具有扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)入口加壓系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及具有扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)入口加壓系統(tǒng)。一種用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪和軸。增壓系統(tǒng)包括提供空氣流的風(fēng)機(jī)組件和聯(lián)接到軸和風(fēng)機(jī)組件上的扭矩轉(zhuǎn)換器。增壓系統(tǒng)還包括用于將空氣流輸出的第一部分傳送到壓縮機(jī)的子系統(tǒng)，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(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)入口加壓系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)涉及以Sanji Ekanayake和Alston 1.Scipio的名義共同提交的、名稱(chēng)為“SUPERCHARGED SYSTEM WITH AIR FLOW BYPASS (具有空氣流旁路的增壓系統(tǒng))”的同時(shí)提交的申請(qǐng) N0.13/485，160,以及以 John Anthony Conchieri>Robert Thomas Thatcher 和Andrew Mitchell Rodwell 的名義共同提交的、名稱(chēng)為 “GAS TURBINE COMPRESSOR INLETPRESSURIZATION AND FLOW CONTROL SYSTEM (燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)入口加壓和流控制系統(tǒng))”的申請(qǐng)N0.13/485，216，它們均已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人通用電氣公司。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本文公開(kāi)的主題大體涉及燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及具有壓縮機(jī)入口加壓和流控制系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]公用功率發(fā)生器使用聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冇袃?nèi)在地高的效率和安裝成本優(yōu)點(diǎn)。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)典型地包括燃?xì)鉁u輪、熱回收蒸汽發(fā)生器、發(fā)電機(jī)、控制器和蒸汽渦輪。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)使用來(lái)自燃?xì)鉁u輪的熱排氣來(lái)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪。與單獨(dú)所可能實(shí)現(xiàn)的相比，燃?xì)鉁u輪和蒸汽渦輪的組合實(shí)現(xiàn)更高的效率。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的輸出受到海拔和環(huán)境溫度變化的影響。
[0004]有各種方法可用于改進(jìn)聯(lián)合循環(huán)功率裝置的性能?？稍谘b置輸出或效率方面進(jìn)行改進(jìn)，超過(guò)通過(guò)較高的蒸汽溫度、多個(gè)蒸汽-壓力水平或再熱循環(huán)可實(shí)現(xiàn)的那些。例如，在新的聯(lián)合循環(huán)功率裝置上安裝氣體燃料加熱以改進(jìn)裝置效率已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。另外，燃?xì)鉁u輪入口空氣冷卻有時(shí)被認(rèn)為是為了提高燃?xì)鉁u輪和聯(lián)合循環(huán)輸出。另一種方法是增壓(壓縮機(jī)入口加壓)。燃?xì)鉁u輪的增壓需要添加額外的風(fēng)機(jī)來(lái)提升進(jìn)入壓縮機(jī)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(jí)不是由主燃?xì)鉁u輪軸驅(qū)動(dòng)，而是由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在一些情況下，風(fēng)機(jī)馬達(dá)的寄生功率高于燃?xì)鉁u輪的額外輸出，所以最終結(jié)果是容量損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一個(gè)示例性的非限制性實(shí)施例，本發(fā)明涉及用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)具有壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪和軸。增壓系統(tǒng)包括提供空氣流的風(fēng)機(jī)組件和聯(lián)接到軸和風(fēng)機(jī)組件上的扭矩轉(zhuǎn)換器。