專利名稱：使用筒級(jí)燃料分流的筒到筒模態(tài)解耦的制作方法
使用筒級(jí)燃料分流的筒到筒模態(tài)解耦技術(shù)領(lǐng)域
本文所公開(kāi)的主題涉及燃?xì)廨啓C(jī)，并且更具體地涉及筒型燃燒器(can combustor)通過(guò)多回路燃料歧管失諧(de-tuning)和頻率解耦(de-coupling)。
背景技術(shù)：
在燃?xì)廨啓C(jī)中，多筒型燃燒器由于各種筒之間的連接而在聲學(xué)上彼此連通。當(dāng)燃 燒器中的熱釋放波動(dòng)與燃燒器的聲學(xué)音調(diào)耦合(couple)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生較大的壓力振蕩，也 稱為燃燒動(dòng)力(combustion dynamics)。這些燃燒器筒的聲學(xué)音調(diào)中的一些可與相鄰的筒 同相，而其它音調(diào)可與相鄰?fù)伯愊?。同相的音調(diào)尤其需要關(guān)注，因?yàn)槿绻鼈兣c葉片自然頻 率一致，則它們就能夠激勵(lì)熱氣通路中的渦輪葉片，從而影響葉片壽命。當(dāng)不同筒中的不穩(wěn) 定性相干(coherent)時(shí)(即，一個(gè)筒到下一個(gè)筒中的不穩(wěn)定性的頻率和振幅存在很強(qiáng)的關(guān) 系)，則同相音調(diào)尤其需要關(guān)注。這些相干的同相音調(diào)可激勵(lì)渦輪輪葉(bucket)，導(dǎo)致耐用 性的問(wèn)題，且從而限制了燃?xì)廨啓C(jī)的可操作性，且最終可使渦輪輪葉破裂。
對(duì)于有潛在破壞性的同相相干音調(diào)的當(dāng)前解決方案在于，確保接近輪葉自然頻率 的同相相干音調(diào)相比于典型設(shè)計(jì)原則極限(designpractice limit)具有小得多的振幅。該 途徑意味著可由同相相干音調(diào)限制可操作性空間。另一當(dāng)前途徑包括改變?nèi)剂戏至?fuel split)，以便將燃燒器不穩(wěn)定頻率移位遠(yuǎn)離渦輪葉片自然頻率，或降低振幅。發(fā)明內(nèi)容
在示例性實(shí)施例中，提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。該燃?xì)廨啓C(jī)可包括構(gòu)造成壓縮空 氣的壓縮機(jī)和與壓縮機(jī)處于流連通的燃燒器筒，燃燒器構(gòu)造成接收來(lái)自于壓縮機(jī)的壓縮空 氣且燃燒燃料流。燃?xì)廨啓C(jī)還可包括多回路歧管，該多回路歧管聯(lián)接到燃燒器筒上且構(gòu)造 成將來(lái)自于燃料流的分流燃料流提供給燃燒器筒。
在示例性實(shí)施例中，提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)。該燃?xì)廨啓C(jī)可包括第一組燃燒器筒、第 二組燃燒器筒和設(shè)置在第一組燃燒器筒和第二組燃燒器筒中的各個(gè)中的燃料噴嘴。燃?xì)廨?機(jī)還可包括聯(lián)接到第一組燃燒器筒和第二組燃燒器筒上的多回路歧管。
在示例性實(shí)施例中，提供了一種使燃?xì)廨啓C(jī)中的第一燃燒器筒與第二燃燒器筒之 間的同相相干音調(diào)解耦的方法，第一燃燒器筒和第二燃燒器筒具有燃燒噴嘴組。該方法可 包括將燃料流提供給第一燃燒器筒和第二燃燒器筒，以及在下者(即，在第一燃燒器筒和 第二燃燒器筒之間，及在第一燃燒器筒和第二燃燒器筒兩者中的噴嘴組之間)中的至少一 個(gè)中使燃料流分流。
通過(guò)結(jié)合附圖的以下描述，這些及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更為明顯。


在說(shuō)明書結(jié)束部分的權(quán)利要求中具體地指出且明確地要求保護(hù)了視作為本發(fā)明 的主題。通過(guò)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，其中
部件清單
100燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)
110壓縮機(jī)
115壓縮空氣
120燃燒器筒
130渦輪
140燃燒室
145過(guò)渡件
150擴(kuò)散器
160燃料噴嘴
165燃燒器離開(kāi)氣流
170外部罩殼
175立而蓋
