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用于传送 燃料的方法

阅读：189发布：2023-02-05

专利汇可以提供用于传送燃料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于传送燃料的方法。用于传送燃料的方法包括使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。还包括使油流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。还包括使液体燃料流动到主燃料回路的至少一个喷嘴，其中在使油流动到主燃料回路的至少一个喷嘴和使液体燃料流动到主燃料回路的至少一个喷嘴之前发生使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。，下面是用于传送燃料的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于传送燃料的方法，其包括：
使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴；
使油流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴；和
使液体燃料流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴，其中使水流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴发生在使油流动到所述主燃料回路和使液体燃料流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴之前。
2.根据权利要求1所述的用于传送燃料的方法，还包括：在使水流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴之前，使油流动到先导燃料回路的至少一个喷嘴。
3.根据权利要求2所述的用于传送燃料的方法，其中进行使油流动到所述先导燃料回路的所述至少一个喷嘴，直到先导控制阀达到约80％至约90％的阀冲程。
4.根据权利要求1所述的用于传送燃料的方法，其中在使油流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴之前，进行使水流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴持续至少约
5至约10秒。
5.根据权利要求1所述的用于传送燃料的方法，其中使液体燃料流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴还包括，将所述主燃料回路上升到固定位置并在约10秒至约40秒内将先导燃料回路下降到固定位置。
6.根据权利要求5所述的用于传送燃料的方法，其中在约10秒至约40秒内将所述先导燃料回路下降到固定位置使先导控制阀达到约20％至约35％的阀冲程。
7.根据权利要求6所述的用于传送燃料的方法，其中所述方法还包括在约50％至约
60％的负荷操作状况下使水流动到所述先导燃料回路的所述至少一个喷嘴。
8.根据权利要求7所述的用于传送燃料的方法，其中约50％至约60％的负荷操作状况出现在主燃料流率从约14磅/秒至约35磅/秒时。
9.一种用于传送燃料的方法，其包括：
向燃烧系统提供先导燃料回路和主燃料回路，其中所述先导燃料回路和所述主燃料回路各自包括至少一个喷嘴；
使先导油流动到所述先导燃料回路的所述至少一个喷嘴；
使水流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴；和
启动所述主燃料回路，将所述主燃料回路上升到固定位置，并在约10秒至约40秒内将所述先导燃料回路下降至固定位置。
10.根据权利要求9所述的用于传送燃料的方法，其中进行使先导油流动到所述先导燃料回路的所述至少一个喷嘴，直到先导控制阀达到约80％至约90％的阀冲程。
11.根据权利要求9所述的用于传送燃料的方法，其中在使油流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴之前，进行使水流动到所述主燃料回路的所述至少一个喷嘴持续至少约5至约10秒。
12.根据权利要求9所述的用于传送燃料的方法，其中打开所述主燃料回路，将所述主燃料回路上升到固定位置，并且从约10秒至约40秒将所述先导燃料回路下降至固定位置。
13.根据权利要求9所述的用于传送燃料的方法，其中在约10秒至约40秒内将所述先导燃料回路下降至固定位置使先导控制阀达到约20％至约35％的阀冲程。
14.根据权利要求9所述的用于传送燃料的方法，其中所述方法还包括在约50％至约
60％的负荷操作状况下使水流动到所述先导燃料回路的所述至少一个喷嘴。
15.根据权利要求14所述的用于传送燃料的方法，其中所述约50％至约60％的负荷操作状况发生在主燃料流率从约14磅/秒至约35磅/秒时。
16.一种用于传送燃料的方法，其包括：
用油预填充先导歧管和主歧管；
使油流动到先导燃料回路的多个喷嘴，将先导控制阀上升到约80％至约90％的阀冲程；
使水流动到主燃料回路的多个喷嘴；
使油流动到所述主燃料回路的所述多个喷嘴，并且使所述先导燃料回路下降；
使水流动到所述先导燃料回路的所述多个喷嘴；和
在基本负荷状况下进行操作。
17.根据权利要求16所述的用于传送燃料的方法，其中在使油流动到所述主燃料回路的所述多个喷嘴之前，进行使水流动到所述主燃料回路的所述多个喷嘴至少约5至约10秒。
18.根据权利要求16所述的用于传送燃料的方法，其中进行使油流动到所述主燃料回路的所述多个喷嘴和进行使所述先导燃料回路下降至少约10秒。
19.根据权利要求18所述的用于传送燃料的方法，其中在至少约10秒内将所述先导燃料回路下降使先导控制阀达到约20％至约35％的阀冲程。
20.根据权利要求17所述的用于传送燃料的方法，其中在约50％至约60％的负荷操作状况下使水流动到所述先导燃料回路的所述多个喷嘴。

