用于产生电能的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105980690B(45)授权公告日2018.05.25(21)申请号201580004112.7(73)专利权人芬诺能源有限公司(22)申请日2015.01.07地址芬兰拉赫蒂(65)同一申请的已公布的文献号(72)发明人蒂莫·艾瑞玛海基·J·萨米能申请公布号CN105980690A(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理(43)申请公布日2016.09.28事务所(普通合伙)11371代理人李丙林曹桓(30)优先权数据201450102014.01.08FI(51)Int.Cl.F02C5/12(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日F01K23/10(2006.01)2016.07.08F02C9/16(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据F01D15/10(2006.01)/0500072015.01.07PCT/FI2015审查员周红叶(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/104458EN2015.07.16权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称用于产生电能的系统和方法(57)摘要本发明的目的是提供一种方法以及一种用于实施该方法的系统，以在电能产生期间减少往复式内燃机和燃气涡轮机的不利之处。本发明基于这样的构思，即，将燃烧室布置在燃气涡轮机外部，并向燃烧室提供压缩空气，以实现高压蒸汽脉冲辅助的燃烧过程。CN105980690BCN105980690B权利要求书1/2页1.一种发电机系统，具有：涡轮机，与发电机和压缩机连接，以便将提供给所述涡轮机的能量通过所述发电机转换为电能，并使用提供给所述涡轮机的所述能量通过所述压缩机压缩空气，燃烧室，在所述涡轮机外部，其中，所述燃烧室设置为从所述压缩机接收压缩空气并从燃料箱接收燃料，以开始燃烧过程，并将燃烧产物输出至所述涡轮机内用于转动所述涡轮机的转子，所述燃烧室内的所述燃烧过程是循环燃烧过程，所述燃烧过程包括压缩阶段和膨胀阶段，一个或多个燃料输入阀，用于向所述燃烧室提供燃料，一个或多个空气输入阀，用于向所述燃烧室提供压缩空气，热交换器，与从所述涡轮机排出的所述燃烧产物热交换，用于将来自所排出的燃烧产物的热量转移至蒸汽中，一个或多个蒸汽输入阀，用于向所述燃烧室提供蒸汽，控制单元，用于控制所述一个或多个燃料输入阀和所述一个或多个空气输入阀以在所述燃烧室内进行所述循环燃烧过程，并且用于控制所述一个或多个蒸汽输入阀以向所述燃烧室中产生与时间相关的蒸汽注入，其中，所述控制单元设置为控制所述一个或多个蒸汽输入阀以在所述循环燃烧过程的单个循环内向所述燃烧室中产生长度为1至100毫秒的多个蒸汽注入脉冲。2.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述系统还包括：用于聚集蒸汽的蒸汽箱，用于将所述蒸汽凝结成水的冷凝器，用于聚集所述水的水箱，以及用于将所述水从所述水箱泵送至所述热交换器的泵，所述热交换器用于将所述水蒸发成蒸汽，所述蒸汽设置为流入所述蒸汽箱。3.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述压缩机为第一螺杆式压缩机，并且所述系统还包括与所述第一螺杆式压缩机串联的第二螺杆式压缩机。4.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述系统还包括空气箱，用于聚集来自所述压缩机的压缩空气，并用于向所述燃烧室提供所述压缩空气。5.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述系统中使用的所述燃料为下述组中的一种：柴油、汽油、乙醇、天然气、液化天然气以及氢气和一氧化碳混合物。6.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述控制单元设置为控制所述一个或多个蒸汽输入阀，用于在所述循环燃烧过程的膨胀阶段之间向所述燃烧室中产生多个蒸汽注入脉冲。7.根据权利要求1所述的发电机系统，其中，所述系统包括热回收单元，用于在所述压缩空气被引入所述燃烧室内之前预热所述压缩空气。8.一种用于产生电能的方法，包括：向燃烧室提供压缩空气的输入，向所述燃烧室提供燃料的输入，向用于产生动力的涡轮机提供来自所述燃烧室的燃烧产物和压缩空气的流的输出，使用所述涡轮机产生的所述动力操作发电机，以便产生电能，使用所述涡轮机产生的所述动力操作压缩机，以便为所述燃烧室提供压缩空气，2CN105980690B权利要求书2/2页控制向所述燃烧室的所述燃料的输入和所述压缩空气的输入，以便在所述燃烧室内进行循环燃烧过程，所述燃烧过程包括压缩阶段和膨胀阶段，其中，对所述燃料的输入和所述压缩空气的输入的所述控制是与时间相关的，提供并控制向所述燃烧室的蒸汽的输入，其中，对所述蒸汽的输入的控制包括在所述循环燃烧过程的单个循环内产生长度为1至100毫秒的多个蒸汽注入脉冲到所述涡轮机。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述燃烧过程