DE2148682C3

DE2148682C3 - Arrangement for a storage power plant

Info

Publication number: DE2148682C3
Application number: DE19712148682
Authority: DE
Inventors: Harold London; Clements Herbert Arthur Weybridge Surrey; Sinclair (Großbritannien)
Original assignee: S.S.S. Patents Ltd., London
Priority date: 1970-10-01
Filing date: 1971-09-29
Publication date: 1976-04-01

Description

Soll mit der bekannten Anordnung aus dem Stillstand auf Stromerzeugung geschaltet werden, so wird die Antriebsturbine angelassen, wodurch sie sich mittels der synchronen selbstschaltenden Freilaufkupplung selbsttätig an den Generator-Motor ankuppelt und diesen auf Synchrondrehzahl bringt, so daß er an das Stromnetz angeschlossen werden kann. Da sowohl die schaltbare Zahnkupplung als auch die Hilfskupplung ausgerückt sind, befindet sich die Pumpe im Stillstand.If the known arrangement is to be used to switch from standstill to power generation, then the drive turbine is started, which means that it is switched by means of the synchronous self-shifting overrunning clutch automatically couples to the generator motor and brings it to synchronous speed so that it can be connected to the Power grid can be connected. As both the switchable tooth clutch and the auxiliary clutch are disengaged, the pump is at a standstill.

Soll von Stromerzeugung auf Pumpbetrieb umgeschaltet werden, so wird zunächst die Antriebsturbine abgeschaltet, wodurch sie sich mittels der synchronen selbstschaltenden Freilaufkupplung selbsttätig vom Generator-Motor trennt. Sobald die Antriebsturbine stillsteht, wird sie durch Einrücken der Hilfskupplung unter Betätigung der Drehvorrichtung mit der Pumpe gekuppelt und anschließend wieder angelassen, wodurch die Antriebsturbine, der sich selbsttätig über die synchrone selbstschaltende Freilaufkupplung wieder mit ihr kuppelnde Generator-Motor und die Pumpe gemeinsam auf Synchrondrehzahl gebracht werden. Nunmehr kann durch Betätigung der schaltbaren Zahnkupplung die Pumpe unmittelbar mit dem Generator-Motor gekuppelt, dieser auf Motorbetrieb geschaltet und die Antriebsturbine stillgesetzt werden, wodurch diese sich mittels der synchronen selbstschaltenden Freilaufkupplung selbsttätig vom Generator-Motor trennt und auch die Hilfskupplung selbsttätig ausrückt und somit auch die Pumpe von der Antriebsturbine trennt.If you want to switch from power generation to pump operation, the drive turbine is activated first switched off, whereby it automatically separates itself from the generator motor by means of the synchronous self-switching overrunning clutch. As soon as the drive turbine comes to a standstill, it is reduced by engaging the auxiliary clutch Actuation of the rotating device coupled with the pump and then started again, whereby the Drive turbine that automatically connects itself to the generator motor and the pump via the synchronous, self-shifting overrunning clutch be brought to synchronous speed. Now, by actuating the switchable tooth clutch, the The pump is coupled directly to the generator motor, this is switched to motor operation and the drive turbine is shut down, which causes it to move automatically separates from the generator motor by means of the synchronous self-switching overrunning clutch and also the auxiliary clutch disengages automatically and thus also separates the pump from the drive turbine.

