[发明专利]用于具有附加发电膨胀器的压缩空气储能应用的简单循环燃气轮机的改造

权利要求书

1.一种从第一燃气轮机组件和第二燃气轮机组件提供压缩空气储能(CAES)系统的方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一燃气轮机组件，该第一燃气轮机组件具有去叶片式涡轮元件、压缩机和用于驱动该压缩机的电动机；

提供空气储存器；

确保来自所述压缩机的出口的压缩空气与所述空气储存器相通，而不是与所述涡轮元件相通；

提供第二燃气轮机组件，该第二燃气轮机组件具有去叶片式压缩机、燃烧室、与该燃烧室关联的涡轮以及与该涡轮关联的发电机；

确保来自所述空气储存器的压缩空气与所述燃烧室相通且因此与所述第二燃气轮机组件的涡轮相通，而不是与来自所述第二燃气轮机组件的所述压缩机的空气相通，使得所述涡轮能够使来自所述空气储存器的压缩空气膨胀以通过所述发电机产生电能；

提供膨胀器和与该膨胀器关联的附加发电机；以及

确保来自所述空气储存器的压缩空气除了选择性地直接与所述燃烧室相通并因此与所述第二燃气轮机组件的涡轮相通之外，还能够被预热并接着能够与所述膨胀器相通，以及确保来自所述膨胀器的气流能够与所述燃烧室相通并因此与所述第二燃气轮机组件的涡轮相通，使得除了由所述第二燃气轮机组件的发电机所产生的电能之外，所述膨胀器能够使经预热的压缩空气膨胀以通过附加发电机产生电能。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

将附加压缩机耦接到所述第一燃气轮机组件，所述附加压缩机具有输入部，该输入部连接到所述第一燃气轮机组件的压缩机的输出部，所述附加压缩机的输出部连接到所述空气储存器。

3.根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括：

提供电动机以驱动所述附加压缩机。

4.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

将第一推力轴承耦接到所述第一燃气轮机组件的轴上，以对将所述涡轮元件去除叶片进行补偿；以及

将第二推力轴承耦接到所述第二燃气轮机组件的轴上，以对将所述第二燃气轮机组件的压缩机去除叶片进行补偿。

5.根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括：

在所述第一燃气轮机组件的压缩机的输出部与所述附加压缩机的输入部之间插入中间冷却器；以及

在所述附加压缩机的输出部与所述空气储存器之间插入后冷却器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确保步骤确保气流的一部分能够从所述膨胀器中抽取并被注入到所述第二燃气轮机组件的燃烧室的上游，和确保所述膨胀器能够使经预热的压缩空气膨胀到大气压力。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，确保步骤确保来自所述膨胀器的所有排气气流能够被所述燃烧室接收，并因此被所述第二燃气轮机组件的涡轮接收。

8.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

在所述空气储存器和所述膨胀器之间提供同流换热器；以及

确保所述同流换热器能够接收热源以预热被所述膨胀器接收的压缩空气。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热源是来自所述第二燃气轮机组件的涡轮的排气。

10.一种压缩空气储能(CAES)系统，该系统包括：

第一燃气轮机组件，其具有耦接到电动机的轴、压缩机和去叶片式的涡轮元件；

第二燃气轮机组件，其具有耦接到发电机的轴、涡轮和去叶片式的压缩机；

空气储存器；

从所述第一燃气轮机组件的压缩机的输出部至所述空气储存器的第一互连；

从所述空气储存器至所述第二燃气轮机组件的涡轮的第二互连；

膨胀器；

与所述膨胀器关联的发电机；

从所述空气储存器至所述膨胀器的第三互连；

热源，其用于在所述第三互连中预热压缩空气；和

从所述膨胀器至所述第二燃气轮机组件的涡轮的第四互连。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述空气储存器被构造和设置成储存压缩空气。

12.根据权利要求10所述的系统，该系统进一步包括：

与所述第二燃气轮机组件的涡轮关联的燃烧室，其中所述第四互连位于所述膨胀器和所述燃烧室之间，且被构造和设置成允许来自所述膨胀器的气流被所述燃烧室的上游接收。