CN209510408U - 用于驱动做功机器的驱动设备和发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型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。本实用新型的特征在于，在第二连接系(11)中设有传动器和用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连或与发电机脱耦的装置(11)，其中，所述装置(11)具有可填充和排空的液力转速/转矩转换器(8)和用于桥接该液力转速/转矩转换器(8)的可切换的离合装置，其中，液力转速/转矩转换器(8)分别具有至少一个具备叶片组的泵叶轮(P)、涡轮机叶轮(T)和导向轮(L)，所述泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮构成可被运行介质填充的工作腔(A)。

Description

用于驱动做功机器的驱动设备和发电设备

技术领域

本实用新型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。

本实用新型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/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。

背景技术

锅炉给水泵作为在发电站、尤其在蒸汽发电设备中的泵是已知的，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并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60兆瓦或更大的功率消耗。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。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载运行的状态下运行。对泵驱动涡轮机的功率要求与之相应发生改变，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。由此，在锅炉给水泵方面的要求不断变换的情况下，不使用泵驱动涡轮机的理论上可提供的满额功率。

为了利用剩余功率，由文献WO2017055636 A1已知一种驱动设备，其具有用于对泵进行驱动的泵驱动涡轮机，其中，泵驱动涡轮机通过第一连接系与泵连接并且通过第二连接系与发电机相连。在发电机与泵驱动涡轮机之间的连接中，设置有传动器和用于使驱动机器与发电机耦连/与发电机脱耦的装置。在泵的部分负载运行中，可以通过与发电机的耦连将泵驱动机器处剩余的可供使用的功率份额输入发电机，并且使由此提供的电功率输入其他耗能器或者暂时存储在相应的蓄能装置中。通过传动器和用于耦连/脱耦的装置所实现的耦连，能够基于通过传动器所实现的增速比或减速比而使用为预定转速范围所设计的发电机，所述发电机仅在与驱动机器相连时才被加载功率。为了拖动发电机而需要辅助驱动电机，所述辅助驱动电机能够与发电机脱耦，其中，出于设计原因优选在辅助驱动机器与发电机之间设置了变速级。

该技术方案的特征在于相对较高的结构空间需求和构件数量。各个功能——向发电机的功率供给和发电机的拖动需要两个不同的且结构空间密集的独立线路，所述独立线路与发电机的耦连必须相互匹配并且被相应地控制。

实用新型内容

因此本实用新型所要解决的技术问题在于，改进上述类型的驱动设备，从而在保持主要功能的情况下降低构件数量和结构空间需求，以及将控制技术上的费用保持得尽可能低。

根据本实用新型的技术问题通过一种用于驱动做功机器的驱动设备解决，所述驱动设备带有用于驱动机器，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，其中，在第二连接系中设置至少一个转速/转矩转换装置、尤其传动器和用于使驱动机器与发电机耦连/与发电机脱耦的装置，按本实用新型，所述装置具有可填充和排空的液力转速 /转矩转换器和用于桥接液力转速/转矩转换器的可切换的离合装置，其中，液力转速/转矩转换器分别包括至少一个具有叶片组(Beschaufelung)的泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮，所述泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮构成可被运行介质填充的工作腔。

“用于使某一部件与另一部件耦连/与另一部件脱耦的装置”这一描述尤其是指，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。

发电机尤其被理解为电力机器，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。

“可切换”在本实用新型的范畴内尤其是指，可切换的离合器具有至少两个功能状态——激活或去激活。

根据本实用新型的技术方案提供的优点在于，通过仅一个由两个基础部件——液力转换器和可切换的离合装置——组成的装置实现发电机与驱动机器的可选择的耦连或脱耦，并且由此能够根据做功机器的运行方式对可供使用的功率进行完全利用，在所述运行方式中不被做功机器所需的功率份额要么通过离合器要么通过转换器传递至发电机。

利用所述装置通过仅所述转换器和可切换的离合装置的设置实现简单且空间节约的构造方式，在此能够实现不同的功能，例如发电机的拖动并且在不需辅助机组的情况下从驱动机器至发电机的功率传递。与该类型的实施方式相比，可以摒弃用于拖动发电机的辅助驱动系以及配属的离合装置，方式是驱动机器本身被用于进行拖动。