Soll vom Pumpenbetrieb auf Stromerzeugung umgeschaltet werden, so wird zunächst die Antriebsturbine angelassen, wodurch die Hilfskupplung, sobald die Antriebsturbine die Pumpe zu überholen versucht, selbsttätig einrückt und dadurch die Antriebsturbine mit der Pumpe kuppelt. Da die Antriebsturbine, sobald sie den Generator-Motor zu überholen versucht, sich über die synchrone selbstschaltende Freilaufkupplung selbsttätig an den Generator-Motor ankuppelt, werden nunmehr dieser und die Pumpe synchron von der Antriebsturbine angetrieben und die dadurch von Drehmoment entlastete schaltbare Zahnkupplung kann ausgerückt werden. Gleichzeitig wird die Hilfskupplung auf beidseitigen Freilauf umgeschaltet, so daß sie bei auslaufender Pumpe selbsttätig ausrückt und dadurch die Pumpe von dir Antriebsturbine trennt. Danach wird der nunmehr über die synchrone selbstschaltende Freilaufkupplung nur noch mit der Antriebsturbine gekuppelte Generator-Motor auf Generatorbetrieb umgeschaltet.If you want to switch from pump operation to power generation, the drive turbine is activated first started, whereby the auxiliary clutch, as soon as the drive turbine tries to overtake the pump, automatically engages and thereby the drive turbine with the Pump connects. Since the drive turbine, as soon as it tries to overtake the generator motor, over the When the synchronous self-switching overrunning clutch is automatically coupled to the generator motor, this and the pump are now driven synchronously by the drive turbine and, as a result, by torque Relieved switchable tooth clutch can be disengaged. At the same time the auxiliary clutch is on Freewheel on both sides switched so that it disengages automatically when the pump is running out and thereby the Pump disconnects from the drive turbine. After that, will the generator motor, which is now only coupled to the drive turbine via the synchronous self-shifting overrunning clutch, is switched to generator mode.

Die bekannte Anordnung hat sich im Betrieb gut bewährt und sich hinsichtlich ihrer Funktion stets als absolut zuverlässig erwiesen. Aus den vorstehenden Darlegungen über Aufbau und Betriebsweise der bekannten Anordnung geht jedoch hervor, daß dieselbe hinsichtlich ihrer Gesamtanlage kompliziert, konstruktiv aufwendig und folglich auch in der Herstellung teuer ist und viel Raum beansprucht. Folglich ist der zur Erstellung der vorzugsweise in Kavernenbauart ausgeführten Anlage erforderliche Kapitalaufwand erheblich. Insbesondere die Hilfskupplung stellt bei der bekannten An- Ordnung einen erheblichen Kostenfaktor dar. In betrieblicher Hinsicht ergeben sich durch das Erfordernis der Betätigung der Hilfskupplung und den zwecks ihrer Betätigung erforderlichen zeitweiligen Antrieb der Pumpe durch die Antriebsturbine zwangsläufig Verlust- ^fi5 zeiten, durch welche die für die einzelnen Umschaltvorgänge der Anlage ohnehin erforderlichen Schaltzeiten zwangsläufig verlängert werden. PumpenspeicherwerThe known arrangement has proven itself well in operation and has always proven to be absolutely reliable in terms of its function. From the explanations given above about the structure and mode of operation of the known arrangement, however, it can be seen that the same is complicated, structurally expensive and consequently also expensive to manufacture and takes up a lot of space with regard to its overall system. As a result, the capital outlay required to build the system, which is preferably designed in cavern construction, is considerable. Specifically, the auxiliary clutch is in the known arrival order of a significant cost factor. In operational terms of the operation of the auxiliary clutch and the required order of their operation temporarily drive the pump through the power turbine result from the requirement necessarily loss ^fi 5 times, by which the Switching times that are required anyway for the individual switching processes of the system are inevitably extended. Pump storage facility ke dienen jedoch in erster Linie zur Aufnahme von Spitzenlasten im Verbundbetrieb, weshalb ihre rasche Zu- und Abschaltungsmöglichkeit eine besonders wichtige Grundforderung darstellt.ke are primarily used to accommodate Peak loads in interconnected operation, which is why their ability to switch on and off quickly is a particularly important basic requirement.

Es liegt die Aufgabe vor, bei Speicherkraftwerken der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart die Umschaltzeiten von Generatorbetrieb auf Pumpbetrieb bzw. Verdichterbetrieb und umgekehrt zu verkürzen.The task at hand is to reduce the switching times from generator operation to pump operation in storage power plants of the general type set out at the beginning or shorten compressor operation and vice versa.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1.

