 통로로 연료 퍼지 흐름을 제공할 수 있다. 가스 연료로 가스 터빈 시스템(10)을 작동할 때, 회로부(266)는 액체 연료 통로로 연료 퍼지 흐름을 제공할 수 있다. 따라서, 연료 퍼지 시스템(16)의 실시예는 다양한 작동 조건에 따라 연료 퍼지 흐름의 흐름 경로를 변경하는 다양한 밸브(예: 270, 271, 및/또는 272) 및 제어장치를 포함한다.

제어기(34)는 S에 의해 설계된 복수의 센서(268)로부터의 센서 피드백에 응답하여 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)의 작동을 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 제어기(34)는 블리드 시스템(14)을 따른 하나 이상의 구성요소, 연료 퍼지 시스템(16)을 따른 하나 이상의 구성요소(예: 회로부(264 및 266)), 공기 냉각 시스템(18)을 따른 하나 이상의 구성요소(예: 열 교환 도관(238) 및/또는 팬(234)), 및 연료 공급 시스템(64)을 따른 하나 이상의 구성요소(예: 연료 공급부(250), 연료 회로(252), 및 연료 매니폴드(254))에서 센서(268)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 센서(268)는 온도, 압력, 유량, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 파라미터를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 복수의 센서(268)는 블리드 시스템(14)과 열 교환 도관(238) 사이의 회로부(264)를 따라 배치되는 센서, 및 열 교환 도관(238)과 연료 공급 시스템(64) 사이의 회로부(266)를 따라 배치되는 센서를 포함할 수 있다. 센서(268)는 연료 퍼지 흐름의 온도, 유량, 압력, 또는 이들의 임의의 조합을 모니터링하도록 구성될 수 있다.

제어기(34)는 또한 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)을 제어할 때 가스 터빈 시스템(10)의 다른 센서 피드백 및 작동 파라미터를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(268)는 인클로저(188) 외부의 주변 환경(예: 외부 주변 공기의 온도), 인클로저(188) 내부의 가스 터빈 시스템(10)을 둘러싼 공간(예: 내부 공기의 온도), 연료 공급 시스템(64)의 온도(예: 연료 회로(252)의 온도), 또는 이들의 조합을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(34)는 또한 연료 노즐(60), 연소기(58), 터빈 섹션(30), 배기 섹션(22), 또는 이들의 임의의 조합에 결합된 센서(268)를 모니터링할 수 있다. 제어기(34)는 또한 가스 터빈 시스템(10)의 동작 모드(예: 시동 모드, 정상 상태 모드, 셧다운 모드, 부분 부하 모드, 최대 부하 모드, 또는 이들의 임의의 조합)를 모니터링할 수 있다. 제어기(34)는 전술한 센서 피드백 및 모니터링된 파라미터 중 임의의 것에 응답하여 연료 퍼지 흐름을 조정 및/또는 변경하도록 구성될 수 있다.

제어기(34)는 센서(268)로부터의 센서 피드백을 처리하고, 블리드 시스템(14)의 하나 이상의 밸브(예: 밸브(182)), 연료 퍼지 회로(230)의 하나 이상의 밸브(예: 회로부(264)를 따른 밸브(270) 및 회로부(266)를 따른 밸브(271 및/또는 272)), 및 연료 공급 시스템(64)을 따른 하나 이상의 밸브(예: 연료 회로(252)를 따른 밸브)를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(34)는 밸브(270, 271, 및/또는 272)를 조정하여 블리드 시스템(14)으로부터 추출되어 공기 냉각 시스템(18)의 열 교환기(232)를 통해 라우팅되는 연료 퍼지 흐름의 유량을 제어하도록 구성될 수 있고, 제어기(34)는 팬(234)의 팬 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 인지된 바와 같이, 연료 퍼지 흐름의 낮은 유량 및 팬(234)의 더 높은 팬 속도는 공기 냉각 시스템(18)의 냉각 성능을 증가시켜 연료 퍼지 흐름의 온도를 감소시킬 수 있는 반면, 연료 퍼지 흐름의 더 높은 유량 및 팬(234)의 더 낮은 팬 속도는 공기 냉각 시스템(18)의 냉각 성능을 감소시켜 연료 퍼지 흐름의 온도를 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 제어기(34)는 연료 퍼지 회로(230)를 따라 하나 이상의 밸브를 제어하여 연료 공급 시스템(64)의 가스 연료 통로, 액체 연료 통로, 또는 둘 모두를 통한 연료 퍼지 흐름을 활성화 또는 비활성화하도록 구성된다. 제어기(34)는 또한 연료 간 전환시, 가스 터빈 시스템(10)의 작동 모드(예: 시동 모드, 정상 상태 모드, 셧다운 모드, 부분 부하 모드, 및 완전 부하 모드) 사이를 전환할 때, 또는 이들의 임의의 조합일 때 연료 퍼지 흐름을 조정하도록 구성될 수 있다. 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)의 실시예는 도 2 내지 도 6을 참조하여 이하에서 더 상세히 논의된다.

도 2는 도 1의 가스 터빈 시스템(10)의 일 실시예의 개략적인 측면도이며, 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)의 세부 사항을 추가로 도시한다. 블리드 시스템(14), 연료 퍼지 시스템(16) 및 공기 냉각 시스템(18)의 구성요소는 도 1을 참조하여 위에서 상세히 논의된 바와 실질적으로 동일하다. 그러나, 추가적인 세부 사항 및 구성요소가 도 2에 추가로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블리드 시스템(14)은 인클로저(188) 내부에 전체적으로 배치되고, 공기 냉각 시스템(18)은 인클로저(188)의 외부에 배치되고, 연료 퍼지 시스템(16)은 인클로저(188)의 내부 및 외부에 부분적으로 배치된다. 특히, 블리드 시스템(14)은, 압축기 섹션(26), 연소 섹션(28) 및 터빈 섹션(30)의 일부 상부 및 측부와 같이, 가스 터빈 엔진(12)의 상부 및/또는 측방으로 인클로저(188)의 내부에 배치된다. 공기 냉각 시스템(18)은 일반적으로 블리드 시스템(14)의 상부에 배치되어, 블리드 시스템(14)과 공기 냉각 시스템(18) 사이의 연결부는 연료 퍼지 흐름으로서 사용되는 추출된 블리드 흐름으로의 임의의 압력 강하 및 열 전달을 최소화하기 위해 상대적으로 짧게 된다. 유사하게, 연료 퍼지 시스템(16)은 공기 냉각 시스템(18) 및 연료 공급 시스템(64)의 매니폴드(254) 둘 모두에 상대적으로 가깝고, 이에 따라 인클로저(188)의 내부로부터 연료 퍼지 흐름 및 연료 퍼지 시스템(16)으로의 압력 강하 및 열 전달을 최소화하는 데 도움이 된다.

