DE2148682A1

DE2148682A1 - Speicherkraftwerk

Info

Publication number: DE2148682A1
Application number: DE19712148682
Authority: DE
Inventors: Clements Herbert Arthur; Harold Sinclair
Original assignee: SSS Patents Ltd
Current assignee: SSS Patents Ltd
Priority date: 1970-10-01
Filing date: 1971-09-29
Publication date: 1972-04-06
Also published as: SE377167B; US3733095A; DE2148682B2; FR2110162A1; IT938914B; CA932799A; FR2110162B1; CH530555A

Description

FATHSTAJTWAIT

DIPL. ING. K.

8 9 AUGHB URG-

²¹ «^β«

Augsburg, den 28. September 1971

S.S.S. Patents Limited, 51-55 Stirling Road, Acton Town,

London, W.3, England

Speicherkraftwerk

Die Erfindung betrifft ein Speicherkraftwerk mit einer Antriebsturbine, einem Motorgenerator und einer Pumpe bzw. einem Verdichter.

Demgemäß unterscheidet man bei derartigen Speicherkraftwerken je nachdem, ob als Energiespeicher ein

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Wasserhochbehälter oder ein Druckluft speicher verwendet wird, zwischen Pumpspeicherkraftwerken und Druckluftspe icherkraftwerken,

Pumpspeicherkraftwerke der eingangs genannten allgemeinen Bauart weisen eine Wasserturbine und eine Pumpe auf und werden jeweils abwechslungsweise im Generatorbetrieb, in welchem der Mptorgenerator als Generator arbeitet und von der Wasserturbine angetrieben wird, während die Pumpe außer Betrieb ist, und im Pumpbetrieb betrieben, währenddessen die Pumpe von dem als Motor arbeitenden Mot or gener at or angetrieben wird und die Wasserturbine außer Betrieb ist. Während des Pumpbetriebes steigt der Wasserspiegel in einem zugehörigen Wasserhochbehälter und während des Generatorbetriebes wird das aus diesem Hochbehälter entnommene Wasser zum Antrieb der Wasserturbine benutzt·

DruckluftSpeicherkraftwerke der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart weisen eine Gasturbine und einen Verdichter auf und werden demgemäß wiederum abwechslungsweise im Verdichterbetrieb, währenddessen der Verdichter von dem als Motor arbeitenden Motorgenerator angetrieben wird und die Gasturbine außer Betrieb ist, und im Generatorbetrieb

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betrieben, währenddessen der Motorgenerator von der Gasturbine angetrieben wird und der Verdichter außer Betrieb ist. Im Verdichterbetrieb liefert der Verdichter Druckluft an einen Druckluftspeicher, während zu Zeiten der Spitzenlast, wenn das Speicherkraftwerk im Generatorbetrieb läuft, die von dem Druckluftspeicher entnommene Druckluft mit Brennstoff gemischt und in der Gasturbine verbrannt und expandiert wird, welche ihrerseits den Motorgenerator antreibt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Speicherkraftwerken der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart die Umsehaltzeiten von Generatorbetrieb auf Pumpbetrieb bzw. Verdichterbetrieb und umgekehrt zu verkürzen»

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Motorgenerator mit der Pumpe bzw. dem Verdichter über eine synchronisierende selbst schaltende Kupplung gekuppelt ist, welche ein Überholen zuläßt, wenn der Motorgenerator in seinem normalen Drehsinn relativ zur Pumpe bzw. zum Verdichter umläuft, und welche einrückt, wenn der Motorgenerator versucht, in entgegengesetztem Drehsinn relativ zur Pumpe bzw. zum Verdichter umzulaufen, und daß außerdem bei Bedarf in Betrieb setzbare Mittel

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vorgesehen sind, mit deren Hilfe die zur Einrückung der Kupplung erforderliche- Relativdrehung zwischen dem Motorgenerator und der Pumpe· bzw. dem Verdichter erzeugbar ist,

Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkraftwerkes werden nunmehr nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen beispielsweise in ihren Einzelheiten beschrieben, in welchen

Pig. 1 eine schematische Seitenansicht

eines Pumpspeicherkraftwerkes nach der Erfindung zeigt,

Fig. 2 einen Axialhalbschnitt einer

synchronisierenden selbst schaltenden Kupplung der in Pig. I dargestellten Anlage in ausgerücktem Zustand in größerem Maßstab zeigt,

Fig. J5 einen ähnlichen Schnitt wie

Fig. 2 wiedergibt, der jedoch die genannte Kupplung in eingerücktem Zustand zeigt, und

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Pig, 4 eine schematisehe Seitenansicht

eines DruckluftSpeicherkraftwerkes nach der Erfindung wiedergibt.

