CN108138589A - 用于驱动做功机器的驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于驱动做功机器的驱动设备，其带有驱动机器(5)，所述驱动机器通过第一连接系与做功机器(4)相连并且通过第二连接系与发电机(6)相连。本发明的特征在于，在第二连接系中设置有传动器和用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机脱耦的装置(11)，所述驱动设备此外还包括用于拖曳发电机(6)的辅助传动机器(8)、尤其辅助驱动电机，所述辅助驱动机器至少间接地与发电机(6)连接，其中，在所述连接中设置用于使辅助驱动机器(8)与发电机(6)耦连/相对于发电机脱耦的装置(12)。

Description

用于驱动做功机器的驱动设备

本发明涉及一种用于驱动做功机器的驱动设备，所述驱动设备带有驱动机器，所述驱动机器通过第一连接系与做功机器相连并且通过第二连接系与发电机相连。

本发明尤其涉及一种用于应用在发电设备中的泵驱动系，所述泵驱动系包括至少一个与主发电机至少间接耦连的呈主蒸汽轮机和/或主燃气轮机形式的主涡轮机。泵驱动系包括用于输送和/或压缩对主涡轮机进行驱动和/或过程供应的工质和/或用于输送和/或压缩在对主涡轮机进行过程供应时所形成的废气的泵并且包括用于驱动所述泵的泵驱动涡轮机，其中，所述泵驱动涡轮机由蒸汽轮机构成并且与所述泵机械连接。

作为在发电站、尤其在蒸汽发电设备中的泵已知锅炉给水泵，借助所述锅炉给水泵输送用于与发电机相连的主蒸汽轮机的蒸汽生成器的锅炉的供给水和进而输送主蒸汽轮机的工质。所述泵可以转速可变地或以恒定的转速运行。根据一种也被本申请所涉及的实施方式，这种锅炉给水泵具有例如数兆瓦的功率消耗、例如15至60兆瓦或更多的功率消耗。泵驱动的实施方式是已知的，其中，通过其他额外的为主蒸汽轮机所设置的泵驱动涡轮机完成驱动。在此在主蒸汽轮机与额外的泵驱动涡轮机之间根本不形成机械连接。

其中锅炉给水泵在发电设备的整个运行范围上看通常不在满负荷运行的状态下运行。对泵驱动涡轮机的功率要求相应发生改变，这反映在泵驱动涡轮机的运行方式中。然而泵驱动涡轮机通过源自主蒸汽涡轮机过程的过程流体被驱动。因而在锅炉给水泵方面的要求不断变换的情况下，并没有使用泵驱动涡轮机的全部理论上可提供的功率。

因此本发明所要解决的技术问题在于，改进上述类型的驱动设备，从而使该驱动设备能够在保持全部功能性的情况下还能在为做功机器提供功率的方面更有效地运行。结构性构造在此应该见长于较低的控制技术和制备技术上的耗费。

根据本发明的技术方案通过权利要求1和16的技术特征表征。有利的设计方式在从属权利要求中被描述。

规定了一种用于驱动做功机器的驱动设备，所述驱动设备带有驱动机器，所述驱动机器通过第一连接系与做功机器相连并且通过第二连接系与发电机相连，根据本发明其特征在于，在第二连接系中设置传动器和用于使驱动机器与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置，并且驱动设备此外还包括用于拖曳发电机的辅助驱动机器、尤其辅助驱动电机，所述辅助驱动机器与发电机至少间接相连，其中，在连接部中设置用于把辅助驱动机器与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置。

“用于使某一部件与/相对于另一部件耦连/脱耦的装置”的表述尤其是指，通过该装置能够实现两个功能——连接或分离，其中，所述两个功能能够功能集中地由该装置的一个功能部件或甚至多个功能部件实施。

发电机被理解为电力机器，该电力机器能够至少在发电机式运行中运行，并且能够实现从机械功率向电功率的转化。

根据本发明的技术方案提供的优点在于，给所述驱动机器提供的功率在做功机器的部分负载运行中也被完全利用。具体而言，发电机与驱动机器之间通过传动器和用于耦连/脱耦的装置的耦连提供的优点在于，基于通过传动器所实现的增速比或减速比而使用针对预定转速范围所设置的发电机，所述发电机仅在与驱动机器相连时才被功率加载。辅助驱动机器、尤其用于拖曳发电机的辅助电机的设置及其可脱耦性和可耦连性提供的优点在于，发电机在连接在驱动机器上之前通过与辅助驱动机器的耦连已经能够达到驱动机器的转速，由此能够省去通过驱动机器对发电机的拖曳，并且在做功机器上的连接过程可以在不妨碍对做功机器的驱动的情况下自动进行。通过辅助驱动机器相对于发电机的脱耦的可能性，此外还避免了辅助驱动机器在发电机驱动时在做功机器的部分负载运行时连带拖曳。不被做功机器所需的功率份额由此可以完全输入发电机并且用于形成电功率。

