SE523338C2 - The flywheels of the invention - Google Patents
The flywheels of the inventionInfo
- Publication number
- SE523338C2 SE523338C2 SE0202486A SE0202486A SE523338C2 SE 523338 C2 SE523338 C2 SE 523338C2 SE 0202486 A SE0202486 A SE 0202486A SE 0202486 A SE0202486 A SE 0202486A SE 523338 C2 SE523338 C2 SE 523338C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- turbine
- flywheel
- gas turbine
- stage
- gas
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 80
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 7
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
l0 l5 20 25 30 35 F ° " 3 3 8 031204 MS G:\P\411O Turbec\P\03B\SE\P41l00O38_O3112B_Sven5k Ö v.. versättningdog 1 n. u . l0 l5 20 25 30 35 F ° "3 3 8 031204 MS G: \ P \ 411O Turbec \ P \ 03B \ SE \ P41l00O38_O3112B_Sven5k Ö v .. versättningdog 1 n. u.
I vissa stationära anläggningar för värme- och kraftgenerering används en mikroturbin. En sådan mikrotur- bin passar för kontinuerlig drift, men har begränsningar avseende transientrespons, dvs. den är långsam i reaktionen och/eller styrningen vid matchning av behovet på genererad uteffekt. En mikroturbinenhet har typiskt en turbinaxel med en kompressor, en turbin, en brännkammare och en höghastig- hetsgenerator. I många applikationer har mikroturbinen också en värmeväxlare i form av en rekuperator. Detta är en effektiv lösning vid exempelvis kombinerade värme- och kraftanläggningar med ett kontinuerligt effektbehov.In some stationary plants for heat and power generation, a microturbine is used. Such a microturbine is suitable for continuous operation, but has limitations regarding transient response, ie. it is slow in the reaction and / or control when matching the need for generated output power. A microturbine unit typically has a turbine shaft with a compressor, a turbine, a combustion chamber and a high-speed generator. In many applications, the microturbine also has a heat exchanger in the form of a recuperator. This is an effective solution for, for example, combined heating and power plants with a continuous power requirement.
Emellertid har en mikroturbinenhet begränsningar när den arbetar i en elkvalitetsapplikation som liknar ett reserv- elleveranssystem (UPS-system). Här kan mikroturbinenheten inte tolerera/motstå snabba variationer/fluktuationer i spänning och/eller ström beroende på förändringar i ett nät till vilket Detta innebär att effekt från mikroturbinenheten levereras. mikroturbinenheten måste kompensera för dessa variationer i effekt, spänning och/eller ström mycket snabbt, En vanlig mikroturbinenhet har inte denna kompenseringsmöjlig- het. enligt känd teknik uppfyller de höga kraven för säker och dvs. från en sekund ner till millisekunder.However, a microturbine unit has limitations when operating in a power quality application similar to a backup power supply (UPS) system. Here, the microturbine unit cannot tolerate / resist rapid variations / fluctuations in voltage and / or current due to changes in a network to which this means that power from the microturbine unit is delivered. the microturbine unit must compensate for these variations in power, voltage and / or current very quickly. An ordinary microturbine unit does not have this compensation option. according to known technology meets the high requirements for safe and ie. from one second down to milliseconds.
Sålunda kanske inte elkvaliteten från en mikroturbin pålitlig drift av elektrisk utrustning med krav på hög el- kvalitet, exempelvis datorer och elektriska anordningar vid sjukhus. Vidare kan dessa tidigare gasturbinsystem även generera eller påverkas av strömpikar och strömdalar vid användning. Dessa strömpikar/dalar kan störa eller t.o.m. skada elektrisk utrustning eller apparater. De är särskilt skadliga för utrustning, exempelvis datorer och utrustning, som övervakar patienter på sjukhus.Thus, the electrical quality from a microturbine may not be reliable operation of electrical equipment with requirements for high electrical quality, such as computers and electrical devices in hospitals. Furthermore, these previous gas turbine systems can also generate or be affected by current spikes and current valleys during use. These stockings / valleys can disturb or even damage electrical equipment or appliances. They are particularly harmful to equipment, such as computers and equipment, that monitor patients in hospitals.
Ett problem med gasturbiner med mer än en axel, exem- pelvis en axel för ett turbinhjul som driver ett kompres- sorhjul och en annan axel för ett annat turbinhjul som driver en generator eller en bils hjul, är att en växellåda 10 15 20 25 30 35 I N 5 å 031204 MS G:\E'\4110 Turbec\P\03B\SE\P4110003B_ä]¿_§ensk ove sä ningxdoc - . » - . .n och en koppling måste byggas in tillsammans med gasturbin- systemet. Detta ökar vikten, kostnaden och utrymmeskravet för gasturbinsystemen och deras ljudnivå. Ett annat problem härrör sig till underhåll och utbyte av dessa växellådor och kopplingar, eftersom deras konstruktion gör dessa operationer svårare med påföljande höga kostnader, beroende på ett komplicerat underhåll och utbytesprocedur vid under- håll av dem i ett existerande system. Dessutom är ytter- ligare utrustning, exempelvis oljepumpar för att leverera olja till växellådorna, nödvändig, vilket ytterligare ökar kostnaderna och utrymmeskraven för gasturbinsystemet.A problem with gas turbines having more than one axle, for example one axle for a turbine wheel driving a compressor wheel and another axle for another turbine wheel driving a generator or a car wheel, is that a gearbox 10 15 20 25 30 35 IN 5 å 031204 MS G: \ E '\ 4110 Turbec \ P \ 03B \ SE \ P4110003B_ä] ¿_§ensk ove sä ningxdoc -. »-. .n and a coupling must be built in together with the gas turbine system. This increases the weight, cost and space requirements of the gas turbine systems and their noise level. Another problem relates to the maintenance and replacement of these gearboxes and clutches, as their design makes these operations more difficult with consequent high costs, due to a complicated maintenance and replacement procedure for maintaining them in an existing system. In addition, additional equipment, such as oil pumps to supply oil to the gearboxes, is necessary, which further increases the costs and space requirements for the gas turbine system.
Vidare har dessa tidigare gasturbinsystem även en långsam respons vid transienta förhållanden.Furthermore, these previous gas turbine systems also have a slow response in transient conditions.
Ett annat problem med de tidigare gasturbinsystemen är hög bränslekonsumtion vid dellast, såvida inte någon form av variabel geometri används för passande delar, och/eller luft/gaskanalerna. En sådan exempelvis kompressorerna och/eller turbinerna, vid passande positioner i komplicerad geometri ökar också tillverknings- och under- hållskostnaderna för gasturbinsystemet.Another problem with the previous gas turbine systems is high fuel consumption at partial load, unless some form of variable geometry is used for suitable parts, and / or the air / gas ducts. Such, for example the compressors and / or turbines, at suitable positions in complicated geometry also increases the manufacturing and maintenance costs for the gas turbine system.
Sammanfattning av uppfinningen Huvudändamålen med föreliggande uppfinning är att underlätta uppförandet/responsen för en gasturbinenhet vid transienta förhållanden, och minska eller t.o.m. eliminera effekt-, strö- och/eller spänningspikar/dalar i den genere- rade uteffekten, dvs. förbättra kvaliten hos den genererade effekten och bibehålla en hög elkvalitet i nätet som är kopplat till turbinsystemet.SUMMARY OF THE INVENTION The main objects of the present invention are to facilitate the construction / response of a gas turbine unit in transient conditions, and to reduce or even reduce it. eliminate power, scatter and / or voltage spikes / valleys in the generated output power, ie. improve the quality of the generated power and maintain a high electricity quality in the network connected to the turbine system.
Detta ändamål uppnås medelst ett elkvalitetssystem som har en gasturbinenhet med minst ett turbinsteg. Gastur- binenheten innefattar en första gasturbinaxel, ett första kompressorsteg, ett första turbinsteg, en första genera- tor/motor och minst en första brännkammare. Ett svänghjul är roterbart och frànkopplingsbart kopplat till gasturbin- 10 15 20 25 30 35 'W 3.38 031204 Ms annans rurbecuwosæsrnvu1oooas_o3x12e_svensk øversaccnmgßaoc Z I ". "'§ .Z .". . vc av. n u n o n n u n o u von u q n o; o av o n av u v n u o c u. u u v n n = = = a a .. a; ..-; :ma axeln medelst en koppling. Vidare är svänghjulet anpassat för att roteras av drivorgan vilka är operativt kopplade medelst minst en energilänk till gasturbinenheten.This object is achieved by means of an electrical quality system which has a gas turbine unit with at least one turbine stage. The gas turbine unit comprises a first gas turbine shaft, a first compressor stage, a first turbine stage, a first generator / engine and at least one first combustion chamber. A flywheel is rotatably and disengageably connected to the gas turbine- 10 15 20 25 30 35 'W 3.38 031204 Ms annans rurbecuwosæsrnvu1oooas_o3x12e_svensk øversaccnmgßaoc ZI ". uuvnn = = = aa .. a; ..-;: ma shaft by means of a clutch, the flywheel is further adapted to be rotated by drive means which are operatively connected by means of at least one energy link to the gas turbine unit.
