CN113123867A - 用于操作涡轮增压气体涡轮引擎的***和方法 - Google Patents

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贾拉勒·侯奈因·齐亚
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Abstract

本发明题为用于操作涡轮增压气体涡轮引擎的***和方法。本发明提供了一种发电***(100)，该发电***包括燃烧***(102)、涡轮增压器(106)和热回收***(104)。燃烧***(102)被构造成使燃料与空气流燃烧。燃烧***(102)被进一步构造成产生排气流。涡轮增压器(106)被构造成压缩压缩空气流并将压缩空气流引导至燃烧***(102)。燃烧***(102)被构造成使燃料与压缩空气流和附加空气流燃烧。热回收***(104)被构造成从排气流中回收热量并驱动涡轮增压器(106)。热回收***(104)使用超临界工作流体来吸收来自排气流的热量并驱动涡轮增压器(106)。

Description

用于操作涡轮增压气体涡轮引擎的***和方法
背景技术
本公开内容的领域整体涉及气体涡轮引擎，并且更具体地讲，涉及用于操作涡轮增压气体涡轮引擎的***和方法。
气体涡轮引擎通常包括以串行流构造布置的至少一个压缩机、至少一个喷燃器和至少一个涡轮。通常，压缩机将压缩空气引导至喷燃器，在该喷燃器中使该压缩空气与燃料流混合并燃烧，从而形成在从气体涡轮引擎排出之前被引导向涡轮的高温燃烧气体流。然而，在高海拔区域或高环境温度区域中，这里的空气具有与低海拔区域或低环境温度区域比较小的密度，较少的空气被压缩，并且由于较低密度的空气燃烧较少的燃料，气体涡轮引擎产生较少的动力。
为了克服在较高海拔和高环境温度区域造成的短缺，至少一些已知的气体涡轮引擎包括涡轮增压器，以有利于增加引导至喷燃器的压缩空气的体积。然而，涡轮增压器使用由气体涡轮引擎产生的动力来压缩用于燃烧的附加空气，从而降低了气体涡轮引擎的效率。为了部分地补偿涡轮增压器消耗的能量，至少一些已知的气体涡轮引擎包括热回收***，该热回收***从被引导至涡轮增压器的气体涡轮引擎的排气中回收热量。热回收***通常使用水和/或蒸汽作为工作流体，然而，此类***在操作期间通常消耗大量的水。此外，对用作工作流体的水进行杂质处理以避免在热回收***中氧化和结垢，并且因此，使用水和/或蒸汽作为工作流体的热回收***通常需要水处理***。因此，如果此类涡轮位于不具有足够的水来支持热回收***的区域中，则可能限制在更高海拔、高环境温度和/或干旱位置中使用涡轮增压器。因此，期望提供具有涡轮增压器的气体涡轮引擎，该涡轮增压器包括使用除水之外的流体作为工作流体的热回收***。
发明内容
在一个方面，提供了一种发电***。该发电***包括燃烧***、涡轮增压器和热回收***。燃烧***被构造成使燃料与空气流燃烧。燃烧***被进一步构造成产生排气流。涡轮增压器被构造成压缩压缩空气流并将压缩空气流引导至燃烧***。燃烧***被构造成使燃料与压缩空气流和附加空气流燃烧。热回收***被构造成从排气流中回收热量并驱动涡轮增压器。热回收***使用超临界工作流体来吸收来自排气流的热量并驱动涡轮增压器。
在另一方面，提供了一种使用发电***发电的方法。该发电***包括燃烧***、热回收***和涡轮增压器。该方法包括使用燃烧***使燃料与空气流燃烧以产生电力和排气流。该方法还包括将排气流从燃烧***引导至热回收***。该方法还包括使用排气流加热热回收***内的超临界工作流体。该方法还包括使用超临界工作流体驱动涡轮增压器。该方法还包括使用涡轮增压器压缩压缩空气流。该方法还包括使燃料与压缩空气流和附加空气流燃烧以产生电力和排气流。
在另一方面，提供了一种用于发电***的热回收***。该热回收***包括至少一个热交换器，该至少一个热交换器被构造成从燃烧***接收排气流。该至少一个热交换器被构造成将热量从排气流传递到超临界工作流体。热回收***还包括联接到至少一个涡轮增压器的至少一个涡轮。该至少一个涡轮被构造成从至少一个热交换器接收超临界工作流体。该至少一个涡轮被构造成从超临界工作流体提取有用功以驱动至少一个涡轮增压器。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部件，其中：