在一种特别有利的实施方式中，驱动设备构造为用于应用在发电机组中的泵驱动系。在此情况下，做功机器由泵构成，并且驱动机器由泵驱动涡轮机、尤其呈蒸汽轮机或燃气轮机形式的泵驱动涡轮机构成，其中，泵驱动涡轮机与泵机械相连。发电机能够通过用于使泵驱动涡轮机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置与泵驱动涡轮机相连，从而在泵的部分负载运行的至少一个子区域中发电机与泵驱动涡轮机相连，并且在泵的满负载运行的至少一个子区域中发电机相对于泵驱动涡轮机脱耦。

这种类型的泵驱动系优选应用于带有至少一个与主发电机至少间接耦连的主蒸汽轮机和/或主燃气轮机的发电设备中。所述泵在此用于输送和/或压缩对主蒸汽轮机和/或主燃气轮机进行驱动和/或过程供应的工质或者用于输送和/或压缩在主蒸汽轮机和/或主燃气轮机的过程供应时所形成的废气。就整个发电机组而言所述发电机涉及额外的发电机，所述额外的发电机用于泵的部分负载运行时从泵驱动涡轮机回收能量。

所述泵被理解为作为过程泵针对不同要求和介质、例如冷却水、冷凝水、供给水而付诸使用的泵。所述泵能够以恒定的转速或转速可变地运行。所述泵驱动特别适合于在发电设备中的供给泵。其涉及用于为蒸汽锅炉或蒸汽生成器供应供给水的泵。

在用于使驱动机器、尤其使泵驱动涡轮机与发电机/相对于发电机耦连/脱耦的单个装置的设计和/或用于使辅助驱动机器、尤其使辅助电机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置的设计方面存在多种可能性。这种类型的装置在最简单的情况下包括可切换的离合装置。在此，可开关的离合装置的开关过程要么受控地要么自动化地完成。在后者情况下，优选使用单向离合器也即仅沿一个转动方向作用的离合器或自同步的开关离合器。这实现了在满转速时的接入。

在一种特别有利的设计方式中，用于使驱动机器、尤其使泵驱动机器与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置和用于使辅助驱动机器、尤其使辅助电机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置由作用原理相同的装置构成，并且在一种特别有利的设计方式中由设计相同的装置构成。这意味着，要么仅仅能受控的可开关的离合器要么单向离合器应用在两个装置中，所述可开关的离合器或单向离合器还优选相同地构造和设置。

根据特别有利的第一基本实施方式规定，发电机与驱动机器、尤其泵驱动涡轮机之间的连接部不直接构造，而是至少间接构造。也即在驱动机器与发电机之间的动力连接中布置有构成主传动器的第一转速/转矩转换装置。根据转速/转矩转换装置的设置，形成了在驱动机器与发电机之间、在泵驱动系中在泵驱动涡轮机与发电机之间实现多种不同的变换系数的可能性，以便尤其能够使具有不同的最大转速的发电机与泵驱动涡轮机耦连。此外，受结构空间所限的不同的应保持的布置位置能够通过简单的方式和方法实现，并且避免沿水平和/或垂直方向的错移。

在一种有利的改进方式中，主传动器作为减速传动器、尤其具有减速比的传动器构造在驱动机器与发电机之前。

根据第二基本实施方式，发电机与驱动机器之间的连接还可以直接完成。在此情况下能够实现由驱动机器和发电机组成的特别紧凑的单元，然而其中不能实现在驱动机器与发电机这二者之间的转速变换。

在带有电力辅助电机的设计方式的改进方式中，在辅助驱动机器与发电机之间的动力连接中设置有构成辅助传动器的第二转速/转矩变换装置。优选地，利用该转速/转矩变换装置实现加速比或甚至恒定的传动比。该实施方式提供的优点在于，能够将各种设计的辅助驱动机器用于拖曳发电机而集成至泵驱动系中的任意位置上。这样能够例如通过作为角度传动的构造实现辅助驱动机器的驱动轴和发电机轴的各种定向。

第一和第二转速/转矩变换装置、尤其主传动器和辅助传动器能够分别集成在独立的壳体中或者甚至共同的壳体中。第一变型方案提供的优点在于，单个转速/转矩变换装置能够作为可独立购置的结构单元被预制，并且由此使设置不同的传动器能够通过任意方式相互组合。

在对发电机和驱动机器的、在泵传动系中则是泵驱动涡轮机的空间布置方面形成多种可能性。

根据第一布置方案，发电机轴相对于驱动机器的轴、在泵传动系中则例如是泵驱动涡轮机的轴共轴地布置。该布置不仅适用于通过驱动机器对发电机的直接驱动，而且适用于通过带有共轴的输入轴和输出轴的转速/转矩变换装置、例如行星传动器、尤其带有固定轴的行星传动器的连接。该实施方式对于沿垂直方向具有较少可用结构空间的布置方式来说是特别有利的。

在非直接连接而是在驱动机器、例如泵驱动涡轮机与发电机之间设置主传动器的情况下，传动器被设计和布置为，输入部和输出部分别相互共轴地并且相对于发电机以及相对于驱动机器共轴地布置。这可以在最简单的情况下通过行星传动器在驱动机器与发电机之间的动力连接中的集成实现。这结合了在最小的结构空间上集成预定的变换系数的优点。在此，优选驱动机器的轴与太阳轮相连，而行星架或内齿轮与发电机轴耦连，而各个其他的剩余的另外的元件——内齿轮或行星架固定、例如通过支承部固定在壳体上。