增壓系統(tǒng)還包括用于將空氣流輸出的第一部分傳送到壓縮機(jī)的子系統(tǒng)，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(tǒng)。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪，以及聯(lián)接到渦輪上的軸。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括扭矩轉(zhuǎn)換器和聯(lián)接到扭矩轉(zhuǎn)換器上的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生空氣流。旁路子系統(tǒng)在壓縮機(jī)和其它用途之間分配空氣流。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種運(yùn)行燃?xì)鉁u輪的方法包括用扭矩轉(zhuǎn)換器將風(fēng)機(jī)組件聯(lián)接到渦輪系統(tǒng)軸上。方法還包括:確定待提供給燃?xì)鉁u輪中的壓縮機(jī)的第一流率；確定待提供給其它用途的第二流率；以及對(duì)壓縮機(jī)提供第一流率，而對(duì)其它用途提供第二流率。
[0008]一種用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)具有壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪和軸，所述增壓系統(tǒng)包括:
提供空氣流的風(fēng)機(jī)組件；
聯(lián)接到所述軸和所述風(fēng)機(jī)組件上的扭矩轉(zhuǎn)換器；
用于將空氣流輸出的第一部分傳送到所述壓縮機(jī)的子系統(tǒng)；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(tǒng)。
[0009]在另Iv實(shí)施例中，進(jìn)一步包括控制所述芳路子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器、從而控制空氣流流率的控制子系統(tǒng)。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述旁路子系統(tǒng)包括可變幾何構(gòu)造式分流器。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器的所述控制子系統(tǒng)包括控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器中的工作流體泵和可調(diào)導(dǎo)葉的控制子系統(tǒng)。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱回收蒸汽發(fā)生器，以及其中，所述旁路子系統(tǒng)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(fā)生器。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述增壓器控制器控制所述空氣流輸出的所述第二部分。
[0015]一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，包括:
壓縮機(jī)；
燃燒器；
渦輪；
聯(lián)接到所述渦輪上的軸；
扭矩轉(zhuǎn)換器；
聯(lián)接到所述扭矩轉(zhuǎn)換器上的、產(chǎn)生空氣流的風(fēng)機(jī)；以及 在所述壓縮機(jī)和其它用途之間分配所述空氣流的旁路子系統(tǒng)。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述扭矩轉(zhuǎn)換器包括工作流體泵和可調(diào)導(dǎo)葉。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述渦輪上的熱回收蒸汽發(fā)生器，以及設(shè)置在所述風(fēng)機(jī)和所述熱回收蒸汽發(fā)生器之間的可變幾何構(gòu)造式分流器。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述旁路子系統(tǒng)包括可變幾何構(gòu)造式分流器。
[0019]在另Iv實(shí)施例中，進(jìn)一步包括控制所述芳路子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述可變幾何構(gòu)造式分流器包括管道和閘門(mén)。
[0021 ] 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)機(jī)包括可變槳距式葉片。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括控制所述工作流體泵和所述可調(diào)導(dǎo)葉的控制子系統(tǒng)。
[0023]一種運(yùn)行燃?xì)鉁u輪的方法，包括:
用扭矩轉(zhuǎn)換器將風(fēng)機(jī)組件聯(lián)接到渦輪系統(tǒng)軸上；
確定待提供給所述燃?xì)鉁u輪中的壓縮機(jī)的第一流率；
確定待提供給其它用途的第二流率；以及
