组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述燃气轮机环路包括： 第一管道，所述第一管道将第一工作流体从所述燃气轮机组件运载至所述第一热交换 器， 第二管道，所述第二管道将第二工作流体从所述第一热交换器运载至分离器组件， 第三管道，所述第三管道将第三工作流体从所述分离器组件运载至所述燃气轮机组 件，以及 第四管道，所述第四管道将第四工作流体从所述分离器组件运载至所述燃气轮机组 件； 所述第一工作流体包括：来自所述燃气轮机组件的废气； 所述第三工作流体包括蒸汽； 所述第四工作流体包括液体； 所述第四管道包括所述第一泵，所述第一泵能够调节通过所述第四管道的所述第四工 作流体的流率；以及 所述分离器组件能够将所述第二工作流体分离成： 包括所述第三工作流体的蒸汽部分以及 包括所述第四工作流体的液体部分。4. 根据权利要求3所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述分离器组件包括第二热交换器和分离器； 所述第二管道将所述第二工作流体从所述第一热交换器传送至所述第二热交换器； 第七管道，所述第七管道将第七工作流体从输入水传送至所述第二热交换器； 所述第七工作流体进入所述第二热交换器并且作为在第十管道中的第十工作流体退 出所述第二热交换器； 所述第二工作流体进入所述第二热交换器并且作为第八管道中的第八工作流体退出 所述第二热交换器； 所述第二热交换器通过将第二热能从所述第二工作流体传递到所述第七工作流体来 冷却所述第二工作流体； 所述第八管道将所述第八工作流体传送至所述分离器；以及 所述分离器将所述第八工作流体分离成所述第三工作流体和所述第四工作流体。5. 根据权利要求4所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述第十管道将所述第十工作流体从所述第二热交换器传送至注入井。6. 根据权利要求4所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述分离器排出第九工作流体，包括排出的废液； 并且第九管道将所述第九工作流体从所述分离器传送至输出水。7. 根据权利要求4所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 其中，所述第七工作流体包括水。8. 根据权利要求3所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述第三管道将所述第三工作流体从所述分离器传送至所述燃气轮机组件的所述压 缩机； 所述第四管道将所述第四工作流体从所述分离器传送至所述燃气轮机组件的所述燃 烧室； 第十七管道将所述H2传送至所述燃烧室； 第十九管道将所述O2传送至所述燃烧室； 第二十管道将第二十工作流体从所述压缩机传送至所述燃烧室； 第二十一管道将第二十一工作流体从所述燃烧室传送至所述燃气轮机； 所述第二十一工作流体包括用于所述燃气轮机的燃料； 所述第一工作流体经过所述第一管道从所述燃气轮机组件中排出； 所述燃气轮机驱动所述第一驱动轴； 所述第一驱动轴驱动所述第一发电机；以及 所述第一发电机生成所述输出电力的所述第一部分。9. 根据权利要求2所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述蒸汽轮机环路包括： 第五管道，所述第五管道将第五工作流体从所述蒸汽轮机组件传送至所述第一热交换 器，和 第六管道，所述第六管道将第六工作流体从所述第一热交换器传送至所述蒸汽轮机组 件； 所述第五工作流体包括来自所述蒸汽轮机组件的废气； 所述第一热交换器能够在所述第六工作流体被传送回所述蒸汽轮机组件之前对所述 第六工作流体进行加热；以及 所述第二泵被放置在所述第五管道上并且能够调节从所述蒸汽轮机组件流至第二热 交换器的所述第五工作流体的流率。10. 根据权利要求9所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述蒸汽轮机环路还包括位于所述蒸汽轮机组件与所述第二泵之间的冷凝器组件； 所述第五管道将所述第五工作流体从所述蒸汽轮机组件传送至所述冷凝器组件； 第十二管道将第十二工作流体从所述冷凝器组件传送至所述第一热交换器； 第十一管道将第十一工作流体从输入水传送至所述冷凝器组件； 第十三管道将第十三工作流体从所述冷凝器组件传送至输出水； 所述第五工作流体并不与所述第十一工作流体混合； 所述第五工作流体在所述冷凝器组件中被冷却和凝结并且作为所述第十二工作流体 退出；以及 所述第十一工作流体作为所述第十三工作流体离开所述冷凝器组件。11. 根据权利要求10所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述第十三工作流体能够在被稀释后用作饮用水。12. 根据权利要求9所述的组合的循环双闭环发电系统，还包括锅炉； 所述锅炉能够通过燃烧部分输入天然气来加热部分所述蒸汽轮机环路； 所述第六管道将所述第六工作流体从所述第一热交换器传送至所述锅炉；以及 第十四管道将第十四工作流体从所述锅炉传送至所述蒸汽轮机组件。13. 根据权利要求2所述的组合的循环双闭环发电系统， 还包括电解槽；并且其中， 所述电解槽生成所述4和O2。14. 根据权利要求13所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 第十五管道将第十五工作流体从输入水传送至所述电解槽；并且 所述电解槽组合输入电力和所述第十五工作流体来产生所述4和o2。15. 