DE102017122549A1 - Drive device for driving a work machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Arbeitsmaschinemit einer Antriebsmaschine (5), welche über einen ersten Verbindungsstrang mit der Arbeitsmaschine (4) und über einen zweiten Verbindungsstrang mit einem Generator (6) verbunden ist. Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass im zweiten Verbindungsstrang ein Getriebe und eine Einrichtung (11) zur Kopplung/Entkopplung der Antriebsmaschine (5) mit/vom Generator (6) vorgesehen sind, wobei die Einrichtung (11) einen befüll- und entleerbaren hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) und eine schaltbare Kupplungseinrichtung zum Überbrücken des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers (8) aufweist, wobei der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) jeweils zumindest ein, eine Beschaufelung aufweisendes Pumpenrad (P), ein Turbinenrad (T) und Leitrad (L) umfasst, welche einen mit Betriebsmedium befüllbaren Arbeitsraum (A) bilden.The invention relates to a drive device for driving a work machine with a drive machine (5) which is connected via a first connecting line to the working machine (4) and via a second connecting line to a generator (6). The invention is characterized in that a transmission and a device (11) for coupling / decoupling the drive machine (5) with / from the generator (6) are provided in the second connecting line, wherein the device (11) can be filled and emptied hydrodynamic speed - / torque converter (8) and a switchable coupling device for bridging the hydrodynamic speed / torque converter (8), wherein the hydrodynamic speed / torque converter (8) each have at least one impeller having a blading (P), a turbine wheel (T) and stator (L), which form a working medium filled with working space (A).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Arbeitsmaschine mit einer Antriebsmaschine, welche über einen ersten Verbindungsstrang mit der Arbeitsmaschine und über einen zweiten Verbindungsstrang mit einem Generator verbunden ist.The invention relates to a drive device for driving a work machine with a drive machine, which is connected via a first connecting line to the working machine and a second connecting line to a generator.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Pumpenantriebsstrang für den Einsatz in einer Kraftwerksanlage, der zumindest eine wenigstens mittelbar mit einem Haupt-Generator gekoppelte Haupt-Turbine in Form einer Haupt-Dampfturbine und/oder Haupt-Gasturbine umfasst. Der Pumpenantriebsstrang umfasst eine Pumpe zum Fördern und/oder Verdichten eines Arbeitsmediums zum Antrieb und/oder zur Prozessversorgung der Haupt-Turbine oder zum Fördern und/oder Verdichten eines in der Prozessversorgung der Haupt-Turbine entstehenden Abgases und eine Pumpenantriebsturbine zum Antrieb der Pumpe, wobei die Pumpenantriebsturbine von einer Dampfturbine gebildet ist und mit der Pumpe mechanisch verbunden ist.In particular, the invention relates to a pump drive train for use in a power plant which comprises at least one main turbine, at least indirectly coupled to a main generator, in the form of a main steam turbine and / or main gas turbine. The pump drive train includes a pump for conveying and / or compressing a working fluid for driving and / or process supply of the main turbine or for conveying and / or compressing a resulting in the process supply of the main turbine exhaust gas and a pump drive turbine for driving the pump, wherein the pump drive turbine is formed by a steam turbine and is mechanically connected to the pump.

Als Pumpen in Kraftwerken, insbesondere Dampfkraftwerksanlagen sind Kesselspeisepumpen bekannt, mittels welchen das Speisewasser eines Kessels eines Dampferzeugers für eine mit einem Generator verbundene Haupt-Dampfturbine und damit das Arbeitsmedium der Haupt-Dampfturbine gefördert wird. Diese können drehzahlvariabel oder mit konstanter Drehzahl betrieben werden. Solche Kesselspeisepumpen weisen gemäß einer Ausführungsform, wie sie die vorliegende Erfindung auch betrifft, beispielsweise eine Leistungsaufnahme von mehreren Megawatt, beispielsweise von 15 bis 60 Megawatt oder mehr auf. Es sind Ausführungen von Pumpenantrieben bekannt, bei welchen der Antrieb über eine weitere zusätzliche, zur Haupt-Dampfturbine vorgesehene Pumpenantriebsturbine erfolgt. Zwischen Haupt-Dampfturbine und der zusätzlichen Pumpenantriebsturbine besteht dabei keinerlei mechanische Verbindung. Die Kesselspeisepumpe wird über den Gesamtbetriebsbereich der Kraftwerksanlage betrachtet häufig nicht im Volllastbetrieb betrieben. Die Leistungsanforderung an die Pumpenantriebsturbine variiert dementsprechend, was sich in der Betriebsweise der Pumpenantriebsturbine niederschlägt. Diese wird jedoch über Prozessfluid aus dem Haupt-Dampfturbinenprozess angetrieben. Bei wechselnder Anforderung von Seiten der Kesselspeisepumpe wird somit nicht die volle theoretisch zur Verfügung stehende Leistung von der Pumpenantriebsturbine genutzt.As pumps in power plants, in particular steam power plants boiler feed pumps are known, by means of which the feed water of a boiler of a steam generator for a generator connected to a main steam turbine and thus the working medium of the main steam turbine is promoted. These can be operated with variable speed or at constant speed. Such boiler feed pumps have, for example, according to an embodiment, such as the present invention, for example, a power consumption of several megawatts, for example 15 to 60 megawatts or more. Embodiments of pump drives are known in which the drive is effected via a further additional pump drive turbine provided for the main steam turbine. There is no mechanical connection between the main steam turbine and the additional pump drive turbine. The boiler feed pump is often not operated in full load operation over the entire operating range of the power plant. The power requirement to the pump drive turbine varies accordingly, which is reflected in the operation of the pump drive turbine. However, this is driven by process fluid from the main steam turbine process. When changing demand from the side of the boiler feed pump thus not the full theoretical available power is used by the pump drive turbine.

Zur Nutzung dieser überschüssigen Leistung ist aus der Druckschrift WO2017055636 A1 eine Antriebsvorrichtung mit einer Pumpenantriebsturbine zum Antreiben einer Pumpe vorbekannt, wobei die Pumpenantriebsturbine über einen ersten Verbindungsstrang mit der Pumpe und über einen zweiten Verbindungsstrang mit einem Generator verbunden ist. In der Verbindung zwischen Generator und Pumpenantriebsturbine sind ein Getriebe und eine Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung der Antriebsmaschine mit dem/vom Generator vorgesehen. Im Teillastbetrieb der Pumpe kann durch die Kopplung mit dem Generator die überschüssige an der Pumpenantriebsmaschine zur Verfügung stehende Leistungsanteil diesem zugeführt und die so bereitgestellte elektrische Leistung anderen Verbrauchern zugeführt oder in entsprechenden Speichereinrichtungen zwischengespeichert werden. Die Kopplung über ein Getriebe und eine Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung ermöglicht aufgrund der durch das Getriebe möglichen Über- oder Untersetzung für vordefinierte Drehzahlbereiche ausgelegte Generatoren einzusetzen, die nur dann mit Leistung beaufschlagt werden, wenn diese mit der Antriebsmaschine verbunden sind. Zum Anschleppen des Generators ist ein Hilfs-Antriebsmotor erforderlich, welcher von diesem entkoppelbar ist, wobei aus Auslegungsgründen vorzugsweise eine Übersetzungsstufe zwischen Hilfsantriebsmaschine und Generator vorgesehen ist. Diese Lösung ist durch einen relativ hohen Bauraumbedarf und Bauteilanzahl charakterisiert. Die einzelnen Funktionen - Leistungseinspeisung in den Generator und Anschleppen des Generators bedürfen zweier unterschiedlicher und bauraumintensiver Einzelstränge, deren Kopplung mit dem Generator aufeinander abgestimmt und entsprechend gesteuert werden muss.To use this excess power is from the document WO2017055636 A1 a drive device with a pump drive turbine for driving a pump previously known, wherein the pump drive turbine is connected via a first connecting line to the pump and via a second connecting line to a generator. In the connection between the generator and the pump drive turbine, a transmission and a device for coupling / decoupling the drive machine with / from the generator are provided. In part-load operation of the pump, the excess power available to the pump drive machine can be supplied to it by the coupling with the generator and the electric power thus supplied can be supplied to other consumers or temporarily stored in corresponding memory devices. The coupling via a gear and a device for coupling / decoupling allows due to the possible transmission or reduction gear for predefined speed ranges designed generators that are only applied to power when they are connected to the prime mover. For towing the generator, an auxiliary drive motor is required, which can be decoupled from this, for design reasons, preferably a translation stage between the auxiliary drive machine and generator is provided. This solution is characterized by a relatively high space requirement and number of components. The individual functions - power supply to the generator and towing the generator require two different and space-consuming single strands whose coupling with the generator must be coordinated and controlled accordingly.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass bei Beibehaltung der wesentlichen Funktionen die Bauteilanzahl und der Bauraumbedarf verringert werden, sowie der steuerungstechnische Aufwand möglichst gering gehalten wird.The invention is therefore based on the object, a drive device of the type mentioned in such a way that while maintaining the essential functions, the number of components and the space requirement are reduced, and the control engineering effort is kept as low as possible.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19, 20 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 19, 20. Advantageous embodiments are given in the subclaims.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Arbeitsmaschine mit einer Antriebsmaschine, welche über einen ersten Verbindungsstrang mit der Arbeitsmaschine und über einen zweiten Verbindungsstrang mit einem Generator verbunden ist, wobei im zweiten Verbindungsstrang zumindest eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, insbesondere ein Getriebe und eine Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung der Antriebsmaschine mit/vom Generator vorgesehen sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen befüll- und entleerbaren hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler und eine schaltbare Kupplungseinrichtung zum Überbrücken des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers aufweist, wobei der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler jeweils zumindest ein, eine Beschaufelung aufweisendes Pumpenrad, ein Turbinenrad und Leitrad umfasst, welche einen mit Betriebsmedium befüllbaren Arbeitsraum bilden.An inventively designed drive device for driving a work machine with a prime mover, which is connected via a first connection line to the working machine and a second connection line to a generator, wherein in the second connection line at least one speed / torque converter, in particular a transmission and a device for coupling / Decoupling of the drive machine with / from the generator are provided, characterized in that the device is a filling and emptying hydrodynamic speed / Torque converter and a switchable coupling device for bridging the hydrodynamic speed / torque converter, wherein the hydrodynamic speed / torque converter each comprises at least one, having a blading impeller, a turbine wheel and stator, which form a working medium filled with working space.

Die Beschreibung „Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung einer Komponente mit/von einer anderen Komponente“ meint insbesondere, dass über die Einrichtung beide Funktionen realisiert werden können - Verbindung oder Trennung -, wobei diese in Funktionskonzentration von einer Funktionskomponente oder aber mehreren Funktionskomponenten der Einrichtung ausgeführt werden können.The description "device for coupling / decoupling a component with / from another component" means, in particular, that both functions can be realized via the device - connection or disconnection - whereby these are executed in functional concentration by one functional component or else by several functional components of the device can.

Unter einem Generator wird insbesondere eine elektrische Maschine verstanden, die zumindest im generatorischen Betrieb betreibbar ist und eine Umwandlung von mechanischer in elektrische Leistung ermöglicht.A generator is understood in particular to mean an electric machine which can be operated at least in generator mode and enables a conversion from mechanical to electrical power.