對(duì)所述壓縮機(jī)提供所述第一流率，而對(duì)所述其它用途提供所述第二流率。[0024]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述燃?xì)鉁u輪是具有熱回收蒸汽發(fā)生器的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的一部分，并且所述方法進(jìn)一步包括以所述第二流率吹掃所述熱回收蒸汽發(fā)生器。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括:
檢測(cè)脫開(kāi)事件；以及
從所述扭矩轉(zhuǎn)換器排出工作流體。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述壓縮機(jī)提供所述第一流率以及對(duì)所述其它用途提供所述第二流率的方法要素包括控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器中的工作流體泵和可調(diào)導(dǎo)葉。
[0027]在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括:
確定期望何時(shí)重新聯(lián)接；以及 對(duì)所述扭矩轉(zhuǎn)換器提供工作流體。
[0028]結(jié)合附圖，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的以下更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的，附圖以示例的方式示出本發(fā)明的原理。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是增壓系統(tǒng)的示意圖。
[0030]圖2是扭矩轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例的簡(jiǎn)明側(cè)視圖。
[0031]圖3是運(yùn)行增壓系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
[0032]圖4是使風(fēng)機(jī)與燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)脫開(kāi)的示例性方法的流程圖。
[0033]部件列表 11增壓系統(tǒng)
13燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)
15HRSG系統(tǒng) 17增壓器及旁路系統(tǒng) 19控制系統(tǒng) 21壓縮機(jī) 23燃燒器 25渦輪 27軸
29發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械負(fù)載 31燃料或輔助蒸汽 33給水供應(yīng) 35閥
37外部蒸汽主機(jī) 39風(fēng)機(jī)組件 41風(fēng)機(jī)
43空氣冷卻子系統(tǒng) 45可變幾何構(gòu)造式分流器 46扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng) 47空氣冷卻管道 49分流器管道
51HRSG管道
53渦輪控制子系統(tǒng)
55HRSG控制子系統(tǒng)
57增壓器及旁路控制子系統(tǒng)
58扭矩轉(zhuǎn)換器控制子系統(tǒng)
59芳路子系統(tǒng)
60扭矩轉(zhuǎn)換器
61殼體
63泵葉輪
65渦輪葉輪
67可調(diào)導(dǎo)葉
68流體腔體
69導(dǎo)葉促動(dòng)器
70工作流體泵
71工作流體供應(yīng)
72工作流體返回線(xiàn)路
75輸入軸
77輸出軸
81運(yùn)行增壓系統(tǒng)的方法
83確定待提供給壓縮機(jī)21的第一流率
85確定待提供給其它用途(方法要素85)的第二流率
87然后確定由增壓器及旁路系統(tǒng)17提供的總流率
89確定待提供給扭矩轉(zhuǎn)換器60的工作流體的合適的量
91確定可調(diào)導(dǎo)葉67的合適的位置
93然后可促動(dòng)工作流體泵70，以提供合適的量的工作流體
95然后可接合導(dǎo)葉促動(dòng)器69，以將可調(diào)導(dǎo)葉67定位到合適的位置
97然后可促動(dòng)旁路子系統(tǒng)，以對(duì)壓縮機(jī)21提供第一流率，以及對(duì)其它用途提供第二
流率
99脫開(kāi)風(fēng)機(jī)的方法
101檢測(cè)脫開(kāi)事件
103接合工作流體泵
105從扭矩轉(zhuǎn)換器中排出工作流體
107確定期望何時(shí)重新聯(lián)接
109對(duì)扭矩轉(zhuǎn)換器提供工作流體。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1示出增壓系統(tǒng)11，其包括燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13。增壓系統(tǒng)11還可包括熱回收蒸
