换器93，热交换器93被布置在热交换器88中与在制冷回路83中循环的冷却液交换热量。在热交换器88中冷却的水随后流动穿过布置在吸气管97的进口处的第二热交换器95，燃烧空气由压缩机31和39通过吸气管97吸入。以这种方式，燃烧空气接触水热交换器95，水热交换器95将空气冷却到低于周围温度的温度，从而提高燃气涡轮机23的总效率。在有利实施例中，冷却系统81可被控制以使得燃烧空气在进入在燃气涡轮机23的冷端处的进气腔室时被维持在大致上恒定的空气温度下，所述空气温度被设定以便使燃气涡轮机23的总效率最大化。
[0058]因此，图5示出集成冷却系统，其中冷却回路的压缩机由燃气涡轮机直接驱动。可省掉用于驱动冷却压缩机的分离电动机，从而使所述系统更简单、较不笨重并且具有减小的占地面积。
[0059]在未示出的修改实施例中，图5所示的系统的载荷71可以是发电机而不是压缩机。
[0060]虽然本说明书中所描述主题的公开实施例已经在附图中示出，并在以上结合若干示例性实施例具体且详细地完整描述，但所属领域的普通技术人员清楚地了解，在实质上不背离本说明书中阐述的新颖教示、原理和概念以及所附权利要求书中所陈述主题的优点的情况下，可以做出许多修改、改变和省略。因此，本发明的适当范围应仅由所附权利要求书的最宽泛解释确定，以便涵盖所有此类修改、改变和省略。另外，根据各替代性实施例，任何工艺或方法步骤的顺序均可进行变化或重新排序。
【主权项】
1.一种燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括燃气涡轮机、由所述燃气涡轮机供能的至少第一载荷和第二载荷；其中所述燃气涡轮机包括: 燃气发生器； 低压涡轮； 由所述低压涡轮供能的动力轴，所述动力轴具有驱动地连接到所述第一载荷的第一轴端和驱动地连接到所述第二载荷的第二轴端，所述第一载荷和所述第二载荷布置在所述燃气涡轮机的相反侧处，并且所述动力轴从所述燃气涡轮机的第一端向第二端轴向延伸穿过所述燃气涡轮机。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃气发生器包括至少一个空气压缩机、燃烧器和高压涡轮，所述燃烧器布置用于接收来自所述至少一个空气压缩机的压缩空气以及燃料，由所述燃烧器产生的燃烧气体在所述高压涡轮中膨胀；其中所述动力轴与所述至少一个空气压缩机和所述高压涡轮同轴地延伸。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述燃气涡轮机包括循序布置的以下各项的组合: 低压压缩机； 高压压缩机，所述高压压缩机循序布置在所述低压压缩机下游并且接收由所述低压压缩机压缩的空气； 燃烧器，所述燃烧器布置用于接收来自所述高压压缩机的压缩空气以及燃料； 高压涡轮，所述高压涡轮接收来自所述燃烧器的燃烧气体，并且布置用于从在其中部分地膨胀的所述燃烧气体产生机械动力，所述高压涡轮与所述低压涡轮流体连通，来自所述高压涡轮的所述燃烧气体在所述低压涡轮中膨胀； 第二轴，所述第二轴驱动地连接到所述高压涡轮和所述高压压缩机； 其中所述动力轴和所述第二轴同轴地布置，并且所述动力轴驱动地连接所述低压涡轮和所述低压压缩机。
4.根据以上任一项权利要求所述的系统，所述系统包括位于所述低压压缩机与所述高压压缩机之间的排气布置。
5.根据前述权利要求中一项或多项所述的系统，其中所述第一载荷和所述第二载荷中的至少一个包括第一压缩机；并且其中所述第一压缩机包括垂直剖分壳体。
6.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述第一载荷和所述第二载荷中的另一个包括第二压缩机。
7.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述第二压缩机包括相应的垂直剖分壳体。
8.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述第二载荷包括发电机。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一压缩机和任选地所述第二压缩机布置并且配置用于处理天然气液化系统中的至少一种制冷气体。