가스 터빈 시스템(10)은 하나 이상의 이동 유닛 또는 트레일러(300)에 배치될 수 있으며, 이는 복수의 바퀴(304)를 갖는 플랫폼(302)을 포함할 수 있다. 이동 유닛 또는 트레일러(300) 중 하나 이상은 가스 터빈 시스템(10) 및 공기 냉각 시스템(18)을 고속도로 또는 다른 도로에서 전국으로 운송하도록 구성될 수 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(10)은 하나 이상의 이동 유닛 또는 트레일러(300)에 배치되는 가스 터빈 시스템(10) 및 공기 냉각 시스템(18)을 갖는 이동식 발전소일 수 있다. 특정 실시예에서, 공기 냉각 시스템(18)은 운송 중에 가스 터빈 시스템(10)과는 다른 이동 유닛 또는 트레일러(300) 상에 배치될 수 있으며, 여기서 공기 냉각 시스템(18)은 작동(예: 발전)을 위해 가스 터빈 시스템(10)을 설정하는 동안 원하는 장소에서 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 연속적으로 장착된다. 플랫폼(302)은 기부 패널(306), 기부 패널(306) 상부에 있는 보행 패널 또는 바닥(308), 및 기부 패널(306)과 바닥(308) 사이에 배치되는 바닥 공동(310)을 포함할 수 있다. 바닥(308)은 기술자 또는 조작자가 인클로저(188) 내부로 걸어 들어가 가스 터빈 시스템(10) 상의 검사, 제어, 서비스, 또는 다른 기능을 수행할 수 있게 한다.

공기 냉각 시스템(18)은 인클로저(188)의 외부에 배치되어, 열 교환기(232) 및 팬(234)이 주변 환경과 열을 교환하여 냉각을 제공하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 공기 냉각 시스템(18)은 마운트(236)에 의해 지지되는 열 교환기(232) 및 팬(234)을 가지며, 이는 블리드 시스템(14)의 부분 바로 위에 있는 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 결합된다. 그러나, 특정 실시예에서, 마운트(236)는 측벽(192) 중 하나 상에, 트레일러(300)의 바닥(308) 상에, 또는 트레일러(300)의 바닥(308) 상에 배치된 다른 구성요소 상에 팬(234) 및 열 교환기(232)를 지지할 수 있다.

마운트(236)는 기부(316)에 결합되는 프레임워크(314)를 갖는 스키드(312)를 포함할 수 있다. 스키드(312)의 기부(316)는 상부 벽(248)에 장착되도록 구성되며, 프레임워크(314)는 기부(316)로부터 상방으로 연장되어 열 교환기(232), 팬(234) 및 각종 배관 및 기타 장비를 지지한다. 스키드(312)의 기부(316)는 하나 이상의 고정 연결부 및/또는 제거 가능한 연결부(예: 복수의 나사산 파스너, 클램프, 타이, 또는 이들의 임의의 조합)를 통해 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 결합될 수 있다.

공기 냉각 시스템(18)은 회로부(264, 266)의 도관부와 같은 연료 퍼지 회로부(230)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부(264)는 인클로저(188)의 내부에 배치되는 분기 도관(318)과 인클로저(188)의 외부에 배치되는 유입구 도관(320)을 포함할 수 있다. 분기 도관(318)은, 블리드 시스템(14)의 짐벌(158)과 밸브 조립체(170) 사이의 직선 도관(168)을 따른 위치에서와 같이, 블리드 시스템(14)에 결합되고 이로부터 분기된다. 분기 도관(318)은 블리드 시스템(14)으로부터 상부 벽(248)까지 직접 연장되며, 여기서 유입구 도관(320)은 플랜지 결합부(322)에서 분기 도관(318)과 결합된다. 분기 도관(318)은 블리드 시스템(14)과 공기 냉각 시스템(18) 사이의 압력 강하를 최소화하는 데 도움이 되는 직선 도관일 수 있다. 분기 도관(318) 및 유입구 도관(320)은 복수의 조인트 또는 파스너(예: 나사산 파스너 또는 볼트, 용접된 조인트, 클램프, 타이, 또는 이들의 임의의 조합)를 통해 플랜지 결합부(322)에서 함께 결합될 수 있다. 유입구 도관(320)은, 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 상부 벽(248)으로부터 상방으로 연장되어 열 교환기(232) 내로 돌아 열 교환 도관(238)과 연결된다. 특정 실시예에서, 공기 냉각 시스템(18)은 적어도 부분적으로 마운트(236)에 의해 지지되는(예: 스키드(312) 상의 프레임워크(314)에 결합되고 지지되는) 유입구 도관(320) 및 플랜지 결합부(322)를 포함할 수 있다.