Schaltbar im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass die schaltbare Kupplung zumindest zwei Funktionszustände aufweist - aktiviert oder deaktiviert.Switchable within the meaning of the invention means in particular that the switchable coupling has at least two functional states - activated or deactivated.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass über nur eine Einrichtung aus zwei Grundkomponenten - hydrodynamischer Wandler und schaltbare Kupplungseinrichtung - eine wahlweise Kopplung oder Entkopplung des Generators von der Antriebsmaschine möglich ist und somit je nach Betriebsart der Arbeitsmaschine die über die Antriebsmaschine zur Verfügung gestellte Leistung vollständig nutzbar ist, in dem der nicht von der Arbeitsmaschine benötigte Leistungsanteil entweder über die Kupplung oder den Wandler zum Generator übertragen wird.The solution according to the invention has the advantage that via only one device consisting of two basic components - hydrodynamic converter and switchable coupling device - an optional coupling or decoupling of the generator from the prime mover is possible and thus depending on the operating mode of the machine completely provided via the prime mover power is usable, in which the not required by the working machine power component is transmitted either via the clutch or the converter to the generator.

Mit einer einfachen und platzsparenden Konfiguration der Einrichtung durch Vorsehen nur des Wandlers und der schaltbaren Kupplungseinrichtung können dabei unterschiedliche Funktionen, wie das Anschleppen des Generators und Leistungsübertragung von der Antriebsmaschine zum Generator ohne erforderliche Zusatzaggregate realisiert werden. Gegenüber der gattungsgemäßen Ausführung kann auf den Hilfsantriebsstrang zum Anschleppen des Generators sowie die zugehörige Kopplungseinrichtung verzichtet werden, indem die Antriebsmaschine selbst zum Anschleppen genutzt wird.With a simple and space-saving configuration of the device by providing only the converter and the switchable coupling device while different functions, such as the towing of the generator and power transmission from the prime mover to the generator can be realized without the need for additional aggregates. Compared to the generic version can be dispensed with the auxiliary drive train for towing the generator and the associated coupling device by the drive machine itself is used for towing.

Grundlegend sind mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung folgende Grundfunktionsweisen auf einfache Art und Weise - wie beispielsweise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 20 beschrieben - realisierbar:

  • - vollständige Entkopplung des Generators von der Antriebsmaschine im Vollastbetrieb der Arbeitsmaschine
  • - Kopplung des Generators mit der Antriebsmaschine im Teillastbetrieb der Arbeitsmaschine
Basically, with the drive device according to the invention, the following basic modes of operation can be realized in a simple manner-as described, for example, by a method according to claim 20:
  • - Complete decoupling of the generator of the prime mover in full load operation of the machine
  • - Coupling of the generator with the prime mover in partial load operation of the working machine

Die vollständige Entkopplung des Generators von der Antriebsmaschine wird dabei durch Verbringen der Komponenten hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler in die Funktionsstellung „Entleert“ und der schaltbaren Kupplungseinrichtung in die Funktionsstellung „Entkoppelt“ realisiert.The complete decoupling of the generator from the engine is thereby realized by moving the components hydrodynamic speed / torque converter in the functional position "emptied" and the switchable coupling device in the functional position "decoupled".

Im Teillastbetrieb der Arbeitsmaschine bietet die erfindungsgemäße Lösung aufgrund der dem Wandler inhärenten Eigenschaften als Anfahrelement mit stufenloser Leistungsübertragung den Vorteil, den Generator durch die Antriebsmaschine über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler anzuschleppen, wodurch auf einen separaten Hilfsantrieb verzichtet werden kann. Die Kopplung des Generators mit der Antriebsmaschine im Teillastbetrieb der Arbeitsmaschine erfolgt in einem ersten Schritt durch Befüllen des Arbeitsraumes des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers mit Betriebsmedium um den Generator auf Nenndrehzahl hochzufahren. Nach Erreichen dieser kann der über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler dem Generator zuführbare Leistungsanteil vom Generator in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Überbrückung des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers und damit der mechanische Durchtrieb erfolgt entweder mit Erreichen der Nenndrehzahl des Generators, einer anderen vordefinierten Drehzahl oder Erreichen eines vordefinierten Betriebszustandes des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers. Die mechanische Durchkopplung kann durch Steuerung der schaltbaren Kupplungseinrichtung oder bei automatisch synchron schaltbarer Kupplungseinrichtung automatisch erfolgen.In part-load operation of the work machine, the solution according to the invention offers due to the inherent properties of the converter as a starting element with stepless power transmission the advantage to tow the generator through the prime mover on the hydrodynamic speed / torque converter, which can be dispensed with a separate auxiliary drive. The coupling of the generator with the engine in the partial load operation of the machine is carried out in a first step by filling the working space of the hydrodynamic speed / torque converter with operating medium to start the generator at rated speed. After achieving this, the power component that can be supplied to the generator via the hydrodynamic speed / torque converter can be converted by the generator into electrical energy. The bridging of the hydrodynamic speed / torque converter and thus the mechanical drive through takes place either with reaching the rated speed of the generator, another predefined speed or reaching a predefined operating state of the hydrodynamic speed / torque converter. The mechanical coupling can be done automatically by controlling the switchable coupling device or automatically synchronously switchable coupling device.

Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler ist durch die optionale Möglichkeit der Befüllung oder Entleerung zumindest schaltbar. Zur Ankopplung der Antriebsmaschine an den Generator, ist der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler in einer vorteilhaften Ausbildung als Wandler mit Füllungssteuerung ausgebildet. Diese erlaubt die Beeinflussung des Übertragungsverhaltens in Abhängigkeit der Einstellung des Füllungsgrades selbst. Die konstruktive Umsetzung kann beispielsweise durch Steuerung des Zulaufes von Betriebsmedium zum Arbeitsraum und/oder Ablauf bzw. Auslass aus dem Arbeitsraum erfolgen.The hydrodynamic speed / torque converter is at least switchable by the optional possibility of filling or emptying. For coupling the drive machine to the generator, the hydrodynamic speed / torque converter is designed in an advantageous embodiment as a converter with charge control. This allows the influencing of the transmission behavior as a function of the adjustment of the degree of filling itself. The constructive implementation can be done for example by controlling the inflow of operating medium to the working space and / or drain or outlet from the working space.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler als Stellwandler ausgebildet ist, wodurch ein verbesserter Wirkungsgrad und eine Kennfeldspreizung erzielbar sind. Dazu weist zumindest eines der Schaufelräder - Pumpenrad, Turbinenrad oder Leitrad - eine Verstellschaufel und/oder wenigstens ein verstellbares Schaufelsegment auf. Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler ist dazu mit einem Stellglied ausgeführt, mit welchem das über diesen übertragene Drehmoment und die Drehzahl am Ausgang gesteuert und/oder geregelt wird. Das Stellglied kann beispielsweise im/am Leitrad und/oder dem Pumpenrad und/oder Turbinenrad wirksam sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung sind die Stellschaufeln am Leitrad vorgesehen, wodurch die Leistungsaufnahme des Wandlers steuer- und/oder regelbar ist.In a particularly advantageous development of the hydrodynamic speed / torque converter is designed as a variable converter, whereby an improved efficiency and a Characteristic spread can be achieved. For this purpose, at least one of the impellers - impeller, turbine wheel or stator - on an adjusting blade and / or at least one adjustable blade segment. The hydrodynamic speed / torque converter is designed for this purpose with an actuator with which the torque transmitted through this and the speed at the output is controlled and / or regulated. The actuator may for example be effective in / on the stator and / or the impeller and / or turbine. According to a particularly advantageous embodiment, the adjusting vanes are provided on the stator, whereby the power consumption of the converter can be controlled and / or regulated.

Bezüglich der konkreten Ausgestaltung eines hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Hierbei kommen in Abhängigkeit des Einsatzfalles ein- oder mehrstufige bzw. ein- oder mehrphasige Wandler zum Einsatz.With regard to the specific design of a hydrodynamic speed / torque converter, there are a large number of possibilities. In this case, depending on the application, single or multi-stage or single-phase or multi-phase converters are used.

Die Integration der Einrichtung, umfassend den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler und die schaltbare Kupplungseinrichtung erfolgt insbesondere derart, dass ein die Funktion eines Pumpenrades des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers übernehmendes Schaufelrad wenigstens mittelbar mit der Antriebsmaschine, insbesondere

  1. a) entweder direkt mit der Antriebsmaschine oder
  2. b) einem mit der Antriebsmaschine verbundenen Strangteil des zweiten Verbindungsstranges verbunden ist.
The integration of the device comprising the hydrodynamic speed / torque converter and the switchable clutch device takes place in particular in such a way that a paddle wheel acquiring the function of a pump wheel of the hydrodynamic speed / torque converter at least indirectly with the drive machine, in particular
  1. a) either directly with the prime mover or
  2. b) is connected to a connected to the prime mover strand part of the second connecting strand.

Das die Funktion des Turbinenrades übernehmende Schaufelrad des hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandlers ist wenigstens mittelbar mit dem Generator, insbesondere

  1. a) direkt mit dem Generator oder
  2. b) einem mit dem Generator verbundenen Strangteil des zweiten Verbindungsstranges verbunden.
The paddle wheel of the hydrodynamic speed / torque converter, which takes over the function of the turbine wheel, is at least indirectly connected to the generator, in particular
  1. a) directly with the generator or
  2. b) connected to the generator connected strand part of the second connecting strand.

Die schaltbare Kupplungseinrichtung ist vorzugsweise parallel zum hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler geschaltet, umfassend zwei Kupplungsteile, welche wenigstens mittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, wobei eines der Kupplungsteile mit einem, wenigstens mittelbar mit einem mit dem Pumpenrad verbundenen Bauteil, vorzugsweise direkt mit dem Pumpenrad und der andere Kupplungsteil wenigstens mittelbar mit einem mit dem Turbinenrad verbundenen Bauteil, vorzugsweise direkt mit dem Turbinenrad verbunden ist. Die parallele Schaltbarkeit erlaubt die einfache Überbrückung der hydrodynamischen Komponente unter vollständiger Umgehung dieser im Leistungsfluss. Desweiteren ermöglicht die Überbrückung eine Umkehr des Leistungsflusses bei Betreiben des Generators im Motorbetrieb, zur Unterstützung des Losbrechmomentes der Turbine beim Starten.The switchable coupling device is preferably connected in parallel to the hydrodynamic speed / torque converter, comprising two coupling parts which are at least indirectly engageable with each other, wherein one of the coupling parts with a, at least indirectly connected to a component connected to the impeller, preferably directly to the impeller and the other coupling part is connected at least indirectly to a component connected to the turbine wheel, preferably directly to the turbine wheel. The parallel switchability allows easy bridging of the hydrodynamic component while completely bypassing it in the power flow. Furthermore, the bypass allows a reversal of the power flow when operating the generator in engine operation, to support the turbine breakaway torque at startup.

Je nach Anordnung der Komponenten hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler und schaltbare Kupplungseinrichtung besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten der Integration von hydrodynamischem Drehzahl-/Drehmomentwandler und schaltbarer Kupplungseinrichtung. Diese unterscheiden sich grundsätzlich hinsichtlich der Anordnung im Leistungsfluss zwischen Antriebsmaschine und Generator. Es wird dabei zwischen einer ersten Grundanordnung der schaltbaren Kupplungseinrichtung und des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers im Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, insbesondere Eingang der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung und einer zweiten Grundanordnung der schaltbaren Kupplungseinrichtung und des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers im Kraftfluss zwischen Eingang der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung und Generator betrachtet unterschieden. Die erste Grundanordnung bietet den Vorteil, dass im Vollastbetreib der Arbeitsmaschine kein Blindleistungsanteil zum Mitschleppen der Komponenten der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, insbesondere des Getriebes erforderlich ist. Die konkrete räumliche Anordnung kann in diesem Fall gemäß einer der nachfolgend genannten Möglichkeiten vorgenommen werden:

  1. a) zwischen Antriebsmaschine und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung oder
  2. b) innerhalb der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung oder
  3. c) auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung.
Depending on the arrangement of the components hydrodynamic speed / torque converter and switchable clutch device, there are a plurality of possibilities of integration of hydrodynamic speed / torque converter and switchable clutch device. These differ fundamentally with respect to the arrangement in the power flow between the prime mover and the generator. It is between a first basic arrangement of the switchable clutch device and the hydrodynamic speed / torque converter in the power flow between the engine and speed / torque converter, in particular input of the speed / torque converter and a second basic arrangement of the switchable clutch device and the hydrodynamic speed / torque converter in the power flow distinguished between input of the speed / torque converter and generator considered. The first basic arrangement offers the advantage that in full-load operation of the working machine no reactive power component for entrainment of the components of the speed / torque converter, in particular of the transmission is required. The specific spatial arrangement can be made in this case according to one of the following options:
  1. a) between prime mover and speed / torque converter or
  2. b) within the speed / torque converter or
  3. c) on the side facing away from the drive machine side of the speed / torque converter.

