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的利记博彩app
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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，其具有联接至IJ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。
[0007]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】
[0008]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:
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]图7是图1-6的燃料系统声学阻抗调整器的实施例的透视图，其示出联接到促动器活塞的旋转盘系统；
[0015]图8是图7的旋转盘系统的实施例的示意侧视图，其示出通过旋转盘系统的通道最大燃料流动；以及
[0016]图9是图7的旋转盘系统的实施例的示意侧视图，其示出通过旋转盘系统的通道的燃料流。
【具体实施方式】
[0017]下文中将描述本实用新型的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，可不在说明书描述实际实施的所有特征。应当理解在任意这种实际实施的开发中，如在任意工程或设计项目中，必须做出许多针对具体实施的决定，以实现开发者的具体目标，诸如遵守系统相关以及商业相关的约束，该约束可随着实施不同而不同。而且，应当理解，这种开发努力可能是复杂的以及消耗时间的，但是无论如何，对于从本公开受益的那些普通技术人员来说，这都将是设计、制作以及制造的常规任务。
[0018]当介绍本实用新型的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”以及“所述”预期表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”以及“具有”预期是包括性的，且意味着除了所列出的元件之外，可存在额外的元件。
[0019]本公开涉及降低燃烧动态和/或燃烧动态的模态联接，以降低在燃气涡轮系统的下游构件中不期望的振动响应。由于燃烧过程、吸入流体流(例如，燃料、氧化剂、稀释液等)的性质以及各种其他因素，燃气涡轮燃烧器(或燃烧器组件)可生成燃烧动态。燃烧动态可用压力波动、脉动、振荡和/或在特定频率的波来表征。流体流性质可包括速度、压力、速度中的波动和/或压力、流动路径中的变化(例如，转向、形状、中断等)或其任意组合。总而言之，燃烧动态可潜在地导致在从燃烧器上游和/或下游的各种构件中的振动响应和/或共振行为。例如，燃烧动态(例如，在特定频率处、频率的范围、振幅、燃烧器-对-燃烧器相位等)可在燃气涡轮系统中向上游和向下游同时行进。如果燃气涡轮燃烧器、上游构件和/或下游构件具有通过这些压力波动(即，燃烧动态)驱动的自然或共振频率，则压力波动可潜在地导致振动、应力、疲劳等。该构件可包括燃烧器内衬、燃烧器流动套筒、燃烧器盖、燃料喷嘴、涡轮喷嘴、涡轮叶片、涡轮围带、涡轮叶轮、轴承、燃料供应组件或其任意组合。对下游构件更感兴趣，因为其对同相和相干的燃烧调和(tone)更敏感。因此，降低相干特别地降低在下游构件中的不期望的振动的可能性。在燃烧器中降低燃烧动态的相干的一种方法是修改在两个或更多燃烧器之间的频率关系，从而消除任意燃烧器对燃烧器联接。当在一种燃烧器中的燃烧动态频率被驱动远离另一燃烧器的燃烧动态频率时，燃烧动态的模态联接降低，其继而降低了燃烧器调和导致下游构件是的振动响应的能力。降低模态联接的备选方法是降低相同燃烧器内的燃料喷嘴的构造干涉，通过在燃料喷嘴之间引入相位延迟，从而降低每个燃烧器中的振幅，以及防止或降低燃烧器对燃烧器联接。此外，在燃烧器之间引入相位滞后，或以其他方式修改在两个或更多燃烧器之间的相位关系还可帮助防止或降低燃烧动态的模态联接。
[0020]本公开实施例通过提供构造成调整喷嘴的燃料系统声学阻抗(幅值和相位)的一个或多个燃料系统声学阻抗调整器，帮助降低与燃烧动态相关联的不期望的振动响应。燃料喷嘴的燃料系统声学阻抗通过前孔口的几何形状、后孔口的几何形状以及在前孔口和后孔口之间的体积定义。特别地，燃料系统声学阻抗调整器是沿着燃气涡轮系统的燃料喷嘴和/或燃料注射器的上游的一个或多个燃料管线(例如，燃料通路)布置的气动或机械受控制装置。在特定实施例中，每个燃料系统声学阻抗调整器合并构造成调整前孔口的几何形状和/或在前孔口和后孔口之间的体积的可动活塞系统和内部旋转盘系统，以调整一个或多个燃料喷嘴的燃料系统声学阻抗。例如，可动活塞系统通过任意类型的促动器驱动(例如，气动、机电、液压等)，以允许声学调整器内的现场调整。例如，燃料系统声学阻抗可通过增加或减少在前孔口和后孔口之间的长度调整，其继而可增加或减少在前孔口和后孔口之间的燃料压室的声学体积，其影响燃料系统声学阻抗的相位和幅值两者。而且，内部旋转盘系统还可通过调整在盘系统的两个或更多个穿孔板之间的干涉模式而影响燃料系统声学阻抗，从而修改前孔口的几何形状。干涉模式可通过如下方式调整，即旋转在盘系统的穿孔板之间的中央穿孔板，以改变通过旋转盘系统的通过在板上的一个或多个孔口产生的一个或多个通道的截面面积。因此，调整穿孔板的干涉模式改变燃料系统声学阻抗。板可包括带有一种或多种几何性质(例如，大小、形状、模式、配置、位置等)的多个孔口。