用于改装发电系统以结合无离合器同步冷凝的系统和方法与流程

用于改装发电系统以结合无离合器同步冷凝的系统和方法


背景技术：

1.本公开整体涉及具有由气体涡轮发动机驱动的发电机的发电系统，并且更具体地讲，涉及同步冷凝。
2.发电系统通常包括发电机和气体涡轮系统之间的离合器组件。离合器组件实现发电机的轴与气体涡轮系统之间的选择性接合和脱离。然而，离合器组件可增加与发电系统的维修、更换部分和停机时间相关联的成本。遗憾的是，离合器组件可安装在现有发电系统中，该现有发电系统具有已安装在地基(即，预先存在的占地面积)上的设定位置中的气体涡轮系统和发电机，其中使用离合器组件针对各种操作模式专门设计控制系统。需要一种用于改装现有发电系统以在没有离合器组件的情况下操作，同时实现发电系统的各种操作模式(例如，有功功率模式和无功功率模式，该有功功率模式使同步发电机操作以为电网生成电力，该无功功率模式使发电机作为同步冷凝器操作以稳定电网)的系统和方法。具体地讲，需要这样的改装，而不需要对预先存在的占地面积进行实质性改变，即不需要气体涡轮系统和发电机从其在地基上的设定位置进行任何实质性移动。


技术实现要素：

3.下面概述了与最初要求保护的主题的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制本公开的范围，而是这些实施方案仅旨在提供某些公开的实施方案的简要概述。实际上，本公开可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。
4.根据一个实施方案，系统包括无离合器同步冷凝联接件，该无离合器同步冷凝联接件被配置为将气体涡轮系统的涡轮轴联接到发电系统的同步发电机的发电机轴。无离合器同步冷凝联接件包括：第一联接部分，该第一联接部分被配置为联接到涡轮轴；以及第二联接部分，该第二联接部分被配置为联接到发电机轴。无离合器同步冷凝联接件被配置为允许发电系统在没有离合器组件的情况下以有功功率模式和无功功率模式操作。
5.根据一个实施方案，发电系统包括气体涡轮系统、同步发电机、无离合器同步冷凝联接件、多个轴承和贮槽排空系统。气体涡轮系统包括压缩机、被配置为产生燃烧气体流的燃烧器、由燃烧气体流驱动的第一涡轮以及由燃烧气体流驱动的位于第一涡轮下游的第二涡轮。第一涡轮的第一轴未旋转地联接到第二涡轮的第二轴。同步发电机被配置为以有功功率模式和无功功率模式操作。提供无离合器同步冷凝联接件以将第二轴联接到同步发电机的发电机轴。无离合器同步冷凝联接件被配置为在有功功率模式中将转矩从第二轴传递到发电机轴以驱动同步发电机，从而向电网提供有功功率。无离合器同步冷凝联接件被配置为当同步发电机在无功功率模式中作为同步冷凝器操作以产生无功功率或吸收反应功率时，将转矩从发电机轴传递到第二轴。多个轴承被配置为支撑第一轴、第二轴、发电机轴或它们的组合。贮槽排空系统被配置为在有功功率模式期间以第一模式操作并且在无功功率模式期间以第二模式操作，其中贮槽排空系统被配置为使润滑剂流动到多个轴承。
6.根据一个实施方案，改装发电系统的方法包括移除同步发电机与气体涡轮系统的第一涡轮下游的第二涡轮之间的离合器组件，其中第一涡轮的第一轴未旋转地联接到第二
涡轮的第二轴。方法还包括安装联接第一轴和同步发电机的发电机轴的无离合器同步冷凝联接件。方法还包括安装控制器或更新现有控制器，以便使用没有离合器组件的无离合器同步冷凝联接件来以有功功率模式和无功功率模式操作发电系统。
附图说明
7.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：
8.图1是根据本公开的实施方案的具有替换离合器组件的无离合器同步冷凝模块的发电系统的实施方案的示意图；
9.图2是被改装有如图1所示的无离合器同步冷凝模块的发电系统的实施方案的示意图；
10.图3是如图1和图2所示的无离合器同步冷凝模块11的实施方案的侧视图；
11.图4是用于改装发电系统以结合如图1至图3所示的无离合器同步冷凝模块的过程的实施方案的流程图；并且
