[發明專利]混合式動力發生系統及其方法

無效

• 申請號: 201110205771.0
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102345511A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: S.W.弗羅因德;T.J.弗賴;P.S.于克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

1.?一種混合式動力發生系統(10)，包括：

燃氣輪機發動機系統(12)，其包括：

第一壓縮機(18)，其構造成以便壓縮入口空氣流(30)，以產生處于第一壓力的第一出口空氣流(32)；

中間冷卻器(34)，其聯接到所述第一壓縮機(18)上，并且構造成以便冷卻離開所述第一壓縮機(18)的所述第一出口空氣流(32)，以產生第二出口空氣流(36)；以及

第二壓縮機(20)，其聯接到所述中間冷卻器(34)上，并且構造成以便壓縮離開所述中間冷卻器(34)的所述第二出口空氣流(36)，以產生處于第二壓力的第三出口空氣流(38)；以及

聯接到所述燃氣輪機發動機系統(12)上的超臨界朗肯循環系統(14)，其中，所述超臨界朗肯循環系統(14)聯接到所述中間冷卻器(34)上，以便以與所述第一出口空氣流(32)成熱交換關系的方式使工作流體循環，以將處于超臨界壓力的所述工作流體從第一溫度加熱到超過所述工作流體的臨界溫度的第二溫度，以及冷卻離開所述第一壓縮機(18)的所述第一出口空氣流(32)。

2.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述超臨界朗肯循環系統(14)包括超臨界有機朗肯循環系統。

3.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述工作流體在所述超臨界壓力處被從所述第一溫度加熱到超過所述工作流體的所述臨界溫度的所述第二溫度，而所述工作流體沒有相變。

4.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述超臨界朗肯循環系統(14)聯接到所述中間冷卻器(34)上，以便以與所述第一出口空氣流(32)成熱交換關系的方式使所述工作流體沿逆流方向循環。

5.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述超臨界朗肯循環系統(14)包括膨脹器(46)，所述膨脹器(46)構造成以便使從所述中間冷卻器(34)接收到的經加熱的工作流體膨脹到更低的壓力。

6.?根據權利要求5所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述超臨界朗肯循環系統(14)進一步包括冷凝器(50)，所述冷凝器(50)聯接到所述膨脹器(46)上，并且構造成以便使從所述膨脹器(46)供應的所述工作流體冷凝。

7.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述燃氣輪機發動機系統(12)進一步包括燃燒器(26)，所述燃燒器(26)聯接到所述第二壓縮機(20)上，并且構造成以便燃燒燃料(40)和離開所述第二壓縮機(20)的所述第三出口空氣流(38)的混合物。

8.?根據權利要求1所述的混合式動力發生系統(10)，其特征在于，所述燃氣輪機發動機系統(12)進一步包括渦輪(22)，所述渦輪(22)聯接到所述燃燒器(26)上，并且構造成以便使從所述燃燒器(26)離開的燃燒排氣(42)膨脹，以產生動力。

9.?一種混合式動力發生系統(10)，包括：

燃氣輪機發動機系統(12)，其包括：

第一壓縮機(18)，其構造成以便壓縮入口空氣流(30)，以產生處于第一壓力的第一出口空氣流(32)；

中間冷卻器(34)，其聯接到所述第一壓縮機(18)上，并且構造成以便冷卻離開所述第一壓縮機(18)的所述第一出口空氣流(32)，以產生第二出口空氣流(36)；以及

第二壓縮機(20)，其聯接到所述中間冷卻器(34)上，并且構造成以便壓縮離開所述中間冷卻器(34)的所述第二出口空氣流(36)，以產生處于第二壓力的第三出口空氣流(38)；以及

超臨界朗肯循環系統(14)，其通過中間流體回路(54)聯接到所述燃氣輪機發動機系統(12)上，所述中間流體回路(54)構造成以便使傳熱流體循環，其中，所述傳熱流體以與所述第一出口空氣流(32)成熱交換關系的方式循環，并且所述工作流體以與所述傳熱流體成熱交換關系的方式循環，以將處于超臨界壓力的所述工作流體從第一溫度加熱到超過所述工作流體的臨界溫度的第二溫度，以及冷卻離開所述第一壓縮機(18)的所述第一出口空氣流(32)。

10.?一種運行混合式動力發生系統(10)的方法，包括：

通過第一壓縮機(18)來壓縮入口空氣流(30)，以產生處于第一壓力的第一出口空氣流(32)；

通過中間冷卻器(34)來冷卻離開所述第一壓縮機(18)的所述第一出口空氣流(32)，以產生第二出口空氣流(36)；以及

通過第二壓縮機(20)來壓縮離開所述中間冷卻器(34)的所述第二出口空氣流(36)，以產生處于第二壓力的第三出口空氣流(38)；

其中，冷卻所述第一出口空氣流(32)包括以與所述第一出口空氣流(32)成熱交換關系的方式使超臨界朗肯循環系統(14)的工作流體循環，以將處于超臨界壓力的所述工作流體從第一溫度加熱到超過所述工作流體的臨界溫度的第二溫度。