放物減少)，燃?xì)鉁u輪機(jī)以更為接近于設(shè)計(jì)點(diǎn)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0106]在前述實(shí)施例中，已經(jīng)描述了與相應(yīng)的傳感器和致動(dòng)器對(duì)接的負(fù)載控制器和燃?xì)鉁u輪機(jī)控制器。應(yīng)該明白的是，在一些實(shí)施例中，可由連接于多個(gè)傳感器和致動(dòng)器的單個(gè)控制裝置來(lái)執(zhí)行控制。重要的是，可對(duì)上述運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并且由相應(yīng)的致動(dòng)器對(duì)所需裝置起作用，以便例如調(diào)整燃料流量等。
[0107]盡管本文中所述主題的公開(kāi)實(shí)施例已經(jīng)示于附圖中并且就特殊性及細(xì)節(jié)結(jié)合若干示例性實(shí)施例在上文中進(jìn)行了充分描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，在不實(shí)質(zhì)上背離本文中所闡述的新穎教導(dǎo)、原理和概念、以及所附權(quán)利要求書(shū)中陳述的主題的優(yōu)點(diǎn)的情況下，許多改變、變化和省略均是可能的。因此，所公開(kāi)的革新的適當(dāng)范圍應(yīng)該僅由對(duì)所附權(quán)利要求進(jìn)行的最為廣泛的解釋來(lái)確定以涵蓋所有的這種改變、變化和省略。此外，任何過(guò)程或方法的次序或順序均可根據(jù)替代實(shí)施例加以改變或重新排序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括: 燃?xì)鉁u輪機(jī)，包括: 燃?xì)獍l(fā)生器，所述燃?xì)獍l(fā)生器具有燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子并包括至少一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)所述燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)的一個(gè)高壓渦輪機(jī)；和 動(dòng)力渦輪機(jī)，所述動(dòng)力渦輪機(jī)具有動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子在在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)方面獨(dú)立于所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子； 負(fù)載聯(lián)軸器，所述負(fù)載聯(lián)軸器將所述動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子連接于所述負(fù)載； 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接到所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子并且電氣地連接到電力網(wǎng)； 其中，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)適于交替地作用為:用于將來(lái)自所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機(jī)；和用于向所述負(fù)載補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)； 流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)被設(shè)置并控制成用以改變經(jīng)過(guò)所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒氣體流量； 其中，所述流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括處于所述動(dòng)力渦輪機(jī)的入口處的一組可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉，用于控制所述動(dòng)力渦輪機(jī)的速度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供用于起動(dòng)所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的起動(dòng)器設(shè)施。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述負(fù)載包括至少一個(gè)壓縮機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括處于所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)與所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械離合器。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)永久地連接到所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括處于所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)與所述電力網(wǎng)之間的頻率轉(zhuǎn)換器，所述頻率轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造成并控制成用于調(diào)節(jié)從所述電力網(wǎng)至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電頻率和從所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)至所述電力網(wǎng)的電頻率。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成并控制成，使得: 當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)起作用時(shí)，由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)遞送的補(bǔ)充動(dòng)力被從所述燃?xì)獍l(fā)生器用熱力學(xué)方法向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞；以及 當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)起作用時(shí)，由所述高壓渦輪機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電力。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括用于控制流向所述燃?xì)獍l(fā)生器的燃料流量的燃料控制系統(tǒng)；并且，所述燃料控制系統(tǒng)被設(shè)置并控制成用于調(diào)節(jié)所述燃料流量，以維持所述動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的所需旋轉(zhuǎn)速度。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉被設(shè)置并控制成，使得當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被設(shè)定在所述發(fā)電機(jī)模式中時(shí)，所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子因增大的阻力矩所造成的旋轉(zhuǎn)速度降低通過(guò)打開(kāi)所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉以增大所述高壓渦輪機(jī)中的焓降加以抵消，其中，所述增大的阻力矩由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)所導(dǎo)致。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉被設(shè)置并控制成，使得當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被設(shè)定在所述電動(dòng)機(jī)模式中時(shí)，所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子因減小的阻力矩所造成的旋轉(zhuǎn)速度增大通過(guò)閉合所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉以降低所述高壓渦輪機(jī)中的焓降并增大可在所述動(dòng)力渦輪機(jī)的入口處獲得的焓加以抵消。11.根據(jù)前述權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括處于所述燃?xì)獍l(fā)生器的入口處的一組可變的入口導(dǎo)葉。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述可變的入口導(dǎo)葉被設(shè)置并控制成，使得當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被設(shè)定在所述發(fā)電機(jī)模式中時(shí)，所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子因增大的阻力矩所造成的旋轉(zhuǎn)速度降低通過(guò)減少經(jīng)過(guò)所述可變的入口導(dǎo)葉的空氣流量加以抵消。13.根據(jù)權(quán)利要求8和9或權(quán)利要求8和12所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述燃料控制系統(tǒng)被設(shè)置和控制成，使得當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被設(shè)定在發(fā)電機(jī)模式中時(shí)，所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子因增大的阻力矩所造成的旋轉(zhuǎn)速度降低通過(guò)增大所述燃料流量加以抵消。14.根據(jù)權(quán)利要求11或12或13所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述可變的入口導(dǎo)葉被設(shè)置和控制成，使得當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被設(shè)定在電動(dòng)機(jī)模式中時(shí)，所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子因減小的阻力矩所造成的旋轉(zhuǎn)速度增大通過(guò)增大經(jīng)過(guò)所述可變的入口導(dǎo)葉的空氣流量加以抵消。15.根據(jù)權(quán)利要求8和14所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述燃料控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用于當(dāng)經(jīng)過(guò)所述可變的入口導(dǎo)葉的所述空氣流量增大時(shí)增大燃料流量。