Genom att tillhandahålla en gasturbin i enlighet med uppfinningen uppnås följande fördelar: dellastprestandan för gasturbinenheten förbättras, varvid bränslekonsumtionen reduceras; prestandan vid transienta förhållanden för gas- turbinenheten förbättras; tillverkningen, konstruktionen, uppstart/normal drift och underhåll av gasturbinenheten förenklas; vikten och de totala kostnaderna för gasturbin- enheten reduceras; påfrestningen på olika komponenterna i gasturbinenheten beroende på ström och/eller spännings- pikar/dalar/förändringar; och kvaliteten hos den genererade elektriska kraften från gasturbinenheten förbättras och är sålunda mer passande för kvalitetselapplikationer_ Dessutom reduceras temperaturskillnader i gasturbinsystemet vid transienter; livstiden, dvs. den användbara livstiden hos gasturbinsystemet, förlängs; och en tillräcklig effektivi- tet för gasturbinsystemet bibehàlles.By providing a gas turbine in accordance with the invention, the following advantages are achieved: the partial load performance of the gas turbine unit is improved, thereby reducing the fuel consumption; the performance in transient conditions for the gas turbine unit is improved; the manufacture, construction, start-up / normal operation and maintenance of the gas turbine unit are simplified; the weight and total costs of the gas turbine unit are reduced; the stress on the various components of the gas turbine unit due to current and / or voltage spikes / valleys / changes; and the quality of the generated electric power from the gas turbine unit is improved and is thus more suitable for quality applications. In addition, temperature differences in the gas turbine system at transients are reduced; lifetime, i.e. the useful life of the gas turbine system, extended; and a sufficient efficiency of the gas turbine system is maintained.
Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer detaljerat med hänvisning till de bifogade ritningarna, varvid: FIG l är en schematisk vy av en föredragen utförings- form av en gasturbinenhet i enlighet med uppfinningen, och FIG 2 är ett schematiskt diagram som visar transient- uppförandet hos ett nät innefattande minst en last kopplad till elkvalitetssystemet i FIG 1 när åtminstone en last i nätet förändras.Brief Description of the Drawings The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a schematic view of a preferred embodiment of a gas turbine unit in accordance with the invention, and Fig. 2 is a schematic diagram showing the transient behavior of a network comprising at least one load coupled to the electrical quality system in FIG. 1 when at least one load in the network changes.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Fig. l är en schematisk vy av en föredragen ut- föringsform av ett system 10 för att generera elektricitet medelst ett gasturbinsystem innefattande en gasturbinenhet 20. Gasturbinenheten 20 har en turbinaxel 30. Gasturbin- 10 15 20 25 30 35 523 338 031204 MS G:\P\41l0 Turbec\P\038\SE\P41100038_031l28_Svensk översåttningdoc U nu . n N U". . .... . . . .... ... ... ..... ... . . .. nu .H “.... ... .. . .... 5 . . .... H . . . .. enheten 20 styrs/drivs av systemet 10 så att den genererar kvalitetsel, Systemet 10 genererar kvalitetsel, dvs. el som fluktuerar i enlighet med föreliggande uppfinning. så lite som möjligt avseende spänning och/eller ström. El som fluktuerar i spänning och/eller ström är en nackdel, särskilt vid applikationer med elektrisk utrustning som kräver el med hög kvalitet, exempelvis datorer i spännings- och/eller strömkänsliga system, exempelvis i sjukhus.Detailed Description of the Invention Fig. 1 is a schematic view of a preferred embodiment of a system 10 for generating electricity by means of a gas turbine system comprising a gas turbine unit 20. The gas turbine unit 20 has a turbine shaft 30. The gas turbine 30 5 5 33 338 031204 MS G: \ P \ 41l0 Turbec \ P \ 038 \ SE \ P41100038_031l28_Svensk oversåttningdoc U nu. n NOW ".. ....... .... ... ... ..... ..... .. now .H“ .... ... ... The unit 20 is controlled by the system 10 so that it generates quality electricity. The system 10 generates quality electricity, i.e. electricity which fluctuates in accordance with the present invention. Electricity which fluctuates in voltage and / or current is a disadvantage, especially in applications with electrical equipment that requires high quality electricity, for example computers in voltage and / or current sensitive systems, for example in hospitals.
FIG 1 visar systemet 10 enligt uppfinningen, vilket nedan kommer att benämnas turbin/svänghjulssystem 10. Här visas gasturbinenheten 20 som det inre systemet i FIG 1 med en streckprickad linje. Gasturbinenheten 20 innefattar turbinaxeln 30, minst en första kompressor 40, minst ett första turbinsteg 50, minst en generator/motor 60 och minst en brännkammare 70. Gasturbinenheten 20 innefattar även minst en elektrisk omvandlare 80, vilken i och för sig är känd. Denna första elektriska omvandlare 80 kan omvandla växelström till likström och vice versa. Utgàngen från den första generatorn/motorn 60 är kopplad till den första elektriska omvandlaren 80, som är en dubbelriktad, fyr- kvadrants elektrisk omvandlare. Efter fritt val kan gastur- binenheten 20 innefatta minst en värmeväxlare i form av en rekuperator (inte visad). Generatorn/motorn 60 kan användas både som en generator för att leverera effekt till en last (inte visad) vid normal drift vid fullast och dellast för turbin/svänghjulssystemet 10 och en motor vid uppstart och acceleration av turbin/svänghjulssystemet 10.Fig. 1 shows the system 10 according to the invention, which will hereinafter be referred to as turbine / flywheel system 10. Here, the gas turbine unit 20 is shown as the inner system in Fig. 1 with a dotted line. The gas turbine unit 20 comprises the turbine shaft 30, at least a first compressor 40, at least a first turbine stage 50, at least one generator / engine 60 and at least one combustion chamber 70. The gas turbine unit 20 also comprises at least one electric converter 80, which is known per se. This first electrical converter 80 can convert alternating current to direct current and vice versa. The output of the first generator / motor 60 is connected to the first electrical converter 80, which is a bidirectional, four-quadrant electrical converter. Upon free choice, the gas turbine unit 20 may comprise at least one heat exchanger in the form of a recuperator (not shown). The generator / motor 60 can be used both as a generator to deliver power to a load (not shown) during normal operation at full load and partial load for the turbine / flywheel system 10 and a motor at start-up and acceleration of the turbine / flywheel system 10.
Gasturbinenheten 20 innefattar också minst ett sväng- hjul 90. steget 50, den första generatorn/motorn 60 och svänghjulet Det första kompressorsteget 40, det första turbin- är kopplade till gasturbinaxeln 30, såsom visas i Fig. 1.The gas turbine unit 20 also includes at least one flywheel 90. the stage 50, the first generator / motor 60 and the flywheel The first compressor stage 40, the first turbine, are connected to the gas turbine shaft 30, as shown in Fig. 1.
Det första kompressorsteget och det första turbinsteget är fast kopplade till gasturbinaxeln och svänghjulet är kopplat till samma axel via en koppling. Gasturbinenheten är anordnad pà ett sådant sätt att lagringskonstruktionen l0 15 20 25 30 35 523 538 031204 MS G:\P\4110 Turbec\P\038\SE\P41l00038_031128_Svensk 'oversättningmloc I n n en; o n o. n a; q u. ua u- u n n u n annan; »non-n u. o u. u un. I 6 v o vn- a o. n u a n n u u u v» - . o ~ . nu underlättas. Ett exempel på den mekaniska konstruktionen är att det finns ett lager på vardera sidan av generatorn och att bär också att svänghjulet 90 kan konstrueras eller användas samma arrangemang används för svänghjulet. Detta inne- som en anordning som skall kopplas till existerande gas- turbinaxlar 30, dvs. svänghjulet kan användas som en till- atsanordning.The first compressor stage and the first turbine stage are fixedly connected to the gas turbine shaft and the flywheel is connected to the same shaft via a coupling. The gas turbine unit is arranged in such a way that the storage structure l 10 15 20 25 30 35 523 538 031204 MS G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ 038 \ SE \ P41l00038_031128_Svensk 'oversättningmloc I n n en; o n o. n a; q u. ua u- u n n u n annan; »Non-n u. O u. U un. I 6 v o vn- a o. N u a n n u u u v »-. o ~. now facilitated. An example of the mechanical construction is that there is a bearing on each side of the generator and that also carries that the flywheel 90 can be constructed or used the same arrangement is used for the flywheel. This means a device that is to be connected to existing gas turbine shafts 30, ie. the flywheel can be used as an accessory.
Olika utföringsformer av fyrkvadrants elektriska om- vandlare beskrivs utförligt i US-A-6 031 294, US-A-5 428 522 och WO 92/15148. turbinenheten 20 är placerad mellan det första kompressor- steget 40 och det första turbinsteget 50.Various embodiments of four-quadrant electrical converters are described in detail in US-A-6,031,294, US-A-5,428,522 and WO 92/15148. the turbine unit 20 is located between the first compressor stage 40 and the first turbine stage 50.
Brännkammaren 70 hos gas- Den första kom- ressorn förser brännkammaren 70 med komprimerad luft.The combustion chamber 70 of gas The first compressor supplies the combustion chamber 70 with compressed air.