200多回路歧管構(gòu)造
205燃料管線
300多回路歧管構(gòu)造
305歧管
310歧管
320燃燒器筒
321燃料管線
325燃燒器筒
326燃料管線
400噴嘴布置
PMl中心噴嘴
PM2_1 外噴嘴
PM2_2 外噴嘴
PM3_1 外噴嘴
PM3_2 外噴嘴
PM3_3 外噴嘴
500噴嘴分組
600多回路歧管構(gòu)造
605 歧管
606燃料管線
610 歧管
611燃料管線
615 歧管
616燃料管線
620燃燒器筒
700多回路歧管構(gòu)造
705 歧管
706燃料管線
710 歧管
711燃料管線
715 歧管
716燃料管線
720燃燒器筒
725燃燒器筒
730 歧管
731燃料管線
7 歧管
736燃料管線
740 歧管
741燃料管線
755第一組噴嘴
760第二組噴嘴
800關(guān)于異相音調(diào)的壓力對(duì)時(shí)間的時(shí)間序列數(shù)據(jù)圖
805 線
810 線
900關(guān)于推拉音調(diào)(push-pull tone)的振幅對(duì)頻率的譜線圖
905 線
910 線
1000關(guān)于同相音調(diào)的壓力對(duì)時(shí)間的時(shí)間序列數(shù)據(jù)圖
1005 線
1010 線
1100關(guān)于同相音調(diào)的振幅對(duì)頻率的譜線圖具體實(shí)施方式
圖1圖解示出了在其中可實(shí)現(xiàn)示例性多回路歧管的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100的側(cè)視圖。 在示例性實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)100包括構(gòu)造成壓縮環(huán)境空氣的壓縮機(jī)110。一個(gè)或多個(gè)燃燒 器筒120通過(guò)擴(kuò)散器150與壓縮機(jī)110處于流連通。燃燒器筒120構(gòu)造成接收來(lái)自于壓縮 機(jī)110的壓縮空氣115，且燃燒來(lái)自于燃料噴嘴160的燃料流，以產(chǎn)生燃燒器離開(kāi)氣流165， 該燃燒器離開(kāi)氣流165行進(jìn)通過(guò)燃燒室140到渦輪130。燃燒室140的部分包括在過(guò)渡件 145中，該過(guò)渡件145聯(lián)接到燃燒器筒120上。渦輪130構(gòu)造成用以使燃燒器離開(kāi)氣流165 膨脹，以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。燃燒器筒120包括外部罩殼170，和構(gòu)造成與來(lái)自燃燒歧管(未示 出)的燃料軟管(未示出)相聯(lián)的端蓋175。目前，單個(gè)燃料歧管提供到達(dá)各燃燒器筒120 的端蓋175且因此到達(dá)燃料噴嘴160的單一燃料流。
如本文所述，相鄰的燃燒器筒120通過(guò)過(guò)渡件145的出口處的開(kāi)口和渦輪130第 一級(jí)而在聲學(xué)上與彼此連通。當(dāng)燃燒器筒120中的熱釋放波動(dòng)與燃燒器的聲學(xué)音調(diào)耦合 時(shí)，它們趨于激發(fā)同相音調(diào)或異相音調(diào)，或兩者。在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括多回 路歧管，該多回路歧管構(gòu)造成使燃燒器筒120之間的較強(qiáng)聲學(xué)相互作用(例如，相鄰?fù)驳穆?學(xué)模式耦合)失諧，從而通過(guò)減小燃燒聲學(xué)相互作用和減小同相模式的相干性來(lái)使相鄰?fù)?中的不穩(wěn)定性頻率移位或降低振幅。
圖2圖解示出了圖1的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100，其包括聯(lián)接到燃燒器筒120上的示例性 多回路歧管構(gòu)造200。在示例性實(shí)施例中，歧管構(gòu)造包括燃料管線205，燃料管線205將燃 料從歧管200提供至燃燒器筒120，從而有意地在相鄰?fù)仓械墓ぷ鳡顟B(tài)中引入變化。在示 例性實(shí)施例中，多回路歧管200從包括在多回路歧管200中的單獨(dú)的燃料歧管中向相鄰?fù)?提供燃料。這樣，就可以不同的速率向相鄰的燃料燃燒器筒提供燃料，且可在燃燒器筒級(jí)處 實(shí)現(xiàn)直接控制來(lái)改變?nèi)剂戏至?。