在对此备选的、发电机相对于驱动机器、在泵驱动系中则例如是泵驱动涡轮机的布置方案中，发电机轴相对于泵驱动涡轮机的轴偏心地布置。在此，平行的布置以及成角度的布置都是可以考虑的，所述成角度的布置通过主传动器以输入轴和输出轴的相应构造的定向相互连接。主传动器在此可以根据输入轴和输出轴的所期望的设置和定向包括至少一个转速/转矩变换装置或由选自下组所列转速/转矩变换装置中的转速/转矩变换转置构成的组合：

-圆柱齿轮传动器

-行星齿轮传动器

-角度传动器。

在一种特别有利的构造中，圆柱齿轮传动器包括小齿轮和与发电机轴相连的输出圆柱齿轮和用于使驱动机器、在泵驱动系中则例如是泵驱动涡轮机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置，布置在泵驱动涡轮机的轴与小齿轮轴之间，其中，该布置在安装位置中沿轴向观察在圆柱齿轮传动器与泵驱动涡轮机之间或在圆柱齿轮传动器的背离驱动机器的一侧上完成。

辅助驱动机器相对于发电机的布置也可以区分为偏心的布置方案与共轴的布置方案，其中，在后者情况下在构造方式中还可以省去辅助传动器的中间布置，并且辅助驱动机器能够直接与发电机耦连。由此能够设计带有较小的结构空间需求的极紧凑的驱动设备、尤其泵驱动系。

在辅助驱动机器与发电机共轴布置的情况下，在备选的设计方式中还可以考虑的是，在辅助驱动机器与发电机之间的连接部中设置带有固定的轴的行星传动器形式的辅助传动器。利用该设计方式能够实现传动器在结构尺寸较小的同时具有所期望的变速比、尤其加速比的优点。

在为此备选的辅助驱动机器和发电机的布置方案中，辅助驱动机器的驱动轴相对于发电机轴偏心地布置。在此，平行布置以及辅助驱动机器和发电机的待相连的轴的成角度的布置都是可以考虑的，所述成角度的布置通过辅助传动器以输入轴和输出轴的相应构造的定向相互连接。辅助传动器在此可以根据输入轴和输出轴的所期望的设置和定向包括至少一个转速/转矩变换装置或由选自下组所列转速/转矩变换装置中的转速/转矩变换转置构成的组合：

-圆柱齿轮传动器

-行星齿轮传动器

-角度传动器。

在一种有利的设计方式中，辅助传动器包括带有辅助驱动机器与发电机之间的加速比或恒定的传动比的圆柱齿轮传动器。

辅助驱动机器在特别有利的设计方式中涉及电机。

根据一种有利的设计方式，除了用于使驱动机器与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置和用于使辅助驱动机器与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置外，还在发电机与主传动器之间设置了防护离合器，所述防护离合器在过载时断开连接。

根据本发明构造的呈泵驱动系形式的驱动设备优选集成在发电设备中，其中，通过与主涡轮机耦连的发电机完成主能量生成。驱动设备用于驱动呈泵、尤其锅炉给水泵形式的做功机器。所述泵用于输送和/或压缩对主蒸汽轮机和/或主燃气轮机进行驱动和/或过程供应的工质或者用于输送和/或压缩在主蒸汽轮机和/或主燃气轮机的过程供应时在驱动设备中所形成的废气。驱动设备的发电机在此不具有与主蒸汽轮机和/或主燃气轮机的机械连接。驱动设备的发电机能够通过用于使泵驱动涡轮机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置与泵驱动涡轮机相连，从而在泵的部分负载运行的至少一个子区域中发电机与泵驱动涡轮机相连，并且在泵的满负载运行的至少一个子区域中发电机相对于泵驱动涡轮机脱耦。就整个发电机组而言的发电机涉及额外的发电机，所述额外的发电机用于在泵驱动涡轮机的泵的部分负载运行时的能量回收。

按照根据本发明的方式和方法的泵驱动器的构造则提供了优点，即，在泵驱动涡轮机的功率消耗保持不变的情况下还在泵的部分负载运行中通过额外的发电机额外地产生电能。泵驱动涡轮机为此可以始终以最大的功率运行。

优选地，根据同样被本发明所涉及的一种实施方式的锅炉供给泵具有数兆瓦的功率消耗、例如大于10兆瓦、尤其优选在15至60兆瓦范围内的功率消耗。

根据本发明的技术方案以下借助附图予以说明。

图1a和图1b以极简视图示出根据本发明实施的驱动设备的基本构造和工作方式的基本原理，该驱动设备尤其以作为在发电设备1中的泵驱动系20的特别有利的应用和设计根据其局部示出。发电设备1例如包括至少一个以恒定的转速运转的呈主蒸汽轮机2和/或主燃气轮机形式的用于驱动电力发电机的主涡轮机，所述电力发电机也被称为主发电机3并且用于发电。根据主涡轮机的实施方式的不同，主涡轮机被构造为单轴或多轴式的涡轮机，其中，主涡轮机的轴18与主发电机3的轴19相连。

