用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统。具体而言，提供用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统，该燃气涡轮发动机包括燃料输送系统和多个燃烧器组件。燃料输送系统包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间连续地供应燃料至多个燃烧器组件中的各个。燃料输送系统的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中。燃料输送系统使用隔离阀来代替燃气涡轮发动机中的吹扫系统。
【专利说明】用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统
【技术领域】
[0001]在本文中描述的实施例大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统。
【背景技术】
[0002]已知的燃气涡轮发动机大体上包括压缩机、各自包括燃料喷射系统的一个或更多燃烧器、和涡轮区段。在至少一些已知的发动机中，燃烧器典型地以环形阵列布置在发动机周围，且互连以用于点火目的。压缩机升高入口空气的压力，且然后朝燃烧器引送加压空气，在该处，它冷却燃烧室壁且用于燃烧过程中。更具体而言，在燃烧室中，压缩空气与燃料混合，且混合物被点燃来产生热燃烧气体。
[0003]在一些已知的燃式涡轮中，涡轮可使用燃料气体或液体燃料而被供能。此类涡轮可具有用于液体燃料和气体燃料两者的燃料供应系统，但通常不同时燃烧气体燃料和液体燃料。相反，当燃式涡轮燃烧液体燃料时，气体燃料供应可从服务中移除。备选地，当燃式涡轮燃烧燃料气体时，液体燃料供应可从服务中移除。
[0004]在一些已知的工业燃式涡轮中，燃烧系统可包括燃烧器阵列，燃烧器各自包括至少一个液体燃料喷嘴和至少一个气体燃料喷嘴。在此种布置中，燃烧可在燃料喷嘴的略微下游在燃烧室内开始。来自压缩机的空气可围绕和穿过燃烧器流动，以提供氧用于燃烧。
[0005]一些已知的燃气涡轮发动机包括多个燃料回路，该多个燃料回路用于可在预定操作模式期间操作的各个燃料类型。当一个回路从服务中移除时，空闲回路中的燃料可保持在空闲燃料歧管中。然而，热燃烧气体或热空气可从燃烧器流回到空闲燃料回路中，且点燃剩余燃料。为了防止该事件，已知的燃气涡轮发动机可利用压缩机排出空气或诸如氮的惰性气体吹扫空闲歧管，以从歧管移除剩余燃料。然而，已知的吹扫系统昂贵且制造复杂。
[0006]因此，需要一种简化且成本效果合算的燃料系统，其防止热燃烧气体在燃烧器与空闲燃料回路之间流动。
【发明内容】
[0007]在一个方面中，提供了一种燃气涡轮发动机的燃料输送系统，该燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件。燃料输送系统包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间连续地供应燃料至多个燃烧器组件中的各个。燃料输送系统的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
[0008]在另一个方面中，提供了一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，该燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件。燃烧器组件中的各个包括至少一个燃料回路，且燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料。该方法包括在第一操作模式期间经由主燃料回路对多个燃烧器组件中的各个供应燃料。在第二操作模式期间，该方法包括经由主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。至少一个副燃料回路中的各个包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。各个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
[0009]在又一个方面中，提供了一种包括多个燃烧器组件的燃气涡轮发动机组件。燃气涡轮发动机组件还包括主燃料回路，该主燃料回路构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至多个燃烧器组件中的各个。燃气涡轮发动机组件的至少一个副燃料回路构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个。副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀。该至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机组件不包括吹扫系统。
