用于驱动负载的燃气涡轮驱动系统及其启动方法

摘要

描述了一种用于驱动至少一个压缩机的驱动系统。该系统包括燃气涡轮(101)，其构造且布置成用于驱动压缩机(103)。燃气涡轮具有热端(101H)和冷端(101C)。用于将所述燃气涡轮(101)连接到所述压缩机(103)的负载联接件(105)布置在燃气涡轮(101)的热端(101H)处。电动马达/发电机(111)布置在燃气涡轮的冷端(101C)处。电动马达/发电机(111)电连接至电功率网(G)，并且适于作用为发电机，以用于将来自燃气涡轮(101)的过量的机械功率转换成电功率，并且将电功率传输至电功率网(G)，并且作用为马达以用于对压缩机(103)补充驱动功率。

权利要求

1.一种用于驱动负载的驱动系统，包括：至少一个压缩机；

燃气涡轮，其构造且布置成用于驱动所述负载，所述燃气涡轮具有热端和冷端；

负载联接件，其将所述燃气涡轮连接至所述至少一个压缩机，布置在所述燃气涡轮的所述热端和冷端中的一者处；

电动马达/发电机，其布置在所述燃气涡轮的所述热端和冷端中的另一者处，所述电动马达/发电机电气地连接至电功率网并且机械地连接至所述负载联接件；

其中，所述电动马达/发电机适于作用为发电机，以用于将来自所述燃气涡轮的过量的机械功率转换成电功率并且将所述电功率传输至所述电功率网，并且作用为马达以用于对所述负载补充驱动功率。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电动马达/发电机布置在所述燃气涡轮的冷端处，并且所述负载联接件布置在所述燃气涡轮的热端处。

3.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，还包括在所述电动马达/发电机与所述燃气涡轮之间的机械熔断器。

4.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，还包括在所述电动马达/发电机与所述燃气涡轮之间的离合器。

5.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电动马达/发电机永久地连接至所述燃气涡轮的冷端或热端。

6.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电动马达/发电机还适于作用为启动器，来启动所述燃气涡轮和所述负载。

7.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述燃气涡轮是单轴燃气涡轮。

8.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述燃气涡轮是双轴燃气涡轮，包括：核心，其由高压压缩机和通过第一轴连接的高压涡轮组成；启动器，其用于启动所述核心；

低压压缩机；低压涡轮；其中，所述低压涡轮和所述低压压缩机通过第二轴连接，所述第二轴从所述燃气涡轮的热端延伸至冷端；并且其中，负载在所述燃气涡轮的所述热端和冷端中的一者处机械地连接至所述第二轴，并且所述电动马达/发电机在所述燃气涡轮的所述热端和冷端中的另一者处机械地连接在所述第二轴处。

9.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，还包括连接在所述电动马达/发电机和所述电功率网之间的频率转换器，所述频率转换器构造且受控为用于调节从所述电功率网到所述电动马达/发电机和从所述电动马达/发电机到所述电功率网的电频率。

10.一种启动由燃气涡轮和负载组成的系统的方法，所述方法包括：提供具有热端和冷端的燃气涡轮；

将负载联接至所述热端和冷端中的一者；

将电动马达/发电机联接至所述热端和冷端中的另一者；

将所述电动马达/发电机切换成马达模式；

电气地驱动所述电动马达/发电机并且在所述电动马达/发电机中将电功率转换成机械功率，且使用所述机械功率以用于启动所述燃气涡轮和所述负载，机械功率通过所述燃气涡轮从所述电动马达/发电机传送至所述负载。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述电动马达/发电机联接至所述燃气涡轮的冷端；和将所述负载联接至所述燃气涡轮的热端。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述负载包括至少一个压缩机。

13.一种操作由燃气涡轮和由所述燃气涡轮驱动的负载组成的燃气涡轮系统的方法，所述方法包括：提供具有热端和冷端的燃气涡轮；

将负载联接至所述热端和冷端中的一者；

将电动马达/发电机联接至所述热端和冷端中的另一者，并且将所述电动马达/发电机机械地联接至所述负载；

借助于所述燃气涡轮来生成机械功率；

利用由所述燃气涡轮生成的机械功率来驱动所述负载；

当由所述燃气涡轮生成的机械功率超出驱动所述负载所要求的机械功率时：以发电机模式操作所述电动马达/发电机；

将过量的机械功率从所述燃气涡轮传送至所述电动马达/发电机；

和在所述电动马达/发电机中将所述过量的机械功率转换成电功率。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述电动马达/发电机联接至所述燃气涡轮的冷端；和将所述负载联接至所述燃气涡轮的热端。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述负载包括至少一个压缩机。