Dabei können der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler und die schaltbare Kupplungseinrichtung beide gemäß jeweils einer der Varianten a), b) oder c) angeordnet sein oder aber jede der Komponenten für sich gemäß einer der Varianten a), b) oder c). Eine Ausbildung dieser zuletzt genannten Variante beinhaltet, dass in Kraftflussrichtung von der Antriebsmaschine zum Generator betrachtet der Drehzahl-/Drehmomentwandler oder die schaltbare Kupplungseinrichtung entweder zwischen Antriebsmaschine und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung oder in der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung angeordnet ist und die jeweils andere Komponente - die schaltbare Kupplungseinrichtung oder der Drehzahl-/Drehmomentwandler - auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung angeordnet ist. Der Vorteil besteht in der möglichen vereinfachten Anordnung der dem Wandler oder Kupplung zugehörigen Aktuatoren.In this case, the hydrodynamic speed / torque converter and the switchable clutch device can both be arranged according to one of the variants a), b) or c) or each of the components per se according to one of the variants a), b) or c). An embodiment of this last-mentioned variant includes that viewed in the direction of power flow from the drive machine to the generator, the speed / torque converter or the switchable clutch device either between the prime mover and speed / torque converter or in the speed / torque converter is arranged and the other component - the switchable clutch device or the speed / torque converter - on the side facing away from the engine side of the speed / Torque converter is arranged. The advantage consists in the possible simplified arrangement of the actuator or the actuator associated with the converter.

Die Variante der Anordnung beider Komponenten in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander erlaubt die Schaffung einer sehr kompakten Baueinheit aus den Komponenten Wandler und schaltbarer Kupplung sowie eine platzsparende Integration in den Strangteil des zweiten Verbindungsstranges, welcher die Antriebsmaschine mit dem Generator verbindet.The variant of the arrangement of both components in close proximity to each other allows the creation of a very compact unit from the components converter and switchable clutch and a space-saving integration in the strand part of the second connecting strand, which connects the drive machine to the generator.

Ausführungen mit Anordnung beider Komponenten zwischen Antriebsmaschine und Eingang der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, oder aber auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung erlauben eine optimale Ausnutzung zur Verfügung stehenden Bauraumes. Ferner ist ein Einsatz in Kombination mit einer Vielzahl unterschiedlicher Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen ohne zusätzliche Modifikationen an diesen möglich. Anordnungen in der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung stellen sehr kompakte aber auch auf den Einsatzfall speziell ausgebildete Lösungen dar.Designs with arrangement of both components between the engine and input of the speed / torque converter, or on the side facing away from the engine side of the speed / torque converter allow optimal utilization available space. Further, use in combination with a variety of different speed / torque converters is possible without additional modifications thereto. Arrangements in the speed / torque converter provide very compact but also on the application specially designed solutions.

Ausführungen mit Anordnung von schaltbarer Kupplungseinrichtung und hydrodynamischem Drehzahl-/Drehmomentwandler mit räumlichem Abstand voneinander finden insbesondere dann Anwendung, wenn Standardausführungen eines Wandlers eingesetzt werden und die Kombination mit schaltbarer Kupplungseinrichtung einen axialen Versatz zwischen diesen zwingend erfordert.Designs with arrangement of switchable coupling device and hydrodynamic speed / torque converter with spatial distance from each other are particularly applicable when standard versions of a transducer are used and the combination with switchable coupling device mandatory axial displacement between them.

Die zweite Grundausführung ist durch eine Anordnung von hydrodynamischem Drehzahl-/Drehmomentwandler und schaltbarer Kupplungseinrichtung im Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine und Generator betrachtet zwischen Eingang der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung und Generator charakterisiert.The second basic version is characterized by an arrangement of hydrodynamic speed / torque converter and switchable clutch device considered in the power flow between the engine and generator between input of the speed / torque converter and generator.

In vorteilhafter Ausbildung sind der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler und die schaltbare Kupplungseinrichtung koaxial zueinander angeordnet. Dies erlaubt besonders platzsparende Anordnungen in einer axialen Ebene mit radialem Versatz. Besonders vorteilhaft ist die schaltbare Kupplungseinrichtung als schaltbaren Zahnkupplung ausgebildet, welche parallel zum hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler geschaltet ist; umfassend eine Kupplungshälfte, welche mit dem Pumpenrad oder einem Bauteil im mit dem Pumpenrad verbundenen Strangteil des zweiten Verbindungsstranges drehfest verbunden ist und eine weitere Kupplungshälfte, die direkt mit dem Turbinenrad oder dem mit dem Turbinenrad verbundenen Strangteil zum Generator drehfest verbunden ist.In an advantageous embodiment of the hydrodynamic speed / torque converter and the switchable coupling device are arranged coaxially with each other. This allows particularly space-saving arrangements in an axial plane with radial offset. Particularly advantageously, the switchable coupling device is designed as a switchable toothed clutch, which is connected in parallel to the hydrodynamic speed / torque converter; comprising a coupling half, which is rotatably connected to the impeller or a component connected to the impeller strand portion of the second connecting strand and another coupling half, which is connected to the turbine directly to the turbine or connected to the turbine strand strand part rotatably connected to the generator.

In einer alternativen Ausbildung sind der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler und die schaltbare Kupplungseinrichtung exzentrisch zueinander angeordnet. Dabei kann in Abhängigkeit der zwischen den beiden Strängen erforderlich vorzusehenden Übersetzungen die schaltbare Kupplungseinrichtung kleiner ausgelegt werden.In an alternative embodiment, the hydrodynamic speed / torque converter and the switchable clutch device are arranged eccentrically to one another. It can be made smaller depending on the required between the two strands translations the switchable coupling device.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die schaltbare Kupplungseinrichtung als selbstsynchronisierende Kupplung ausgebildet. Dies erlaubt eine einfache und vor Allem automatische Umschaltung von hydrodynamischer Leistungsübertragung zum mechanischen Durchtrieb.According to a particularly advantageous embodiment, the switchable coupling device is designed as a self-synchronizing coupling. This allows a simple and above all automatic switching from hydrodynamic power transmission to mechanical drive.

Entsprechend der Auslegung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung besteht die Möglichkeit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebsmaschine und Generator realisieren zu können, um insbesondere Generatoren mit unterschiedlicher Maximaldrehzahl mit einer Antriebsmaschine koppeln zu können. Ferner können bauraumbedingt unterschiedliche einzuhaltende Anordnungspositionen auf einfache Art und Weise realisiert werden und Versatz in horizontaler und/oder vertikaler Richtung überbrückt werden.According to the design of the speed / torque converter, it is possible to realize different ratios between the prime mover and the generator, in particular to be able to couple generators with different maximum speed with a prime mover. Furthermore, due to space constraints, different arrangement positions to be maintained can be realized in a simple manner, and offset in the horizontal and / or vertical direction can be bridged.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung als Reduziergetriebe, insbesondere Getriebe mit Übersetzung ins Langsame zwischen Antriebsmaschine und Generator ausgebildet.In an advantageous development, the speed / torque conversion device is designed as a reduction gear, in particular transmission with a gear ratio between the drive machine and generator.

Bezüglich der Ausbildung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese umfasst zumindest eine Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe von nachfolgend genannten Einrichtungen oder eine Kombination aus diesen:

  • - Stirnradgetriebe
  • - Planetenradgetriebe
  • - Winkeltrieb.
With regard to the design of the speed / torque converter, there are a number of possibilities. This comprises at least one device selected from the group of devices mentioned below or a combination of these:
  • - Helical gear
  • - planetary gear
  • - angle drive.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Antriebsvorrichtung als Pumpenantriebsstrang für den Einsatz in Kraftwerkssträngen ausgebildet. In diesem Fall werden die Arbeitsmaschine von einer Pumpe und die Antriebsmaschine von einer Pumpenantriebsturbine, vorzugsweise in Form einer Dampfturbine oder Gasturbine gebildet. Pumpenantriebsturbine und Pumpe sind mechanisch verbunden. Der Generator ist mit der Pumpenantriebsturbine über eine Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung der Pumpenantriebsturbine mit dem/vom Generator derart verbindbar, dass über zumindest einen Teilbereich des Teillastbetriebes der Pumpe der Generator mit der Pumpenantriebsturbine verbunden ist und über zumindest einen Teilbereich des Volllastbetriebes der Pumpe der Generator von der Pumpenantriebsturbine entkoppelt ist.In a particularly advantageous embodiment, the drive device is designed as a pump drive train for use in power plant trains. In this case, the work machine is formed by a pump and the drive machine by a pump drive turbine, preferably in the form of a steam turbine or gas turbine. Pump drive turbine and pump are mechanically connected. The generator is connected to the pump drive turbine via a device for coupling / decoupling the pump drive turbine with / from the generator such that over at least a portion of the partial load operation of the pump, the generator is connected to the pump drive turbine and at least a portion of the Full load operation of the pump, the generator is decoupled from the pump drive turbine.

Derartige Pumpenantriebsstränge finden vorzugsweise ihren Einsatz in Kraftwerksanlagen mit zumindest einer wenigstens mittelbar mit einem Haupt-Generator gekoppelten Haupt-Dampfturbine und/oder Haupt-Gasturbine. Die Pumpe dient dabei zum Fördern und/oder Verdichten eines Arbeitsmediums zum Antrieb und/oder zur Prozessversorgung der Haupt-Dampfturbine und/oder Haupt-Gasturbine oder zum Fördern und/oder Verdichten eines in der Prozessversorgung der Haupt-Dampfturbine und/oder Haupt-Gasturbine entstehenden Abgases. Es handelt sich bei diesem Generator bezogen auf den Gesamtkraftwerksstrang um einen zusätzlichen Generator, welcher zur Energierückgewinnung im Teillastbetrieb der Pumpe von der Pumpenantriebsturbine genutzt wird.Such pump drive trains preferably find their use in power plants with at least one at least indirectly coupled to a main generator main steam turbine and / or main gas turbine. The pump serves for conveying and / or compressing a working medium for the drive and / or for the process supply of the main steam turbine and / or main gas turbine or for conveying and / or compressing one in the process supply of the main steam turbine and / or main gas turbine resulting exhaust gas. It is in this generator based on the total power plant to an additional generator, which is used for energy recovery in partial load operation of the pump of the pump drive turbine.

Unter einer Pumpe wird eine Pumpe verstanden, die als Prozesspumpe für unterschiedliche Anforderungen und Medien wie z.B. Kühlwasser, Kondensat, Speisewasser, zum Einsatz gelangt. Diese kann mit konstanter Drehzahl oder drehzahlvariabel betreibbar sein. Besonders geeignet ist der Pumpenantrieb für Speisepumpen in Kraftwerken. Bei diesem handelt es sich um eine Pumpe, die zur Versorgung eines Dampfkessels oder Dampferzeugers mit Speisewasser dient.A pump is understood to mean a pump which can be used as a process pump for different requirements and media such as e.g. Cooling water, condensate, feed water used. This can be operated at constant speed or variable speed. Particularly suitable is the pump drive for feed pumps in power plants. This is a pump used to supply a steam boiler or steam generator with feed water.