Das in Fig. 1 dargestellte Pumpspeicherkraftwerk weist eine Wasserturbine 1, einen Motorgenerator 2 und eine Pumpe 3 auf♦ Die Welle der Wasserturbine 1 ist über eine synchronisierende selbst schaltende Kupplung 4 treibend mit dem einen Wellenende der Welle des Motorgenerators 2 verbunden. Diese synchronisierende selbst schaltende Kupplung rückt dann selbsttätig ein, wenn die Wasserturbine 1 das Bestreben hat, den Motorgenerator 2 in dessen normalem Drehsinn zu überholen, und rückt selbsttätig aus, wenn der Motorgenerator 2 die Wasserturbine überholt. Das andere Ende der Motorgeneratorwelle ist über eine weitere synchronisierende Kupplung 5 treibend-mit der Welle der Pumpe 3 gekuppelt, welche frei läuft, wenn der Motorgenerator 2 relativ zur Pumpe 3 in normalem Drehsinn des Motorgenerators umläuft, und welche einrückt, wenn 4er Motorgenerator 2 versucht, relativ zur Pumpe 3 in einem zum Drehsinn des Motorgenerators entgegengesetzten Drehsinn relativ zu dieser umzulaufen. Die Kupplung 5 ist in ihren Einzelheiten in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Die Kupplung 5 rückt immer dann ein, wenn die Pumpe

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(Pig. 1) das Bestreben hat, den Motorgenerator 2 im normalen Drehsinne zu überholen. Wenn die Kupplung eingerückt ist, dann muß sie Drehmoment vom Motorgenerator 2 auf die Pumpe 3 übertragen, wobei die Richtung der Drehmomentübertragung im Vergleich zu derjenigen der Kupplung 4 umgekehrt ist.

ψ Die Kupplung 5 weist ein Kupplungsteil 30 mit einem Verriegelungs-Innenzahnkranz 31 auf, welches einen Kupplungsring 32 hält, der seinerseits einen Kupplungsinnenzahnkranz 33 und einen Klinkenkranz 34 aufweist, dessen Klinken mit einem Klinken-Außenzahnkranz 35 eines axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 36 zusammenwirken. Das Kupplungsteil 36 weist einen Kupplungs-Außenzahnkranz 37 auf und greift mit einem Innensteilgewinde in ein Außensteilgewlnde 39 eines weiteren Kupplungsteils ein. Das Kupplungsteil 40 hält einen Ring 41, welcher seinerseits mit einem geraden Außenkeilkranz 42 versehen ist, welch letzterer in einen entsprechenden geraden Innenkeilkranz *Κ3 eines Teils 44 einer Verriegelungsmuffe 44,_t 45, 46, 47, 48 eingreift, deren Teil 44 einen Verriegelungs-Äußenzahnkranz 49 aufweist. Der Teil 48 der Verriegelungsmuffe weist einen Hemm^Innenzahnkranz 50 auf und das Kupplungs-

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teil 40 hält mit geringem Radialspiel einen Hemmring 57, der seinerseits einen Hemm-Außenzahnkranz 51 aufweist.
Der Hemmring 57 weist außerdem einen Innenzahnkranz 58
auf, der axial-verschiebbar in den Außenzahnkranz 59
des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 36
eingreift. Die Teile 44, 45 und 46 der Verriegelungsmuffe sind so geformt, daß sie zusammen einen Druckmittelzylinder bilden, in welchem ein Kolben 52 axial-verschiebbar ist, welch letzterer von dem axial-verschiebbaren Kupplungsteil gehalten wird. Über Kanäle 53, 54 und 55 wird Drucköl in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen in den Zylinder eingeführt, so daß Zylinder und Kolben als Druckmittelpresse wirken, wenn die Verriegelungsmuffe 44 48 in Zahneingriff mit dem Kupplungsteil 30 geschoben wird, öl wird außerdem in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen der synchronisierenden Kupplung zugeführt. Ein in den Zeichnungen nicht dargestellter Servomechanismus wirkt auf eine Gabel und wird dazu benutzt, die Einrückung der Verriegelungszahnkränze 31 und 49 ineinander einzuleiten, während die Einrückung der Kupplung dadurch vollendet wird, daß.Drucköl in die Druckmittelpresse eingeführt wird.