通過(guò)調(diào)整燃料流到相鄰?fù)驳乃俾剩€可控制合成頻率，且因 此控制同相和異相的音調(diào)。改變相鄰?fù)仓g的燃料分流將改變?nèi)剂舷到y(tǒng)的阻抗和相鄰?fù)仓?的不穩(wěn)定頻率，這將影響火焰的聲學(xué)相互作用，且從而使相鄰?fù)仓械牟环€(wěn)定性頻率移位、降 低不穩(wěn)定性振幅，且因此破壞筒之間的較強(qiáng)相干關(guān)系。除改變?nèi)剂舷到y(tǒng)阻抗外，改變相鄰?fù)?之間的燃燒器溫度將引起不穩(wěn)定性頻率的差異，這繼而又會(huì)破壞跨越筒(acrosscans)的 較強(qiáng)相干性。這種不對(duì)稱或去同步化導(dǎo)致了抑制不穩(wěn)定音調(diào)驅(qū)動(dòng)渦輪葉片的能力。在示例 性實(shí)施例中，在燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)低(turndown)的情況下，可關(guān)閉多回路歧管中的一個(gè)或多個(gè)歧 管，以關(guān)閉交替的(alternate)筒。
圖3圖解示出了類似于圖2的多回路歧管200的示例性多回路歧管構(gòu)造300的前 視圖。在示例性實(shí)施例中，多回路歧管構(gòu)造300可包括第一歧管305和與第一歧管305同 心的第二歧管310。第一歧管305包括經(jīng)由燃料管線321聯(lián)接到第一歧管305上的第一套 燃燒器筒320。第二歧管310包括與第一套燃燒筒320中的各個(gè)交錯(cuò)且相鄰的第二套燃燒 器筒325。第二套燃燒筒325可經(jīng)由燃料管線3 聯(lián)接到第二歧管310上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，燃燒器筒可包括例如在圖1中所示(即，燃燒器筒120示出噴嘴160)且本文將進(jìn)一步 描述的燃燒器筒內(nèi)的多個(gè)噴嘴。在圖3的多回路歧管構(gòu)造300實(shí)例中，燃料管線321將燃 料從第一歧管305提供至第一套燃燒器筒320內(nèi)的所有噴嘴中。類似地，燃料管線3 將 燃料從第二歧管310提供到第二套燃燒器筒325中。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，多回路歧管 構(gòu)造300將第一燃料流提供給第一套燃燒器筒320，且將第二燃料流提供給第二套燃燒器 筒325。如本文所述，可以不同于第二套燃燒器筒325的速率向第一套燃燒器筒320提供 燃料。通過(guò)具有兩個(gè)獨(dú)立的歧管305，310，可控制分別至第一套燃燒器筒320和第二套燃 燒器筒325的燃料分流。通過(guò)調(diào)整到第一套燃燒器筒320和第二套燃燒器筒325中的一個(gè) 或兩者的燃料流的速率，可調(diào)整并控制不穩(wěn)定性頻率。通過(guò)利用第一歧管305和第二歧管 310來(lái)控制燃料分流，控制了第一套燃燒器和第二套燃燒器中的火焰的聲學(xué)相互作用，以使 不穩(wěn)定性頻率和它們驅(qū)動(dòng)到較高振幅的趨勢(shì)移位，從而破壞了第一套燃燒器筒320和第二 套燃燒器筒325之間的較強(qiáng)相干關(guān)系。
如上文所述，同相相干燃燒音調(diào)需要關(guān)注，這是因?yàn)樗鼈兡軌蚣?lì)渦輪輪葉。通過(guò) 在如所述的多回路歧管構(gòu)造300中具有兩個(gè)歧管，燃?xì)廨啓C(jī)可具有筒級(jí)的燃料分流管理來(lái) 抑制燃?xì)廨啓C(jī)的同相相干性質(zhì)。通過(guò)不同地向相鄰?fù)蔡峁┤剂希淖兞巳剂舷到y(tǒng)的阻抗和 燃燒器的溫度，且因此影響了火焰聲波的相互作用和不穩(wěn)定性頻率。因而，降低了燃?xì)廨啓C(jī) 周圍的不穩(wěn)定性的相干性，伴隨著不穩(wěn)定性振幅的減小，這繼而又抑制了音調(diào)驅(qū)動(dòng)渦輪輪 葉的能力，從而減少了破壞渦輪輪葉的機(jī)會(huì)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，將燃燒器筒分組成兩組僅為 一個(gè)實(shí)例。在其它示例性實(shí)施例中，燃燒器筒可分組成另外的相鄰組。