Entsprechend der Auslegung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung besteht die Möglichkeit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebsmaschine und Generator, in Pumpenantriebssträngen zwischen Pumpenantriebsturbine und Generator realisieren zu können, um insbesondere Generatoren mit unterschiedlicher Maximaldrehzahl mit einer Pumpenantriebsturbine koppeln zu können. Durch ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen Pumpe und Generator kann auch die Teillastdrehzahl der Pumpe festgelegt werden, wenn ansonsten kein drehzahlvariables Element zwischen Turbine und Pumpe vorgesehen ist. Ferner können bauraumbedingt unterschiedliche einzuhaltende Anordnungspositionen auf einfache Art und Weise realisiert werden und Versatz in horizontaler und/oder vertikaler Richtung überbrückt werden.According to the design of the speed / torque converter, it is possible to realize different ratios between prime mover and generator, in pump drive trains between the pump drive turbine and generator, in particular to be able to couple generators with different maximum speed with a pump drive turbine. By a fixed ratio between the pump and generator and the partial load speed of the pump can be set, if otherwise no variable speed element between turbine and pump is provided. Furthermore, due to space constraints, different arrangement positions to be maintained can be realized in a simple manner, and offset in the horizontal and / or vertical direction can be bridged.

Bezüglich der räumlichen Anordnung von Generator und Antriebsmaschine, in Pumpenantriebssträngen der Pumpenantriebsturbine besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Dementsprechend erfolgt auch die Auslegung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung.With regard to the spatial arrangement of generator and drive machine, in pump drive trains of the pump drive turbine there are a number of possibilities. Accordingly, the design of the speed / torque converter is also carried out.

Gemäß einer ersten Anordnungsvariante ist eine Generatorwelle koaxial zu einer Welle der Antriebsmaschine, in Pumpenantriebssträngen beispielsweise einer Pumpenantriebsturbine angeordnet. Bei dieser Ausführung erfolgt eine Verbindung über eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung mit koaxialer Ein- und Ausgangswelle. Ein- und Ausgang sind jeweils koaxial zueinander und koaxial zum Generator sowie zur Antriebsmaschine angeordnet. Dies kann im einfachsten Fall durch die Integration eines Planetengetriebes, insbesondere Planetengetriebes mit einer feststehenden Welle. Dieses vereint die Vorteile der Integration eines vordefinierten Übersetzungsverhältnisses auf kleinstem Bauraum. Diese Ausführung ist besonders für Anordnungen mit geringem zur Verfügung stehendem Bauraum in vertikaler Richtung von Vorteil.According to a first arrangement variant, a generator shaft is arranged coaxially to a shaft of the drive machine, in pump drive trains, for example, a pump drive turbine. In this embodiment, a connection via a speed / torque converter with coaxial input and output shaft. Input and output are each coaxial with each other and arranged coaxially with the generator and the drive machine. This can in the simplest case by integrating a planetary gear, in particular planetary gear with a fixed shaft. This combines the advantages of integrating a predefined transmission ratio in the smallest possible space. This embodiment is particularly advantageous for arrangements with little space available in the vertical direction.

In einer dazu alternativen Anordnungsvariante von Generator zur Antriebsmaschine, in Pumpenantriebssträngen beispielsweise einer Pumpenantriebsturbine ist die Generatorwelle exzentrisch zu einer Welle der Pumpenantriebsturbine angeordnet. Dabei sind parallele Anordnungen als auch Anordnungen im Winkel denkbar, die über die Drehzahl-/Drehmomenteinrichtung, insbesondere Getriebe mit entsprechend ausgebildeter Ausrichtung von Ein- und Ausgangswelle miteinander verbunden werden. Das Getriebe kann dabei je nach gewünschter Auslegung und Ausrichtung der Ein- und Ausgangswellen zumindest eine Einrichtung oder eine Kombination aus diesen ausgewählt aus der Gruppe von nachfolgend genannten Einrichtungen umfassen:

  • - Stirnradgetriebe
  • - Planetenradgetriebe
  • - Winkeltrieb.
In an alternative arrangement variant of generator to the prime mover in pump drive trains, for example, a pump drive turbine, the generator shaft is arranged eccentrically to a shaft of the pump drive turbine. In this case, parallel arrangements and arrangements in the angle are conceivable, which are connected to each other via the speed / torque device, in particular transmission with a correspondingly trained orientation of input and output shaft. Depending on the desired design and orientation of the input and output shafts, the transmission can comprise at least one device or a combination of these selected from the group of devices mentioned below:
  • - Helical gear
  • - planetary gear
  • - angle drive.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung umfasst das Stirnradgetriebe ein Ritzel und ein mit der Generatorwelle verbundenes Ausgangsstirnrad. Die Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung der Antriebsmaschine, in Pumpenantriebssträngen beispielsweise einer Pumpenantriebsturbine mit dem/vom Generator ist zwischen einer Welle der Pumpenantriebsturbine und der Ritzelwelle angeordnet, wobei die Anordnung in axialer Richtung in Einbaulage betrachtet zwischen Stirnradgetriebe und Pumpenantriebsturbine oder auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite des Stirnradgetriebes erfolgt.In a particularly advantageous embodiment, the spur gear comprises a pinion and an output spur gear connected to the generator shaft. The device for coupling / decoupling the prime mover, in pump drive trains, for example, a pump drive turbine with / from the generator is disposed between a shaft of the pump drive turbine and the pinion shaft, the arrangement viewed in the axial direction in installation position between spur and pump drive turbine or on the side facing away from the drive machine Side of the spur gear is done.

Die Ausbildung des Pumpenantriebes in der erfindungsgemäßen Art und Weise bietet dann den Vorteil, bei gleichbleibender Leistungsaufnahme der Pumpenantriebsturbine zusätzlich elektrische Energie im Teillastbetrieb der Pumpe über den zusätzlichen Generator zu erzeugen. Die Pumpenantriebsturbine kann dazu immer mit maximaler Leistung betrieben werden.The design of the pump drive in the manner according to the invention then offers the advantage of generating additional electrical energy in the partial load operation of the pump via the additional generator while maintaining the power consumption of the pump drive turbine. The pump drive turbine can always be operated with maximum power.

Vorzugsweise weisen die Kesselspeisepumpen gemäß einer Ausführungsform, wie sie die vorliegende Erfindung auch betrifft, eine Leistungsaufnahme von mehreren Megawatt, beispielsweise von größer 10 Megawatt, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 60 Megawatt auf.Preferably, the boiler feed pumps according to an embodiment, as it relates to the present invention, a power consumption of several megawatts, for example greater than 10 megawatts, more preferably in the range of 15 to 60 megawatts.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

  • 1a bis 1d verdeutlichen grundlegende Möglichkeiten des Aufbaus und der Funktion einer erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsvorrichtung in einem Kraftwerksstrang;
  • 2a bis 2c zeigen Ausführungen der Antriebsvorrichtung gemäß der 1a bis 1d mit beispielhafter Ausbildung des Getriebes als Stirnradzug;
  • 3a bis 3d zeigen beispielhafte Ausführungen der Antriebsvorrichtung mit koaxialer Anordnung von Antriebsmaschine und Generator;
  • 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Antriebsvorrichtung gemäß der 3a Ausbildung des Getriebes als Planetengetriebe;
  • 5a zeigt beispielhaft einen hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler in Form eines Stellwandlers;
  • 5b zeigt beispielhaft eine Einrichtung aus einer Zahnkupplung und einem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler in kompakter Bauweise;
  • 5c zeigt beispielhaft eine Einrichtung aus schaltbarer Kupplungseinrichtung und einem hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler mit alternativer Anordnung der schaltbaren Kupplungseinrichtung außerhalb der radialen Erstreckung des Wandlers;
  • 6a und 6b verdeutlichen mögliche Ankopplungen von hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler und schaltbarer Kupplungseinrichtung gemäß der 1c und 1d;
  • 7a und 7b verdeutlichen anhand eines Flussdiagrammes beispielhaft mögliche Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antriebsvorrichtung.
The solution according to the invention is explained below with reference to figures. The following is shown in detail:
  • 1a to 1d illustrate basic possibilities of construction and the function of a drive device according to the invention designed in a power plant train;
  • 2a to 2c show embodiments of the drive device according to the 1a to 1d with exemplary embodiment of the transmission as Stirnradzug;
  • 3a to 3d show exemplary embodiments of the drive device with coaxial arrangement of prime mover and generator;
  • 4 shows an exemplary embodiment of the drive device according to the 3a Training the transmission as a planetary gear;
  • 5a shows an example of a hydrodynamic speed / torque converter in the form of a variable converter;
  • 5b shows an example of a device of a gear coupling and a hydrodynamic speed / torque converter in a compact design;
  • 5c shows by way of example a device comprising a switchable clutch device and a hydrodynamic speed / torque converter with an alternative arrangement of the shiftable clutch device outside the radial extent of the converter;
  • 6a and 6b illustrate possible couplings of hydrodynamic speed / torque converter and switchable coupling device according to the 1c and 1d ;
  • 7a and 7b illustrate by way of example a flowchart exemplary possible method for operating such a drive device.

Die 1a bis 1d verdeutlichen in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und das Grundprinzip der Funktionsweise einer erfindungsgemäß ausgeführten Antriebsvorrichtung beim Einsatz in einer Kraftwerksanlage 1 anhand eines Ausschnittes aus dieser. Die Antriebsvorrichtung ist in dieser besonders vorteilhaften Anwendung als Pumpenantriebsstrang 20 ausgeführt. Die 2a bis 4b zeigen weitere mögliche Ausführungen von Pumpenantriebssträngen 20. Für gleiche Komponenten in den Figuren sind daher gleiche Bezugsziffern verwendet.The 1a to 1d illustrate in a schematic highly simplified representation of the basic structure and the basic principle of the operation of an inventively designed drive device when used in a power plant 1 based on a section of this. The drive device is in this particularly advantageous application as a pump drive train 20 executed. The 2a to 4b show further possible designs of pump drive trains 20 , For identical components in the figures, therefore, the same reference numerals are used.

Die Kraftwerksanlage 1 umfasst beispielsweise zumindest eine mit einer konstanten Drehzahl umlaufende Haupt-Turbine 2 in Form einer Haupt-Dampfturbine und/oder Haupt-Gasturbine zum zumindest mittelbaren Antrieb eines elektrischen Generators, der auch als Haupt-Generator 3 bezeichnet wird und zur Stromerzeugung dient. Je nach Ausführung der Haupt-Turbine 2 ist diese als ein- oder mehrwellige Turbine ausgebildet. Eine Welle 18 der Haupt-Turbine 2 ist dabei wenigstens mittelbar, d.h. direkt oder über weitere Übertragungselemente mit einer Welle 19 des Haupt-Generators 3 verbunden. Ferner umfasst die Kraftwerksanlage 1 eine Arbeitsmaschine, die hier insbesondere in Form einer drehzahlvariablen Pumpe 4 zum Fördern und/oder Verdichten eines Arbeitsmediums zum Antrieb und/oder zur Prozessversorgung der Haupt-Turbine 2 oder zum Fördern und/oder Verdichten eines in der Prozessversorgung oder Gasturbine entstehenden Abgases. Diese Pumpe 4 ist beim Einsatz in Kohle- und Dampfkraftwerken mit konstanter Drehzahl betreibbar und fungiert als Speisepumpe, insbesondere Kesselspeisepumpe. In anderen Anwendungsfällen kann diese auch mit variabler Drehzahl betreibbar sein.The power plant 1 For example, it includes at least one main turbine rotating at a constant speed 2 in the form of a main steam turbine and / or main gas turbine for the at least indirect drive of an electric generator, which also serves as a main generator 3 is called and used to generate electricity. Depending on the version of the main turbine 2 this is designed as a single or multi-shaft turbine. A wave 18 the main turbine 2 is at least indirectly, ie directly or via further transmission elements with a shaft 19 of the main generator 3 connected. Furthermore, the power plant includes 1 a working machine, here in particular in the form of a variable-speed pump 4 for conveying and / or compressing a working medium for the drive and / or for the process supply of the main turbine 2 or for conveying and / or compressing a resulting in the process supply or gas turbine exhaust. This pump 4 is operable for use in coal and steam power plants with constant speed and acts as a feed pump, in particular boiler feed pump. In other applications, this can also be operated with variable speed.

