Газовая турбина в установках с механическим приводом и способы ее работы

1. Приводная система для приведения в действие нагрузки, содержащая: газовую турбину, выполненную и расположенную с возможностью приведения в действие нагрузки и имеющую горячий конец и холодный конец,
нагрузочную муфту, соединяющую газовую турбину с нагрузкой, расположенной на одном из указанных концов газовой турбины, горячем или холодном,
электрический двигатель/генератор, установленный на другом конце из указанных концов газовой турбины, электрически соединенный с электроэнергетической системой и механически соединенный с указанной нагрузочной муфтой,
причем электрический двигатель/генератор выполнен с возможностью работы в качестве генератора для преобразования избыточной механической энергии, вырабатываемой газовой турбиной, в электрическую энергию и доставки этой электрической энергии в электроэнергетическую систему, и в качестве двигателя для добавления приводной мощности нагрузке.
2. Приводная система по п. 1, в которой указанная нагрузка содержит по меньшей мере один компрессор.
3. Приводная система по п. 1, в которой электрический двигатель/генератор установлен на холодном конце газовой турбины, а нагрузочная муфта установлена на горячем конце газовой турбины.
4. Приводная система по п. 1, дополнительно содержащая механический предохранитель, расположенный между электрическим двигателем/генератором и газовой турбиной.
5. Приводная система по п. 1, дополнительно содержащая муфту сцепления, расположенную между электрическим двигателем/генератором и газовой турбиной.
6. Приводная система по п. 1, в которой электрический двигатель/генератор постоянно соединен с холодным концом или горячим концом газовой турбины.
7. Приводная система по п. 1, в которой электрический двигатель/генератор выполнен с возможностью работы также в качестве пускового устройства для запуска газовой турбины и нагрузки.
8. Приводная система по п. 1, в которой газовая турбина представляет собой одновальную газовую турбину.
9. Приводная система по п. 1, в которой газовая турбина представляет собой двухвальную газовую турбину, содержащую центральный узел, содержащий компрессор высокого давления и турбину высокого давления, соединенную с первым валом, пусковое устройство для запуска указанного центрального узла, компрессор низкого давления и турбину низкого давления, причем турбина низкого давления и компрессор низкого давления соединены посредством второго вала, проходящего от горячего конца к холодному концу газовой турбины, и нагрузка механически соединена с указанным вторым валом на одном из указанных концов газовой турбины, горячем или холодном, а указанный электрический двигатель/генератор механически соединен с указанным вторым валом на другом из указанных концов газовой турбины.
10. Приводная система по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащая преобразователь частоты, установленный между электрическим двигателем/генератором и электроэнергетической системой, при этом указанный преобразователь частоты выполнен и управляется с возможностью согласования электрической частоты от электроэнергетической системы с электрическим двигателем/генератором и от электрического двигателя / генератора с электроэнергетической системой.
11. Способ запуска системы, содержащей газовую турбину и нагрузку, включающий:
использование газовой турбины, имеющей горячий конец и холодный конец,
соединение нагрузки с одним из указанных концов, горячим или холодным,
соединение электрического двигателя/генератора с другим из указанных концов,
включение электрического двигателя/генератора в режиме двигателя,
подачу питания на электрический двигатель/генератор и преобразование электрической энергии в механическую энергию в электрическом двигателе/генераторе и использование механической энергии для запуска газовой турбины и нагрузки, при этом механическую энергию передают от электрического двигателя/генератора к нагрузке через газовую турбину.
12. Способ работы газотурбинной системы, содержащей газовую турбину и нагрузку, приводимую в действие указанной газовой турбиной, включающий:
использование газовой турбины, имеющей горячий конец и холодный конец,
соединение нагрузки с одним из указанных концов, горячим или холодным,
соединение электрического двигателя/генератора с другим из указанных концов и механическое соединение указанного электрического двигателя/генератора с указанной нагрузкой,
выработку механической энергии с помощью газовой турбины,
подачу питания на нагрузку с помощью механической энергии, вырабатываемой с помощью газовой турбины,
причем когда механическая энергия, вырабатываемая газовой турбиной, превышает механическую энергию, необходимую для приведения в действие нагрузки:
обеспечивают работу электрического двигателя/генератора в режиме генератора,
передают избыточную механическую энергию от газовой турбины к электрическому двигателю/генератору и
преобразуют указанную избыточную механическую энергию в электрическую энергию в электрическом двигателе/генераторе.
13. Способ работы газотурбинной системы, содержащей газовую турбину и нагрузку, приводимую в действие указанной газовой турбиной, включающий:
использование газовой турбины, имеющей горячий конец и холодный конец,
соединение нагрузки с одним из указанных концов, горячим или холодным,
соединение электрического двигателя/генератора с другим из указанных концов и механическое соединение указанного электрического двигателя/генератора с указанной нагрузкой,
выработку механической энергии с помощью газовой турбины,
подачу питания на нагрузку с помощью механической энергии, вырабатываемой с помощью газовой турбины,
причем когда механическая энергия, вырабатываемая газовой турбиной, меньше механической энергии, необходимой для приведения в действие нагрузки:
обеспечивают работу указанного электрического двигателя/генератора в режиме двигателя,
подают электропитание на электрический двигатель/генератор,
преобразуют электрическую энергию в дополнительную механическую энергию в электрическом двигателе/генераторе,
передают дополнительную механическую энергию от электрического двигателя/генератора через газовую турбину на нагрузку,
приводят в действие нагрузку с помощью комбинированной энергии, вырабатываемой газовой турбиной, и дополнительной механической энергии, вырабатываемой электрическим двигателем/генератором.
14. Способ по любому из пп. 11-13, в котором:
соединяют электрический двигатель/генератор с холодным концом газовой турбины и
соединяют нагрузку с горячим концом газовой турбины.
15. Способ по любому из пп. 11-13, в котором указанная нагрузка содержит по меньшей мере один компрессор.