16.一种操作由燃气涡轮和由所述燃气涡轮驱动的负载组成的燃气涡轮系统的方法，所述方法包括：提供具有热端和冷端的燃气涡轮；

将负载联接至所述热端和冷端中的一者；

将电动马达/发电机联接至所述热端和冷端中的另一者，并且将所述电动马达/发电机机械地联接至所述负载；

借助于所述燃气涡轮来生成机械功率；

利用由所述燃气涡轮生成的机械功率来驱动所述负载；

当由所述燃气涡轮生成的机械功率小于驱动所述负载所要求的功率时：以马达模式操作所述电动马达/发电机；

电气地驱动所述电动马达/发电机；

在所述电动马达/发电机中将电功率转换成补充机械功率；

通过所述燃气涡轮将所述补充机械功率从所述电动马达/发电机传送至所述负载；

利用由所述燃气涡轮生成的结合功率和由所述电动马达/发电机生成的补充机械功率来驱动所述负载。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述电动马达/发电机联接至所述燃气涡轮的冷端；和将所述负载联接至所述燃气涡轮的热端。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述负载包括至少一个压缩机。

说明书

用于驱动负载的燃气涡轮驱动系统及其启动方法

技术领域

[0001] 本公开涉及对在机械驱动应用中使用的燃气涡轮系统的改进。尤其但不专有地，本公开涉及用于驱动压缩机的燃气涡轮系统，例如用于在液化天然气设备中的制冷液的压缩机。

[0002] 本公开还涉及在用于操作包括燃气涡轮和负载(例如，用于LNG或油气应用的压缩机)的系统的方法上的改进。

背景技术

[0003] 液化天然气(LNG)来源于液化工艺，在其中，使用在级联布置中的一个或更多个制冷循环冷却天然气，直至其变成液体。天然气通常被液化以用于贮存或运输目的，例如，在管道运输是不可能的或经济上不可行时。

[0004] 天然气的冷却使用闭合或开放的制冷循环执行。制冷在压缩机或多个压缩机中加工、冷凝以及膨胀。该膨胀、冷冻的制冷剂用来从在换热器中流动的天然气移除热。

[0005] 在油气工业中，在LNG、管道应用或其它应用中的制冷剂压缩机通常由燃气涡轮驱动。燃气涡轮功率可得性(即，可在涡轮功率轴上获得的功率)取决于环境条件，例如空气温度、和其它因素，例如老化。涡轮功率可得性随着降低的温度而增加，并且相反地，随着升高的温度而下降。由于每天和季节温度波动，故这引起了24小时和一年期间的功率可得性波动。

[0006] 已经提议，提供一种电动马达，其结合燃气涡轮机来驱动由例如一个或更多个压缩机组成的负载。操作电动马达为压缩机或多个压缩机补充机械功率，来在涡轮的功率可得性下降和/或增加用来驱动负载的总机械功率时维持在压缩机轴上的整体机械功率不变。电动马达的这种功能称为辅助器作用。通常还将相同的电动马达用作启动器马达，来将通过燃气涡轮和压缩机或多个压缩机形成的列从零加速至额定速度。

[0007] 在由涡轮生成过量的机械功率时，例如，如果环境温度下降在设计温度下和涡轮的功率可得性的随之增加，那么使用电辅助器马达作为发电机将由燃气涡轮产生的过量的机械功率转换成电能。

[0008] 图1示出了典型地在LNG设备中使用的具有辅助器/启动器/发电机机器的燃气涡轮和压缩机布置。燃气涡轮1经由公共轴系3连接至电动马达/发电机5。轴系可由多个轴部分3A、3B、3C、3D组成。参考标号4指示布置在燃气涡轮和电动马达/发电机5之间的刚性联接件。另一挠性联接件6布置在电动马达/发电机5和负载7(例如，压缩机)之间。电动马达/发电机5具有驱动穿过能力，即，设计为允许由燃气涡轮1生成的机械功率通过马达/发电机5传递至压缩机7。驱动穿过能力必须等于或大于燃气涡轮输出功率。电动马达/发电机5通过频率转换器11连接至电功率网G。