[0010]一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，燃料输送系统包括:主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至多个燃烧器组件中的各个；和至少一个副燃料回路，其构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个，副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，至少一个隔离阀有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
[0011]优选地，至少一个隔离阀可选地为被动控制的止回阀或主动控制的促动阀，其中，控制器构造成控制促动阀。
[0012]优选地，至少一个隔离阀可选地联接到多个燃烧器组件中的各个的上游和附近的副燃料回路上，或者至少一个隔离阀与多个燃烧器组件中的各个为整体，使得至少一个隔离阀联接到多个燃烧器组件中的各个内的至少一个副燃料喷嘴上。
[0013]优选地，主燃料回路还包括联接于主分级阀的主歧管，副回路还包括联接于副分级阀的副歧管。
[0014]优选地，副分级阀构造成在第一操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流入副歧管中，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料从副歧管供给至多个燃烧器组件。
[0015]优选地，副分级阀构造成在第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料流能够穿过副燃料回路流至多个燃烧器组件中的各个。
[0016]优选地，副分级阀构造成在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成选择性地闭合，以防止热空气或燃烧产物从多个燃烧器组件流至副歧管。
[0017]优选地，副歧管在副分级阀与各个隔离阀之间被加压至高于多个燃烧器组件的操作压力的压力，以有助于防止流体向上游流入副歧管中。
[0018]一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，燃烧器组件中的各个包括至少一个燃料回路，其中，燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料，方法包括:在第一操作模式期间将燃料经由主燃料回路供应至多个燃烧器组件中的各个；和在第二操作模式期间经由主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个，其中，至少一个副燃料回路中的各个包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，其中，隔离阀中的各个有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
[0019]优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括:在第一操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在第一操作模式期间开启副分级阀来使燃料能够流入副歧管中；和在第一操作模式期间闭合各个隔离阀以防止燃料穿过副歧管流至多个燃烧器组件。
[0020]优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括:在第二操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在第二操作模式期间开启副分级阀以使燃料能够流至副歧管；和在第二操作模式期间开启各个隔离阀以使燃料能够穿过副歧管流至多个燃烧器组件。
[0021]优选地，燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，该方法还包括:在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间开启主分级阀以使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件；在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间闭合副分级阀以防止燃料流至副歧管；和在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间闭合各个隔离阀，以防止热燃烧气体从多个燃烧器组件流入副燃料歧管中。
[0022]优选地，该方法还包括在第一操作模式期间将副分级阀与各个隔离阀之间的副歧管加压至高于多个燃烧器组件的操作压力的压力，以有助于防止流体向上游流入副歧管中。
[0023]优选地，该方法还包括使副分级阀与隔离阀中的各个之间的副歧管放气，以从副歧管移除气体。