此外，发电设备1还包括做功机器，所述做功机器在此尤其呈转速可变的泵4的形式，用于输送和/或压缩用于对主蒸汽轮机2进行驱动和/或过程供应的工质，或用于输送和/或压缩在过程供应中或燃气轮机中所形成的废气。所述泵4在火力发电厂和蒸汽发电厂中涉及能够以恒定的或在一些应用情况下以可变的转速运行的并且作为供给泵、尤其锅炉给水泵发挥作用的泵。泵4在该应用中不具有与主蒸汽轮机2的直接的机械连接并且不具有与主发电机3的机械连接。对做功机器、尤其泵4的驱动通过呈涡轮机、尤其蒸汽轮机形式的驱动机器完成。该蒸汽轮机还被称为泵驱动涡轮机5。泵驱动涡轮机5为此与泵4机械耦连。该耦连可以直接地或通过转速/转矩变换装置的中间连接完成。该耦连描述了第一连接系。为此，根据泵驱动涡轮机5作为单轴或多轴式的涡轮机的实施方式的不同，多个轴中的一个轴、在此轴16与泵4、尤其泵驱动轴17直接或(在此未示出地)通过转速/转矩变换装置或其他传递装置的中间连接耦连。

泵驱动涡轮机5在所提到的应用情况下涉及在发电设备1中相对于主蒸汽轮机或燃气轮机2额外设置的涡轮机。泵4相对于主涡轮机的功能配属借助虚线表示。例如，泵4被用作燃气锅炉或蒸汽生成器的供给泵，所述燃气锅炉或蒸汽生成器加载主涡轮机2。

当呈泵4形式的做功机器在发电设备1中在部分负载的确定的子区域中运行时，根据规定，在该运行方式期间通过泵驱动涡轮机5能产生或提供的、对于驱动泵4不必要的功率还能够额外地用于电功率的形成。为此，驱动机器通过第二连接系与发电机6相连。发电机6至少通过用于使泵驱动涡轮机5与发电机6耦连/相对于发电机6脱耦的装置11与泵驱动涡轮机5机械连接。优选地，这两个功能以功能集中的形式通过一个用于使泵驱动涡轮机5与发电机6耦连/相对于发电机6脱耦的装置11实施。通过该装置11能够实现的是，在泵4的部分负载运行时将由泵驱动涡轮机5所提供的、泵4不需要的功率份额输入发电机6，用于电功率的形成。为了拖曳发电机6还设置了电机8，所述电机也被称为辅助驱动机器。该辅助驱动机器与发电机6连接。该连接通过至少一个用于使辅助驱动机器与发电机6耦连/相对于发电机脱耦的装置12实现。泵驱动涡轮机5与发电机6之间的连接被标注为7，辅助驱动机器8与发电机6之间的连接被标注为21。

就连接部7和21的实施方式以及用于实现从泵驱动涡轮机5至发电机6的功率传递还有发电机6的起动这两个基本任务的单个部件的布置方式而言，可以存在大量可能性。图1a和1b以示意图方式示出泵驱动涡轮机5至发电机6之间的连接7的可能的基本构造。

图1a示例性示出泵驱动系20的所有单个部件的共轴布置的可能方式。根据第一基本构造，连接部7并未直接地而是通过至少一个呈主传动器9形式的转速/转矩变换装置完成，所述主传动器在此借助点划线示出。根据第二基本构造，连接部7直接通过装置11完成。

类似地，辅助驱动机器8与发电机6的连接要么直接通过装置12实施，要么通过其他的、构成辅助传动器10的转速/转矩变换装置实施，所述转速/转矩变换装置在此同样作为可选项以点划线示出。

为了在泵4的满负荷运行时使发电机6相对于泵驱动涡轮机5完全脱耦并且拖曳发电机6，设置了装置11和12。所述装置11和12优选包括至少一个可开关的离合装置，所述离合装置优选功能集中地用于耦连和脱耦。可以考虑的是，装置11和12带有多个离合装置的设计。然而优选的是分别仅带有一个离合装置的设计。

第一装置11在此用于主传动器9相对于发电机6与泵驱动涡轮机5之间的动力连接的脱耦，而第二装置12布置在电机8与发电机6之间的动力连接中。可开关的离合装置优选涉及自同步的开关离合器。操作是受控的可开关的离合装置的实施方式同样可以考虑。在此情况下额外地需要此处未示出的控制装置，所述控制装置根据预定的被输入控制装置中的输入值构成用于控制单个装置11、12的调节装置的调节值。

基本工作方式在此如下进行：

在泵4的满负荷运行时使发电机6相对于泵驱动涡轮机5完全脱耦。通过可开关的离合装置11在此使得发电机6相对于泵驱动涡轮机5分离。可开关的离合装置11位于脱耦位置中。然而一旦泵4过渡至部分负载运行，期望的就是，把现在不再能被泵驱动涡轮机5所截取的功率份额输入至发电机6，以便还能额外地在泵驱动系20中提供电功率。这通过发电机6完成，然而所述发电机由于其对于拖曳来说过大的惯性而不应已经挂入泵驱动涡轮机5中。因此优选将电机8与发电机6耦连，其中，所述耦连通过装置12、尤其可开关的离合装置完成。该耦连或者在受控地可开关的离合装置的情况下为此被激活，或者在自动同步可开关的离合装置的情况下自动起动，并且实现电机与发电机之间的动力连接。然而一旦发电机轴比蒸汽轮机转得更快，则装置11就向啮合位置设置。如果装置11处于啮合位置，则电机8被关闭。泵驱动涡轮机5要么直接驱动发电机6，要么在存在主传动器9的情况下通过主传动器驱动发电机。