原则上利用根据本实用新型的驱动设备以简单的方式和方法——例如能够实现的是：

-在做功机器的满负载运行中发电机与驱动机器完全脱耦，

-在做功机器的部分负载运行中发电机与驱动机器耦连。

在此，发电机与驱动机器的完全脱耦实现的方式是，将液力转速/转矩转换器的部件置入功能位置“排空”中并且将可切换的离合装置置入功能位置“脱耦”中。

在做功机器的部分负载运行中，根据本实用新型的技术方案基于转换器所固有的性质作为具有无级功率传递的启动元件所提供的优点在于，通过驱动机器利用液力转速/转矩转换器拖动发电机，由此能够省去独立的辅助驱动器。

在做功机器的部分负载运行中发电机与驱动机器的耦连在第一步骤中通过用运行介质填充液力转速/转矩转换器的工作腔实现，以便将发电机加速至额定转速。在达到额定转速之后，可通过液力转速/转矩转换器输入发电机的功率份额通过发电机转换为电能。液力转速/转矩转换器的桥接和由此机械直接档传动要么在达到发电机的额定转速、其他预定转速时实现，要么在达到液力转速/转矩转换器的预定运行状态时实现。机械贯通耦连可以通过控制可切换的离合装置实现，或者在可自动同步切换的离合装置的情况下自动实现。

液力转速/转矩转换器可通过填充或排空的可选择的可能性至少被切换。为使驱动机器耦连在发电机上，液力转速/转矩转换器在一种有利的设计方式中构造为具有填充控制装置的转换器。填充控制装置能够根据填充度本身的设置来影响传递特性。结构性转化可以例如通过对运行介质向工作腔的输入和/或从工作腔的输出或排出的控制实现。

在一种特别有利的改进方案中，液力转速/转矩转换器构造为伺服转换器，由此能够实现更好的效率和特性场展开。为此，至少一个叶轮——泵叶轮、涡轮机叶轮或导向轮——具有可调整叶片和/或至少一个可调整的叶片区段。液力转速/转矩转换器为此实施具有控制元件，利用所述控制元件控制和 /或调节经该控制元件传递的转矩和在输出部上的转速。控制元件可以作用在例如导向轮和/或泵叶轮和/或涡轮机叶轮中/上。根据一种特别有利的设计方式，可调整叶片设置在导向轮上，由此能够控制和/或调节转换器的功率消耗。

就液力转速/转矩转换器的具体设计方式而言存在大量可能性。在此，根据应用情况使用单级或多级的或者说单相或多相的转换器。

包括液力转速和/转矩转换器以及可切换的离合装置在内的装置的集成尤其这样实现，即，承担液力转速/转矩转换器的泵叶轮的功能的叶轮至少间接地与驱动机器、尤其

a)要么直接与驱动机器连接，要么

b)与第二连接系的连接驱动机器的线路部分相连。

液力转速/转矩转换器的承担涡轮机叶轮的功能的叶轮至少间接地与发电机、尤其

a)直接与发电机相连，要么

b)与第二连接系的连接发电机的线路部分相连。

可切换的离合装置优选与液力转速/转矩转换器并联，所述离合装置包括两个离合部件，所述离合部件能够至少间接地相互间形成作用连接，其中，离合部件之一利用至少间接连接泵叶轮的构件与泵叶轮相连、优选直接与泵叶轮相连，并且另一个离合部件利用至少间接连接涡轮机叶轮的构件与涡轮机叶轮相连、优选直接与涡轮机叶轮相连。平行的可连接性或者说可并联性允许简单地桥接液力部件，从而在功率流中完全绕过它。此外，在发电机以发动机运行方式运行时，所述桥接还实现了功率流的逆转，从而支持涡轮机在起动时的起动力矩。