各燃燒器可包括多個(gè)燃料噴嘴。在示例性實(shí)施例中，所有燃燒器筒中的噴嘴可分 組在一起來(lái)用于燃料分流管理，且因此用于燃燒器筒的控制和管理。各組噴嘴可認(rèn)作是回 路，且特定的回路可供有來(lái)自于單個(gè)歧管的燃料。這樣，各燃燒器筒接收來(lái)自于所有歧管但 流向燃燒器筒內(nèi)的不同回路的燃料。
圖4示出了燃燒器筒(例如，圖3中的320，325)內(nèi)的噴嘴布置400實(shí)例的前部透 視圖。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本文所述的噴嘴的數(shù)目和分組用作示范性實(shí)例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是， 備選的示例性實(shí)施例中可設(shè)想噴嘴的其它數(shù)目和分組。噴嘴布置包括中心噴嘴PM1、第一組 外噴嘴PM2_1，PM2_2,以及第二組外噴嘴PM3_1，PM3_2, PM3_3。圖5圖解示出了燃燒器筒 內(nèi)的噴嘴PM1，PM2_1, PM2_2, PM3_1, PM3_2, PM3_3的分組500。圖6圖解示出了示例性多 回路歧管構(gòu)造600的前視圖。多回路歧管構(gòu)造600包括第一歧管605、第二歧管610和第三 歧管615。歧管605，610，615分別聯(lián)接到燃燒器筒620上。出于示范的目的而圖解示出了 燃燒器筒620中的一個(gè)，其示出了如圖5中所示的噴嘴組，以便示出燃料管線606，611，616 與歧管605，610，615的聯(lián)接。在示例性實(shí)施例中，第一歧管605經(jīng)由燃料管線606聯(lián)接到 各燃燒器筒620上。第二歧管610經(jīng)由燃料管線611聯(lián)接到各燃燒器筒620上。第三歧管 經(jīng)由燃料管線616聯(lián)接到各燃燒器筒620上。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在多回路構(gòu)造600中，燃 料管線606供給作為第一回路的噴嘴PMl。燃料管線611供給作為第二回路的噴嘴PM2_1， PM2_2。燃料管線616供給作為第三回路的噴嘴PM3_1，PM3_2，PM3_3。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的 是，噴嘴分組為分離的子組，且多回路歧管構(gòu)造將分離的燃料流提供給噴嘴的各子組。
多回路歧管構(gòu)造600解決了同相相干燃燒音調(diào)所涉及的問(wèn)題。在該實(shí)例中，通過(guò) 將噴嘴分組為三個(gè)回路，各回路由單獨(dú)的歧管供給，燃?xì)廨啓C(jī)可具有筒級(jí)的燃料分流管理以抑制燃?xì)廨啓C(jī)的同相相干性質(zhì)。通過(guò)不同地向噴嘴(回路)組提供燃料，改變了燃料系 統(tǒng)的阻抗，且從而影響了火焰聲波的相互作用和不穩(wěn)定性頻率。這樣，就通過(guò)控制到不同回 路的燃料流來(lái)控制聲學(xué)相互作用和不穩(wěn)定性頻率，從而控制相鄰燃燒器筒之間通過(guò)回路的 串音(cross talk)。因此，降低了燃?xì)廨啓C(jī)周圍的不穩(wěn)定性的相干性，這繼而又抑制了音調(diào) 驅(qū)動(dòng)渦輪輪葉的能力，從而減少了破壞渦輪輪葉的機(jī)會(huì)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，將噴嘴分組成三 個(gè)回路中僅為一個(gè)實(shí)例。在其它示例性實(shí)施例中，噴嘴可分組成更少或更多的回路。
圖3的多回路歧管構(gòu)造300示出了用于兩組相鄰?fù)驳膯为?dú)的歧管。圖6中的多回 路歧管構(gòu)造600示出了用于所有燃燒器筒內(nèi)的三組噴嘴中的各個(gè)的單獨(dú)的歧管。在示例性 實(shí)施例中，第一組歧管可將燃料供給到第一組燃燒器筒內(nèi)的多個(gè)回路。同樣，第二組歧管可 將燃料供給到分別鄰近第一組內(nèi)的筒的第二組燃燒器內(nèi)的多個(gè)回路。
