用于涡轮发电站的废气的压力加载设备和涡轮发电站制造技术

本实用新型专利技术涉及用于涡轮发电站的废气的压力加载设备和涡轮发电站。压力加载设备具有至少一个流体工作机械，流体工作机械被设立成用于压缩废气的气态份额和/或用于向废气的液态份额加载压力，流体工作机械具有驱动轴，驱动轴被设立成与发电站的主涡轮机的输出轴连接，用以传递转矩。压力加载设备包括与流体工作机械的驱动轴连接且具有至少一个液力传动元件的功率传递元件，功率转递元件能与主涡轮机的输出轴连接。机的输出轴连接。机的输出轴连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮发电站的废气的压力加载设备和涡轮发电站


[0001]本技术涉及用于涡轮发电站的废气的压力加载设备以及具有这种压力加载设备的涡轮发电站。

技术介绍

[0002]借助用于分离和/或储存二氧化碳的机组(英文：Carbon Captureand Storage(碳捕集与封存)，CCS)可以减少甚至避免在以燃烧化石燃料来运行的发电站中将温室气体排放到大气中。这既适用于燃气涡轮发电站，在其中涡轮机叶片直接受燃烧气体加载，也适用于蒸汽涡轮发电站，在其中蒸汽循环利用燃烧燃料而来的热能运行并且涡轮机叶片受加热的蒸汽加载。
[0003]除了在燃料燃烧前(预燃)分离二氧化碳的CCS过程，一种常见方法是在燃烧之后(后燃)从燃烧废气中分离二氧化碳。在此，要么可以先压缩废气再分离二氧化碳，要么可以先分离出二氧化碳再压缩。在这两种情况下，CCS过程都需要功率非常强大的压缩机。
[0004]在具有用于后燃CCS的装置的已知发电站中，所需的压缩机以电机来运行，该电机必须根据所需的压缩机功率提供电功率。为此，例如可以将发电站可使用的电能的一部分馈送给压缩机驱动器。这种布置允许根据机组中存在的压缩需求扩展灵活地调节压缩机功率。然而，缺点是从涡轮机到压缩机的动力传输效率低下，因为涡轮机输出轴上的转矩转换为电能并再次转换为压缩机上的转矩时有损耗。
[0005]在具有预燃CCS的燃气涡轮发电站中，已知用于燃烧用空气的压缩机和燃气涡轮机膨胀器共用一个驱动轴。
[0006]从WO 2012/003076 A1中已知一种共同的驱动轴，也用于借助第一压缩机压缩冷却的循环气体，然而根据申请人的知识水平，这种配置由于相关联的缺点而未应用于当前的发电站。使用共同的驱动轴则不能不依赖于涡轮机功率地调整压缩机功率。
[0007]根据文件US 2014/0216034 A1还已知一种用于不用水蒸气而是用 CO2来运行发电站的驱动系。在其中，向过程输送CO2的压缩机由涡轮机或电动马达驱动，其中，针对在两种运行方式之间的切换过程，分别在压缩机与涡轮机之间以及在压缩机与电动马达之间设置有偶合器。