Gegenüber der oben dargelegten bekannten Anordnung bringt die erfindungsgemäße Anordnung den technischen Fortschritt, daß dadurch der Gesamtaufbau solcher Anlagen wesentlich vereinfacht wird und insbesondere die komplizierte, kosten- und raumaufwendige Hilfskupplung in Fortfall kommt, so daß der für die Erstellung solcher Anlagen erforderliche Kapitalaufwand bei gleicher Zuverlässigkeit der Anlage im Betrieb verringert werden kann. Einen ganz wesentlichen Fortschritt stellt aber auch der Umstand dar, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung die zur Ausführung der notwendigen Umschaltvorgänge erforderlichen Einzelschaltvorgänge wesentlich vereinfacht und hinsichtlich ihrer Anzahl gegenüber der bekannten Anordnung wesentlich verringert sind, so daß sich die für die Umschaltungen erforderlichen Schaltzeiten wesentlich verkürzen, wodurch ein sehr viel besserer Spitzenlast- und Verbundbetrieb ermöglicht wird.Compared to the known arrangement set out above, the arrangement according to the invention brings the technical progress that the overall structure of such systems is significantly simplified and In particular, the complicated, expensive and space-consuming auxiliary coupling is no longer necessary, so that the Capital expenditure required for the creation of such systems with the same reliability of the system in Operation can be reduced. The fact that in the arrangement according to the invention, the individual switching operations required to carry out the necessary switching operations are significantly simplified and are significantly reduced in terms of their number compared to the known arrangement, so that the for shorten the switching times required for switching significantly, which enables much better peak load and interconnected operation.

Die Unteranspriiche 2 und 3 beinhalten zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1.The subclaims 2 and 3 contain expedient developments of the subject matter according to claim 1.

In der US-PS 32 14 915 ist ein zweistufiges Pumpspeicher-Wasserkraftwerk beschrieben, bei welchem im Generatorbetrieb wahlweise aus einem Hochdruckspeicherbecken über einen Pumpspeichersatz in ein Niederdruckspeicherbecken oder aus diesem über einen weiteren Pumpspeichersatz in ein Ausgleichbekken oder vom Hochdruckspeicherbecken über die hintereinandergeschalteten Pumpen-Turbinen des der Hochdruckstufe zugeordneten Pumpspeichersatzes unmittelbar in das Ausgleichbecken gearbeitet und im Pumpbetrieb wahlweise vom Niederdruckspeicherbekken in das Hochdruckspeicherbecken oder vom Ausgleichbecken in das Niederdruckspeicherbecken oder vom Ausgleichbecken über die hintereinandergeschalteten beiden Pumpen-Turbinen des der Hochdruckstufe zugeordneten Pumpspeichersatzes unmittelbar in das Hochdruckspeicherbecken gefördert werden kann. Bei dieser bekannten Anlage bestehen sowohl der dem Hochdruckspeicherbecken zugeordnete als auch der dem Niederdruckspeicherbecken zugeordnete Pumpspeichersatz jeweils aus einem drehrichtungsumsteuerbaren Generator-Motor, der einerseits fest mit einer drehrichtungsumsteuerbaren Pumpen Turbine gekuppelt und andererseits über eine Freilaufkupplung mit einer Turbine oder einer drehrichtungsumsteuerbaren Pumpen-Turbine kuppelbar ist. Wegen der Drehrichtungsumsteuerbarkeit sowohl des Generator-Motors als auch der bekanntlich mit schlechterem Wirkungsgrad als reine Turbinen bzw. reine Pumpen arbeilenden Pumpen-Turbinen ist jedoch diese bekannte Anordnung mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. der aus der CH-PS 4 59 104 bekannten Anordnung nicht vergleichbar.In US-PS 32 14 915 a two-stage pumped storage hydroelectric power plant is described in which in generator mode, optionally from a high-pressure storage basin via a pumped storage unit into a Low-pressure storage basin or from this via a further pump storage set into a compensation basin or from the high-pressure storage basin via the series-connected pump turbines of the Pumped storage set assigned to the high pressure stage worked directly in the equalization basin and in the Pump operation optionally from the low pressure storage basin into the high pressure storage basin or from the equalization basin into the low pressure storage basin or from the equalization basin via the two series-connected pump turbines of the high-pressure stage assigned pump storage set can be promoted directly into the high-pressure storage basin. at this known system exist both the associated with the high pressure storage basin and the the pump storage set assigned to the low-pressure storage basin, each consisting of a generator motor which can be reversed in the direction of rotation and which, on the one hand, is fixed to a Direction of rotation reversible pumps are coupled to the turbine and on the other hand via an overrunning clutch a turbine or a direction of rotation reversible pump turbine can be coupled. Because of the reversibility of the direction of rotation of both the generator motor as well as those known to work with less efficiency than pure turbines or pure pumps Pump-turbine, however, is this known arrangement with the arrangement according to the invention or the from CH-PS 4 59 104 known arrangement not comparable.