圖7圖解示出了示例性多回路歧管構(gòu)造700的前視圖。多回路歧管構(gòu)造700包括 第一歧管705、第二歧管710、第三歧管715、第四歧管730、第五歧管735及第六歧管740。 在示例性實(shí)施例中，第二歧管710、第三歧管715、第四歧管730、第五歧管735及第六歧管 740與第一歧管705同心。歧管705，710，715分別聯(lián)接到燃燒器筒720上。歧管730，735， 740分別聯(lián)接到燃燒器筒725上。出于示范的目的而圖解示出了燃燒器筒720中的一個(gè)，其 示出了如圖5中所示的第一組噴嘴755，以示出燃料管線706，711，716與第一組歧管705， 710，715的聯(lián)接。此外，出于示范的目的而圖解示出了鄰近燃燒器筒720的燃燒器筒725中 的一個(gè)，其示出了如圖5中所示的第二組噴嘴760，以示出燃料管線731，736，741與第二組 歧管730，735，740的聯(lián)接。在示例性實(shí)施例中，第一歧管705經(jīng)由燃料管線706聯(lián)接到燃 燒器筒720的PMl噴嘴中的各個(gè)上。第二歧管710經(jīng)由燃料管線711聯(lián)接到燃燒器筒720 的PM2_1，PM2_2噴嘴中的各個(gè)上。第三歧管715經(jīng)由燃料管線716聯(lián)接到燃燒器筒720的 PM3_1，PM3_2，PM3_3噴嘴中的各個(gè)上。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，第一歧管705、第二歧管710 及第三歧管715形成了向第一燃燒器筒720提供燃料的第一組。此外，歧管705，710，715 中的各個(gè)提供燃料給燃燒器筒720內(nèi)的單獨(dú)的噴嘴組。第四歧管730經(jīng)由燃料管線731聯(lián) 接到燃燒器筒725的PMl噴嘴中的各個(gè)上。第五歧管735經(jīng)由燃料管線736聯(lián)接到燃燒器 筒725的PM2_1，PM2_2噴嘴中的各個(gè)上。第六歧管740經(jīng)由燃料管線741聯(lián)接到燃燒器筒 725的PM3_1，PM3_2, PM3_3噴嘴中的各個(gè)上。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，第四歧管730、第五 歧管735及第六歧管740形成了向第一燃燒器筒725提供燃料的第二組。此外，歧管730， 735,740中的各個(gè)提供燃料給燃燒器筒725內(nèi)的單獨(dú)的噴嘴組。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，多 回路歧管構(gòu)造從而將第一燃料流提供給第一套燃燒器筒720，且將第二燃料流提供給第二 套燃燒器筒725。此外，第一燃料流將燃料提供給第一燃燒器筒720中的分離的噴嘴子組， 而第二燃料流將燃料提供給第二燃燒器筒725中的分離的噴嘴子組。
多回路歧管構(gòu)造700解決了同相相干燃燒音調(diào)所涉及的問(wèn)題。通過(guò)使如所述的多 回路歧管構(gòu)造700中具有兩組歧管，且將噴嘴分組為兩組歧管中的各個(gè)內(nèi)的三個(gè)回路，燃 氣輪機(jī)可具有筒級(jí)的燃料分流管理以抑制燃?xì)廨啓C(jī)的同相相干性質(zhì)。通過(guò)不同地向相鄰?fù)?內(nèi)的噴嘴(回路)組兩者提供燃料，可改變?nèi)剂舷到y(tǒng)阻抗和燃燒器溫度，且因此影響火焰聲 波的相互作用和不穩(wěn)性頻率。這樣，通過(guò)控制到不同回路的燃料流來(lái)控制筒之間的相互作 用和不穩(wěn)定性頻率，從而控制相鄰燃燒器筒之間通過(guò)筒和燃料回路的相互作用。因此，降低 了燃?xì)廨啓C(jī)周圍的不穩(wěn)定性的相干性，這繼而又抑制了音調(diào)驅(qū)動(dòng)渦輪輪葉的能力，從而減少了破壞渦輪輪葉的機(jī)會(huì)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，將歧管分組成兩組和將噴嘴分組成三個(gè)回路 僅為一個(gè)實(shí)例。在其它示例性實(shí)施例中，歧管可分組成更少或更多的組，且噴嘴可分組成更 少或更多的回路。
如本文所述，從渦輪機(jī)使用壽命的觀點(diǎn)來(lái)看，異相音調(diào)并非是燃?xì)廨啓C(jī)中需要較 多關(guān)注的。圖8示出了關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)中的異相音調(diào)的壓力對(duì)時(shí)間的時(shí)間序列數(shù)據(jù)圖800的 實(shí)例。圖9示出了關(guān)于圖8的推拉音調(diào)的振幅對(duì)頻率的示例性譜線圖900。在該實(shí)例中，不 穩(wěn)定性音調(diào)處于大約340Hz。圖800示出了如線805，810所示的相鄰?fù)驳囊粽{(diào)趨于與相鄰 燃燒器筒異相。圖9示出了關(guān)于燃燒器筒1和燃燒器筒2各自的對(duì)應(yīng)譜線905，910。