12.图5是用于更新贮槽排空系统的操作的过程的实施方案的流程图，该过程作为改装发电系统以结合无离合器同步冷凝模块的一部分。
具体实施方式
13.下面将描述本公开的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。
14.当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”和“该”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。此外，应当理解，对本公开的“一个实施方案”或“实施方案”的引用并非旨在被解释为排除也包含所列举特征的其他实施方案的存在。
15.所公开的实施方案提供了用于改装发电系统以结合无离合器同步冷凝系统的系统和过程。如下面详细阐述的，改装现有发电系统可包括从发电系统移除离合器组件，以及用无离合器同步冷凝联接件替换离合器组件，该无离合器同步冷凝联接件被配置为将同步发电机的发电机轴联接到气体涡轮发动机的涡轮轴。此外，改装现有发电系统可包括对控制器、贮槽排空系统(例如，结合泵)以及其他系统的附加修改和更新。
16.图1是具有设置在气体涡轮系统12(或气体涡轮发动机)和同步发电机14(或发电机/冷凝器)之间的无离合器同步冷凝模块11的发电系统10的实施方案的示意图。如下文详细讨论，无离合器同步冷凝模块11包括无离合器同步冷凝联接件16(例如，旋转联接件)。无离合器同步冷凝模块11可被设计为用于先前安装的发电系统10的改装套件的一部分和/或被设计为原始装备的一部分(例如，整个发电系统10的一部分)。作为改装套件的一部分，无离合器同步冷凝模块11被配置为通过用无离合器同步冷凝模块11替换离合器组件或模块
13来将无离合器同步冷凝能力添加到先前安装的发电系统10(例如，配备有离合器和/或不配备有同步冷凝能力)。在某些实施方案中，无离合器同步冷凝模块11被设计成配合在先前由离合器组件13占据的相同空间中，由此避免改变发电系统10的其他主要部件的最终操作位置。
17.气体涡轮系统12可包括具有一个或多个压缩机或压缩机级18的压缩机区段、具有一个或多个燃烧器20的燃烧器区段，以及具有一个或多个涡轮或涡轮级22的涡轮区段。气体涡轮系统12和同步发电机14可设置在发电系统外壳24内。发电系统外壳24可固定到地基26。发电系统外壳24可包括针对气体涡轮系统12的每个部件的外壳部分。例如，发电系统外壳24可具有被配置为容纳压缩机18的压缩机外壳部分28、被配置为容纳燃烧器20的燃烧器外壳部分30，以及被配置为容纳涡轮22的涡轮外壳部分32。在一些实施方案中，发电系统外壳24的各种外壳部分可被配置为容纳气体涡轮系统12的多个部件。发电系统外壳24还可包括或容纳其他部件，诸如进气系统34、控制器、用于气体涡轮系统12的涡轮通风系统36(例如，通风管道中的一个或多个风扇)、用于同步发电机14的发电机通风系统38(例如，通风管道中的一个或多个风扇)、进气系统34中具有一个或多个过滤器40的过滤器组件、排气叠堆42、发动机润滑系统、启动系统、液压系统、电力和数据、或它们的某种组合。
18.在某些实施方案中，先前安装的发电系统10可通过移除涡轮22和同步发电机14之间的先前安装的连接件(例如，离合器组件13)，并且用无离合器同步冷凝模块11替换离合器组件13来进行改装，而不会对外壳24、气体涡轮系统12和同步发电机14在地基26上的安装位置进行任何显著改变。换句话讲，气体涡轮系统12和同步发电机14可保持在其在地基26上的安装位置，而无离合器同步冷凝模块11填充先前由离合器组件13占据的空间。在某些实施方案中，无离合器同步冷凝模块11的尺寸可被具体地设定成配合在由离合器组件13占据的空间中，或者无离合器同步冷凝模块11可具有与尺寸调整特征相结合的基础尺寸以实现涡轮22和同步发电机14之间的适当配合。例如，无离合器同步冷凝模块11可包括可调整的外壳面板以取决于可用空间而增加和/或减少模块11的高度、宽度或长度。通过另一个示例，无离合器同步冷凝模块11可包括无离合器同步冷凝联接件16上的可调整特征，诸如联接件16上的轴向调整组件和/或相关联轴。