CH698410A2 - Stromerzeugungsturbinensystem. - Google Patents

Abstract

Eine Stromerzeugungsturbinensystem, die einen Axialverdichter (104) enthält, der einen Luftstrom verdichtet, der dann mit einem Brennstoff vermischt und in einer Brennkammer (120) so verbrannt wird, dass der entstehende Heissgasstrom durch eine Turbine hindurch gerichtet wird; wobei:<br />die Turbine eine Hochdruck-Turbinensektion (204) und eine Niederdruck-Turbinensektion (208) umfasst;<br />die Hochdruck-Turbinensektion (204) über eine erste Welle (216) so mit dem Axialverdichter (104) gekoppelt ist, dass während des Betriebes die Hochdruck-Turbinensektion (204) den Axialverdichter (104) antreibt; und<br />die Niederdruck-Turbinensektion (208) über eine zweite Welle (220) so mit einem Niedrigdrehzahlgenerator (212) gekoppelt ist, dass während des Betriebes die Niederdruck-Turbinensektion (208) den Niedrigdrehzahlgenerator (212) antreibt.

Description

  Allgemeiner Stand der Technik

  

[0001]    Diese vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Turbinenmotoren und -Systeme. Genauer gesagt, aber ohne darauf beschränkt zu sein, betrifft die vorliegende Anmeldung Systeme zum Verbessern der Turbinenleistung durch die Verwendung von - unter anderem - Mehrwellenanordnungen und/oder Halbdrehzahlgeneratoren.

  

[0002]    Angesichts steigender Energiekosten und zunehmender Nachfrage kommt dem Ziel der Verbesserung der Effizienz von Gasturbinen immer eine hohe Bedeutung zu. Um dieses Ziel zu erreichen, sind grössere Gasturbinen, die einen höheren Massestrom verarbeiten können, als ein Weg zur Erhöhung der Effizienz der Energieerzeugung vorgeschlagen worden. Allerdings sind Gasturbinen, die zur Stromerzeugung verwendet werden, wegen des Zusammenspiels zweier Faktoren allgemein Grössenbeschränkungen unterworfen. Als Erstes arbeiten Stromerzeugungs-Gasturbinen allgemein mit der gleichen Frequenz wie das Wechselstromnetz, um kein Reduktionsgetriebe zu benötigen. Darum ist - weil viele Länder Wechselstrom mit einer Frequenz von entweder 50 oder 60 Hz verteilen - die Betriebsfrequenz von Stromerzeugungs-Gasturbinen auf entweder 50 oder 60 Hz beschränkt.

   (Hinweis: Im Interesse der Kürze und Klarheit werden im Folgenden die beiden häufigsten Stromerzeugungsfrequenzen, d.h. 50 Hz und 60 Hz, als 60 Hz bezeichnet. Sofern nicht anders angegeben, versteht es sich, dass ein Verweis auf eine Frequenz von 60 Hz auch einen Verweis auf eine Frequenz von 50 Hz sowie ähnliche Frequenzen beinhaltet, die in einem Wechselstromnetz verwendet werden können.)

  

[0003]    Der zweite Faktor ist die Unfähigkeit derzeitiger Materialien, den Zentrifugalbelastungen zu widerstehen, die mit den rotierenden Teilen grösserer Turbinen zusammenhängen. Wenn die Grösse und der Massestrom von Turbinen zunehmen, so müssen die rotierenden Teile der Turbine notwendigerweise ebenfalls grösser und schwerer werden. Jedoch bewirkt bei den rotierenden Teilen, wie zum Beispiel den Turbinenschaufeln, diese Erhöhung von Grösse und Gewicht, dass diese Teile einer erheblichen Zunahme der Zentrifugalbelastung unterliegen, wenn die normale Betriebsfrequenz von 50-60 Hz beibehalten wird. Wie dem Durchschnittsfachmann einleuchtet, bereitet dieser Zustand besonders den grösseren und schwereren Turbinenschaufeln der Niederdruck- oder hinteren Stufen der Turbine Probleme.

   In den vorderen Sektionen des Verdichters, wo die grösseren Verdichterschaufeln sitzen, können übermässige Zentrifugalbelastungen in ähnlicher Weise ein begrenzendes Problem darstellen. Das heisst, die derzeitigen Materialbeschränkungen machen es unmöglich oder unwirtschaftlich teuer, Teile herzustellen, die erfolgreich in diesen grösseren Turbinen eingesetzt werden können.

  

[0004]    Die Kombination dieser beiden Probleme beschränkt allgemein die Grösse, mit der Stromerzeugungsturbinen kosteneffektiv gebaut werden können. Infolge dessen werden grössere und effizientere Turbinen nicht implementiert. Es besteht somit Bedarf an verbesserten Verfahren und Systemen für den Turbinenbetrieb, die den Bau grösserer Turbinen und deren kosteneffektiven Betrieb ermöglichen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

  

[0005]    Die vorliegende Anmeldung beschreibt daher ein Stromerzeugungsturbinensystem, das einen Axialverdichter enthalten kann, der einen Luftstrom verdichtet, der dann mit einem Brennstoff vermischt und in einer Brennkammer verbrannt wird, so dass der entstehende Heissgasstrom durch eine Turbine hindurch gerichtet wird. Die Turbine kann eine Hochdruck-Turbinensektion und eine Niederdruck-Turbinensektion enthalten. Die Hochdruck-Turbinensektion kann über eine erste Welle so mit dem Axialverdichter gekoppelt sein, dass während des Betriebes die Hochdruck-Turbinensektion den Axialverdichter antreibt. Und die Niederdruck-Turbinensektion kann über eine zweite Welle so mit einem Niedrigdrehzahlgenerator gekoppelt sein, dass während des Betriebes die Niederdruck-Turbinensektion den Niedrigdrehzahlgenerator antreibt.

