초임계 CO2 발전 사이클용 다단 직렬 터보 발전기 시스템

초임계 CO2 터보 발전기 시스템이 개시된다. 터보 발전기 시스템은 복수의 터빈 발전기 유닛(200A-200C), 직류 버스(410), 복수의 능동 정류기(290A-290C) 및 전압 제어기(280)를 포함한다. 복수의 터빈 발전기 유닛 각각은 초임계 CO2 입력부 및 초임계 CO2 출력부를 구비하는 터빈(312), 전류 입력부 및 전력 출력부를 구비하는 발전기(326), 터빈과 발전기를 연결하는 샤프트(314), 및 연관된 샤프트의 속도를 결정하기 위한 속력 센서(327)를 포함한다. 복수의 터빈 발전기 유닛은 가열된 초임계 CO2의 공급원에 연결된 제1 터빈 발전기 유닛(200A)의 입력과 계단 형상으로 직렬 연결된다. 제2 터빈 발전기 유닛(200B)의 입력부는 제1 터빈 발전기 유닛의 출력부에 연결된다. 제3 터빈 발전기 유닛(200C)의 입력부는 제2 터빈 발전기 유닛의 출력부에 연결된다. 전압 제어기(280)는 복수의 터빈 발전기 유닛 각각의 속력 센서(327)를 모니터링하고 각 발전기(230A-230C)의 부하를 변경하도록 구성되어 샤프트(314) 속도를 제어한다. 복수의 능동 정류기(290A-290C) 각각은 발전기(230A-230C)의 전력 출력을 직류로 변환하고, 복수의 능동 정류기로부터의 전력은 직류 버스에 의해 결합된다. A supercritical CO2 turbo-generator system includes multiple turbine generator units, a direct current bus, a plurality of active rectifiers, and a voltage controller. Each turbine generator unit includes a turbine with a supercritical CO2 input and a supercritical CO2 output, a generator with an electrical input and power output, a shaft connecting the turbine and generator, and a speed sensor for sensing shaft speed. The turbine generator units are connected in a cascading series with the input of a first turbine generator unit connected to a heated supercritical CO2 source and the input of each subsequent turbine generator unit is connected to the output of a prior turbine generator unit. The voltage controller monitors the speed sensor of the turbine generator units and varies the load on each generator to control shaft speed. Each active rectifier converts the power output of a generator to direct current, and the power from multiple active rectifiers is combined by the direct current bus.