汽發(fā)生器(HRSG系統(tǒng)15)、增壓器及旁路系統(tǒng)17，以及控制系統(tǒng)19。[0035]燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13包括聯(lián)接到燃燒器23和渦輪25上的壓縮機(jī)21。軸27將壓縮機(jī)21聯(lián)接到渦輪25上，并且可用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械負(fù)載29。燃料和空氣在燃燒器23中混合，并且然后被點(diǎn)燃，從而對(duì)來(lái)自壓縮機(jī)21的氣體流提供能量。燃燒排氣被迫進(jìn)入到渦輪區(qū)段中，在那里，高速且大量的氣體流通過(guò)噴嘴(未顯示)被引導(dǎo)到渦輪25的葉片(未顯示)上面，從而旋轉(zhuǎn)渦輪25，渦輪25又旋轉(zhuǎn)軸27。軸27對(duì)壓縮機(jī)21提供功率，并且可用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械負(fù)載29。
[0036]HRSG系統(tǒng)15是從燃燒排氣中回收熱的熱交換器。在一些情況下，HRSG系統(tǒng)15可設(shè)有燃料或輔助蒸汽31。燃料可用來(lái)點(diǎn)燃輔助燃燒室，以提高產(chǎn)生速率。用來(lái)產(chǎn)生蒸汽的水由給水供應(yīng)33提供。水的供應(yīng)可由閥35控制。
[0037]HRSG系統(tǒng)15可用來(lái)產(chǎn)生蒸汽，以驅(qū)動(dòng)外部蒸汽主機(jī)37，諸如蒸汽渦輪。燃?xì)鉁u輪和蒸汽渦輪的這個(gè)組合比燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪任何單獨(dú)一個(gè)都更高效地產(chǎn)生電。由HRSG系統(tǒng)15產(chǎn)生的蒸汽也可用于其它過(guò)程中，諸如區(qū)域加熱或其它過(guò)程加熱。
[0038]增壓器及旁路系統(tǒng)17可包括風(fēng)機(jī)組件39、空氣冷卻子系統(tǒng)43、可變幾何構(gòu)造式分流器45和扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46。
[0039]風(fēng)機(jī)組件39可包括風(fēng)機(jī)41。風(fēng)機(jī)41通過(guò)扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46而聯(lián)接到軸上。風(fēng)機(jī)41可具有固定槳距式葉片或可變槳距式葉片。風(fēng)機(jī)組件39可包括其它構(gòu)件，諸如軸承、護(hù)罩、管道、過(guò)濾器等(未顯示)。風(fēng)機(jī)組件39在特定的溫度和壓力下提供空氣流。
[0040]增壓器及旁路系統(tǒng)17可包括用以控制空氣流的溫度的空氣冷卻子系統(tǒng)43。風(fēng)機(jī)組件39可提高燃?xì)鉁u輪入口溫度，因此，空氣冷卻子系統(tǒng)43對(duì)于避免超過(guò)壓縮機(jī)溫度極限和高入口體積流率來(lái)說(shuō)是必要的?？諝饫鋮s子系統(tǒng)43可利用傳統(tǒng)的冷凍技術(shù)，諸如機(jī)械冷凍器、介質(zhì)型蒸發(fā)式冷卻器和吸收式冷凍器。
[0041]增壓器及旁路系統(tǒng)17還可設(shè)有可變幾何構(gòu)造式分流器45，分流器45可包括閘門(mén)和旁路管道?？勺儙缀螛?gòu)造式分流器45可用來(lái)在燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13的加速和功率加載序列期間，優(yōu)化來(lái)自風(fēng)機(jī)組件39的空氣流和排出壓力?？勺儙缀螛?gòu)造式分流器45還可用來(lái)根據(jù)變化的環(huán)境狀況而調(diào)節(jié)功率輸出。增壓器及旁路系統(tǒng)17與空氣冷卻管道47、分流器管道49和HRSG管道51共同運(yùn)行，以管理被引導(dǎo)到空氣冷卻子系統(tǒng)43和HRSG系統(tǒng)15的空氣流的量。由風(fēng)機(jī)組件39提供的空氣流可分成傳送到空氣冷卻子系統(tǒng)43的第一部分和傳送到HRSG系統(tǒng)15的第二部分。將空氣從風(fēng)機(jī)組件39排到排氣流中可用來(lái)控制來(lái)自風(fēng)機(jī)組件39的空氣流和排出壓力。
[0042]控制系統(tǒng)19可用來(lái)控制增壓系統(tǒng)11的運(yùn)行。控制系統(tǒng)19可包括控制渦輪運(yùn)行的渦輪控制子系統(tǒng)53和控制HRSG系統(tǒng)15的運(yùn)行的HRSG控制子系統(tǒng)55，以及控制風(fēng)機(jī)組件39和可變幾何構(gòu)造式分流器45的增壓器及旁路控制子系統(tǒng)57，以及控制扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46的扭矩轉(zhuǎn)換器控制子系統(tǒng)58。旁路子系統(tǒng)59包括分流器管道49、可變幾何構(gòu)造式分流器45和增壓器及旁路控制子系統(tǒng)57。渦輪控制子系統(tǒng)53、HRSG控制子系統(tǒng)55、增壓器及旁路控制子系統(tǒng)57和扭矩轉(zhuǎn)換器控制子系統(tǒng)58可為聯(lián)合控制系統(tǒng)的一部分，或者可為共同成網(wǎng)絡(luò)化的單獨(dú)的控制器。