  

[0006]    Die vorliegende Anmeldung beschreibt des Weiteren ein Stromerzeugungsturbinensystem, das Folgendes enthalten kann:
<tb>1)<sep>eine Turbine, die zwei Sektionen enthält: eine Hochdruck-Turbinensektion und eine Niederdruck-Turbinensektion, die jeweils auf getrennten Wellen sitzen;


  <tb>2)<sep>einen Axialverdichter, der einen Luftstrom verdichtet, der dann mit einem Brennstoff vermischt und in einer Brennkammer verbrannt wird, so dass der entstehende Heissgasstrom durch die Turbine hindurch geleitet wird;


  <tb>3)<sep>einen Vierpolgenerator; und


  <tb>4)<sep>eine erste Welle, welche die Hochdruck-Turbinensektion so mit dem Axialverdichter koppelt, dass während des Betriebes die Hochdruck-Turbinensektion den Axialverdichter antreibt; und


  <tb>5)<sep>eine zweite Welle, welche die Niederdruck-Turbinensektion so mit dem Vierpolgenerator koppelt, dass während des Betriebes die Niederdruck-Turbinensektion den Vierpolgenerator antreibt.

  

[0007]    Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Anmeldung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen deutlich, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen und den angehängten Ansprüchen gelesen werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

  

[0008]    
<tb>Fig. 1<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss herkömmlicher Bauart veranschaulicht.


  <tb>Fig. 2<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 3<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 4<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 5<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 6<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 7<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 8<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.


  <tb>Fig. 9<sep>ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.

  

[0009]    Detaillierte Beschreibung der Erfindung

  

[0010]    Wenden wir uns nun den Figuren zu, wo die verschiedenen Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile darstellen. Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems des Standes der Technik veranschaulicht. Allgemein zieht ein Gasturbinenmotor Energie aus einem Heissgasstrom ab, der durch Verbrennung von Gas oder Heizöl in einen Strom aus verdichteter Luft erzeugt wird. Als solches enthält der Gasturbinenmotor 100 einen stromaufwärtigen Axialverdichter oder Verdichter 104, der mechanisch durch einen einzelne oder gemeinsame Welle 108 mit einer stromabwärtigen Turbine 112 und einem Generator 116 mit einer Brennkammer 120, die zwischen dem Verdichter 104 und der Turbine 112 angeordnet ist, gekoppelt ist.

  

[0011]    Während des Betriebes kann die Drehung der Verdichterschaufeln innerhalb des Axialverdichters 104 einen Luftstrom verdichten. Es kann dann Energie freigesetzt werden, wenn die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 120 gezündet wird. Der entstehende Strom sich ausdehnender Heissgase aus der Brennkammer kann dann über die Blätter oder Schaufeln innerhalb der Turbine 112 gerichtet werden, wodurch die Energie des heissen Gasstromes in die mechanische Energie der rotierenden Welle 108 umgewandelt wird. Wie beschrieben, kann die gemeinsame Welle 108 den Verdichter 104 mit der Turbine 112 koppeln, so dass die Drehung der Welle 108, die durch den Strom durch die Turbine 112 hindurch hervorgerufen wird, den Verdichter 104 antreiben kann.

   Die gemeinsame Welle 108 kann auch die Turbine 112 mit dem Generator 116 koppeln, so dass die Drehung der Welle 108, die durch den Strom durch die Turbine 112 hindurch hervorgerufen wird, den Generator 116 antreiben kann.

  

[0012]    Der Generator 116 wandelt die mechanische Energie der rotierenden Welle in elektrische Energie um. In der Regel ist der Generator 116 in Stromerzeugungsanwendungen ein Zweipolgenerator. Wie dem Durchschnittsfachmann einleuchtet, muss die Welle 108, wenn ein Getriebe fehlt (das allgemein die Komplexität und die Kosten des Systems erhöht und seine Effizienz verringert), den Zweipolgenerator mit einer Frequenz von 60 Hz antreiben, um elektrische Energie zu erzeugen, die mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist. Somit machen es die Anforderungen des Wechselstromnetzes, die Verwendung von Zweipolgeneratoren und die Nachteile in Verbindung mit der Verwendung eines Getriebes allgemein erforderlich, dass Turbinenmotoren mit der Frequenz von 60 Hz arbeiten.

   Wie oben beschrieben, unterliegen Turbinenmotoren, die nahe einem solch hohen Frequenzniveau arbeiten, aufgrund der hohen Zentrifugalbelastungen, die auf ihre rotierenden Teile wirken, allgemein Einschränkungen hinsichtlich Grösse und Massestromfähigkeiten.

  

[0013]    Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems 200 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. (Es ist zu beachten, dass in der gesamten Beschreibung der Fig. 2-9verschiedene Systemkomponenten beschrieben werden. Zu diesen Systemkomponenten gehören Generatoren, Turbinen, Dampfturbinen, Brennkammern, Verdichter und mehrere Wellen. Sofern nicht anders angegeben, ist es beabsichtigt, dass die Beschreibungen der Systemkomponenten in einem weiten Sinne so zu verstehen sind, dass sämtliche Variationen jeder Komponente darin enthalten sind. Des Weiteren meint im Sinne des vorliegenden Textes "Turbine" allgemein die Turbinensektion eines Gasturbinenmotors, während "Dampfturbine" die Turbinensektion eines Dampfturbinenmotors meint.

