[发明专利]用于改装发电系统以结合无离合器同步冷凝的系统和方法

说明书

本发明公开了一种系统，该系统包括无离合器同步冷凝联接件(16)，该无离合器同步冷凝联接件被配置为将气体涡轮系统(12)的涡轮轴(52)联接到发电系统(10)的同步发电机(14)的发电机轴(64)。无离合器同步冷凝联接件(16)包括：第一联接部分(87)，该第一联接部分被配置为联接到涡轮轴(52)；以及第二联接部分(91)，该第二联接部分被配置为联接到发电机轴(64)。无离合器同步冷凝联接件(16)被配置为允许发电系统(10)在没有离合器组件(13)的情况下以有功功率模式和无功功率模式操作。

背景技术

本公开整体涉及具有由气体涡轮发动机驱动的发电机的发电系统，并且更具体地讲，涉及同步冷凝。

发电系统通常包括发电机和气体涡轮系统之间的离合器组件。离合器组件实现发电机的轴与气体涡轮系统之间的选择性接合和脱离。然而，离合器组件可增加与发电系统的维修、更换部分和停机时间相关联的成本。遗憾的是，离合器组件可安装在现有发电系统中，该现有发电系统具有已安装在地基(即，预先存在的占地面积)上的设定位置中的气体涡轮系统和发电机，其中使用离合器组件针对各种操作模式专门设计控制系统。需要一种用于改装现有发电系统以在没有离合器组件的情况下操作，同时实现发电系统的各种操作模式(例如，有功功率模式和无功功率模式，该有功功率模式使同步发电机操作以为电网生成电力，该无功功率模式使发电机作为同步冷凝器操作以稳定电网)的系统和方法。具体地讲，需要这样的改装，而不需要对预先存在的占地面积进行实质性改变，即不需要气体涡轮系统和发电机从其在地基上的设定位置进行任何实质性移动。

发明内容

下面概述了与最初要求保护的主题的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制本公开的范围，而是这些实施方案仅旨在提供某些公开的实施方案的简要概述。实际上，本公开可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。

根据一个实施方案，系统包括无离合器同步冷凝联接件，该无离合器同步冷凝联接件被配置为将气体涡轮系统的涡轮轴联接到发电系统的同步发电机的发电机轴。无离合器同步冷凝联接件包括：第一联接部分，该第一联接部分被配置为联接到涡轮轴；以及第二联接部分，该第二联接部分被配置为联接到发电机轴。无离合器同步冷凝联接件被配置为允许发电系统在没有离合器组件的情况下以有功功率模式和无功功率模式操作。

根据一个实施方案，发电系统包括气体涡轮系统、同步发电机、无离合器同步冷凝联接件、多个轴承和贮槽排空系统。气体涡轮系统包括压缩机、被配置为产生燃烧气体流的燃烧器、由燃烧气体流驱动的第一涡轮以及由燃烧气体流驱动的位于第一涡轮下游的第二涡轮。第一涡轮的第一轴未旋转地联接到第二涡轮的第二轴。同步发电机被配置为以有功功率模式和无功功率模式操作。提供无离合器同步冷凝联接件以将第二轴联接到同步发电机的发电机轴。无离合器同步冷凝联接件被配置为在有功功率模式中将转矩从第二轴传递到发电机轴以驱动同步发电机，从而向电网提供有功功率。无离合器同步冷凝联接件被配置为当同步发电机在无功功率模式中作为同步冷凝器操作以产生无功功率或吸收反应功率时，将转矩从发电机轴传递到第二轴。多个轴承被配置为支撑第一轴、第二轴、发电机轴或它们的组合。贮槽排空系统被配置为在有功功率模式期间以第一模式操作并且在无功功率模式期间以第二模式操作，其中贮槽排空系统被配置为使润滑剂流动到多个轴承。

根据一个实施方案，改装发电系统的方法包括移除同步发电机与气体涡轮系统的第一涡轮下游的第二涡轮之间的离合器组件，其中第一涡轮的第一轴未旋转地联接到第二涡轮的第二轴。方法还包括安装联接第一轴和同步发电机的发电机轴的无离合器同步冷凝联接件。方法还包括安装控制器或更新现有控制器，以便使用没有离合器组件的无离合器同步冷凝联接件来以有功功率模式和无功功率模式操作发电系统。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部件，其中：

图1是根据本公开的实施方案的具有替换离合器组件的无离合器同步冷凝模块的发电系统的实施方案的示意图；