[发明专利]燃气涡轮机燃烧动态变化控制系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于控制燃气涡轮发动机的运行的方法，并且更特别地，涉及一种控制燃气涡轮机中的燃烧动态变化的方法。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和联接至压缩机的涡轮。燃烧器可包括多个燃烧器筒(combustor can)。压缩空气和燃料被输送至燃烧器筒来产生高速和高压的燃烧气体。这些燃烧气体被排放至涡轮。涡轮从燃烧气体提取能量用于产生动力，该动力可以多种方式使用，例如为压缩机提供动力，为发电机提供动力，或为航空器提供动力。

燃气涡轮发动机在不同的负载状态下运行，这些负载状态对于燃烧器需要不同的燃烧运行状态以满足期望的性能。在某些状态下，燃烧现象可与燃烧器的固有模式交互作用，建立起反馈循环。这导致高振幅的压力波动或扰动。这些压力扰动被称为燃烧动态变化。燃烧动态变化能够限制燃气涡轮机的运行状态，且还可引起硬件损坏或计划外停机。

燃烧动态变化是所有类型的燃烧器都面临的问题。由于设计的缘故，对为获得减少的排放而开发的现代预混合燃烧系统而言，燃烧动态变化相对更严重。因此，所期望的是控制燃气涡轮发动机中的燃烧动态变化。

发明内容

根据本文公开的一个实施例，一种系统包括具有多个燃烧器筒的燃气涡轮机燃烧器、连接燃烧器筒的联焰管(crossfire tube)和连接燃烧器筒来控制燃烧动态变化的管状连接系统。该管状连接系统包括用于连接至少一对燃烧器筒的管。

根据本文公开的另一实施例，一种系统包括具有多个燃烧器筒的燃气涡轮机燃烧器，连接燃烧器筒的联焰管，和声学地连接燃烧器筒来控制燃烧动态变化的管状连接系统。该管状连接系统包括用于连接至少一对邻近的燃烧器筒的头端的管。

根据本文公开的另一实施例，一种系统包括具有多个燃烧器筒的燃气涡轮机燃烧系统，连接燃烧器筒的联焰管，和连接燃烧器筒来控制燃烧动态变化的管状连接系统。该管状连接系统包括管，该管用于声学地连接燃烧器筒，使得由第一燃烧器筒的燃烧动态变化产生的声波可异相地到达第二燃烧器筒，以减少或消除第二燃烧器筒中的燃烧动态变化。

附图说明

在参考附图阅读以下具体实施方式之后，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好地理解，贯穿附图相似的字符代表相似的部件，其中：

图1是燃气涡轮发动机系统的示意图。

图2以轴向横截面图示了燃烧器的一个示范性燃烧器筒。

图3图示了示范性燃烧器的环筒构造的侧面视图。

图4图示了示范性燃烧器的一部分。

图5图示了根据本文公开的方面的环筒系统的一个实施例。

图6图示了根据本文公开的方面的筒之间的连接的一个实施例。

图7图示了根据本文公开的方面的筒之间的连接的另一实施例。

图8图示了根据本文公开的方面的环筒系统的另一实施例，其中多组筒被连接。

图9至11图示了根据本文公开的方面的环筒系统的其它实施例。

部件列表：

10    燃气涡轮发动机

12    压缩机

14    多筒燃烧器

16    涡轮

18    燃烧器衬里

20    预混合器

22    燃料

24    压缩空气

26    燃烧气体流

28    喷嘴

30    壳体

32    整体过渡件

34    出口34

36    联焰管

50    系统50的一个实施例

52    燃气涡轮机燃烧器

54    联焰管

56    管状连接系统

58    燃烧器筒

60    管

62    管的头端

64    筒至筒串扰

70    另一实施例

72    第一组管

74    第二组管

80    另一实施例

82    管状连接系统

84     第一管

86     第二管

88     头端

90     燃烧器筒

100    环筒系统的另一实施例

102    管

104    燃烧器筒

106    燃烧段

108    联焰连接

110    串扰

112    声波

114    管状连接系统

116    管