用于涡轮燃烧器燃料混合的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于涡轮燃烧器燃料混合的系统。一种系统包括构造成混合液态燃料和水以产生燃料混合物的混合组件。燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧。混合组件包括设置在集成式壳体中的液态燃料通道。液态燃料通道构造成使液态燃料流过，以及消除液阱。混合组件还包括设置在集成式壳体中的水通道。水通道构造成使水流过，以及消除液阱。混合组件还包括设置在集成式壳体中且联接到液态燃料通道和水通道上的混合器。混合器构造成混合液态燃料和水，以形成燃料混合物。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及燃烧系统，并且更具体而言，涉及将液态燃料混合物供应给燃气涡轮发动机。
技术介绍
多种燃烧系统包括燃烧室，燃料和空气在燃烧室中燃烧而产生热气。例如，燃气涡轮发动机可包括一个或多个燃烧室，燃烧室构造成接收来自压缩机的压缩空气，将燃料喷射到压缩空气中，以及产生热的燃烧气体，以驱动涡轮发动机。各个燃烧室可构造成接收一种或多种不同的燃料，诸如气态燃料和液态燃料。某些物质可与燃料混合，以影响例如燃烧效率和/或副产物的产生。可惜的是，留在不在使用的流径中的这样的混合物可退化，从而降低燃气涡轮发动机的性能和可靠性。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面所阐述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括构造成混合液态燃料和水以产生燃料混合物的混合组件。燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧。混合组件包括设置在集成式壳体中的液态燃料通道。液态燃料通道构造成使液态燃料流过，以及消除(exclude)液阱(liquid trap)。混合组件还包括设置在集成式壳体中的水通道。水通道构造成使水流过，以及消除液阱。混合组件还包括设置在集成式壳体中且联接到液态燃料通道和水通道上的混合器。混合器构造成混合液态燃料和水，以形成燃料混合物。在第二实施例中，一种系统包括构造成混合液态燃料和水以产生燃料混合物的阀组件。燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧。阀组件包括集成式壳体；液态燃料阀，其直接联接到集成式壳体上，并且构造成调节液态燃料的流率；以及水阀，其直接联接到集成式壳体上，并且构造成调节水的流率。液态燃料阀和水阀靠近彼此。阀组件还包括和水阀靠近彼此的液态燃料阀。通道构造成消除液阱。系统还包括构造成将信号传递到液态燃料阀和水阀中的至少一个的控制器。液态燃料阀和水阀响应于信号而调节燃料混合物的成分。在第三实施例中，一种系统包括集成式阀组件。集成式阀组件包括构造成接收主燃料的主燃料入口端口 ；主燃料通道，其联接到主燃料入口端口上，并且构造成将主燃料传输到第一混合T形件；主燃料阀，其联接到主燃料通道上，并且构造成调节主燃料的主流率；构造成接收水的水入口端口 ；以及水通道，其联接到水入口端口上，并且构造成将水传输到第一混合T形件。主燃料通道和水通道构造成消除液阱，并且第一混合T形件构造成产生主燃料混合物。集成式阀组件还包括构造成排出主燃料混合物的主燃料混合物出口端口，以及联接到水通道上且构造成调节水的第一水流率的第一水阀。主燃料阀和第一水阀靠近彼此。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中 图1是具有燃烧器的涡轮系统的实施例的框 图2是用于涡轮燃烧器的燃料供应系统的实施例的框 图3是用于涡轮燃烧器的燃料供应系统的实施例的框 图4是集成式阀组件的实施例的透视 图5是集成式阀组件的实施例的后视图；以及 图6是集成式阀组件的歧管的实施例的正视透视图。部件列表 10涡轮系统 11燃气涡轮发动机 12燃料喷嘴 14燃料供应 15水供应 16燃烧器 18涡轮 20排气出口 22轴 24压缩机 26空气进口 28负载 40涡轮燃料供应系统 42液态燃料 44液态燃料流径 46液态燃料供应阀 48液态燃料歧管 50多个混合组件 52引燃燃料流径 54引燃燃料供应阀 58引燃燃料歧管 60气态燃料 61气态燃料流径 62气态燃料供应阀 64水流径 66水供应阀 68水歧管70液态燃料通道72液态燃料混合阀74水通道76水混合阀78混合器80液态燃料混合物82液态燃料比例阀83主燃料流径84主喷嘴86引燃燃料通道88引燃燃料混合阀90引燃燃料-水混合阀92引燃燃料混合器94引燃燃料混合物96引燃燃料加压阀97第一引燃燃料流径98引燃喷嘴100控制器102信号路径104传感器120主燃料入口端口121主燃料入口端口的直径122水入口端口124引燃燃料入口端口125引燃燃料入口端口的直径126主燃料混合物出口端口128引燃燃料混合物出口端口130引燃燃料混合物的一部分132第二引燃燃料出口端口133第二引燃燃料流径134第二引燃喷嘴组144x 轴146y 轴148z 轴150集成式壳体152顶侧154底侧156前侧158后侧 160左侧 162右侧 164液态燃料混合阀和引燃燃料混合阀的中心线之间的距离 166集成式壳体的宽度 168水混合阀和引燃燃料-水混合阀的中心线之间的距离 170集成式壳体的高度 180集成式壳体内的多种通道 181相对于水平面的角度 182额外的排出线路或通道 183水平面 184排出端口。具体实施例方式下面将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。当介绍本专利技术的多种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。如下面详细论述的那样，某些实施例提供这样的系统，即，其混合燃料与水，并且将燃料和水的混合物供应给涡轮燃烧器。