Was die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung auf pneumatische Speicherwerke mit Gasturbine und Verdichter anbelangt, so ist dem Fachmann bereits bekannt, daß Verdichter bestimmter Bauart durch Ein-As for the application of the arrangement according to the invention to pneumatic storage units with a gas turbine and compressors, it is already known to those skilled in the art that compressors of certain types can be

laß von Druckgas als Gasturbinen gleichen Drehsinns betreibbar sind.let pressurized gas as gas turbines can be operated in the same direction of rotation.

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung für ein Speicherkraftwerk werden nachstehend an Hand der Zeichnungen in ihren Einzelheiten beschrieben, in welchenTwo exemplary embodiments of the arrangement according to the invention for a storage power plant are detailed below with reference to the drawings described in which

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Pumpenspeicherwerkes in erfindungsgemäßer Anordnung zeigt,F i g. 1 is a schematic side view of a pump storage plant in an arrangement according to the invention indicates,

F i g. 2 einen schematischen Axialhalbschnitt einer schaltbaren Zahnkupplung zeigt, die beispielsweise in der in F i g. 1 dargestellten Anordnung Verwendung finden kann, wobei die Figur die Kupplung in ausgerücktem Zustand in größerem Maßstab zeig!.,F i g. FIG. 2 shows a schematic axial half-section of a switchable tooth clutch, which is shown, for example, in FIG the in F i g. 1 can be used, the figure showing the clutch in the disengaged state on a larger scale!

Fig.3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig.2 wiedergibt, der jedoch die schaltbare Zahnkupplung in eingerücktem Zustand zeigt, undFIG. 3 shows a section similar to FIG. 2, but showing the switchable tooth clutch in the engaged state, and FIG

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht eines Druck luftspeicherkraftwerkes in erfindungsgemälier Anordnung wiedergibt.F i g. 4 is a schematic side view of a print air storage power plant reproduces in the arrangement according to the invention.

Das in F i g. 1 dargestellte Pumpspeicherwerk weist eine in einem Drehsinn betreibbare Wasserturbine 1, einen in gleichem Drehsinn betreibbaren Generator-Motor 2 und eine in gleichem Drehsinn betreibbare Pumpe 3 auf. Die Welle der Wasserturbine 1 ist über eine synchronisierende selbstschaltende Freilaufkupplung 4 treibend mit dem einen Wellenende des Generator-Motors 2 verbunden. Diese synchronisierende selbstschaltende Freilaufkupplung rückt dann selbsttätig ein, wenn die Wasserturbine 1 das Bestreben hat, den Generator-Motor 2 in dessen normalem Drehsinn zu überholen, und rückt selbsttätig aus, wenn der Generator-Motor 2 die Wasserturbine 1 in deren normalem Drehsinn überholt. Das andere Ende der Generator-Motorwelle ist über eine weitere Zahnkupplung 5 treibend mit der Welle der Pumpe 3 gekuppelt, welche freiläuft, wenn der Generator-Motor 2 in seinem normalen Drehsinn relativ zur Pumpe 3 umläuft, und welche einrückt, wenn der Generator-Motor 2 versucht, in einem zu seinem normalen Drehsinn entgegengesetzten Drehsinn relativ zur Pumpe 3 umzulaufen. Die Zahnkupplung 5 ist in ihren Einzelheiten in den F i g. 2 und 3 dargestellt.The in Fig. 1 has a water turbine 1 that can be operated in one direction of rotation, a generator motor 2 that can be operated in the same direction of rotation and one that can be operated in the same direction of rotation Pump 3 open. The shaft of the water turbine 1 is drivingly connected to one shaft end of the generator motor 2 via a synchronizing, self-shifting overrunning clutch 4. This synchronizing self-switching overrunning clutch then engages automatically when the water turbine 1 tries to to overtake the generator motor 2 in its normal direction of rotation, and automatically disengages when the generator motor 2 controls the water turbine 1 in its normal direction Direction of rotation outdated. The other end of the generator motor shaft is drivingly coupled to the shaft of the pump 3 via a further tooth coupling 5, which freewheels when the generator motor 2 rotates in its normal direction of rotation relative to the pump 3, and which engages when the generator motor 2 tries to move into to rotate relative to the pump 3 in a direction opposite to its normal direction of rotation. the Tooth coupling 5 is shown in detail in FIGS. 2 and 3 shown.