根据液力转速/转矩转换器的部件和可切换的离合装置的布置，形成液力转速/转矩转换器和可切换的离合装置的集成的多种可能性。其主要区别在于驱动机器与发电机之间的功率流的布置。在此，着眼于可切换的离合装置和液力转速/转矩转换器在驱动机器与转速/转矩转换装置、尤其转速/转矩转换装置的输入部之间的力流中的第一基础布置以及可切换的离合装置和液力转速/转矩转换器在转速/转矩转换装置的输入部与发电机之间的力流中的第二基础布置之间，功率流是不同的。第一基础布置提供的优点在于，在做功机器的满负载运行时不需要用于拖动转速/转矩转换装置的部件、尤其传动器的部件的无功功率份额。在此情况下可以根据以下所述可能性采取具体的空间布置：

a)在驱动机器与转速/转矩转换装置之间或

b)在转速/转矩转换装置内部或

c)在转速/转矩转换装置的背离驱动机器的一侧上。

在此，液力转速/转矩转换器和可切换的离合装置这二者均分别能够根据方案a)、b)或c)的其中一个布置，或者每个部件各自根据方案a)、b)或c)的其中一个布置。后一种方案的设计方式还包括的是，沿从驱动机器至发电机的力流方向观察，转速/转矩转换器或可切换的离合装置要么布置在驱动机器与转速/转矩转换装置之间要么布置在转速/转矩转换装置中，并且相应另一个部件——可切换的离合装置或转速/转矩转换器则布置在转速/转矩转换装置的背离驱动机器的一侧上。优点在于，可以简化地布置配给转换器或离合器的促动器。

两个部件在空间中相互间紧邻布置的方案能够实现由转换器和可切换的离合器的部件组成的非常紧凑的结构单元以及在第二连接系的线路部分中空间节约的集成，所述第二连接系将驱动机器与发电机相连。

具有两个部件在驱动机器与转速/转矩转换装置的输入部之间的布置或在转速/转矩转换装置的背离驱动机器的一侧上的布置的实施方式能够实现对可供使用的结构空间的最佳利用。此外，还可以实现与大量不同的转速/ 转矩转换装置无需对其额外修改的结合的应用。在转速/转矩转换装置中的布置呈现出非常紧凑但却对应用情况专门构造的技术方案。

当使用转换器的标准实施方式并且与可切换的离合装置的组合强制需要位于转换器与离合装置之间的轴向位错时，尤其适用具有可切换的离合装置和液力转速/转矩转换器相互保持空间距离的布置的实施方式。

第二基础实施方式的特征在于，液力转速/转矩转换器和可切换的离合装置在驱动机器与发电机之间的力流中观察布置在转速和/转矩转换装置的输入部与发电机之间。

在有利的设计方式中，液力转速/转矩转换器和可切换的离合装置相互共轴地布置。这实现了在轴向平面中具有径向位错的特别空间节约的布置。特别有利的是，可切换的离合装置构造为可切换的齿形离合器，所述齿形离合器与液力转速/转矩转换器并联；所述齿形离合器包括第一离合器半部和第二离合器半部，所述第一离合器半部与泵叶轮抗扭地连接或与在第二连接系的与泵叶轮相连的线路部分中的构件抗扭地连接，所述第二离合器半部直接与涡轮机叶轮抗扭地连接或与和涡轮机叶轮相连的通向发电机的线路部分抗扭地连接。

在备选的设计方式中，液力转速/转矩转换器和可切换的离合装置相互偏心地布置。在此可以根据两个线路之间必要设置的变速比将可切换的离合装置设计得较小。

根据一种特别有利的改进方式，可切换的离合装置构造为自同步的离合器。这主要允许从液力功率传递至机械直接档传动的自动转换。

根据转速/转矩转换装置的设置，能够实现在驱动机器与发电机之间多种不同的传动比的可能性，以便尤其能够使具有不同的最大转速的发电机与驱动机器耦连。此外，能够通过简单的方式和方法实现受结构空间所限的不同的应保持的布置位置，并且弥补沿水平和/或垂直方向的错移。

在一种有利的改进方式中，转速/转矩转换装置作为减速传动器、尤其具有减速比的传动器构造在驱动机器与发电机之间。

就转速/转矩转换装置的构造而言形成大量可能性。转速/转矩转换装置包括至少一个下列装置或下列装置的组合:

-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。泵驱动涡轮机和泵机械相连。发电机能够通过用于使泵驱动涡轮机与发电机耦连/与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与泵驱动涡轮机脱耦。

这种类型的泵驱动系此外还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。

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。

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多种不同的传动比的可能性，能够在泵驱动涡轮机与发电机之间的泵驱动系中实现不同的传动比，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。否则当在涡轮机与泵之间不设有转速可变的元件时，通过泵与发电机之间固定的传动比还可以确定泵的部分负载转速。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，并且弥补沿水平和/或垂直方向的错移。

