[发明专利]用于旋转机械的涡轮增压器系统及其组装方法

权利要求书

1.一种涡轮增压器系统，包括：

低压涡轮增压器LPT，所述LPT包括经由LPT转子连接在一起的LPT压缩机和LPT涡轮，其中所述LPT压缩机被配置成接收和压缩环境空气，并且所述涡轮增压器系统被配置成将所述压缩的环境空气分成热交换器流和HPT压缩机入口流；

高压涡轮增压器HPT，所述HPT包括经由HPT转子连接在一起的HPT压缩机和HPT涡轮，其中所述HPT压缩机被配置成接收并且进一步压缩所述HPT压缩机入口流，并且所述涡轮增压器系统被配置成将所述压缩的HPT压缩机入口流作为辅助压缩空气引导到旋转机械；以及

热交换器，所述热交换器被配置成使所述热交换器流与和所述旋转机械相关的排气热连通，其中所述涡轮增压器系统被配置成将从所述热交换器排出的所述热交换器流分成平行流，并且所述LPT涡轮和所述HPT涡轮各自被配置成由所述平行流中的相应一个驱动。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，所述LPT涡轮和所述HPT涡轮各自被配置成在所述涡轮增压器系统启动后仅由所述平行流中的所述相应一个驱动。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，进一步包括：

LPT能量存储单元；

HPT能量存储单元；

连接到所述LPT转子的LPT电动机/发电机，所述LPT电动机/发电机选择性地能以以下模式中的每一个操作：(i)第一模式，其中所述LPT电动机/发电机能用于使用存储在所述LPT能量存储单元中的能量驱动所述LPT压缩机，(ii)第二模式，其中所述LPT电动机/发电机能用于将供应到所述LPT涡轮的旋转能从所述排气的余热转换成用于存储在所述LPT能量存储单元中的能量，以及(iii)停用模式；以及

连接到所述LPT转子的HPT电动机/发电机，其中所述HPT电动机/发电机选择性地能以以下模式中的每一个操作：(i)所述第一模式，其中所述HPT电动机/发电机能用于使用存储在所述HPT能量存储单元中的能量驱动所述HPT压缩机，(ii)所述第二模式，其中所述HPT电动机/发电机能用于将供应到所述HPT涡轮的旋转能从所述排气的余热转换成存储在所述HPT能量存储单元中的能量，以及(iii)所述停用模式。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，所述HPT涡轮进一步包括增强的推力轴承。

5.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，进一步包括中间冷却器，所述中间冷却器定位成在所述LPT压缩机的出口与所述HPT压缩机的入口之间流动连通，其中所述中间冷却器被配置成降低所述HPT压缩机入口流的温度。

6.根据权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，进一步包括：

至少一个致动器；以及

控制器，所述控制器可操作地连接到所述至少一个致动器，其中所述控制器被编程为调节所述至少一个致动器以调节所述LPT与所述HPT之间的工作负载分布。

7.根据权利要求6所述的涡轮增压器系统，其中，所述至少一个致动器包括以下项中的一个：

阀，所述阀连接在以下中的一个：(i)所述HPT涡轮的出口的下游，和(ii)所述HPT涡轮的入口的上游；以及

连接到所述HPT涡轮的几何调节致动器，其中所述HPT涡轮包括可变几何涡轮。