联接件16的轴向调整组件可实现调整以增加或减少无离合器同步冷凝联接件16及其相关联的轴的轴向长度。例如，轴向调整组件可包括弹性连接件、可扩展/可收缩的轴区段、间隔件或它们的任何组合。这样，尺寸调整特征有助于使得无离合器同步冷凝模块11能够有效地安装在由离合器组件13先前占据的可用空间中。当无离合器同步冷凝模块11替换离合器组件13时，发电系统10的总体占有面积通常保持相同。通过将无离合器同步冷凝模块11配合在与离合器组件13相同的空间中，所公开的实施方案以发电系统10的显著减小的停机时间实现更有效的改装。相比之下，在没有所公开的实施方案的情况下，改装规程可能需要同步发电机14、气体涡轮系统12和/或外壳24在地基26上的耗时且昂贵的移动和/或地基26的尺寸设定。
19.改装规程的实施方案可包括在气体涡轮系统12和同步发电机14之间的离合器组件13的位置处移除和/或打开发电系统外壳24的一部分(例如，离合器壳体或离合器外壳部分44)。在获得进入时，离合器组件13可被移除并用无离合器同步冷凝模块11(包括无离合器同步冷凝联接件16)来替换。在某些实施方案中，离合器外壳部分44在安装无离合器同步冷凝模块11之后被重新安装。在其他实施方案中，无离合器同步冷凝模块11具有其自身的
集成外壳，并且因此是独立成套的，并且在安装在由离合器组件13先前占据的空间中时准备好操作。
20.如下所讨论，无离合器同步冷凝模块11可包括多个补充部件15、17、19和21以支持无离合器同步冷凝。例如，无离合器同步冷凝模块11可包括控制器15，该控制器具有处理器、存储器，以及存储在存储器上并可由处理器执行以执行与无离合器同步冷凝相关联的各种任务的指令。在某些实施方案中，控制器15可使得能够更新发电系统10的主控制器(例如，78，图2)以提供适合于执行无离合器同步冷凝的计算机指令。此外，在某些实施方案中，控制器15可使得能够局部监测和/或控制无离合器同步冷凝模块11(包括无离合器同步冷凝联接件16)和其他部件17、19和21。部件17可包括例如贮槽排空系统72的全部或部分，如下文参考图2进一步详细讨论的。部件19可包括例如专用于监测影响无离合器同步冷凝的方面的一个或多个传感器，包括监测电网的操作参数(例如，电网频率)以及同步发电机14、涡轮22和/或无离合器同步冷凝联接件16的一个或多个操作参数(例如，旋转速度、转矩、振动水平、声学噪声、旋转轴线的对准、或它们的任何组合)的传感器。控制器15和/或78响应于来自一个或多个传感器的反馈以控制气体涡轮系统12的操作，从而使用无离合器组件13的无离合器同步冷凝联接件16来使发电系统10在有功功率模式和无功功率模式之间转变。另外，部件21可包括例如用户界面或控制面板，该用户界面或控制面板被配置为允许调整无离合器同步冷凝模块11的操作。部件15、17、19和21可通信地联接在一起并且可通信地联接到发电系统10的主控制器(例如，图2的78)，由此有助于完成系统10的改装以结合无离合器同步冷凝。
21.图2是被改装有如图1所示的无离合器同步冷凝模块11的发电系统10的实施方案的示意图。发电系统10包括联接到同步发电机14的气体涡轮系统12。气体涡轮系统12包括压缩机18、燃烧器20和涡轮22。在一些实施方案中，气体涡轮系统12包括高压气体涡轮(例如，芯涡轮46)和设置在芯涡轮46下游的低压气体涡轮(例如，动力涡轮48)。芯涡轮46可被配置为驱动芯轴(例如，第一涡轮轴50)，并且动力涡轮可被配置为驱动动力轴(例如，第二涡轮轴52)。第一涡轮轴50可与第二涡轮轴52物理地分开设置。也就是说，第一涡轮轴50不机械地连接到第二涡轮轴52，并且因此第一涡轮轴50不机械地驱动第二涡轮轴52。
22.压缩机18可机械地联接到第一涡轮轴50(例如，经由第一涡轮轴50的压缩机轴或压缩机轴部分)，并且被配置为从发电系统10的进气系统34接收进入的空气流54。第一涡轮轴50可由一个或多个轴承56支撑。压缩机18可包括多个压缩机级(例如，2至28个或更多个压缩机级)，每个压缩机级具有围绕压缩机轴定位的多个定子叶片以及被配置为响应于第一涡轮轴50的旋转而旋转的多个压缩机叶片。压缩机18可被配置为压缩进入的空气流54并将压缩空气流58递送到燃烧器20。