[0043]扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46可包括扭矩轉(zhuǎn)換器60和額外的構(gòu)件，諸如工作流體儲(chǔ)存器、潤(rùn)滑流體儲(chǔ)存器、注入閥和排出閥等(未顯示)。在其中控制子系統(tǒng)分開(kāi)的一些情況下，扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46還可包括單獨(dú)的扭矩轉(zhuǎn)換器控制子系統(tǒng)58。扭矩轉(zhuǎn)換器60 (液力流體聯(lián)接件)可包括殼體61、泵葉輪63、渦輪葉輪65和可調(diào)導(dǎo)葉67。泵葉輪63、渦輪葉輪65和可調(diào)導(dǎo)葉67在工作流體流過(guò)的流體腔體內(nèi)相互作用。扭矩轉(zhuǎn)換器60還可包括定位可調(diào)導(dǎo)葉67的導(dǎo)葉促動(dòng)器69。扭矩轉(zhuǎn)換器60可還包括聯(lián)接到工作流體供應(yīng)71和工作流體返回線(xiàn)路72上的工作流體泵70。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)軸27可連接到輸入軸75上，輸入軸75又可連接到泵葉輪63上。輸出軸77可連接到渦輪葉輪65上，而且可聯(lián)接到風(fēng)機(jī)41上。
[0044]在運(yùn)行中，輸入軸75的機(jī)械能通過(guò)泵葉輪63而轉(zhuǎn)換成液壓能。渦輪葉輪65將液壓能轉(zhuǎn)換回機(jī)械能，機(jī)械能被傳遞到輸出軸77?？烧{(diào)導(dǎo)葉67調(diào)整回路中的質(zhì)量流量。當(dāng)可調(diào)導(dǎo)葉67關(guān)閉時(shí)(小的質(zhì)量流量)，功率傳遞為最小。隨著可調(diào)導(dǎo)葉完全打開(kāi)(大的質(zhì)量流量)，功率傳遞為最大。因?yàn)橘|(zhì)量流量的變化(由于可調(diào)導(dǎo)葉67的原因)，可調(diào)節(jié)渦輪葉輪65的速度，以使其匹配風(fēng)機(jī)41的各種運(yùn)行點(diǎn)。在低速下，渦輪形成其最高扭矩。隨著渦輪速度增加，輸出扭矩減小。
[0045]通過(guò)改變工作流體的量，可改變從輸入軸75到輸出軸77的聯(lián)接程度。這提供改變風(fēng)機(jī)41的旋轉(zhuǎn)速度的能力。
[0046]可通過(guò)使扭矩轉(zhuǎn)換器60清空工作流體來(lái)使風(fēng)機(jī)41與軸27脫開(kāi)。
[0047]用可變速度式流體聯(lián)接件(扭矩轉(zhuǎn)換器60)代替直接驅(qū)動(dòng)構(gòu)造來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)41允許以可變的速度運(yùn)行風(fēng)機(jī)41，從而對(duì)風(fēng)機(jī)41所提供的空氣流提供流率控制。風(fēng)機(jī)41與扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46 —起改進(jìn)系統(tǒng)的部分負(fù)載效率和整體柔性和可靠性?？勺兯俣仁揭毫α黧w聯(lián)接件(扭矩轉(zhuǎn)換器60)通過(guò)最大程度地減少對(duì)固定速度式增壓器風(fēng)機(jī)上的節(jié)流的需要來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)的部分負(fù)載效率。扭矩轉(zhuǎn)換器60通過(guò)提供在風(fēng)機(jī)41或增壓器及旁路系統(tǒng)17的其它構(gòu)件失效的情況下，使風(fēng)機(jī)41與軸27迅速脫開(kāi)的手段來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)的整體可靠性。
[0048]圖3示出運(yùn)行增壓系統(tǒng)11的方法(方法81)。方法81可確定待提供給壓縮機(jī)的第一流率(方法要素83)。除了其它參數(shù)以外，可基于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13的運(yùn)行狀況、期望輸出和運(yùn)行包絡(luò)來(lái)確定第一流率。例如,增壓水平可由對(duì)以較快的速率增加功率輸出的期望確定，或者在具有HRSG系統(tǒng)15的增壓系統(tǒng)11的情況下，由吹掃HRSG系統(tǒng)15所需的空氣量確定。諸如壓縮機(jī)風(fēng)機(jī)限制、風(fēng)機(jī)可操作性水平(吹掃管路)、燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)是否在其啟動(dòng)循環(huán)下運(yùn)行的其它因素可確定待提供給壓縮機(jī)21的第一流率。方法81可確定待提供給其它用途的第二流率(方法要素85)。第一流率還可隨第二流率的用途而改變。例如如果燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13是具有HRSG系統(tǒng)15 (其帶有管燃燒)的增壓系統(tǒng)11的一部分，則可基于管燃燒所期望的氧水平來(lái)確定第二部分，從而確定第一流率。第二流率的其它用途可包括控制排氣溫度，控制排氣的氧含量、隔室通風(fēng)、裝置HVAC和其它冷卻空氣/加熱空氣服務(wù)。方法81可確定待由增壓器及旁路系統(tǒng)17提供的總流率(方法要素87)。然后方法81可確定待提供給扭矩轉(zhuǎn)換器60的工作流體的合適的量(方法要素89)。方法81可確定可調(diào)導(dǎo)葉67的合適的位置(方法要素91)。方法81可促動(dòng)工作流體泵70 (方法要素93)，以提供合適的量的工作流體。方法81可接合導(dǎo)葉促動(dòng)器69，以將可調(diào)導(dǎo)葉67定位在合適的位置(方法要素95)。方法81可控制旁路子系統(tǒng)59，以對(duì)壓縮機(jī)21提供第一流率，以及對(duì)其它用途提供第二流率(方法要素97)。