16.一種用于利用燃?xì)鉁u輪機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的方法， 所述方法包括下列步驟: 在具有燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子的燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)中對(duì)燃燒空氣進(jìn)行壓縮， 將所述燃燒空氣與燃料混合，點(diǎn)燃空氣/燃料混合物并產(chǎn)生壓縮的燃燒氣體； 使所述燃燒氣體在高壓渦輪機(jī)中部分膨脹并產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)所述燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)； 使所述燃燒氣體在具有動(dòng)力渦輪機(jī)軸的動(dòng)力渦輪機(jī)中進(jìn)一步膨脹，所述動(dòng)力渦輪機(jī)軸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)方面與所述高壓渦輪機(jī)斷開(kāi)連接； 利用所述動(dòng)力渦輪機(jī)軸驅(qū)動(dòng)負(fù)載； 將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接到所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子并將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)電氣地連接到電力網(wǎng)； 選擇性地運(yùn)轉(zhuǎn)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī): 在電動(dòng)機(jī)模式中，將電力轉(zhuǎn)換成補(bǔ)充機(jī)械動(dòng)力，向所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子遞送所述補(bǔ)充機(jī)械動(dòng)力，將附加動(dòng)力用熱力學(xué)的方法向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞并且將所述附加的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)負(fù)載； 在發(fā)電機(jī)模式中，將能夠從所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子獲得的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力； 提供流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括處于所述動(dòng)力渦輪機(jī)的入口處的一組可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉，用于改變經(jīng)由所述動(dòng)力渦輪機(jī)的燃燒氣體流量，用于選擇性地: 減少?gòu)乃鋈細(xì)獍l(fā)生器向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞的動(dòng)力并將能夠從所述高壓渦輪機(jī)獲得的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力；或者 當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)起作用并且向所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子補(bǔ)充機(jī)械動(dòng)力時(shí)，增大從所述燃?xì)獍l(fā)生器向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞的動(dòng)力。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述方法還包括在所述動(dòng)力渦輪機(jī)的入口處設(shè)置一組可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉的步驟。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: 將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)切換成處于電動(dòng)機(jī)模式中，并將電力轉(zhuǎn)換成施加以驅(qū)動(dòng)所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子的補(bǔ)充機(jī)械動(dòng)力； 通過(guò)閉合所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉將動(dòng)力從所述燃?xì)獍l(fā)生器向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞，由此降低越過(guò)所述高壓渦輪機(jī)膨脹的燃燒氣體的焓降并增大能夠在所述動(dòng)力渦輪機(jī)的入口處獲得的焓。19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: 將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)切換成處于發(fā)電機(jī)模式中，用于將由所述高壓渦輪機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力； 打開(kāi)所述可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉，從而增大越過(guò)所述高壓渦輪機(jī)膨脹的所述燃燒氣體的焓降并在所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中將由所述高壓渦輪機(jī)產(chǎn)生的過(guò)量的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述方法還包括增大燃料流量以補(bǔ)償轉(zhuǎn)化成電力的機(jī)械動(dòng)力。21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述方法還包括在所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子的入口處設(shè)置一組可移動(dòng)的入口導(dǎo)葉的步驟。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: 將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)切換成處于電動(dòng)機(jī)模式中并將電力轉(zhuǎn)換成施加以驅(qū)動(dòng)所述燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子的補(bǔ)充機(jī)械動(dòng)力； 打開(kāi)所述入口導(dǎo)葉，由此增大經(jīng)過(guò)所述燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)的空氣流量并增大燃料流量，由此將補(bǔ)充動(dòng)力從所述燃?xì)獍l(fā)生器向所述動(dòng)力渦輪機(jī)傳遞。23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，其中所述方法還包括下列步驟: 將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)切換成處于發(fā)電機(jī)模式中，用于將由所述高壓渦輪機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力； 增大燃料流量以補(bǔ)償被轉(zhuǎn)換成電力的機(jī)械動(dòng)力。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于借助于燃?xì)鉁u輪機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)負(fù)載(21)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該燃?xì)鉁u輪機(jī)包括燃?xì)獍l(fā)生器(5)，該燃?xì)獍l(fā)生器(5)具有燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子(5R)并包括至少一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)(9)和驅(qū)動(dòng)該燃?xì)獍l(fā)生器壓縮機(jī)的一個(gè)高壓渦輪機(jī)(11)。該燃?xì)鉁u輪機(jī)還包括動(dòng)力渦輪機(jī)(7)，該動(dòng)力渦輪機(jī)具有動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(7R)，該動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)方面獨(dú)立于燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子(5R)。負(fù)載連接于動(dòng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(7R)。該系統(tǒng)還包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(23)，該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接于燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子(5R)并電氣地連接于電力網(wǎng)(G)。該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(23)適于交替地作用為：用于將來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)(3)的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機(jī)；和用于向負(fù)載(21)補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)。在動(dòng)力渦輪機(jī)(7)的入口處設(shè)置一組可移動(dòng)的噴嘴導(dǎo)葉(15)。
【IPC分類】F02C3/10, F01D15/10
【公開(kāi)號(hào)】CN104995376
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380067882
【發(fā)明人】M.桑蒂尼
【申請(qǐng)人】諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2013年12月18日
【公告號(hào)】CA2894762A1, EP2935802A1, US20150345385, WO2014102127A1