23.燃烧器20(包括一个或多个燃料喷嘴57)可被配置为将压缩空气流58与从燃料源接收的加压燃料流60的混合，并且点燃混合物以产生燃烧气体流62。尽管仅示出单个燃烧器20，但气体涡轮系统12可包括多个燃烧器。燃烧器20可被配置为将燃烧气体流62递送到芯涡轮46。芯涡轮46可包括多个涡轮级(例如，2至10个或更多个涡轮级)，每个涡轮级具有围绕第一涡轮轴50定位的多个定子叶片以及被配置为与第一涡轮轴50一起旋转的多个涡轮叶片。燃烧气体流62可驱动芯涡轮46和第一涡轮轴50的旋转；然而，芯涡轮46本身不驱动第二涡轮轴52的旋转。芯涡轮46将离开芯涡轮46的燃烧气体流62(例如，排气)引导到动力
涡轮48。
24.动力涡轮48机械地联接到第二涡轮轴52，但不机械地联接到第一涡轮轴50。动力涡轮48被配置为从芯涡轮46接收燃烧气体流62(例如，排气)。第二涡轮轴52可由一个或多个轴承56支撑。动力涡轮48可包括围绕第二涡轮轴52定位的多个定子叶片以及联接到第二涡轮轴52并且被配置为驱动该第二涡轮轴的旋转的多个涡轮叶片。来自芯涡轮46的燃烧气体流62可驱动动力涡轮48，从而产生机械功。当发电系统10以有功功率模式(或发电机14的同步发电模式)操作时，由动力涡轮48产生的机械功(即，由于燃烧气体62驱动动力涡轮48的旋转)可驱动同步发电机14。也就是说，由动力涡轮48产生的机械功可驱动第二涡轮轴52。无离合器同步冷凝联接件16可被配置为将第二涡轮轴52联接到发电机轴64，使得转矩在第二涡轮轴52和发电机轴64之间传递。来自第二涡轮轴52的转矩传递到发电机轴64，从而致使发电机轴64旋转。发电机轴64的旋转驱动同步发电机14，使得当发电系统10以有功功率模式操作时，动力涡轮48可驱动同步发电机14(即，同步发电模式)。
25.同步发电机14可包括安装在发电机定子68内的发电机转子66。发电机轴64联接到发电机转子66并且被配置为随其旋转。发电机轴64可由一个或多个轴承56支撑。发电机转子66可包裹在场绕组中，并且发电机定子68可包裹在电枢绕组中。因此，旋转同步发电机14的发电机轴64可在发电系统10的有功功率模式中向电网70提供有功功率。如上所述，同步发电机14被配置为由发电机轴64驱动以在有功功率模式中提供有功功率。在发电系统10的无功功率模式中，同步发电机14根据需要在同步冷凝模式中作为同步冷凝器操作以维持电网70上的功率因数。同步发电机14可被配置为在无功功率模式中驱动发电机轴64以生成无功功率，或在无功功率模式中吸收反应功率以在无功功率模式中维持电网70上的功率因数。因此，同步发电机14可在有功功率模式中作为同步发电机14操作，并且在无功功率模式中作为同步冷凝器操作。在无功功率模式中，同步发电机14(在同步冷凝模式中作为同步冷凝器操作)被配置为自由旋转以调整电网70上的状况，同时使发电机轴64和动力涡轮48旋转；然而，由于缺少芯涡轮46和动力涡轮48之间的机械连接，同步冷凝器的自由旋转不驱动芯涡轮46的旋转。因此，同步冷凝是可能的，而不需要用于选择性地连接和断开同步发电机14和涡轮22的离合器。
26.如上所述，一个或多个轴承56可被配置为支撑第一涡轮轴50、第二涡轮轴52、发电机轴64、无离合器同步冷凝联接件16、或它们的某种组合。贮槽排空系统72可被配置为向一个或多个轴承56以及发电系统10的其他部分提供润滑剂(例如，油)。贮槽排空系统72可包括被配置为储存润滑剂和/或为贮槽排空系统72的操作提供润滑剂的油源74。在一些实施方案中，贮槽排空系统72被配置为维持跨一个或多个轴承56(例如，轴承的润滑剂密封件)的压差。
