這里公開的主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地說，涉及一種液體燃料供給系統(tǒng)，以及在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中供給液體燃料的方法。

背景技術(shù)：

在雙燃料燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的各種操作條件期間，需要抑制液體燃料進(jìn)入液體燃料歧管中。這種操作的示例包括在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體燃料操作期間或在燃燒器組件的沖洗模式期間。這用來保護(hù)液體燃料燃燒器噴嘴和液體燃料混合閥。為了阻塞液體燃料進(jìn)入這些位置，在這些構(gòu)件的上游和液體燃料供給的下游采用了閥組件。

當(dāng)需要防止液體燃料進(jìn)入燃料歧管或進(jìn)一步向下游傳送至液體燃料燃燒器噴嘴時(shí)，可將流體傳送至液體燃料歧管中，以便對(duì)歧管加壓。在開始燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的液體燃料操作時(shí)，液體燃料被傳送至燃燒器。在這樣做之前，必須除去設(shè)置在液體燃料歧管中的流體，以便為液體燃料提供干凈路徑。通常，這通過從液體燃料歧管完全排出流體，之后用液體燃料填充歧管來完成。不幸的是，流體排出程序可能占用大量分配給轉(zhuǎn)變至液體燃料操作的時(shí)間，甚至可能超過所分配的時(shí)間。因此，與排出流體相關(guān)聯(lián)的延遲對(duì)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)營者而言是不符合要求的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一方面，提供了一種在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中供給液體燃料的方法，其包括用燃料歧管中的流體密封燃料歧管。該方法還包括啟動(dòng)液體燃料從液體燃料供給結(jié)構(gòu)至燃料歧管的傳送。該方法還包括用液體燃料置換設(shè)置在燃料歧管中的流體。該方法還包括將液體燃料和流體傳送到燃燒器中。

根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中供給液體燃料的方法，其包括用燃料歧管中的水密封燃料歧管。該方法還包括啟動(dòng)液體燃料從液體燃料供給結(jié)構(gòu)至燃料歧管的傳送。該方法還包括用液體燃料置換設(shè)置在燃料歧管中的水，其中置換水包括以變化的流速將液體燃料傳送至燃料歧管。該方法還包括將液體燃料和水傳送到燃燒器中。

根據(jù)本公開的又一方面，用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)包括液體燃料供給結(jié)構(gòu)，其包含液體燃料。這種燃料供給系統(tǒng)還包括燃燒器。燃料供給系統(tǒng)還包括燃料歧管，其流通地聯(lián)接在液體燃料供給結(jié)構(gòu)上以接收液體燃料，并且流通地聯(lián)接在燃燒器上以選擇性地將液體燃料分布至燃燒器。燃料供給系統(tǒng)還包括液體供給結(jié)構(gòu)，其包含與液體燃料不同的液體，液體供給結(jié)構(gòu)流通地聯(lián)接在燃料歧管上，用于將液體傳送至燃料歧管，其中當(dāng)液體燃料開始傳送至燃燒器時(shí)，液體燃料和液體被傳送至燃燒器。

技術(shù)方案1. 一種在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中供給液體燃料的方法包括：

利用燃料歧管中的流體密封所述燃料歧管；

啟動(dòng)液體燃料從液體燃料供給結(jié)構(gòu)至所述燃料歧管的傳送。

利用所述液體燃料置換設(shè)置在所述燃料歧管中的流體；和

將所述液體燃料和所述流體傳送到燃燒器中。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述流體包括水。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述流體包括脫礦質(zhì)水。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，啟動(dòng)所述液體燃料的傳送發(fā)生在從所述燃燒器的氣體燃料操作轉(zhuǎn)變至所述燃燒器的液體燃料操作期間。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，啟動(dòng)所述液體燃料的傳送發(fā)生在所述燃料歧管的沖洗之后。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述燃料歧管中的所有流體被傳送至所述燃燒器。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，啟動(dòng)所述液體燃料的傳送包括打開第一閥，所述第一閥定位在所述液體燃料供給結(jié)構(gòu)和所述燃料歧管之間。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，將所述液體燃料和所述流體傳送到所述燃燒器中包括打開第二閥，第二閥定位在所述燃料歧管和所述燃燒器之間。

技術(shù)方案9. 一種在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中供給液體燃料的方法，包括：

利用燃料歧管中的水密封所述燃料歧管；

啟動(dòng)液體燃料從液體燃料供給結(jié)構(gòu)至所述燃料歧管的傳送。

利用所述液體燃料置換設(shè)置在所述燃料歧管中的水，其中置換所述水包括以變化的流速將所述液體燃料傳送至所述燃料歧管中；且

將所述液體燃料和所述水傳送到燃燒器中。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，利用所述液體燃料置換所述水包括將所述液體燃料以第一流速和第二流速傳送至所述燃料歧管，所述第一流速對(duì)于第一時(shí)段是恒定不變的，并且所述第二流速對(duì)于第二時(shí)段是恒定不變的。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，利用所述液體燃料置換所述水包括在一時(shí)段內(nèi)以不斷變化的流速將所述液體燃料傳送至所述燃料歧管。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，啟動(dòng)所述液體燃料的傳送發(fā)生在從所述燃燒器的氣體燃料操作轉(zhuǎn)變至所述燃燒器的液體燃料操作期間。