Die Pumpe 4 ist in der dargestellten Anwendung frei von einer direkten mechanischen Verbindung zur Haupt-Turbine 2 und frei von einer mechanischen Verbindung zum Haupt-Generator 3. Der Antrieb der Arbeitsmaschine, insbesondere Pumpe 4 erfolgt über eine Antriebsmaschine in Form einer Turbine, insbesondere Dampfturbine. Diese Dampfturbine wird auch als Pumpenantriebsturbine 5 bezeichnet. Die Pumpenantriebsturbine 5 ist dazu mechanisch mit der Pumpe 4 gekoppelt. Die Kopplung kann direkt oder aber unter Zwischenordnung von Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen erfolgen. Die Kopplung beschreibt einen ersten Verbindungsstrang 13. Dazu wird je nach Ausführung der Pumpenantriebsturbine 5 als ein- oder mehrwellige Turbine eine der Wellen, hier eine Welle 16 mit der Pumpe 4, insbesondere einer Pumpenantriebswelle 17 direkt oder - hier nicht dargestellt - unter Zwischenordnung von Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen oder anderen Übertragungseinrichtungen konstant oder variabel gekoppelt.The pump 4 is free in the illustrated application of a direct mechanical connection to the main turbine 2 and free from any mechanical connection to the main generator 3 , The drive of the working machine, in particular pump 4 takes place via a drive machine in the form of a turbine, in particular steam turbine. This steam turbine is also called pump drive turbine 5 designated. The pump drive turbine 5 is mechanical to the pump 4 coupled. The coupling can be done directly or with the interposition of speed / torque converter. The coupling describes a first connection string 13 , Depending on the design, the pump drive turbine will do this 5 As a single or multi-shaft turbine one of the waves, here a wave 16 with the pump 4 , in particular a pump drive shaft 17 directly or - not shown here - coupled with the interposition of speed / torque converter devices or other transmission equipment constant or variable.

Bei der Pumpenantriebsturbine 5 handelt es sich im genannten Einsatzfall um eine Turbine, die zusätzlich zur Haupt-Dampf- und/oder Gasturbine in der Kraftwerksanlage 1 vorgesehen ist. Die funktionale Zuordnung der Pumpe 4 zur Haupt-Turbine 2 ist mittels unterbrochener Linie wiedergegeben. Beispielsweise dient die Pumpe 4 als Speisepumpe für einen Dampfkessel oder einen Dampferzeuger, die die Haupt-Turbine 2 beaufschlagen.In the pump drive turbine 5 In the case in question, this is a turbine which, in addition to the main steam and / or gas turbine in the power plant 1 is provided. The functional assignment of the pump 4 to the main turbine 2 is represented by a broken line. For example, the pump is used 4 as a feed pump for a steam boiler or a steam generator, which is the main turbine 2 apply.

Wenn die Pumpe 4 in der Kraftwerksanlage 1 über eine Zeitdauer in Teillast betrieben wird, ist vorgesehen, die während dieser Betriebsweise über die Pumpenantriebsturbine 5 erzeugbare bzw. bereitstellbare Leistung, die nicht für den Antrieb der Pumpe 4 benötigt wird, zusätzlich zur Erzeugung elektrischer Leistung zu nutzen. Dazu ist die Antriebsmaschine 5 über einen zweiten Verbindungsstrang 7 mit einem Generator 6 verbunden. Der Generator 6 ist über eine Einrichtung 11 zur Kopplung/Entkopplung der Pumpenantriebsturbine 5 mit dem/vom Generator 6 mechanisch mit der Pumpenantriebsturbine 5 wahlweise verbindbar oder von dieser entkoppelbar. Über die Einrichtung 11 in der Funktionsstellung „Gekoppelt“ ist es daher möglich, im Teillastbetrieb der Pumpe 4 den von dieser nicht benötigten Leistungsanteil, welcher von der Pumpenantriebsturbine 5 geliefert wird, dem Generator 6 zur Erzeugung elektrischer Leistung zuzuführen. Des Weiteren ist es in Funktionskonzentration vorgesehen, über die Einrichtung 11 den Generator 6 nach Stillstand hochzufahren und somit auf eine separate Hilfsmaschine verzichten zu können. Die Einrichtung 11 umfasst dazu erfindungsgemäß einen befüll- und entleerbaren hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler, nachfolgend kurz Wandler 8 genannt, und eine Einrichtung zur Überbrückung des Wandlers 8, insbesondere in Form einer schaltbaren Kupplungseinrichtung 10. Mit diesen beiden Komponenten können in Abstimmung von deren Anordnung und Funktionsweise unterschiedliche Aufgabenstellungen erfüllt werden.When the pump 4 in the power plant 1 is operated over a period of time in partial load is provided, the during this mode over the pump drive turbine 5 producible or deliverable power, not for driving the pump 4 is needed to use in addition to generating electrical power. This is the prime mover 5 over a second link 7 with a generator 6 connected. The generator 6 is about a facility 11 for coupling / decoupling the pump drive turbine 5 with the generator 6 mechanically with the pump drive turbine 5 optionally connectable or decoupled from this. About the device 11 in the "coupled" function position, it is therefore possible to operate in part-load operation of the pump 4 the unused by this power component, which of the pump drive turbine 5 is delivered to the generator 6 to supply electrical power. Furthermore, it is provided in functional concentration, via the device 11 the generator 6 start up after a standstill and thus be able to do without a separate auxiliary machine. The device 11 To this end, according to the invention comprises a fillable and emptiable hydrodynamic speed / torque converter, hereinafter referred to as a converter 8th called, and means for bridging the converter 8th , in particular in the form of a switchable coupling device 10 , With these two components, different tasks can be met in coordination of their arrangement and operation.

Die Einrichtung 11 kann hinsichtlich der Anordnung von Wandler 8 und Kupplungseinrichtung 10 in kompakter oder aufgelöster Bauweise ausgeführt sein. Im erstgenannten Fall sind die einzelnen Komponenten räumlich nah beieinander und vorzugsweise zu einer Baueinheit zusammengefasst angeordnet, wie beispielhaft in den 1a, 1b, 2a, 3a, 3b, 4, 5b wiedergegeben. In der aufgelösten Bauweise erfolgt die Anordnung im Pumpenantriebsstrang 20 an unterschiedlicher Position, wie beispielhaft in den 1c, 1d, 2b, 2c, 3c, 3d, 4b, 6a, 6b wiedergegeben.The device 11 can with regard to the arrangement of transducers 8th and coupling device 10 be executed in a compact or resolved design. In the former case, the individual components are spatially close to each other and preferably arranged in a group, as exemplified in FIGS 1a . 1b . 2a . 3a . 3b . 4 . 5b played. In the resolved design, the arrangement takes place in the pump drive train 20 in different position, as exemplified in the 1c . 1d . 2 B . 2c . 3c . 3d . 4b . 6a . 6b played.

Um im Volllastbetrieb der Pumpe 4 den Generator 6 vollständig von der Pumpenantriebsturbine 5 zu entkoppeln ist der Wandler 8 entleert und die schaltbare Kupplungseinrichtung 10 in der Funktionsstellung „Entkoppelt“.To be in full load operation of the pump 4 the generator 6 completely from the pump drive turbine 5 to decouple is the converter 8th deflated and the switchable coupling device 10 in the functional position "decoupled".

Das Hochfahren des Generators 6 wird über den Wandler 8 bei entkoppelter Kupplungseinrichtung 10 realisiert. Die Funktion des Wandlers 8 besteht bei Befüllung primär in der Unterstützung des Hochfahrens des Generators 6 sowie der Leistungsübertragung von der Pumpenantriebsturbine 5 zum Generator 6. Die schaltbare Kupplungseinrichtung 10 dient der Überbrückung des Wandlers 8 und dem mechanischen Durchtrieb zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Generator 6.The startup of the generator 6 is over the converter 8th with decoupled coupling device 10 realized. The function of the converter 8th in the case of filling, there is primarily support for starting up the generator 6 as well as the power transfer from the pump drive turbine 5 to the generator 6 , The switchable coupling device 10 serves to bridge the converter 8th and the mechanical drive between the pump drive turbine 5 and generator 6 ,

Die Grundfunktionsweise gestaltet sich wie folgt:
Während des Volllastbetriebes der Pumpe 4 wird der Generator 6 vollständig von der Pumpenantriebsturbine 5 entkoppelt. Durch die Funktionsstellung „Entkoppelt“ der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 und den entleerten Wandler 8 ist der Generator 6 von der Pumpenantriebsturbine 5 getrennt. Sobald jedoch die Pumpe 4 in den Teillastbetrieb übergeht, ist es gewünscht, den nunmehr nicht mehr von der Pumpenantriebsturbine 5 geforderten Leistungsanteil dem Generator 6 zuzuführen, um zusätzlich über den Pumpenantriebsstrang 20 elektrische Leistung bereitzustellen. Dies erfolgt über den Generator 6, der jedoch aufgrund seiner großen Trägheit beim Hochfahren während dessen nicht direkt mit der Pumpenantriebsturbine 5 verbunden sein sollte. Daher wird bei der Wandler 8 zuerst befüllt und ermöglicht die Leistungsübertragung von der Pumpenantriebsturbine 5 zum Generator 6, wobei der erste Leistungsanteil zum Hochfahren des Generators 6 auf Nenndrehzahl genutzt wird. Nach Erreichen dieser kann der über den Wandler 8 dem Generator zuführbare Leistungsanteil an diesem in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Überbrückung des Wandlers 8 und damit der mechanische Durchtrieb erfolgt entweder mit Erreichen der Nenndrehzahl des Generators 6 oder einer vordefinierten Drehzahl. Die mechanische Durchkopplung kann entweder durch Steuerung der schaltbaren Kupplungseinrichtung oder bei automatisch synchron schaltbarer Kupplungseinrichtung automatisch erfolgen.The basic function is as follows:
During full load operation of the pump 4 becomes the generator 6 completely from the pump drive turbine 5 decoupled. Through the functional position "decoupled" the switchable coupling device 10 and the empty transducer 8th is the generator 6 from the pump drive turbine 5 separated. However, as soon as the pump 4 In the part-load operation, it is desired that now no longer by the pump drive turbine 5 required power share the generator 6 in addition to the pump drive train 20 provide electrical power. This is done via the generator 6 However, due to its high inertia during startup, it is not directly connected to the pump drive turbine 5 should be connected. Therefore, at the converter 8th filled first and allows power transfer from the pump drive turbine 5 to the generator 6 , wherein the first power component for starting the generator 6 is used at rated speed. After reaching this can the over the converter 8th The power supplied to the generator can be converted to this in electrical energy. The bypass of the converter 8th and thus the mechanical drive is done either with reaching the rated speed of the generator 6 or a predefined speed. The mechanical coupling can be done automatically either by controlling the switchable coupling device or automatically synchronously switchable coupling device.

