一體式雙燃料輸送系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一體式雙燃料輸送系統(tǒng)，公開了一種用于燃?xì)鉁u輪機的雙燃料輸送系統(tǒng)。用于燃料氣體渦輪機的雙燃料輸送系統(tǒng)(400)包括：具有主要燃料油導(dǎo)管(406)和主要燃料氣體導(dǎo)管(404)的主要燃料管線(402)，其中主要燃料氣體導(dǎo)管(404)至少部分地包圍主要燃料油導(dǎo)管(406)；以及包括連接到主要燃料管線(402)的燃料環(huán)(408)，該燃料環(huán)(408)具有連接到主要燃料氣體導(dǎo)管(404)的燃料氣體環(huán)(410)和連接到主要燃料油導(dǎo)管(406)的燃料油環(huán)(414)，其中燃料氣體環(huán)(410)至少部分地包圍燃料油環(huán)(414)。
【專利說明】
一體式雙燃料輸送系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及一種燃料輸送系統(tǒng)，并且更具體地，本申請涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的雙燃料輸送系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪機可以以許多不同燃料(諸如各種種類的液體和氣體燃料)運行。為此，發(fā)電廠可以具有能夠使用雙燃料能力(諸如天然氣和柴油燃料)運行的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。通常，運行燃料的選擇取決于價格、可用性和運行參數(shù)。
[0003]燃?xì)鉁u輪機包括被構(gòu)造成通過在壓縮空氣中燃燒燃料來產(chǎn)生熱氣的各種類型的燃燒室。利用一個或多個燃料噴嘴將燃料引入燃燒室中。為了提供操作靈活性，噴嘴通常具有噴射雙燃料的能力。
[0004]雙燃料必須從燃料源輸送到燃料噴嘴。這樣的雙燃料輸送系統(tǒng)的設(shè)計具有各種挑戰(zhàn)，諸如:空間約束、振動不穩(wěn)定性和熱膨脹。
[0005]圖2示出了燃料輸送系統(tǒng)200，其包括兩個燃料環(huán)形管202和204。每個環(huán)形管202和204供給一種類型的燃料，并且每個管具有連接到燃?xì)鉁u輪機的燃燒室燃燒器(未示出)的多個燃料饋送件206。在每個燃燒器具有一個噴槍(lance)的構(gòu)造中，來自每個環(huán)形管202和204的一個燃料管線分支向單一燃燒器供給兩種類型的燃料。這種設(shè)計導(dǎo)致高水平的復(fù)雜性和高數(shù)量的供給管線和連接。圖3示出用于燃燒器312的具有若干(在該示例中三個)噴射噴嘴310的雙燃料供給系統(tǒng)300。向每個噴嘴310供給兩種類型的燃料302和304。燃料302經(jīng)由第一燃料管線306供給，同時第二燃料304經(jīng)由第二燃料管線308供給。類似于來自圖2的設(shè)計，該燃料輸送系統(tǒng)不緊湊并且其可能經(jīng)受熱和振動不穩(wěn)定性。
[0006]因此需要的是，比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)更簡單并且更有效的雙燃料輸送系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]考慮到以上提及的問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的改進(jìn)的雙燃料輸送系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的一個目的是提供就復(fù)雜性和空間節(jié)省而言改進(jìn)的雙燃料輸送系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供就熱和振動穩(wěn)定性而言改進(jìn)的雙燃料輸送系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的又一個目的是提供特別地適應(yīng)于實質(zhì)上圓筒形狀的燃燒器的改進(jìn)的雙燃料系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的上述以及其它目的通過一種用于燃?xì)鉁u輪機的雙燃料輸送系統(tǒng)實現(xiàn)，所述雙燃料輸送系統(tǒng)包括:具有主要燃料油導(dǎo)管和主要燃料氣體導(dǎo)管的主要燃料管線，其中主要燃料氣體導(dǎo)管至少部分地包圍(enclose)主要燃料油導(dǎo)管;并且包括連接到主燃料管線上的燃料環(huán)，該燃料環(huán)具有連接到主要燃料氣體導(dǎo)管的燃料氣體環(huán)和連接到主要燃料油導(dǎo)管的燃料油環(huán)，其中燃料氣體環(huán)至少部分地包圍燃料油環(huán)。
[0012]根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，雙燃料輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接至燃料環(huán)的至少一個燃料饋送管線，燃料饋送管線具有連接到燃料氣體環(huán)的燃料氣體饋送管線和連接到燃料油環(huán)的燃料油饋送管線，其中燃料氣體饋送管線至少部分地包圍燃料油饋送管線。
[0013]根據(jù)又一個實施例，燃料油饋送管線和燃料油環(huán)之間的連接包括延伸器件，優(yōu)選的是金屬軟管。
[0014]根據(jù)另一個實施例，燃料氣體饋送管線包括延伸器件，優(yōu)選的是波紋管(bellow)。