图1是示例性发电***的方框流程图；
图2是可以与图1所示的发电***一起使用的示例性燃烧***的示意图；
图3是另选发电***的方框流程图；
图4是另外的另选发电***的方框流程图；并且
图5是使用图1、图3和图4所示的发电***发电的示例性方法的流程图。
除非另外指明，否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施方案的特征。据信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施方案的多种***。因此，附图不旨在包括本领域的普通技术人员已知的实践本文所公开的实施方案所需的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将引用多个术语，这些术语应被定义为具有以下含义。
除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。
除非另外指示，否则如本文所使用的近似语言，诸如“大体地”、“基本上”和“约”指示如本领域普通技术人员将认识到的，如此修饰的术语可以仅适用于近似程度，而不是绝对或完美程度。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及整个说明书和权利要求书中，可以识别范围限制。除非上下文或语言另有指示，否则这些范围可以组合和/或互换，并且包括其中包含的所有子范围。除此之外，除非另外指示，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并且不旨在对这些术语所涉及的项目施加顺序、位置或分级要求。此外，例如，对“第二”项目的引用不要求或排除存在例如“第一”或较低编号的项目或者“第三”或更高编号的项目。如本文所用，术语“联接”不限于部件之间的直接机械、热、电气和/或流体连通连接，也可以包括多个部件之间的间接机械、热、电气和/或流体连通连接。
如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本上平行于旋转机械的纵向轴线延伸的方向和取向。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本上垂直于旋转机械的纵向轴线延伸的方向和取向。此外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指围绕旋转机械的纵向轴线弧形延伸的方向和取向。进一步地，如本文所用，术语“上游”是指旋转机械的前端或入口端，并且术语“下游”是指旋转机械的后端或排出口端。
本文所述的***涉及可用于高海拔和/或高环境温度区域的发电***。具体地讲，本文所述的发电***各自包括气体涡轮引擎、热回收***、涡轮增压器和发电机。气体涡轮引擎燃烧燃料并产生排气流。排气流被引导至热回收***，并且从排气流中回收热量以用于为涡轮增压器提供动力。涡轮增压器将压缩空气流引导至气体涡轮引擎，在该气体涡轮引擎中使压缩空气流与燃料混合并燃烧，以提高功率输出和气体涡轮引擎的效率。
在示例性实施方案中，发电***位于高海拔位置和/或高环境温度位置处，并且因此，气体涡轮引擎用于燃烧燃料的空气具有比较低海拔位置或较低环境温度区域处的空气更低的密度。由于空气密度较小，所以与在较低海拔位置或较低环境温度区域的气体涡轮引擎相比，气体涡轮引擎产生较少的动力。涡轮增压器增加了进入气体涡轮引擎的用于燃烧的空气流，并且增加了气体涡轮引擎的总发电。此外，由于热回收***利用从排气流回收的热量驱动涡轮增压器，因此在不降低效率的情况下增加了由发电***产生的电力。此外，在示例性实施方案中，工作流体即用于将热量转换为可用能量的流体是超临界CO2，并且因此，热回收***不是水密集型***。因此，当发电***位于较高海拔和/或干旱区域中时，发电***提高了气体涡轮引擎的发电和效率，同时降低了水的消耗。
图1是包括气体涡轮引擎102、热回收***104、涡轮增压器106和发电机108的示例性发电***100的方框流程图。在示例性实施方案中，气体涡轮引擎102通过燃烧燃料产生排气流110来产生电力。排气流110被引导至热回收***104，并且热回收***104将热量从排气流110回收以为涡轮增压器106提供动力。涡轮增压器106将压缩空气流112引导至气体涡轮引擎102，并且气体涡轮引擎102使压缩空气流112与燃料燃烧以提高功率输出和气体涡轮引擎102的效率。