技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，啟動(dòng)所述液體燃料的傳送發(fā)生在所述燃料歧管的沖洗之后。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的方法，其特征在于，所述燃料歧管中的所有水被傳送至所述燃燒器。

技術(shù)方案15. 一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)包括：

液體燃料供給結(jié)構(gòu)，其包含液體燃料；

燃燒器；

燃料歧管，其流通地聯(lián)接在所述液體燃料供給結(jié)構(gòu)上以便接收所述液體燃料，并且流通地聯(lián)接在所述燃燒器上以選擇性地將所述液體燃料分布至所述燃燒器；和

流體供給結(jié)構(gòu)，其包含與所述液體燃料不同的流體，所述流體供給結(jié)構(gòu)流通地聯(lián)接在所述燃料歧管上，以將所述流體傳送至所述燃料歧管，其中在啟動(dòng)所述液體燃料至所述燃燒器的傳送時(shí)，所述液體燃料和所述流體被傳送至所述燃燒器。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于，所述流體是水。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于，所述流體是脫礦質(zhì)水。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案15所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料歧管中的所有流體被傳送至所述燃燒器。

根據(jù)以下結(jié)合附圖所做的描述，這些優(yōu)勢(shì)和特征以及其它優(yōu)勢(shì)和特征將更為明晰。

附圖說明

在說明書的結(jié)論部分的權(quán)利要求中特別指出并明確申明了與本公開相關(guān)的主題。格局以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明，將明晰本公開的前述及其它特征和優(yōu)勢(shì)，其中：

圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖2是在第一操作條件下的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)；

圖3是在第二操作條件下的燃料供給系統(tǒng)；

圖4是第一液體燃料流量分布的曲線圖；且

圖5是第二液體燃料流量分布的曲線圖。

以下詳細(xì)說明將參照附圖通過示例解釋本公開的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。

部件列表

10 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)；12 壓縮機(jī)段；14 多個(gè)燃燒器組件；18 燃燒室；24 渦輪；26-28 多個(gè)級(jí)；30 壓縮機(jī)/渦輪軸；32 液體燃料供給結(jié)構(gòu)；34 液體燃料歧管；36 液體燃料管道裝置；38 閥；39 閥；40 沖洗系統(tǒng)；42 流體供給線路；44 流體供給；52 流體閥。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，其示意性地顯示了根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例而構(gòu)造的渦輪系統(tǒng)，例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括壓縮機(jī)段12和多個(gè)設(shè)置成罐狀環(huán)形矩陣形式的燃燒器組件，其中一個(gè)燃燒器組件示出在14處。燃燒器組件配置為用于通過至少一個(gè)燃料噴嘴從燃料供給系統(tǒng)20接收燃料并從壓縮機(jī)段12接收壓縮空氣。燃料和壓縮空氣被傳送到由燃燒器襯套所限定的燃燒室18中，并點(diǎn)火以形成用于驅(qū)動(dòng)渦輪24的高溫、高壓燃燒產(chǎn)物或空氣流。渦輪24包括多個(gè)級(jí)26-28，其通過壓縮機(jī)/渦輪軸30(也被稱為轉(zhuǎn)子)而操作地連接在壓縮機(jī)12上。

在操作過程中，空氣流入壓縮機(jī)12中，并被壓縮成高壓氣體。高壓氣體供給燃燒器組件14，并在燃燒室18中與燃料，例如天然氣、燃料油、工藝氣體和/或合成氣體(合成氣)混合。燃料/空氣或可燃混合物點(diǎn)火以形成高壓、高溫燃燒氣體流，燃燒氣體流被引導(dǎo)至渦輪24，并從熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械的旋轉(zhuǎn)能量。如從這里的描述中所理解的那樣，提供的燃料是液體燃料，但應(yīng)該懂得，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的實(shí)施例采用了液體燃料和氣體燃料，它們可在不同的操作條件期間加以利用。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，其更詳細(xì)地顯示了燃料供給系統(tǒng)20。燃料供給系統(tǒng)20包括液體燃料供給結(jié)構(gòu)32，其存儲(chǔ)和分布液體燃料。液體燃料供給結(jié)構(gòu)32利用液體燃料管道裝置36而流通地聯(lián)接在液體燃料歧管34上。沿著液體燃料管道裝置36在液體燃料供給結(jié)構(gòu)32和液體燃料歧管34之間包含一個(gè)或多個(gè)閥38，以便選擇性地在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，從而控制流向液體燃料歧管34的液體燃料的流速。另外，沿著液體燃料管道裝置36在液體燃料歧管34和燃燒器室18之間包含至少一個(gè)閥39，以便選擇性地在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，從而控制流向燃燒室18的液體燃料的流速。從這里的描述中應(yīng)該懂得，閥39還控制設(shè)置在液體燃料歧管34中的流體的流速。