在泵驱动涡轮机5与发电机6直接连接的情况下，泵驱动涡轮机5的轴、优选轴16的自由轴端部与装置11的元件、例如第一离合件相连，而与第一离合件可至少间接(也即直接地或间接地)形成作用连接的另外的第二离合件与发电机6的轴、以下称为发电机轴22相连。

在设置了主传动器9的情况下，装置11在功能上布置在泵驱动涡轮机5与发电机6之间，其中，所述布置可以在泵驱动涡轮机5与主传动器9之间或主传动器9的相互形成作用连接的部件之间或主传动器9与发电机6之间完成。沿从泵驱动涡轮机5至发电机6的力流方向观察，这意味着在主传动器9之前、之中或之后的布置。

在前述并且在图1a(主传动器9以点划线示出)和图1b所示的情况下，例如泵驱动涡轮机5的轴、优选轴16的自由轴端部与装置11的元件、例如第一离合件相连。与第一离合件至少间接(也即直接地或间接地)形成作用连接的另外的第二离合件与主传动器的元件、优选主传动器9的输入端24相连。主传动器的输出端25与发电机轴22相连。

在此处未示出的第二情况下，装置11则集成在主传动器9中并且布置在主传动器9的输入端与输出端24、25之间的力流中。输入端24则与泵驱动涡轮机5的轴16相连，而输出端25则与发电机轴22相连。在此处同样未示出的主传动器9与发电机6之间的装置11的布置的第三情况下，例如主传动器的输出端25与装置11的第一离合件相连，而与第一离合件至少间接地形成作用连接的另外的第二离合件与发电机轴22相连。

类似地，该可能的布置方案也适用于装置12在发电机6与电机8之间的布置。在连接部21不具有辅助驱动器10的情况下，第一离合件与发电机轴、例如发电机轴22的自由轴端部相连，并且，与装置12的第一离合件至少间接形成作用连接的另外的第二离合件与电机的轴、尤其驱动轴23相连。

在设置了辅助传动器10的情况下，装置12在功能上布置在电机8与发电机6之间，其中，所述布置可以在电机8与辅助传动器10之间或辅助传动器10的相互形成作用连接的部件之间或辅助传动器10与发电机6之间完成。沿从电机8至发电机6的力流方向观察，这意味着在辅助传动器10之前、之中或之后的布置。

在所述后一种并且在图1a(辅助传动器10以点划线示出)和图1b所示的情况下，例如发电机6的轴、优选发电机轴22的自由轴端部与装置12的元件、例如第一离合件相连。与第一离合件至少间接(也即直接地或间接地)形成作用连接的另外的第二离合件与辅助传动器10的元件、优选辅助传动器10的输出端26相连。辅助传动器10的输入端27与电机8的驱动轴23相连。

在此处未示出的第二情况下，装置12则集成在辅助传动器10中并且布置在辅助传动器10的输入端与输出端27、26之间的力流中。输入端27则与驱动轴23相连，并且输出端26则与发电机轴22相连。

在此处同样未示出的电机8与辅助传动器10之间的装置12的布置的第一情况下，驱动轴23与第一离合件27相连，并且辅助传动器的输入端27与和第一离合件至少间接形成作用连接的另外的第二离合件相连。

图1a示出所有部件——泵驱动涡轮机5、泵4、发电机6和电机8的共轴布置，图1b示出带有泵驱动涡轮机5、发电机6和电机8相互偏心布置的实施方式。

泵驱动涡轮机5与发电机6之间的连接和错移补偿通过主传动器9完成，电机8与发电机6之间的错移补偿和连接通过辅助传动器10完成。图1b此外还示出主传动器和辅助传动器9、10沿发电机6与泵驱动涡轮机5之间的轴向的空间布置。两个传动器可以构造为独立的结构单元，或者集成在共同的壳体28(如图1b所示)中。在所示情况下，辅助传动器10的输出端27通过主传动器9与发电机6相连。为此，输出端27与主传动器9的另外的输入端29相连，所述输入端在力流中位于主传动器9的输出端25之前。

在单个基本实施方式的结构性实施方式方面存在大量可能性。一些原则上可能且有利的实施方式在以下图2至5中示出。

图2示出泵驱动系20在根据图1b所示实施方式的变型方案中的发电设备1中的应用的有利的实施方式。在该附图中仅示出锅炉给水泵驱动器20。泵驱动涡轮机5和泵4、尤其锅炉给水泵4相互共轴地布置。泵驱动涡轮机5与泵4之间的耦连在所示情况下实施为直接耦连，也即锅炉给水泵的轴至少间接地与泵驱动涡轮机5抗扭固定地相连。至少间接意味着优选直接或借助其他传递元件，其中，所述传递元件可以不具有转速/转矩变换转置。其他的实施方式同样是可以考虑的，然而在该使用情况下不是必要的。