회로부(266)는 인클로저(188)의 외부에 배치되는 유출구 도관(324)과 인클로저(188)의 내부에 배치되는 퍼지 도관(326)을 갖는다. 도관(318 및 320)과 유사하게, 유출구 도관(324) 및 퍼지 도관(326)은, 상부 벽(248)을 따라 배치될 수 있는, 플랜지 결합부(328)에서 함께 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 유출구 도관(324) 및/또는 퍼지 도관(326)은 단열재(예: 하나 이상의 외부 단열재층)를 포함하거나 제외할 수 있다. 예를 들어, 단열재가 도관(324 및 326)으로의 열 전달을 감소시키는 데 도움이 될 수 있는 반면, 도관(324 및 326)은 도관(324 및 326)으로의 열 전달을 최소화할(임의의 유의미한 열 전달을 피할) 수 있을 만큼 충분히 짧은 크기일 수 있다. 유출구 도관(324)은 열 교환기(232)의 열 교환 도관(238)으로부터 인클로저(188)의 상부 벽(248)에서 플랜지 결합부(328)까지 하방으로 연장될 수 있다. 플랜지 결합부(328)는 복수의 조인트 또는 파스너(예: 나사산 파스너 또는 볼트, 타이, 클램프, 용접 조인트, 또는 이들의 조합)와 함께 결합된 플랜지를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 공기 냉각 시스템(18)은 적어도 부분적으로 마운트(236)에 의해 지지되는(예: 스키드(312) 상의 프레임워크(314)에 결합되고 지지되는) 유출구 도관(324) 및 플랜지 결합부(328)를 포함할 수 있다.

플랜지 결합부(322 및 328)는 공기 냉각 시스템(18)를 연결하고 설치하기 위한 쉬운 접근을 제공하기 위해 상부 벽(248)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 플랜지 결합부(322 및 328)는 스키드(312)의 기부(316)와 공통 평면을 따라 배치될 수 있거나, 또는 플랜지 결합부(322 및 328)는 스키드(312)의 기부(316)에 대해 약간 오프셋될 수 있다(예: 기부(316)에 대해 0 내지 25, 1 내지 15, 또는 2 내지 10 센티미터 수직 오프셋). 특정 실시예에서, 플랜지 결합부(322 및 328)는 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 인클로저(188)의 내부에 배치될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예는 플랜지 결합부(322 및 328)를 인클로저(188)의 외부에 부분적으로 또는 완전히 배치하여 공기 냉각 시스템(18)을 연결하고 설치하기 위한 용이하게 접근을 제공한다. 연료 퍼지 회로(230)의 퍼지 도관(326)은 상부 벽(248)의 플랜지 결합부(328)로부터 연소 섹션(28)의 연료 매니폴드(254)까지 연장된다. 퍼지 도관(326)은 연료 퍼지 회로(230)의 길이를 줄이는 방식으로 인클로저(188)의 내부를 통해 라우팅되며, 이에 따라 연료 퍼지 회로(230)는 인클로저(188) 내부로부터 연료 퍼지 도관(326)을 통해 흐르는 연료 퍼지 흐름으로의 열 전달 및 상대적으로 낮은 압력 강하를 갖는다.

도시된 바와 같이, 퍼지 도관(326)은 상부 벽(248)에서 플랜지 결합부(328)에 결합되는 엘보(330), 엘보(330)에 결합되고 상부 벽(248)을 따라 종방향으로 연장되는 직선 도관(332), 직선 도관(332)에 결합되는 엘보(333), 엘보(333)에 결합되고 상부 벽(248)으로부터 바닥(208)을 향하여 하방으로 연장되는 직선 도관(334)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 직선 도관(332)은 일반적으로 상부 벽(248)과 평행할 수 있는 반면, 직선 도관(334)은 일반적으로 상부 벽(248)에 대해 십자형 또는 직각일 수 있다. 퍼지 도관(326)은 또한 직선 도관(334)에 결합되는 엘보(336), 및 엘보(336)에 결합되는 밸브 조립체(338) 내의 하나 이상의 도관을 포함한다. 밸브 조립체(338)는, 가스 터빈 시스템(10)과 관련된 압력 및 온도에 적합한, 맞춤형 또는 기성품 밸브와 같은, 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 밸브 조립체(338)의 세부 사항은 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 더 자세히 논의될 것이다.

밸브 조립체(338)의 하류에서, 퍼지 도관(326)은 또한 밸브 조립체(338)에 결합되는 엘보(340), 엘보(340)에 결합되고 밸브 조립체(338)로부터 바닥(308)을 향해 하방으로 연장되는 직선 도관(342), 직선 도관(342)에 결합되는 엘보(344), 엘보(344)에 결합되는 직선 도관(346), 직선 도관(346)에 결합되는 엘보(348), 엘보(348)에 결합되는 흐름 분배 조립체(350), 및 흐름 분배 조립체(350)와 연료 매니폴드(254) 사이에서 연장되는 하나 이상의 공급 도관(352)을 포함한다. 엘보(340)는 상부 벽(248)에 대해 십자형 또는 직각 방향으로 직선 도관(342)을 회전하여 지향할 수 있는 반면, 엘보(344)는 상부 벽(248) 및 바닥(308)에 실질적으로 평행하게 직선부(346)를 회전하여 지향할 수 있다. 퍼지 도관(326)의 도시된 실시예는 또한 엘보(344), 직선 도관(346), 및 엘보(348)를 바닥(308)과 기부 패널(306) 사이의 바닥 공동(310) 내에 위치시킨다. 엘보(348)는 퍼지 도관(326)을 바닥(308)으로부터, 하나 이상의 매니폴드, 밸브, 엘보, 직선 도관부, 또는 임의의 유량 제어 장비의 조합을 포함할 수 있는, 흐름 분배 조립체(350)로 상방으로 회전시켜 퍼지 도관(326)으로부터 연료 매니폴드(254)와 같은 연료 공급 시스템(64)으로 연료 퍼지 흐름을 분배한다.

일부 실시예에서, 흐름 분배 조립체(350)는 연료 흐름 분포, 연료 퍼지 흐름 분포, 희석제 흐름 분포, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흐름 분배 조립체(350)는 액체 연료, 가스 연료, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 연료를 연료 매니폴드(254)로 이끄는 공급 도관(352) 내로 공급하도록 구성될 수 있다. 연료 분배 조립체(350)는 또한 하나 이상의 희석제(예: 스팀, 질소, 재순환된 배기 가스, 또는 이들의 임의의 조합)를 하나 이상의 공급 도관(352)을 통해 연료 매니폴드(254) 내로 공급하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 흐름 분배 조립체(350)는 퍼지 도관(326)으로부터 공급 도관(352)을 통해 연료 매니폴드(254)로 연료 퍼지 흐름을 분배하도록 구성될 수 있다. 따라서, 퍼지 도관(326)으로부터의 연료 퍼지 흐름은 흐름 분배 조립체(350), 공급 도관(352), 연료 매니폴드(254), 연료 노즐(60), 또는 이들의 임의의 조합에서 시작하여 연료 공급 시스템(64)을 퍼지하도록 구성될 수 있다.