[0015]根據(jù)又一個實施例，燃料饋送管線包括雙燃料噴嘴。
[0016]根據(jù)另一個實施例，主要燃料氣體導(dǎo)管包括延伸器件，優(yōu)選的是金屬波紋管。
[0017]根據(jù)又一個實施例，雙燃料進(jìn)一步包括在燃料氣體環(huán)和燃料油環(huán)之間的滑動固定。
[0018]根據(jù)另一個實施例，燃料環(huán)平面和主要燃料管線之間的連接角度不是O度。在一個優(yōu)選的實施例中，主要燃料管線和燃料環(huán)實質(zhì)上以90度角連接。該實施例就在燃?xì)鉁u輪機中節(jié)省空間而言是尤其有利。在另一個實施例中，主要燃料管線和燃料環(huán)經(jīng)由L形連接來連接。
[0019]根據(jù)又一個實施例，雙燃料輸送進(jìn)一步包括連接到主要燃料管線的進(jìn)口并且適應(yīng)于向主要燃料氣體導(dǎo)管供給燃料氣體和向主要燃料油導(dǎo)管供給燃料油的燃料歧管。
[0020]本申請也涉及包括雙燃料輸送系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機。在一個優(yōu)選的實施例中，燃?xì)鉁u輪機包括筒形燃燒室、冷卻空氣殼體和燃燒器，其中主要燃料管線的進(jìn)口定位在筒形殼體的外側(cè)，并且主要燃料管線的出口定位在冷卻空氣殼體和燃燒器之間，并且其中燃料環(huán)定位在冷卻空氣殼體和燃燒器之間。
[0021]此外，本申請還提供了一種用于向包括雙燃料輸送系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機的燃燒器輸送雙燃料的方法。所述方法包括以下步驟:向主要燃料管線供給燃料油和/或燃料氣體，以及將燃料油和/或燃料氣體引導(dǎo)至燃燒器。
[0022]本發(fā)明的附加的優(yōu)點和特征將部分地在以下的說明書中陳述，并且部分地在查看以下內(nèi)容時對本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見，或可以從本發(fā)明的實踐中領(lǐng)會到?，F(xiàn)在將具體參照附圖描述本發(fā)明。
【附圖說明】
[0023]在下文中參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖是出于說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例的目的并且不是出于對其進(jìn)行限制的目的。附圖中，
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪機的示意圖。
[0025]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的雙環(huán)形燃料輸送系統(tǒng)的透視圖。
[0026]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的燃料輸送系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙燃料輸送系統(tǒng)的示意圖示。
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙燃料輸送系統(tǒng)的透視圖。
[0029]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙燃料輸送系統(tǒng)的透視圖。
[0030]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的燃?xì)鉁u輪機內(nèi)部的雙燃料輸送系統(tǒng)的示意圖不O
【具體實施方式】
[0031]現(xiàn)在參照附圖，其中貫穿若干視圖同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的元件，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的示意視圖。燃?xì)鉁u輪機100包括壓縮機102，其壓縮進(jìn)入空氣116。壓縮空氣118被導(dǎo)向燃燒室106，其可以包括若干燃燒室筒和燃燒器。燃燒室106中，空氣116與燃料油112或燃料氣體114混合，并且空氣和燃料的混合物被點燃以形成熱的燃燒氣體120的流動，熱的燃燒氣體120被引導(dǎo)以驅(qū)動渦輪機104。渦輪機104中產(chǎn)生的機械功經(jīng)由軸122驅(qū)動壓縮機102和負(fù)載110。根據(jù)本發(fā)明，燃料112和114經(jīng)由雙燃料輸送系統(tǒng)400被輸送至燃燒室106。
[0032]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的雙燃料輸送系統(tǒng)400，其可以與燃?xì)鉁u輪機100—起使用。雙燃料輸送系統(tǒng)400包括具有主要燃料油導(dǎo)管406和主要燃料氣體導(dǎo)管404的主要燃料管線402。在圖4中所示的優(yōu)選實施例中，導(dǎo)管404和406呈兩個同心導(dǎo)管的形式，其中主要燃料氣體導(dǎo)管404完全包圍主要燃料油導(dǎo)管406(除導(dǎo)管406的進(jìn)入部段之外)?？傮w地，主要燃料氣體導(dǎo)管404至少部分地包圍主要燃料油導(dǎo)管406。雙燃料輸送系統(tǒng)400也包括連接到主要燃料管線402的燃料環(huán)408。燃料環(huán)408包括連接到主要燃料氣體導(dǎo)管404的燃料氣體環(huán)410，和連接到主要燃料油導(dǎo)管406的燃料油環(huán)414。燃料氣體環(huán)410至少部分地包圍燃料油環(huán)414。在圖4中所示的優(yōu)選實施例中，燃料氣體環(huán)410完全包圍燃料油環(huán)414。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，雙燃料輸送系統(tǒng)400進(jìn)一步包括連接到燃料環(huán)408的至少一個燃料饋送管線412。圖4中的示例示出連接到燃料環(huán)408并且從燃料環(huán)408延伸的十二個相同的饋送管線412。燃料饋送管線412具有連接到燃料氣體環(huán)410的燃料氣體饋送管線418和連接到燃料油環(huán)414的燃料油饋送管線416。燃料氣體饋送管線418至少部分地包圍燃料油饋送管線416。