當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10在不同于液體燃料操作的條件下進(jìn)行操作時(shí)，閥38,39處于關(guān)閉狀態(tài)。例如，這可能發(fā)生在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣體燃料操作期間或發(fā)生在燃燒器組件14的沖洗模式期間。

為了減少或消除液體燃料在閥38,39的關(guān)閉狀態(tài)期間不恰當(dāng)?shù)匦孤┑交虼┻^液體燃料歧管34，液體燃料歧管34的加壓利用沖洗系統(tǒng)40來提供。沖洗系統(tǒng)40流通地聯(lián)接在燃燒器組件14上，并配置為利用液體(例如水)通過水岐管而沖洗燃燒器組件14的各個(gè)部分。更具體地說，在某些實(shí)施例中，水是脫礦質(zhì)水。沖洗系統(tǒng)40包括流體供給線路42(例如供水線路)，其流通地聯(lián)接在流體供給44(例如水供給)和液體燃料歧管34上。在流體供給44和液體燃料歧管34之間提供了流體閥52，以便控制流向液體燃料歧管34的流體流速。流體閥52(例如水閥)在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，以便選擇性地控制流向液體燃料歧管34的流體流速。

流體被抽送至液體燃料歧管34，以便對(duì)其里面的成分加壓。加壓會(huì)抵抗傾向于穿過閥38的液體燃料的任何泄漏部分，從而減少液體燃料從沿著液體燃料管道裝置36的上游位置進(jìn)入液體燃料歧管34中的可能性。為了有效地針對(duì)液體燃料的泄漏部分密封液體燃料歧管34，抽送至液體燃料歧管34的流體必須超過液體燃料管道裝置36的內(nèi)部壓力，這可依賴于具體的應(yīng)用和操作條件而變化。

在圖2中，顯示了燃料供給系統(tǒng)20處于第一操作條件下，第一操作條件限定了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的非液體燃料操作條件。圖3顯示了液體燃料操作條件的初始化，其中流體由于接近液體燃料的壓力而被從液體燃料歧管34中置換。

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作或轉(zhuǎn)變至液體燃料操作期間，必須除去設(shè)置在液體燃料歧管34中的流體，以便清潔用于將液體燃料傳送至燃燒器組件14的路徑。不是浪費(fèi)排出流體的時(shí)間，這里所述的實(shí)施例簡單地采用液體燃料的壓力來置換流體。這通過打開閥38,39來完成。液體燃料和流體然后將被傳送到燃燒器組件14中。無論在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的快速起動(dòng)期間或者從氣體燃料操作轉(zhuǎn)變至液體燃料操作期間，排泄工藝的消除或減少有利地減少了用于啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的液體燃料操作所需要的時(shí)間。雖然設(shè)想可排出某些流體，但是通常將所有流體傳送至燃燒器組件14。

如上所述，將液體燃料傳送至液體燃料歧管34包括打開閥38。當(dāng)結(jié)合閥39的打開時(shí)，液體燃料和流體將被傳送至燃燒器組件14。閥38配置為容許控制液體燃料的流速。在一個(gè)實(shí)施例中，流速在整個(gè)流體除去過程中是恒定不變的。然而，在某些實(shí)施例中，在啟動(dòng)液體燃料操作條件期間改變液體燃料的流速是有利的。該優(yōu)點(diǎn)可能與所需要的燃料供給分布和/或流體被從液體燃料歧管34置換的置換特性相關(guān)聯(lián)。例如，圖4和圖5顯示了兩個(gè)示例性的液體燃料流速分布。具體地說，圖4顯示了以階梯分布傳送至液體燃料歧管34的液體燃料。雖然只顯示了兩個(gè)不同的流速，應(yīng)該懂得，在流量分布中可包含更多“階梯”。在圖5中，顯示了不斷變化的流速。在液體燃料歧管中的流體置換期間的特定的液體燃料的流速分布將依賴于具體的應(yīng)用。雖然顯示了隨時(shí)間增加的流速，但是應(yīng)該懂得，流速可能隨時(shí)間減少，并且可采用增加和減少(例如脈動(dòng)流)的組合。

有利地，通過避免從液體燃料管道裝置36(包括液體燃料歧管34)中完全排出裝置密封期間所設(shè)置在里面的流體的需求，從而減少了用于液體燃料操作的起動(dòng)時(shí)間或過渡時(shí)間。在某些應(yīng)用中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的經(jīng)營者對(duì)這個(gè)響應(yīng)時(shí)間敏感至幾秒的程度。因此，在某些情況下，即使少量減少的時(shí)段也是經(jīng)營者非常需要的。

雖然結(jié)合了僅僅有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述本公開，但是應(yīng)該懂得，本公開并不局限于這種公開的實(shí)施例。相反，可修改本公開以包含至此還未描述過的但與本公開的精神和范圍相稱的許多變體、改型、替代裝置或等效裝置。另外，雖然已經(jīng)描述了本公開的各種實(shí)施例，但是應(yīng)該懂得本公開的某些方面可只包括某些所述實(shí)施例。因此，本公開不應(yīng)被視為局限于前面的細(xì)節(jié)描述，而只是受到附屬權(quán)利要求的范圍的限制。