Die Wirkungsweise der Kupplung 5 ist folgende:

Es sei zunächst angenommen, daß die Kupplung 5 sich

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in dem in Pig. 2 dargestellten ausgerückten Zustande befinde und .daß die Maschinenanlage stillstehe. Eine Betätigung des Servomechanismus in dem Bestreben, die Verriegelungsmuffe 44 ..... 48 in Zahneingriff mit dem Kupplungsteil 30 zu bringen, bewirkt eine gegenseitige stirnseitige Anlage der Zähne des Hemmzahnkranzes 50 und derjenigen des Hemmzahnkranzes-51. Dadurch wird eine

Verschiebung der Verrlegelungsmuffe 44 48 verhindert.

Wenn das Kupplungsteil 30 relativ zu dem Kupplungsteil in einem zu dem normalen Drehsinn entgegengesetzten Drehsinn umläuft, greifen die Klinken 34 die Zähne des Klinkenzahnkranzes 35> wonach bei weiterer Drehung des Kupplungsteiles 30 eine axial-schraubende Verschiebung des Kupplungsteiles 36 in Richtung des gegenseitigen Eingriffes der Kupplungszahnkränze 33 und 37 bewirkt wird. Zwischen dem Zahnkranz 58 und dem Außenzahnkranz 59 ist genügend Umfangsspiel· vorgesehen, so daß eine überlastung der Klinken 3^ vermieden ist. In dem Augenblick, in welchem die Zähne des Klinkenzahnkranzes 35 in axialer Richtung aus der Anlage an den Klinken 35 herausgleiten, und in welchem die Zahnflanken der KupplungsZahnkränze 33 und in gegenseitige überdeckung kommen, vermindert sich das Umfangsspiel zwischen den Zahnkränzen 58 und 59 auf den Wert Null und eine weitere axial-schraubende Verschiebung

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des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 36 bewirkt folglich eine Drehung des Hemmringes 57 relativ zum Kupplungstell 40, so daß nunmehr die Zähne der Hemmzahnkränze 50 und 51 sich mit Bezug auf einander auf Zahn-auf-Lücke ausrichten und auch die Zähne der Verriegelungszahnkränze 31 und 49 auf Zabn-auf-Lücke ausgerichtet werden, so daß sie einrücken können. Folglieh kann nunmehr der Servomechanismus eine Verschiebung der Verriegelungsmuffe 44 ..... 48 bewirken, wodurch die Zähne des Außenzahnkranzes 49 in einen vorläufigen Eingriff mit den Zähnen des Innenkranzes 31 kommen, wobei diese Verschiebung ausreicht, um den Kolben 52 bis an denjenigen Teil des Zylinders heranzuführen, an welchem dieser mit Bezug auf den Kolben nur wenig Radialspiel hat· Eine Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 44 ....48 in vollen Zahneingriff wird dadurch bewirkt, daß Drucköl der Druckmifctelprease zugeführt wird, wodurch die Verrietelungszahnkränze 31 und 49 in die voll eingerückt· Stellung gebracht werden, welche in Fig. 3 der Zeichnungen gezeigt ist und in welcher die Gleitflächen der Gabel 56 unbelastet sind·

Wird nunmehr das Kupplungsteil 30 relativ zum Kupplungstell 40 im normalen Drehsinn in Umlauf versetzt,

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so bewirkt die Drehmomentumkehr in der Kupplung 5 eine Bewegung des Verriegelungszahnkranzes 31 in Flankenberührung mit dem Außenzahnkranz 49 und dadurch wird außerdem bewirkt, daß die Kupplungszahnkränze 33 und 37 mit Bezug zueinander relative Winkelstellungen einnehmen, in welchen sie von Drehmoment entlastet sind« Nunmehr wird also Drehmoment vom Kupplungsteil 30 auf das Kupplungs- W. teil 40 über die Verriegelungszahnkrähze 31 und 49 und die geraden Keilkränze 42 und 43 übertragen, so daß also die synchronisierende Kupplung vollständig entlastet ist.

