功率從電動馬達/發電機傳送至負載；利用由燃氣渦輪生成的結合功率和由電動馬達/發電機生成的補充機械功率來驅動負載。
[0021]特征和實施例在下文中公開并且在形成本說明書的一體部分的所附權利要求中進一步提出。上面的簡要描述提出本發明的各種實施例的特征，以便可更好地理解隨后的詳細說明，并且以便可更好地認識到對領域的本貢獻。當然，存在本發明的其它特征，其將在下文中描述并且其將在所附權利要求中提出。在該方面中，在詳細說明本發明的數個實施例之前，應當理解的是，本發明的各種實施例不將它們的應用限制為在下列描述中提出或在附圖中示出的構造的細節和構件的布置。本發明能夠有其它實施例并且以各種方式實踐和進行。此外，應當理解的是，在本文中采用的措詞和術語用于說明的目的，并且不應被認為是限制。
[0022]因此，本領域技術人員將理解的是，本公開所基于的觀念可易于用作用于設計其它結構、方法、和/或用于進行本發明的若干目的的系統的基礎。因而，重要的是，認為權利要求包括這種等同構造，只要它們不脫離本發明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0023]將易于獲得本發明的公開實施例和本發明的附隨優點中的許多的更完全的理解，因為當結合附圖考慮時，通過參考下列詳細描述，它們變得更好理解。
[0024]圖1示出了根據現有技術的燃氣渦輪和壓縮機的示意圖；
圖2至圖6示出了根據依據本公開的兩個實施例的燃氣渦輪和壓縮機布置的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]示范實施例的下列詳細描述參考附圖。在不同的附圖中的相同的標號指示相同或相似的元件。此外，附圖不一定遵循比例繪出。此外，下列詳細描述不限制本發明。而是，本發明的范圍通過所附權利要求限定。
[0026]貫穿說明書對“一個實施例”或“實施例”或“一些實施例”的引用指的是結合實施例描述的具體特征、結構或特性被包括在公開的主題的至少一個實施例中。因而，術語“在一個實施例中”或“在實施例中”或“在一些實施例中”在貫穿說明書中的各種地方的出現不一定意指相同的(多個)實施例。此外，具體特征、結構或特性可以任何適當的方式結合在一個或更多個實施例中。
[0027]在圖2的實施例中，提供燃氣渦輪101以用于驅動負載103。
[0028]燃氣渦輪101具有第一端1lH和第二端101C。第一端1lH稱為渦輪的熱端，而第二端1lC稱為渦輪的冷端。熱端1lH通常是排氣燃燒氣體從功率渦輪104排放的端部，而冷端1lC通常是燃氣渦輪101的壓縮機102的入口所位于的位置。
[0029]在圖2的實施例中，負載103包括壓縮機，例如離心壓縮機，例如LNG設備的制冷壓縮機或管道壓縮機等。在其它實施例中，負載可由多于僅一個的壓縮機組成，即，兩個或更多個壓縮機的列，其通過使一個或更多個速度調控裝置(例如，齒輪箱)介于列的連續地布置的壓縮機之間，而以相同的旋轉速度或以不同的旋轉速度旋轉。
[0030]在圖2的實施例中，負載103通過負載聯接件105驅動地連接至燃氣渦輪101的熱端101H。如果負載103需要不同于燃氣渦輪101額定旋轉速度的旋轉速度，那么將速度調控裝置107布置在燃氣渦輪101和負載103之間。例如，速度調控裝置可由齒輪箱組成。在其它實施例中，速度調控裝置107可由轉矩轉換器組成。標號109指示從動軸，該從動軸將速度調控裝置107連接至負載103。
[0031]燃氣渦輪101的與負載聯接件105相反的端部，S卩，冷端1lC連接至可逆電機