퍼지 도관(326)은 하나 또는 장착 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 도관(326)을 따른 밸브 조립체(338)는 측벽(192) 중 하나에 밸브 조립체(338)를 장착하도록 구성되는 벽 마운트(354)를 포함할 수 있다. 퍼지 도관(326)은 또한 하나 이상의 짐벌, 스프링 행거, 또는 연료 퍼지 회로(230)의 엘보 및 직선 도관을 따라 배치되는 다른 마운트를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 연료 퍼지 회로(230)의 퍼지 도관(326)은 공기 냉각 시스템(18)으로부터 연료 공급 시스템(64)까지의 길이가 비교적 짧아서, 퍼지 도관(326)이 상당한 압력 강하를 생성하지 않고, 퍼지 도관(326)이 가스 터빈 엔진(12)에 의해 발생된 열에 의해 실질적으로 가열되지 않도록 한다.

도 3은 도 1 및 도 2의 가스 터빈 시스템(10)의 실시예의 부분 사시도이며, 가스 터빈 시스템(10)의 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 장착된 공기 냉각 시스템(18)의 세부 사항을 추가로 도시한다. 도시된 바와 같이, 스키드(312)의 기부(316)는 인클로저(188)의 대향 벽(192)에 인접한 상부 벽(248)을 따라 배치되는 장착 브래킷(370 및 372)을 포함한다. 각각의 장착 브래킷(370 및 372)은 빔, 플레이트, 세장형 C-형상 채널, 또는 상부 벽(248)을 따라 연장되는 임의의 적절한 구조체를 포함할 수 있다. 장착 브래킷(370 및 372)은 나사산 파스너 또는 볼트와 같은 복수의 파스너(374)를 통해 상부 벽(248)에 착탈 가능하게 결합된다. 그러나, 장착된 브래킷(370 및 372)은 클램프, 타이, 도브테일 조인트, 암수 난간 구조체, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 상부 벽(248)에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 장착 브래킷(370 및 372)은 용접된 조인트, 납땜된 조인트, 또는 다른 고정 연결부를 통해 상부 벽(248)에 고정 결합될 수 있다.

프레임워크(314)는 장착 브래킷(370 및 372)의 상부에 배치되고, 여기서 프레임워크(314)는 대향 측벽(192) 및 장착 브래킷(370 및 372)에 대해 십자형으로 연장되는 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)을 포함한다. 예를 들어, 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)은 장착된 브래킷(370 및 372)에 직각일 수 있고, 상부 벽(248)을 가로질러 연장될 수 있고, 장착된 브래킷(370 및 372) 각각과 연결될 수 있다. 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)은 장착 브래킷(370 및 372)에 고정적으로 또는 제거 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 수평 지지대 또는 보(376 및 378)는 장착 브래킷(370 및 372) 상에 용접 또는 납땜될 수 있거나, 나사산 볼트와 같은 복수의 파스너를 사용하여 구성요소를 함께 연결할 수 있다.

프레임워크(314)는, 열 교환기(232) 및 팬(234)의 대향 측면에 있는 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)으로부터 상방으로 수직으로 연장되는 4개의 다리(246)와 같이, 열 교환기(232) 및 팬(234)에 배치되는 다리(246)를 추가로 포함한다. 다리(246)는 또한 열 교환기(232) 및 팬(234)의 대향 측면 상의 하나 이상의 앵글 지지대 또는 버팀대(380)를 통해 지지될 수 있다. 버팀대(380)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 탈착식 조인트, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 다리(246)에 결합될 수 있다. 유사하게, 다리(246)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 제거 가능한 조인트, 또는 이들의 임의의 조합을 통해 수평 지지체 또는 빔(376 및 378)에 결합될 수 있다.

프레임워크(314)는 또한 수평 지지체 또는 빔(376 및 378)으로부터 상방으로 수직으로 연장되는 수직 지지대 또는 다리(382, 384 및 386)를 포함할 수 있다. 다리(382, 384 및 386)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 탈착 가능한 조인트, 또는 이들의 조합을 통해 수평 지지대 또는 보(376 및 378)에 결합될 수 있다. 프레임워크(314)는 또한 앵글 지지대 또는 버팀대(388 및 390)를 포함하는데, 이들은 다리(382 및 384) 사이 및 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 탈착 가능한 조인트, 또는 이들의 조합을 통해 장착 브래킷(370)에서 수평 지지체 또는 빔(376 및 378) 사이에 연장되고 결합된다. 앵글 지지체 또는 버팀대(388 및 390)는, 예컨대 다리(382 및 384)를 따라 조정 메카니즘(예: 복수의 수직 장착 위치)을 포함하는 것에 의해, 고정 또는 조정 가능한 각도로 배치될 수 있다.

다리(386)는 또한, 각도 지지대 또는 버팀대(396)에 의해 지지되는 수평 빔일 수 있는, 도관 지지체(392 및 394)와 결합한다. 도관 지지체(392 및 394)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 제거 가능한 조인트, 또는 이들의 조합을 통해 다리(386)에 결합될 수 있다. 유사하게, 버팀대(396)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 제거 가능한 조인트, 또는 이들의 조합을 통해 각각의 도관 지지체(392 및 394)에 결합될 수 있다. 다리(386)는 또한 수평 지지체 또는 빔(376 및 378) 사이에서 연장되는 수평 교차 지지체(398)와 결합한다. 수평 지지체(398)는 용접부와 같은 고정 조인트, 나사산 파스너와 같은 제거 가능한 조인트, 또는 이들의 조합을 통해 수평 지지체 또는 빔(376 및 378)에 결합될 수 있다. 도관 지지체(392 및 394)는 플랜지 결합부(322)와 열 교환기(232)와의 연결부 사이의 유입구 도관(320)에 대한 지지를 제공한다.

