[发明专利]用氮气工作流体高效产生动力的系统和方法

权利要求书

1.一种动力产生系统，包括：

第一燃烧器，其被配置成在第一再循环流存在下燃烧第一燃料流和第一空气流，以产生第一燃烧流；

第一涡轮机，其被配置成使所述第一燃烧流膨胀；

第一热交换器，其被配置成从所述第一涡轮机接收至少一部分第一排放流，

其中，所述第一热交换器被配置成利用所述第一排放流的一部分，来加热所述第一空气流和由所述第一排放流产生的所述第一再循环流的至少一部分；

第二燃烧器，其被配置成在由所述第一排放流产生的第二再循环流存在下燃烧第二燃料流和第二空气流，以产生第二燃烧流；

第二涡轮机，其被配置成使所述第二燃烧流膨胀；以及

第二热交换器，其被配置成加热所述第二空气流和所述第二再循环流。

2.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第二热交换器被配置成利用来自所述第二涡轮机的第二排放流来加热所述第二空气流和所述第二再循环流。

3.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第二热交换器还被配置成加热所述第一再循环流的第二部分。

4.如权利要求1所述的动力产生系统，还包括第三燃烧器，其被配置成在从所述第二涡轮机接收的第二排放流存在下燃烧第三燃料流和第三空气流，以产生第三燃烧流；以及

第三涡轮机，其被配置成使所述第三燃烧流膨胀。

5.如权利要求4所述的动力产生系统，其中，所述第二热交换器被配置成利用来自所述第三涡轮机的第三排放流，来加热所述第二空气流和所述第二再循环流。

6.如权利要求5所述的动力产生系统，其中，所述第二热交换器还被配置成加热所述第三空气流。

7.如权利要求5所述的动力产生系统，其中，所述第二热交换器还被配置成加热所述第一再循环流的第二部分。

8.如权利要求1所述的动力产生系统，还包括再循环压缩机，其被配置成压缩所述第一再循环流。

9.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第一排放流的第二部分被引导至所述第二压缩机。

10.如权利要求1所述的动力产生系统，还包括洗涤器，其被配置成从所述第二热交换器接收经冷却的排放流。

11.如权利要求10所述的动力产生系统，其中，所述洗涤器包括CO₂吸附系统。

12.如权利要求1所述的动力产生系统，还包括空气压缩机系统，其被配置成压缩进料空气流以产生所述第一空气流和所述第二空气流。

13.如权利要求12所述的动力产生系统，其中，所述空气压缩机系统包括配置成压缩所述第一空气流的第一空气压缩机和配置成压缩所述第二空气流的第二空气压缩机。

14.如权利要求13所述的动力产生系统，其中，所述第二空气压缩机还被配置成，在所述第一空气压缩机压缩所述第一空气流之前，压缩所述第一空气流。

15.如权利要求13所述的动力产生系统，其中，所述空气压缩机系统被配置成控制所述第一空气流的流速和所述第二空气流的流速，以导致在所述第一燃烧器和所述第二燃烧器中的基本化学计量燃烧。

16.如权利要求15所述的动力产生系统，其中，所述空气压缩机系统被配置成控制所述第一空气流的流速和所述第二空气流的流速，以在所述第一燃烧器和所述第二燃烧器中的燃烧中产生上至约5%的过量O₂。

17.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第一燃料流和所述第二燃料流包括经压缩的烃气。

18.如权利要求17所述的动力产生系统，其中，所述经压缩的烃气包括甲烷。

19.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第一空气流和所述第二空气流包括经压缩的环境空气。

20.如权利要求1所述的动力产生系统，其中，所述第一再循环流和所述第二再循环流大于以摩尔计50%N₂。

21.如权利要求1所述的动力产生系统，还包括分离器，其被配置成从被引导经过所述第一热交换器的所述第一排放流的一部分中去除液流。