Zum Zwecke der Kupplungsausrückung muß zuerst eine Drehmomentumkehr innerhalb der Kupplung herbeigeführt werden, so daß eine Entlastung der Verriegelungszahnkränze 31 und 49 eintritt und diese mittels des Servomechanismus auseinander ausgerückt werden können. Diese Drehmomentumkehr wird dadurch erzeugt, daß die Drehzahl des Hauptkupplungsteils 30 relativ zu dem Hauptkupplungsteil 44 .... 48 in normalem Drehsinne vermindert wird oder das Kupplung steil 30 relativ zum Kupplungsteil 40 rückwärts gedreht wird. Die Druckölzufuhr zur Druekmittelpresse wird sodann abgesperrt und der Servomechanismus wird im Sinne einer Verschiebung der Verriegelungsmuffe 44 ...

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bis in die voll ausgerückte Stellung betätigt, welche in Fig. 2 gezeigt ist.

Wendet man sich nunmehr wiederum der Fig. 1 zu, so vollzieht sich die Tätigkeit des dargestellten Pumpspeicherkraftwerkes, wenn man von dessen Stillstand ausgeht, in welchem die Kupplungen 4 und 5 ausgerückt sind, folgendermaßen:

Zunächst wird in die Turbine 1 Wasser eingelassen, um diese in normalem Drehsinne zu betreiben. Die Drehung der Turbinenwelle relativ zur Welle des Motorgenerators bewirkt eine Einrückung der Kupplung 4, so daß der Motorgenerator 2 schnell durch die Antriebskraft der Wasserturbine auf seine volle Drehzahl bei normaler Drehrichtung gebracht wird, so daß das Synchronisieren erfolgen kann und der Motorgenerator zwecks Erzeugung elektrischer Energie an das Netz angeschlossen werden kann. Wünscht man in diesem Zustande auf einen synchronen Kompensationsbetrieb des Motorgenerators überzugehen, so wird die Turbine 1 abgestellt, worauf die Kupplung selbsttätig ausrückt, so daß nunmehr der Motorgenerator weiter umläuft. Während dieser Tätigkeiten steht die

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Speicherpumpe 3 still, da die unverriegelte Kupplung 5 überholt.

Wird nun vom Generatorbetrieb auf Pumpbetrieb umgeschaltet, so wird die Turbine 1, falls sie läuft, abgestellt und der Motorgenerator 2 vom Netz getrennt, wobei die Verzögerung der umlaufenden Maschinenteile dadurch unterstützt wird, daß ein elektrisches Bremssystem vorgesehen ist, dessen Kennlinie so verläuft, daß, wenn der Motorgenerator 2 zum Stillstand kommt, eine unmittelbar darauf erfolgende Umkehr der Drehrichtung des Motorgenerators relativ zu der stillstehenden Welle der Speicherpumpe 3 eintritt, die hinwiederum bewirkt, daß die synchronisierende Kupplung 5 einrückt, worauf dieselbe verriegelt wird, so daß nunmehr der Motorgenerator in beiden Drehrichtungen drehfest mit der Pumpe 3 gekuppelt ist.

Wenn die Speicherpumpe 3 in beiden Drehrichtungen fest mit dem Motorgenerator 2 gekuppelt ist, dann wird Wasser In die Turbine 1 eingelassen, um die Turbine und mit ihr den .Motorgenerator 2 und die Speicherpumpe 3 auf volle Betriebsdrehzahl zu bringen. Der Motorgenerator ist

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dabei mit dem Netz so synchronisiert, daß er als Motor arbeitet. Die Turbine 1 wird sodann abgeschaltet, was zur Folge hat, daß die Kupplung 4 ausrückt und der Motorgenerator 2 weiter umläuft und die Speicherpumpe 3 über die eingerückte und verriegelte Kupplung 5 antreibt.