[0009] 电动马达/发电机5用作启动器来将燃气涡轮1从零速加速至全速。由于在执行启动器功能时，电动马达/发电机5位于公共轴系3上，故马达/发电机5还加速整个压缩列，即，压缩机或多个压缩机7。这要求电动马达/发电机5充分强力，来加速连接至公共轴系3的所有旋转机器的质量，并且还来克服压缩机或多个压缩机7的空气动力负载，因为在启动期间，存在于压缩机或多个压缩机7中的工作流体开始流动，并且其压力上升。

[0010] 在其它已知天然气液化设备中，电动马达/发电机连接在压缩机或多个压缩机的一个端部处，并且燃气涡轮布置在压缩机的相反端部处。压缩机或多个压缩机因而定位在燃气涡轮和电辅助器/发电机之间。当压缩机为竖直地剖分的压缩机时，如果压缩机要求维护，那么必须移除电动马达/发电机。而且，在这些已知构造中，用于燃气涡轮的专用启动器提供在燃气涡轮的冷端侧上。

发明内容

[0011] 在本公开的一个实施例中，提供一种用于驱动负载的驱动系统，其包括燃气涡轮，该燃气涡轮构造且布置成用于驱动负载并且具有热端和冷端。燃气涡轮设有负载联接件，其用于将所述燃气涡轮连接到负载，布置在燃气涡轮的所述热端和冷端中的一个处。还提供一种电动马达/发电机，其布置在燃气涡轮的相反端部。在一些实施例中，电动马达/发电机连接在燃气涡轮的冷端处，并且负载连接在燃气涡轮的热端处。将电动马达/发电机放置在燃气涡轮的冷端上使现有装置的翻新更容易，从而利用现有的附属基板。基板上的用于电动马达/发电机的空间可通过移除现有启动器和转矩转换器和/或其它附属设备而获得。在其它实施例中，例如，当燃气涡轮为多轴燃气涡轮时，负载可连接至燃气涡轮的冷端，并且电动马达/发电机可连接至燃气涡轮的热端。负载和电动马达/发电机相对于燃气涡轮的热和冷端的具体定位还可取决于设计约束，因为在负载侧上要求更多的执行轴/凸缘设计。
在一些构造中，热端轴/凸缘可设计成用于传递比冷端联接件高的功率比。

[0012] 在一些实施例中，负载可包括一个或更多个压缩机，例如LNG设备的(多个)压缩机。

[0013] 在一些实施例中，电动马达/发电机电连接至电功率网。电动马达/发电机适于作用为发电机，以用于将来自燃气涡轮的过量的机械功率转换成电功率，并且将电功率传输至电功率网，并且作用为马达以用于当由燃气涡轮生成的机械功率减少时对压缩机补充驱动功率。

[0014] 将电动马达/发电机布置在与负载相反的涡轮端部处具有优于现有技术构造的若干优点。具体而言，相对于电动马达/发电机超过负载布置在系的端部处的构造，根据在本文中公开的主题的构造导致对负载的改善的可接近性。具体而言，当压缩机具有竖直剖分的壳体时，有助于对压缩机的接近，这导致了更简单的维护。用于调试阶段期间的燃气涡轮单独运行的燃气涡轮的冷端处的单独的启动器可省略。在马达/发电机的短路的情况下，减轻压缩机上的应力。

[0015] 关于图1的构造，在本文中公开的新颖性构造导致不要求驱动穿过能力的更简单、更小且更廉价的电机/发电机。

[0016] 在一些目前优选的实施例中，燃气涡轮是单轴燃气涡轮，其中，电动马达/发电机还作为启动器马达操作，该启动器马达用于包括燃气涡轮和负载的列。

[0017] 根据另一方面，本公开涉及启动包括燃气涡轮和负载的系统的方法，该方法包括：提供具有热端和冷端的燃气涡轮；将负载联接至所述热端和冷端中的一者；将电动马达/发电机联接至所述热端和冷端中的另一者；将电动马达/发电机切换成马达模式；电气地驱动电动马达/发电机并且在电动马达/发电机中将电功率转换成机械功率，和使用机械功率以用于启动燃气涡轮和负载，机械功率通过燃气涡轮从电动马达/发电机传送至负载。