[0049]圖4中示出的是用于脫開(kāi)和重新聯(lián)接風(fēng)機(jī)41與燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13的方法(方法99)。方法99可檢測(cè)脫開(kāi)事件(方法要素101)。脫開(kāi)事件可為風(fēng)機(jī)41或增壓器及旁路系統(tǒng)17的其它構(gòu)件失效。方法99可接合工作流體泵(方法要素103)，以從扭矩轉(zhuǎn)換器中排出工作流體(方法要素105)。為重新聯(lián)接扭矩轉(zhuǎn)換器60，方法99可確定期望何時(shí)重新聯(lián)接(方法要素107)。方法99可將工作流體提供給扭矩轉(zhuǎn)換器(方法要素109)，以將風(fēng)機(jī)41重新聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13上。
[0050]增壓系統(tǒng)11提供許多優(yōu)點(diǎn)。在技術(shù)上，增壓系統(tǒng)改變和提高燃?xì)鉁u輪基本負(fù)載容量。增壓器及旁路系統(tǒng)17與扭矩轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)46—起允許風(fēng)機(jī)41以可變的速度運(yùn)行。增壓系統(tǒng)11沒(méi)有與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式裝備相關(guān)聯(lián)的電損耗。
[0051]在商業(yè)上，增壓系統(tǒng)11可與較少的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)13 —起運(yùn)行，以對(duì)具有處于高的環(huán)境溫度和/或低的大氣壓力的設(shè)計(jì)(額定)點(diǎn)的大型功率生產(chǎn)設(shè)施實(shí)現(xiàn)期望的電輸出容量。這對(duì)較低成本的燃料源的應(yīng)用和/或在高峰電力需求時(shí)進(jìn)行受限制的季節(jié)性運(yùn)行特別有益。
[0052]本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)具有壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪和軸，所述增壓系統(tǒng)包括: 提供空氣流的風(fēng)機(jī)組件； 聯(lián)接到所述軸和所述風(fēng)機(jī)組件上的扭矩轉(zhuǎn)換器； 用于將空氣流輸出的第一部分傳送到所述壓縮機(jī)的子系統(tǒng)；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(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括控制所述旁路子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器、從而控制空氣流流率的控制子系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路子系統(tǒng)包括可變幾何構(gòu)造式分流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器的所述控制子系統(tǒng)包括控制所述扭矩轉(zhuǎn)換器中的工作流體泵和可調(diào)導(dǎo)葉的控制子系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱回收蒸汽發(fā)生器，以及其中，所述旁路子系統(tǒng)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(fā)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增壓系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓器控制器控制所述空氣流輸出的所述第二部分。
8.一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，包括: 壓縮機(jī)； 燃燒器； 渦輪； 聯(lián)接到所述渦輪上的軸； 扭矩轉(zhuǎn)換器； 聯(lián)接到所述扭矩轉(zhuǎn)換器上的、產(chǎn)生空氣流的風(fēng)機(jī)；以及 在所述壓縮機(jī)和其它用途之間分配所述空氣流的旁路子系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，所述扭矩轉(zhuǎn)換器包括工作流體泵和可調(diào)導(dǎo)葉。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述渦輪上的熱回收蒸汽發(fā)生器，以及設(shè)置在所述風(fēng)機(jī)和所述熱回收蒸汽發(fā)生器之間的可變幾何構(gòu)造式分流器。
【文檔編號(hào)】F02C3/04GK103452667SQ201310210268
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】S.?？{亞克, A.I.西皮奧 申請(qǐng)人:通用電氣公司