[发明专利]用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统及其设计方法

权利要求书

1.一种用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统，其特征在于，设置在恒压气源与燃烧室之间，包括气体燃料切断设备、可调节流阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制器、温度传感器；其中

所述气体燃料切断设备的前端通过供气管路与所述恒压气源连通，后端通过供气管路与所述可调节流阀的前端连通，所述气体燃料切断设备用于在预定状态时切断气体燃料供应，所述供气管路的管径为：

式中，P为压强，ρ为密度，R为气体燃料的气体常数，T为温度，v为管路流速，Q为气体燃料流量；

所述可调节流阀的后端通过供气管路与燃烧室喷嘴连通，且在所述可调节流阀的前端和后端的供气管路上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，其中，所述恒压气源的气源压强为1.1倍的可调节流阀前压强，所述可调节流阀的最大气体燃料的可调节流阀前压强的等效面积为其规定的最大值，流量为最大气体燃料流量的1.1倍，所述可调节流阀的气体燃料流量满足：

式中，Q为气体燃料流量，P1为可调节流阀前压强，P2为可调节流阀后压强，ab为下标表示绝对压强，k为气体燃料的比热比，Av为可调节流阀节流面积，T1为可调节流阀前温度，R为气体燃料的气体常数，b为临界压强比；

所述第一控制器与所述可调节流阀连接，用于根据接收的所述第一压力传感器和第二压力传感器的监测值，调节所述可调节流阀的流通面积，以调节供往燃烧室的气体燃料流量；

所述气体燃料切断设备包括：

第一截止阀，其前端通过供气管路与所述恒压气源连通；

第二截止阀，其前端通过供气管路连通至所述第一截止阀的后端，所述第二截止阀的后端通过供气管路连通至所述可调节流阀的前端；

排空阀，其前端通过排气管路连通至所述第一截止阀与所述第二截止阀之间的供气管路上，其后端通过排气管路与大气连通；

第二控制器，分别与所述第一截止阀和排空阀连接，用于分别控制所述第一截止阀和排空阀的通断；

第三控制器，与所述第二截止阀连接，用于控制所述第二截止阀的通断；

温度传感器设置在所述可调节流阀的前端的供气管路上。

2.根据权利要求1所述的用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统，其特征在于，供气管路的内径大小，是按照供气管路的流速在15～25m/s范围内进行计算得到；

排气管路的内径不小于供气路管内径的四分之一。

3.根据权利要求2所述的用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统，其特征在于，所述第一截止阀、第二截止阀以及可调节流阀的公称通径，与供气管路的内径一致；

所述排空阀公称通径与排气管路的内径一致。

4.一种如权利要求1至3中任一所述的用于燃气涡轮发动机的气体燃料调节系统的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

方案设计步骤、根据基本功能需求设计出气体燃料调节系统；其中，基本功能需求包括：

a、按主机需求，分单区或多区向燃烧室供应气体燃料；

b、按控制器指令，调节供往燃烧室各区的气体燃料流量；

c、停车时，可靠切断气体燃料供应；

管路内径选取步骤、根据流速范围，计算所述气体燃料调节系统中管路内径；

部件公称通径选取步骤、根据管路内径确定对应位置的部件公称通径；

可调节流阀选取步骤、根据阀的公称通径、流通能力以及对应最大气体燃料的可调节流阀前压强，确定需要选取的可调节流阀；

气源压强选取步骤、考虑管路及部件的压强损失，来确定气源压强。