[发明专利]用于燃气轮机的燃料供给系统

说明书

在一方面，一种燃料供给系统可包括：燃料喷射器，其具有分别与初级和次级燃料回路流体连通的初级和次级导向燃料喷嘴，以及主燃料喷嘴，其与主燃料回路流体连通。燃料喷射器还可限定连接在初级回路与次级回路和/或主回路之间的旁通燃料回路。系统还可包括构造成经由初级燃料回路流体地连接至初级导向燃料喷嘴的初级燃料歧管。此外，系统可包括在操作上与旁通燃料回路相关联地提供的旁通阀。旁通阀可构造成是打开的，使得从初级燃料歧管流经初级回路的燃料的一部分被引导至次级回路和/或主回路。

相关申请的交叉引用

本非临时申请要求依据35 U.S.C.§119(e)享有于2014年12月5日提交的题为“FUEL SUPPLY SYSTEM FOR A GAS TURBINE ENGINE(燃气轮机的燃料供给系统)”的美国临时专利申请号62/088108的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明主题大体上涉及一种供给燃料到包含在燃气轮机的燃烧器内的各种燃料喷射器的系统，并且更特别地涉及一种燃料供给系统，其包括旁通燃料回路以及用于使流经燃料喷射器中的一个内部燃料回路的一部分燃料转向到燃料喷射器的另一个内部燃料回路的相关阀。

背景技术

燃气轮机典型地包括用于供给燃料到发动机的燃烧器的多个燃料喷射器。在该燃烧器的上游端以来自每个燃料喷射器的燃料喷嘴组件的高度雾化的喷雾引入燃料。压缩空气在燃料喷嘴组件周围流动并与燃料混合形成燃料-空气混合物，其然后在燃烧器的燃烧区内燃烧。

由于广泛范围的燃烧器操作条件以及相应的所需燃料流，许多燃料喷射器包括主喷嘴以及一个或更多个导向喷嘴。例如，燃料喷射器已知包括初级导向喷嘴和次级导向喷嘴。典型地，在启动期间使用导向喷嘴，在更高功率操作期间使用导向喷嘴和主喷嘴两者。例如，在启动和低功率操作期间可减少或切断到主喷嘴的流。这种燃料喷射器典型地比单个喷嘴燃料喷射器更有效率和更清洁地燃烧，这是由于能够更精确地控制燃料流以及对于特定燃烧器需求更精确地引导燃料喷雾。

在某些操作事件期间，经常需要供给浓缩燃料流到燃料喷射器中的一个或更多个以满足燃气轮机的操作需求。例如，为了在高功率燃料切断(HPFC)后对发动机再点火，常规的燃料控制系统构造成通过少量燃料喷射器的(多个)初级导向喷嘴引导浓缩燃料流。不幸地，初级导向喷嘴典型地构造成在相对较低的燃料流数下操作，以便提供低速开始所需的雾化。因此，经常需要极其大的压降以通过初级导向喷嘴注射对于HPFC再点火事件所需的燃料流。因此，发动机设计者必须现在在增加燃料泵的大小以提供对于这种事件所需的增加燃料压力(由此，显著地增加了系统的总重量)或修改初级导向喷嘴以在更高燃料流数下操作(其负面地影响用于低速启动以及接近怠速操作的雾化)之间选择。

因此，一种改进的燃料供给系统将在技术中受欢迎，该系统允许另外被供给到初级导向喷嘴的一部分燃料被转移到燃料喷射器的另一喷嘴，以便在HPFC再点火事件期间或在任何其它合适的事件期间减少用于燃料浓缩所需的所要求的压力(以及因此，泵的大小)。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地提出并且可从该说明书中显而易见，或者可通过本发明的实践学习到。

在一个方面，本发明主题针对一种用于供给燃料至燃气轮机的燃烧器的燃料喷射器的系统。系统大体可包括：燃料喷射器，其具有与初级燃料回路流体连通的初级导向燃料喷嘴，与次级燃料回路流体连通的次级导向燃料喷嘴，以及与主燃料回路流体连通的主燃料喷嘴。燃料回路中的每一个至少部分地在燃料喷射器内延伸。另外，燃料喷射器还可限定流体地连接在初级燃料回路与次级燃料回路或主燃料回路中的至少一个之间的旁通燃料回路。系统还可包括初级燃料歧管，其构造成经由初级燃料回路流体地连接至初级导向燃料喷嘴。此外，系统可包括旁通阀，其在操作上与旁通燃料回路相关联地提供。旁通阀构造成是打开的，使得从初级燃料歧管流经初级燃料回路的燃料的一部分被引导至次级燃料回路和/或主燃料回路。