27.贮槽排空系统72可利用来自气体涡轮系统12的操作的内部压力来使润滑剂在有功功率模式中循环。在有功功率模式中，气体涡轮系统的芯涡轮46可被配置为以高于8,000rpm操作，这为贮槽排空系统72提供足够的内部压力以使润滑剂循环。然而，在无功功率模式期间，芯涡轮46可被关闭或以基本上较低的rpm(例如，小于2500rpm)操作。为了维持润滑剂的循环，发电系统10包括在改装期间安装的贮槽排空系统72的泵76(或多个泵)。在某些实施方案中，泵76和/或贮槽排空系统72可为无离合器同步冷凝模块11(例如，包装系统的一部分)的部件之一(例如，部件17)，或者泵76可单独包装和/或与贮槽排空系统72一起
包装。泵76可被配置为提供用于使循环润滑剂的附加压力。在某些实施方案中，泵76可被配置为仅在无功功率模式中操作。在一些实施方案中，泵76还可被配置为在有功功率模式期间补充驱动润滑剂循环的内部压力。然而，在任一种情况下，泵76可以是与无离合器同步冷凝模块11相关联的改装的部分。另外，改装可包括控制器升级，以使得泵76能够与无离合器同步冷凝模块11一起操作。
28.发电系统10可包括被配置为经由处理器80和存储器82控制发电系统10的操作(例如，致使系统以有功功率模式或无功功率模式操作)的控制器78。如上所述，控制器78可以是主控制器和/或与控制器15分开的控制器，控制器15和78可以一起操作以控制发电系统10的各个方面，控制器15和78可以集成在一起作为单个控制器，或者控制器15和78中的一者或两者可被配置为以有功功率模式和无功功率模式操作发电系统10，包括特定于无离合器同步冷凝模块11的方面。相对于控制器15和78中的任一者所述的任何控制特征旨在包括结合到控制器15和78中的一者或两者中的控制特征。因此，对控制特征的以下讨论可仅涉及控制器78，但在某些实施方案中旨在涵盖控制器78的控制特征。
29.控制器78的处理器80可包括一个或多个处理设备，并且存储器82可包括一个或多个有形的非暂态机器可读介质。以举例的方式，此类机器可读介质可包括ram、rom、eprom、eeprom、或光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置、或可用于承载或存储以机器可执行指令或数据结构形式的期望程序代码并且可由处理器80或其他基于处理器的设备(例如，移动设备)访问的任何其他介质。在一些实施方案中，存储器82被配置为存储可由处理器80执行以输出各种控制器信号84的控制器指令。例如，处理器80可执行控制器指令以控制气体涡轮系统10的操作。
30.控制器78(经由处理器80)和/或控制器15(经由处理器)可执行控制器指令以控制贮槽排空系统72的操作。例如，控制器78和/或15可被配置为在有功功率模式中停用泵76并且在无功功率模式中激活泵76。在一些实施方案中，控制器78和/或15可被配置为至少部分地基于经由用户界面(诸如如上所述的无离合器同步冷凝模块11的部件21的用户界面)的用户输入来控制贮槽排空系统72的操作。用户界面可包括被配置为向控制器78和/或15提供用户输入的输入/输出设备(例如，键盘、鼠标或触摸屏)。另外，用户界面可包括被配置为显示针对控制器78和/或15的用户选项的显示器(例如，计算机监视器或个人设备屏幕)。
31.此外，控制器78(或控制器15)可被配置为经由通信电路86输出各种控制器信号84。通信电路86可包括有线连接和/或无线通信电路。例如，通信电路86可包括天线、无线电收发器电路以及信号处理硬件和/或软件(例如，硬件或软件滤波器、a/d转换器、复用器、放大器)或它们的组合，并且可被配置为经由红外(ir)无线通信、卫星通信、广播无线电、微波无线电、蓝牙、zigbee、wifi、uhf、nfc等通过无线通信路径进行通信。
32.在一些实施方案中，气体涡轮系统12的控制器78和/或15被配置为在无功功率模式中维持第一涡轮轴50和芯涡轮46的最小操作速度(例如，转/分钟)。维持芯涡轮46的最小速度可防止由邻近芯涡轮46设置的动力涡轮48的旋转引起的芯涡轮46的自转。在一些实施方案中，发电系统10的芯涡轮46被配置为在无功功率模式中在1000转/分钟(rpm)和2500rpm之间操作。在一些实施方案中，芯涡轮46被配置为在无功功率模式中在1500rpm和3000rpm之间操作。