在对发电机和驱动机器的空间要求方面在泵驱动涡轮机的泵传动系中形成多种可能性。与之相应地还进行转速/转矩转换装置的设计。

根据第一布置方案，发电机轴相对于驱动机器的轴共轴地布置在泵驱动系中、例如泵驱动涡轮机中。在该实施方式中，通过具有共轴的输入轴和输出轴的转速/转矩转换装置实现连接。输入部和输出部分别相互共轴并且相对于发电机以及相对于驱动机器共轴地布置。这在最简单的情况下可以通过行星传动器、尤其具有固定轴的行星传动器的集成实现。行星传动器具备将预定的传动比集成在最小的结构空间中的优点。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。

在对此备选的发电机相对于驱动机器在泵驱动系、例如在泵驱动涡轮机中的布置方案中，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，所述布置通过转速/转矩转换装置、尤其传动器以输入轴和输出轴的相应构造的定向相互连接。然而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下列装置或下列装置的组合：

-圆柱齿轮传动器

-行星齿轮传动器

-角度传动器。

在一种特别有利的设计方式中，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。用于使驱动机器在泵驱动系、例如泵驱动涡轮机中与发电机耦连/与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。

泵驱动器按照根据本实用新型的方式和方法的构造的优点是，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时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，根据同样被本实用新型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10兆瓦以上、尤其优选在15至60兆瓦范围内的功率消耗。

附图说明

根据本实用新型的技术方案以下借助附图予以说明。

其中具体如下示出：

图1a至1d示意性示出在发电机组中根据本实用新型构造的驱动设备的结构和功能的基本的可能性；

图2a至2c示出根据图1a至1d的驱动设备的实施方式，其带有设计成圆柱齿轮列的传动器的示例性构造方式；

图3a至3d示出具有共轴布置的驱动机器和发电机的驱动设备的示例性实施方式；

图4示出根据图3a构造的驱动设备的示例性实施方式，其带有构造为行星传动器的传动器构造方式；

图5a示例性示出呈伺服转换器形式的液力转速/转矩转换器；

图5b示例性示出由齿形离合器和液力转速/转矩转换器组成的装置的紧凑的结构方式；

图5c示例性示出由可切换的离合装置和液力转速/转矩转换器组成的装置，其具有可切换的离合装置位于转换器的径向延伸之外的备选布置方式；

图6a和图6b示意性示出液力转速/转矩转换器和根据图1c和1d的可切换的离合装置的耦连；

图7a和7b根据流程图示意性示出用于运行该类型的驱动设备的可能的方法。

具体实施方式

图1a和图1b以极简视图示出根据本实用新型实施的驱动设备的基本构造和工作方式的基本原理，其根据该驱动设备的局部示出在发电设备1中的应用。驱动设备在一种特别有利的应用中实施为泵驱动系20。图2a至图4 示出泵驱动系20的其他可能的实施方式。因此针对附图中相同的部件使用相同的附图标记。

发电设备1例如包括至少一个以恒定的转速旋转的呈主蒸汽轮机和/或主燃气轮机形式的、用于驱动电力发电机的主涡轮机2，所述电力发电机也被称为主发电机3并且用于电流形成。根据主涡轮机2的实施方式的不同，主涡轮机构造为单轴或多轴式的涡轮机。在此，主涡轮机2的轴18与主发电机3的轴19至少间接地、也即直接或通过其他传递元件相连。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/或压缩用于对主涡轮机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在煤炭 (火力)和蒸汽发电厂中能够以恒定转速运行，并且用作供给泵、尤其锅炉给水泵。在其他应用情况下，所述泵还能够以可变的转速运行。

泵4在所示应用中不具有与主涡轮机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5完成。该蒸汽轮机还被称为泵驱动涡轮机。泵驱动涡轮机为此与泵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13。为此，根据泵驱动涡轮机5 的作为单轴或多轴式的涡轮机的实施方式的不同，轴、在此轴16与泵4、尤其泵驱动轴17直接耦连或(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恒定或可变地耦连。

在所示应用情况下，泵驱动涡轮机是除了主蒸汽轮机和/或主燃气轮机之外还额外地设置在发电设备1中的涡轮机。泵4相对于主涡轮机2的功能关系借助虚线表示。例如，泵4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。

