[发明专利]混合式动力发生系统及其方法

权利要求书

1. 一种混合式动力发生系统(10)，包括：

燃气轮机发动机系统(12)，其包括：

第一压缩机(18)，其构造成以便压缩入口空气流(30)，以产生处于第一压力的第一出口空气流(32)；

中间冷却器(34)，其联接到所述第一压缩机(18)上，并且构造成以便冷却离开所述第一压缩机(18)的所述第一出口空气流(32)，以产生第二出口空气流(36)；以及

第二压缩机(20)，其联接到所述中间冷却器(34)上，并且构造成以便压缩离开所述中间冷却器(34)的所述第二出口空气流(36)，以产生处于第二压力的第三出口空气流(38)；以及

联接到所述燃气轮机发动机系统(12)上的超临界朗肯循环系统(14)，其中，所述超临界朗肯循环系统(14)联接到所述中间冷却器(34)上，以便以与所述第一出口空气流(32)成热交换关系的方式使工作流体循环，以将处于超临界压力的所述工作流体从第一温度加热到超过所述工作流体的临界温度的第二温度，以及冷却离开所述第一压缩机(18)的所述第一出口空气流(32)。

2. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述超临界朗肯循环系统(14)包括超临界有机朗肯循环系统。

3. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述工作流体在所述超临界压力处被从所述第一温度加热到超过所述工作流体的所述临界温度的所述第二温度，而所述工作流体没有相变。

4. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述超临界朗肯循环系统(14)联接到所述中间冷却器(34)上，以便以与所述第一出口空气流(32)成热交换关系的方式使所述工作流体沿逆流方向循环。

5. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述超临界朗肯循环系统(14)包括膨胀器(46)，所述膨胀器(46)构造成以便使从所述中间冷却器(34)接收到的经加热的工作流体膨胀到更低的压力。

6. 根据权利要求5所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述超临界朗肯循环系统(14)进一步包括冷凝器(50)，所述冷凝器(50)联接到所述膨胀器(46)上，并且构造成以便使从所述膨胀器(46)供应的所述工作流体冷凝。

7. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述燃气轮机发动机系统(12)进一步包括燃烧器(26)，所述燃烧器(26)联接到所述第二压缩机(20)上，并且构造成以便燃烧燃料(40)和离开所述第二压缩机(20)的所述第三出口空气流(38)的混合物。

8. 根据权利要求1所述的混合式动力发生系统(10)，其特征在于，所述燃气轮机发动机系统(12)进一步包括涡轮(22)，所述涡轮(22)联接到所述燃烧器(26)上，并且构造成以便使从所述燃烧器(26)离开的燃烧排气(42)膨胀，以产生动力。

9. 一种混合式动力发生系统(10)，包括：

燃气轮机发动机系统(12)，其包括：

第一压缩机(18)，其构造成以便压缩入口空气流(30)，以产生处于第一压力的第一出口空气流(32)；

中间冷却器(34)，其联接到所述第一压缩机(18)上，并且构造成以便冷却离开所述第一压缩机(18)的所述第一出口空气流(32)，以产生第二出口空气流(36)；以及

第二压缩机(20)，其联接到所述中间冷却器(34)上，并且构造成以便压缩离开所述中间冷却器(34)的所述第二出口空气流(36)，以产生处于第二压力的第三出口空气流(38)；以及

超临界朗肯循环系统(14)，其通过中间流体回路(54)联接到所述燃气轮机发动机系统(12)上，所述中间流体回路(54)构造成以便使传热流体循环，其中，所述传热流体以与所述第一出口空气流(32)成热交换关系的方式循环，并且所述工作流体以与所述传热流体成热交换关系的方式循环，以将处于超临界压力的所述工作流体从第一温度加热到超过所述工作流体的临界温度的第二温度，以及冷却离开所述第一压缩机(18)的所述第一出口空气流(32)。

10. 一种运行混合式动力发生系统(10)的方法，包括：

通过第一压缩机(18)来压缩入口空气流(30)，以产生处于第一压力的第一出口空气流(32)；

通过中间冷却器(34)来冷却离开所述第一压缩机(18)的所述第一出口空气流(32)，以产生第二出口空气流(36)；以及

通过第二压缩机(20)来压缩离开所述中间冷却器(34)的所述第二出口空气流(36)，以产生处于第二压力的第三出口空气流(38)；

其中，冷却所述第一出口空气流(32)包括以与所述第一出口空气流(32)成热交换关系的方式使超临界朗肯循环系统(14)的工作流体循环，以将处于超临界压力的所述工作流体从第一温度加热到超过所述工作流体的临界温度的第二温度。