本公開(kāi)涉及電力生成。

背景技術(shù)：

1、天然氣是我們?cè)S多日常需求和活動(dòng)的主要能量源之一。天然氣由于其儲(chǔ)量豐富而成為具有吸引力的化石燃料。氫是快速擴(kuò)張的全球儲(chǔ)能市場(chǎng)。氫被用于從石油精煉到食品加工等許多制造過(guò)程。氫還被用作燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃料源，并且被用于廣泛范圍的燃料電池，以便在工業(yè)和消費(fèi)者運(yùn)輸領(lǐng)域生成電力。

2、將這些氣體從生產(chǎn)區(qū)有效且高效地轉(zhuǎn)移到消費(fèi)區(qū)，需要大量而復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)。通過(guò)管線運(yùn)輸?shù)奶烊粴庠诠芫€內(nèi)以高壓力行進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)涉及基于指定的輸出條件利用渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。

2、本公開(kāi)中描述的主題的示例實(shí)施方案是一種具有以下特征的系統(tǒng)。第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)被配置為通過(guò)從流動(dòng)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流生成電力來(lái)降低流動(dòng)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流的溫度或壓力。第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)被配置為通過(guò)從流動(dòng)通過(guò)所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流生成電力來(lái)降低流動(dòng)通過(guò)所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流的溫度或壓力。所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)位于所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的下游并且接收來(lái)自所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的流輸出。所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)各自包括以下特征。電動(dòng)定子包圍電動(dòng)轉(zhuǎn)子。由所述電動(dòng)轉(zhuǎn)子和所述電動(dòng)定子限定的環(huán)形空間被配置為接收過(guò)程流體流。磁性軸承將所述轉(zhuǎn)子承載在所述定子內(nèi)。所述磁性軸承的一部分由所述定子支撐。殼體封圍所述轉(zhuǎn)子和所述定子。所述殼體被氣密地密封在每個(gè)渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的入口與出口之間。

3、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)在關(guān)鍵尺寸和性能上基本上一致。

4、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容?？刂破鞅慌渲脼檎{(diào)節(jié)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)。

5、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。每個(gè)渦輪膨脹器的所述入口和所述出口以每個(gè)渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的同一縱向軸線為中心。

6、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述定子包括可變定子葉片，所述可變定子葉片被配置為對(duì)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)或所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的流體流進(jìn)行節(jié)流。

7、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。流控制閥在所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的上游。所述流控制閥被配置為調(diào)節(jié)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的流量。

8、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。焦耳-湯姆遜閥限定第三管道流通道的一部分，所述第三管道流通道被布置成與所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)串聯(lián)地承載流體流。

9、本公開(kāi)中描述的主題的示例實(shí)施方案是一種具有以下特征的方法。通過(guò)限定管道流通道的第一部分的第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)接收流體流。所述流體流流動(dòng)通過(guò)由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)子和電動(dòng)定子限定的環(huán)形空間。從所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的出口通過(guò)第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)接收所述流體流。所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)限定所述管道流通道的第二部分。

10、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。所述流體流包括碳?xì)浠衔餁怏w。

11、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。所述流體流包括氫氣。

12、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。所述流體流包括空氣。

13、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)在性能和關(guān)鍵尺寸上基本上一致。

14、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)生成電力。

15、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)響應(yīng)于指定的下游條件的變化而停止生成電力。

16、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)生成電力包括：基于指定的下游條件，通過(guò)流控制閥來(lái)調(diào)整流量。

17、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例方法組合的示例方法的各方面包括以下內(nèi)容。朝向與所述流體流的使用者分開(kāi)的電力使用者引導(dǎo)由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)或所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力。

18、本公開(kāi)中描述的主題的示例實(shí)施方案是一種具有以下特征的系統(tǒng)。管道包括第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)，所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)被配置為通過(guò)從流動(dòng)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流生成電力來(lái)降低流動(dòng)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流的溫度或壓力。第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)被配置為通過(guò)從流動(dòng)通過(guò)所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流生成電力來(lái)降低流動(dòng)通過(guò)所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的過(guò)程流的溫度或壓力。所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)位于所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的下游并且接收所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的流輸出。所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)各自包括以下特征。定子包圍轉(zhuǎn)子。由所述電動(dòng)轉(zhuǎn)子和所述電動(dòng)定子限定的環(huán)形空間被配置為接收過(guò)程流體流。磁性軸承將所述轉(zhuǎn)子承載在所述定子內(nèi)。所述磁性軸承的一部分由所述定子支撐。殼體封圍所述轉(zhuǎn)子和所述定子。所述殼體被氣密地密封在每個(gè)渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的入口與出口之間。焦耳-湯姆遜閥位于所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)或所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的下游或上游。所述焦耳-湯姆遜閥被配置為接收與所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)相同的流?？刂破鞅慌渲脼檎{(diào)節(jié)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)。

19、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述定子包括可變定子葉片，所述可變定子葉片被配置為對(duì)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)或所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的流體流進(jìn)行節(jié)流。

20、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)在關(guān)鍵尺寸和性能上基本上一致。

21、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。流控制閥在所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)的上游。所述流控制閥被配置為調(diào)節(jié)通過(guò)所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)、所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述焦耳-湯姆遜閥的流量。

22、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。包括第三渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)。

23、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述第三渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)被布置成與所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)、所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述焦耳-湯姆遜閥承載相同的流體流。

24、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述管道是第一管道。所述第三渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)位于與所述第一管道以流體方式并聯(lián)的第二管道內(nèi)。

25、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述控制器還被配置為：接收指示所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)下游的過(guò)程條件的數(shù)據(jù)流；并且基于一個(gè)或多個(gè)指定的下游條件，通過(guò)流控制閥來(lái)調(diào)節(jié)流量。

26、可以單獨(dú)地或與其他方面組合地與示例系統(tǒng)組合的示例系統(tǒng)的各方面包括以下內(nèi)容。所述控制器還被配置為：調(diào)節(jié)由所述第一渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)和所述第二渦輪膨脹器發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力；并且將電力引導(dǎo)到電網(wǎng)中，所述電力與所述電網(wǎng)是同相的。

27、在隨附的附圖和下面的描述中闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從描述和附圖以及權(quán)利要求中顯而易見(jiàn)。