[0024]一种燃气涡轮发动机组件，包括:多个燃烧器组件；主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至多个燃烧器组件中的各个；和至少一个副燃料回路，其构造成在第二操作模式期间将燃料供应至多个燃烧器组件中的各个，副燃料回路包括与多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，至少一个隔离阀有助于在第一操作模式期间防止流体向上游流入副燃料回路中，其中，燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
[0025]优选地，至少一个隔离阀可选地为被动控制的止回阀或主动控制的促动阀，其中，控制器构造成控制促动阀。
[0026]优选地，至少一个隔离阀可选地联接到多个燃烧器组件中的各个的上游和附近的副燃料回路上，或者至少一个隔离阀与多个燃烧器组件中的各个为整体，使得至少一个隔离阀联接到多个燃烧器组件中的各个内的至少一个副燃料喷嘴上。
[0027]优选地，燃气涡轮发动机组件还包括多个分级阀和歧管，其中，主分级阀构造成在第一操作模式期间开启以使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件中的各个，并且其中，副分级阀构造成在第一操作模式期间选择性地开启以使燃料能够流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第一操作模式期间闭合来防止燃料从副歧管流至多个燃烧器组件。
[0028]优选地，燃气涡轮发动机组件还包括多个分级阀和歧管，其中，主分级阀构造成在第二操作模式期间开启以使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件中的各个，并且其中，副分级阀构造成在第二操作模式期间开启来使燃料能够流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成在第二操作模式期间选择性地开启以使燃料能够穿过副燃料回路流至多个燃烧器组件。
[0029]优选地，燃气涡轮发动机组件还包括多个分级阀和歧管，其中，主分级阀构造成在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间保持开启，以使燃料能够穿过主歧管流至多个燃烧器组件中的各个，并且其中，副分级阀构造成在从第二操作模式过渡至第一操作模式期间闭合以防止燃料流至副歧管，并且其中，至少一个隔离阀中的各个构造成选择性地闭合以防止热燃烧产物从多个燃烧器组件流入副歧管中。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为示范燃气涡轮发动机的示意图；
图2为可与图1所示的燃气涡轮发动机一起使用的示范燃料输送系统的简化框图；并
且
图3为可与图1所示的燃气涡轮发动机一起使用的备选燃料输送系统的简化框图。
[0031]部件列表
100燃气涡轮发动机 102压缩机组件 104燃烧器组件 105 入口 107 出口 108涡轮 110轴
200燃料输送系统 202主燃料回路 204副燃料回路 206燃烧器组件 207燃烧室 208燃烧器喷嘴组件 210主燃料喷嘴组件 210a主燃料喷嘴 210b主燃料喷嘴 212副喷嘴组件 212a副燃料喷嘴 212b副燃料喷嘴 212c副燃料喷嘴 215隔离阀 220主燃料歧管 222副歧管 224主燃料管线 226副燃料管线 228放气口 230燃料源 240主分级阀 242副分级阀 300燃料输送系统 312副燃料喷嘴组件 312a副燃料喷嘴 312b副燃料喷嘴 312c副燃料喷嘴 315隔离阀 400控制器。
【具体实施方式】
[0032]图1为示范燃气涡轮发动机100的示意图。发动机100包括压缩机组件102和多个燃烧器组件104。发动机100还包括涡轮108和公共压缩机/涡轮轴110，有时称为转子110。燃烧器组件104与涡轮组件108并且与压缩机组件102流动连通地联接。
[0033]在操作中，空气穿过入口 105进入发动机100，且穿过压缩机组件102向下游流动，使得压缩空气供应至燃烧器组件104。燃料被引送至限定在燃烧器组件104内的燃烧区(图1未示出)，其中，燃料与空气混合且被点燃。燃烧气体生成且被引送至涡轮108，其中，气流热能转变成机械旋转能，且穿过出口 107从发动机100排出。涡轮108可旋转地联接于轴110。如在本文中使用的用语“上游”指邻近于入口 105的地点，且“下游”指邻近于出口107的地点。
[0034]图2为可与图1所示的燃气涡轮发动机100 —起使用的示范燃料输送系统200的简化框图。在示范实施例中，燃气涡轮发动机100包括十八个燃烧器组件206，其在该实施例中形成环形圈(未示出)。在其它实施例中，可使用任何其它数目的燃烧器组件206。在示范实施例中，各个燃烧器组件206包括与燃烧器组件206为整体的燃烧器喷嘴组件208。燃烧器喷嘴组件208至少包括联接于主燃料回路202的主燃料喷嘴组件210和联接于副燃料回路204的副燃料喷嘴组件212。在示范实施例中，主燃料喷嘴组件210和副喷嘴组件212为喷嘴的子组，且一起构成燃烧器喷嘴组件208，其中，燃烧器喷嘴组件208为燃烧器组件206的整体构件。