111。可逆電機111是馬達/發電機，即，能夠將可在其軸上獲得的機械功率轉換成可在機器的電端子上獲得的電功率，或反之亦然，將可在其電端子處獲得的電功率轉換成可在機器軸上獲得的機械功率。電動馬達/發電機111電連接至電功率網G。
[0032]頻率轉換器或可變頻率驅動器113可提供于電動馬達/發電機111的電端子和電功率網G之間。頻率轉換器113允許使用處于電網頻率(例如50Hz或60Hz)的電能，來取決于由電動馬達/發電機111執行的功能，通過修改頻率來匹配電動馬達/發電機111的旋轉頻率，從而使電動馬達/發電機111在要求的任意速度下旋轉。反之亦然，頻率轉換器113還能夠將由電動馬達/發電機111生成的電功率的頻率轉換成電網頻率。頻率轉換器113因而允許系統取決于要求而在可變旋轉速度下旋轉。
[0033]電動馬達/發電機111借助于馬達輸出軸115機械地連接至燃氣渦輪101的冷端1lCo在一些實施例中，機械熔斷器119可布置在馬達輸出軸115和燃氣渦輪101之間。機械熔斷器是能夠在裝置上過載的情況下斷裂的裝置。在本文中描述的實施例中，在電動馬達/發電機111上的短路的情況下，機械熔斷器保護例如渦輪機101和103。
[0034]在其它實施例中，可將離合器117布置在馬達輸出軸115和燃氣渦輪105之間，以用于使電動馬達/發電機111選擇性地連接至燃氣渦輪101和從燃氣渦輪101分離。在一些實施例中，齒輪箱或另一速度調控裝置可布置在電動馬達/發電機111和燃氣渦輪之間。
[0035]在一些實施例中，如在圖2中所顯示的，機械熔斷器和離合器可結合使用。
[0036]在一些實施例中，燃氣渦輪101可為重載燃氣渦輪。在其它實施例中，燃氣渦輪101可為航改燃氣渦輪。還可提供兩個或更多個燃氣渦輪的組合來驅動相同的壓縮機或多個壓縮機。
[0037]在一些實施例中，燃氣渦輪101是單軸燃氣渦輪。單軸燃氣渦輪包括壓縮機轉子和安裝在公共旋轉軸上的渦輪轉子。軸的一端機械地連接至電動馬達/發電機111，且軸的相反端通過負載聯接件105機械地連接至負載103。電動馬達/發電機111因而連接至單個軸系，并且驅動壓縮機和燃氣渦輪的功率渦輪，以及形成負載103的壓縮機或多個壓縮機旋轉。
[0038]在單軸燃氣渦輪構造中，電動馬達/發電機111可執行啟動器功能、輔助器功能和現在將描述的發電機功能。可在電動馬達/發電機111上獲得的機械功率經由公共軸系機械地傳遞至負載。可在功率渦輪軸上獲得的過量機械功率直接傳遞至電動馬達/發電機111，并轉換成電功率。
[0039]在單軸燃氣渦輪101中，在燃氣渦輪101和負載停止時，系的啟動通過作用為啟動器的電動馬達/發電機111而操作。電動馬達/發電機111切換成馬達模式。來自電功率網G的電功率通過頻率轉換器113傳輸至電動馬達/發電機111。控制傳輸至電動馬達/發電機的電功率的頻率，來將電動馬達/發電機111從零加速至要求的旋轉速度，其可為燃氣渦輪101的額定速度或更低的速度。
[0040]由電動馬達/發電機111生成的機械功率使燃氣渦輪101的軸和負載聯接件105，以及壓縮機或多個壓縮機103旋轉。發電機/馬達111因而設計為提供充分的功率，來在啟動時加速燃氣渦輪和形成負載103的壓縮機或多個壓縮機。這要求克服渦輪機的慣性以及壓縮級或多個壓縮機103的空氣動力負載。空氣動力負載是通過處理的流體產生的負載，該流體由形成負載103的壓縮機或多個壓縮機處理。由于由壓縮機處理的流體的增大的壓力，故空氣動力負載隨著壓縮機的旋轉速度增大而增大。電動馬達/發電機111因而設計為提供足以克服渦輪機的慣性和空氣動力負載的功率，該渦輪機由電動馬達/發電機111至少以使燃氣渦輪點火所要求的旋轉速度被驅動。