[發明專利]化學計量的排氣再循環燃氣渦輪系統中氧化劑壓縮的系統和方法

在審

• 申請號: 201380057100.1
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104937239A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: R·A·亨廷頓;F·F·米特瑞克;L·K·斯塔爾切爾;S·K·達安卡;D·M·奧戴;S·D·德雷珀;C·M·漢森;T·登曼;J·A·韋斯特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司;埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: F02C3/107
• 分類號: F02C3/107;F02C3/34;F02C7/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

1.系統，其包括：

燃氣渦輪系統，其包括：

渦輪燃燒室；

渦輪，其由來自所述渦輪燃燒室的燃燒產物驅動；和

排氣壓縮機，其由所述渦輪驅動，其中所述排氣壓縮機配置為壓縮和供應排氣至所述渦輪燃燒室；和

排氣再循環(EGR)系統，其中所述EGR系統配置為沿著排氣再循環路徑將排氣從所述渦輪再循環至所述排氣壓縮機；

主要氧化劑壓縮系統，其配置為供應壓縮的氧化劑至所述燃氣渦輪系統，并且所述主要氧化劑壓縮系統包括：

第一氧化劑壓縮機；和

第一變速箱，其配置為使得所述第一氧化劑壓縮機在不同于所述燃氣渦輪系統的第一操作速度的第一速度下操作。

2.權利要求1所述的系統，其中所述第一變速箱包括并行軸變速箱，所述并行軸變速箱具有大致彼此并行的輸入和輸出軸，所述輸入軸與所述燃氣渦輪系統的軸線成一直線，并且所述輸出軸驅動地連接至所述第一氧化劑壓縮機。

3.權利要求1所述的系統，其中所述第一變速箱包括行星式變速箱，所述行星式變速箱具有彼此和與所述燃氣渦輪系統的軸線成一直線的輸入和輸出軸，并且所述輸出軸驅動地連接至所述第一氧化劑壓縮機。

4.權利要求1所述的系統，其中所述主要氧化劑壓縮系統至少部分地由所述燃氣渦輪系統驅動，并且所述主要氧化劑壓縮系統包括多個壓縮階段，所述多個壓縮階段包括所述第一氧化劑壓縮機和第二氧化劑壓縮機。

5.權利要求4所述的系統，其中所述第一氧化劑壓縮機由所述燃氣渦輪系統通過所述第一變速箱驅動。

6.權利要求5所述的系統，包括：

連接至所述燃氣渦輪系統的軸的發電機，其中所述第一氧化劑壓縮機通過所述第一變速箱連接至所述發電機；

連接至所述第二氧化劑壓縮機的驅動，其中所述驅動包括蒸汽渦輪或電動機；和

連接所述第二氧化劑壓縮機和所述驅動的第二變速箱，其中所述第二變速箱配置為使得所述第二氧化劑壓縮機在不同于所述驅動的第二操作速度的第二速度下操作。

7.權利要求4所述的系統，其中所述第二氧化劑壓縮機直接由所述燃氣渦輪系統驅動。

8.權利要求7所述的系統，其中所述第二氧化劑壓縮機沿著所述燃氣渦輪系統的軸線布置并且連接至發電機的輸入軸，并且所述第一氧化劑壓縮機通過所述第一變速箱連接至所述發電機的輸出軸。

9.權利要求7所述的系統，其包括沿著所述燃氣渦輪系統的軸線布置的發電機，其中所述第二氧化劑壓縮機連接至所述發電機并連接至所述第一變速箱的輸入軸，并且所述第一氧化劑壓縮機通過所述第一變速箱連接至所述第二氧化劑壓縮機。

10.權利要求7所述的系統，其包括沿著所述第一和第二氧化劑壓縮機之間的氧化劑流動路徑布置的級間冷卻系統。

11.權利要求10所述的系統，其中所述級間冷卻系統包括配置為沿著所述氧化劑流動路徑輸出噴霧的噴霧系統。

12.權利要求10所述的系統，其中所述級間冷卻系統包括沿著所述氧化劑流動路徑布置的熱交換器，并且所述熱交換器包括配置為沿著所述氧化劑流動路徑循環冷卻劑以吸收熱的冷卻劑路徑。

13.權利要求10所述的系統，其中所述級間冷卻系統包括蒸汽發生器、給水加熱器或其組合，所述級間冷卻系統配置為沿著所述氧化劑流動路徑通過將熱轉移至給水供應冷卻壓縮的氧化劑，其中所述蒸汽發生器配置為生成用于蒸汽渦輪發生器的蒸汽，所述蒸汽渦輪發生器具有連接至發電機的蒸汽渦輪，和所述給水加熱器配置為預熱所述給水供應，用于最后供應至熱回收蒸汽發生器(HRSG)。

14.權利要求7所述的系統，其包括連接至所述第一氧化劑壓縮機的驅動，其中所述驅動包括蒸汽渦輪或連接至所述第一變速箱的輸入軸的電動機。

15.權利要求7所述的系統，其中所述第一或第二氧化劑壓縮機的至少一個包括多個壓縮階段。

16.權利要求7所述的系統，其中所述第一或第二氧化劑壓縮機的至少一個包括一個或多個軸流式壓縮機、一個或多個離心式壓縮機或其組合。