[0035]尽管图2将燃气涡轮发动机100示为包括两个燃烧器组件206和两个燃料喷嘴组件208，但应当认识到的是，燃料系统200可与包括η个燃烧器组件和η*χ个燃料喷嘴组件的燃气涡轮发动机一起使用，其中，η > 2且X > 2。例如，燃气涡轮发动机100可包括18个(η=18)燃烧器，且如果χ=2，则发动机100将包括36个燃料喷嘴组件。在此种实施例中，发动机100每个燃烧器包括两个燃料喷嘴组件。在示范实施例中，各个燃烧器组件206包含与燃料系统200包含燃料回路一样多的燃料喷嘴组件，燃料回路诸如主燃料回路202和副燃料回路204。[0036]各个喷嘴组件210和212可包括多个独立喷嘴。具体而言，主燃料喷嘴组件210包括喷嘴210a和210b，且副喷嘴组件212包括喷嘴212a、212b和212c。在示范实施例中，燃烧器组件206形成围绕燃气涡轮发动机100的内周的环形圈，且作为各个燃烧器组件206的一部分，燃料喷嘴组件210和212在燃气涡轮发动机100周围沿周向类似地间隔开。
[0037]在燃料输送系统200的示范实施例中，主燃料回路202包括主燃料歧管220 (包括主燃料管线224)、和主分级阀240。副燃料回路204包括副燃料歧管222 (包括副燃料管线226)、副分级阀242，且对于各个燃烧器包括隔离阀215。燃料系统200还包括燃料源230，燃料源230构造成对主歧管220和副歧管222、发动机100供应燃料气体。燃料气体可为但不限于合成气、天然气或它们的组合。备选地，燃料源230可对歧管220和222供应液体燃料。
[0038]主燃料歧管220和副燃料歧管222 二者可被计量且在尺寸方面设置为实现燃料输送系统200内的期望压力比，该期望压力比适合用于输送至燃气涡轮发动机100的燃料量。主歧管220和副歧管222分别可为多个子集歧管的集合体，其中，主歧管220和副歧管222二者包括子歧管(未示出)，该子歧管在燃烧器室水平下将燃料供应至喷嘴子组。尽管示范实施例将燃料输送系统200示为包括两个歧管220和222，但应当理解的是，燃料输送系统200可具有三个或更多的燃料歧管。
[0039]尽管示范实施例将燃料输送系统200示为包括两个歧管220和222，但应当理解的是，燃料输送系统200可具有三个或更多燃料歧管。在示范实施例中，主歧管220与各个燃烧器喷嘴组件208流动连通，且更具体而言，经由主燃料管线224与主燃料喷嘴组件210流动连通。副歧管222与各个燃烧器喷嘴组件208流动连通，且更具体而言，经由副燃料管线226与副燃料喷嘴组件212流动连通。在燃料系统200包括附加燃料回路和歧管的实施例中，各个附加燃料回路与各个燃烧器喷嘴组件208流动连通，且因此与各个燃烧器组件206流动连通。
[0040]在燃料系统200的示范实施例中，隔离阀215各自联接在副燃料管线226内的燃烧器组件206附近。在示范实施例中，隔离阀215可为由隔离阀215内的偏压机构(未示出)操作的被动控制的止回阀。备选地，隔离阀215可为由控制器400控制的主动控制的促动阀。隔离阀215有助于防止燃烧器组件206内的热空气或燃烧气体在副燃料回路204空闲时穿过副燃料管线226向上游流至副歧管222。在示范实施例中，隔离阀215定位成邻近燃烧器组件206，使得减小了副燃料管线226或副歧管222内的非期望燃烧事件的可能性。
[0041]在第一操作模式期间，燃料穿过主燃料回路202供应至各个燃烧器喷嘴组件208。具体而言，主燃料回路202穿过主燃料喷嘴组件210将燃料供应至燃烧器组件206。S卩，在第一操作模式期间，副燃料回路204是空闲的，使得各个燃烧器组件206仅从主回路202接收燃料。在第二操作模式期间，主燃料回路202和副燃料回路204将燃料分别经由主歧管220和副歧管222、燃料管线224和226、和喷嘴组件210和212供应至各个燃烧器喷嘴组件208。即，在第二操作模式期间，燃料回路202和204 二者为活动的，使得各个燃烧器组件206从回路202和204 二者接收燃料。在示范实施例中，主燃料回路202在第一和第二操作模式二者期间对各个燃烧器喷嘴组件208供应燃料。
[0042]在操作中，燃料输送系统200能够在全部操作状态期间输送燃料至燃气涡轮发动机100。在第一操作模式中，主分级阀240将燃料从主燃料回路202穿过主歧管220供应至各个燃烧器组件206，且副分级阀242将燃料供应至副歧管222。然而，隔离阀215在第一操作模式中闭合，以防止热空气或燃烧气体从燃烧器组件206向上游流入副歧管222中。
[0043]在仅主燃料回路202活动且副燃料回路204空闲的第一操作模式期间，隔离阀215防止热空气或燃烧气体从燃烧室207向上游流入副歧管222中。副歧管222内的燃料和热空气或燃烧气体的混合物可导致发动机100构件的操作寿命缩短。在第一操作模式中，隔离阀215闭合，因此在副歧管222和副燃料管线226中保持休眠燃料的停滞体积。备选地，副歧管222可利用副分级阀242与隔离阀215之间的燃料来加压在高于燃烧器组件206的操作压力的压力下。副歧管222与燃烧器组件206之间的该压力差提供了附加机制来防止热空气或燃烧气体向上游流入副燃料回路204中。此外，隔离阀215与副分级阀242之间的副歧管222中的气体、热空气或燃烧气体可通过放气口 228放出至大气，使得实现了副分级阀上游的加压燃料与隔离阀215下游的燃烧气体的主动隔离。