Um vom Pumpbetrieb auf Generatorbetrieb überzugehen, wird das Einlaßventil der Pumpe 5 geschlossen und der Motorgenerator 2 vom Netz getrennt, worauf eine schnelle Verzögerung der umlaufenden Maschinenteile eintritt. Wenn sich das zwischen dem Motorgenerator 2 und der Speicherpumpe ~$ wirksame Drehmoment umkehrt, so daß nunmehr die Pumpe das Bestreben hat, den Motorgenerator anzutreiben, wird der mit der Kupplung 5 verbundene Servomechanismus betätigt, welcher die Verriegelungsmuffe 44 .... 48 in die ausgerückte Stellung verschiebt und wenn diese sich in ausgerückter Stellung befindet, wird in die Turbine 1 Wasser eingelassen, worauf die Kupplung 4 bei Synchronismus selbsttätig einrückt und die Turbine 1 den Motorgenerator antreibt, wobei die Kupplung 5 ausrückt. Die Turbine 1 beschleunigt sodann den Motorgenerator auf die volle elektrische Synchrondrehzahl mit dem Netz und zur Erzeugung elektrischer Energie. Da die Kupplung 5 ausgerückt ist,

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überholt der Motorgenerator 2 die Speicherpumpe 3, die stehenbleibt.

Wenn vom Generatorbetrieb zum Pumpbetrieb übergegangen wird, kann zusätzlich zu bzw. anstelle der elektrischen Bremsung des Motorgenerätors eine Wasserbremsung der Turbine 1 angewandt werden, um eine Umkehr der Drehrichtung der Welle des Motorgenerätors 2 zwecks Einrückung der Kupplung 5 zu bewirken, welche sodann in dem Zustand, in welchem sie den Motorgenerator mit der Speicherpumpe kuppelt, verriegelt wird. '

Wenn Wasserbremsung angewandt wird, dann muß die Kupplung 4 mit an sich bekannten Verriegelungsmitteln ausgestattet sein, so daß, wenn die Turbine 1 zusammen mit dem Motorgenerator 2 bei voller Drehzahl umläuft, dieselbe in beiden Drehrichtungen durch Verriegelung der Kupplung 4 in eingerücktem Zustand gekuppelt werden kann. Die Turbine wird sodann abgestellt und der Motorgenerator wird vom Netz abgetrennt, wobei der Grad der Verzögerung der Turbine 1 und des Motorgenerators 2 jeweils durch entsprechend gesteuerten Zutritt von Bremswasser in die

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Turbine 1 geregelt wird. Wenn die Drehbewegung des Motorgenerators 2 zur Ruhe kommt, wird die Drehrichtungsumkehr des Motorgenerators, welche erforderlich ist, um die Kupplung 5 einrücken zu können, dadurch bewirkt, daß der Drehsinn der Turbine und des Motorgenerators unter der Wirkung des Bremswassers umgekehrt wird, welches im Anschluß daran abgestellt wird.

Eine abgewandelte Maßnahme zur Einrückung der Kupplung 5 zur Verriegelung der Kupplung zwischen dem Motorgenerator 2 und der Speicherpumpe > in beiden Drehrichtungen zum Zwecke des Pumpbetriebes besteht darin, die Welle der Speicherpumpe 3 in normaler Drehriehtung in Umlauf zu setzen, wodurch die Kupplung 5 in eingerückte Stellung verschoben werden kann, worauf dieselbe in dieser eingerückten Stellung verriegelt wird. Die erforderliche Drehung der Pumpenwelle kann dadurch erreicht werden, daß Druckwasser in die Pumpe eingelassen wird, welches auf das Pumpenrad in einem Drehsinn wirkt, in welchem die Pumpenwelle in dem gewünschten Drehsinn in Umlauf gesetzt wird, worauf die Kupplung 5 einrückt und sodann in eingerücktem Zustand verriegelt wird, so daß der Motorgenerator 2 in beiden Drehriehtungen mit der Pumpe 3 gekuppelt ist.

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Eine weiter abgewandelte Möglichkeit, die Welle der Speicherpumpe 3 im Sinne der'Einrückung der Kupplung 5 zu drehen besteht darin, einen Wellendrehantrieb vorzusehen, der beispielsweise als üblicher bekannter Ratschenantrieb ausgebildet sein kann, der in einem Drehsinn wirksam ist, welcher dem normalen Drehsinn der Speicherpumpe 3 während des Pumpbetriebes entspricht.