Turbin/svänghjulssystemet 10 innefattar också ett bränsle- system (inte visat) för vilket endast tilloppet till bränn- kammrens 70 inlopp visas. Funktionen hos brännkammaren som förses med luft och bränsle förklaras inte vidare, eftersom funktionen för en sådan del i ett gasturbinsystem är väl känd för en fackman inom området.The turbine / flywheel system 10 also includes a fuel system (not shown) for which only the inlet to the inlet of the combustion chambers 70 is shown. The function of the combustion chamber provided with air and fuel is not further explained, since the function of such a part in a gas turbine system is well known to a person skilled in the art.
Den i FIG l visade brännkammaren 70 levererar bränn- gas till det första turbinsteget 50, och i vissa fall till ett andra turbinsteg l00. Detta andra turbinsteg kan vara mekaniskt kopplat till andra änden av svänghjulet 90, dvs. på motsatta sidan av generatorn/motorn 60, såsom visas i FIG l.The combustion chamber 70 shown in FIG. 1 supplies fuel gas to the first turbine stage 50, and in some cases to a second turbine stage 100. This second turbine stage can be mechanically coupled to the other end of the flywheel 90, i.e. on the opposite side of the generator / motor 60, as shown in FIG.
Turbinenheten 20 kan självfallet ha ett eller flera turbin- Detta kommer att beskrivas mer detaljerat nedan. steg, beroende pà applikationen. Det kan också finnas en brännkammaren 70 för vardera turbinen, varför mer än en brännkammare skulle behöva styras under drift av turbin/svänghjulssystemet 10. Vidare skulle ytterligare en brännkammare (inte visad) kunna vara placerad efter den första brännkammaren 70. Denna ytterligare brännkammare skulle då kunna användas vid ytterligare förbränning eller uppvärmning för att öka värmet i bränngasen från den första brännkammaren 70. 10 15 20 25 30 35 031204 MS G:\P\4110 Turbec\P\O3B\SE\P4l10003B~031l28_Svensk översättninqdoc nn nn nn u n a n n nnnn nnn nn n nn n nn n n nn n nn n n n nn n nn n n n n n n n n n n u »n n n n n n nn nn unn 0 Svänghjulet 90 i FIG 1 kan också drivas av genera- torn/motorn 60 medelst en koppling 240 eller en annan elektrisk motor (inte visad) placerad på andra sidan av svänghjulet. Denna andra elektriska motor (inte visad) skulle då användas i stället för det andra turbinsteget 100.The turbine unit 20 may, of course, have one or more turbines. This will be described in more detail below. step, depending on the application. There may also be a combustion chamber 70 for each turbine, so more than one combustion chamber would need to be controlled during operation of the turbine / flywheel system 10. Furthermore, an additional combustion chamber (not shown) could be located after the first combustion chamber 70. This additional combustion chamber would then can be used for further combustion or heating to increase the heat in the combustion gas from the first combustion chamber 70. 10 15 20 25 30 35 031204 MS G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ O3B \ SE \ P4l10003B ~ 031l28 nnn nn n nn n nn nn nn nn nn nnn nn n nn nnnnnnnnnnu »nnnnnn nn nn unn 0 The flywheel 90 in FIG 1 can also be driven by the generator / motor 60 by means of a clutch 240 or another electric motor (not shown) placed on the other side of the flywheel. This second electric motor (not shown) would then be used instead of the second turbine stage 100.
De två turbinstegen 50 och 100 är kopplade medelst minst en bränngasledning 110, som leder från utloppet hos brännkammaren 70 hos gasturbinenheten 20 till inloppet hos (inte det andra turbinsteget 100, och minst en ledning visad) som leder från utloppet hos det andra turbinsteget 100 tillbaka till en avgasledning (inte visad) efter ut- loppet hos det första turbinsteget 50 hos gasturbinenheten 20. Vidare visas en valfri ledning 120 med en streckad linje, vilken ledning leder från utloppet hos det första kompressorsteget 40 till den första gasledningen 110. Denna valfria ledning 120 är en luftledning som kan användas om det andra turbinsteget 100 skall drivas av komprimerad luft i stället för bränngas från brännkammaren 70. I denna andra utföringsform av uppfinningen måste det andra turbinsteget så att det kan drivas i detta fall, den valfria luftledningen 120 företrädesvis en separat 100 ha en annorlunda form/geometri, av luft i stället för bränngas. Dessutom är, ledning (inte visad) som leder från utloppet hos det första kompressorsteget 40 direkt till inloppet hos det andra turbinsteget 100. Alternativt skulle denna valfria och också ledas till den separata luftledning (inte visad) ytterligare brännkammaren (inte visad) som kan användas för ytterligare förbränning eller upphettning, såsom förklarats tidigare.The two turbine stages 50 and 100 are connected by means of at least one fuel gas line 110, which leads from the outlet of the combustion chamber 70 of the gas turbine unit 20 to the inlet of (not the second turbine stage 100, and at least one line shown) leading from the outlet of the second turbine stage 100 back. to an exhaust line (not shown) after the outlet of the first turbine stage 50 of the gas turbine unit 20. Further shown is an optional line 120 with a dashed line, which line leads from the outlet of the first compressor stage 40 to the first gas line 110. This optional line 120 is an overhead line that can be used if the second turbine stage 100 is to be driven by compressed air instead of combustion gas from the combustion chamber 70. In this second embodiment of the invention, the second turbine stage so that it can be operated, the optional overhead line 120, preferably a separately 100 ha a different shape / geometry, of air instead of flue gas. In addition, line (not shown) leading from the outlet of the first compressor stage 40 is directly to the inlet of the second turbine stage 100. Alternatively, this would be optional and also led to the separate overhead line (not shown) further combustion chamber (not shown) which can be used for further combustion or heating, as previously explained.
I FIG 1 leder en andra bränngasledning 130 från brännkammarens 70 utlopp genom ett T-rör 140 och in i det första turbinstegets 50 inlopp. Den första bränngasled- ningen 110, luftledningen 120 och den andra bränngasled- ningen 130 kommunicerar med varandra genom T-röret 140. En 10 15 20 25 30 35 2 031204 MS G:\P\4l10 Turbec\P\03B\SE\P41l00038_Û31128_Svenskév§s§tning.doc andra luftledning 150 leder från utloppet hos det första kompressorsteget 40 och in i den första brännkammaren 70 för att förse den första brännkammaren med komprimerad luft. T-röret 140 kan vara försett med ventiler (inte för att rikta flödet av luft eller bränngas genom 120, förhållandet för gasturbinenheten 20. visade) 130 som svar på drifts- de olika ledningarna 110, I en tredje utföringsform skulle det kunna finnas två turbinsteg 100 i stället för bara ett. Båda turbinstegen I detta fall skulle ett turbinsteg kunna drivas av bränngas och det skulle då vara fastsatta vid turbinaxeln 30. andra av luft.In FIG. 1, a second fuel gas line 130 leads from the outlet of the combustion chamber 70 through a T-pipe 140 and into the inlet of the first turbine stage 50. The first flue gas line 110, the air line 120 and the second flue gas line 130 communicate with each other through the T-pipe 140. MS G: \ P \ 4l10 Turbec \ P \ 03B \ SE \ P41l00038_Û31128_Svenskév The second air line 150 leads from the outlet of the first compressor stage 40 and into the first combustion chamber 70 to supply the first combustion chamber with compressed air. The T-pipe 140 may be provided with valves (not to direct the flow of air or be burned through 120, the ratio of the gas turbine unit 20. shown) 130 in response to the operating lines 110. In a third embodiment there could be two turbine stages 100 instead of just one. Both turbine stages In this case, one turbine stage could be driven by fuel gas and it would then be attached to the turbine shaft 30. second by air.
Uteffekten från den första elektriska omvandlaren 80 är kopplad till en styrenhet 160. Utsignalen från styr- enheten är kopplad till en andra elektrisk omvandlare 170, som liknar den andra elektriska omvandlaren 80. Uteffekten från den andra elektriska omvandlaren 170 är kopplad till minst en last (inte visad). Denna minst en last kan vara en grupp av laster som bildar ett nät av elanvändare.The output power from the first electrical converter 80 is connected to a control unit 160. The output signal from the control unit is connected to a second electrical converter 170, which is similar to the second electrical converter 80. The output power from the second electrical converter 170 is connected to at least one load ( not shown). This at least one load can be a group of loads that form a network of electricity users.
Lasten/lasterna som är kopplade till utgången hos turbin/svänghjulssystemet 10 kommer nedan att kallas nätet.The load (s) connected to the output of the turbine / flywheel system 10 will hereinafter be referred to as the network.
Värdera av lasterna kan vara vilken typ av last som helst, exempelvis datorer och/eller övervakningsutrustning i sjukhus. Styrenheten 160 är anpassad för att styra över- föringen av energi, exempelvis i form av elektrisk ener- gi/effekt, kinetisk energi och/eller termodynamisk energi mellan de olika komponenterna hos gasturbinenheten 20 och 170. huvudsakligen så att turbin/svänghjulssystemet kan leverera de elektriska omvandlarna 80, Denna styrning utförs eller ta emot energi, (effekt) till och från nätet.Valuation of the loads can be any type of load, for example computers and / or monitoring equipment in hospitals. The control unit 160 is adapted to control the transfer of energy, for example in the form of electrical energy / power, kinetic energy and / or thermodynamic energy between the various components of the gas turbine unit 20 and 170. mainly so that the turbine / flywheel system can supply the electrical converters 80, This control is performed or receive energy, (power) to and from the grid.