[0044]在第二操作模式的示范实施例中，主分级阀240保持开启，且分级阀242和各个隔离阀215开启，使得各个燃烧器组件206穿过主喷嘴组件210和副喷嘴组件212被供应燃料。因此，在第二操作模式中，主燃料回路202和副燃料回路204 二者将燃料供应至各个燃烧器组件206。
[0045]在示范实施例中，当期望返回第一操作模式时，副分级阀242和隔离阀215闭合以停用副燃料回路204。主燃料回路202继续穿过主燃料喷嘴组件210将燃料提供至各个燃烧器组件206。闭合副分级阀242和隔离阀215终止经由副燃料回路204穿过副燃料喷嘴组件212去往燃烧器组件206的燃料供应。在示范实施例中，剩余燃料保持在副分级阀242与隔离阀215之间的副歧管222中。隔离阀215构造成防止燃烧室207内的热空气或燃烧气体在副燃料回路204空闲时向上游穿过副燃料管线226流至副歧管222。副歧管222内的剩余燃料和热空气或燃烧气体的混合物可导致发动机100构件的操作寿命缩短。
[0046]在从第二操作模式过渡至第一操作模式的示范实施例中，包含隔离阀215上游的剩余燃料的副歧管222在副分级阀242与隔离阀215之间被加压，使得副歧管222处于高于燃烧器组件206的操作压力的压力下，以防止热燃烧气体从燃烧器组件206向上游流至副歧管222。备选地，隔离阀215与副分级阀242之间的剩余燃料可在燃料气体的情况下放出至大气，或在液体燃料的情况下从副歧管222排出。当返回第一操作模式时，放气口 228可被触动以从副歧管222排放剩余燃料。因此，由于燃料输送系统200或者:将休眠燃料储存在分级阀242与隔离阀215之间；加压分级阀242与隔离阀215之间的腔；或者穿过放气口 228将保持在副歧管222中的剩余燃料放出至大气，故燃气涡轮发动机100不需要吹扫系统以在副燃料回路204不操作时从副歧管222移除剩余燃料。
[0047]图3为可与图1所示的燃气涡轮发动机100 —起使用的备选燃料输送系统300的简化框图。燃料输送系统300在操作和组成方面大致类似于燃料输送系统200 (图2所示)，除了燃料输送系统300包括联接到副燃料喷嘴组件312内的喷嘴312a、312b和/或312c中的至少一个上的隔离阀315，而非联接到邻近于副燃料喷嘴组件212和燃烧器组件206的副燃料管线226上的隔离阀215。因此，图2也示出的图3所示的构件标有图2中使用的相同的参考数字。
[0048]燃料输送系统300的隔离阀315导致燃烧器组件206与副燃料回路204的隔离发生在副喷嘴组件312内的独立喷嘴水平处，使得由隔离阀315阻挡从燃烧室207向上游行进的任何燃烧气体且防止其漏出燃烧器组件206。在燃料输送系统300的示范实施例中，隔离阀315为被动控制的止回阀，其由隔离阀315内的偏压机构(未示出)操作。由于隔离阀315联接到副燃料喷嘴312a、312b和/或312c中的各个上，故隔离阀315有助于防止燃烧气体从燃烧器组件206向上游进行到副燃料管线226或副歧管222中。
[0049]在本文中描述的燃料输送系统包括平行的燃料回路，该平行的燃料回路使实现经由主燃料回路到各个燃烧器组件的连续燃料流，同时使用隔离阀防止第一操作模式期间副空闲燃料回路中的燃烧气体和燃料的混合。此外，示范燃料系统使至少一个副空闲燃料回路过渡以使在第二操作模式期间实现经由主燃料回路和副燃料回路二者到各个燃烧器组件的连续燃料流。
[0050]在本文中描述了一种示范燃料输送系统，其使用隔离阀来防止热燃烧气体回流到空闲燃料回路中。在包括多个燃料回路的已知燃气涡轮发动机中，空闲回路或者需要利用压缩空气或惰性气体吹扫，以从空闲回路移除燃料，或者燃料可简单地留在空闲回路中。吹扫需要复杂和昂贵的管路和阀系统，且还可需要使用换热器来冷却吹扫空气。然而，如果燃料留在空闲回路中，则存在热空气或燃烧气体与燃料混合而在空闲回路内燃烧的风险。示范燃料输送系统构造成使用隔离阀防止燃料和热空气或燃烧气体混合，使得不需要利用空气吹扫空闲燃料回路。
[0051]在一个实施例中，隔离阀联接在邻近各个燃烧器组件的空闲燃料回路内。备选地，隔离阀可联接于包括空闲燃料喷嘴组件的空闲燃料喷嘴中的至少一个，使得隔离阀与燃烧器组件为整体。在操作中，示范燃料系统使用隔离阀以或者:将休眠燃料储存在分级阀与隔离阀之间；加压分级阀与隔离阀之间的空闲燃料回路的空腔；或者将保持在空闲燃料回路中的剩余燃料穿过放气口放出至大气。因此，如此与隔离阀一起操作的燃气涡轮发动机不需要吹扫系统来从空闲燃料回路移除剩余燃料，且因此比已知的吹扫系统更简单且更成本效率合算。
[0052]以上详细地描述了用于操作燃气涡轮发动机的方法和系统的示范实施例。具有多个燃料回路的燃料输送系统和用于操作此类系统的方法不限于在本文中所述的特定实施例，而是相反，系统的构件和/或方法的步骤可独立地且与在本文中所述的其它构件和/或步骤分开使用。例如，该方法还可与具有多个燃料回路的其它燃料输送系统和方法组合使用，且不限于仅利用如在本文中所述的燃料输送系统和方法来实施。相反，示范实施例可与许多其它燃料输送应用结合来实施和使用。
[0053]尽管本公开的各种实施例的具体特征可在一些附图中示出而不在其它附图中示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来被参考和/或要求权利。