此外还示出发电机6和设置用于起动发电机6的呈电机8形式的辅助电机。装置7在此还包括主传动器9和辅助传动器10。发电机在所示情况下相对于锅炉给水泵驱动器20偏心地布置，也就是说相对于泵驱动涡轮机5并且相对于泵4偏心地布置。作为辅助电机发挥作用的电机8同样相对于发电机6偏心地布置，优选还相对于泵驱动涡轮机5和锅炉给水泵4偏心地布置。泵驱动涡轮机5与发电机6的耦连通过主传动器9完成。为此主传动器9包括至少一个转速/转矩变换装置，在最简单的情况下呈圆柱齿轮列13形式、在所示情况下呈圆柱齿轮对形式的转速/转矩变换装置，通过所述主传动器实现减速比。主传动器9在此沿从泵驱动涡轮机5至发电机的力流方向观察优选构造为减速传动器。泵驱动涡轮机5与发电机6的耦连通过主传动器完成，其中，动力连接是可开关的，优选通过呈可开关的离合装置、尤其自同步的开关离合器(SSS-离合器)形式的装置11开关。所述装置可选择地用于泵驱动涡轮机5相对于发电机6的耦连和/或脱耦。在所示情况下，在此圆柱齿轮列13的第一圆柱齿轮(在此呈小齿轮形式)相对于泵驱动涡轮机5共轴地布置，并且与相对于发电机轴22共轴布置的且与发电机轴至少间接地抗扭固定连接的另外的圆柱齿轮形成直接啮合。圆柱齿轮列带有多个相互啮合的圆柱齿轮的实施方式同样是可以考虑的。这取决于所期望的旋转方向。针对主传动器9所示出的实施方式在此示出特别简单的构造。

为了使相对于发电机6偏心布置的电机8与发电机耦连，除了构造为可开关的离合装置的装置12之外还设置了辅助传动器10。在特别有利的构造中，辅助传动器同样包括仅一个圆柱齿轮组，所述圆柱齿轮组被标注为14，并且在所示情况下通过奇数个相互咬合的圆柱齿轮表征。在此，圆柱齿轮组14根据使用要求被任意设置。优选地这样选择传动比，从而一方面使得电机8的轴以和发电机6相同的旋转方向以及此外相同的转速或以增速比旋转。

主传动器9和辅助传动器10的布置在此沿轴向相对于泵驱动器的布置以轴向上、也即在不同的轴向面上的错移完成。该空间布置可以沿水平方向或沿垂直方向相互错移地完成。这取决于具体的使用情况。

第二装置12、尤其可开关的离合装置的布置在所示情况下在主传动器9与辅助传动器10之间完成。由此在发电机6高速运转并且与泵驱动涡轮机5耦连的情况下实现了辅助驱动器10的完全脱耦，由此避免了无效功率份额向辅助驱动器的输入。

图2在此示出沿轴向结构特别紧凑的构造。单个驱动器：主驱动器9和辅助驱动器10在此能够布置在一个壳体中或甚至布置在不同的壳体中。后者的方案提供的优点在于，不同的标准驱动器在此能够相互任意耦连，并且由此有助于实现发电机6和电机8以及泵驱动涡轮机5和发电机6的不同的布置可能方式。

图3示出根据图1b的实施方式的另一种改进方式。与图1b和图2所示构造不同的是，辅助传动器10构造为角度传动器15。主传动器和辅助传动器9、10的布置在相同的发电机侧上完成。除了辅助传动器10和电机8的驱动轴23的定向之外的基本构造与图1b和2所示的基本构造相对应，因此仅仅还对不同之处进行阐述。

辅助传动器10的输出端26的布置相对于发电机6共轴地完成，而驱动器和由此输入端27相对于发电机6成夹角地布置。这实现了电驱动机器8在相对于发电机6的角度方面完全不同的布置和定向。为了实现动力连接在此设置了呈锥齿轮组形式的角度传动器15。所示实施方式通过锥齿轮组的驱动器与被动器之间和由此在输入端27与输出端26之间为90°的角度被表征。其他实施方式也是可以考虑的。该技术方案尤其有利于复杂的安装情况。而且在此，用于使电机8连接在发电机6上的呈可开关的离合装置形式的装置12在从电机8至发电机6的力流中优选相对于主传动器9前置且相对于辅助驱动器10后置地示出。

在根据图1b至3的构造中，在泵驱动系20的安装位置中沿轴向观察，连接部7、21的布置在发电机6的同侧上完成。所有的构造都通过发电机6相对于泵驱动涡轮机5和电机8相对于发电机6的偏心布置表征。可以考虑但是未示出的是电机8和发电机6的共轴布置。在此情况下，辅助传动器10有时可以省去。