Mängden bränsle som levereras till turbinen/sväng- i detta fall elektrisk energi hjulssystemet 10 styrs i relation till effekt/energiöver- föringen i systemet, den elektriska uteffekten och/eller rotationshastigheten hos turbinaxeln 30 och svänghjulet 90. 10 15 20 25 30 35 3 3 3 031204 M5 G:\P\4110 Turbec\P\03B\SE\P41100038_031128__Svens översättnínlydoc Dessutom kan andra parametrar användas i olika kombina- tioner med ovannämnda parametrar för att styra den levererade mängden bränsle. Inloppstemperaturen hos det första turbinsteget 50, dvs. efter brännkammaren 70 och/eller inloppstemperaturen hos det andra turbinsteget 100, turbinsteget 100 används, om en annan brännkammare (inte visad) för det andra kan användas som ytterligare en parameter. Vidare kan utloppstemperaturen efter det första turbinsteget 50 och/eller det andra turbinsteget 100 även användas kombinerad med en eller flera av ovan nämnda parametrar. Utloppstemperaturen hos turbinstegen kan t.o.m. användas i stället för inloppstemperaturen. En eller flera av ovan nämnda parametrar kan också användas tillsammans med lastförhållandena, dvs. nätprestanda, kvalitetskraven och/eller den elektriska uteffekten för att styra det leve- rerade bränslet, vilket inses av en fackman inom området.The amount of fuel delivered to the turbine / flywheel in this case the electrical energy wheel system 10 is controlled in relation to the power / energy transfer in the system, the electrical output power and / or the rotational speed of the turbine shaft 30 and the flywheel 90. 10 15 20 25 30 35 3 3 3 031204 M5 G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ 03B \ SE \ P41100038_031128__English translation ldoc In addition, other parameters can be used in various combinations with the above parameters to control the amount of fuel delivered. The inlet temperature of the first turbine stage 50, i.e. after the combustion chamber 70 and / or the inlet temperature of the second turbine stage 100, the turbine stage 100 is used, if another combustion chamber (not shown) for the second can be used as an additional parameter. Furthermore, the outlet temperature after the first turbine stage 50 and / or the second turbine stage 100 can also be used combined with one or more of the above-mentioned parameters. The outlet temperature of the turbine ladder can t.o.m. be used instead of the inlet temperature. One or more of the above parameters can also be used together with the load conditions, ie. grid performance, quality requirements and / or electrical output to control the delivered fuel, as will be appreciated by one skilled in the art.
Detta kommer inte att beskrivas vidare, eftersom en fackman inom området betraktar detta som känd teknik.This will not be described further, as one skilled in the art will regard this as known in the art.
Operationsprincipen för att reglera uteffekten/ener- gin hos gasturbinaxeln 30 som drivs av gasturbinsteget 50 genom att styra/mäta inloppstemperaturen och/eller utlopps- temperaturen hos brännkammaren 70 är väl känd inom facket och utförligt beskriven i exempelvis US-A-5 332 959. Denna princip kan, såsom tidigare nämnts, även användas för drift av gasturbinenheten 20 när vardera turbinsteget har minst en brännkammare 70. Ändamålet med turbin/svänghjulssystemet 10 enligt FIG 1 är att förbättra flexibiliteten hos turbin/svänghjuls- systemet genom att svara snabbare på uppträdande transienta förhållanden, vilka påverkar gasturbinenheten 20 på ett negativt sätt. Transienta förhållanden uppkommer när gas- lasten eller turbinenheten 20 är i drift och nätet, dvs. lasterna (inte visade) snabbt förändrar sin/sina krav på levererad kraft från turbin/svänghjulssystemet 10. Nätet är kopplat medelst en ledning 180 till den andra elektriska .... . . . .... .. k n. u. ... n a u -øn-nø; ".... ... .. . ....The operating principle for regulating the output power / energy of the gas turbine shaft 30 driven by the gas turbine stage 50 by controlling / measuring the inlet temperature and / or the outlet temperature of the combustion chamber 70 is well known in the art and described in detail in, for example, US-A-5,332,959. This principle can, as previously mentioned, also be used for operation of the gas turbine unit 20 when each turbine stage has at least one combustion chamber 70. The purpose of the turbine / flywheel system 10 according to Fig. 1 is to improve the flexibility of the turbine / flywheel system by responding more rapidly to transient conditions which adversely affect the gas turbine unit 20. Transient conditions arise when the gas load or turbine unit 20 is in operation and the network, ie. the loads (not shown) quickly change their / their requirements for delivered power from the turbine / flywheel system 10. The network is connected by means of a line 180 to the other electrical ..... . . .... .. k n. u. ... n a u -øn-nø; ".... ... ... ....
. . .... H . . . .. 9 . .. . ... ..... N 10 15 20 25 30 35 525 338 031204 MS G:\P\411O Turbec\P\038\SE\P4110003B__03l12B_SvenSk Översâttningxioc I. .. .. . . . . . .... u. n. . n. u n. n n u. n n - u nu a u. n u n o a lo . u . . u n - - . - | nu u. omvandlaren 170, vilken i sin tur är kopplad till styren- heten 160. Denna snabba förändring av effektkrav sker exempelvis när den elektriska utrustningen kopplad till eller utgörande nätet slås av eller på snabbt. Samma effekt på elektricitetskrav uppkommer när existerande laster snabbt kopplas bort från nätet och/eller nya laster snabbt kopplas till nätet. Den elektriska utrustning som snabbt kopplas till eller från kan exempelvis vara ett flertal anordningar som inte kräver mycket effekt för att fungera, eller ett fåtal anordningar som kräver mycket effekt för att fungera, eller en kombination av sådana anordningar. Om ett fåtal anordningar är kopplade till nätet, vilka anord- ningar kräver mycket effekt för att fungera, skulle en anordning som kopplas till eller från, eller kopplaS/från- kopplas mycket snabbt påverka turbin/svänghjulssystemet 10 mer än en anordning som kräver liten effekt för att fungera i en liknande situation. Detta förstås enkelt av en fackman inom området.. . .... HRS . . . .. 9. ... ... ..... N 10 15 20 25 30 35 525 338 031204 MS G: \ P \ 411O Turbec \ P \ 038 \ SE \ P4110003B__03l12B_SvenSk Översâttningxioc I. .. ... . . . . .... u. n. n. u n. n n u. n n - u nu a u. n u n o a lo. u. . u n - -. - | now u. the converter 170, which in turn is connected to the control unit 160. This rapid change of power requirements occurs, for example, when the electrical equipment connected to or constituting the mains is switched on or off quickly. The same effect on electricity requirements arises when existing loads are quickly disconnected from the grid and / or new loads are quickly connected to the grid. The electrical equipment that is quickly connected or disconnected can be, for example, a plurality of devices that do not require much power to operate, or a few devices that require a lot of power to operate, or a combination of such devices. If a few devices are connected to the mains, which devices require a lot of power to operate, a device that is switched on or off, or switched on / off very quickly, would affect the turbine / flywheel system 10 more than a device that requires little power. to operate in a similar situation. This is easily understood by a person skilled in the art.
Svänghjulet 90 drivs/roteras av gasturbinenheten 20 och/eller av det andra turbinsteget 100 i den föredragna utföringsformen enligt FIG 1. Svänghjulet kan antingen vara kontinuerligt drivet/roterat av det andra turbinsteget eller intermittent drivet när så krävs. I det senare fallet ”laddas” eller ”trycks” svänghjulet genom att styra den variabla hastighetskopplingen och/eller genom att snabbt driva/rotera/accelerera det andra turbinsteget 100 medelst bränngas och/eller komprimerad luft när rotationshastig- heten hos det andra turbinsteget 100 och/eller svänghjulet är lägre än ett förutbestämt värde. Denna ”tryckning”/”laddning", dvs. drivning,upphör när rotations- hastigheten hos det andra turbinsteget överskrider det förutbestämda värdet. Sedan börjar det andra turbinsteget sakta av igen, tills dess rotationshastighet är under det förutbestämda värdet varvid ”tryckningen” ånyo startar. Det andra turbinsteget 100 kan drivas/roteras av komprimerad 10 15 20 25 30 35 031204 MS G:\P\4l10 Turbec\P\O38\SE\P41lO0038_03112B_Svensk översättningßoc ll 2:.°|':' 3 š".$ š_"š "If- -l ." luft, såsom beskrivits tidigare, vilken leds/blöds från det första kompressorsteget 40 och levereras genom luftled- ningen 120, T-röret 140 och/eller den första bränngasled- ningen 110 till det andra turbinsteget 100. Alternativt eller i kombination med den blödda luften, om ett eller flera turbinsteg 50, 100 används, levereras bränngas från utloppet hos den första brännkammaren 70 genom T-röret 140 och bränngasledningen 110 till det andra turbinsteget 100.The flywheel 90 is driven / rotated by the gas turbine unit 20 and / or by the second turbine stage 100 in the preferred embodiment of FIG. 1. The flywheel may be either continuously driven / rotated by the second turbine stage or intermittently driven when required. In the latter case, the flywheel is "loaded" or "pressed" by controlling the variable speed clutch and / or by rapidly driving / rotating / accelerating the second turbine stage 100 by means of combustion gas and / or compressed air when the rotational speed of the second turbine stage 100 and / or the flywheel is lower than a predetermined value. This "pushing" / "charging", ie driving, ceases when the rotational speed of the second turbine stage exceeds the predetermined value, then the second turbine stage starts slowly again, until its rotational speed is below the predetermined value at which the "printing" starts again The second turbine stage 100 can be driven / rotated by compressed 10 15 20 25 30 35 031204 MS G: \ P \ 4l10 Turbec \ P \ O38 \ SE \ P41lO0038_03112B_Swedish translation2 ll 2:. ° | ':' 3 š ". $ Š_ "š" If- -l. "air, as previously described, which is led / bled from the first compressor stage 40 and delivered through the air line 120, the T-pipe 140 and / or the first fuel gas line 110 to the second turbine stage 100 Alternatively or in combination with the bled air, if one or more turbine stages 50, 100 are used, combustion gas is supplied from the outlet of the first combustion chamber 70 through the T-pipe 140 and the combustion gas line 110 to the second turbine stage 100.