根据权利要求14所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述第十五工作流体包括由水处理系统处理过的水。16. 根据权利要求14所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述输入电力附接于配电网；以及 所述配电网包括传统的发电系统。17. 根据权利要求14所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述输入电力附接于配电网；以及 所述配电网包括风能或者太阳能电池阵列。18. 根据权利要求13所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 由所述电解槽生成的所述4和O2，在被所述燃气轮机组件使用之前被分别存储在4储 存罐和O2储存罐中。19. 根据权利要求2所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述工作流体的所述第一部分包括第一工作流体、第二工作流体、第二工作流体和第 三工作流体； 所述工作流体的所述第二部分包括第五工作流体、第十二工作流体、第六工作流体和 第十四工作流体； 所述第一工作流体从所述燃气轮机组件流至所述第一热交换器； 所述从第二工作流体从所述第一热交换器流至第二热交换器， 第八工作流体从所述第二热交换器流至分离器； 所述第四工作流体和第五工作流体被从所述分离器传送至所述燃气轮机组件； 所述从第五工作流体从所述蒸汽轮机组件流至冷凝器组件， 所述第十二工作流体从所述冷凝器组件流至所述第一热交换器， 所述第六工作流体从所述第一热交换器流至锅炉；以及 所述第十四工作流体从所述锅炉流至所述蒸汽轮机组件。20. 根据权利要求19所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述工作流体的所述第一部分和所述第二部分包括水。21. 根据权利要求2所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述输出电力的所述第一部分和所述第二部分被连接到与配电网连接的一个或多个 变压器上。22. 根据权利要求2所述的组合的循环双闭环发电系统，其中： 所述蒸汽轮机组件和所述燃气轮机组件能够对所述输出电力生成VARs。23. -种使用组合的循环双闭环发电系统的方法，包括： 通过燃烧部分4和0 2利用燃气轮机组件来生成输出电力的第一部分； 循环经过燃气轮机环路的工作流体的第一部分和通过蒸汽轮机环路的所述工作流体 的第二部分； 利用第一热能来加热所述蒸汽轮机环路，所述第一热能利用第一热交换器发自所述燃 气轮机环路； 将所述工作流体的所述第二部分传送至蒸汽轮机组件；并且 利用所述蒸汽轮机组件生成所述输出电力的第二部分； 其中， 所述燃气轮机组件包括：燃烧室、压缩机、第一泵、第一驱动轴、燃气轮机和第一发电 机； 所述蒸汽轮机组件包括：第二泵、第二驱动轴、蒸汽轮机和第二发电机； 所述燃气轮机环路能够保持并传送工作流体的第一部分； 所述蒸汽轮机环路能够保持并传送所述工作流体的第二部分； 两个闭环，所述两个闭环包括所述燃气轮机环路和所述蒸汽轮机环路； 所述工作流体包括位于所述两个闭环之中的不同阶段的流体和蒸汽； 所述工作流体的所述第一部分经过所述燃气轮机组件和第一热交换器循环； 所述工作流体的所述第二部分经过所述蒸汽轮机组件和所述第一热交换器循环； 所述第一热交换器将第一热能从所述燃气轮机环路传递至所述蒸汽轮机环路。24. 根据权利要求23所述的方法，包括： 在电解槽接收输入电力和输入水； 用所述电解槽电解所述输入水；以及 利用所述电解槽生成所述4和〇 2。25. 根据权利要求24所述的方法，包括： 将所述H2和所述O2分别存储在H2储存罐和O2储存罐中。26. 根据权利要求23所述的方法，包括： 在不使用化石燃料的前提下生成所述输出电力。27. 根据权利要求23所述的方法，包括： 在最小化CO2排放的情况下生成所述输出电力。28. 根据权利要求23所述的方法，包括： 将来自配电网的能量存储到4储存罐和02储存罐中以在后续时间使用。29. 根据权利要求28所述的方法，包括： 存储由风能或者太阳能电池阵列所生成的能量。30. 根据权利要求23所述的方法，包括： 通过从所存储的部分所述H2和所述O2按需生成所述输出电力来平衡配电网的负荷。31. 根据权利要求23所述的方法，包括： 控制由所述燃气轮机组件和所述蒸汽轮机组件所生成的电压和VARs。
【专利摘要】一种组合的循环双闭环发电系统，包括燃气轮机组件(包括燃烧室、压缩机、第一泵、第一驱动轴、燃气轮机和第一发电机)和蒸汽轮机组件(包括第二泵、第二驱动轴、蒸汽轮机和第二发电机)。所述工作流体的所述第一部分通过所述燃气轮机组件和第一热交换器进行循环。所述工作流体的所述第二部分通过所述蒸汽轮机组件和所述第一热交换器进行循环。所述第一热交换器将第一热能从所述燃气轮机环路传递至所述蒸汽轮机环路。所述燃气轮机组件生成输出电力的第一部分。所述蒸汽轮机组件生成所述输出电力的第二部分。
【IPC分类】F01K3/00
【公开号】CN104937222
【申请号】CN201480005401
【发明人】爱德华·欣德斯, 理查德·华莱士, 苏珊·舍努恩
【申请人】爱德华·欣德斯, 理查德·华莱士
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年1月24日
【公告号】CA2896633A1, EP2954175A1, US20150361833, WO2014117040A1