[实用新型]用于控制燃烧动态和燃气涡轮发动机中的模态联接的系统

说明书

技术领域

本文中公开的本主题大体涉及燃气涡轮系统，以及更特别地涉及用于控制燃烧动态的系统和方法，以及更特别地，用于降低燃烧动态的模态联接。

背景技术

燃气涡轮系统大体包括燃气涡轮发动机，其具有压缩器区段、燃烧器区段以及涡轮区段。燃烧器区段可包括一个或多个燃烧器(例如，燃烧罐)，其带有构造成将燃料和氧化剂(例如，空气)注射到每个燃烧器内的燃烧室内的燃料喷嘴。在每个燃烧器中，燃料和氧化剂的混合物燃烧以生成热燃烧气体，其然后流动到涡轮区段中的一个或多个涡轮级内且驱动该一个或多个涡轮级。每个燃烧器可生成燃烧动态，其当燃烧器声振荡与火焰动态(也称为热释放的振荡成分)相互作用时发生，以导致在燃烧器中的自维持压力振荡。对燃烧动态的关键贡献是燃料系统的声学响应，通常定义为燃料系统阻抗，或者燃料系统声学阻抗。燃烧动态可在多个不连续的频率处发生，或者跨一定范围的频率发生，且可相对于相应的燃烧器向上游和下游行进。例如，压力波可例如通过一个或多个涡轮级向下游行进到涡轮区段内，或者向上游行进到燃料系统内。

涡轮系统的特定下游构件可潜在地响应燃烧动态，尤其是如果通过单个燃烧器生成的燃烧动态呈现出关于彼此的同相以及相干(coherent)关系，且具有在构件的自然频率或共振频率处或者附近的频率时。针对本实用新型的该目的，“相干”指的是在两个动态信号之间的线性关系的强度，且为在它们之间重叠的频率的程度所影响。在燃烧动态的背景下，“相干”是燃烧系统所呈现出来的模态联接或者燃烧器对燃烧器声学相互作用的量度。因此，存在对于控制燃烧动态和/或燃烧动态的模态联接的需要，以降低在涡轮系统中的构件的任意不期望的共鸣振动响应(例如，共振行为)的可能性。

实用新型内容

在范围上与初始要求保护的实用新型相称的特定实施例在下文中概述。这些实施例不预期限制所要求保护的实用新型的范围，而是这些实施例仅预期提供本实用新型的可能形式的简要概述。实际上，本实用新型可包含多种形式，其可类似于或不同于下文中所陈述的实施例。

在第一实施例中，系统包括燃气涡轮发动机，其包括具有第一燃料喷嘴的第一燃烧器和具有第二燃料喷嘴的第二燃烧器。系统还包括第一声学调整器，其具有联接到带有第一燃料孔口的第一活塞的第一驱动器。第一活塞沿着通往第一燃烧器的第一燃料喷嘴的第一燃料通道布置。系统还包括第二声学调整器，其具有联接到带有第二燃料孔口的第二活塞的第二驱动器。第二活塞沿着通往第二燃烧器的第二燃料喷嘴的第二燃料通道布置。

在第二实施例中，系统包括第一燃烧器，其具有带有第一燃料后孔口的第一燃料喷嘴以及带有第二燃料后孔口的第二燃料喷嘴。系统还包括第一声学调整器，其具有联接到带有第一燃料前孔口的第一活塞的第一驱动器。第一活塞沿着通往第一燃料后孔口的第一燃料通道布置。系统还包括第二声学调整器，其具有联接到带有第二燃料前孔口的第二活塞的第二驱动器。第二活塞沿着通往第二燃料后孔口的第二燃料通道布置。

在第三实施例中，系统包括具有包括第一燃料后孔口的第一燃料喷嘴的燃气涡轮发动机。系统还包括第一声学调整器，其具有联接到带有第一燃料前孔口的第一活塞的第一驱动器。第一活塞沿着通往第一燃料喷嘴的第一燃料后孔口的第一燃料通道布置。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本实用新型的这些和其他特征、方面以及优点将变得更容易理解，其中，贯穿附图，类似的符号代表类似的部件，其中：

图1是具有多个燃烧器的燃气涡轮系统的实施例的示意图，其中，每个燃烧器配备有燃料系统声学阻抗调整器系统，其构造成控制燃烧动态和/或燃烧动态的模态联接，以降低在下游构件中的不期望的振动响应的可能性；

图2是图1的燃烧器中的一个的实施例的示意图，该燃烧器操作地联接到燃料系统声学阻抗调整器系统，其包括可动活塞系统以及旋转盘系统；

图3是图1的燃烧器的实施例的示意图，其示出操作地联接到燃烧器的多个燃料喷嘴中的一个或多个燃料喷嘴的燃料系统声学阻抗调整器；

图4是图1的燃气涡轮系统的实施例的示意图，其示出多个燃烧器，其一个或多个配备有一个或多个燃料系统声学阻抗调整器，其构造成降低燃气涡轮系统内的不期望的振动响应的可能性；

图5和图6是图1-4的燃料系统声学阻抗调整器的实施例的局部剖面视图，其示出经由可动活塞系统在前孔口和后孔口之间的第一和第二距离的调整；