도시된 바와 같이, 유입구 도관(320)은 플랜지 결합부(322), 플랜지 결합부(322)에 결합되는 직선 도관(400), 직선 도관(400)에 결합되는 짐벌(402), 짐벌(402)에 결합되는 엘보(404), 엘보(404)에 결합되는 직선 도관(406), 직선 도관(406)에 결합되는 짐벌(408), 짐벌(408)에 결합되는 엘보(410), 엘보(410)에 결합되는 직선 도관(412), 직선 도관(412)에 결합되는 짐벌(414), 플랜지 연결부(420)에서 함께 결합되는 직선 도관(416, 418)을 포함한다. 직선 도관(416)은 짐벌(414)에 결합되고, 직선 도관(418)은 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 열 교환 도관(238)을 통해 열 교환기(232)에 결합되고, 플랜지 결합부(420)는 복수의 파스너(426)를 통해 함께 결합된 결합 플랜지(422 및 424)를 포함한다. 파스너(426)는 볼트, 너트, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 나사산 파스너를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 직선 도관(400)은 상부 벽(248)에 대해 수직 또는 실질적으로 직각인 반면, 직선 도관(406, 412, 416 및 418)은 일반적으로 상부 벽(248)에 대해 수평 또는 평행하다. 추가적으로, 직선 도관(400 및 406)은 일반적으로 엘보(404)에서의 회전을 통해 직각인 것과 같이 서로에 대해 십자형이다. 유사하게, 직선 도관(406 및 412)은 일반적으로 엘보(410)에서의 회전을 통해 서로 직각인 것과 같이 서로에 대해 십자형이다.

유출구 도관(324)은 플랜지 결합부(328)와 열 교환기(232) 사이에서 연장되고, 여기서 유출구 도관(324)은 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이 열 교환 도관(238)을 통해 열 교환기(232)에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 유출구 도관(324)은 플랜지 결합부(328)에 결합되는 엘보(428), 엘보(428)에 결합되는 직선 도관(430), 직선 도관(430)에 결합되는 엘보(432), 엘보(432)와 엘보(436)에 결합되는 플랜지 결합부(434), 및 엘보(436)에 결합되는 직선 도관(438)을 포함할 수 있다. 플랜지 결합부(434)는 나사산 볼트, 나사산 너트 또는 이들의 조합과 같은 복수의 파스너(444)를 통해 함께 결합되는 대향 플랜지(440 및 442)를 포함한다. 직선 도관(438)은 열 교환 도관(238) 및/또는 하나 이상의 추가 유체 결합을 통해 열 교환기(232)에 결합될 수 있다. 직선 도관(418 및 438)은 또한 프레임워크(314)에 결합된 하나 이상의 추가 도관 지지체를 통해 지지될 수 있다.

특정 실시예에서, 유입구 도관(320) 및 유출구 도관(324)은 프레임워크(314)에 결합될 수 있어, 유입구 및 유출구 도관(320 및 324)이 프레임워크(314), 열 교환기(232), 팬(234), 및 공기 냉각 시스템(18)의 다양한 다른 구성요소과 함께 독립형 패키지의 일부가 되도록 한다. 따라서, 공기 냉각 시스템(18)은 스키드(312)를 상부 벽(248)으로 낮추고, 장착 브래킷(370 및 372)을 파스너(374)를 통해 상부 벽(248)에 고정하고, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 인클로저(188) 내의 플랜지 결합부(322 및 328)를 분기 도관(318) 및 퍼지 도관(326)과 연결함으로써 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 설치될 수 있다.

도시된 바와 같이, 스키드(312)는 다리(246, 382 및 384) 중 하나 이상에 결합되는 복수의 리프트 결합(446)를 추가로 포함할 수 있다. 리프트 결합(446)은 후크, 루프, 또는 리프트의 케이블과 연결되도록 구성된 다른 커넥터(예: 인클로저(188)의 상부 벽(248) 상으로 공기 냉각 시스템(18)을 승강시키도록 구성된 크레인)를 포함할 수 있다. 다시, 전술한 바와 같이, 공기 냉각 시스템(18)은 인클로저(188)를 둘러싼 환경에 배치되어, 열 교환기(232) 및 팬(234)이 주변 공기를 이용하여 유입구 및 유출구 도관(320 및 324) 내의 연료 퍼지 흐름으로부터 열을 멀리 전달하도록 한다. 따라서, 공기 냉각 시스템(18)은, 가스 터빈 시스템(10)과 함께 사용하기 위해 이용되지 않을 수 있는, 물 공급 또는 다른 냉각수 공급을 필요로 하지 않는 임의의 위치에서 사용될 수 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3의 가스 터빈 시스템(10)의 실시예의 평면도이며, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 벽(248)에 장착된 공기 냉각 시스템(18)의 세부 사항을 추가로 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임워크(314)는 대향 측벽(192)과 일반적으로 평행한 장착 브래킷(370 및 372)을 갖는 반면, 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)은 일반적으로 대향 측벽(192) 및 장착 브래킷(370 및 372)에 직각이다. 추가적으로, 장착 브래킷(370 및 372)은 일반적으로 서로 평행하고, 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)은 일반적으로 서로 평행하다. 다리(246)는 스키드(312)의 제1 단부(460)에서 수평 지지대 또는 빔(376 및 378)에 결합되는 반면, 도관 지지대(392 및 394) 및 유입구 도관(320)은 일반적으로 스키드(312)의 제2 단부(462)에 배치된다. 도 4에 추가로 도시된 바와 같이, 플랜지 연결부(322 및 328)는 일반적으로 대향 제1 및 제2 단부(460 및 462)에서 스키드(312)의 대향 측면에 배치된다. 따라서, 공기 냉각 시스템(18)의 스키드(312)는 일반적으로 플랜지 결합부(322 및 328) 사이에 배치되어, 유입구 및 유출구 도관(320 및 324)의 길이를 줄이는 데 도움이 되는 한편, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 인클로저(188) 내의 블리드 시스템(14) 및 연료 퍼지 시스템(16)과의 근접성을 유지한다.