例如，涡轮燃烧器可为设置在燃气涡轮发动机中的燃气涡轮燃烧器。在某些实施例中，燃气涡轮燃烧器可燃烧或者气态燃料(诸如天然气、合成气或代用天然气)或者液态燃料，诸如柴油燃料。气态燃料可通过气态燃料路径而供应到燃气涡轮燃烧器，而液态燃料可通过与气态流径分开的液态燃料流径来供应。燃气涡轮燃烧器主要可燃烧气态燃料，而且在气态燃料不可用时，燃烧液态燃料。因而，即使气态燃料的供应被中断，也可通过使用液态燃料来使涡轮燃烧器继续运行。但是，使用气态燃料可为优选的，因为液态燃料的燃烧可能没有气态燃料的燃烧那么高效，以及因为与气态燃料的燃烧相比，液态燃料的燃烧可在燃气涡轮发动机的排气中产生更多副产物。这些副产物可包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳(CO)、颗粒物质等。当在燃气涡轮燃烧器中使用液态燃料时，水在被引入到燃气涡轮燃烧器中之前可与液态燃料混合，以帮助减少副产物(例如NOx、SOx、CO或颗粒物质)的产生。添加的水可协助冷却燃气涡轮燃烧器中的反应区，这可减少副产物的产生。特别地，水在反应区中蒸发成蒸汽，这帮助降低反应区的温度。在某些实施例中，混合组件可混合水和液态燃料，以产生燃料混合物。混合组件可为包括多个构件的集成式壳体。例如，集成式壳体可包括使液态燃料流过集成式壳体的液态燃料通道。类似地，集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：混合组件，其构造成混合液态燃料和水，以产生燃料混合物，其中，所述燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧，并且所述混合组件包括：　　设置在集成式壳体中的液态燃料通道，其中，所述液态燃料通道构造成使所述液态燃料流过，以及消除液阱；　　设置在所述集成式壳体中的水通道，其中，所述水通道构造成使所述水流过，以及消除液阱；以及　　混合器，其设置在所述集成式壳体中，并且联接到所述液态燃料通道和所述水通道上，其中，所述混合器构造成混合所述液态燃料和所述水，以形成所述燃料混合物。

【技术特征摘要】
2011.10.24 US 13/280,2161.一种系统，包括 混合组件，其构造成混合液态燃料和水，以产生燃料混合物，其中，所述燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧，并且所述混合组件包括 设置在集成式壳体中的液态燃料通道，其中，所述液态燃料通道构造成使所述液态燃料流过，以及消除液阱； 设置在所述集成式壳体中的水通道，其中，所述水通道构造成使所述水流过，以及消除液阱；以及 混合器，其设置在所述集成式壳体中，并且联接到所述液态燃料通道和所述水通道上，其中，所述混合器构造成混合所述液态燃料和所述水，以形成所述燃料混合物。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合器包括混合T形件、顺列混合器、静态混合器、桨叶式混合器、掺合器或带式掺合器或它们的组合中的至少一个。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合组件包括 液态燃料阀，其联接到所述集成式壳体上，并且构造成调节所述液态燃料的流率；以及 水阀，其联接到所述集成式壳体上，并且构造成调节所述水的流率，其中，所述集成式壳体构造成使所述液态燃料阀和所述水阀靠近彼此。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成将信号传递到所述液态燃料阀或所述水阀中的至少一个的控制器，其中，所述液态燃料阀或所述水阀响应于所述信号而调节所述燃料混合物中的液态燃料和水的比。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合组件构造成混合所述液态燃料和所述水，以产生所述液态燃料和所述水的乳液作为所述燃料混合物。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态燃料通道和所述水通道包括平滑的内表面。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合组件包括联接到所述集成式壳体上的比例阀，并且所述压力阀构造成使得在所述燃料混合物的压力高于阈值压力的情况下所述燃料混合物能够流到所述燃烧器。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水通道构造成在不在所述燃烧器中燃烧所述燃料混合物时，使所述水流过所述混合器和所述液态燃料通道，以从所述混合组件中冲洗出所述液态燃料。9.一种系统,包括 阀组件，其构造成混合液态燃料和水，以产生燃料混合物，其中，所述燃料混合物构造成在燃气涡轮的燃烧器中燃烧，并且所述阀组件包括 集成式壳体； 液态燃料阀，其直接联接到所述集成式壳体上，并且构造成调节所述液态燃料的流率； 水阀，其直接联接到所述集成式壳体上，并且构造成调节所述水的流率，其中，所述液态燃料阀和所述水阀靠近彼此；以及 通道，其设置在所述集成式壳体中，并且构造成混合所述液态燃料和所述水，以形成所述燃料混合物，其中，所述通道构造成消除液阱；以及 控制器，其构造成将信号传递到所述液态燃料阀或所述水阀中的至少一个，其中，所述液态燃料阀或所述水阀响应于所述信号而调节所述燃料混合物的成分。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述水阀构造成在不在所述燃烧器中燃烧所述燃料混合物时，使水流过所述液态燃料阀和所述通道，以从所述阀组件中冲洗出所述液态燃料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，DF比迪，DS拜尔德，FT科德伦，JF登欧特，MJ费希尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：