Der Wandler 8 umfasst zumindest jeweils ein Pumpenrad P, ein Turbinenrad T und ein als Reaktionsglied bezeichnetes Leitrad L, welche einen mit Betriebsmedium befüllbaren Arbeitsraum A bilden. Der Wandler 8 kann als ein- oder mehrphasiger Wandler ausgeführt sein. Denkbar sind auch einstufige und mehrstufige Ausführungen. Bei mehrstufiger Ausführung bestehen einzelne Hauptglieder des Wandlers 8, welche vom Pumpenrad P, Turbinenrad T oder Leitrad L gebildet werden, aus mehreren Schaufelkränzen, zwischen denen ein Hauptglied oder ein Schaufelkranz eines anderen Hauptgliedes angeordnet ist.The converter 8th includes at least one impeller each P , a turbine wheel T and a stator called a reaction member L , which is a working space that can be filled with operating medium A form. The converter 8th can be designed as a single-phase or multi-phase converter. Also conceivable are single-stage and multi-stage versions. In multi-stage execution consist of individual main elements of the converter 8th , which from the impeller P , Turbine wheel T or stator L are formed of a plurality of blade rings, between which a main member or a blade ring of another main member is arranged.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung, wie diese insbesondere in der 5a angedeutet ist, ist der Wandler 8 als Stellwandler ausgebildet. D.h., die Beschaufelung zumindest eines der Schaufelräder - Pumpenrad P, Turbinenrad T und/oder Leitrad L - weist zumindest eine oder eine Mehrzahl von Stellschaufeln 12 und/oder wenigstens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl mehrgliedriger Schaufeln mit zumindest einem verstellbaren Schaufelsegment auf. Die Verstellung der Stellschaufeln 12 und/oder Schaufelsegmente kann unterschiedlich erfolgen. Vorzugsweise ist dem hydrodynamischen Wandler 8 dazu eine Stellvorrichtung 21 zugeordnet. Diese ist hier nur schematisiert angedeutet und hinsichtlich ihrer Funktionsweise gekoppelt mit den Stellschaufeln 12 oder den Schaufelsegmenten am Leitrad L wiedergegeben. Über die Verstellbarkeit kann die Leistungsaufnahme des Wandlers 8 und die Größe der Ausgangsdrehzahl geändert werden. Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausführung der Stelleinrichtung sowie die Art der Verstellbarkeit - Verdrehen oder Verschiebung - besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Die Zuordnung von Verstellschaufeln oder verstellbaren Schaufelsegmenten ist alternativ oder zusätzlich auch zum Turbinenrad T oder dem Pumpenrad P möglich.In a particularly advantageous embodiment, as this particular in the 5a is indicated, is the converter 8th designed as a variable converter. That is, blading at least one of the impellers - impeller P , Turbine wheel T and / or stator L - Has at least one or a plurality of setting blades 12 and / or at least one, preferably a plurality of multi-membered blades with at least one adjustable blade segment. The adjustment of the adjusting blades 12 and / or blade segments may be different. Preferably, the hydrodynamic converter 8th to an adjusting device 21 assigned. This is indicated here only schematically and coupled with respect to their operation with the adjusting blades 12 or the blade segments on the stator L played. About the adjustability, the power consumption of the converter 8th and the magnitude of the output speed can be changed. With regard to the specific structural design of the adjusting device and the type of adjustability - twisting or displacement - there are a number of possibilities. The assignment of adjusting blades or adjustable blade segments is alternatively or additionally also to the turbine wheel T or the impeller P possible.

Bezüglich der Ausführung der Verbindung 7 sowie der Anordnung der einzelnen Komponenten zur Realisierung der beiden grundlegenden Aufgaben - Leistungsübertragung von der Pumpenantriebsturbine 5 zum Generator 6 und ferner Hochfahren des Generators 6 - besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Zur Anpassung an den Generator 6 erfolgt die Verbindung 7 nicht direkt sondern über zumindest eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9. Der Eingang dieser ist mit 24 bezeichnet, der Ausgang mit 25.Regarding the execution of the connection 7 and the arrangement of the individual components to realize the two basic tasks - power transmission from the pump drive turbine 5 to the generator 6 and further starting up the generator 6 - There are a number of possibilities. To adapt to the generator 6 the connection is made 7 not directly but via at least one speed / torque converter 9 , The entrance of this is with 24 denotes the output with 25 ,

Die 1a bis 2c verdeutlichen in schematisierter Darstellung mögliche Ausführungen der Anordnungen der Einzelkomponenten der Einrichtung 11 mit exzentrischer Anordnung von Pumpenantriebsturbine 5 und Generator 6 und koaxialer Anordnungen von Wandler 8 und schaltbarer Kupplungseinrichtung 10 im Verbindungsstrang 7. Die Anordnung erfolgt ferner funktional zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9. The 1a to 2c illustrate in a schematic representation possible embodiments of the arrangements of the individual components of the device 11 with eccentric arrangement of pump drive turbine 5 and generator 6 and coaxial arrangements of transducers 8th and switchable coupling device 10 in the connection string 7 , The arrangement is also functional between the pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 ,

Räumlich in axialer Richtung betrachtet ist die Einrichtung 11 in 1a und 2a zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 angeordnet, während gemäß der 1b und in unterbrochener Darstellung als alternative Option in 2a wiedergegeben die Anordnung der Einrichtung 11 am freien Wellenende auf der von der Pumpenantriebsturbine 5 weg gerichteten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 erfolgt.Spaced in the axial direction is the device 11 in 1a and 2a between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 arranged while according to the 1b and in broken representation as an alternative option in 2a reproduced the arrangement of the device 11 at the free end of the shaft on the pump drive turbine 5 away side of the speed / torque converter 9 he follows.

Die Einzelkomponenten der Einrichtung 11 - Kupplungseinrichtung 10 und Wandler 8 - können dabei zu einer Baueinheit zusammengefasst sein oder aber als separate Komponenten in den Verbindungsstrang 7 in räumlicher Nähe zueinander angeordnet werden (1a, 1b, 2a, 3a, 3b). Denkbar ist auch eine Anordnung mit axialem Abstand zueinander im Verbindungsstrang 7 (1c, 1d, 2b, 2c, 3c, 3d). Im erst genannten Fall sind Wandler 8 und Kupplungseinrichtung 10 in axialer Richtung betrachtet entweder frei von Versatz oder mit geringem Versatz, d.h. in axialer Richtung räumlich nah beieinander angeordnet. Die Anordnung der Kupplungseinrichtung 10 erfolgt in radialer Richtung betrachtet entweder innerhalb der Erstreckung des Wandlers 8 oder um den Außenumfang des Wandlers 8 herum.The individual components of the device 11 - Coupling device 10 and transducers 8th - Can be combined to form a unit or as a separate components in the connection string 7 be arranged in spatial proximity to each other ( 1a . 1b . 2a . 3a . 3b) , It is also conceivable an arrangement with axial distance from each other in the connecting strand 7 ( 1c . 1d . 2 B . 2c . 3c . 3d) , In the former case are converters 8th and coupling device 10 Viewed in the axial direction either free of offset or with a small offset, ie spatially arranged close to each other in the axial direction. The arrangement of the coupling device 10 takes place in the radial direction, either within the extension of the transducer 8th or around the outer circumference of the transducer 8th around.

Demgegenüber zeigen die 1c und 1d sowie 2b und 2c jeweils eine Ausführung mit aufgelöster Bauweise der Einrichtung 11, insbesondere räumlich getrennter Anordnung von Kupplungseinrichtung 10 und Wandler 8. Die Komponenten der Einrichtung 11 - Wandler 8 und Kupplungseinrichtung 10 - sind als Einzelkomponenten an unterschiedlichen Stellen im Verbindungsstrang 7 angeordnet. Die dargestellten Ausführungen sind durch Anordnung auf unterschiedlichen Seiten der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 charakterisiert. 1c und 2c zeigen jeweils Ausführungen mit räumlicher Anordnung der Kupplungseinrichtung 10 zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9, 1d und 2b mit Anordnung der Kupplungseinrichtung 10 auf dem freien Wellenende bzw. der von der Pumpenantriebsturbine 5 abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9. Die Anordnung des Wandlers 8 erfolgt in 1c und 2c auf dem freien Wellenende bzw. der von der Pumpenantriebsturbine 5 abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 und in den 1d und 2b zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9.In contrast, the show 1c and 1d and FIGS. 2b and 2c each show an embodiment with a dissolved construction of the device 11 , In particular spatially separated arrangement of coupling device 10 and transducers 8th , The components of the device 11 - converter 8th and coupling device 10 - Are as individual components at different points in the connection string 7 arranged. The illustrated embodiments are by arrangement on different sides of the speed / torque converter 9 characterized. 1c and 2c each show designs with spatial arrangement of the coupling device 10 between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 . 1d and 2 B with arrangement of the coupling device 10 on the free shaft end or the pump drive turbine 5 opposite side of the speed / torque converter 9 , The arrangement of the converter 8th takes place in 1c and 2c on the free shaft end or the pump drive turbine 5 opposite side of the speed / torque converter 9 and in the 1d and 2 B between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 ,

Die 2a bis 2c zeigen beispielhaft für Pumpenantriebsstränge 20 gemäß der 1a bis 1d eine vorteilhafte Ausbildung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 als Stirnradgetriebe 26. Die Wahl der Übersetzung erfolgt in Anpassung an die Drehzahl des Generators 6. 2a verdeutlicht eine Ausführung gemäß 1a, wobei die Ausführung gemäß 1b mittels unterbrochener Linie für die Anordnung der Einrichtung 11 auf dem freien Wellenende mit 11' wiedergegeben ist. 2b verdeutlicht einen Pumpenantriebsstrang gemäß 1d und 2c gemäß 1c.The 2a to 2c show an example of pump drive trains 20 according to the 1a to 1d an advantageous embodiment of the speed / torque converter 9 as helical gear 26 , The choice of translation is made in adaptation to the speed of the generator 6 , 2a illustrates an embodiment according to 1a , wherein the execution according to 1b by means of a broken line for the arrangement of the device 11 on the free end of the shaft with 11 ' is reproduced. 2 B illustrates a pump drive train according to 1d and 2c according to 1c ,

Die 3a bis 4b zeigen in schematisierter Darstellung mögliche Ausführungen der Anordnungen der Einzelkomponenten der Einrichtung 11 bei koaxialer Anordnung von Pumpenantriebsturbine 5 und Generator 6 und koaxialer Anordnung von Wandler 8 und schaltbarer Kupplungseinrichtung 10 im Verbindungsstrang 7 zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9. Die Anordnung der Einrichtung 11 bzw. der Einzelkomponenten erfolgt auch hier funktional zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9.The 3a to 4b show in a schematic representation possible embodiments of the arrangements of the individual components of the device 11 with coaxial arrangement of pump drive turbine 5 and generator 6 and coaxial arrangement of transducers 8th and switchable coupling device 10 in the connection string 7 between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 , The arrangement of the device 11 or the individual components is also here functionally between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 ,

Räumlich in axialer Richtung betrachtet ist die Einrichtung 11 in 3a und 4 zwischen Pumpenantriebsturbine 5 und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 angeordnet. Die 3b verdeutlicht eine Anordnung der Einrichtung 11, insbesondere von Wandler 8 und schaltbarer Kupplungseinrichtung 10 auf der von der Pumpenantriebsturbine 5 weg gerichteten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 in der Verbindung zwischen dieser und dem Generator 6. In diesem Fall wird jedoch bei Trennung der Verbindung zwischen Generator 6 und Pumpenantriebsturbine 5 im Verbindungsstrang 7 immer Leistung als Blindleistung in die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 eingebracht. Eine Anordnung wie in 3b ist auch für eine - hier nicht dargestellte - Ausbildung mit exzentrischer Anordnung von Pumpenantriebsturbine 5 und Generator denkbar. In diesem Fall erfolgt die Anordnung der Einzelkomponenten der Einrichtung 11 dem Ausgang der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 nachgeordnet. Spaced in the axial direction is the device 11 in 3a and 4 between pump drive turbine 5 and speed / torque converter 9 arranged. The 3b clarifies an arrangement of the device 11 , in particular of converters 8th and switchable coupling device 10 on the pump drive turbine 5 away side of the speed / torque converter 9 in the connection between this and the generator 6 , In this case, however, when disconnecting the connection between generator 6 and pump drive turbine 5 in the connection string 7 always power as reactive power in the speed / torque converter 9 brought in. An arrangement like in 3b is also for a - not shown here - training with eccentric arrangement of pump drive turbine 5 and generator conceivable. In this case, the arrangement of the individual components of the device takes place 11 the output of the speed / torque converter 9 downstream.