도 5는 도 2의 연료 퍼지 시스템(16)의 부분적인 사시도로서, 퍼지 도관(326), 밸브 조립체(338) 및 벽 마운트(354)의 세부 사항을 추가로 도시한다. 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(338)는 퍼지 도관(326)을 따라 배치되는 차단 및 블리드 밸브(472)와 차단 및 블리드 밸브(474)를 갖는 이중 차단 및 블리드 밸브 조립체(470)를 포함한다. 이중 차단 및 블리드 밸브 조립체(470)를 포함하는 도시된 밸브 조립체(338)는 연료 퍼지 시스템(16)과 함께 사용될 수 있는 밸브 조립체의 하나의 비제한적인 예이다. 밸브 조립체(338)는 가스 터빈 시스템(10)과 관련된 온도 및 압력에 적합한 기성품 밸브 조립체 또는 맞춤형 밸브 조립체일 수 있다. 차단 및 블리드 밸브(472)는 엘보(336)에 결합된 유입구 도관(476)에서 퍼지 도관(326)에 결합되고, 한편 차단 및 블리드 밸브(474)는 엘보(340)에 결합된 J자형 도관(480)에 결합된 유입구 도관(478)에서 퍼지 도관(326)에 결합된다. 또한, J자형 도관(480)은, 다시 유입구 도관(476)에 결합되는, J자형 도관(482)에 결합된다. 이중 차단 및 블리드 밸브 조립체(470)는 또한, 차단 및 블리드 밸브(472 및 474)로부터의 흐름을 벤트 또는 블리딩하도록 구성되는, 벤트 도관(484)에 결합된다.

차단 및 블리드 밸브(472 및 474)는 또한 벽 마운트(486 및 488)를 포함하는 벽 마운트(354)에 결합된다. 각각의 벽 마운트(486 및 488)는 대향 장착 브래킷(492 및 494) 사이에서 연장되는 수평 지지대 또는 레일(490)을 포함한다. 장착 브래킷(492 및 494)은 나사산 파스너 또는 볼트와 같은 복수의 파스너(496)를 통해 수평 지지대 또는 레일(490)에 결합될 수 있다. 또한, 장착 브래킷(492 및 494)은 나사산 파스너 또는 볼트와 같은 복수의 파스너(498)를 통해 인클로저(188)의 측벽(192)에 결합될 수 있다. 수평 지지대 또는 레일(490)은 일반적으로 벽 마운트(486 및 488)에서 서로 평행할 수 있다. 추가적으로, 수평 지지대 또는 레일(490)이 장착 브래킷(492 및 494)과 착탈 가능하게 결합된 것으로 도시되어 있지만, 수평 지지체 또는 레일(490)은 용접된 조인트, 납땜된 조인트, 또는 구성요소의 일체형 구조를 통해 장착 브래킷(492 및 494)에 고정적으로 결합될 수 있다.

벽 마운트(486 및 488)는 수평 지지대 또는 레일(490)을 따라 종방향으로 미끄러지도록 구성되는 결합 레일 마운트(500)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 레일 마운트(500)는 수평 지지대 또는 레일(490)에 배치되는 중공 직사각형 결합 또는 C자형 결합을 통해 수평 지지대 또는 레일(490)과 결합될 수 있어, 레일 마운트(500)는 수평 지지대 또는 레일(490)을 따라 종방향으로 이동하는 한편, 수평 지지대 또는 레일(490)로부터 횡방향 이격을 차단할 수 있게 한다. 작동시, 레일 마운트(500)와 수평 지지대 또는 레일(490) 사이의 연결부는 각 벽 마운트(486 및 488)에서 수평 지지대 또는 레일(490)을 따라 종방향으로 퍼지 도관(326) 및 밸브 조립체(338)의 수평 이동을 허용한다. 벽 마운트(486 및 488)에 의해 가능하게 된 수평 이동은, 가스 터빈 시스템(10)의 작동 동안에, 퍼지 도관(326) 및 가스 터빈 시스템(10)의 섹션을 포함하는 구성요소의 열적 팽창 및 수축을 허용한다.

도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 밸브 조립체(338)의 실시예의 부분적인 사시도이며, 벽 마운트(354)의 세부 사항을 추가로 도시한다. 특히, 도 6은 수평 지지대 또는 레일(490)과 벽 마운트(486)의 레일 마운트(500) 사이의 연결을 도시한다. 벽 마운트(488)는 벽 마운트(486)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 도 6에 도시된 바와 같이, 수평 지지대 또는 레일(490)은 장착 브래킷(492)으로부터 장착 브래킷(494)을 향하여 수평 방향으로 연장되는 평탄한 직사각형 플레이트이다. 레일 마운트(500)는 실질적으로 수평 지지대 또는 레일(490)을 둘러싸고 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 레일 마운트(500)는 직사각형 슬롯(504)을 정의하는 직사각형 인클로저(502)를 포함하며, 직사각형 슬롯(504)은 수평 지지대 또는 레일(490)을 수용한다. 직사각형 인클로저(502)는 직사각형 형상으로 배열되는 플레이트(506, 508, 510 및 512)를 포함하여 직사각형 인클로저(502) 및 직사각형 슬롯(504)을 정의한다. 예를 들어, 플레이트(506 및 508)은 실질적으로 평평하고 서로 평행한 반면, 플레이트(510 및 512)은 실질적으로 평평하고 서로 평행하다. 도 6의 레일 마운트(500)는 직사각형의 인클로저(502)를 갖지만, 레일 마운트(500)는, 화살표(514)로 표시된 바와 같이 수평 지지대 또는 레일(490)을 따라 종방향으로 레일 마운트(500)의 이동을 허용하면서, 레일 마운트(500)와 수평 지지대 또는 레일(490) 사이의 분리를 차단하도록 구성된 다른 타입의 부착 결합(예: C자형 결합)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 수평 지지대 또는 레일(490) 및 레일 마운트(500)을 갖는 벽 마운트(354)는 인클로저(188) 내에서 밸브 조립체(338) 및 퍼지 도관(326)의 이동을 허용하여 인클로저(188) 내에서 진동, 부품의 이동, 또는 다른 장착 문제를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 수평 지지대 또는 레일(490)과 레일 마운트(500) 사이의 연결부는 가스 터빈 시스템(10) 내의 구성요소의 열적 팽창 및 수축을 수용할 수 있다.