Svänghjultn 90 kan också, som ett tredje alternativ, drivas/roteras genom att använda den första generatorn/motorn 60 som en motor. Alternativt skulle en andra generator/motor (inte visad) också kunna användas som en motor i stället för att använda det andra turbinsteget 100 för att driva svänghjulet 90. Svänghjulet 90 skulle också kunna accelereras/decelereras/drivas genom att variera kopplingen mellan gasturbinen och svänghjulet.The flywheel 90 can also, as a third alternative, be driven / rotated by using the first generator / motor 60 as a motor. Alternatively, a second generator / motor (not shown) could also be used as a motor instead of using the second turbine stage 100 to drive the flywheel 90. The flywheel 90 could also be accelerated / decelerated / driven by varying the coupling between the gas turbine and the flywheel .
Svänghjulet 90 kan vara fast kopplat till den första generatorn/motorn 60 och/eller det andra turbinsteget 100 eller kopplat medelst en mekanisk koppling, exempelvis i form av en friktionskoppling, dvs. en hydraulisk friktions- koppling, en flexibel koppling, en koppling, en elektromag- netisk koppling, en mekanisk toroid, eller en variator som används i Snöskotrar, till vilken som helst av dessa kom- ponenter. Detta innebär att svänghjulet efter fritt val kan kopplas till eller från den första generatorn/motorn 60 och/eller det andra turbinsteget 100 beroende på driftsför- hållanden för turbin/svänghjulssystemet 10, dvs. den effekt som krävs av nätet. I den föredragna utföringsformen för denna uppfinning är svänghjulet fast kopplat till det andra turbinsteget 100, men kopplat till den första generatorn/motorn 60 medelst en koppling 240.The flywheel 90 may be fixedly coupled to the first generator / motor 60 and / or the second turbine stage 100 or coupled by means of a mechanical coupling, for example in the form of a friction coupling, i.e. a hydraulic friction clutch, a flexible clutch, a clutch, an electromagnetic clutch, a mechanical toroid, or a variator used in Snowmobiles, for any of these components. This means that the flywheel can be connected to or from the first generator / motor 60 and / or the second turbine stage 100 according to free choice depending on the operating conditions of the turbine / flywheel system 10, ie. the power required by the network. In the preferred embodiment of this invention, the flywheel is fixedly coupled to the second turbine stage 100, but coupled to the first generator / motor 60 by means of a coupling 240.
Svänghjulet 90 måste hållas roterande, dvs. ”laddat”, mellan en minimal rotationshastighet och en maximal rota- tionshastighet. Dessa rotationshastigheter mäts och styrs sedan beroende på driftsförhållanden för turbin/svänghjuls- 10 15 20 25 30 35 systemet 10 och/eller den effekt som krävs av nätet, såsom enkelt förstås av en fackman inom området. Mätningarna av rotationshastigheterna kan utföras medelst vilka passande organ som helst som finns tillgängliga på marknaden. Kvali- teten på elektriciteten ut till nätet kan styras jämfört med eller medelst rotationshastigheten hos det första tur- binsteget 50, svänghjulet 90, kravet på uteffekt och/eller spänningen och strömmen i tillhörande elektriska ledningar hos turbin/svänghjulssystemet 10 i enlighet med föreliggan- de uppfinning. Elkvaliteten mäts medelst passande organ som finns tillgängliga på marknaden, så att kvaliteten på den elektriska uteffekten uppfyller tillämpliga standarder, exempelvis både internationella och nationella reservel- systemstandarder (UPS), vilket är väl känt för en fackman inom området.The flywheel 90 must be kept rotating, i.e. “Charged”, between a minimum rotational speed and a maximum rotational speed. These rotational speeds are then measured and controlled depending on the operating conditions of the turbine / flywheel system 10 and / or the power required by the network, as will be readily understood by one skilled in the art. The measurements of the rotational speeds can be performed by any suitable means available on the market. The quality of the electricity out to the grid can be controlled in relation to or by means of the rotational speed of the first turbine stage 50, the flywheel 90, the requirement for output power and / or the voltage and current in associated electrical lines of the turbine / flywheel system 10 in accordance with the present invention. The quality of electricity is measured by means of suitable devices available on the market, so that the quality of the electrical output power meets applicable standards, such as both international and national back-up system standards (UPS), which is well known to a person skilled in the art.
I FIG 1 är den andra elektriska omvandlaren 170 kopplad till nätet/lasterna (inte visade) medelst en första ledning 180. Generatorn 60 hos gasturbinenheten 20 är operativt kopplad till den första elektriska omvandlaren 80 medelst en andra ledning 190. Den första elektriska omvand- laren 80 är operativt kopplad till styrenheten 160 medelst en tredje ledning 200. Styrenheten 160 är operativt kopplad till den andra elektriska omvandlaren 170 medelst en fjärde ledning 210. Styrenheten är också operativt kopplad till svänghjulen 90 medelst en femte ledning 220. Styrenheten 160 är också operativt kopplad till gasturbinaxeln 30 medelst en sjätte ledning 230. Den andra elektriska omvand- laren 170 är operativt kopplad till nätet/lasterna (inte visade) medelst ledningen 180, såsom nämnts tidigare. I denna utföringsform innefattar vardera av ledningarna 10, 120, 130, 150, 180, 190, 210, 220, 230 och T-röret 140 ett passande antal elektriska ledningar för att föra över effekt och/eller styrsignaler. Dessa elektriska ledningar, vilka finns tillgängliga på marknaden, skulle självfallet kunna var en kombination av elektriska ledningar och vilken 10 15 20 25 30 35 523 338 031204 M5 G:\P\4110 Turbec\P\038\SE\P4ll00038_03112H_Svensk översåttníngdoc 13 Äff-ï f" m annan typ av ledningar som helst och därtill tillhörande styrorgan som uppfyller kraven, exempelvis optiska led- ningar eller ledningar innehållande fluider för att genere- ra signaler till styrenheten 160. Svänghjulet 90 kan leve- rera och/eller absorbera effekt och därigenom kompensera för variationer/förändringar/fluktuationer i effektkravet från nätet. Svänghjulet laddas effektivt av gasturbin- systemet 20 genom den mekaniska kopplingen och/eller av det andra turbinsteget 100. Alternativt kan det andra turbin- steget ersättas med en elektrisk motor (inte visad), såsom förklarats tidigare, eller vilket annat drivorgan som helst som passar för att rotera svänghjulet.In FIG. 1, the second electrical converter 170 is connected to the mains / loads (not shown) by means of a first line 180. The generator 60 of the gas turbine unit 20 is operatively connected to the first electrical converter 80 by means of a second line 190. The first electrical converter 80 is operatively connected to the control unit 160 by means of a third line 200. The control unit 160 is operatively connected to the second electrical converter 170 by means of a fourth line 210. The control unit is also operatively connected to the flywheels 90 by means of a fifth line 220. The control unit 160 is also operatively connected to the gas turbine shaft 30 by means of a sixth line 230. The second electrical converter 170 is operatively connected to the network / loads (not shown) by means of the line 180, as mentioned earlier. In this embodiment, each of the wires 10, 120, 130, 150, 180, 190, 210, 220, 230 and the T-tube 140 comprises a suitable number of electrical wires for transmitting power and / or control signals. These electrical wires, which are available on the market, could of course be a combination of electrical wires and which 10 15 20 25 30 35 523 338 031204 M5 G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ 038 \ SE \ P4ll00038_03112H_Svensk oversåttníngdoc 13 Äff- ï f "m any other type of wiring and associated control means that meet the requirements, for example optical wiring or wiring containing fluids for generating signals to the control unit 160. The flywheel 90 may deliver and / or absorb power and thereby The flywheel is efficiently charged by the gas turbine system 20 through the mechanical clutch and / or by the second turbine stage 100. Alternatively, the second turbine stage can be replaced by an electric motor (not shown), as previously explained, or any other drive means suitable for rotating the flywheel.
Vidare måste gasturbinaxeln 30 vara uppriktad huvud- akligen parallellt med svänghjulet 90, men dessa två kom- ponenters centra skulle i viss grad kunna skilja sig från varandra om kopplingen 240 skulle kunna hantera denna fel- aktiga placering utan driftsstörningar, vilket enkelt förstås av en fackman_inom området.Furthermore, the gas turbine shaft 30 must be aligned substantially parallel to the flywheel 90, but the centers of these two components could differ to some extent if the clutch 240 could handle this incorrect positioning without malfunctions, which is easily understood by a person skilled in the art. the area.