当泵4在发电设备1中在一定时长内以部分负载运行时规定，在该运行方式期间能由泵驱动涡轮机形成或提供的不需用于驱动泵4的功率应该额外地用于产生电功率。为此，驱动机器5通过第二连接系7与发电机6相连。发电机6通过用于使泵驱动涡轮机与发电机6耦连/与发电机6脱耦的装置 11以机械方式可选地与泵驱动涡轮机连接或与泵驱动涡轮机脱耦。因此，通过处于功能位置“耦连”中的装置11能够实现的是，泵4在部分负载运行时将其自身不需要的、由泵驱动涡轮机所提供的功率份额输入用于产生电功率的发电机6。此外，在功能集中情况下规定，通过装置11使发电机6在停机后加速，并且由此能够省去单独的辅助机器。装置11为此根据本实用新型包括可填充和排空的液力转速/转矩转换器(以下简称为转换器8)和用于桥接所述转换器8的、尤其呈可切换的离合装置10形式的装置。利用这两个部件能够通过其布置和工作方式的协调满足不同的任务需要。

装置11可以在转换器8和离合装置10的布置方面实施为紧凑或拆分的结构方式。在前者情况下，各个部件在空间上相互紧邻并且优选组合成结构单元地布置，例如在图1a、1b、2a、3a、3b、4、5b中所示。在拆分的结构方式中，在泵驱动系20中的布置在不同位置上完成，例如在图1c、1d、2b、 2c、3c、3d、4、6a、6b中所示。

为了在泵4的满负载运行时使发电机6与泵驱动涡轮机完全脱耦，转换器8被排空，并且可切换的离合装置10处于功能位置“脱耦”中。

发电机6的加速在离合装置10脱耦时通过转换器8实现。转换器8的功能在填充时主要在于支持发电机6的加速以及从泵驱动涡轮机至发电机6 的功率传递。

可切换的离合装置10用于转换器8的桥接和泵驱动涡轮机与发电机6 之间的机械直接档传动。

基本工作方式设计如下：

在泵4的满负载运行期间使发电机6与泵驱动涡轮机完全脱耦。通过可切换的离合装置10的功能位置“脱耦”和排空的转换器8，将发电机6与泵驱动涡轮机断开。然而一旦泵4过渡至部分负载运行，则期望的是，此刻不再被泵驱动涡轮机所输送的功率份额输入至发电机6，以便还能额外地通过泵驱动系20提供电功率。这通过发电机6完成，然而所述发电机基于其在加速时较大的惯性而应在加速期间不与泵驱动涡轮机直接相连。因此首先填充转换器8并且实现从泵驱动涡轮机至发电机6的功率传递，其中，第一功率份额用于使发电机6加速至额定转速。在达到额定转速之后，可通过转换器8输入发电机的功率份额通过发电机转换为电能。对转换器8的桥接和由此的机械直接档传动要么在达到发电机6的额定转速时实现要么在达到预定的转速时实现。机械贯通耦连要么可以通过控制可切换的离合装置实现，要么在可自动同步切换的离合装置的情况下自动实现。

转换器8至少包括各一个泵叶轮P、涡轮机叶轮T和被称为反应元件的导向轮L，所述泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮构成可被运行介质填充的工作腔A。转换器8可以实施为单相或多相式的转换器。还可以考虑单级或多级式的实施方式。在多级实施方式中，转换器8的各个由泵叶轮P、涡轮机叶轮T或导向轮L所构成的主元件由多个叶片轮缘形成，在所述叶片轮缘之间布置一个主元件或者布置其他主元件的叶片轮缘。

在一种特别有利的构造方式中，尤其如图5a所示，转换器8构造为伺服转换器。也就是说，泵叶轮P、涡轮机叶轮T和/或导向轮L中至少一个叶轮的叶片组具有至少一个或多个可调整叶片12和/或至少一个、优选多个具有至少一个可调整的叶片区段的多件式叶片。对可调整叶片12和/或叶片区段的调整可以不同地实现。优选地，为此为液力转换器8配有调整设备21。调整设备在此仅示意性示出，并且就其与导向轮L上的可调整叶片12或叶片区段耦连的工作方式进行阐述。转换器8的功率消耗和输出转速的大小可以通过可调整性改变。就调整装置以及可调整性(旋转或移动)的类型的具体结构性实施方式而言形成大量的可能性。作为备选或补充，可调整叶片或可调整的叶片区段相对于涡轮机叶轮T或泵叶轮P的配置也是可行的。