在示例性实施方案中，气体涡轮引擎102为燃气涡轮引擎。另选地，气体涡轮引擎102可以是任何其他涡轮引擎和/或旋转机械，包括但不限于蒸汽涡轮引擎、气体涡扇飞机引擎、其他飞机引擎、风力涡轮机、压缩机和/或泵。图2是气体涡轮引擎102的放大示意图。在示例性实施方案中，气体涡轮引擎102包括进气部分202、在进气部分202下游的压缩机部分204、在压缩机部分204下游的燃烧器部分206、在燃烧器部分206下游的涡轮部分208以及在涡轮部分208下游的排气部分210。涡轮部分208经由转子轴212联接到压缩机部分204。
在示例性实施方案中，燃烧器部分206包括多个燃烧器214和多个燃料喷嘴(未示出)。燃烧器部分206联接到压缩机部分204，使得每个燃烧器214与压缩机部分204流体连通。转子轴212还联接到负载216，诸如但不限于发电机和/或机械驱动应用。在示例性实施方案中，每个压缩机部分204和每个涡轮部分208都包括联接到转子轴212的至少一个转子组件218。
在操作中，进气部分202将来自大气的空气220和来自涡轮增压器106的空气112朝向压缩机部分204引导。压缩机部分204将入口空气220压缩至更高的压力，然后朝向燃烧器部分206排放压缩空气222。来自压缩机部分204的压缩空气222与来自涡轮增压器106的压缩空气112混合，并且该混合物被引导至燃烧器部分206，在该燃烧器部分中使混合物与燃料混合并燃烧以产生高温燃烧气体224。更具体地讲，燃料在高压下被引导至燃料喷嘴。燃料喷嘴将燃料雾化，使得雾化的燃料与压缩空气222混合。燃烧气体224被向下游朝向涡轮部分208引导并冲击涡轮叶片(未示出)，以此将热能转换为用于围绕纵向轴线226驱动转子组件218的机械旋转能。通常，燃烧器部分206和涡轮部分208被称为气体涡轮引擎102的热气体部分。然后，排气流110通过排气部分210排出到热回收***104。转子组件218联接到产生电力的发电机108。
在发电***100的操作期间，来自气体涡轮引擎102的排气流110被引导至热回收***104。一旦气体涡轮引擎102已达到最小工作负荷，涡轮增压器106就开始产生压缩空气112并将压缩空气112引导至气体涡轮引擎102。也就是说，一旦排放气体的温度高到足以为涡轮增压器106提供动力，涡轮增压器106就开始压缩空气并将空气引导至气体涡轮引擎102。然后，气体涡轮引擎102开始以更高的效率产生附加功率。
如图1所示，热回收***104包括热交换器114、涡轮116、换热器118、冷却器120和压缩机122。涡轮116通过轴124联接到涡轮增压器106和压缩机122。在另选的实施方案中，涡轮116可通过轴124和至少一个齿轮箱125联接到涡轮增压器106和压缩机122，该齿轮箱被构造成控制涡轮增压器106和/或压缩机122的速度。此外，在另一个另选的实施方案中，涡轮116可通过不同的轴124联接到涡轮增压器106和压缩机122。热交换器114、涡轮116、换热器118、冷却器120和压缩机122形成闭环回路126，该闭环回路使工作流体能够围绕闭环回路126被引导以向涡轮增压器106提供动力。更具体地讲，闭环回路126(1)将热量从排气流110传递到工作流体，(2)利用工作流体中的热量驱动涡轮116，以及(3)利用涡轮116驱动涡轮增压器106。
热交换器114将热量从排气流110传递到工作流体以驱动涡轮116。热交换器114包括将热量从排气流110传递到工作流体的至少一个热交换器。在另选的实施方案中，热交换器114包括将热量从排气流110传递到工作流体的多个热交换器。在示例性实施方案中，热交换器114包括壳管式热交换器。在另选的实施方案中，热交换器114可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他类型的热交换器，包括但不限于板框式热交换器和/或双管热交换器。
涡轮116从排气流110提取能量以驱动涡轮增压器106和压缩机122。更具体地讲，涡轮116从排气流110提取能量以驱动轴124，该轴继而驱动涡轮增压器106和压缩机122。涡轮116包括从排气流110提取热量的至少一个涡轮。在另选的实施方案中，涡轮116包括从排气流110提取热量的多个涡轮。在示例性实施方案中，涡轮116包括从流体提取能量并将提取的能量转换成有用功的任何旋转机械。在另选的实施方案中，涡轮116可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何装置。