10.根据前述权利要求中一项或多项所述的系统，所述系统包括布置用于对进入所述燃气发生器的空气流进行冷却的空气冷却系统；其中所述空气冷却系统包括制冷回路，所述制冷回路具有处理在所述制冷回路中循环的制冷液的压缩机；并且其中所述制冷回路的所述压缩机机械连接到所述第一轴端和所述第二轴端中的一个，从而形成由所述燃气涡轮机供能的所述第一载荷和所述第二载荷中的一个。
11.根据前述权利要求中一项或多项所述的系统，其中所述第一轴端布置在所述燃气涡轮机的冷端处，并且所述第二轴端布置在所述燃气涡轮机的热端处。
12.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述制冷回路的所述压缩机驱动地连接到在所述燃气涡轮机的所述冷端处的所述第一轴端。
13.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述发电机布置并且配置用于为所述燃气涡轮机的辅助装置供电。
14.根据以上任一项权利要求所述的系统，其中所述发电机驱动地连接到所述动力轴在所述燃气涡轮机的所述冷端处的所述第一轴端。
15.根据前述权利要求中一项或多项所述的系统，其中所述燃气涡轮机是航改燃气涡轮机。
16.一种操作包括载荷的燃气涡轮机系统的方法，所述方法包括以下步骤: 提供燃气发生器、低压涡轮和动力轴，所述动力轴具有分别可在所述燃气涡轮机的第一端和第二端处接取的第一轴端和第二轴端； 将第一载荷驱动地连接到所述第一轴端，并且将第二载荷驱动地连接到所述第二轴端; 借助于所述低压涡轮产生机械动力； 通过第一载荷联轴器将所述机械动力的第一部分用于驱动所述第一载荷，并且通过第二载荷联轴器将所述机械动力的第二部分用于驱动所述第二载荷。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法包括:将由所述低压涡轮产生的所述机械动力的所述第一部分和所述第二部分中的至少一个转化成电力。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，所述方法包括以下步骤: 循序地在第一低压压缩机中在第一压力值下以及在第二高压压缩机中在高于所述第一压力值的第二压力值下压缩空气； 将在所述第二压力值下压缩的所述空气递送到燃烧器， 在所述燃烧器中产生燃烧气体； 使所述燃烧气体在高压涡轮中膨胀； 借助于所述高压涡轮通过与所述动力轴同轴的第二轴驱动所述第二高压压缩机； 使从所述高压涡轮排放的所述燃烧气体在所述低压涡轮中膨胀； 借助于所述低压涡轮通过所述动力轴驱动所述第一低压压缩机； 将在所述动力轴上可获得的机械动力部分地递送到所述第一载荷并且部分地递送到所述第二载荷。
19.根据权利要求16至18中一项或多项所述的方法，其中所述第一载荷和所述第二载荷中的至少一个包括具有垂直剖分壳体的至少一个相应压缩机。
20.根据权利要求16至19中一项或多项所述的方法，所述方法包括:通过所述动力轴驱动冷却系统的压缩机，其中所述冷却系统包括驱动地连接到所述动力轴的一端的压缩机；并且其中所述冷却系统冷却递送到所述燃气涡轮机的进气流。
【专利摘要】本发明公开一种燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括燃气涡轮机(23)、由所述燃气涡轮机供能的至少第一载荷(71)和第二载荷(72)。所述燃气涡轮机(23)包括：燃气发生器(27)；低压涡轮(50)；由低压涡轮(50)供能的动力轴(65)。所述动力轴具有驱动地连接到所述第一载荷的第一轴端(65H)和驱动地连接到所述第二载荷的第二轴(65C)。所述第一载荷和所述第二载荷布置在所述燃气涡轮机的相反侧处，并且所述动力轴(65)从所述燃气涡轮机的第一端向第二端轴向延伸穿过所述燃气涡轮机。
【IPC分类】F01D15-10, F01D15-08, F02C7-36
【公开号】CN104662258
【申请号】CN201380041258
【发明人】M.D.加贝罗尼, G.阿奎斯蒂
【申请人】诺沃皮尼奥内股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年8月1日
【公告号】CA2880462A1, EP2880266A1, US20150176485, WO2014020104A1