说明书全文

用于传送燃料的方法

技术领域

[0001] 本文所公开的主题涉及涡轮发动机，更具体地涉及一种涡轮机液体燃料系统的用于传送燃料的方法。

背景技术

[0002] 对于大型燃气涡轮机，燃烧系统通常采用沿周向布置的多个容器，可燃烧燃料被输送到每个容器以用于燃烧。为了产生充分燃烧，经常通过具有雾化空气辅助的喷嘴来喷射。如果不使用雾化空气，则喷嘴自身将作为雾化器。在这种情况下，燃烧效率与喷嘴尖端压降有关。为确保高喷嘴尖端压降，燃烧系统通常采用两个不同的燃料回路(例如先导回路和主回路)，这是因为从点火到基本负荷的燃料流动范围相当大。对于双孔液体燃料燃烧系统，期望在燃烧系统中维持每个喷嘴的高尖端压降。通常，当这种系统将油从先导回路传送至主回路时这种需求是一个挑战。在传送期间，某些主喷嘴由于重力压头(gravity head)而没有压降，这会阻碍燃料流动。发明内容

[0003] 根据本发明的一个方面，一种用于传送燃料的方法包括使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。还包括使油流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。还包括使液体燃料流动到主燃料回路的至少一个喷嘴，其中在使油流动到主燃料回路的至少一个喷嘴和使液体燃料流动到主燃料回路的至少一个喷嘴之前发生使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。

[0004] 根据本发明的另一方面，一种用于传送燃料的方法包括将先导燃料回路和主燃料回路提供至燃烧系统，其中先导燃料回路和主燃料回路各自包括至少一个喷嘴。还包括使先导油流动到先导燃料回路的至少一个喷嘴。还包括使水流动到主燃料回路的至少一个喷嘴。还包括打开主燃料回路，将主燃料回路上升到固定位置，并在约10秒至约40秒内将先导燃料回路下降至固定位置。

[0005] 根据本发明的另一方面，一种用于传送燃料的方法包括用油预填充先导歧管和主歧管。还包括使油流动到先导燃料回路的多个喷嘴，将先导控制阀上升到约80％至约90％的阀冲程。还包括使水流动到主燃料回路的多个喷嘴。还包括使油流动到主燃料回路的多个喷嘴，并且使先导燃料回路下降。该方法还包括使水流动到先导燃料回路的多个喷嘴和在基本负荷状况下进行操作。

[0006] 根据下列描述并结合附图，这些和其他优点和特征将更加显而易见。

附图说明

[0007] 说明书总结处的权利要求书具体指出并明确地保护视为本发明的主题。本发明的上述和其他特征以及优点通过以下结合附图地详细描述将是明显的，其中：

[0008] 图1是处于启动的第一阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0009] 图2是处于启动的第二阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0010] 图3是处于启动的第三阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0011] 图4是处于启动的第四阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0012] 图5是处于启动的第五阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0013] 图6是处于启动的第六阶段的燃气涡轮机液体燃料系统的流动图；

[0014] 图7示出燃气涡轮机液体燃料系统的启动的多个阶段；和

[0015] 图8是示出用于操作燃气涡轮机液体燃料系统的方法的流程图。

[0016] 详细的描述通过示例参照附图对本发明的实施例以及优点和特征进行描述。

具体实施方式

[0017] 图1示意性示出燃气涡轮机系统10的测试装配流动图。具体地，燃气涡轮机系统10包括液体燃料系统12，液体燃料系统12能够传送各种流体，例如油、水、氮、天然气和/或乳状液。这些仅仅是液体燃料系统12经构造进行操作的示例性流体，可想到在液体燃料系统12内可以采用其他流体。

[0018] 液体燃料系统12包括油源14，油源14包括油箱16，油箱16可操作地连接到油泵机组18。油泵机组18包括滤油器20和油离心泵22。油源14包括多个油路24，多个油路24可操作地将油源14连接到先导燃料回路26和主燃料回路28，多个油路24中的每一者包括各种阀和流量计以监测和调节多个油路24内的流动。液体燃料系统12还包括水源30，水源30包括水箱32，水箱32可操作地连接到水泵机组34。水泵机组34包括滤水器36和水离心泵38。从水源30流出的水通常是软化水，但是可以采用其他类型的水。水源30包括至少一个水路40，水路40可操作地将水源30连接到先导燃料回路26和/或主燃料回路
28，该至少一个水路40包括各种阀、流量计和可能的其他组件以监测和调节该至少一个水路40内的流动。