33.图3是如图1和图2所示的无离合器同步冷凝模块11的实施方案的侧视图。如上所
讨论，具有无离合器同步冷凝联接件16的模块11被配置为替换离合器组件13作为发电系统10的改装的部分。无离合器同步冷凝联接件16可被配置为将第二涡轮轴52联接到发电轴64，使得转矩可在第二涡轮轴52和发电机轴64之间传递。具体地讲，无离合器同步冷凝联接件16可被配置为在发电系统10的有功功率模式中将转矩从第二涡轮轴52传递到发电机轴64，并且还在发电系统10的无功功率模式中将转矩从发电机轴64传递到第二涡轮轴52。
34.在一些实施方案中，无离合器同步冷凝联接件16的第一联接部分或第一端部部分88被配置为紧固到第二涡轮轴52。另外，无离合器同步冷凝联接件16的第二联接部分或第二端部部分90被配置为紧固到发电机轴64。例如，第一端部部分88可包括通过一个或多个紧固件92联接到第一配合凸缘89(例如，环形凸缘)的第一凸缘87(例如，环形凸缘)，并且第二端部部分90可包括通过一个或多个紧固件92联接到第二配合凸缘93(例如，环形凸缘)的第二凸缘91(例如，环形凸缘)。紧固件92可包括一个或多个可移除紧固件，诸如多个螺纹紧固件(例如，螺纹螺栓、螺母等)、夹具、槽中的销、燕尾形接头或它们的任何组合。另选地或除此之外，紧固件92可包括一个或多个固定或永久接头，诸如焊接接头。凸缘87和89与凸缘91和93之间的连接还可包括转矩传递特征，诸如与对应的多个凹槽(例如，在凸缘的相对端面上)配合的多个齿。例如，转矩传递特征可包括端面齿式联接件、隔膜联接件、网格联接件、盘联接件或它们的任何组合。在所示的实施方案中，转矩传递特征至少包括在凸缘87和89的连接处以及在凸缘91和93的连接处的隔膜联接件95。
35.无离合器同步冷凝联接件16的隔膜联接件95可包括靠近联接件16的第一端部部分88设置的第一隔膜94和靠近联接件16的第二端部部分90设置的第二隔膜96。第一隔膜94和第二隔膜96可被配置为适应第二涡轮轴52和发电机轴64之间的不对准。也就是说，第一隔膜94和第二隔膜96被配置为补偿第二涡轮轴52和发电机轴64的轴向、径向和角度偏移。第一隔膜94和第二隔膜96各自可包括一个或多个柔性金属隔膜、盘、或板，其设置在无离合器同步冷凝联接件16的相应部分内并且被配置为在第二涡轮轴52和发电机轴64的旋转期间挠曲以适应第二涡轮轴52和发电机轴64之间的不对准。隔膜联接件95的隔膜94和96被配置为将转矩从柔性金属隔膜、盘或板的外径传递到内径和/或从内径传递到外径。隔膜联接件95可包括锥形轮廓的、具有辐条的多个直隔膜、和/或多个褶皱状隔膜。与离合器组件13相比，无离合器同步冷凝联接件16的隔膜联接件95可显著减小或消除维护。例如，隔膜联接件95可不需要任何润滑并且可具有比离合器组件13显著更长的寿命，由此避免用于修理或更换的可能停机时间。因此，隔膜联接件95可被认为是无润滑剂的、自对准或自调整的以用于轴之间的不对准和无维护。
36.在所示的实施方案中，无离合器同步冷凝模块11包括外壳或框架97，该外壳或框架支撑和/或包封具有两个隔膜联接件95的无离合器同步冷凝联接件16，部件15、17、19和21，围绕第二涡轮轴52的一部分设置的轴承56，围绕发电机轴64的一部分对准的轴承56，以及被配置为将润滑剂(例如，油)供应到轴承56(例如，经由系统72)的一个或多个润滑剂供应导管99。此外，在一些实施方案中，无离合器同步冷凝模块11的外壳或框架97可支撑泵76和/或贮槽排空系统72的附加部件或全部，如上所述。尽管无离合器同步冷凝模块11的所示实施方案包括轴承56，但模块11的一些实施方案可不包括轴承56，和/或外壳或框架97的尺寸可基于延伸到凸缘87和91以及隔膜联接件95的无离合器同步冷凝联接件16的轴向长度来设定，如轴向长度99所指示的。例如，外壳或框架97的轴向长度99可为联接件16的轴向长