[0018] 根据另一方面，本公开涉及操作燃气涡轮系统的方法，该燃气涡轮系统包括燃气涡轮和由燃气涡轮驱动的负载，该方法包括：提供具有热端和冷端的燃气涡轮；将负载联接至所述热端和冷端中的一者；将电动马达/发电机联接至所述热端和冷端中的另一者，并且将电动马达/发电机机械地联接至负载；借助于燃气涡轮来生成机械功率；用由燃气涡轮生成的机械功率驱动负载。

[0019] 根据一些实施例，当由燃气涡轮生成的机械功率超出驱动负载所要求的机械功率时，该方法提供如下步骤：以发电机模式操作电动马达/发电机；将过量的机械功率从燃气涡轮传送至电动马达/发电机；和在电动马达/发电机中将过量的机械功率转换成电功率。

[0020] 根据一些实施例，当由燃气涡轮生成的机械功率小于驱动负载所要求的功率时，该方法提供如下步骤：以马达模式操作电动马达/发电机；电气地驱动电动马达/发电机；在电动马达/发电机中将电功率转换成补充机械功率；通过燃气涡轮将补充机械功率从电动马达/发电机传送至负载；利用由燃气涡轮生成的结合功率和由电动马达/发电机生成的补充机械功率来驱动负载。

[0021] 特征和实施例在下文中公开。上面的简要描述提出本发明的各种实施例的特征，以便可更好地理解随后的详细说明，并且以便可更好地认识到对领域的本贡献。当然，存在本发明的其它特征，其将在下文中描述。在该方面中，在详细说明本发明的数个实施例之前，应当理解的是，本发明的各种实施例不将它们的应用限制为在下列描述中提出或在附图中示出的构造的细节和构件的布置。本发明能够有其它实施例并且以各种方式实践和进行。此外，应当理解的是，在本文中采用的措词和术语用于说明的目的，并且不应被认为是限制。

[0022] 因此，本领域技术人员将理解的是，本公开所基于的观念可易于用作用于设计其它结构、方法、和/或用于进行本发明的若干目的的系统的基础。

附图说明

[0023] 将易于获得本发明的公开实施例和本发明的附随优点中的许多的更完全的理解，因为当结合附图考虑时，通过参考下列详细描述，它们变得更好理解。

[0024] 图1示出了根据现有技术的燃气涡轮和压缩机的示意图；

[0025] 图2至图6示出了根据依据本公开的两个实施例的燃气涡轮和压缩机布置的示意图。

具体实施方式

[0026] 示范实施例的下列详细描述参考附图。在不同的附图中的相同的标号指示相同或相似的元件。此外，附图不一定遵循比例绘出。此外，下列详细描述不限制本发明。贯穿说明书对“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”的引用指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，术语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”在贯穿说明书中的各种地方的出现不一定意指相同的(多个)实施例。此外，具体特征、结构或特性可以任何适当的方式结合在一个或更多个实施例中。

[0027] 在图2的实施例中，提供燃气涡轮101以用于驱动负载103。

[0028] 燃气涡轮101具有第一端101H和第二端101C。第一端101H称为涡轮的热端，而第二端101C称为涡轮的冷端。热端101H通常是排气燃烧气体从功率涡轮104排放的端部，而冷端101C通常是燃气涡轮101的压缩机102的入口所位于的位置。

[0029] 在图2的实施例中，负载103包括压缩机，例如离心压缩机，例如LNG设备的制冷压缩机或管道压缩机等。在其它实施例中，负载可由多于仅一个的压缩机组成，即，两个或更多个压缩机的列，其通过使一个或更多个速度调控装置(例如，齿轮箱)介于列的连续地布置的压缩机之间，而以相同的旋转速度或以不同的旋转速度旋转。

[0030] 在图2的实施例中，负载103通过负载联接件105驱动地连接至燃气涡轮101的热端101H。如果负载103需要不同于燃气涡轮101额定旋转速度的旋转速度，那么将速度调控装置107布置在燃气涡轮101和负载103之间。例如，速度调控装置可由齿轮箱组成。在其它实施例中，速度调控装置107可由转矩转换器组成。标号109指示从动轴，该从动轴将速度调控装置107连接至负载103。

[0031] 燃气涡轮101的与负载联接件105相反的端部，即，冷端101C连接至可逆电机111。可逆电机111是马达/发电机，即，能够将可在其轴上获得的机械功率转换成可在机器的电端子上获得的电功率，或反之亦然，将可在其电端子处获得的电功率转换成可在机器轴上获得的机械功率。电动马达/发电机111电连接至电功率网G。

[0032] 频率转换器或可变频率驱动器113可提供于电动马达/发电机111的电端子和电功率网G之间。频率转换器113允许使用处于电网频率(例如50Hz或60Hz)的电能，来取决于由电动马达/发电机111执行的功能，通过修改频率来匹配电动马达/发电机111的旋转频率，从而使电动马达/发电机111在要求的任意速度下旋转。反之亦然，频率转换器113还能够将由电动马达/发电机111生成的电功率的频率转换成电网频率。频率转换器113因而允许系统取决于要求而在可变旋转速度下旋转。

[0033] 电动马达/发电机111借助于马达输出轴115机械地连接至燃气涡轮101的冷端101C。在一些实施例中，机械熔断器119可布置在马达输出轴115和燃气涡轮101之间。机械熔断器是能够在装置上过载的情况下断裂的装置。在本文中描述的实施例中，在电动马达/发电机111上的短路的情况下，机械熔断器保护例如涡轮机101和103。

[0034] 在其它实施例中，可将离合器117布置在马达输出轴115和燃气涡轮105之间，以用于使电动马达/发电机111选择性地连接至燃气涡轮101和从燃气涡轮101分离。在一些实施例中，齿轮箱或另一速度调控装置可布置在电动马达/发电机111和燃气涡轮之间。

[0035] 在一些实施例中，如在图2中所显示的，机械熔断器和离合器可结合使用。

[0036] 在一些实施例中，燃气涡轮101可为重载燃气涡轮。在其它实施例中，燃气涡轮101可为航改燃气涡轮。还可提供两个或更多个燃气涡轮的组合来驱动相同的压缩机或多个压缩机。

[0037] 在一些实施例中，燃气涡轮101是单轴燃气涡轮。单轴燃气涡轮包括压缩机转子和安装在公共旋转轴上的涡轮转子。轴的一端机械地连接至电动马达/发电机111，且轴的相反端通过负载联接件105机械地连接至负载103。电动马达/发电机111因而连接至单个轴系，并且驱动压缩机和燃气涡轮的功率涡轮，以及形成负载103的压缩机或多个压缩机旋转。

[0038] 在单轴燃气涡轮构造中，电动马达/发电机111可执行启动器功能、辅助器功能和现在将描述的发电机功能。可在电动马达/发电机111上获得的机械功率经由公共轴系机械地传递至负载。可在功率涡轮轴上获得的过量机械功率直接传递至电动马达/发电机111，并转换成电功率。

[0039] 在单轴燃气涡轮101中，在燃气涡轮101和负载停止时，系的启动通过作用为启动器的电动马达/发电机111而操作。电动马达/发电机111切换成马达模式。来自电功率网G的电功率通过频率转换器113传输至电动马达/发电机111。控制传输至电动马达/发电机的电功率的频率，来将电动马达/发电机111从零加速至要求的旋转速度，其可为燃气涡轮101的额定速度或更低的速度。

[0040] 由电动马达/发电机111生成的机械功率使燃气涡轮101的轴和负载联接件105，以及压缩机或多个压缩机103旋转。发电机/马达111因而设计为提供充分的功率，来在启动时加速燃气涡轮和形成负载103的压缩机或多个压缩机。这要求克服涡轮机的惯性以及压缩级或多个压缩机103的空气动力负载。空气动力负载是通过处理的流体产生的负载，该流体由形成负载103的压缩机或多个压缩机处理。由于由压缩机处理的流体的增大的压力，故空气动力负载随着压缩机的旋转速度增大而增大。电动马达/发电机111因而设计为提供足以克服涡轮机的惯性和空气动力负载的功率，该涡轮机由电动马达/发电机111至少以使燃气涡轮点火所要求的旋转速度被驱动。

[0041] 一旦燃气涡轮101接管驱动负载的任务，那么电动马达/发电机可断开。在一些实施例中，电动马达/发电机可继续以马达模式操作来提供附加的机械功率，其可与由燃气涡轮生成的机械功率结合使用来驱动负载。

[0042] 在一些实施例中，燃气涡轮101在固定旋转速度和满负载下操作，来最大化燃气涡轮的效率。如果例如由于下降的环境温度和涡轮的随之增大的功率可得性，由燃气涡轮101生成的机械功率超出驱动负载103所要求的功率，那么将电动马达/发电机111切换成发电机模式，并且将可在涡轮轴上获得的过量的机械功率转换成电能。由电动马达/发电机111生成的电功率传输至电功率网G。如果要求，那么电功率的频率可通过频率转换器113转换。

[0043] 如果例如由于升高的环境温度和在涡轮的功率可得性上的随之下降，由燃气涡轮101生成的机械功率不足以驱动负载，那么将电动马达/发电机111切换成马达模式，并且作为辅助器操作。来自电功率网G的电功率通过电动马达/发电机111转换成马达输出轴115上的机械功率。在一些实施例中，如在上面所提到的，电动马达/发电机可连续地，而非仅在燃气涡轮功率可得性下降的情况下以马达模式操作。在两种情况下，可在负载联接件105上获得的总机械功率将为由燃气涡轮101生成的机械功率和由电动马达/发电机111生成的机械功率之和。

[0044] 电动马达/发电机111不要求驱动穿过能力，布置在燃气涡轮101的冷端处，且其轴不需要设计为支持处于满负载的燃气涡轮101的额定功率。

[0045] 图3示出了例如用于处理LNG设备中的制冷流体的涡轮驱动压缩机布置的另一实施例。相同参考标号用来指示与在图2中相同或等同的构件。在图3的实施例中，负载103由包括第一压缩机103A和第二压缩机103B的压缩机布置构成。在图3的示范实施例中，压缩机由燃气涡轮101直接驱动而在它们之间没有速度调控装置。在其它实施例中，速度调控装置(例如齿轮箱)可提供在燃气涡轮101和压缩机103A之间和/或压缩机103A和压缩级103B之间。

[0046] 图3的设备以与图2中的设备基本相同的方式操作。

[0047] 在图2和图3中显示的两个实施例中，电动马达/发电机111不要求驱动穿过能力，因为其定位在列的一个端部处。而且，即使最后的压缩机是竖直地剖分的压缩机，电动马达/发电机111的位置也允许在该最后的压缩机上的介入，因而有助于其维护。相对于电动马达/发电机111直接连接至驱动轴系的现有技术构造，电动马达/发电机111的位置还减少了电动马达/发电机111的短路的情况下在从动压缩机轴系上的机械应力。

[0048] 图4示出了根据本公开的包括燃气涡轮101和由其驱动的负载103的系统的另一实施例。相同的标号指示与之前的实施例中相同或相对应的构件、元件或部分，并且将不再详细描述。马达/发电机111连接在燃气涡轮101的冷端101C处，而负载103连接在燃气涡轮101的热端101H处。在图4的示范实施例中，负载103包括第一压缩机103A和第二压缩机103B。负载联接件105由中间轴承布置120支撑。挠性联接件122可提供于轴承布置120和压缩机轴之间。在图4的实施例中，负载因而经由部分刚性且部分挠性的联接件由燃气涡轮101驱动。本文中所指的挠性联接件是包括以124示意地显示的挠性或弹性元件(例如挠性或弹性接头)的联接件。相反地，刚性连接件是不包含挠性或弹性元件的联接件。

[0049] 挠性联接件抵消连接涡轮机的轴的热膨胀以及可能的角度偏差，从而降低轴承上的负载和机器振动。

[0050] 将挠性联接件布置在燃气涡轮和负载之间导致由燃气涡轮驱动的(多个)压缩机的干气密封的改善的功能性和效率，并且简化了涡轮机之间的对准，以及转子动力设计。

[0051] 图5示出了在本文中公开的主题的另一实施例。与在图4中相同或等同的构件、元件或部分设有相同的参考标号，并且将不再详细描述。图5的实施例不同于图4的实施例，因为前者包括负载联接件105，其仅包括直接连接燃气涡轮101和负载103的挠性联接件。参考标号124指示挠性联接件105的挠性或弹性元件。