相比之下，當(dāng)同相相干音調(diào)的頻率匹配渦輪輪葉的自然頻率時(shí)，這些同相音調(diào)就 可能造成對(duì)渦輪輪葉的破壞。圖10示出了關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)中的同相音調(diào)的壓力對(duì)時(shí)間的時(shí) 間序列數(shù)據(jù)圖1000的實(shí)例。圖11示出了關(guān)于圖10的同相音調(diào)的振幅對(duì)頻率的示例性譜線 圖1100。在該實(shí)例中，不穩(wěn)定性音調(diào)處于大約60Hz。圖1000示出了如線1005，1010所示 的相鄰?fù)驳囊粽{(diào)趨于同相。當(dāng)這些同相音調(diào)在相鄰?fù)仓g有較強(qiáng)的相干性時(shí)，它們可驅(qū)動(dòng) 渦輪輪葉。圖11示出了關(guān)于燃燒器筒1和燃燒器筒2各自的對(duì)應(yīng)譜線1105，1110。本文所 述的示例性實(shí)施例因而調(diào)整了燃料流，如上文所述，這可直接地影響相鄰?fù)驳囊粽{(diào)，造成相 鄰?fù)驳牟环€(wěn)定性頻率的移位，從而減小了相干性，且因此降低了音調(diào)驅(qū)動(dòng)渦輪輪葉的能力。
圖12示出了使燃?xì)廨啓C(jī)中的第一燃燒器筒和第二燃燒器筒之間的同相音調(diào)解耦 的方法1200的流程圖。在方框1205處，燃料流提供給第一燃燒器筒和第二燃燒器筒，如燃 燒器筒320，325。在方框1210處，燃料流如本文所述那樣分流。在示例性實(shí)施例中，如圖3 中那樣，燃料流在兩個(gè)歧管305，310之間分流，從而將第一流供應(yīng)給第一燃燒器筒320，而 將第二燃料流供應(yīng)給第二燃燒器筒。在示例性實(shí)施例中，如圖6中那樣，燃料流在燃燒器 620的燃料噴嘴組(如，？111，？112_1，？112_2，？10_1，？10_2，？10_3)之間分流。在示例性實(shí)施 例中，燃料流在相鄰燃燒器筒(如圖7中的燃燒器筒720,72 之間分流。此外，燃料流在 各燃燒器筒720，725中的噴嘴組PMl，PM2_1, PM2_2, PM3_1, PM3_2, PM3_3之間分流。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在燃燒器中觀察到的接近渦輪輪葉自然頻率的一些聲學(xué)不穩(wěn)定 性是一個(gè)設(shè)計(jì)和可操作性的問(wèn)題，且因此會(huì)受到嚴(yán)格的設(shè)計(jì)限制。因此，通過(guò)消除這些限 制，控制同相相干頻率的系統(tǒng)級(jí)行為的能力例如導(dǎo)致運(yùn)用更多設(shè)計(jì)選擇和改善可操作性空 間。因此，在燃?xì)廨啓C(jī)中可考慮增加的設(shè)計(jì)和可操作性。此外，可獨(dú)立于渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)很 大程度上地優(yōu)化燃燒系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本文所述的示例性實(shí)施例可解決其它聲學(xué)不 穩(wěn)定性，這些聲學(xué)不穩(wěn)定性可通過(guò)管理到燃燒器筒中的燃料流來(lái)控制，從而提供了多種聲 學(xué)不穩(wěn)定性的主動(dòng)緩解。
盡管僅結(jié)合了有限數(shù)量的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易理解的是，本發(fā) 明并不限于這些公開(kāi)的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可進(jìn)行修改，以結(jié)合任意數(shù)目的此前并未描述 的但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的變型、備選方案、替換方案或等同布置。此外，盡管已經(jīng) 描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施例中的一 些。