度的约80％至120％、90％至110％、或约100％。外壳或框架97可包括由一个或多个外部外壳面板103围绕的内部框架101，该外部外壳面板可包括被配置为有利于安装和检查的一个或多个可移除外壳面板。模块11还可包括一个或多个安装/移除工具105(例如，上工具和/或下工具)，其可被配置为帮助提升和/或降低联接件16，将联接件16与轴52和64对准，或它们的任何组合。例如，工具105可包括马达驱动工具、液压工具、气动工具或它们的组合。此外，工具105可包括机械支撑件(例如，支撑杆、缆线、链条等)，其可在安装和/或移除期间移动到适当位置中以支撑联接件16。这些工具105可与模块11包装在一起以有利于在改装规程期间有效地安装模块11。在某些实施方案中，工具105也可用于移除离合器组件13。然而，在一些实施方案中，模块11中可不包括工具105。
37.图4是用于改装发电系统10以结合如图1至图3所示的无离合器同步冷凝模块11的过程98的实施方案的流程图。出于讨论过程98的目的，发电系统10和无离合器同步冷凝模块11与上文参照图1至图3所述的基本上相同。例如，过程98的改装步骤可对应于图1所示的改装，其中离合器组件13用无离合器同步冷凝模块11来替换。因此，发电系统10包括同步发电机14，该同步发电机被配置为在有功功率模式中向电网生成有功功率并且在无功功率模式中生成无功功率或吸收反应功率以保持电网上的功率因数。改装过程被配置为实现发电系统10的无离合器同步冷凝操作。
38.用于改装发电系统10的过程98包括打开发电系统的离合器壳体44的步骤(框100)。离合器壳体44可以是发电系统外壳24的一部分。打开离合器壳体44可包括打开靠近离合器组件13设置的发电系统外壳24的侧部分或顶部分，使得执行改装的操作者触及离合器组件13。在一些实施方案中，操作者可经由触及面板(如铰接面板)打开预先存在的开口。
39.过程98还包括移除与用于选择性地联接(例如，动力涡轮48的)第二涡轮轴52和发电机轴64的离合器组件13的润滑油连接件的步骤(框102)。然而，操作者可留下与靠近离合器组件13设置的一个或多个轴承56的已连接润滑油连接件。改装的发电系统10可结合一个或多个轴承56以支撑第二涡轮轴52、发电机轴64或它们的某种组合。
40.过程98包括从离合器壳体44移除离合器组件13的步骤(框104)。离合器组件13可包括多个离合器部件，诸如飞轮、压力板、压力弹簧、释放杠杆、离合器外壳、离合器板、离合器致动器和控制器，以及其他合适的部件。从离合器壳体44移除离合器组件13可包括将离合器组件13作为组装单元或以离合器组件13的部件序列移除。
41.过程98包括将无离合器同步冷凝联接件16(例如，无离合器同步冷凝模块11)安装到先前由离合器组件13占据的空间中的步骤(框106)。如上所述，在一些实施方案中，移除整个离合器组件13，使得无离合器同步冷凝联接件16(例如，模块11)可直接安装在第二涡轮轴52和发电机轴64之间。这样，安装无离合器同步冷凝联接件16(例如，模块11)可包括将无离合器同步冷凝联接件16的第一端部部分88直接附接到第二涡轮轴52，并且将无离合器同步冷凝联接件16的第二端部部分90直接附接到发电机轴64。然而，在其他实施方案中，离合器组件13的一个或多个部件(即，不保持离合器的功能)可保持附接到第二涡轮轴52、发电机轴64、外壳24、地基26、或它们的某种组合，特别是如果这些部件固定在适当位置和/或将不会不利地影响无离合器同步冷凝联接件16(例如，模块11)的安装。在这些实施方案中，无离合器同步冷凝联接件16的第一端部部分88和/或第二端部部分90可被配置为联接到附接到第二涡轮轴52和/或发电机轴64的离合器组件13的一个或多个剩余部件(即，不保持离
合器的功能)。
42.过程98包括向控制器78提供更新(例如，更新的固件或软件指令—控制器更新)以供发电系统10执行无离合器同步冷凝的步骤(框108)。向控制器78提供更新可包括向控制器提供更新的贮槽排空系统指令(框110)。如下文所详述，更新的贮槽排空系统指令可被配置为在发电系统10的有功功率模式期间停用泵76，并且在发电系统10的无功功率模式期间启动泵76。
