[发明专利]用于减轻燃料系统瞬变的系统

说明书

相关申请

本申请涉及于2009年6月29日提交的共同转让美国专利申请12/493716[GE案号239283]。

技术领域

本申请主要涉及与燃烧过程相关的燃料系统；并且更具体地涉及一种用于减轻燃料系统上的瞬变影响(效应)的系统。

背景技术

燃料系统与种类宽泛的机器燃烧过程相关。燃料系统通常用于将燃料例如但不限于天然气输送给燃烧过程。燃料系统通常包括共同地控制通向燃烧过程的燃料流的歧管和阀。燃料系统还可控制供给阀的燃料的压力。阀可用作对通向燃烧过程的气体流的主控制。

涡轮机为具有燃烧过程的机器的非限制性实例。一些涡轮机，例如但不限于燃气轮机、航改涡轮等，具有多个燃料系统，该燃料系统具有至少一个燃烧管(can)。这些燃料系统将燃料传送到燃烧管中。

对于涡轮机的瞬变要求，包括在瞬变事件之后的继续工作，正变得日益需要。在瞬变事件期间，通向燃烧过程的燃料流可快速地减少。瞬变可包括但不限于抛负载、快速甩负载等。这可增大涡轮机转子不可接受的高速的可能性。高转子速度可能起因于在燃料流快速减少之后保持在阀下游的燃料造成。该燃料由燃烧过程消耗，且可导致转子速度增大。在瞬变事件期间，对通向燃烧过程的燃料流的控制基本上滞后于所期望的响应。

在影响燃料系统的瞬变期间，公知的控制策略通常涉及：a)使火焰锚定在可维持后瞬变状态的燃料回路中；以及b)如果可适用的话，快速减少通向其它燃料回路的燃料流。该策略涉及快速减少总燃料流，同时努力避免燃烧管的贫燃料熄火(blowout)。由于剩余在燃料回路中的气体燃料的体积可压缩，故燃料在快速减少之后，可继续有大量的燃料流通向燃烧过程。在瞬变事件之后，这些剩余的燃料燃烧，可驱动涡轮机朝向超速状态，且还可增加通向燃烧管的空气流，这会导致贫燃料熄火。

在瞬变事件期间使用公知的系统和控制原理存在一些缺点。公知的系统可具有在瞬变事件期间响应相对缓慢的燃料系统。此外，一些公知的系统在瞬变期间会容许太多空气进入涡轮机中，从而增大了贫燃料熄火的风险。

出于上述原因，期望的是可有一种用于减轻燃料系统上的瞬变影响的系统。该系统应当容许在瞬变事件期间较快的燃料系统响应。该系统还应当减小超速状态和贫燃料熄火的风险。

发明内容

根据本发明的实施例，一种用于减轻由燃料系统所经历的瞬变的系统，该系统包括：构造成用于将燃料传送给燃烧过程的主燃料回路，其中，该主燃料回路包括构造成用于控制燃料流动的阀，以及构造成用于将燃料分配给燃烧过程的构件的主歧管，其中，该主歧管定位在阀的下游；以及构造成用于在燃料系统瞬变期间减小主歧管内压力的压力控制单元(PCC)；其中，PCC在燃料系统瞬变期间除去主歧管内的部分燃料，且减轻燃料系统上的燃料系统瞬变影响。

根据本发明的另一实施例，一种用于减轻由涡轮机所经历的瞬变的系统，该系统包括涡轮机，该涡轮机包括燃烧管和适于将燃料传送到燃烧管中的燃料系统，其中，该燃料系统包括：构造成用于将燃料供给燃烧管的第一燃料回路，其中，该第一燃料回路包括构造成用于控制燃料流动的装置，以及构造成用于将燃料分配给燃烧管的构件的第一歧管，其中，第一歧管定位在该装置的下游；以及压力控制单元(PCC)，其构造成用于在燃料系统瞬变期间减小第一歧管内的压力，其中，PCC在燃料系统瞬变期间除去主歧管内的部分燃料，且减轻燃料系统上的燃料系统瞬变影响。

附图说明

图1为示出本发明实施例的操作环境的简图。

图2为与图1中所示的涡轮机相关的燃料供送系统的实例的简图。

图3A至图3C共同组成图3，为示出在瞬变事件期间图2中所示的燃料供送系统的工作实例的曲线图。

图4为示出根据本发明实施例的与燃料供送系统形成一体的压力控制单元系统的实施例的简图。

图5A至图5C共同组成图5，为示出根据本发明实施例的图4中的压力控制单元系统在瞬变事件期间的工作实例的曲线图。

零件清单

100涡轮机

110压缩机段

120多个燃烧管

125燃料喷嘴

130涡轮段

135流动通路

140过渡段

160燃料供送系统

170负载

180操作数据

190涡轮控制系统

200停止阀

205中间容积

207主回路

210控制阀

215主歧管

217附加回路