在根据图1b、2和3的构造中还可以考虑的是，主传动器9和辅助传动器10还安置在此处仅示意性示出的共同的壳体28中。

图4示出带有发电机6相对于泵驱动涡轮机5的偏心布置的另一种构造。就泵驱动涡轮机5与发电机之间的动力连接的构造方面参照图1b、2和3的实施方式。与上述附图所示构造不同地，在泵驱动系20的安装位置中沿轴向观察电机8的布置不在与连接部7、也即与主传动器9和装置11相同的发电机侧上而是在相反的发动机侧上完成。电机8的布置在此同样相对于发电机6偏心地且沿轴向错移地完成。电机8与发电机6的耦连通过辅助传动器10完成，其中，动力连接可以通过装置12开关。辅助传动器10在所示情况下构造为圆柱齿轮组14。该圆柱齿轮组在最简单的情况下包括至少两个相互啮合的圆柱齿轮，其中，第一圆柱齿轮相对于电机8的驱动轴23共轴地布置并且与所述驱动轴抗扭固定地连接，而第二圆柱齿轮相对于发电机轴22共轴地布置并且能够至少间接地与所述发电机轴抗扭固定地相连。而且在此圆柱齿轮列14可以实施为具有增速比或减速比。这在此具体取决于电机的选择和应在发电机中提供的转速。装置12的可开关的离合装置沿从电机8至发电机6的力流方向要么(在此未示出地)集成在辅助传动器10中，优选集成在圆柱齿轮组14或者说相对于发电机轴22共轴布置的圆柱齿轮与发电机轴22的耦连器中，要么布置在辅助传动器10之前或之后。在所示情况下，装置12的布置在辅助传动器10与发电机6之间完成。

在根据图4的实施方式中，主传动器9和辅助传动器10与发电机轴22的不同的轴端部耦连并且布置在发电机6的两侧。

图5示出根据图1a的带有发电机6和泵驱动涡轮机5共轴布置的有利的构造。连接部7的构造通过与以上描述类似的方式进行，其中，主传动器9构造为行星传动器30或者说包括至少一个行星传动器。输入端24在此由太阳轮构成。输出端25在减速比的情况下由内齿轮或在此未示出的行星架构成，其中，相应的另外的轴——行星架轴或在未示出情况下的内齿轮轴则是位置固定的、也即不动的。电机8的布置在发电机6的背离连接部7的一侧上完成并且具有错移、也即相对于发电机6偏心。连接部21在此类似于图4中的连接部21地设计。然而还可以考虑的是根据图1a相对于发电机6、尤其发电机轴22共轴的构造。

图1至5所示的构造是特别有利的构造。与该基本构造不同的构造同样也可以考虑。然而在此谋求优选的实施方式，所述实施方式的特征在于主传动器和辅助传动器的简单且紧凑的构造。

作为可开关的离合装置在所有设计中优选使用所谓自同步的开关离合器、SSS离合器。其中还利用螺纹效果，通过所述螺纹效果使得内部开关部件在驱动凸缘与传动凸缘之间的单向离合过程开始时沿轴向移动。由此建立了两个子轴系之间的形状配合的连接。这类部件可作为标准化构件购置。在图2至4中示出装置11的布置。以虚线示出在该装置构造为自同步的开关离合器11′的情况下在主传动器9的背离泵驱动涡轮机的一侧上的其他布置，尤其在与泵驱动涡轮机的轴相连的圆柱齿轮的背离泵驱动涡轮机的一侧上的其他布置。这尤其在主传动器9与泵驱动涡轮机5之间可供使用的结构空间较小时是有利的。

优选地，在所有实施方式中始终为第一和第二装置11、12使用相同的结构类型和作用方式的离合装置。装置的耦连优选在全转速时完成。为此泵驱动涡轮机5必须是可调节的。

泵驱动涡轮机5至少设置用于泵的最大功率、优选用于更高的功率。

附图标记清单

1 发电机组

2 主涡轮机、主蒸汽轮机、主燃气轮机

3 主发电机

4 做功机器、泵、尤其锅炉给水泵

5 驱动机器、尤其泵驱动涡轮机

6 发电机

7 泵驱动涡轮机/发电机的连接部

8 电机、辅助驱动机器

9 第一转速/转矩变换装置、尤其主传动器

10 第一转速/转矩变换装置、尤其辅助传动器

11 用于使泵驱动涡轮机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置；尤其可开关的离合装置

12 用于使电机与发电机耦连/相对于发电机脱耦的装置；尤其可开关的离合装置

13 圆柱齿轮列

14 圆柱齿轮列

15 角度传动器

16 轴

17 泵驱动涡轮机

18 主发电机的发电机轴

19 主涡轮机的轴

20 泵驱动系

21 辅助驱动机器/发电机的连接部

22 发电机轴

23 驱动轴

24 主传动器的输入端

25 主传动器的输出端

26 辅助传动器的输出端

27 辅助传动器的输入端

28 壳体

29 主传动器的输入端

30 行星传动器

Claims (16)

1.一种用于驱动做功机器的驱动设备，所述驱动设备带有驱动机器(5)，所述驱动机器通过第一连接系与做功机器(4)相连并且通过第二连接系与发电机(6)相连；其特征在于，在第二连接系中设置有传动器和用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)，和