[0033]有利于避免熱膨脹和負(fù)面振動影響的附加的有利特征也在圖4中示出。首先，主要燃料氣體導(dǎo)管404可以包括延伸器件，優(yōu)選地是金屬波紋管424。其次，燃料氣體饋送管線418可以包括延伸器件，優(yōu)選地是波紋管422。第三，燃料油饋送管線416和燃料油環(huán)414之間的連接可以包括諸如金屬軟管420的延伸器件。最后，雙燃料輸送系統(tǒng)400可以包括燃料氣體環(huán)410和燃料油環(huán)414之間的滑動固定432。
[0034]在本申請的一個優(yōu)選實施例中，雙燃料輸送系統(tǒng)400進(jìn)一步包括連接到燃料環(huán)408的至少一個燃料饋送管線412。
[0035]圖4是雙燃料輸送系統(tǒng)400的示意的、簡化的和二維的表示。主要燃料管線402、燃料環(huán)408和燃料饋送管線412不必須全部定位在一個平面中。通常，燃料環(huán)408定位在燃料環(huán)平面中，并且主要燃料管線402以一定連接角連接到燃料環(huán)408，所述連接角限定為燃料環(huán)平面和主要燃料管線402之間的角。
[0036]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的雙燃料輸送系統(tǒng)400的透視圖。圖5僅示出系統(tǒng)400的外部部分，而未示出內(nèi)部氣體油導(dǎo)管和環(huán)。對比于圖4中連接角是零度(S卩，燃料環(huán)408和主要燃料管線402處于相同平面中)的實施例，圖5的實施例中連接角實質(zhì)上是90度。這樣，雙燃料輸送系統(tǒng)400具有有利的緊湊尺寸。連接角可以大于10度，優(yōu)選地大于50度直到90度。在一個優(yōu)選實施例中，主要燃料管線402和燃料環(huán)408經(jīng)由L形連接來連接，如圖5所示。該實施例就雙燃料供給系統(tǒng)在燃?xì)鉁u輪機100內(nèi)部的定位而言是尤其有利的。圖5也示出連接到主要燃料管線402的進(jìn)口的燃料歧管506。歧管506被用于向主要燃料管線402供給燃料氣體和油氣?？傮w地，歧管506連接到外部燃料供給(未示出)。
[0037]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的雙燃料輸送系統(tǒng)400結(jié)合適應(yīng)于接收燃料饋送管線412的圓筒形燃燒器600的透視圖。
[0038]本發(fā)明也公開了一種適應(yīng)于與根據(jù)本發(fā)明的雙燃料輸送系統(tǒng)400—起使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機100。圖7示出燃?xì)鉁u輪機100的一部分的示意圖示，其中僅示出主要部件的壁的一部分。如圖7所示，燃?xì)鉁u輪機優(yōu)選地包括筒形燃燒室702、冷卻空氣殼體704和適應(yīng)于接收燃料饋送管線412的燃燒器600。在一個優(yōu)選實施例中，主要燃料管線430的進(jìn)口定位在筒形殼體702的外部并且主要燃料管線402的出口定位在冷卻空氣殼體704和燃燒器600之間，并且燃料環(huán)408定位在冷卻空氣殼體704和燃燒器(600)之間。饋送管線412的出口定位在燃燒器600內(nèi)部。
[0039]圖7也圖示了用于向包括雙燃料輸送系統(tǒng)400的燃?xì)鉁u輪機100的燃燒器600輸送雙燃料，燃料油112和燃料氣體114的方法。燃料油112和/或燃料氣體114被供給到主要燃料管線402，然后引導(dǎo)它們通過環(huán)408經(jīng)由饋送管線412到達(dá)燃燒器600。燃料隨后與壓縮空氣混合并燃燒。
[0040]應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，前述內(nèi)容僅與本申請的優(yōu)選實施例相關(guān)，并且在不背離由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的總體精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本文作出多種改變和改型。
[0041 ] 附圖標(biāo)記列表
[0042]100燃?xì)鉁u輪發(fā)動機
[0043]102壓縮機
[0044]104渦輪機
[0045]106燃燒室
[0046]HO 負(fù)載
[0047]112燃料油
[0048]114燃料氣體
[0049]116進(jìn)入空氣
[0050]118壓縮空氣[0051 ] 120燃燒氣體
[0052]122 軸
[0053]200燃料輸送系統(tǒng)
[0054]202燃料環(huán)管道
[0055]204燃料環(huán)管道
[0056]206燃料饋送
[0057]300雙燃料供給系統(tǒng)