就连接7的实施方式以及用于实现从泵驱动涡轮机至发电机6的功率传递和此外发电机6的加速这两个基本任务的各个部件的布置方式而言，存在大量可能性。为了与发电机6相匹配，不直接地、而是通过至少一个转速/ 转矩转换装置9实现所述连接7。输入部被标注为24，输出部被标注为25。

图1a至2c以示意图示出装置11的单个部件的布置方式的可能的实施方式，该装置具有泵驱动涡轮机和发电机6的偏心布置以及转换器8和可切换的离合装置10在连接系7中的共轴布置。此外，该布置还在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置9之间发挥作用。

空间上沿轴向观察，装置11在图1a和2a中布置在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置9之间，而根据图1b和作为备选在图2a中以虚线所示，装置11的布置还在转速/转矩转换装置9的背离泵驱动涡轮机的一侧上的自由轴端部上完成。

装置11的单个部件——离合装置10和转换器8在此可以组合成结构单元或作为独立的部件在连接系7中空间上相互临近地布置(图1a、1b、2a、 3a、3b)。还可以考虑在连接系7中相互间保持轴向间距的布置(图1c、1d、 2b、2c、3c、3d)。在前者情况下，转换器8和离合装置10沿轴向观察要么无位错地要么略微位错、也即沿轴向在空间上相互紧邻地布置。离合装置10 的布置沿径向观察要么在转换器8的延伸范围内要么绕转换器8的外周完成。

相应地，图1c和图1d以及2b和2c分别示出具有装置11的拆分的结构方式、尤其离合装置10和转换器8空间上分离布置的实施方式。装置11 的部件——转换器8和离合装置10都作为单个部件布置在连接系7中的不同位置上。所示实施方式的特征在于在转速/转矩转换装置9的不同侧上的布置。图1c和图2c分别示出具有离合装置10的在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置9之间的空间布置的实施方式，图1d和图2b分别示出具有离合装置10在转速/转矩转换装置9的自由轴端部上的或者说背离泵驱动涡轮机的一侧上的布置的实施方式。转换器8的布置在图2c和图2c中在转速/转矩转换装置9的自由轴端部上或者说背离泵驱动涡轮机的一侧上完成，并且在图 1d和图2b中在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置9之间完成。

图2a至2c示例性地针对根据图1a至1d的泵驱动系20示出转速/转矩转换装置9作为圆柱齿轮传动器26的有利设计方式。传动比的选择与发电机6的转速相匹配地进行。图2a示出根据图1a的实施方式，其中，根据图 1b的实施方式针对装置11在自由轴端部上的布置借助虚线以11′示出。图2b示出根据图1d的泵驱动系，并且图2c示出根据图1c的泵驱动系。

图3a至4以示意图示出在泵驱动涡轮机和发电机6偏心布置并且转换器8和可切换的离合装置10在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置9之间的连接系7中共轴布置时，装置11的单个部件的布置方式的可能的实施方式。装置11或单个部件的布置在此还作用在泵驱动涡轮机与转速/转矩转换装置 9之间。

空间上沿轴向观察，装置11在图3a和4中布置在泵驱动涡轮机与转速 /转矩转换装置9之间。图3b示出装置11、尤其转换器8和可切换的离合装置10在转速/转矩转换装置9与发电机6处于连接时的远离泵驱动涡轮机指向的一侧上的布置。然而在此情况下，发电机6与泵驱动涡轮机之间的连接断开时，在连接系7中始终有功率作为无功功率输入转速/转矩转换装置9 中。如图3b所述的布置在此也可以考虑用于此处未示出的具有泵驱动涡轮机和发电机的偏心布置的设计方式。在此情况下，装置11的单个部件的布置在转速/转矩转换装置9的输出部之后进行。

图4示出根据图3a的驱动设备的可能的结构性实施方式，其具有转速/ 转矩转换装置9作为行星齿轮传动器27的设计方式。输出部25由内齿轮构成，而输入部24则由太阳轮构成。行星架是固定的。