技术实现思路

[0008]在此背景下，本技术的任务是，改进了向涡轮发电站的废气的压力加载，并且还优化了对其的操纵。
[0009]该任务通过根据本技术的用于涡轮发电站的废气的压力加载设备和根据本技术的涡轮发电站来解决。
[0010]根据本技术的第一方面，提供了用于涡轮发电站的废气的压力加载设备。被加载压力的废气尤其是含有二氧化碳的废气和/或废气的富含二氧化碳的分量(例如，之后以合适的分离过程将废气的其他组成部分，例如氮气和/或其他组成部分除去)。
[0011]发电站的涡轮机，尤其是主涡轮机，特别地能直接或间接地以如下流体来驱动，特别是借助燃烧过程使该流体加热和/或加压，用以运行涡轮机。
[0012]压力加载设备具有至少一个流体工作机械，特别是压缩机和/或泵，其中，压缩机可以附加地构造为泵，或者泵可以附加地构造为压缩机。视流体工作机械构造为压缩机和/或泵而定地，它被设立成用于压缩废气的气态份额和/或用于向废气的液态份额加载压力，尤其是从燃料的燃烧过程中产生废气，用以直接或间接驱动涡轮机。
[0013]流体工作机械特别是直接和/或间接地能与发电站的主涡轮机的输出轴连接，特别是与之连接，用以传递转矩，并且能借助由输出轴传递的转矩来驱动，特别是借助其来驱动。
[0014]根据本技术设置的是，压力加载设备包括与流体工作机械的驱动轴连接且具有至少一个液力传动元件的功率传递元件，该功率转递元件能与主涡轮机的输出轴连接。在主工作涡轮机的输出轴与流体工作机械之间的连接中使用液力传动元件提供了如下优点：流体工作机械的平顺且缓慢的起动以及阻尼振动且无磨损的力传递。液力传动元件还可以实现极大转动惯量的起动。与机械的分离偶合器相比，在主涡轮机仍运转的情况下可以在负载的情况下实现流体工作机械的接联和脱联，即在主涡轮机仍在运行期间可以接通或关断流体工作机械。由于由此也产生的快速断开的可能性，因此可以实现简单的过载保护。
[0015]通过经由主涡轮机进行驱动，可以取消单独的用于流体工作机械的驱动装置，并且流体工作机械的用于压缩在主工作涡轮机处产生的废气的驱动功率可以通过经由液力传动元件而与主工作涡轮机的衔接来直接调整。
[0016]根据第二方面，压力加载设备是涡轮发电站的一部分。涡轮发电站至少包括：
[0017]a)涡轮机，特别是主涡轮机，其具有输出轴并且特别是具有至少一个环绕输出轴布置的带有多个涡轮机叶片的叶片环，这些涡轮机叶片能直接或间接地以如下流体来驱动，特别是借助燃烧过程使该流体加热和/或加压，用以向涡轮机叶片加载转矩。
[0018]b)发电机，该发电机与输出轴连接，用以传递转矩，并且该发电机特别地被设立成用于将施加在输出轴上的转矩转换为电能。
[0019]根据本技术的一个实施方案，涡轮机的输出轴被设立成与压力加载设备的驱动轴联接。
[0020]根据一个实施形式，c)根据本技术的实施方案的压力加载设备是涡轮发电站的组成部分，其中，特别是涡轮机的输出轴和压力加载设备的驱动轴被设立成彼此连接，用以传递转矩。
[0021]根据一个实施方案，涡轮发电站具有d)废气引导部，该废气引导部被设立成将燃烧产生的废气从涡轮发电站的燃烧室引导至压力加载设备的入口。根据一个实施方案，沿着废气引导部可以提供对废气的再处理，例如是二氧化碳分离和/或废气冷却和/或废气加热和/或废气减压和/或废气压缩。在此，例如可以首先压缩废气然后分离二氧化碳，或者可以首先分离然后压缩二氧化碳。
[0022]根据第三方面，提供了用于向涡轮发电站的废气加载压力的方法。该方法至少具有以下可以按照指定顺序或任何其他有意义的顺序执行的方法步骤：
[0023]i)借助压力加载设备的流体工作机械向发电站的废气的至少一个分量，特别是富
含二氧化碳的分量加载压力，该压力加载设备特别是根据本技术的一个实施方案来构造，根据一个实施方案，向所有废气都加载压力；
[0024]ii)借助将该输出轴与流体工作机械的驱动轴连接和/或联接，特别是直接和/或间接地以施加在发电站的主涡轮机的输出轴上的转矩来加载和/或驱动流体工作机械；在当前，联接尤其应被理解为能松开的、在未松开状态下是抗相对转动的连接；
[0025]本技术尤其基于如下考虑，即，在已知的具有后燃
‑
CCS的蒸汽涡轮发电站中，废气压缩机通常是电运行的，这会带来相当大的转换损耗。同时，在预燃
‑
CCS中采用的在主涡轮机的输出轴上放置空气压缩机的方法不适用于废气压缩，因为所需的压缩功率和借助主涡轮机提供的功率并非在所有运行情况中都彼此直接成比例。示例性的，这里只提到发电站的起动阶段或者蒸汽涡轮发电站中产生蒸汽时的时滞。
[0026]本技术特别是基于如下构思，即，将通常作为单元构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于涡轮发电站的废气的压力加载设备，其中，所述压力加载设备具有至少一个流体工作机械，所述流体工作机械被设立成用于压缩废气的气态份额和/或用于向废气的液态份额加载压力，所述流体工作机械具有驱动轴，所述驱动轴被设立成与所述发电站的主涡轮机的输出轴连接，用以传递转矩；其特征在于，所述压力加载设备包括与所述流体工作机械的驱动轴连接且具有至少一个液力传动元件的功率传递元件，所述功率转递元件能与所述主涡轮机的输出轴连接。2.根据权利要求1所述的压力加载设备，其特征在于，所述流体工作机械的驱动轴能与所述主涡轮机的输出轴同轴布置。3.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述功率转递元件是偶合器和/或传动装置。4.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述液力传动元件是液力变矩器和/或液力偶合器。5.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述液力传动元件具有能调节的工作油填充度。6.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述功率传递元件具有至少一个机械传动级。7.根据权利要求6所述的压力加载设备，其特征在于，所述机械传动级具有圆柱齿轮级和/或行星传动装置。8.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述流体工作机械不与其他驱动装置联接。9.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述液力传动元件是具有跨接式偶合器的液力变矩器和/或液力偶合器。10.根据权利要求1或2所述的压力加载设备，其特征在于，所述液力传动元件具有能以...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：福伊特专利有限公司，
类型：新型
国别省市：