[0058]302 燃料
[0059]304 燃料
[0060]306燃料管線[0061 ] 308燃料管線
[0062]310 噴嘴
[0063]312燃燒器
[0064]400雙燃料輸送系統(tǒng)
[0065]402主要燃料管線
[0066]404主要燃料氣體導(dǎo)管
[0067]406主要燃料油導(dǎo)管
[0068]408燃料環(huán)
[0069]410燃料氣體環(huán)
[0070]412燃料饋送管線
[0071]414燃料油環(huán)
[0072]416燃料油饋送管線
[0073]418燃料氣體饋送管線
[0074]420金屬軟管
[0075]422波紋管
[0076]424波紋管
[0077]428噴嘴
[0078]430主要燃料管線進(jìn)口
[0079]432滑動固定
[0080]506燃料歧管
[0081]600燃燒器
[0082]702筒形殼體
[0083]704冷卻空氣殼體
【主權(quán)項】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪機的雙燃料輸送系統(tǒng)(400)，包括: 具有主要燃料油導(dǎo)管(406)和主要燃料氣體導(dǎo)管(404)的主要燃料管線(402)，其中所述主要燃料氣體導(dǎo)管(404)至少部分地包圍所述主要燃料油導(dǎo)管(406);以及連接到所述主要燃料管線(402)的燃料環(huán)(408)，所述燃料環(huán)(408)具有連接到所述主要燃料氣體導(dǎo)管(404)的燃料氣體環(huán)(410)和連接到所述主要燃料油導(dǎo)管(406)的燃料油環(huán)(414)，其中所述燃料氣體環(huán)(410)至少部分地包圍所述燃料油環(huán)(414)。2.如權(quán)利要求1所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，還包括連接到所述燃料環(huán)(408)的至少一個燃料饋送管線(412)，所述燃料饋送管線(412)具有連接到所述燃料氣體環(huán)(410)的燃料氣體饋送管線(418)和連接到所述燃料油環(huán)(414)的燃料油饋送管線(416)，其中所述燃料氣體饋送管線(418)至少部分地包圍所述燃料油饋送管線(416)。3.如權(quán)利要求2所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述燃料油饋送管線(416)和所述燃料油環(huán)(414)之間的連接包括延伸器件(420)。4.如權(quán)利要求3所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述燃料氣體饋送管線(418)包括延伸器件(422)。5.如權(quán)利要求2到4中任一項權(quán)利要求所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，還包括連接到所述燃料饋送管線(412)的雙燃料噴嘴(428)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述主要燃料氣體導(dǎo)管(404)包括延伸器件(424)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，還包括所述燃料氣體環(huán)(410)和所述燃料油環(huán)(414)之間的滑動固定(432)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，其中，燃料環(huán)平面和所述主要燃料管線(402)之間的連接角不同于O度。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述主要燃料管線(402)和所述燃料環(huán)(408)經(jīng)由L形連接來連接。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)，還包括連接到所述主要燃料管線(402)的進(jìn)口，并且適應(yīng)于向所述主要燃料氣體導(dǎo)管(404)供給燃料氣體和向所述主要燃料油導(dǎo)管(406)供給燃料油的燃料歧管(506)。11.一種燃?xì)鉁u輪機(100)，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的雙燃料輸送系統(tǒng)(400) ο12.如權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪機，還包括筒形燃燒室(702)、冷卻空氣殼體(704)和燃燒器(600)，其中所述主要燃料管線(430)的進(jìn)口定位在筒形殼體(702)的外側(cè)并且所述主要燃料管線(402)的出口定位在所述冷卻空氣殼體(704)和所述燃燒器(600)之間，并且其中所述燃料環(huán)(408)定位在所述冷卻空氣殼體(704)和所述燃燒器(600)之間。13.—種用于向如權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪機(100)的燃燒器(600)輸送雙燃料(112、114)的方法，所述方法包括以下步驟: 向所述主要燃料管線(402)供給燃料油(112)和/或燃料氣體(114); 將燃料油(112)和/或燃料氣體(114)引導(dǎo)至所述燃燒器(600)。
【文檔編號】F02C7/22GK106014648SQ201610304820
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】F·海南, I·邁茲特圭
【申請人】安薩爾多能源瑞士股份公司