43.此外，向控制器78提供更新可包括在无功功率模式期间向被配置为控制发电系统10的气体涡轮系统12的控制器78提供无功功率模式指令(框112)。无功功率模式指令可被配置为在无功功率模式中维持涡轮轴的最小操作速度(例如，转/分钟)以防止芯涡轮46的自转。无功功率模式指令可被配置为致使发电系统10在无功功率模式中在1000转/分钟(rpm)和2500rpm之间操作。在一些实施方案中，无功功率模式指令可被配置为致使发电系统10在无功功率模式中在1500rpm和3000rpm之间操作。无功功率模式指令可被配置为致使发电系统10以被配置为防止芯涡轮46的自转的预定rpm操作。
44.图5是用于更新贮槽排空系统72的操作的过程114的实施方案的流程图，该过程作为改装发电系统10以结合无离合器同步冷凝模块11的一部分。出于讨论过程114的目的，发电系统10和无离合器同步冷凝模块11与上文参照图1至图3所述的基本上相同。例如，过程114的改装步骤可对应于图2所示的改装，其中修改贮槽排空系统72以结合泵76。如上所述，在发电系统10的无功功率模式期间，气体涡轮系统12可以比在有功功率模式期间更低的rpm操作。这样，气体涡轮系统12可产生较小的压力以使油循环通过贮槽排空系统72。在一些实施方案中，在无功功率模式中提供给贮槽排空系统72的压力可能太低而不能使油完全循环通过贮槽排空系统72，使得过量的油可能随时间加热并且生成可堵塞贮槽排空系统72的残余物。用于更新贮槽排空系统72的操作的过程114可为发电系统10提供附加压力以使油适当地循环通过贮槽排空系统72。
45.过程114包括将泵76安装在润滑剂源(例如，油源)与被配置为支撑第一涡轮轴50、第二涡轮轴52、发电机轴64或它们的某种组合(框116)的多个轴承56之间的流体管线中的步骤。泵76可以是正排量泵，该正排量泵被配置为使润滑剂(例如，油)从油源朝向多个轴承56移动，以及通过气体涡轮系统12和/或同步发电机14的其他润滑剂流动路径。泵76可被配置为在贮槽排空系统72内提供足够的压力以使润滑剂循环通过贮槽排空系统72、轴承56和各种润滑剂流动路径。
46.过程114包括密封从离合器组件13移除的润滑油连接件的步骤(框118)。在一些实施方案中，从离合器组件13移除的润滑油连接件中的至少一些可不连接以用于改装的发电系统10。未连接的润滑油连接件可渗漏润滑剂并且在贮槽排空系统72中产生压降。因此，方法包括密封从离合器组件72移除的润滑油连接件的步骤。润滑油连接件可经由任何合适的密封件来密封，例如盖、插头、焊接接头、压接件、或它们的组合。
47.过程114还包括向控制器78提供更新的贮槽排空系统指令(例如，更新的固件或软件指令—控制器更新)的步骤(框120)。更新的贮槽排空系统指令可被配置为在发电系统10的有功功率模式期间停用泵76，并且在发电系统10的无功功率模式期间启动泵76。如上所述，在无功功率模式中提供给贮槽排空系统72的压力可能太低而不能使油完全循环通过贮槽排空系统72，使得过量的油可能随时间加热并且生成可堵塞贮槽排空系统72的残余物。
提供更新的贮槽排空系统指令以致使贮槽排空系统72在无功功率模式中激活泵76可为发电系统10提供足够的附加压力以使油适当地循环通过贮槽排空系统72。
48.虽然本文仅举例说明和描述了本公开的某些特征，但本领域的技术人员将想到许多修改和变化。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖符合本公开的实际精神的所有此类修改和变化。
49.这里提出和要求保护的技术被引用并应用于实践性质的物质对象和具体例子，这些物质对象和具体例子明显地改进了本技术领域，并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果附加到本说明书末尾的任何权利要求包含一个或多个被指定为“[执行][一个功能]
…”
或“[执行][一个功能]的步骤
…”
的要素，则这些要素应根据35u.s.c.112(f)进行解释。然而，对于包含以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，这种元素则不应根据35u.s.c.112(f)进行解释。