Vidare är styrenheten 160 operativt kopplad till sen- sorer (inte visade) för att mäta temperaturerna i gastur- binenheten 20, särskilt i brännkammaren 70, vid passande positioner. Dessa positioner skulle kunna vara vid utloppet och/eller inloppet hos brännkammaren, såsom tidigare nämnts. Styrenheten är också operativt kopplad till sen- sorer (inte visade) vid svänghjulet och vardera av de rote- rande komponenterna 30, 40, 50, 60 och 100 för att detekte- ra och som svar därpå styra deras rotationshastigheter.Furthermore, the control unit 160 is operatively connected to sensors (not shown) for measuring the temperatures in the gas turbine unit 20, in particular in the combustion chamber 70, at suitable positions. These positions could be at the outlet and / or inlet of the combustion chamber, as previously mentioned. The control unit is also operatively connected to sensors (not shown) at the flywheel and each of the rotating components 30, 40, 50, 60 and 100 for detecting and in response controlling their rotational speeds.
Sensorerna som används i denna uppfinning för detektering och styrning av turbin/svänghjulssystemet 10 och tillhöran- de komponenter finns tillgängliga på marknaden och är väl kända för en fackman inom området och kommer därför inte att beskrivas detaljerat.The sensors used in this invention for detecting and controlling the turbine / flywheel system 10 and associated components are available on the market and are well known to one skilled in the art and will therefore not be described in detail.
Funktionen hos turbin/svänghjulssystemet 10 kommer nu att förklaras med hänvisning till FIG 1. Det andra turbin- steget 100 och svänghjulet 90, tillsammans eller separat, 10 15 20 25 30 35 23 338 031204 MS G:\P\4110 Turbec\P\03B\SE\P41100038_O31l28_Svensk översättningxioc 14 utgör en roterande/roterbar massa. Denna roterande/roter- bara massa används som en energilagring, dvs. den hàlls roterande så att dess kinetiska energi kan användas av turbin/svänghjulssystemet 10 för att ”jämna ut/förbättra” kvaliten hos den elektriska uteffekten. Det andra turbin- steget 100 och svänghjulet 90 i denna föredragna utförings- form av uppfinningen är fast kopplade till varandra. I stället för en fast koppling, såsom beskrivits tidigare, kan den andra turbinen 100 och svänghjulet 90 vara kopplade medelst en koppling (inte visad) som skulle kunna koppla till och koppla bort svänghjulet till och från det andra turbinsteget, i likhet med kopplingen 240 mellan den första generatorn/motorn 60 och svänghjulet 90. Detta skulle inne- bära att endast svänghjulet skulle kunna användas som ett ”svänghjul” i vissa fall och i andra fall skulle både det andra turbinsteget och svänghjulet arbeta tillsammans med ett ”svänghju1”. Dessa två fall skulle kunna appliceras beroende på vilken kvalitet som krävs för den elektriska uteffekten från turbinen/svänghjulssystemet 10.The operation of the turbine / flywheel system 10 will now be explained with reference to FIG. 1. The second turbine stage 100 and the flywheel 90, together or separately, MS G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ 03B \ SE \ P41100038_O31l28_Swedish translation xioc 14 constitutes a rotating / rotatable mass. This rotating / rotatable mass is used as an energy storage, ie. it is kept rotating so that its kinetic energy can be used by the turbine / flywheel system 10 to "equalize / improve" the quality of the electrical output. The second turbine stage 100 and the flywheel 90 in this preferred embodiment of the invention are fixedly connected to each other. Instead of a fixed clutch, as described earlier, the second turbine 100 and the flywheel 90 may be coupled by a clutch (not shown) which could engage and disengage the flywheel to and from the second turbine stage, similar to the clutch 240 between the first generator / motor 60 and the flywheel 90. This would mean that only the flywheel could be used as a “flywheel” in some cases and in other cases both the second turbine stage and the flywheel would work together with a “flywheel1”. These two cases could be applied depending on the quality required for the electrical output of the turbine / flywheel system 10.
Kvaliteten hos den elektriska uteffekten från turbin/svänghjulssystemet 10 och uppförandet hos gasturbin- enheten 20 påverkas av två mekanismer som uppträder i nätet (inte visade). Dessa två mekanismer uppkommer beroende på snabba förändringar i effektbehovet från nätet, dvs. transienta förhållanden, såsom beskrivits tidigare. Detta kommer att beskrivas genom att använda tre fall eller operationsförhàllanden I, II och III för turbin/svänghjuls- systemet 10 eller, mer specifikt, gasturbinenheten 20.The quality of the electrical output of the turbine / flywheel system 10 and the behavior of the gas turbine unit 20 are affected by two mechanisms occurring in the network (not shown). These two mechanisms arise due to rapid changes in the power demand from the network, ie. transient conditions, as previously described. This will be described using three cases or operating conditions I, II and III for the turbine / flywheel system 10 or, more specifically, the gas turbine unit 20.
I: Gasturbinenheten arbetar ”normalt”, dvs. levererar en viss uteffekt, dvs. en viss ström och spänning, med en viss kvalitet som svar på det sig för tillfället inte förändrande effektbehovet från nätet.I: The gas turbine unit works "normally", ie. delivers a certain output power, ie. a certain current and voltage, with a certain quality in response to the currently non-changing power demand from the grid.
II: Effektbehovet från nätet stiger snabbt, dvs. existerande laster i nätet kräver mer effekt eller nya belastningar kopplas till nätet. 10 15 20 25 30 35 I OO 523 3 031204 MS G:\P\4110 TurbeC\P\038\SE\P41l000 8 0311 B Svensk V m rsåttningdoc 5 - . . ~ . .- III: Effektbehovet från nätet sjunker snabbt, dvs. existerande belastningar i nätet kräver mindre effekt eller kopplas bort från nätet.II: The power demand from the grid is rising rapidly, ie. existing loads in the network require more power or new loads are connected to the network. 10 15 20 25 30 35 I OO 523 3 031204 MS G: \ P \ 4110 TurbeC \ P \ 038 \ SE \ P41l000 8 0311 B Svensk V m rsåttningdoc 5 -. . ~. .- III: The power demand from the network decreases rapidly, ie. existing loads in the network require less power or are disconnected from the network.
Vid det första driftsförhållandet, I, antas uteffeken från turbinen/svänghjulssystemet 10, dvs. turbinenheten 20 vara i princip statisk, dvs. med en ”konstant” rotations- hastighet, för enkelhets skull i denna utföringsform. Vid detta första driftsförhållande, I, används svänghjulet 90 vid en huvudsakligen konstant rotationshastighet som styrs av kopplingen och effekten från den andra turbinen. Vidare är i detta första driftsförhållande, I, svänghjulet 90 frånkopplat från den första generatorn/motorn 60, dvs. kopplingen 240 mellan dessa delar är öppen, dvs. inte i ingrepp. Det andra turbinsteget 100 drivs/roteras genom att blöda det första kompressorsteget 40 på luft eller genom att tappa bränngas från utloppet hos brännkammaren 70. Båda medierna kan användas när två andra turbinsteg 100 används.In the first operating condition, I, the output power from the turbine / flywheel system 10 is assumed, i.e. the turbine unit 20 should in principle be static, i.e. with a "constant" rotational speed, for simplicity in this embodiment. In this first operating condition, I, the flywheel 90 is used at a substantially constant rotational speed which is controlled by the clutch and the power from the second turbine. Furthermore, in this first operating condition, I, the flywheel 90 is disconnected from the first generator / motor 60, i.e. the coupling 240 between these parts is open, i.e. not engaged. The second turbine stage 100 is driven / rotated by bleeding the first compressor stage 40 into air or by draining gas from the outlet of the combustion chamber 70. Both media can be used when two second turbine stages 100 are used.
I detta fall, såsom beskrivits tidigare, skulle ett turbin- steg ha en geometri som passar för luftdrivning och det andra turbinsteget ha en geometri som passar för bränngas- drivning. Vardera av medierna, luft eller bränngas, levere- ras antingen kontinuerligt eller intermittent levererade till det andra turbinsteget 100. Genom att göra detta, roteras både det andra turbinsteget och svänghjulet 90 med en huvudsakligen konstant rotationshastighet och fungerar som en lagring av kinetisk energi.In this case, as described earlier, one turbine stage would have a geometry suitable for air propulsion and the other turbine stage would have a geometry suitable for fuel gas propulsion. Each of the media, air or fuel gas, is delivered either continuously or intermittently to the second turbine stage 100. By doing so, both the second turbine stage and the flywheel 90 are rotated at a substantially constant rotational speed and act as a store of kinetic energy.