图5b示例性示出装置11的作为的特别有利地设计方式。可切换的离合装置10和转换器8共轴地布置。可切换的离合装置10构造为齿形离合器，其中，第一离合器半部10.1与泵叶轮P抗扭地相连，并且第二离合器半部10.2与涡轮机叶轮抗扭地相连。齿形离合器的布置在转换器8 的径向延伸内部进行。图5c示例性示出相对于图5b备选的具有可切换的离合装置10在转换器8的径向延伸外部的布置的设计方式。

图6a和6b针对根据图1c和1d的呈拆分式结构方式的实施方式示例性示出液力转速/转矩转换器8和可切换的离合装置10的耦连的可能的实施方式。两个实施方式的特征在于涡轮机叶轮T与转速/转矩转换装置9的输入部24通过空心轴的耦连。驱动机器5的轴16导引通过空心轴，并且与泵涡轮P以及第一离合器半部10.1抗扭地相连。第二离合器半部10.2与空心轴相连，其中，空心轴与转速/转矩转换装置9的输入部24、尤其圆柱齿轮和涡轮机叶轮T相连。图6a和6b的区别仅在于液力转速/转矩转换器8和可切换的离合装置10在成圆柱齿轮列形式的转速/转矩转换装置9的不同侧面上的空间布置。

在所有实施方式中，可切换的离合装置优选都涉及自同步开关离合器。可开关的耦连装置的实施方式同样可以考虑，所述耦连装置的操作是受控的。在此情况下还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调节装置的调节值。

图7a以示意性简化图示出用于运行呈发电机组形式的根据本实用新型的驱动设备的方法的流程。

在方法步骤A中检测至少间接描述泵的运行方式的数值，其中，在方法步骤B中区分部分负载运行和满负载运行。在满负载运行时，根据方法步骤 C将发电机6与泵驱动涡轮机脱耦，也即离合装置10被激活并且桥接转换器8，所述转换器优选被排空。

在满负载运行时，在方法步骤D中将发电机6与泵驱动涡轮机相连。在方法步骤D1中，转换器8被填充而且可切换的离合装置10被“去激活”。在部分负载运行中不需要的功率份额用于在方法步骤D2中使发电机6通过转速/转矩转换器8加速。当发电机6在达到额定转速D3时，要么如图7a 所示将不被泵所需的功率份额继续通过液力转速/转矩转换器8传递至发电机6中，直至达到预定的条件D4，并且一旦达到预定的条件，转换器8就通过借助可切换的离合装置10实现的桥接在方法步骤D5中回避功率流，要么如图7b所示在达到额定转速D3时就已经桥接转换器8。可切换的离合装置10在方法步骤D5中处于功能位置“耦连”中。

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 第二连接系

8 液力转速/转矩转换器

9 转速/转矩变换装置、尤其传动器

10 可切换的离合装置、尤其桥接离合器

11 用于使泵驱动涡轮机与发电机耦连/与发电机脱耦的装置；

12 可调整叶片

13 第一连接系

14 与驱动机器相连的线路部分

15 与发电机相连的线路部分

16 轴

17 泵驱动涡轮机

18 主涡轮机2的轴

19 主发电机3的轴

20 泵驱动系

21 调整装置

22 发电机轴

23 自由轴端部

24 转速/转矩转换装置9的输入部

25 转速/转矩转换装置9的输出部

26 圆柱齿轮列

27 行星齿轮传动器

A 工作腔

P 泵叶轮

T 涡轮机叶轮

L 反应元件；导向轮。

Claims (22)

1.一种用于驱动做功机器的驱动设备，其具有驱动机器(5)，所述驱动机器通过第一连接系(13)与做功机器(4)相连并且通过第二连接系(7)与发电机(6)相连，其中，在第二连接系(7)中设有至少一个转速/转矩转换装置(9)和用于使驱动机器(5)与发电机(6)耦连或与发电机(6)脱耦的装置(11)，其特征在于，所述装置(11)具有可填充和排空的液力转速/转矩转换器(8)和用于桥接该液力转速/转矩转换器(8)的可切换的离合装置，其中，液力转速/转矩转换器(8)分别具有至少一个具备叶片组的泵叶轮(P)、涡轮机叶轮(T)和导向轮(L)，所述泵叶轮、涡轮机叶轮和导向轮构成可被运行介质填充的工作腔(A)。