[0019] 先导燃料回路26包括至少一个先导歧管(未示出)、至少一个先导油控制阀44、至少一个先导水阀46和至少一个喷嘴47，可燃烧燃料可被传送经过这些组件。类似地，主燃料回路28包括至少一个主歧管(未示出)、至少一个主油控制阀50、至少一个主水阀52和至少一个喷嘴49，可燃烧燃料可被传送经过这些组件。混合阀48构造成将包括可燃烧燃料的混合物传送到燃烧室(未示出)。

[0020] 仍然参考图1，本发明的一个方面提供一种用于操作燃气涡轮机系统10的液体燃料系统12的方法。具体地，液体燃料系统的启动方法首先包括启动各种泵(包括油离心泵22和水离心泵38)以及排出主歧管中存在的任何水。随后，主歧管和先导歧管各自用油进行预填充。

[0021] 参考图2，与先导燃料回路26相关联的至少一个(但通常是多个)喷嘴47开始在固定阀位置处接收油流，以促进点火流。

[0022] 参考图3，经过先导燃料回路26的先导油控制阀44的油流然后可以被切换到流动控制并上升到约80％至约90％的阀冲程。

[0023] 参考图4，主水阀52可以打开以使水流到达主燃料回路28的至少一个(但通常是多个)喷嘴49。到至少一个喷嘴49的水流可以持续约五(5)至约十(10)秒。例如，到达主燃料回路28的至少一个喷嘴49的流动水保护喷嘴49不受到与到达喷嘴49的初始油流有关的不良影响(例如结焦累积)。

[0024] 参考图5，一旦主燃料回路28的喷嘴49已具有水，油可以开始流动到主燃料回路28，从而导致将燃料提供至主燃料回路28的喷嘴49。主油控制阀50设置在固定位置处，先导油控制阀44在约10秒至约40秒的时间段(取决于应用)内下降到固定位置。

[0025] 参考图6，主油控制阀50、先导油控制阀44和主水阀52切换到流动控制并上升，直到满足约50％至约60％的系统负荷状况，但是通常将满足约60％的负荷。一旦达到这种负荷状况，通过打开先导水阀46使水流动到先导燃料回路26。燃料和水流以大约在约0.9至约1.4的范围内的期望水/油比率继续向满负荷上升。然后系统在基本负荷下操作。图7示出燃气涡轮机液体燃料系统的启动的多个阶段。

[0026] 参考图8，结合示出的流程图来描述用于传送燃料的方法，该方法大体表示为60。具体地，启动序列包括排出主歧管中的水62和启动油离心泵和水离心泵64。以由先导油控制阀的固定阀位置引起的流量，用油预填充先导燃料回路的先导歧管和主燃料回路的主歧管66。在点火之后，在先导燃料回路的瞬态上升过程68期间，先导油控制阀的固定阀位置然后被切换到流动控制操作。瞬态上升过程68在流动控制操作中持续进行，直到达到先导油控制阀的约80％至约90％的阀冲程。这时，主水阀打开以使水流动70到主燃料回路的至少一个喷嘴。水流动到至少一个喷嘴持续约五(5)至约十(10)秒。在将水提供至至少一个喷嘴之后，油流动到主燃料回路72。主油控制阀设置在固定位置处，先导油控制阀在从约10秒到约40秒的时间段内下降到固定位置，从而导致先导控制阀达到约20％至约
35％的阀冲程。主油控制阀、先导油控制阀和主水阀被切换以进行流动控制并上升，直到满足约50％至约60％的系统负荷状态，这符合从约14磅/秒(lbs/second)到约35磅/秒的主燃料流率。然后通过打开先导水阀使水流动到先导燃料回路74。燃料和水流以约0.9至1.4的期望水/油比率继续向满负荷上升76。然后系统在基本负荷下操作。

[0027] 有利地，该方法能实现双回路、两阶段设计而不需要雾化空气辅助，而是依赖作为雾化器的喷嘴。结果，保护喷嘴不受到抑制有效燃料传送的结焦累积影响，从而产生更有效的燃烧。

[0028] 尽管在一系列步骤中描述该方法，但是应理解，根据燃气涡轮机系统10的液体燃料系统12的操作的具体应用，步骤的顺序和特性可以根据需要改变。

[0029] 尽管仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当很容易理解本发明不限于这些公开的实施例。相反，本发明可以被修改成并入目前没有描述但是符合本发明的精神和范围的任意数量的改变、变型、替代或等效布置。此外，尽管描述了本发明的各种实施例，但是应当理解本发明的各个方面可以仅包括某些描述的实施例。相应地，本发明不应视为受到前文描述的限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。

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