개시된 실시예의 기술적 효과는, 가스 터빈 시스템의 연료 공급 시스템의 다양한 연료 통로로부터 연료(예: 가스 연료 및/또는 액체 연료)를 퍼지하도록 구성되는, 연료 퍼지 시스템의, 수냉식이 아닌, 공기 냉각을 포함한다. 공기 냉각은 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저의 외부에 장착된 공기 냉각 시스템에 의해 달성되며, 여기서 공기 냉각 시스템은 하나 이상의 열 교환기 및 팬을 포함한다. 공기 냉각 시스템은 스키드 상에 배치되는 독립형 시스템일 수 있으며, 스키드가 인클로저의 상부 벽에 장착될 수 있고 연료 퍼지 시스템에 신속하게 연결될 수 있다. 공기 냉각 시스템은 특정 현장에서 이용 가능하지 않거나 실행 가능하지 않을 수 있는 현지 물 공급의 필요성을 제거한다.

위에서 상세히 기술된 주제는 아래에 기재된 바와 같이 하나 이상의 항목에 의해 한정될 수 있다.

시스템은 열 교환기, 팬 및 마운트를 갖는 공기 냉각 시스템을 포함한다. 열 교환기는 유입구, 유출구 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 열 교환 도관을 포함한다. 유입구는 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템에 결합되어 블리드 흐름을 추출하도록 구성된다. 열 교환기는 주변 공기에서 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성된다. 유출구는 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템에 결합하여 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로 공급하도록 구성된다. 팬은 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하도록 구성된다. 마운트는 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저 외부에 공기 냉각 시스템을 장착하도록 구성된다.

선행항의 시스템은 인클로저 내부에 배치된 가스 터빈 시스템을 포함한다.

임의의 선행항의 시스템은 하나 이상의 트레일러에 장착된 가스 터빈 시스템 및 공기 냉각 시스템을 갖는 이동식 발전소를 포함한다.

임의의 선행항의 시스템은, 마운트가 인클로저의 상부 벽에 결합되는, 인클로저를 포함한다.

임의의 선행항의 시스템은, 블리드 시스템이 인클로저 내부에 배치되고, 블리드 시스템이 가스 터빈 시스템의 압축기에 결합되는, 인클로저를 포함한다.

임의의 선행항의 시스템에서, 분기 도관이 블리드 시스템에 결합되고, 분기 도관이 인클로저의 벽으로 연장되고, 열 교환기의 유입구가 유입구 도관을 통해 분기 도관에 결합된다.

임의의 선행항의 시스템에서, 분기 도관은 블리드 시스템으로부터 벽까지 직접 연장된다.

임의의 선행항의 시스템에서, 연료 퍼지 시스템은 인클로저의 내부에 배치되는 퍼지 도관을 포함하고, 퍼지 도관은 인클로저의 벽까지 연장되고, 열 교환기의 유출구는 유출구 도관을 통해 퍼지 도관에 결합된다.

임의의 선행항의 시스템에서, 연료 퍼지 시스템은 퍼지 도관을 따라 배치되는 밸브 조립체를 포함하고, 밸브 조립체는 레일에 결합되고 레일을 따라 이동 가능한 레일 마운트를 갖는 벽 마운트를 포함한다.

임의의 선행항의 시스템에서, 마운트는 기부 상에 배치된 프레임워크을 갖는 스키드를 포함한다.

임의의 선행항의 시스템에서, 공기 냉각 시스템은 유입구에 결합되고 인클로저 내부의 블리드 시스템의 분기 도관과 결합하도록 구성되는 제1 플랜지 결합부까지 연장되는 유입구 도관, 및 유출구에 결합되고 인클로저 내부의 연료 퍼지 시스템의 퍼지 도관과 결합하도록 구성되는 제2 플랜지 결합부까지 연장되는 유출구 도관을 포함한다.

임의의 선행항의 시스템에서, 제1 및 제2 플랜지 결합부는 스키드의 대향 측면에 배치된다.

임의의 선행항의 시스템에서, 제1 및 제2 플랜지 결합부는, 인클로저의 상부 벽을 따라, 각각 분기 도관 및 퍼지 도관과 결합되도록 구성되고, 스키드는 인클로저의 상부 벽 상에 장착되도록 구성된다.

임의의 선행항의 시스템에서, 유입구 도관 및 유출구 도관 중 적어도 하나는 프레임워크에 의해 지지된다.

방법은, 공기 냉각 시스템의 열 교환기의 유입구 내로, 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템으로부터 추출된 블리드 흐름을 흡입하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 주변 공기에서 열 교환기의 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 열 교환기의 유출구로부터 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템 내로 연료 퍼지 흐름으로서 냉각된 추출 흐름을 공급하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 공기 냉각 시스템의 팬을 통해 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 공기 냉각 시스템은 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저의 외부에 공기 냉각 시스템을 장착하도록 구성되는 마운트를 포함한다.

선행항의 방법은 연료 퍼지 시스템에 공급되는 연료 퍼지 흐름을 통해 가스 터빈 엔진의 연료 공급 시스템으로부터 연료를 퍼지하는 단계를 포함한다.

임의의 선행항의 방법은 공기 냉각 시스템을 제어함으로써 적어도 부분적으로 연료 퍼지 흐름의 온도를 제어하는 단계를 포함한다.

임의의 선행항의 방법은 마운트를 통해 인클로저의 상단 벽에 공기 냉각 시스템을 장착하는 단계를 포함한다.

방법은, 마운트를 통해, 가스 터빈 시스템을 둘러싼 인클로저 외부에 공기 냉각 시스템을 장착하는 단계를 포함한다. 공기 냉각 시스템은 유입구, 유출구 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 열 교환 도관을 갖는 열 교환기를 포함한다. 유입구는 가스 터빈 시스템의 블리드 시스템에 결합되어 블리드 흐름을 추출하도록 구성된다. 열 교환기는 주변 공기에서 열 교환 도관을 따라 블리드 흐름을 냉각하여 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성된다. 유출구는 가스 터빈 시스템의 연료 퍼지 시스템에 결합하여 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로 공급하도록 구성된다. 공기 냉각 시스템은 또한 열 교환기를 통해 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하도록 구성된 팬을 포함한다.