驱动设备此外还包括用于拖曳发电机(6)的辅助驱动机器(8)、尤其辅助驱动电机，所述辅助驱动机器至少间接地与发电机(6)连接，其中，在所述连接中设置用于使辅助驱动机器(8)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(12)。

2.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，发电机(6)和/或辅助驱动机器(8)相对于驱动机器(5)偏心地布置。

3.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，辅助驱动机器(8)至少间接地与发电机(6)的轴连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动设备，其特征在于，传动器包括构成主传动器(9)的第一转速/转矩变换装置和构成辅助传动器(10)的第二转速/转矩变换转置，其中，主传动器(9)布置在驱动机器(5)与发电机(6)之间、尤其驱动机器(5)与发电机(6)之间的力流中，并且辅助传动器(10)布置在辅助驱动机器(8)与发电机(6)之间。

5.根据权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)沿从驱动机器(5)至电机(8)的力流观察布置在主传动器(9)之前或布置在主传动器(9)中。

6.根据权利要求4或5所述的驱动设备，其特征在于，用于使辅助驱动机器(8)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(12)沿从辅助驱动机器(8)至发电机(6)的力流观察相对于辅助传动器(10)后置，优选布置在主传动器与辅助传动器之间。

7.根据上述权利要求中任一项所述的驱动设备，其特征在于，用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)、尤其用于使泵驱动涡轮机(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)和/或

用于使辅助驱动机器(8)、尤其辅助电机与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(12)，

包括至少一个可受控开关的离合装置

或

可自同步开关的离合装置或开关离合器。

8.根据上述权利要求中任一项所述的驱动设备，其特征在于，作为用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)、尤其用于使泵驱动涡轮机(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)和/或

作为用于使辅助驱动机器(8)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(12)、尤其使辅助电机与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(12)，使用相同的作用原理和优选相同的设置的装置。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的驱动设备，其特征在于，主传动器(9)作为减速传动器、尤其具有减速比的传动器构造在驱动机器(5)与发电机(6)之间和/或

辅助传动器(10)作为具有增速比或恒定的传动比的传动器构造在辅助驱动机器(8)与发电机(6)之间。

10.根据上述权利要求中任一项所述的驱动设备，其特征在于，发电机(6)的轴、尤其发电机轴(22)相对与驱动机器(5)的轴、尤其泵驱动涡轮机(5)的轴共轴地布置，并且主传动器(9)包括带有优选固定的轴的行星传动器(30)。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动设备，其特征在于，主传动器(9)包括至少一个转速/转矩变换装置或由选自下组所列转速/转矩变换装置中的转速/转矩变换转置构成的组合：

-圆柱齿轮传动器(13)

-行星齿轮传动器(30)

-角度传动器。

12.根据权利要求11所述的驱动设备，其特征在于，圆柱齿轮传动器(13)包括小齿轮和与发电机(6)的轴、尤其发电机轴(22)相连的输出圆柱齿轮，并且用于使驱动机器(5)、尤其泵驱动涡轮机(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)布置在驱动机器(5)的轴(16)与小齿轮轴之间，其中，该布置在安装位置中沿轴向观察在圆柱齿轮传动器(13)与驱动机器(5)之间或在圆柱齿轮传动器(13)的背离驱动机器(5)的一侧上完成。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的驱动设备，其特征在于，辅助驱动机器(8)的驱动轴(23)相对于发电机(6)的轴、尤其发电机轴(22)共轴地布置，并且直接或通过辅助传动器(10)与发电机(6)连接，其中，辅助传动器(10)优选包括带有固定的轴的行星传动器。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的驱动设备，其特征在于，辅助驱动机器(8)的驱动轴(23)相对于发电机(6)的轴、尤其发电机轴(22)偏心地布置，并且辅助传动器(10)优选包括带有在辅助驱动机器(8)与发电机(6)之间的增速比或恒定的传动比的圆柱齿轮传动器(14)。

15.根据上述权利要求中任一项所述的驱动设备，其特征在于，做功机器(4)由泵构成，并且驱动机器(5)由泵驱动涡轮机、尤其蒸汽轮机或燃气轮机构成，所述泵驱动涡轮机与泵机械连接；

发电机(6)能够通过用于使泵驱动涡轮机(5)与发电机(6)耦连/相对于发电机(6)脱耦的装置(11)与泵驱动涡轮机相连，从而在泵的部分负载运行的至少一个子区域中发电机(6)与泵驱动涡轮机相连，并且在泵的满负载运行的至少一个子区域中发电机(6)相对于泵驱动涡轮机脱耦。

16.一种发电设备(1)，

其带有用于驱动电力发电机(2)的主蒸汽轮机(2)和/或主燃气轮机；

带有用于驱动呈泵、尤其锅炉给水泵形式的做功机器的、根据权利要求1至15中任一项所述的驱动设备，用于输送和/或压缩对主蒸汽轮机(2)和/或燃气轮机进行驱动和/或过程供应的工质，或用于输送和/或压缩在对主蒸汽轮机(2)和/或主燃气轮机进行过程供应时所形成的废气，其中，驱动设备的发电机(6)不具有与主蒸汽轮机(2)和/或主燃气轮机的机械连接。