换热器118将热量从涡轮116的排放口128传递到压缩机122的排放口130，以从工作流体回收附加热量并提高发电***100的效率。在示例性实施方案中，换热器118包括至少一个热交换器，该至少一个热交换器将热量从涡轮116的排放口128传递到压缩机122的排放口130。在另选的实施方案中，换热器118包括多个热交换器，该多个热交换器将热量从涡轮116的排放口128传递到压缩机122的排放口130。在示例性实施方案中，换热器118包括壳管式热交换器。在另选的实施方案中，换热器118可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他类型的热交换器，包括但不限于板框式热交换器和/或双管热交换器。
冷却器120从工作流体传递热量以在被压缩机122压缩之前冷却工作流体。冷却器120包括冷却工作流体的至少一个热交换器。在另选的实施方案中，冷却器120包括冷却工作流体的多个热交换器。在示例性实施方案中，冷却器120包括将热量从工作流体交换至冷却流体的壳管式热交换器。在另选的实施方案中，冷却器120可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他类型的热交换器，包括但不限于板框式热交换器和双管热交换器。在示例性实施方案中，冷却流体为水、空气、水和空气的组合和/或使冷却器120能够如本文所述进行操作的任何其他冷却流体。
压缩机122增加工作流体的压力以提供原动力以将工作流体引导至闭环回路126周围。压缩机122包括增加工作流体压力的至少一个压缩机。在另选的实施方案中，压缩机122包括增加工作流体压力的多个压缩机。在示例性实施方案中，压缩机122包括增加流体压力的任何旋转机械，包括离心式压缩机。在另选的实施方案中，压缩机122可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他装置。
在示例性实施方案中，工作流体为超临界流体。更具体地讲，在示例性实施方案中，工作流体为超临界二氧化碳(sCO2)。在另选的实施方案中，工作流体可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他超临界流体。此外，工作流体可以是使热回收***104能够如本文所述进行操作的任何其他流体，包括但不限于蒸汽、空气和/或液态水。在示例性实施方案中，超临界流体是温度和压力高于该物质的临界点的物质。当物质为超临界流体时，物质的汽相和液相之间的区别消失，并且物质的密度通常增加。此外，当物质为超临界流体时，温度和压力的微小变化可导致该物质的密度发生较大的变化，从而能够调整该物质的性质。如上所述，在示例性实施方案中，工作流体为sCO2。sCO2的密度为蒸汽密度的大约三倍，并且因此，单位体积的sCO2吸收的热量比蒸汽多。因此，热回收***104内的设备，包括热交换器114、涡轮116、换热器118、冷却器120和压缩机122，比使用蒸汽作为工作流体的设备更紧凑，并且热回收***104不是水密集型***。相应地，当发电***100位于较高海拔和/或干旱区域时，sCO2有利于提高气体涡轮引擎102的发电和效率，减小热回收***104内的设备的尺寸，以及减少热回收***104的水消耗。
涡轮增压器106压缩空气并将压缩空气引导至气体涡轮引擎102，以提供用于燃烧的附加空气并提高气体涡轮引擎102的效率。涡轮增压器106包括压缩空气并将压缩空气引导至气体涡轮引擎102的至少一个压缩机。在另选的实施方案中，涡轮增压器106包括多个压缩机，该多个压缩机压缩空气并将压缩空气引导至气体涡轮引擎102。在示例性实施方案中，涡轮增压器106包括压缩空气的任何旋转机械，包括离心式压缩机。在另选的实施方案中，涡轮增压器106可以是使发电***100能够如本文所述进行操作的任何其他装置。
发电机108由气体涡轮引擎102提供的旋转能产生电力。更具体地讲，发电机108包括转子(未示出)，该转子包括多个磁体(未示出)、围绕转子的定子(未示出)以及多个绕组(未示出)。转子的旋转在绕组中感应出电流，从而产生电力。发电机108包括产生电力的至少一个发电机。在另选的实施方案中，发电机108包括产生电力的多个发电机。在另选的实施方案中，发电机108可以是使发电***100能够如本文所述进行操作的任何装置。