2.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)构造为具有填充控制装置的转换器。

3.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)构造为伺服转换器，其中，至少一个叶片叶轮(P、T、L)具有可调整叶片和/或至少一个可调节的叶片区段。

4.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)的泵叶轮(P)至少间接与驱动机器(5)或与第二连接系(7)的与驱动机器(5)相连的线路部分(14)相连，并且

液力转速/转矩转换器(8)的涡轮机叶轮(T)至少间接与发电机(6)或与第二连接系(7)的与发电机(6)相连的线路部分(15)相连。

5.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，可切换的离合装置(10)与液力转速/转矩转换器并联，所述可切换的离合装置包括两个离合部件，所述离合部件能够至少间接地相互间形成作用连接，其中，离合部件之一利用至少间接连接液力转速/转矩转换器的泵叶轮的构件与泵叶轮相连，并且另一个离合部件利用至少间接连接液力转速/转矩转换器的涡轮机叶轮的构件与涡轮机叶轮相连。

6.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，可切换的离合装置和液力转速/转矩转换器布置在驱动机器与转速/转矩转换装置之间的力流中或在转速/转矩转换装置与驱动机器之间的力流中。

7.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，空间上沿从驱动机器(5)至发电机(6)的力流方向上观察，转速/转矩转换器和/或可切换的离合装置：

a)布置在驱动机器(5)和转速/转矩转换装置(9)之间或

b)布置在转速/转矩转换装置(9)内部或

c)布置在转速/转矩转换装置的背离驱动机器的一侧上。

8.根据权利要求7所述的驱动设备，其特征在于，沿从驱动机器(5)至发电机(6)的力流方向观察，装置(11)的部件之一、也即转速/转矩转换器或可切换的离合装置布置在驱动机器与转速/转矩转换装置之间，或者布置在转速/转矩转换装置中，并且相应另一个部件、也即可切换的离合装置或转速/转矩转换器则布置在转速/转矩转换装置的背离驱动机器的一侧上。

9.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)和可切换的离合装置(10)在驱动机器(5)与发电机(6)之间的力流中观察布置在转速/转矩转换装置(9)与发电机(6)之间。

10.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)和可切换的离合装置(10)共轴地布置。

11.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，可切换的离合装置(10)构造为可切换的齿形离合器，所述齿形离合器与液力转速/转矩转换器(8)并联，所述离合装置包括第一离合器半部和第二离合器半部，所述第一离合器半部直接与泵叶轮(P)抗扭地连接或与和泵叶轮(P)相连的构件抗扭地连接，所述第二离合器半部直接与涡轮机叶轮(T)抗扭地连接或与和涡轮机叶轮相连的构件抗扭地连接。

12.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，液力转速/转矩转换器(8)和可切换的离合装置(10)相互偏心地布置。

13.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，可切换的离合装置(10)构造为自同步的离合器。

14.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，转速/转矩转换装置(9)作为减速传动器构造在驱动机器(5)与发电机(6)之间。

15.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，转速/转矩转换装置包括至少一个下列装置或下列装置的组合:

-圆柱齿轮传动器

-行星齿轮传动器(27)

-角度传动器。

16.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，驱动机器(5)和发电机(6)偏心地布置。

17.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，驱动机器(5)和发电机(6)共轴地布置并且转速/转矩转换装置包括至少一个行星齿轮传动器(27)。

18.根据权利要求1或2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与发电机(6)耦连/与发电机(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使发电机(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使发电机(6)与泵驱动涡轮机脱耦。

19.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述至少一个转速/转矩转换装置(9)是传动器。

20.根据权利要求18所述的驱动设备，其特征在于，所述泵驱动涡轮机是蒸汽轮机或燃气轮机。

21.一种发电设备(1)，其

带有用于驱动电力发电机的主蒸汽轮机(2)和/或主燃气轮机；

带有用于驱动呈泵形式的做功机器的、根据权利要求1至18中任一项所述的驱动设备，所述驱动设备用于输送和/或压缩对主蒸汽轮机(2)和/主燃气轮机进行驱动和/或过程供应的工质，和/或用于输送和/压缩在对主蒸汽轮机(2)和/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。

22.根据权利要求21所述的发电设备，其特征在于，所述泵是锅炉给水泵。