因此，本發(fā)明不應(yīng)看作是由以上說(shuō)明限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)(100)，包括構(gòu)造成壓縮空氣(115)的壓縮機(jī)(110)；與所述壓縮機(jī)(110)處于流連通的多個(gè)燃燒器筒(120)，所述多個(gè)燃燒器筒(120)構(gòu)造 成接收來(lái)自所述壓縮機(jī)(110)的壓縮空氣(11 并燃燒燃料流；以及多回路歧管000，300)，該多回路歧管(200，300)聯(lián)接到所述多個(gè)燃燒器筒(120)上， 且構(gòu)造成將來(lái)自所述燃料流的分流燃料流提供給所述多個(gè)燃燒器筒(120)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述燃料流將不同的燃料流率提供 給所述多個(gè)燃燒器筒(120)中的各個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多個(gè)燃燒器筒(120)包括第一 組燃燒器筒(320)和第二組燃燒器筒(325)，其中，所述第一組燃燒器筒(320)中的各燃燒 器筒鄰近所述第二組燃燒器筒(32 中的燃燒器筒，其中，所述第一組燃燒器筒(320)具有 第一溫度，并且所述第二組燃燒器筒(32 具有第二溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多回路歧管(200，300)包括第 一歧管(305)和第二歧管(310)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述第一歧管(305)將第一燃料流 提供給所述第一組燃燒器筒(120)，以及所述第二歧管(310)將第二燃料流提供給所述第 二組燃燒器筒(125)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述系統(tǒng)(100)還包括設(shè)置在所述 多個(gè)燃燒器筒(120)中的各個(gè)中的多個(gè)燃料噴嘴(500)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多個(gè)噴嘴(500)包括第一組噴 嘴(755)和第二組噴嘴(760)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多回路歧管(200，300)包括第 一歧管(305)和第二歧管(310)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述第一歧管(305)將第一燃料流 提供給所述第一組噴嘴(755)，并且所述第二歧管(310)將第二燃料流提供給所述第二組 噴嘴(760)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多個(gè)燃燒器筒(120)包括第 一組燃燒器筒(120)和第二組燃燒器筒(125)，并且其中，所述多個(gè)噴嘴(500)分組成各燃 燒器筒內(nèi)的分離的子組。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用筒級(jí)燃料分流的筒到筒模態(tài)解耦，具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)(100)。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)(100)可包括構(gòu)造成壓縮空氣(115)的壓縮機(jī)(110)和與壓縮機(jī)(110)處于流連通的燃燒器筒(120)，燃燒器筒(120)構(gòu)造成接收來(lái)自于壓縮機(jī)(110)的壓縮空氣(115)并燃燒燃料流。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)(100)還可包括聯(lián)接到燃燒器筒(120)上且構(gòu)造成將來(lái)自于燃料流的分流燃料流提供給燃燒器筒(120)的多回路歧管(200，300)。
文檔編號(hào)F02C7/228GK102032044SQ201010506930
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者K·K·文卡塔拉曼, K·K·辛赫, L·B·小戴維斯, S·K·斯里尼瓦桑, V·納拉, 金冠佑, 韓飛 申請(qǐng)人:通用電氣公司