[0054]本书面说明使用实例来公开最佳实施方式，且还使本领域技术人员能够实施本公开，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本公开的可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括由本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，所述燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，所述燃料输送系统包括: 主燃料回路，其构造成在第一操作模式和第二操作模式期间将燃料连续地供应至所述多个燃烧器组件中的各个；和 至少一个副燃料回路，其构造成在所述第二操作模式期间将燃料供应至所述多个燃烧器组件中的各个，所述副燃料回路包括与所述多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，所述至少一个隔离阀有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，所述燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
2.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述至少一个隔离阀可选地为被动控制的止回阀或主动控制的促动阀，其中，控制器构造成控制所述促动阀。
3.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述至少一个隔离阀可选地联接到所述多个燃烧器组件中的各个的上游和附近的所述副燃料回路上，或者所述至少一个隔离阀与所述多个燃烧器组件中的各个为整体，使得所述至少一个隔离阀联接到所述多个燃烧器组件中的各个内的至少一个副燃料喷嘴上。
4.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述主燃料回路还包括联接于主分级阀的主歧管，所 述副回路还包括联接于副分级阀的副歧管。
5.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在所述第一操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流入所述副歧管中，并且其中，所述至少一个隔离阀中的各个构造成在所述第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料从所述副歧管供给至所述多个燃烧器组件。
6.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在所述第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料能够流至所述副歧管，并且其中，所述至少一个隔离阀中的各个构造成在所述第二操作模式期间选择性地开启，以使燃料流能够穿过所述副燃料回路流至所述多个燃烧器组件中的各个。
7.根据权利要求4所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副分级阀构造成在从所述第二操作模式过渡至所述第一操作模式期间选择性地闭合，以防止燃料流至所述副歧管，并且其中，所述至少一个隔离阀中的各个构造成选择性地闭合，以防止热空气或燃烧产物从所述多个燃烧器组件流至所述副歧管。
8.根据权利要求7所述的燃料输送系统，其特征在于，所述副歧管在所述副分级阀与各个隔离阀之间被加压至高于所述多个燃烧器组件的操作压力的压力，以有助于防止流体向上游流入所述副歧管中。
9.一种用于控制燃气涡轮发动机中的燃料流的方法，所述燃气涡轮发动机包括多个燃烧器组件，所述燃烧器组件中的各个包括至少一个燃料回路，其中，燃料输送系统对各个燃料回路供应燃料，所述方法包括: 在第一操作模式期间将燃料经由主燃料回路供应至所述多个燃烧器组件中的各个；和 在第二操作模式期间经由所述主燃料回路和至少一个副燃料回路将燃料供应至所述多个燃烧器组件中的各个，其中，所述至少一个副燃料回路中的各个包括与所述多个燃烧器组件中的各个流动连通地联接的至少一个隔离阀，其中，所述隔离阀中的各个有助于在所述第一操作模式期间防止流体向上游流入所述副燃料回路中，其中，所述燃气涡轮发动机不包括吹扫系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述燃料输送系统还包括多个分级阀和歧管，所述方法还包括: 在所述第一操作模式期间开启主分级阀来使燃料能够穿过主歧管流至所述多个燃烧器组件； 在所述第一操作模式期间开启副分级阀来使燃料能够流入副歧管中；和在所述第一操作模式期间闭合各个隔离阀以防止燃料穿过所述副歧管流至所述多个燃烧器组件。
【文档编号】F02C7/232GK103925084SQ201410017512
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】F.T.科德伦, S.K.维德纳, J.E.普里特查德 申请人:通用电气公司