在发电***100的操作期间，气体涡轮引擎102燃烧来自压缩机部分204和涡轮增压器106的燃料和空气以使发电机108旋转，从而产生电力。排气流110从气体涡轮引擎102被引导至热交换器114。热交换器114将热量从排气流110传递到工作流体并将工作流体引导至涡轮116。涡轮116从工作流体提取能量并驱动涡轮增压器106和压缩机122。涡轮116的排放口128被引导至换热器118，其中换热器118将热量从涡轮116的排放口128传递到压缩机122的排放口130。然后，将工作流体引导至冷却器120，该冷却器在利用压缩机122压缩之前冷却工作流体。然后，将工作流体引导至压缩机122，并且压缩机122压缩工作流体并将工作流体引导至换热器118。换热器118将热量从涡轮116的排放口128传递到压缩机122的排放口130。最终，工作流体被引导回到热交换器114以完成闭环回路126。涡轮增压器106压缩空气并将压缩空气引导至气体涡轮引擎102，在该气体涡轮引擎中使压缩空气燃烧以产生电力。
因此，发电***100以紧凑的占地面积并且使用非水密集型***在较高海拔位置和/或较高环境温度区域中产生电力。更具体地讲，当发电***100位于较高海拔位置和/或较高环境温度区域时，气体涡轮引擎102用于燃烧燃料的空气具有比较低海拔和/或较低环境温度位置处的空气更低的密度。涡轮增压器106增加了进入气体涡轮引擎102的用于燃烧的空气流，并且增加了气体涡轮引擎102的总发电。此外，由于热回收***104利用从排气流110回收的热量为涡轮增压器106提供动力，因此在不降低涡轮效率的情况下增加了由发电***100产生的电力。此外，工作流体是超临界CO2，并且因此热回收***104不是水密集型***。因此，当发电***100位于较高海拔和/或干旱区域中时，发电***100提高了气体涡轮引擎102的发电和效率并降低了热回收***104的水消耗。
图3是另一示例性发电***300的方框流程图。发电***300基本上类似于发电***100，不同的是发电***300还包括联接到轴124的辅助发电机302。在示例性实施方案中，轴124驱动涡轮增压器106、压缩机122和辅助发电机302。相应地，涡轮116从工作流体提取出更多有用功，并且该有用功产生电力，该电力对由气体涡轮引擎102产生的电力进行补充。此外，在由于气体涡轮引擎102的机械限制而限制可注入气体涡轮引擎102的压缩空气112的流量的情况下，从气体涡轮引擎102的排气中吸收的热量直接转换为同一轴124上的附加电力输出。因此，辅助发电机302增加由发电***300产生的总电力并且提高发电***300的效率。
图4是另一示例性发电***400的方框流程图。发电***400基本上类似于发电***100，不同的是发电***400包括至少一个第一涡轮机402、至少一个第二涡轮机404以及联接到气体涡轮引擎102的排气部分110的热交换器406。在示例性实施方案中，发电***400可包括多个第一涡轮机402和多个第二涡轮机404。在例示的实施方案中，发电***400包括单个第一涡轮机402和两个第二涡轮机404。然而，发电***400可包括使发电***400能够如本文所述进行操作的任何数量的涡轮机402和涡轮机404。
第一涡轮机402是结合了涡轮增压器106、涡轮116、压缩机122和辅助发电机302的功能的旋转机械。也就是说，在单个单元中第一涡轮机402包括涡轮增压器106、涡轮116、压缩机122和辅助发电机302。由于第一涡轮机402包括涡轮增压器106，所以其主要功能是使用涡轮116驱动涡轮增压器106。因此，在另选的实施方案中，在单个单元中第一涡轮机402可仅包括涡轮增压器106和涡轮116。在另外的另选实施方案中，在单个单元中第一涡轮机402可仅包括涡轮增压器106、涡轮116和辅助发电机302。在又一另选的实施方案中，在单个单元中第一涡轮机402可仅包括涡轮增压器106、涡轮116和压缩机122。
