Способ и система для безопасного запуска газовой турбины - RU2020100051A
Код документа: RU2020100051A
Формула
1. Способ для безопасного запуска газовой турбины, включающий в себя следующие этапы:
выполнение проверки на утечку топливного дозирующего клапана (33), расположенного вдоль линии (21) подачи топлива и гидравлически связанного с секцией (7) камеры сгорания газотурбинного двигателя (3),
когда проверка на утечку успешно пройдена, инициирование процедуры запуска газотурбинного двигателя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап выполнения проверки на утечку топливного дозирующего клапана (33) дополнительно включает в себя следующие этапы:
установление первого проверочного давления в закрытом объеме выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33), в то время как топливный дозирующий клапан (33) закрыт; при этом указанное первое проверочное давление является предпочтительно ниже, чем полное давление в системе подачи топлива;
определение падения давления выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33);
генерирование сигнала предупреждения об утечке, если перепад давления превышает пороговое значение;
выполнение дополнительного этапа процедуры запуска, если перепад давления является ниже порогового значения.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что этап установления первого проверочного давления включает в себя этапы:
установления полного давления в системе подачи топлива в по меньшей мере части закрытого объема выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33); при этом полное давление в системе подачи топлива является выше, чем первое проверочное давление;
снижение давления от полного давления в системе подачи топлива до указанного первого проверочного давления.
4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что указанный закрытый объем выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33) содержит часть линии (21) подачи топлива, расположенной между внешним запорным клапаном (25) и топливным дозирующим клапаном (33).
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что между топливным дозирующим клапаном (33) и внешним запорным клапаном (25) расположен по меньшей мере первый внутренний запорный клапан (29).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что между топливным дозирующим клапаном (33) и первым внутренним запорным клапаном (29) расположен по меньшей мере второй внутренний запорный клапан (31).
7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный закрытый объем выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33) содержит часть линии (21) подачи топлива, расположенной между внешним запорным клапаном (25) и топливным дозирующим клапаном (33), а между топливным дозирующим клапаном (33) и внешним запорным клапаном (25) расположен по меньшей мере первый внутренний запорный клапан (29), и включающий в себя следующие этапы:
создание давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и первым внутренним запорным клапаном (29) при полном давлении в системе подачи топлива;
закрывание внешнего запорного клапана (25) и снижение давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и первым внутренним запорным клапаном (29).
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя этап открывания первого внутреннего запорного клапана (29) для поддержания давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и топливным дозирующим клапаном (33) при указанном первом проверочном давлении.
9. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанный закрытый объем выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33) содержит часть линии (21) подачи топлива, расположенной между внешним запорным клапаном (25) и топливным дозирующим клапаном (33); между топливным дозирующим клапаном (33) и внешним запорным клапаном (25) расположен по меньшей мере первый внутренний запорный клапан (29); а между топливным дозирующим клапаном (33) и первым внутренним запорным клапаном (29) расположен по меньшей мере второй внутренний запорный клапан (31), и включающий в себя следующие этапы:
создание давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и первым внутренним запорным клапаном (29) при полном давлении в системе подачи топлива;
закрывание внешнего запорного клапана (25) и уменьшение давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и первым внутренним запорным клапаном (29);
открывание первого внутреннего запорного клапана (29) и второго внутреннего запорного клапана (31) для выравнивания давления в объеме между внешним запорным клапаном (25) и топливным дозирующим клапаном (33) при указанном первом проверочном давлении.
10. Способ по одному из предшествующих пунктов, дополнительно включающий в себя этап проверки полного хода топливного дозирующего клапана (33).
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап проверки полного хода выполняется перед проверкой на утечку топливного дозирующего клапана (33).
12. Способ по одному из предшествующих пунктов, дополнительно включающий в себя этап проверки на утечку по меньшей мере первого внутреннего запорного клапана (29), расположенного вдоль линии (21) подачи топлива.
13. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя этапы:
создание давления в объеме выше по потоку от первого внутреннего запорного клапана (29);
определение давления в объеме между первым внутренним запорным клапаном (29) и вторым внутренним запорным клапаном (31), при поддержании второго внутреннего запорного клапана (31) закрытым;
определение, дает ли утечку первый внутренний запорный клапан (29), на основании повышения давления между первым внутренним запорным клапаном (29) и вторым внутренним запорным клапаном (31);
генерирование сигнала предупреждения об утечке, если первый внутренний запорный клапан (29) дает утечку.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий в себя этапы:
закрывания первого внутреннего запорного клапана (29);
определения изменения давления между первым внутренним запорным клапаном (29) и вторым запорным клапаном (31), в то время как первый внутренний запорный клапан (29) и второй внутренний запорный клапан (31) закрыты;
определение, дает ли утечку второй внутренний запорный клапан (31), на основании снижения давления между первым внутренним запорным клапаном (29) и вторым внутренним запорным клапаном (31);
генерирование сигнала предупреждения об утечке, если второй внутренний запорный клапан (31) дает утечку.
15. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап инициирования запуска газотурбинного двигателя включает в себя этапы:
подачу дозированного количества топлива через топливный дозирующий клапан (33) в секцию (7) камеры сгорания газотурбинного двигателя;
зажигание топливовоздушной смеси в секции (7) камеры сгорания газотурбинного двигателя (3).
16. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на этапе инициирования запуска газотурбинного двигателя отслеживают функциональность топливного дозирующего клапана (33), и, если определяется отказ функциональности, запуск двигателя прерывают.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что на этапе инициирования запуска газотурбинного двигателя получают сигнал обратной связи положения топливного дозирующего клапана; и при этом, если указанный сигнал обратной связи превышает порог сигнала обратной связи, запуск прерывают.
18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что на этапе инициирования запуска газотурбинного двигателя определяют несоответствие между управляющим сигналом и сигналом обратной связи топливного дозирующего клапана, и, если упомянутое несоответствие превышает пороговое значение несоответствия, запуск прерывают.
19. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на этапе инициирования запуска газотурбинного двигателя отслеживают давление в линии (21) подачи топлива выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33) и при этом, если указанное давление превышает максимальный порог давления (Pmaxth), запуск прерывают.
20. Способ по п. 5, дополнительно включающий в себя проверку на утечку для первого внутреннего запорного клапана (29).
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что проверка на утечку для первого внутреннего запорного клапана (29) включает в себя этапы:
сброса давления в объеме выше по потоку и сзади по ходу от первого внутреннего запорного клапана (29) и топливного дозирующего клапана (33);
закрывания первого внутреннего запорного клапана (29) и объема сзади по ходу от него;
создание давления при проверочном давлении в объеме выше по потоку от первого запорного клапана (29);
обнаружения повышения давления в объеме сзади по ходу от первого запорного клапана (29);
при этом проверка на утечку для первого внутреннего запорного клапана (29) является успешно пройденной, если повышение давления является ниже проверочного порога.
22. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя проверку на утечку для второго внутреннего запорного клапана (29).
23. Способ по п. 21 или 22, отличающийся тем, что проверка на утечку для второго внутреннего запорного клапана (29) включает в себя следующие этапы, которые выполняются, если проверка на утечку для первого запорного клапана (29) является успешно пройденной:
открывание первого внутреннего запорного клапана (29) и выравнивание давления выше по потоку и сзади по ходу от первого внутреннего запорного клапана (29), в то время как второй запорный клапан (31) поддерживают закрытым;
определение давления выше по потоку от второго запорного клапана (31);
при этом проверка на утечку для второго внутреннего запорного клапана (31) является успешно пройденной, если снижение давления является ниже проверочного порога.
24. Газотурбинный двигатель (3), содержащий:
секцию (5) сжатия воздуха;
секцию (7) камеры сгорания; секцию (9) турбины;
систему (20) подачи топлива, содержащую линию (21) подачи топлива и клапанное устройство (23), расположенное вдоль указанной линии (21) подачи топлива с возможностью подачи топлива в секцию (7) камеры сгорания;
причем клапанное устройство (23) дополнительно содержит: последовательно расположенные запорные клапаны (25, 29, 31); топливный дозирующий клапан (33), расположенный сзади по ходу от запорных клапанов (25, 29, 31) и выполненный с возможностью подачи топлива в секцию (7) камеры сгорания; устройство (43, 45, 47) для измерения давления, выполненное с возможностью измерения давления топлива в по меньшей мере одной части линии (21) подачи топлива выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33).
25. Газотурбинный двигатель (3) по п. 24, отличающийся тем, что клапанное устройство (23) и устройство (43, 45, 47) для измерения давления выполнены с возможностью установления проверочного давления внутри секции линии (21) подачи топлива выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33), причем указанное проверочное давление является ниже полного давления в системе подачи топлива, и определяют падение давления в указанной секции, когда топливный дозирующий клапан (33) закрыт.
26. Газотурбинный двигатель (3) по п. 24 или 25, отличающийся тем, что клапанное устройство (23) содержит первый запорный клапан (25) и второй запорный клапан (29), расположенные последовательно выше по потоку от топливного дозирующего клапана (33).
27. Газотурбинный двигатель (3) по п. 26, отличающийся тем, что клапанное устройство (23) дополнительно содержит третий запорный клапан (31) между вторым запорным клапаном (29) и топливным дозирующим клапаном (33).
28. Газотурбинный двигатель (3) по п. 26 или 27, отличающийся тем, что устройство для измерения давления содержит одно или большее количество из следующего: датчик (43) давления между первым запорным клапаном (25) и вторым запорным клапаном (27); датчик (45) давления между вторым запорным клапаном (29) и третьим запорным клапаном (31); датчик (47) давления между третьим запорным клапаном (31) и топливным дозирующим клапаном (33).
29. Газотурбинный двигатель (3) по пп. 26, 27 или 28, дополнительно содержащий выпускное устройство (35, 37, 39), выполненное с возможностью выборочного выпуска секций линии (21) подачи топлива между последовательно расположенными клапанами (25, 29, 31, 33) клапанного устройства (23).