Vid det andra driftsförhållandet, II, som är ett transient förhållande, kräver nätet snabbt mer effekt, varvid behovet av ström ökar och spänningen minskar/”droppar” momentant/under kort tid. Spännings- ”dropparna” sker eftersom gasturbinenheten 20 är långsam i respons beroende på trögheten hos dess roterande massor, dvs. det första kompressorsteget 40 och det första turbinsteget 50. Detta innebär att gasturbinenheten 20 inte kan leverera effekt snabbt nog för att kompensera för 10 15 20 25 30 35 031204 MS G:\P\4l10 Turbec\P\O38\5E\P41100Q8ÉQB_Svâs ö rsäctningßoc ".“.. ..."N ... .."". . _ H .. . . . _... ... ..H . .... ... . . . .."....In the second operating condition, II, which is a transient condition, the network quickly requires more power, whereby the need for current increases and the voltage decreases / "drops" momentarily / for a short time. The voltage "drops" occur because the gas turbine unit 20 is slow in response due to the inertia of its rotating masses, i.e. the first compressor stage 40 and the first turbine stage 50. This means that the gas turbine unit 20 cannot deliver power fast enough to compensate for MS G: \ P \ 4l10 Turbec \ P \ O38 \ 5E \ P41100Q8ÉQB_Svâs ö rsäctningßoc "." .. ... "N ....." "". . _ HRS .. . . . _... ... ..HRS . .... .... . . .. "....
".... H . H . ..._ 16 . .... .... .. ..".... H. H. ..._ 16. .... .... .. ..
. .. . . H ".U" ”droppen” i spänning och därför behöver ytterligare hjälp i form av kinetisk energi från det andra turbinsteget 100.. ... . H ".U" "drop" in voltage and therefore needs additional assistance in the form of kinetic energy from the second turbine stage 100.
Denna ytterligare effekt tillhandahålles genom att styr- enheten 160 kopplar ihop, med andra ord bringar i ingrepp, kopplingen 240 mellan den första generatorn/motorn 60 och svänghjulet 90, så att svänghjulet hjälper till att rotera den första generatorn/motorn. Styrenheten 160 levererar sedan ytterligare effekt medelst den ytterligare kinetiska energin från svänghjulet 90 tillsammans med den existerande effekten som genereras av gasturbinenheten 20 till den andra elektriska omvandlaren 170 och nätet. Denna ytter- ligare mängd effekt beräknas jämfört med hur länge den ytterligare effekten behövs för att kompensera förlusten/minskningen i spänning.This additional power is provided by the control unit 160 coupling, in other words engaging, the coupling 240 between the first generator / motor 60 and the flywheel 90, so that the flywheel helps to rotate the first generator / motor. The control unit 160 then delivers additional power by means of the additional kinetic energy from the flywheel 90 together with the existing power generated by the gas turbine unit 20 to the second electrical converter 170 and the mains. This additional amount of power is calculated compared to how long the additional power is needed to compensate for the loss / decrease in voltage.
Vid det tredje driftsförhållandet, III, även detta ett transient förhållande, kräver nätet snabbt mindre effekt, varvid behovet av ström minskar och spänningen ökar momentant/under kort tid. Detta innebär att gasturbin- enheten 20 levererar för mycket effekt, eller mer specifikt spänning, momentant eller under kort tid och måste omvandla denna ytterligare eller överflödiga elektriska energi till kinetisk energi eller i en bromsanordning (inte visad), eftersom annars spänningen i uteffektsterminalerna hos turbin/svänghjulssystemet 10 och i det tillkopplade nätet snabbt skulle öka. I detta turbin/svänghjulssystem hanteras situationen genom att låta den extra effekten ladda sväng- hjulet genom att styra kopplingen på ett passande sätt.In the third operating condition, III, also a transient condition, the mains quickly requires less power, whereby the need for current decreases and the voltage increases momentarily / for a short time. This means that the gas turbine unit 20 delivers too much power, or more specifically voltage, instantaneously or for a short time and must convert this additional or excess electrical energy into kinetic energy or in a braking device (not shown), otherwise the voltage in the output terminals of the turbine / flywheel system 10 and in the connected network would increase rapidly. In this turbine / flywheel system, the situation is handled by letting the extra power charge the flywheel by controlling the clutch in a suitable way.
Vidare kan svänghjulet 90 också användas för att accelerera gasturbinen 20 mycket snabbt. Detta skulle kunna fallet när gasturbinenheten arbetar vid en låg hastighet och genererar en låg uteffekt och måste accelerera mycket snabbt. Då bringas kopplingen 240 i ingrepp av styrenheten 160 och kopplar samman det snabbt roterande svänghjulet 90, vilket då accelererar gasturbinenheten 20. Svänghjulet kan också användas för att starta gasturbinenheten 20 efter att 10 15 20 25 30 35 523 338 031204 MS G:\P\4110 Turbec\P\O3B\SE\P4110003B__U31128_Svensk översättningæloc U.. ....". . .. ...._ . . _... . . . n .. ... .." . .... ... . . . . ".... ".... ... .. . .... 17 . .... .... .. .. _ ._ . . 4 1.1" den stängts av beroende på en nödfallsavstängning eller ett fel hos en stor last eller flera laster.Furthermore, the flywheel 90 can also be used to accelerate the gas turbine 20 very quickly. This could be the case when the gas turbine unit operates at a low speed and generates a low output power and has to accelerate very fast. Then, the clutch 240 is engaged by the control unit 160 and engages the rapidly rotating flywheel 90, which then accelerates the gas turbine unit 20. The flywheel can also be used to start the gas turbine unit 20 after the MS G: \ P \ 4110 Turbec \ P \ O3B \ SE \ P4110003B__U31128_Svensk Oversättningæloc U .. .... ".. .. ...._.. _...... N .. ... ..". .... .... . . . "...." .... ...... .... 17. .... .... .. .. _ ._. . 4 1.1 "it was switched off due to an emergency shutdown or a fault of a large load or several loads.
Svänghjulet 90 kan hållas roterande eller roteras huvudsakligen på två helt olika sätt, såsom förklarats ovan. Ett sätt är medelst gasturbinsystemet 20 med den mekaniska kopplingen. Det andra sättet är att genom att mata gas/luft till den andra turbinen 100, om en sådan turbin är en del av systemet, vilket är valfritt. Det andra sättet att driva/rotera svänghjulet 90 är att driva det andra turbinsteget 100 genom att tappa av/”blöda” det första kompressorsteget 40 eller det första turbinsteget 50 på luft resp. gas. Luften/gasen leds sedan till det andra turbinsteget. Detta utförs genom att använda de två led- ningarna 110, 120, T-röret 140 och nödvändiga styrorgan (inte visade), exempelvis ventiler och/eller sensorer vid gasledningens 110 inlopp och luftledningen 120, vid ut- loppet hos brännkammaren 70, inloppet hos det andra turbin- steget 100 och T-röret 140. De ventiler som används är elektriskt styrbara ventiler, vilka regleras som svar på rotationshastigheter för de två turbinstegen 50 och 100 och effektbehovet från nätet.The flywheel 90 can be rotated or rotated substantially in two completely different ways, as explained above. One way is by means of the gas turbine system 20 with the mechanical coupling. The second way is that by supplying gas / air to the second turbine 100, if such a turbine is part of the system, which is optional. The second way of driving / rotating the flywheel 90 is to drive the second turbine stage 100 by tapping / "bleeding" the first compressor stage 40 or the first turbine stage 50 on air resp. gas. The air / gas is then led to the second turbine stage. This is done by using the two lines 110, 120, the T-tube 140 and necessary control means (not shown), for example valves and / or sensors at the inlet of the gas line 110 and the air line 120, at the outlet of the combustion chamber 70, the inlet of the second turbine stage 100 and the T-pipe 140. The valves used are electrically controllable valves, which are regulated in response to rotational speeds of the two turbine stages 50 and 100 and the power demand from the network.
Turbin/svänghjulssystemet 10, dvs. den första turbin- enheten 20 och den andra turbinenheten 40, styrs genom att mäta följande nödvändiga parametrar: - Rotationshastigheterna hos turbinstegen 50, 100 och svänghjulet 90.The turbine / flywheel system 10, i.e. the first turbine unit 20 and the second turbine unit 40, are controlled by measuring the following necessary parameters: - The rotational speeds of the turbine stages 50, 100 and the flywheel 90.
- Uteffekten (beräknad från data på spänning och ström).- Output power (calculated from data on voltage and current).
- Temperaturer hos luften och/eller gasen som levereras via ledningarna 110, 120, 130 och 150.- Temperatures of the air and / or gas supplied via lines 110, 120, 130 and 150.
- Spänningen och strömmen och, om så passar, fasvinkel i de tillhörande ledningarna 180, 190, 200, 210, 220 och 230.- The voltage and current and, if appropriate, the phase angle of the associated wires 180, 190, 200, 210, 220 and 230.
Mätningarna av ovan nämnda parametrar kan utföras genom att använda ett passande antal anordningar för 10 15 20 25 30 35 031204 MS G:\P\4110 TurbeC\P\038\SE\P4ll00O38_0352%\š15k Öšefštëingxiøc ".~.. ...nu ... ...". .The measurements of the above-mentioned parameters can be performed by using an appropriate number of devices for MS G: \ P \ 4110 TurbeC \ P \ 038 \ SE \ P4ll00O38_0352% \ š15k Öšefštëingxiøc ". ~ .. ... now ... ...". .
..... . . . .... ... .. . .... ... . . . ..".. H.... ... .. . .... 18 . . ... .... . . ........ . . .... ...... .... .... . . .. ".. H .... ... ... .... 18.. ... ...... ..