第二涡轮机404是结合了涡轮116、压缩机122和辅助发电机302的功能的旋转机械。也就是说，在单个单元中第二涡轮机404包括涡轮机116、压缩机122和辅助发电机302。由于第二涡轮机404不包括涡轮增压器106，所以其主要功能是使用涡轮116驱动压缩机122并将净剩余能量转换为电力输出。因此，在另选的实施方案中，在单个单元中第二涡轮机404还可仅包括涡轮增压器106和压缩机122。热交换器406直接联接到气体涡轮引擎102的排气部分210，从而提高热交换器406的效率并减少发电***400的占地面积。
发电***400具有大于发电***100的效率，因为热交换器406直接联接到气体涡轮引擎102的排气部分110，并且第一涡轮机402驱动涡轮增压器106，而第二涡轮机404驱动压缩机122。将涡轮增压器106和压缩机122的驱动分开提高了发电***400的效率。因此，第一涡轮机402和第二涡轮机404从工作流体提取更多有用功，从而提高了发电***400的效率。因此，热交换器406、第一涡轮机402和第二涡轮机404的取向有利于增加由发电***400产生的总电力，并且有利于提高发电***400的效率。
图5是使用发电***(图1所示)发电的示例性方法500的流程图。该发电***包括燃烧***、热回收***和涡轮增压器。方法500包括燃烧502混合燃料以产生电力和排气流。此外，方法500还包括将排气流从燃烧***引导504至热回收***。此外，方法500还包括使用排气流加热506热回收***内的超临界工作流体。此外，方法500还包括使用超临界工作流体驱动508涡轮增压器。方法500还包括使用涡轮增压器压缩510压缩空气流。方法500还包括将压缩空气流引导512至燃烧***。最后，方法500还包括利用压缩空气流和至少一个附加空气流燃烧514燃料以产生电力和排气流。
上述发电***可有效地用于较高海拔区域和/或较高环境温度区域。具体地讲，本文所述的发电***各自包括气体涡轮引擎、热回收***、涡轮增压器和发电机。气体涡轮引擎燃烧燃料并产生排气流。排气流被引导至热回收***，并且从排气流中回收热量以用于为涡轮增压器提供动力。涡轮增压器将压缩空气流引导至气体涡轮引擎，在该气体涡轮引擎中使压缩空气流与燃料混合并燃烧，以提高功率输出和气体涡轮引擎的效率。
在示例性实施方案中，发电***位于高海拔和/或较高环境温度位置处，并且因此，气体涡轮引擎用于燃烧燃料的空气具有比较低海拔和/或较低环境温度位置处的空气更低的密度。因为空气密度较小，所以与在较低海拔和/或较低环境温度位置处的气体涡轮引擎相比，气体涡轮引擎产生较少的动力。涡轮增压器增加了进入气体涡轮引擎的用于燃烧的空气流，并且增加了气体涡轮引擎的总发电。此外，由于热回收***利用从排气流回收的热量驱动涡轮增压器，因此在不降低效率的情况下增加了由发电***产生的电力。此外，在示例性实施方案中，工作流体即用于将热量转换为可用能量的流体是超临界CO2，并且因此，热回收***不是水密集型***。因此，当发电***位于较高海拔、较高温度和/或干旱区域中时，发电***提高了气体涡轮引擎的发电和效率，同时降低了水的消耗。
除此之外，本文所述的***和方法的示例性技术效果包括以下项中的至少一项：(a)使用涡轮动力通过超临界工作流体来驱动涡轮增压器；(b)使用热回收***从排气流中回收热量；以及(c)使用来自涡轮增压器的压缩空气操作燃烧***。
上文详细描述了用于发电的***和方法的示例性实施方案。该***和方法不限于本文描述的具体实施方案，而是***的部件和/或方法的步骤可以独立地并且与本文描述的其他部件和/或步骤分开使用。例如，该方法也可以与其他发电***结合使用，并且不限于仅与本文所述的其他发电***一起实践。而是，示例性实施方案可以结合许多其他发电应用来实施和使用。
尽管本公开的各种实施方案的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的实施方案的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来引用和/或要求保护附图的任何特征。
本书面描述使用示例来公开本公开的实施方案，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本公开的实施方案，包括制造和使用任何装置或***以及执行任何结合的方法。本文描述的实施方案的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种发电***(100)，所述发电***包括：
