[发明专利]涡轮发动机的燃料供应系统及其组装方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及燃料供应系统，且更具体地说，涉及用于使用燃烧涡轮发动机燃料的燃烧室组合件中的水雾化的系统和方法。

背景技术

至少一些已知的燃烧涡轮发动机包括以串流关系连接在一起的压缩机、至少一个燃烧室和涡轮。更具体地说，压缩机和涡轮通过轴连接以形成高压转子组合件。进入涡轮发动机的空气在它于燃烧腔室中点燃之前与来自燃料供应系统的燃料流混合以形成高能量气流。高能量气流流动通过涡轮，从而以可旋转方式驱动涡轮，使得轴以可旋转方式驱动压缩机。

燃烧涡轮发动机可利用若干种类型的燃料中的任一种来操作，所述燃料包括例如从燃料供应系统供应到燃烧腔室的液态燃料或气态燃料。在至少一些已知的液态燃料的燃烧期间，液态燃料流通过雾化空气压缩机供应的高压空气流来雾化。另外，也可将水连同液态燃料流一起注入燃烧腔室中以便减少氮氧化物(NOx)排放。通常，注入到燃烧腔室中的水还通过雾化空气压缩机所供应的高压空气流来雾化。在至少一些已知的气态燃料的燃烧期间，气态燃料流不需要进行雾化，且因此不需要雾化空气压缩机。然而，将雾化的水与气态燃料流一起注入到燃烧腔室中可有助于减少NOx排放。然而，对于仅利用气态燃料操作的至少一些涡轮发动机，添加单独的雾化空气压缩机会增大燃烧涡轮发动机的总成本。

发明内容

一方面，提供一种燃料供应系统，包括：第一燃料供应线，其以流动连通方式与至少一个第一燃料喷嘴连接，且被配置成将第一燃料流引导到所述至少一个第一燃料喷嘴；第二燃料供应线，其以流动连通方式与至少一个第二燃料喷嘴连接，且被配置成将第二燃料流引导到所述至少一个第二燃料喷嘴；水供应线，其以流动连通方式与至少一个注水喷嘴连接，且被配置成将水流引导到所述至少一个注水喷嘴；雾化流体供应线路(Atomizing fluid supply line)，其以流动连通方式与所述第一和第二燃料供应线连接，所述雾化流体供应线路被配置成将雾化流体流引导到至少一个雾化喷嘴且与所述水流雾化接触，其中所述雾化流体包括所述第一燃料流和所述第二燃料流中的至少一个的至少一部分。

进一步地，还包括以流动连通方式与所述第一和第二燃料供应线连接的清理流体供应线路，所述清理流体供应线路被配置成将清理流体流引导到所述至少一个注水喷嘴且清理所述水供应线。

进一步地，所述清理流体供应线路还被配置成引导所述清理流体流，所述清理流体流包括所述第一燃料流和所述第二燃料流中的至少一个的一部分。

进一步地，所述雾化流体供应线路还被配置成在所述至少一个注水喷嘴的尖端处雾化所述水流。

进一步地，还包括连接于所述第一燃料供应线与所述雾化流体供应线路之间的旁路供应线，其中所述旁路供应线在以流动连通方式与所述第一燃料供应线连接的截止/速比阀的上游，所述旁路供应线被配置成将所述第一燃料流引导到所述雾化流体供应线路。

进一步地，还包括连接于所述第二燃料供应线与所述雾化流体供应线路之间的旁路供应线，其中所述旁路供应线在以流动连通方式与所述第二燃料供应线连接的截止/速比阀的上游，所述旁路供应线被配置成将所述第二燃料流引导到所述雾化流体供应线路。

进一步地，所述第一燃料供应线被配置成引导合成气体流。

进一步地，所述第二燃料供应线被配置成引导天然气流。

另一方面，提供一种涡轮组合件，包括：燃烧室；以及燃料供应系统，其被配置成将燃料流供应到所述燃烧室，所述燃料供应系统包括：第一燃料供应线，其以流动连通方式与至少一个第一燃料喷嘴连接，且被配置成将第一燃料流引导到所述至少一个第一燃料喷嘴；第二燃料供应线，其以流动连通方式与至少一个第二燃料喷嘴连接，且被配置成将第二燃料流引导到所述至少一个第二燃料喷嘴；水供应线，其以流动连通方式与至少一个注水喷嘴连接，且被配置成将水流引导到所述至少一个注水喷嘴；雾化流体供应线路，其以流动连通方式与所述第一和第二燃料供应线连接，所述雾化流体供应线路被配置成将雾化流体流引导到至少一个雾化喷嘴且与所述水流雾化接触，其中所述雾化流体包括所述第一燃料流和所述第二燃料流中的至少一个的至少一部分。

进一步地，还包括以流动连通方式与所述第一和第二燃料供应线连接的清理流体供应线路，所述清理流体供应线路被配置成将清理流体流引导到所述至少一个注水喷嘴且清理所述水供应线。

进一步地，所述清理流体供应线路被进一步配置成引导所述清理流体流，所述清理流体流包括所述第一燃料流和所述第二燃料流中的至少一个的一部分。