. .. . ... ..... H mätningar som är vanliga på marknaden och ligger inom kunskapsområdet för en fackman inom området. Dessutom måste strömmen och spänningen mätas i varje ledning/koppling 180, 190, 200, 210, 220 och 230, omvandlas till passande signaler och levereras till styrenheten 160. Styrenheten styr turbin/svänghjulsystemet 10 genom att använda dessa signaler och nödvändiga hård- och mjukvaror, vilket enkelt förstås av en fackman inom området.. ... ... ..... H measurements that are common in the market and are within the knowledge area of a person skilled in the art. In addition, the current and voltage must be measured in each line / connection 180, 190, 200, 210, 220 and 230, converted into suitable signals and delivered to the control unit 160. The control unit controls the turbine / flywheel system 10 by using these signals and necessary hardware and software , which is easily understood by a person skilled in the art.
Alla ledningarna 110, 120, 130, 150, 180, 190, 200, 210, 220, 230 och styrorganen, dvs. styrenheten 120 och de elektriska omvandlarna 80, 170 tillsammans med nödvändiga organ, kan tillsammans definieras som energilänkar eller effektlänkar. I denna utföringsform överför energilänkarna energi i form av elektrisk, kinetisk, värme- och/eller termodynamisk energi mellan de olika komponenterna i tur- bin/svänghjulssystemet 10.All the wires 110, 120, 130, 150, 180, 190, 200, 210, 220, 230 and the control means, i.e. the control unit 120 and the electrical converters 80, 170 together with the necessary means, can together be defined as energy links or power links. In this embodiment, the energy links transmit energy in the form of electrical, kinetic, thermal and / or thermodynamic energy between the various components of the turbine / flywheel system 10.
Vilket annat antal som helst och vilken annan typ av elektriska omvandlare 00 och 170 som helst, vilka uppfyller kraven för turbin/svänghjulssystemet 10, kan användas om fler än två turbinsteg 50, 100 skall användas. Detta skulle göra turbin/svänghjulssystemet mer komplext och innefattan- de flera kompressorsteg 40, turbinsteg 50, 100, elektriska omvandlare 80, 170, styrenheter 160; kopplingar, ledningar 110, 120, 130, 150, 180, 190, 200, 210, 220 och 230; generatorer/motorer 60; brännkammaren 40 och bränslesystem (inte visade). Detta skulle också innebära att nätet med fler laster (inte visat) måste förses med mer effekt.Any other number and any other type of electric transducers 00 and 170, which meet the requirements of the turbine / flywheel system 10, may be used if more than two turbine stages 50, 100 are to be used. This would make the turbine / flywheel system more complex and include multiple compressor stages 40, turbine stages 50, 100, electric converters 80, 170, control units 160; connections, wires 110, 120, 130, 150, 180, 190, 200, 210, 220 and 230; generators / motors 60; combustion chamber 40 and fuel system (not shown). This would also mean that the network with more loads (not shown) must be provided with more power.
Lasterna i nätet skulle kunna vara exempelvis i form av ackumulatorer och/eller motorer och vilken annan typ av last som helst, vilket enkelt kan förstås av en fackman inom området. Detta skulle medföra samma funktion och karakteristika som föreliggande uppfinning.The loads in the network could be, for example, in the form of accumulators and / or motors and any other type of load, which can be easily understood by a person skilled in the art. This would entail the same function and characteristics as the present invention.
Fig. 2 är ett schematisk diagram som visar det transienta uppförandet hos ett nät innefattande minst en last kopplad till turbin/svänghjulssystemet 10 i FIG 1 när den minst en lasten i nätet förändras. Det övre diagrammet visar förhållandet II när effektbehovet från lasten ökar mycket snabbt från den nedre linjen och ur utspänningen, som resultat av den övre linjen till nätet förändras som svar på ökat effektbehov. Det nedre diagrammet visar för- hållandet III när effektkravet från lasten minskar mycket snabbt som den nedre linjen och ur utspänningen, den övre linjen, till nätet ändras som svar pà det minskade effekt- behovet. 10 15 20 25 031204 MS GI\P\4110 TurbeC\P\038\5E\P41l0O03S 31l2B__Sven ver f\ 'H -I å Å skóöósêtningdoc 0 Nomenklatur 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 Turbin/svänghjulssystem Gasturbinenhet Gasturbinaxel Första kompressorsteg Första turbinsteg Första generator/motor Första brännkammare Första elektrisk omvandlare Första svänghjul Andra turbinsteg Första gasledning Första luftledning Andra gasledning Första ledningsgrenrör Andra luftledning Styrenhet Andra elektrisk omvandlare Första elektrisk ledning Andra elektrisk ledning Tredje elektrisk ledning Fjärde elektrisk ledning Femte elektrisk ledning Sjätte elektrisk ledning Svänghjulskoppling . . . . . ..Fig. 2 is a schematic diagram showing the transient behavior of a network comprising at least one load coupled to the turbine / flywheel system 10 of Fig. 1 when the at least one load in the network changes. The upper diagram shows the ratio II when the power demand from the load increases very rapidly from the lower line and out of the output voltage, as a result of the upper line to the network changing in response to increased power demand. The lower diagram shows the ratio III when the power requirement from the load decreases very rapidly as the lower line and from the output voltage, the upper line, to the network changes in response to the reduced power requirement. 10 15 20 25 031204 MS GI \ P \ 4110 TurbeC \ P \ 038 \ 5E \ P41l0O03S 31l2B__Sven ver f \ 'H -I å Å skóöósêtningdoc 0 Nomenclature 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 Turbine / flywheel system Gas turbine unit Gas turbine shaft First compressor stage First turbine stage First generator / engine First combustion chamber First electric converter First flywheel Second turbine stage First gas line First overhead line Second gas line First line manifold Second air line Control unit Other electric converter electric cable Fourth electric cable Fifth electric cable Sixth electric cable Flywheel coupling. . . . . ..
Claims (10)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0202486A SE523338C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | The flywheels of the invention |
| PCT/SE2003/001308 WO2004018856A1 (en) | 2002-08-21 | 2003-08-21 | Integrated flywheel |
| AU2003272163A AU2003272163A1 (en) | 2002-08-21 | 2003-08-21 | Integrated flywheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0202486A SE523338C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | The flywheels of the invention |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0202486D0 SE0202486D0 (en) | 2002-08-21 |
| SE0202486L SE0202486L (en) | 2004-02-22 |
| SE523338C2 true SE523338C2 (en) | 2004-04-13 |
Family
ID=20288769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0202486A SE523338C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | The flywheels of the invention |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003272163A1 (en) |
| SE (1) | SE523338C2 (en) |
| WO (1) | WO2004018856A1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2509670A1 (en) * | 1975-03-06 | 1976-09-09 | Motoren Turbinen Union | GAS TURBINE ENGINE FOR VEHICLES |
| US4157011A (en) * | 1977-08-22 | 1979-06-05 | General Motors Corporation | Gas turbine flywheel hybrid propulsion system |
| DE2840375A1 (en) * | 1978-09-16 | 1980-04-10 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | EXHAUST TURBOCHARGER FOR DIESEL ENGINES |
| US5239830A (en) * | 1992-03-05 | 1993-08-31 | Avco Corporation | Plural engine power producing system |
-
2002
- 2002-08-21 SE SE0202486A patent/SE523338C2/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-08-21 WO PCT/SE2003/001308 patent/WO2004018856A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-08-21 AU AU2003272163A patent/AU2003272163A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003272163A1 (en) | 2004-03-11 |
| SE0202486D0 (en) | 2002-08-21 |
| WO2004018856A1 (en) | 2004-03-04 |
| SE0202486L (en) | 2004-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9938850B2 (en) | Electrical generation arrangement for an aircraft | |
| KR102134321B1 (en) | Gas turbine in mechanical drive applications and operating methods | |
| EP3517436B1 (en) | Cabin blower system | |
| EP2320067A2 (en) | Aircraft starter generator | |
| US8424280B2 (en) | Gas turbine engine arrangement | |
| JP6183994B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization with torque converter system | |
| US20110023444A1 (en) | Variable speed and displacement electric fluid delivery system for a gas turbine engine | |
| US20120128487A1 (en) | Remote shaft driven open rotor propulsion system with electrical power generation | |
| US20150100180A1 (en) | Electricity generation system | |
| US8310076B2 (en) | Gearless turbo-generator | |
| US20070265761A1 (en) | Electric power generation system and method | |
| CN110636971A (en) | Hybrid propulsion arrangement for an aircraft comprising a motor with reversible electric machines mounted on two shafts | |
| CN101068080A (en) | A system for powering and controlling electrical equipment of an aircraft engine or its environment | |
| WO2006069434A1 (en) | Fan driven emergency generator | |
| CA2836008A1 (en) | Circuit and method for allocating power among generators | |
| EP3705753B1 (en) | Continuously variable transmission for ram air turbines | |
| CN110273757B (en) | Power generator system | |
| SE523338C2 (en) | The flywheels of the invention | |
| CN206939022U (en) | A kind of ship hybrid power system | |
| US20230072590A1 (en) | Redundant electrically driven fuel and oil pumping system for gas turbines | |
| EP2495438A2 (en) | Turbine drive-train apparatus | |
| SE525590C2 (en) | power quality | |
| SE520837C2 (en) | Power distribution system and method for controlling power | |
| KR101236705B1 (en) | Turbo charger generator | |
| US11781477B2 (en) | Hybrid-electric single engine descent failure management |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |