[發明專利]具有扭矩轉換器系統的燃氣渦輪壓縮機入口加壓系統有效

申請號：	201310210268.3	申請日：	2013-05-31
公開（公告）號：	CN103452667A	公開（公告）日：	2013-12-18
發明（設計）人：	S.埃卡納亞克;A.I.西皮奧	申請（專利權）人：	通用電氣公司
主分類號：	F02C3/04	分類號：	F02C3/04;F02C9/18
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	李強;楊楷
地址：	美國***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	具有扭矩轉換器系統燃氣渦輪壓縮機入口加壓
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【說明書】：

相關申請的交叉引用

本申請涉及以Sanji?Ekanayake?和Alston?I.?Scipio的名義共同提交的、名稱為“SUPERCHARGED?SYSTEM?WITH?AIR?FLOW?BYPASS(具有空氣流旁路的增壓系統)”的同時提交的申請No.?13/485,160，以及以John?Anthony?Conchieri、Robert?Thomas?Thatcher和Andrew?Mitchell?Rodwell的名義共同提交的、名稱為“GAS?TURBINE?COMPRESSOR?INLET?PRESSURIZATION?AND?FLOW?CONTROL?SYSTEM(燃氣渦輪壓縮機入口加壓和流控制系統)”的申請No.?13/485,216，它們均已轉讓給本發明的受讓人通用電氣公司。

技術領域

本文公開的主題大體涉及燃氣渦輪系統，并且更具體而言，涉及具有壓縮機入口加壓和流控制系統的燃氣渦輪系統。

背景技術

公用功率發生器使用聯合循環系統，因為它們有內在地高的效率和安裝成本優點。聯合循環系統典型地包括燃氣渦輪、熱回收蒸汽發生器、發電機、控制器和蒸汽渦輪。聯合循環系統使用來自燃氣渦輪的熱排氣來產生蒸汽，蒸汽驅動蒸汽渦輪。與單獨所可能實現的相比，燃氣渦輪和蒸汽渦輪的組合實現更高的效率。聯合循環系統的輸出受到海拔和環境溫度變化的影響。

有各種方法可用于改進聯合循環功率裝置的性能。可在裝置輸出或效率方面進行改進，超過通過較高的蒸汽溫度、多個蒸汽-壓力水平或再熱循環可實現的那些。例如，在新的聯合循環功率裝置上安裝氣體燃料加熱以改進裝置效率已經成為普遍現象。另外，燃氣渦輪入口空氣冷卻有時被認為是為了提高燃氣渦輪和聯合循環輸出。另一種方法是增壓(壓縮機入口加壓)。燃氣渦輪的增壓需要添加額外的風機來提升進入壓縮機的入口的空氣的壓力。典型地，在增壓的情況下，額外的壓縮級不是由主燃氣渦輪軸驅動，而是由電動馬達驅動。在一些情況下，風機馬達的寄生功率高于燃氣渦輪的額外輸出，所以最終結果是容量損失。

發明內容

根據一個示例性的非限制性實施例，本發明涉及用于燃氣渦輪系統的增壓系統，燃氣渦輪系統具有壓縮機、燃燒器、渦輪和軸。增壓系統包括提供空氣流的風機組件和聯接到軸和風機組件上的扭矩轉換器。增壓系統還包括用于將空氣流輸出的第一部分傳送到壓縮機的子系統，以及可選地傳送空氣流輸出的第二部分用于其它用途的旁路子系統。

在另一個實施例中，一種燃氣渦輪系統包括壓縮機、燃燒器、渦輪，以及聯接到渦輪上的軸。燃氣渦輪系統包括扭矩轉換器和聯接到扭矩轉換器上的風機，風機產生空氣流。旁路子系統在壓縮機和其它用途之間分配空氣流。

在另一個實施例中，一種運行燃氣渦輪的方法包括用扭矩轉換器將風機組件聯接到渦輪系統軸上。方法還包括：確定待提供給燃氣渦輪中的壓縮機的第一流率；確定待提供給其它用途的第二流率；以及對壓縮機提供第一流率，而對其它用途提供第二流率。

一種用于燃氣渦輪系統的增壓系統，所述燃氣渦輪系統具有壓縮機、燃燒器、渦輪和軸，所述增壓系統包括：

提供空氣流的風機組件；

聯接到所述軸和所述風機組件上的扭矩轉換器；

用于將空氣流輸出的第一部分傳送到所述壓縮機的子系統；以及

用于可選地傳送所述空氣流輸出的第二部分用于其它用途的旁路子系統。

在另一個實施例中，進一步包括控制所述旁路子系統的控制系統。

在另一個實施例中，進一步包括控制所述扭矩轉換器、從而控制空氣流流率的控制子系統。

在另一個實施例中，所述旁路子系統包括可變幾何構造式分流器。

在另一個實施例中，控制所述扭矩轉換器的所述控制子系統包括控制所述扭矩轉換器中的工作流體泵和可調導葉的控制子系統。

在另一個實施例中，所述燃氣渦輪系統進一步包括熱回收蒸汽發生器，以及其中，所述旁路子系統將所述空氣流輸出的所述第二部分傳送到所述熱回收蒸汽發生器。