   Das Turbinensystem 200 kann einen Verdichter 104, eine Brennkammer 120, eine Turbine mit einer Hochdruck-Turbinensektion 204 und einer Niederdruck-Turbinensektion 208 und einen Niedrigdrehzahlgenerator 212 enthalten. Im Sinne des vorliegenden Textes sollen die Bezeichnungen "Niederdruck-Turbinensektion" und "Hochdruck-Turbinensektion" die jeweiligen Arbeitsdruckniveaus einer jeden im Vergleich zur anderen unterscheiden (d.h. man könnte die vorderen Stufen einer typischen Turbine als die "Hochdruck-Turbinensektion" bezeichnen, und die hinteren Stufen könnte man als die "Niederdruck-Turbinensektion" bezeichnen, weil, wenn sich das Arbeitsfluid durch die Turbine hindurch ausdehnt - zuerst durch die vordere Sektion hindurch und dann durch die hintere Sektion hindurch -  der Druck des Stroms abnimmt).

   Das heisst, sofern nichts anderes angegeben ist, soll diese Terminologie in keiner Weise eine andere Einschränkung implizieren. Des Weiteren meint im Sinne des vorliegenden Textes ein "Hochgeschwindigkeitsgenerator" einen herkömmlichen Zweipolgenerator, der gemeinhin in Stromerzeugungsanwendungen verwendet wird. Ein "Niedrigdrehzahlgenerator" meint einen Generator, der mehr als zwei Pole hat, zum Beispiel einen Vierpolgenerator, einen Sechspolgenerator, einen Achtpolgenerator usw.

  

[0014]    In einer herkömmlichen Weise kann der Verdichter 104 über eine erste Welle 216 so mit der Hochdruck-Turbinensektion 204 gekoppelt sein, dass während des Betriebes die Hochdruck-Turbinensektion 204 den Axialverdichter antreibt. In der gleichen Weise kann die Niederdruck-Turbinensektion 208 über eine zweite Welle 220 so mit einem Niedrigdrehzahlgenerator 212 gekoppelt sein, dass während des Betriebes die Niederdruck-Turbinensektion 208 den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreibt. In einigen Ausführungsformen kann die Hochdruck-Turbinen-Sektion 204 1 oder 2 Stufen enthalten, und die Niederdruck-Turbinensektion 208 kann 2 bis 4 Stufen enthalten.

   Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen die Hochdruck-Turbinensektion 204 so definiert sein, dass sie die Stufen einer Turbine enthält, die dann arbeiten sollen, wenn der Druck des Stromes aus sich ausdehnenden Heissgasen (d.h. des Arbeitsfluids) zwischen ungefähr 260 und 450 psi liegt. Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen die Niederdruck-Turbinensektion 208 so definiert sein, dass sie die Stufen einer Turbine enthält, die dann arbeiten sollen, wenn der Druck des Arbeitsfluids zwischen ungefähr 50 und 150 psi liegt.

  

[0015]    Während des Betriebes kann das Stromerzeugungsturbinensystem 200 folgendermassen arbeiten. Die Drehung der Verdichterschaufeln innerhalb des Axialverdichters 104 kann einen Luftstrom verdichten. Dann kann Energie freigesetzt werden, wenn die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 120 gezündet wird. Der entstehende Strom von sich ausdehnenden Heissgasen aus der Brennkammer 120 kann dann über die Schaufeln innerhalb der Hochdruck-Turbinensektion 204 gerichtet werden, wodurch die Energie des Heissgasstromes in die mechanische Energie der rotierenden ersten Welle 216 umgewandelt wird. Die erste Welle 216 kann so mit dem Axialverdichter 104 gekoppelt sein, dass die Drehung der Welle 216, die durch den Arbeitsfluidstrom - durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch hervorgerufen wird, den Axialverdichter 104 antreiben kann.

   Weil die Hochdruck-Turbinensektion 204 nicht mit einem Generator gekoppelt ist, ist ihre Betriebsfrequenz nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, wodurch sie mit jeder Frequenz arbeiten kann, die für das System die effizienteste ist. In einigen Ausführungsformen kann die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 204 mindestens ungefähr 50 Hz betragen. Natürlich ist ohne Getriebe in dem System die Betriebsfrequenz des Axialverdichters 104 die gleiche wie die Frequenz der Hochdruck-Turbinensektion 204. In anderen Ausführungsformen kann die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 204 mindestens 70 Hz betragen.

  

[0016]    Nachdem sich der Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch ausgedehnt hat, kann dann das Arbeitsfluid durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch gerichtet werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Prozess kann der Arbeitsfluidstrom über die Schaufelstufen innerhalb der Niederdruck-Turbinensektion 208 gerichtet werden, wodurch die Energie des strömenden Arbeitsfluids in die mechanische Energie der rotierenden zweiten Welle 220 umgewandelt wird. Die zweite Welle 220 kann die Niederdruck-Turbinensektion 208 so mit dem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln, dass die Drehung der zweiten Welle 220, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch hervorgerufen wird, den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreiben kann.

  

[0017]    Wie angegeben, kann der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Generator sein, der mehr als zwei Pole aufweist, so dass der Niedrigdrehzahlgenerator 212 elektrische Energie mit einer Frequenz ausgeben kann, die mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist, während er eine Wellenfrequenz empfängt, die viel langsamer ist. Somit könnte zum Beispiel in dem Fall, wo der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Vierpolgenerator ist, die Niedrigdrehzahl-Turbinensektion 208 mit einer verringerten Frequenz von 30 Hz betrieben werden und trotzdem eine Wechselstromfrequenz von 60 Hz erzeugen, die mit dem Wechselstromnetz kompatibel wäre. Das heisst, die Betriebsfrequenz von 30 Hz der Niedrigdrehzahl-Turbinensektion 208 würde die zweite Welle 220 mit einer Frequenz von 30 Hz antreiben, die wiederum den Vierpolgenerator mit einer Frequenz von 30 Hz antreiben würde.

   Der Vierpolgenerator würde dann Wechselstrom mit 60 Hz ausgeben. In einer ähnlichen Weise können die gleichen Ergebnisse (d.h. eine Ausgabe von kompatiblem Wechselstrom mit oder etwa der Frequenz von 60 Hz) mit langsameren Betriebsfrequenzen für die Niedrigdrehzahl-Turbinensektion 208 erreicht werden, wenn man einen Sechspolgenerator oder einen Achtpolgenerator verwenden würde. Natürlich sind auch Generatoren mit mehr Polen möglich.

  

[0018]    Wie beschrieben, müssen - weil der Druck des Arbeitsfluids bis zu dem Moment, wo der Strom die hinteren Stufen der Turbine erreicht, stark abgenommen hat - die rotierenden Teile in diesem Bereich, insbesondere die Schaufeln, beträchtlich grösser gestaltet werden, um effektiv die Restenergie des Arbeitsfluids aufzunehmen. Natürlich werden in dem Masse, wie die rotierenden Teile immer grösser werden, auch die Zentrifugalkräfte, die auf die rotierenden Teile einwirken, grösser und stossen schliesslich an unüberwindliche Grenzen, die durch die betrieblichen Beschränkungen der verfügbaren Materialien gesetzt werden. Dies kann, wie besprochen, die stetige Zunahme der Turbinenmotorgrösse und der Strömungskapazitäten begrenzen, auch wenn eine solche Zunahme eine effizientere Stromerzeugung zur Folge hätte.

   Jedoch kann durch Verwenden des Niedrigdrehzahlgenerators 212 die Niederdruck-Turbinensektion 208 kompatiblen Wechselstrom mit verringerten Betriebsfrequenzen erzeugen. Die Verringerungen der Frequenz verringern signifikant die Zentrifugalbelastung auf die rotierenden Teile, wodurch die Teile grösser gestaltet werden können. Dies lässt grössere Turbinenmotoren und Strömungskapazitäten zu. Des Weiteren wird es dank der Verwendung mehrerer Wellen durch das Stromerzeugungsturbinensystem 200, d.h. die erste Welle 216 und die zweite Welle 220, möglich, dass die Hochdruck-Turbinensektion 204 (die aufgrund der höheren Drücke durch diese Sektion hindurch mit kleineren rotierenden Teilen, die das Problem übermässiger Zentrifugalbelastungen mindern, effektiv funktioniert) mit einer anderen, höheren (effizienteren) Frequenz als die Niederdruck-Turbinensektion 204 arbeitet.

  

[0019]    Fig. 3 ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems 300 gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Das Stromerzeugungsturbinensystem 300 kann die gleichen Systemkomponenten wie das Stromerzeugungsturbinensystem 200 enthalten -mit Ausnahme der Hinzufügung einer Dampfturbine 302. Wie dem Durchschnittsfachmann einleuchtet, kann zum Beispiel Abwärme aus einem Gasturbinenmotor durch einen Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator zurückgewonnen werden, um eine herkömmliche Dampfturbine zu betreiben. Wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird, kann die Dampfturbine 302 in einigen Ausführungsformen eine Niederdruckdampfturbine sein.

   Im Sinne des vorliegenden Textes ist eine "Niederdruckdampfturbine" allgemein als eine Dampfturbine definiert, die nur die Niederdruck- oder hinteren Stufen einer herkömmlichen Dampfturbine enthält. Die Dampfturbine 302 kann über die zweite Welle so mit dem Niedrigdrehzahlgenerator 212 gekoppelt sein, dass während des Betriebes sowohl die Niederdruck-Turbinensektion 208 als auch die Niederdruckdampfturbine 302 den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreiben. Dementsprechend kann die Dampfturbine 302 mit den gleichen Frequenzen arbeiten wie jene, die für die Niederdruck-Turbinensektion 208 beschrieben wurden (d.h. wenn der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Vierpolgenerator ist, so kann die Dampfturbine 302 mit einer Frequenz von 30 Hz arbeiten).

   Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 300 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0020]    Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems 400 gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform enthält allgemein die gleichen Systemkomponenten wie das Stromerzeugungsturbinensystem 200 in Fig. 2, doch die Position des Niedrigdrehzahlgenerators 212 wurde verändert. Weil sich in Fig. 2 der Niedrigdrehzahlgenerator 212 auf der gleichen Seite befindet wie die Turbinensektionen 204, 208, sprechen wir davon, dass sich der Niedrigdrehzahlgenerator auf der "Heiss-Seite" befindet. Weil sich in Fig. 4der Niedrigdrehzahlgenerator 212 auf der gleichen Seite befindet wie der Axialverdichter 104, sprechen wir davon, dass sich der Niedrigdrehzahlgenerator auf der "Kalt-Seite" befindet.

   Wie dem Durchschnittsfachmann einleuchtet, arbeiten - wie in Fig. 4 veranschaulicht - die erste Welle 216 und die zweite Welle 220 unabhängig voneinander und mit unterschiedlichen Frequenzen (d.h., die zweite Welle 220 befindet sich in der ersten Welle 216, wie veranschaulicht). Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 400 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0021]    Fig.5 ist eine schematische Zeichnung, welche die Konfiguration eines Stromerzeugungsturbinensystems 500 gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Die in Fig. 5 veranschaulichte Ausführungsform enthält allgemein die gleichen Systemkomponenten wie das Stromerzeugungsturbinensystem 300 von Fig. 3; jedoch wurden die Positionen des Niedrigdrehzahlgenerators 212 und der Niedrigdrehzahl-Dampfturbine 302 verändert. In Fig. 5 befinden sich sowohl der Niedrigdrehzahlgenerator 212 als auch die Niederdruckdampfturbine 302 auf der Kalt-Seite. Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 500 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0022]    Fig. 6 und Fig. 7 sind schematische Zeichnungen, die ein Stromerzeugungsturbinensystem 600 bzw. ein Stromerzeugungsturbinensystem 700 gemäss alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung veranschaulichen. Sowohl Fig. 6 als auch Fig. 7 veranschaulichen Ausführungsformen, bei denen der Axialverdichter eine Hochdruckverdichtersektion 602 und eine Niederdruckverdichtersektion 606 enthält, die auf getrennten Wellen sitzen. Wie weiter unten noch ausführlicher besprochen wird, kann das Vorhandensein getrennter Wellen es ermöglichen, dass jede Verdichtersektion mit einer anderen Frequenz arbeitet und durch verschiedene Verdichtersektionen angetrieben wird, wodurch der Betrieb optimiert wird.

  

[0023]    Wenden wir uns nun der Ausführungsform von Fig. 6 zu. Eine erste Welle 216 kann in herkömmlicher Weise die Hochdruckverdichtersektion 602 mit einer Hochdruck-Turbinensektion 204 koppeln. Eine zweite Welle 220 kann eine Niederdruck-Turbinensektion 208 mit der Niederdruckverdichtersektion 606 koppeln. Ausserdem kann die zweite Welle 220 die Niederdruck-Turbinensektion 208 mit einem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln. Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform von Fig. 6der Niedrigdrehzahlgenerator 212 auf der Kalt-Seite positioniert ist. In alternativen Ausführungsformen kann der Niedrigdrehzahlgenerator 212 auch auf der Heiss-Seite positioniert sein.

  

[0024]    Während des Betriebes kann das Stromerzeugungsturbinensystem 600 folgendermassen arbeiten. Die Drehung der Verdichterschaufeln innerhalb der Hochdruckverdichtersektion 602 und der Niederdruckverdichtersektion 606 kann einen Luftstrom verdichten. Es kann dann Energie freigesetzt werden, wenn die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 120 gezündet wird. Der entstehende Strom von sich ausdehnenden Heissgasen aus der Brennkammer 120 kann dann über die Schaufeln innerhalb der Hochdruck-Turbinensektion 204 gerichtet werden, wodurch die in dem Heissgasstrom enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden ersten Welle 216 umgewandelt wird.

   Die erste Welle 216 kann so mit der Hochdruckverdichtersektion 602 gekoppelt sein, dass die Drehung der Welle 216, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch hervorgerufen wird, die Hochdruckverdichtersektion 602 antreibt. Weil die Hochdruck-Turbinensektion 204 nicht mit einem Generator gekoppelt ist, ist seine Betriebsfrequenz nicht auf einen bestimmten Wert begrenzt, wodurch sie mit jeder Frequenz arbeiten kann, die für das System die effizienteste ist. In einigen Ausführungsformen kann die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 204 mindestens ungefähr 50 Hz betragen. Natürlich ist, ohne Getriebe in dem System, die Betriebsfrequenz der Hochdruckverdichtersektion 602 die gleiche wie die Frequenz der Hochdruck-Turbinensektion 204.

   In anderen Ausführungsformen kann die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 204 mindestens ungefähr 70 Hz betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Hochdruckverdichtersektion 1 oder 2 Stufen haben, und die Niederdruckverdichtersektion kann 2 bis 4 Stufen haben.

  

[0025]    Nachdem sich der Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch ausgedehnt hat, kann der Strom dann durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch gerichtet werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Prozess kann der Arbeitsfluidstrom über die Schaufelstufen innerhalb der Niederdruck-Turbinensektion 208 gerichtet werden, wodurch die in dem Arbeitsfluid enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden zweiten Welle 220 umgewandelt wird. Die zweite Welle 220 kann die Niederdruck-Turbinensektion 208 so mit dem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln, dass die Drehung der zweiten Welle 220, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch hervorgerufen wird, den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreibt.

  

[0026]    Wie oben ausführlicher beschrieben wurde, kann der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Generator sein, der mehr als zwei Pole hat, so dass der Niedrigdrehzahlgenerator 212 elektrische Energie mit einer Frequenz ausgeben kann, die mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist, während er eine Wellenfrequenz empfängt, die viel langsamer ist. Somit könnte zum Beispiel in dem Fall, wo der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Vierpolgenerator ist, die Niedrigdrehzahl-Turbinensektion 208 mit einer verringerten Frequenz von 30 Hz betrieben werden und trotzdem eine Wechselstromfrequenz von 60 Hz erzeugen, was mit dem Wechselstromnetz kompatibel sein würde.

  

[0027]    Die zweite Welle 220 kann auch die Niedrigdrehzahl-Turbinensektion 208 so mit der Niedrigdrehzahl-Verdichtersektion 606 koppeln, dass die Drehung der zweiten Welle 220, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch hervorgerufen wird, den Niedrigdrehzahl-Verdichter 606 antreibt. Wie zuvor beschrieben, ist die Problematik hoher Frequenzraten und grösserer rotierender Teile nicht auf die Turbinensektion des Motors beschränkt, weil es auch für den Verdichter relevant sein kann. In dem Masse, wie die rotierenden Blätter des Verdichters grösser werden, um Systeme mit grösserer Turbinenleistung und grösseren Strömungskapazitäten zu ermöglichen, wird die übermässige Zentrifugalbelastung zu einem Problem. Das gilt insbesondere für die vorderen Niederdruckstufen des Verdichters, wo grössere Verdichterschaufeln benötigt werden.

  

[0028]    Dieses Problem kann effektiv gelöst werden, wenn die Niederdruckverdichtersektion 606 auf einer getrennten Welle mit einer niedrigeren Frequenz als die Hochdruckstufen am hinteren Ende des Verdichters gedreht wird. Als solches kann die zweite Welle 220 die Niederdruck-Turbinensektion 208 mit der Niederdruckverdichtersektion 606 koppeln. Auf diese Weise kann die Niederdruckverdichtersektion 606 effektiv zum Erhöhen der Verdichtung durch den Verdichter verwendet werden, während sie mit einer verringerten Frequenz arbeitet, so dass die Grösse der rotierenden Teile nicht begrenzt ist. Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 600 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0029]    Fig. 7 veranschaulicht auch eine Ausführungsform, in der der Axialverdichter eine Hochdruckverdichtersektion 602 und eine Niederdruckverdichtersektion 606 enthält, die auf getrennten Wellen sitzen. Das Stromerzeugungsturbinensystem 700 enthält eine Niederdruckdampfturbine 302, die mit dem Niedrigdrehzahl-Stromgenerator 212, der Niederdruckverdichtersektion 606 und der Niederdruck-Turbinensektion 208 über die zweite Welle 220 gekoppelt ist. Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform von Fig. 7 die Niederdruckdampfturbine 302 auf der Kalt-Seite positioniert ist. In alternativen Ausführungsformen kann die Niederdruckdampfturbine 302 auf der Heiss-Seite positioniert sein.

   Während des Betriebes kann die Niederdruckdampfturbine 302 so arbeiten, dass sie den Niedrigdrehzahlgenerator 212 und die Niederdruckverdichtersektion 606 mit einer verringerten Frequenz antreibt, wie oben in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben, die die Niederdruckdampfturbine enthalten. Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 700 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0030]    Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung, die ein Stromerzeugungsturbinensystem 800 gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Wie veranschaulicht, kann eine erste Welle 216 in herkömmlicher Weise eine Hochdruck-Turbinensektion 204 mit einem Axialverdichter 104 koppeln. Die erste Welle 216 kann auch die Hochdruck-Turbinensektion 204 mit einem Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 koppeln. Eine zweite Welle 220 kann eine Niederdruck-Turbinensektion 208 mit einem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln. Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform von Fig. 8der Niedrigdrehzahlgenerator 212 auf der Heiss-Seite positioniert ist und der Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 auf der Kalt-Seite positioniert ist. In alternativen Ausführungsformen sind auch anderen Positionen möglich.

  

[0031]    Während des Betriebes kann das Stromerzeugungsturbinensystem 800 folgendermassen arbeiten. Die Drehung der Verdichterschaufeln innerhalb des Verdichters 104 kann einen Luftstrom verdichten. Es kann dann Energie freigesetzt werden, wenn die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 120 gezündet wird. Der entstehende Strom von sich ausdehnenden Heissgasen aus der Brennkammer 120 kann dann über die Schaufeln innerhalb der Hochdruck-Turbinensektion 204 gerichtet werden, wodurch die in dem Heissgasstrom enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden ersten Welle 216 umgewandelt wird. Die erste Welle 216 kann so mit dem Verdichter 104 gekoppelt sein, dass die Drehung der Welle 216, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch hervorgerufen wird, den Verdichter 104 antreibt.

   Die erste Welle 216 kann auch so mit dem Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 gekoppelt sein, dass die Drehung der Welle 216, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch hervorgerufen wird, den Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 antreibt. In einigen Ausführungsformen kann - weil die Hochdruck-Turbinensektion 204 mit dem Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 gekoppelt ist - seine Betriebsfrequenz 60 Hz betragen, so dass die durch den Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 erzeugte elektrische Energie auch eine Frequenz von 60 Hz hat und somit mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist. Es sind auch andere Betriebsfrequenzen möglich.

  

[0032]    Nachdem sich der Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 hindurch ausgedehnt hat, kann der Strom dann durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch gerichtet werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Prozess kann der Arbeitsfluidstrom über die Schaufelstufen innerhalb der Niederdruck-Turbinensektion 208 gerichtet werden, wodurch die in dem Arbeitsfluid enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden zweiten Welle 220 umgewandelt wird. Die zweite Welle 220 kann die Niederdruck-Turbinensektion 208 so mit dem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln, dass die Drehung der zweiten Welle 220, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 hindurch hervorgerufen wird, den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreibt.

   Wie oben ausführlicher beschrieben wurde, kann der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Generator sein, der mehr als zwei Pole hat, so dass der Niedrigdrehzahlgenerator 212 elektrische Energie mit einer Frequenz ausgeben kann, die mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist, während er eine Wellenfrequenz empfängt, die viel langsamer ist.

  

[0033]    Die in Fig. 8 beschriebe Ausführungsform kann auch eine Dampfturbine 302 aufweisen, die mit der zweiten Welle 220 gekoppelt ist und die weitgehend in der gleichen Weise arbeitet, wie es oben für diese konkrete Systemkomponente beschrieben ist. Des Weiteren kann der Verdichter 104 von Fig. 8eine Hochdruckverdichtersektion 602 und eine Niederdruckverdichtersektion 606 enthalten, die auf getrennten Wellen sitzen und in der gleichen Weise funktionieren, wie es oben für diese konkrete Systemkomponente beschrieben ist. Das heisst, die Hochdruckverdichtersektion 602 kann mit der ersten Welle 216 gekoppelt sein und durch die Hochdruck-Turbinensektion 204 angetrieben werden, und die Niederdruckverdichtersektion 606 kann mit der zweiten Welle 220 gekoppelt sein und durch die Niederdruck-Turbinensektion 208 angetrieben werden.

   Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 800 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0034]    Fig. 9 ist eine schematische Zeichnung, die ein Stromerzeugungsturbinensystem 900, das drei voneinander unabhängig funktionierende Wellen aufweist, gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Wie veranschaulicht, kann eine erste Welle 902 in herkömmlicher Weise eine Hochdruck-Turbinensektion 904 mit einer Hochdruckverdichtersektion 905 koppeln. Eine zweite Welle 906 kann eine Mitteldruckturbinensektion 908 mit einer Hochdruckverdichtersektion 909 und einem Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 koppeln. Eine dritte Welle 910 kann eine Niederdruck-Turbinensektion 912 mit einem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln. Es ist zu beachten, dass, wie oben allgemein beschrieben, auch andere Anordnungen der Systemkomponenten möglich sein können als die, die in Fig. 9 veranschaulicht sind.

  

[0035]    Während des Betriebes kann das Stromerzeugungsturbinensystem 900 folgendermassen arbeiten. Die Drehung der Verdichterschaufeln innerhalb der Hochdruckverdichtersektion 905 und der Niederdruckverdichtersektion 909 kann einen Luftstrom verdichten. Es kann dann Energie freigesetzt werden, wenn die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 120 gezündet wird. Der entstehende Strom von sich ausdehnenden Heissgasen aus der Brennkammer 120 kann dann über die Schaufeln innerhalb der Hochdruck-Turbinensektion 904 gerichtet werden, wodurch die in dem Heissgasstrom enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden ersten Welle 902 umgewandelt wird.

   Die erste Welle 902 kann so mit der Hochdruckverdichtersektion 904 gekoppelt sein, dass die Drehung der ersten Welle 902, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 902 hindurch hervorgerufen wird, die Hochdruckverdichtersektion 905 antreibt. Weil die Hochdruck-Turbinensektion 905 nicht mit einem Generator gekoppelt ist, ist ihre Betriebsfrequenz nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, wodurch sie mit jeder Frequenz arbeiten kann, die für das System die effizienteste ist. In einigen Ausführungsformen kann die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 905 mindestens ungefähr 50 Hz betragen. Natürlich ist, ohne Getriebe in dem System, die Betriebsfrequenz der Hochdruckverdichtersektion 905 die gleiche wie die Frequenz der Hochdruck-Turbinensektion 904.

   In anderen Ausführungsformen beträgt die Betriebsfrequenz für die Hochdruck-Turbinensektion 904 mindestens ungefähr 70 Hz.

  

[0036]    Nachdem sich der Arbeitsfluidstrom durch die Hochdruck-Turbinensektion 904 hindurch ausgedehnt hat, kann der Strom dann durch die Mitteldruckturbinensektion 908 hindurch gerichtet werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Prozess kann der Arbeitsfluidstrom über die Schaufelstufen innerhalb der Mitteldruckturbinensektion 908 gerichtet werden, wodurch die in dem Arbeitsfluid enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden zweiten Welle 906 umgewandelt wird. Die zweite Welle 906 kann die Mitteldruckturbinensektion 908 so mit der Niederdruckverdichtersektion 909 koppeln, dass die Drehung der zweiten Welle 906, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Mitteldruckturbinensektion 908 hindurch hervorgerufen wird, die Niederdruckverdichtersektion 909 antreibt.

   Die zweite Welle 906 kann auch so mit dem Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 gekoppelt sein, dass die Drehung der Welle 906, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Mitteldruckturbinensektion 908 hindurch hervorgerufen wird, den Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 antreibt. In einigen Ausführungsformen kann - weil die Mitteldruckturbinensektion 908 mit dem Hochdrehzahlgenerator 802 gekoppelt ist - seine Betriebsfrequenz ungefähr 60 Hz betragen, so dass die durch den Hochgeschwindigkeitsgenerator 802 erzeugte elektrische Energie auch eine Frequenz von 60 Hz hat und somit mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist. Es sind auch andere ähnliche Betriebsfrequenzen möglich.

  

[0037]    Nachdem sich der Arbeitsfluidstrom durch die Mitteldruckturbinensektion 908 hindurch ausgedehnt hat, kann der Strom dann durch die Niederdruck-Turbinensektion 912 hindurch gerichtet werden. Ähnlich dem oben beschriebenen Prozess kann der Arbeitsfluidstrom über die Schaufelstufen innerhalb der Niederdruck-Turbinensektion 912 gerichtet werden, wodurch die in dem Arbeitsfluid enthaltene Energie in die mechanische Energie der rotierenden dritten Welle 910 umgewandelt wird. Die dritte Welle 910 kann die Niederdruck-Turbinensektion 912 so mit dem Niedrigdrehzahlgenerator 212 koppeln, dass die Drehung der dritten Welle 910, die durch den Arbeitsfluidstrom durch die Niederdruck-Turbinensektion 912 hindurch hervorgerufen wird, den Niedrigdrehzahlgenerator 212 antreibt.

   Wie oben ausführlicher beschrieben wurde, kann der Niedrigdrehzahlgenerator 212 ein Generator sein, der mehr als zwei Pole aufweist, so dass der Niedrigdrehzahlgenerator 212 elektrische Energie mit einer Frequenz ausgeben kann, die mit dem örtlichen Wechselstromnetz kompatibel ist, während er eine Wellenfrequenz empfängt, die viel langsamer ist.

  

[0038]    Die in Fig. 9 beschriebene Ausführungsform kann auch eine Dampfturbine 302 aufweisen, die mit der dritten Welle 910 gekoppelt ist und die weitgehend in der gleichen Weise arbeitet, wie es oben für diese konkrete Systemkomponente beschrieben wurde. Allgemein können die Systemkomponenten des Stromerzeugungsturbinensystems 900 in anderer Hinsicht ähnlich arbeiten, wie es im vorliegenden Text für die gleichen Systemkomponenten in den anderen Ausführungsformen beschrieben ist.

  

[0039]    Aus der obigen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist es dem Fachmann möglich, Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen zu erkennen. Solche Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen, die im Rahmen der Möglichkeiten des Fachmanns liegen, sollen ebenfalls durch die angehängten Ansprüche erfasst werden. Des Weiteren sollte klar sein, dass das oben Dargelegte nur die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betrifft und dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Anmeldung, wie er durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, abzuweichen.

Claims (10)

1. Stromerzeugungsturbinensystem, wobei das System Folgendes umfasst:

einen Axialverdichter (104), der einen Luftstrom verdichtet, der dann mit einem Brennstoff vermischt und in einer Brennkammer (120) verbrannt wird, so dass der entstehende Heissgasstrom durch eine Turbine hindurch gerichtet wird;

wobei:

die Turbine eine Hochdruck-Turbinensektion (204) und eine Niederdruck-Turbinensektion 208 umfasst;

die Hochdruck-Turbinensektion (204) über eine erste Welle (216) so mit dem Axialverdichter (104) gekoppelt ist, dass während des Betriebes die Hochdruck-Turbinensektion (204) den Axialverdichter (104) antreibt; und

die Niederdruck-Turbinensektion (208) über eine zweite Welle (220) so mit einem Niedrigdrehzahlgenerator (212) gekoppelt ist, dass während des Betriebes die Niederdruck-Turbinensektion (208) den Niedrigdrehzahlgenerator (212) antreibt.

2. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei die Hochdruck-Turbinensektion (204) 1 oder 2 Stufen umfasst und die Niederdruck-Turbinensektion (208) 2 bis 4 Stufen umfasst.

3. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei: die Hochdruck-Turbinensektion (204) dafür konfiguriert ist zu arbeiten, wenn der Druck des Arbeitsfluidstroms durch sie hindurch ungefähr zwischen 260 und 450 psi liegt; und

die Niederdruck-Turbinensektion (208) dafür konfiguriert ist zu arbeiten, wenn der Druck des Arbeitsfluidstroms durch sie hindurch ungefähr zwischen 50 und 150 psi liegt.

4. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei:

die Turbine mehrere Stufen umfasst; und

die Hochdruck-Turbinensektion (204) die vorderen Stufen der Turbine umfasst und die Niederdruck-Turbinensektion (208) die hinteren Stufen der Turbine umfasst.

5. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei der Niedrigdrehzahlgenerator (212) einen Vierpolgenerator umfasst.

6. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei der Niedrigdrehzahlgenerator (212) einen Sechspolgenerator umfasst.

7. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei der Niedrigdrehzahlgenerator (212) einen Achtpolgenerator umfasst.

8. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei die allgemeine Betriebsfrequenz der Niederdruck-Turbinensektion ungefähr 25 bis 30 Hz beträgt.

9. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei die allgemeine Betriebsfrequenz der Hochdruck-Turbinensektion (204) und des Verdichters 104 mindestens ungefähr 50 Hz beträgt.

10. Stromerzeugungsturbinensystem nach Anspruch 1, wobei die allgemeine Betriebsfrequenz der Hochdruck-Turbinensektion (204) und des Verdichters (104) mindestens ungefähr 70 Hz beträgt.