[0052] 在一些实施例中，负载103可包括借助于中间挠性联接件连接至彼此的两个或更多个压缩机。图5显示了第三压缩机103C的示范实施例，该第三压缩机103C经由挠性联接件126连接至第一和第二压缩机103A、103B。

[0053] 在图2至5中，示出了单轴燃气涡轮101。可在上面描述的布置中使用的适当的燃气涡轮为MS9001、MS7001、MS6001、MS5001、GE10-1重载、单轴燃气涡轮，它们均可从GE Oil&Gas获得。

[0054] 在其它实施例中，燃气涡轮可为具有两个或更多个同心地布置的轴的多轴燃气涡轮。图6示意地示出了总体以201指示的双轴燃气涡轮。适当的双轴燃气涡轮为可从General Electric，Evendale，OH，USA获得的 燃气涡轮。双轴燃气涡轮101包括核心203、低压压缩机205、和功率或低压涡轮207。核心203依次包括高压压缩机209和高压涡轮211。高压压缩机209的转子和高压涡轮211的转子安装在公共的核心轴或外轴213上。低压压缩机205的转子和低压涡轮或功率涡轮207的转子安装在内轴或功率轴215上。内轴215同轴地延伸至且穿过外轴213。燃气涡轮201的热端和冷端分别以201H和201C示意地显示。电动马达/发电机221在燃气涡轮201的冷端201C处机械地连接至内轴215，并且通过频率转换器或可变频率驱动器223电连接至电功率网G。大体以25显示的离合器和/或机械熔断器和/或齿轮箱可布置在内轴215的冷端侧和电动马达/发电机221的轴221A之间。

[0055] 内轴215的热端侧可机械地联接至负载226。可使用挠性联接件以用于该目的。参考标号227示意地指示挠性联接件的挠性元件。齿轮箱或任何其它速度调控装置可布置在燃气涡轮201的热端201H和负载226之间和/或负载226的连续地布置的从动机器之间。

[0056] 在图6的示范实施例中，负载226由第一压缩机226A和可选的第二压缩机226B组成。以229示意地显示的挠性联接件可提供于两个压缩机226A、226B之间。

[0057] 在一些实施例中，提供启动器231以用于启动燃气涡轮201的核心203。

[0058] 环境空气输送至低压压缩机205并且在第一压力下被压缩。部分地压缩的空气进入核心203的高压压缩机209并且被压缩至高压。加压空气输送至燃烧器204并且与燃料(例如，气态或液体燃料)混合。点燃空气燃料混合物，并且燃烧气体在高压涡轮211中且在低压或功率涡轮207中连续地膨胀。由高压涡轮211生成的机械功率用来驱动涡轮核心203的高压压缩机209，而由低压或功率涡轮211生成的机械功率可在内轴215上获得且用来驱动负载226。

[0059] 可在内轴215上从功率涡轮207获得的过量的机械功率可传送至电动马达/发电机211，并且由此转换成电功率，电动马达/发电机211在发电机模式下操作。电功率通过频率转换器223调节，并且使得能够在电功率网G上获得。如果例如由于由环境温度的上升引起的涡轮功率可得性的下降，由功率涡轮207生成的机械功率不足以驱动负载226，那么电动马达/发电机221可切换成马达模式并将来自电功率网G的电功率转换成机械功率，使得能够在内轴215上获得，以与由功率涡轮207生成的机械功率结合，以驱动负载226。

[0060] 在该实施例中，启动器作用不由电动马达/发电机221提供，而是由设在核心203上的启动器马达231提供。在必须启动燃气涡轮201时，启动器马达231驱动外轴213旋转，使得核心203可启动。一旦高压涡轮211已点燃，那么由此生成的燃烧气体输送至功率涡轮207，来启动燃气涡轮201的低压区段，即，低压压缩机205和低压燃气涡轮207。

[0061] 虽然在本文中描述的主题的公开的实施例已经在附图中显示，并且结合数个示范实施例具体且详细地在上面完全描述，但是本领域技术人员将明白的是，许多修改、改变和省略是可能的，而不本质上脱离在本文中提出的新颖教导、原理和构思。此外，任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据备选实施例而改变或重新排序。