선행항의 방법에서, 공기 냉각 시스템을 장착하는 단계는 마운트를 인클로저의 벽에 결합하는 단계 및 인클로저 위에 열 교환기 및 팬을 위치시키는 단계를 포함한다.

본 기술된 설명은 최선의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위해 예를 사용한다. 본 발명의 특허가능 범주는 청구범위에 의해서 한정되고, 당업자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 표현과 상이하지 않은 구조적 요소를 갖는다면, 또는 그들이 청구범위의 문헌적 표현과 사소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 그러한 다른 예은 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (15)

1. 공기 냉각 시스템(18)을 포함하는 시스템으로서,
   상기 공기 냉각 시스템(18)은:
   유입구(264), 유출구, 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 열 교환 도관(238)을 갖는 열교환기(232)로서, 상기 유입구는 가스 터빈 시스템(10)의 블리드 시스템(14)과 결합하여 블리드 흐름을 추출하도록 구성되고, 상기 열 교환기(232)는 주변 공기 중에서 상기 열 교환 도관(238)을 따라 상기 블리드 흐름을 냉각시켜 냉각된 블리드 흐름을 생성하도록 구성되고, 그리고 상기 유출구는 상기 가스 터빈 시스템(10)의 연료 퍼지 시스템(16)과 결합하여 상기 냉각된 블리드 흐름을 연료 퍼지 흐름으로서 공급하도록 구성되는, 열 교환기(232);
   상기 열 교환기(232)를 통해 상기 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하도록 구성되는 팬(234); 및
   상기 가스 터빈 시스템(10)을 둘러싼 인클로저(188)의 외부에 상기 공기 냉각 시스템(18)을 장착하도록 구성되는 마운트(236)를 포함하는, 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 인클로저(188) 내부에 배치된 상기 가스 터빈 시스템(10)을 포함하는, 시스템.
3. 제2항에 있어서, 하나 이상의 트레일러(300)에 장착된 상기 가스 터빈 시스템(10) 및 상기 공기 냉각 시스템(18)을 갖는 이동식 발전소를 포함하는, 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 인클로저(188)를 포함하되, 상기 마운트(236)는 상기 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 결합되는, 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 인클로저(188)를 포함하되, 상기 블리드 시스템(14)은 상기 인클로저(188)의 내부에 배치되고, 상기 블리드 시스템(14)은 상기 가스 터빈 시스템(10)의 압축기(26)에 결합되는, 시스템.
6. 제5항에 있어서, 분기 도관(318)은 상기 블리드 시스템(14)에 결합되고, 상기 분기 도관(318)은 상기 인클로저(188)의 벽(248)까지 연장되며, 상기 열 교환기(232)의 유입구는 유입구 도관(320)을 통해 상기 분기 도관(318)에 결합되는, 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 분기 도관(318)은 상기 블리드 시스템(14)으로부터 상기 벽(248)까지 직접 연장되는, 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 연료 퍼지 시스템(16)은 상기 인클로저(188)의 내부에 배치되는 퍼지 도관(326)을 포함하고, 상기 퍼지 도관(326)은 상기 인클로저(188)의 벽(248)까지 연장되고, 상기 열 교환기(232)의 유출구는 유출구 도관(324)을 통해 상기 퍼지 도관(326)에 결합되는, 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 연료 퍼지 시스템(16)은 상기 퍼지 도관(326)을 따라 배치되는 밸브 조립체(338)를 포함하고, 상기 밸브 조립체(338)는 레일(490)에 결합되고 레일(490)을 따라 이동 가능한 레일 마운트(500)를 갖는 벽 마운트(354)를 포함하는, 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 마운트(236)는 기부(316) 상에 배치되는 프레임워크(314)를 갖는 스키드(312)를 포함하는, 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 공기 냉각 시스템(18)은 상기 유입구에 결합되고 상기 인클로저(188)의 내부에 상기 블리드 시스템(14)의 분기 도관(318)과 결합하도록 구성되는 제1 플랜지 결합부(322)까지 연장되는 유입구 도관(320), 및 상기 유출구에 결합되고 상기 인클로저(188)의 내부에 상기 연료 퍼지 시스템(16)의 퍼지 도관(326)과 결합하도록 구성되는 제2 플랜지 결합부(328)까지 연장되는 유출구 도관(324)을 포함하는, 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 플랜지 결합부(322, 328)는 상기 스키드(312)의 대향 측면에 배치되는, 시스템.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 플랜지 결합부(322, 328)는, 상기 인클로저(188)의 상부 벽(248)을 따라, 각각 상기 분기 도관(318) 및 상기 퍼지 도관(326)과 결합되도록 구성되고, 상기 스키드(312)는 상기 인클로저(188)의 상부 벽(248)에 장착되도록 구성되는, 시스템.
14. 제11항에 있어서, 상기 유입구 도관(320) 및 상기 유출구 도관(324) 중 적어도 하나는 상기 프레임워크(314)에 의해 지지되는, 시스템.
15. 방법으로서,
    공기 냉각 시스템(18)의 열 교환기(232)의 유입구 내로, 가스 터빈 시스템(10)의 블리드 시스템(14)으로부터 추출된 블리드 흐름을 흡입하는 단계;
    주변 공기에서 상기 열 교환기(232)의 열 교환 도관(238)을 따라, 상기 블리드 흐름을 냉각시켜 냉각된 블리드 흐름을 생성하는 단계;
    상기 열 교환기(232)의 유출구로부터, 상기 가스 터빈 시스템(10)의 연료 퍼지 시스템(16) 내로 연료 퍼지 흐름으로서 상기 냉각된 블리드 흐름을 공급하는 단계; 및
    상기 공기 냉각 시스템(18)의 팬(234)을 통해, 상기 열 교환기(232)를 통해 상기 주변 공기로부터 공기 흐름을 강제하되, 상기 공기 냉각 시스템(18)은 상기 가스 터빈 시스템(10)을 둘러싸는 인클로저(188)의 외부에 상기 공기 냉각 시스템(18)을 장착하도록 구성된 마운트(236)를 포함하는 단계를 포함하는, 방법.

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