4 zeigt eine mögliche konstruktive Ausführung einer Antriebsvorrichtung gemäß 3a mit Ausbildung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 als Planetenradgetriebe 27. Der Ausgang 25 wird vom Hohlrad gebildet, während der Eingang 24 vom Sonnenrad gebildet ist. Der Planetenträger steht fest. 4 shows a possible structural design of a drive device according to 3a with formation of the speed / torque converter 9 as a planetary gear 27 , The exit 25 is formed by the ring gear while the input 24 formed by the sun gear. The planet carrier is stuck.

Die 5b zeigt beispielhaft eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Einrichtung 11 als Vosycon ®. Schaltbare Kupplungseinrichtung 10 und Wandler 8 sind koaxial angeordnet. Die schaltbare Kupplungseinrichtung 10 ist als Zahnkupplung ausgebildet, wobei eine erste Kupplungshälfte 10.1 mit dem Pumpenrad P und die zweite Kupplungshälfte 10.2 mit dem Turbinenrad drehfest verbunden ist. Die Anordnung der Zahnkupplung erfolgt innerhalb der radialen Erstreckung des Wandlers 8. 5c verdeutlicht beispielhaft eine alternative Ausbildung zu 5b mit Anordnung der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 außerhalb der radialen Erstreckung des Wandlers 8.The 5b shows an example of a particularly advantageous embodiment of the device 11 as Vosycon®. Switchable coupling device 10 and transducers 8th are arranged coaxially. The switchable coupling device 10 is designed as a toothed coupling, wherein a first coupling half 10.1 with the impeller P and the second coupling half 10.2 is rotatably connected to the turbine wheel. The arrangement of the toothed coupling takes place within the radial extent of the transducer 8th , 5c exemplifies an alternative education to 5b with arrangement of the switchable coupling device 10 outside the radial extent of the transducer 8th ,

Die 6a und 6b zeigen beispielhaft mögliche Ausführungen der Ankoppelung von hydrodynamischem Drehzahl-/Drehmomentwandler 8 und schaltbarer Kupplungseinrichtung 10 für Ausführungen gemäß 1c und 1d in aufgelöster Bauweise. Beide Ausführungen sind durch die Kopplung des Turbinenrades T mit dem Eingang 24 der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 über eine Hohlwelle charakterisiert. Die Welle 16 der Antriebsmaschine ist durch die Hohlwelle geführt und drehfest mit dem Pumpenrad P als auch der ersten Kupplungshälfte 10.1 verbunden. Die zweite Kupplungshälfte 10.2 ist mit der Hohlwelle verbunden, wobei die Hohlwelle drehfest mit dem Eingang 24, insbesondere Stirnrad der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 und dem Turbinenrad T verbunden ist. Die 6a und 6b unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der räumlichen Anordnung von hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler 8 und schaltbarer Kupplungseinrichtung 10 auf unterschiedlichen Seiten der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 in Form eines Stirnradzuges.The 6a and 6b show examples of possible embodiments of the coupling of hydrodynamic speed / torque converter 8th and switchable coupling device 10 for versions according to 1c and 1d in dissolved construction. Both versions are due to the coupling of the turbine wheel T with the entrance 24 the speed / torque converter 9 characterized by a hollow shaft. The wave 16 the drive machine is guided by the hollow shaft and rotatably with the impeller P as well as the first coupling half 10.1 connected. The second coupling half 10.2 is connected to the hollow shaft, wherein the hollow shaft against rotation with the input 24 , in particular spur gear of the speed / torque converter 9 and the turbine wheel T connected is. The 6a and 6b differ only with respect to the spatial arrangement of hydrodynamic speed / torque converter 8th and switchable coupling device 10 on different sides of the speed / torque converter 9 in the form of a spur gear train.

Bei allen Ausführungen kann es sich bei der schaltbaren Kupplungseinrichtung vorzugsweise um eine selbstsynchronisierende Schaltkupplung handeln. Ausführungen schaltbarer Kupplungseinrichtungen, deren Betätigung gesteuert wird, sind ebenfalls denkbar. In diesem Fall ist zusätzlich eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung erforderlich, die in Abhängigkeit vordefinierter Eingangsgrößen, welche der Steuereinrichtung zugeführt werden, eine Stellgröße zur Ansteuerung einer Stelleinrichtung bildet.In all embodiments, the switchable coupling device may preferably be a self-synchronizing clutch. Versions switchable coupling devices whose operation is controlled, are also conceivable. In this case, a control device not shown here is additionally required, which forms a control variable for controlling an actuating device in dependence of predefined input variables, which are supplied to the control device.

7a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einem Kraftwerksstrang.
Im Verfahrensschritt A wird eine, die Betriebsweise der Pumpe wenigstens mittelbar beschreibende Größe erfasst, wobei zumindest zwischen Teillastbetrieb und Vollastbetrieb in B unterschieden wird. Bei Vollastbetrieb ist gemäß C der Generator 6 von der Pumpenantriebsturbine 5 entkoppelt, d.h. die Schalteinrichtung 10 ist Aktiviert und überbrückt den Wandler 8, welcher vorzugsweise entleert ist.
Im Teillastbetrieb wird in D der Generator 6 mit der Pumpenantriebsmaschine 5 verbunden. In D1 wird dazu der Wandler 8 befüllt und die schaltbare Kupplungseinrichtung ist „deaktiviert“. Der im Teillastbetrieb nicht geforderte Leistungsanteil wird zum Hochfahren des Generators 6 über den Drehzahl-/Drehmomentwandler 8 in D2 genutzt. Bei Erreichen der Nenndrehzahl in D3 des Generators 6 wird entweder wie in 7a der nicht von der Pumpe erforderliche Leistungsanteil zum Generator 6 weiterhin über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler 8 bis zum Erreichen einer vordefinierten Bedingung D4 übertragen und erst bei Erreichen dieser der Wandler 8 durch Überbrücken mittels der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 in D5 aus dem Leistungsfluss genommen oder der Wandler 8 wird gemäß 7b mit Erreichen der Nenndrehzahl D3 bereits überbrückt. Die schaltbare Kupplungseinrichtung 10 befindet sich in D5 in der Funktionsstellung „gekoppelt“. 7a illustrates in a simplified schematic representation of the process of a method for operating the drive device according to the invention in a power plant line.
In the process step A is detected, the operation of the pump at least indirectly descriptive size, wherein at least between partial load operation and full load operation in B a distinction is made. At full load is according to C the generator 6 from the pump drive turbine 5 decoupled, ie the switching device 10 is Enabled and bridges the converter 8th which is preferably emptied.
In partial load operation is in D the generator 6 with the pump drive machine 5 connected. In D1 becomes the converter 8th filled and the switchable coupling device is "disabled". The part of the power not required during partial load operation is used to start up the generator 6 via the speed / torque converter 8th in D2 used. When reaching the rated speed in D3 of the generator 6 will either be like in 7a the power not required by the pump to the generator 6 continue via the hydrodynamic speed / torque converter 8th until reaching a predefined condition D4 transferred and only when these reach the converter 8th by bridging by means of the switchable coupling device 10 in D5 taken from the power flow or the converter 8th is according to 7b with reaching the rated speed D3 already bridged. The switchable coupling device 10 is located in D5 in the functional position "coupled".

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KraftwerkstrangKraftwerk strand
22
Haupt-Turbine, Haupt-Dampfturbine, Haupt-GasturbineMain turbine, main steam turbine, main gas turbine
3 3
Haupt-GeneratorMain generator
44
Arbeitsmaschine, Pumpe, insbesondere KesselspeisepumpeWork machine, pump, in particular boiler feed pump
55
Antriebsmaschine, insbesondere PumpenantriebsturbineDrive machine, in particular pump drive turbine
66
Generatorgenerator
77
zweiter Verbindungsstrangsecond linkage
88th
hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandlerhydrodynamic speed / torque converter
99
Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung, insbesondere GetriebeSpeed / torque converter, in particular transmission
1010
schaltbare Kupplungseinrichtung, insbesondere Überbrückungskupplungswitchable coupling device, in particular lock-up clutch
1111
Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung der Pumpenantriebsturbine mit dem/vom Generator;Device for coupling / decoupling the pump drive turbine with / from the generator;
1212
StellschaufelDeputy shovel
1313
erster Verbindungsstrangfirst linkage
1414
Strangteilstrand part
1515
Strangteilstrand part
1616
Wellewave
1717
PumpenantriebswellePump drive shaft
1818
Welle Haupt-Turbine 2 Wave main turbine 2
1919
Welle Haupt-Generator 3 Wave main generator 3
2020
PumpenantriebsstrangPump drive train
2121
Stelleinrichtungsetting device
2222
Generatorwellegenerator shaft
2323
freies Wellenendefree shaft end
2424
Eingang Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 Input speed / torque converter 9
2525
Ausgang Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 9 Output speed / torque converter 9
2626
Stirnradzugspur gear
2727
Planetenradgetriebeplanetary gear
AA
Arbeitsraumworking space
PP
Pumpenradimpeller
TT
Turbinenradturbine
LL
Reaktionsglied; LeitradReaction member; stator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2017055636 A1 [0004]WO 2017055636 A1 [0004]

Claims (21)

Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Arbeitsmaschine mit einer Antriebsmaschine (5), welche über einen ersten Verbindungsstrang (13) mit der Arbeitsmaschine (4) und über einen zweiten Verbindungsstrang (7) mit einem Generator (6) verbunden ist, wobei im zweiten Verbindungsstrang (7) zumindest eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9), insbesondere ein Getriebe und eine Einrichtung (11) zur Kopplung/Entkopplung der Antriebsmaschine (5) mit/vom Generator (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11) einen befüll- und entleerbaren hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) und eine schaltbare Kupplungseinrichtung zum Überbrücken des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers (8) aufweist, wobei der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) jeweils zumindest ein, eine Beschaufelung aufweisendes Pumpenrad (P), ein Turbinenrad (T) und Leitrad (L) umfasst, welche einen mit Betriebsmedium befüllbaren Arbeitsraum (A) bilden.Driving device for driving a working machine with a driving machine (5), which is connected via a first connecting line (13) to the working machine (4) and via a second connecting line (7) to a generator (6), wherein in the second connecting line (7) at least one speed / torque conversion device (9), in particular a transmission and a device (11) for coupling / decoupling the drive machine (5) with / from the generator (6) are provided, characterized in that the device (11) is a filling and drainable hydrodynamic speed / torque converter (8) and a switchable clutch device for bridging the hydrodynamic speed / torque converter (8), wherein the hydrodynamic speed / torque converter (8) each at least one, having a blading impeller (P), a Turbine (T) and stator (L) comprises, which form a working medium filled with working space (A). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) als Wandler mit Füllungssteuerung ausgebildet ist.Drive device after Claim 1 , characterized in that the hydrodynamic speed / torque converter (8) is designed as a converter with charge control. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) als Stellwandler ausgebildet ist, wobei zumindest eines der Schaufelräder (P, T, L) eine Verstellschaufel und/oder wenigstens ein verstellbares Schaufelsegment aufweist.Drive device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the hydrodynamic speed / torque converter (8) is designed as a position converter, wherein at least one of the paddle wheels (P, T, L) has an adjusting blade and / or at least one adjustable blade segment. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpenrad (P) des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers (8) wenigstens mittelbar mit der Antriebsmaschine (5), insbesondere direkt mit der Antriebsmaschine (5) oder einem mit der Antriebsmaschine (5) verbundenen Strangteil (14) des zweiten Verbindungsstranges (7) verbunden ist und ein Turbinenrad (T) des hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandlers (8) wenigstens mittelbar mit dem Generator (6), insbesondere direkt mit dem Generator (6) oder einem mit dem Generator (6) verbundenen Strangteil (15) des zweiten Verbindungsstranges (7) verbunden ist.Drive device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a pump wheel (P) of the hydrodynamic speed / torque converter (8) at least indirectly with the drive machine (5), in particular directly with the drive machine (5) or with the drive machine (5) connected strand part (14) second strand (7) is connected and a turbine wheel (T) of the hydrodynamic speed / torque converter (8) at least indirectly with the generator (6), in particular directly to the generator (6) or to the generator (6) connected strand part ( 15) of the second connecting string (7) is connected. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) parallel zum hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler geschaltet ist, umfassend zwei Kupplungsteile, welche wenigstens mittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, wobei eines der Kupplungsteile mit einem wenigstens mittelbar mit dem Pumpenrad des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers verbundenen Bauteil, vorzugsweise direkt dem Pumpenrad und der andere Kupplungsteil mit einem wenigstens mittelbar mit dem Turbinenrad des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers verbundenen Bauteil, vorzugsweise direkt dem Turbinenrad verbunden ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable coupling device (10) is connected in parallel to the hydrodynamic speed / torque converter, comprising two coupling parts, which are at least indirectly engageable with each other, wherein one of the coupling parts with an at least indirectly with the Impeller of the hydrodynamic speed / torque converter connected component, preferably directly to the impeller and the other coupling part with an at least indirectly connected to the turbine wheel of the hydrodynamic speed / torque converter component, preferably directly connected to the turbine wheel. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplungseinrichtung und der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler im Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung bzw. Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung und Antriebsmaschine angeordnet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable coupling device and the hydrodynamic speed / torque converter are arranged in the power flow between the engine and speed / torque converter or speed / torque converter and drive machine. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass räumlich in Kraftflussrichtung von der Antriebsmaschine (5) zum Generator (6) betrachtet der Drehzahl-/Drehmomentwandler und/oder die schaltbare Kupplungseinrichtung gemäß einer der nachfolgend genannten Möglichkeiten angeordnet sind: a) zwischen Antriebsmaschine (5) und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9) oder b) innerhalb der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9) oder c) auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung.Drive device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that spatially in the direction of power flow from the drive machine (5) to the generator (6) viewed the speed / torque converter and / or the switchable clutch device are arranged according to one of the following options: a) between the engine (5) and speed- / Torque converter (9) or b) within the speed / torque converter (9) or c) on the side remote from the engine side of the speed / torque converter. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Kraftflussrichtung von der Antriebsmaschine (5) zum Generator (6) betrachtet eine der Komponenten der Einrichtung (11) - der Drehzahl-/Drehmomentwandler oder die schaltbare Kupplungseinrichtung - zwischen Antriebsmaschine und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung oder in der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung angeordnet ist und die jeweils andere Komponente - die schaltbare Kupplungseinrichtung oder der Drehzahl-/Drehmomentwandler - auf der von der Antriebsmaschine abgewandten Seite der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung angeordnet ist.Drive device after Claim 7 , characterized in that viewed in the direction of power flow from the prime mover (5) to the generator (6) one of the components of the device (11) - the speed / torque converter or the switchable clutch device - between prime mover and speed / torque converter or in the speed- / Torque conversion device is arranged and the respective other component - the switchable clutch device or the speed / torque converter - is arranged on the side facing away from the engine side of the speed / torque converter. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprühe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) und die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) im Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine (5) und Generator (6) betrachtet zwischen Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9) und Generator (6) angeordnet sind.Drive device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that that the hydrodynamic speed / torque converter (8) and the switchable clutch device (10) in the power flow between the engine (5) and generator (6) viewed between the speed / torque converter (9) and generator (6) are arranged. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) und die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) koaxial angeordnet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrodynamic speed / torque converter (8) and the switchable coupling device (10) are arranged coaxially. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) als schaltbaren Zahnkupplung ausgebildet ist, welche parallel zum hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) geschaltet ist, umfassend eine Kupplungshälfte, welche direkt mit dem Pumpenrad (P) oder einem mit dem Pumpenrad (P) verbundenen Bauteil drehfest verbunden ist und eine zweite Kupplungshälfte, welche direkt mit dem Turbinenrad (T) oder einem mit diesem verbundenen Bauteil drehfest verbunden ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable coupling device (10) is designed as a switchable toothed clutch, which is connected in parallel to the hydrodynamic speed / torque converter (8), comprising a coupling half, which directly with the impeller (P) or one connected to the impeller (P) component is rotatably connected and a second coupling half, which is connected directly to the turbine wheel (T) or a component connected thereto in a rotationally fixed. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler (8) und die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) exzentrisch zueinander angeordnet sind.Drive device according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the hydrodynamic speed / torque converter (8) and the switchable coupling device (10) are arranged eccentrically to each other. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) als selbstsynchronisierende Kupplung ausgebildet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable coupling device (10) is designed as a self-synchronizing coupling. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9) zwischen der Antriebsmaschine (5) und Generator (6) als Reduziergetriebe, insbesondere Getriebe mit Übersetzung ins Langsame ausgebildet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the speed / torque converter (9) between the drive machine (5) and generator (6) is designed as a reduction gear, in particular transmission with transmission to the slow. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung zumindest eine Einrichtung ausgewählt aus der Gruppe von nachfolgend genannten Einrichtungen oder eine Kombination aus diesen umfasst: - Stirnradgetriebe (13) - ein Planetenradgetriebe (27) - Winkeltrieb.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the speed / torque conversion device comprises at least one device selected from the group of devices mentioned below or a combination of these: - helical gear (13) - a planetary gear (27) - angle drive. Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsmaschine (5) und Generator (6) exzentrisch angeordnet.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive machine (5) and generator (6) arranged eccentrically. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsmaschine (5) und Generator (6) koaxial angeordnet sind und die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (9) zumindest ein Planetenradgetriebe (27) umfasst.Drive device according to one of Claims 1 to 15 , characterized in that the engine (5) and generator (6) are arranged coaxially and the speed / torque converter (9) comprises at least one planetary gear (27). Antriebsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine (4) von einer Pumpe gebildet ist und die Antriebsmaschine (5) von einer Pumpenantriebsturbine, insbesondere Dampfturbine oder Gasturbine gebildet ist, die mit der Pumpe mechanisch verbunden ist; dass der Generator (6) mit der Pumpenantriebsturbine über die Einrichtung (11) zur Kopplung/Entkopplung der Pumpenantriebsturbine (5) mit dem/vom Generator (6) derart verbindbar/entkoppelbar ist, dass über zumindest einen Teilbereich des Teillastbetriebes der Pumpe der Generator (6) mit der Pumpenantriebsturbine verbunden ist und über zumindest einen Teilbereich des Volllastbetriebes der Pumpe der Generator (6) von der Pumpenantriebsturbine entkoppelt ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the working machine (4) is formed by a pump and the drive machine (5) is formed by a pump drive turbine, in particular steam turbine or gas turbine, which is mechanically connected to the pump; the generator (6) can be connected / disconnected with the pump drive turbine via the device (11) for coupling / decoupling the pump drive turbine (5) to / from the generator (6) such that over at least a portion of the partial load operation of the pump ( 6) is connected to the pump drive turbine and over at least a portion of the full load operation of the pump, the generator (6) is decoupled from the pump drive turbine. Kraftwerksanlage (1) mit einer Haupt-Dampfturbine (2) und/oder Haupt-Gasturbine zum Antrieb eines elektrischen Generators (2); mit einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Arbeitsmaschine in Form einer Pumpe, insbesondere Kesselspeisepumpe zum Fördern und/oder Verdichten eines Arbeitsmediums zum Antrieb und/oder zur Prozessversorgung der Haupt-Dampfturbine (2) und/oder Gasturbine oder zum Fördern und/oder Verdichten eines in der Prozessversorgung der Haupt-Dampfturbine (2) und/oder Haupt-Gasturbine entstehenden Abgases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Generator (6) der Antriebsvorrichtung frei von einer mechanischen Verbindung zur Haupt-Dampfturbine (2) und/oder Haupt- Gasturbine ist.Power plant (1) with a main steam turbine (2) and / or main gas turbine for driving an electric generator (2); with a drive device for driving a work machine in the form of a pump, in particular boiler feed pump for conveying and / or compressing a working medium for driving and / or process supply of the main steam turbine (2) and / or gas turbine or for conveying and / or compressing a in the Process supply of the main steam turbine (2) and / or main gas turbine resulting exhaust gas according to one of Claims 1 to 18 wherein the generator (6) of the drive device is free of mechanical connection to the main steam turbine (2) and / or main gas turbine. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 oder einer Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 19 bei welchem im Vollastbetrieb der Arbeitsmaschine der Generator von der Antriebsmaschine entkoppelt wird, wobei der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler entleert und die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) in eine Funktionsstellung „entkoppelt“ verbracht werden und bei welchem im Teillastbetrieb der Arbeitsmaschine der Generator mit der Antriebsmaschine gekoppelt wird, wobei der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler befüllt wird und bei Erreichen der Nenndrehzahl des Generators oder einer vordefinierten Drehzahl die schaltbare Kupplungseinrichtung (10) in eine Funktionsstellung „gekoppelt“ verbracht wird.Method for operating a drive device according to one of Claims 1 to 19 or a power plant according to Claim 19 in which the generator is decoupled from the prime mover in full-load operation of the machine, wherein the hydrodynamic speed / torque converter emptied and the switchable coupling device (10) are "decoupled" in a functional position and coupled in which the generator with the drive machine in part-load operation of the machine is, wherein the hydrodynamic speed / torque converter is filled and when the rated speed of the generator or a predefined speed, the switchable clutch device (10) is spent in a functional position "coupled". Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem das Übertragungsverhalten des hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers durch Steuerung des Füllungsgrades und/oder über Verstellung von Verstellschaufeln gesteuert wird.Method according to Claim 20 in which the transmission behavior of the hydrodynamic speed / torque converter is controlled by controlling the degree of filling and / or by adjusting the adjusting blades.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019114253A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Voith Patent Gmbh Drive train for a fluid machine with auxiliary energy generation
CN113864173A (en) * 2021-08-27 2021-12-31 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 Novel feed pump speed regulating device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017122549A1 (en) * 2017-09-28 2019-03-28 Voith Patent Gmbh Drive device for driving a work machine
CN115541286B (en) * 2022-12-05 2023-03-03 江苏恒亮离心机制造有限公司 Runner torsional force detection device of three-phase horizontal centrifuge

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206750A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Voith Patent Gmbh A power transmission device and method of operating such a power transmission system
WO2017055636A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 Voith Patent Gmbh Drive device for driving a mobile machine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1140595B (en) * 1956-06-25 1962-12-06 Voith Gmbh J M Filling-controlled flow coupling, preferably for driving a brake air compressor in a rail vehicle
JP3870568B2 (en) * 1998-08-10 2007-01-17 トヨタ自動車株式会社 Power generation control device
DE102011083225A1 (en) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Turbo machinery train
DE102017122549A1 (en) * 2017-09-28 2019-03-28 Voith Patent Gmbh Drive device for driving a work machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206750A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Voith Patent Gmbh A power transmission device and method of operating such a power transmission system
WO2017055636A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 Voith Patent Gmbh Drive device for driving a mobile machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019114253A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Voith Patent Gmbh Drive train for a fluid machine with auxiliary energy generation
CN113864173A (en) * 2021-08-27 2021-12-31 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 Novel feed pump speed regulating device

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