Es wird nunmehr Bezug auf Pig. H- der Zeichnungen genommen. Das dort dargestellte DruckluftSpeicherkraftwerk weist eine Gasturbine I¹, einen Motorgenerator 2^f und einen Verdichter 3' auf. Die Gasturbine 1' ist über eine synchronisierende selbst schaltende Kupplung 4^f gleicher Konstruktion wie die oben beschriebene Kupplung 4 mit dem Motorgenerator 2¹ gekuppelt. Der; Mot or gener at or 2' ist über eine Kupplung 5^! gleicher Konstruktion wie die oben beschriebene Kupplung 5 mit dem Luftverdichter 3^! verbunden. Außerdem weist die Anlage einen Hilfsmotor auf, welcher mit der Welle des Verdichters 3' über eine synchronisierende selbst schaltende Kupplung 57 gekuppelt ist, die selbsttätig einrückt, wenn der Hilfsmotor 56 das Bestreben hat, relativ zum Verdichter in normalem Drehsinn umzulaufen und die selbsttätig ausrückt, wenn

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der"Verdichter 3^! den Hilfsmotor 56 überholt.

Die Wirkungsweise des Druckluftspeicherkraftwerkes ist die folgende, wobei wiederum von einem Stillstand der Anlage ausgegangen wird, in welchem alle drei Kupplungen ausgerückt sind:

Dar Hilfsmotor 56 wird eingeschaltet und seine Drehung bewirkt, daß die Kupplung 57 einrückt, so daß der Verdichter von dem Motor 56 angetrieben wird, welcher eine Höchstdrehzahl von beispielsweise 15OO U/min hat. Die Drehung der Verdichterwelle relativ zu der Welle des Motorgenerators 2' bewirkt eine Einrückung der Kupplung 5'* worauf dieselbe verriegelt wird und damit der Motorgenerator 2' in beiden Drehrichtungen mit dem Verdichter gekuppelt ist, so daß der Motorgenerator 2' von dem Hilfsmotor 56 angetrieben wird und somit ebenfalls eine Drehzahl von I5OO U/min erreicht.

Wenn die Anlage weiterhin im Verdiehterbetrieb betrieben werden soll, so wird die Gasturbine 1' gestartet, wozu man die Druckluft benutzt, welche nunmehr

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in ausreichender Menge von dem Verdichter 3^X geliefert wird. Wenn die Drehzahl der Turbine 1' so hoch wird, daß dieselbe das Bestreben hat, den Motorgenerator 2' zu überholen, dann rückt die Synchronkupplung 4' ein und wenn die Drehzahl des Motorgenerators 2¹ und des damit über die Kupplung 5' gekuppelten Verdichters die Drehzahl des Hilfsmotors 56 übersteigt, dann rückt die Kupplung aus und der Hilfsmotor 56 kann abgeschaltet werden. Die

^ Turbine beschleunigt sich weiter auf eine Drehzahl von beispielsweise 3>00Ö U/min und der Motorgenerator 2' und der Verdichter 3¹ werden ebenfalls auf diese Drehzahl beschleunigt, da die beiden Kupplungen 4' und 5¹ eingerückt sind. Wenn diese Drehzahl erreicht wird, wird der Motorgenerator 2¹ an das Netz angeschlossen, um als Motor zu arbeiten, und die Gasturbine 1' wird abgestellt, worauf die Kupplung 4¹ ausrückt und überholt. Der Motorgenerator 2' läuft bei 3OOO U/min weiter und treibt den Verdichter

) über die eingerückte Kupplung 5^f » wobei die von dem Verdichter 5^f gelieferte Druckluft nunmehr zur vollen Aufladung des Druckluftspeichers benutzt wird.

Um vom Verdichterbetrieb auf den Generatorbetrieb überzugehen, wird der Motorgeneratör 2¹ vom Netz getrennt