燃烧***(102)，所述燃烧***被构造成使燃料与空气流燃烧，所述燃烧***(102)被进一步构造成产生排气流；
涡轮增压器(106)，所述涡轮增压器被构造成压缩压缩空气流并且将所述压缩空气流引导至所述燃烧***(102)，其中所述燃烧***(102)被构造成使所述燃料与所述压缩空气流和附加空气流燃烧；和
热回收***(104)，所述热回收***被构造成从所述排气流回收热量并且驱动所述涡轮增压器(106)，其中所述热回收***(104)使用超临界工作流体来吸收来自所述排气流的热量并且驱动所述涡轮增压器(106)。
2.根据权利要求1所述的发电***(100)，其中所述燃烧***(102)包括气体涡轮引擎(102)。
3.根据权利要求1所述的发电***(100)，还包括联接到所述燃烧***(102)的发电机(108)，其中所述发电机(108)被构造成产生电力。
4.根据权利要求1所述的发电***(100)，其中所述热回收***(104)包括：
至少一个热交换器(114)，所述至少一个热交换器被构造成接收从所述燃烧***(102)排出的所述排气流，所述至少一个热交换器(114)被构造成将热量从所述排气流传递到所述超临界工作流体；和
至少一个涡轮(116)，所述至少一个涡轮联接到所述涡轮增压器(106)，所述至少一个涡轮(116)被构造成从所述至少一个热交换器(114)接收所述超临界工作流体，其中所述至少一个涡轮(116)被进一步构造成从所述超临界工作流体提取有用功以驱动所述涡轮增压器(106)。
5.根据权利要求4所述的发电***(100)，其中所述热回收***(104)还包括联接到所述至少一个涡轮(116)的至少一个压缩机(122)，所述至少一个压缩机(122)被构造成压缩所述超临界工作流体。
6.根据权利要求5所述的发电***(100)，其中所述热回收***(104)还包括至少一个换热器(118)，所述换热器被构造成将热量从所述至少一个涡轮(116)的排放口传递到所述至少一个压缩机(122)的排放口。
7.根据权利要求6所述的发电***(100)，所述热回收***(104)还包括至少一个冷却器(120)，所述至少一个冷却器被构造成冷却所述至少一个涡轮(116)的所述排放口。
8.一种使用发电***(100)发电的方法(500)，所述发电***(100)包括燃烧***(102)、热回收***(104)和涡轮增压器(106)，所述方法(500)包括：
使用所述燃烧***(102)使燃料与空气流燃烧(502)以产生电力和排气流；
将所述排气流从所述燃烧***(102)引导(504)至所述热回收***(104)；
使用所述排气流加热(506)所述热回收***(104)内的超临界工作流体；
使用所述超临界工作流体驱动(508)所述涡轮增压器(106)；
使用所述涡轮增压器(106)压缩(510)压缩空气流；以及
使所述燃料与所述压缩空气流和附加空气流燃烧(514)以产生电力和所述排气流。
9.根据权利要求8所述的方法(500)，其中使用所述燃烧***(102)使所述燃料与所述空气流燃烧(514)以产生电力和所述排气流包括使用气体涡轮引擎(102)使所述燃料与所述空气流燃烧以产生电力和所述排气流。
10.根据权利要求8所述的方法(500)，其中使用所述排气流加热(506)所述热回收***(104)内的所述超临界工作流体包括使用至少一个热交换器(114)将热量从所述排气流传递到所述超临界工作流体。
11.根据权利要求8所述的方法(500)，其中使用所述超临界工作流体驱动(508)所述涡轮增压器(106)包括使用涡轮(116)从所述超临界工作流体提取有用功以驱动所述涡轮增压器(106)。
12.根据权利要求11所述的方法(500)，还包括利用至少一个冷却器(120)冷却所述涡轮(116)的排放口。
13.根据权利要求11所述的方法(500)，还包括使用联接到所述涡轮(116)的压缩机(122)压缩所述超临界工作流体。
14.根据权利要求13所述的方法(500)，还包括使用至少一个换热器(118)将热量从所述涡轮(116)的排放口传递到所述压缩机(122)的排放口。
15.根据权利要求11所述的方法(500)，还包括从联接到所述涡轮(116)的辅助发电机(108)发电。
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