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und der Hilfsmotor 5β eingeschaltet, wonach er sich schnell auf 1500 U/min beschleunigt. Wenn die Drehzahl des Motorgenerators 2' und des Verdichters 3* das Bestreben hat, unter I5OO U/min abzusinken, dann rückt die Kupplung 5' ein und der Hilfsmotor 56 beginnt den Verdichter 3' und den Motorgenerator 2^! anzutreiben. Die Verriegelung der Kupplung 5^f wird folglich entlastet und die Kupplung bleibt unverriegelt, jedoch eingerückt, da der Verdichter 3' den Motorgenerator treibt. Wird sodann die Gasturbine l' angelassen, wozu wiederum Luft aus dem Druckluftspeicher verwendet wird, dann rückt, wenn die Drehzahl der Turbine diejenige des Motorgenerators, beispielsweise also I500 U/min übersteigt, die Kupplung 4' ein, so daß nunmehr der Motorgenerator 2^! wiederum von der Gasturbine 1' angetrieben wird und die Kupplung 5' ausrückt. Der Hilfsmotor 56 wird sodann abgestellt und kommt zur Ruhe und der Verdichter kommt ebenfalls zur Ruhe. Wenn die Turbine 1' eine Drehzahl von 3OOO U/min erreicht hat, wird der Motorgenerator wieder an das Netz angeschlossen, um nunmehr als Generator zu arbeiten, der von der Gasturbine 1' angetrieben wird.

Um vom Generatorbetrieb auf Verdichterbetrieb

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überzugehen, wird der Hilfsmotor 56 eingeschaltet, der den Verdichter schnell auf 15OO U/min beschleunigt. Der Motorgenerator 2' wird sodann vom Netz abgetrennt und die Brennstoffzufuhr zur Gasturbine 1' wird vermindert, so daß der Motorgenerator 2' und die Gasturbine I¹ sich verzögern. Wenn die Drehzahl des Motorgenerators auf 1500 U/min abgefallen ist,.dann rückt die Kupplung 5' ein und bleibt danach in diesem Zustand verriegelt. Die Brennstoffzufuhr zur Gasturbine I¹ wird sodann erhöht, wodurch der Motorgenerator 2' wieder auf eine Drehzahl von jJOOO U/min beschleunigt wird, bei welcher er sodann an das Netz angeschlossen wird. Die Gasturbine 1' wird sodann abgestellt und die Kupplung 4' rückt selbsttätig aus. Der Motorgenerator 2' treibt auch weiterhin den" Verdichter J5^!.

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Claims

Patentansprüche:

I 1. ,/Speicherkraftwerk: mit einer Antriebsturbine, einem Motorgenerator und einer Pumpe bzw. einem Verdichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorgenerator (2 bzw. 2') mit der Pumpe (3) bzw. dem Verdichter (3') über eine synchronisierende selbst schaltende Kupplung (5 bzw. 5') gekuppelt ist, welche ein Überholen zuläßt, wenn der Motorgenerator in seinem normalen Drehsinn relativ zur Pumpe bzw. zum Verdichter umläuft^ und welche einrückt, wenn der Motorgenerator versucht, in entgegengesetztem Drehsinn relativ zur Pumpe bzw. zum Verdichter umzulaufen, und daß außerdem bei Bedarf in Betrieb setzbare Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe die zur Einrückung der Kupplung erforderliche Relativdrehung zwischen dem Motorgenerator und der Pumpe bzw. dem Verdichter erzeugbar ist.
2. Speicherkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die elektrische Bremsung der Motorgeneratorwelle bewirkende Bremseinrichtung, deren Bremscharakteristik derart verläuft, daß die Drehrichtung der Motorgeneratorwelle in dem Augenblick, in welchem diese Welle auf Stillstand

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abgebremst ist, so weit umgekehrt wird, daß die synchronisierende selbst schaltende Kupplung (5 bzw. 5¹) einrückt.
3. Speicherkraftwerk nach Anspruch 2 mit wassergetriebener Turbine und einer zwischen dieser und dem Motorgenerator angeordneten, in eingerücktem Zustand verriegelbaren Kupplung, gekennzeichnet durch eine Bremseinrichtung, mittels welcher anstelle der oder zusätzlich zur elektrischen Bremsung der Motorgeneratorwe He eine Wasserbremsung der Antriebsturbine (1) und eine Umkehr der Drehrichtung der Motorgeneratorwelle im Sinne einer Einrückung der zwischen dem Motorgenerator (2 bzw. 2¹) und der Pumpe (5) bzw. dem Verdichter (3 V) angeordneten Kupplung (5 bzw. 5^f) bewirkt oder unterstützt wird.
4. Speicherkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet " durch eine Einrichtung (56) zum Drehen der Pumpen- bzw. Verdichterwelle relativ zur Motorgeneratorwelle im normalen Drehsinn der Pumpe (3) bzw. des Verdichters (3')·

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L e e r s e i f e