Die Zahnkupplung 5 rückt also mit anderen Worten immer dann ein, wenn die Pumpe 3 das Bestreben hat, den Generator-Motor 2 im normalen Drehsinne zu überholen. Wenn die Zahnkupplung 5 eingerückt ist, dann muß sie jedoch im normalen Drehsinn Drehmoment vom Generator-Motor 2 auf die Pumpe 3 übertragen. Dies ist eine zu der soeben geschilderten Wirkungsweise der Zahnkupplung 5 in Widerspruch stehende Bedingung.In other words, the tooth clutch 5 always engages when the pump 3 tries to to overtake the generator motor 2 in the normal sense of rotation. When the gear clutch 5 is engaged, then, however, it must transmit torque from the generator motor 2 to the pump 3 in the normal direction of rotation. This is a condition that contradicts the mode of operation of the toothed clutch 5 just described.

Die Zahnkupplung 5 weist deshalb ein Kupplungsteil 30 mit einem Verriegelungs-Innenzahnkranz 31 auf, welches einen Kupplungsring 32 hält, der seinerseits einen Kupplungs-Innenzahnkranz 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 38 in ein Außensteilgewinde 39 eines weiteren Kupplungsteils 40 ein. Das Kupplungsteil 40 hält einen Ring 41. welcher seinerseits mit einem geraden Außenkeilkranz 42 versehen ist, welch letzterer in einen entsprechenden geraden Innenkeilkranz 43 eines Teils 44 einer Verriegelungsmuffe 44, 45, 46, 47, 48 eingreift, deren Teil 44 einen Verriegelungs-Außenzahnkranz 49 aufweist. Der Teil 48 der Verriegelungsmuffe weist einen Hemm-Innenzahnkranz 50 auf, und das Kupplungsteil 40 hält mit geringem Radialspiel einen Hemmring 57, der seinerseits einen Hemm-Außenzahnkranz 51 aufThe tooth coupling 5 therefore has a coupling part 30 with a locking internal gear rim 31, which holds a coupling ring 32, which in turn has a coupling internal gear rim 33 and a ratchet rim 34, the pawls of which cooperate with a ratchet external gear rim 35 of a coupling part 36 which can be displaced axially by screwing. The Coupling part 36 has a coupling external gear rim 37 and engages with an internal part thread 38 into an external thread 39 of a further coupling part 40. The coupling part 40 holds a ring 41. which in turn is provided with a straight outer wedge ring 42, the latter in a corresponding straight inner wedge ring 43 of a part 44 of a Locking sleeve 44, 45, 46, 47, 48 engages, the part 44 of which has a locking external gear rim 49. The part 48 of the locking sleeve has a Hemming internal gear rim 50, and the coupling part 40 holds an inhibitor ring 57 with little radial play, which in turn has an external gear ring gear 51 weist. Der Hemmring 57 weist außerdem einen Innen zahnkranz 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 zusammenshows. The lock ring 57 also has an interior gear rim 58 on, the axially-displaceable in the outer gear rim 59 of the axially screw-displaceable Coupling part 36 engages. The parts 44,45 and 46 of the locking sleeve are shaped to fit together

ίο einen Druckmittelzylinder bilden, in welchem ein Kolben 52 axial verschiebbar ist, welch letzterer von dem axial unverschiebbaren Kupplungsteil 40 gehalten wird. Über Kanäle 53, 54 und 55 wird Drucköl in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen in den Zylinder einge-ίο form a pressure cylinder in which a piston 52 is axially displaceable, the latter of which axially immovable coupling part 40 is held. Via channels 53, 54 and 55 pressure oil is in the through Directions indicated by arrows in the cylinder

■ 5 führt, so daß Zylinder und Kolben als Druckmittelpresse wirken, wodurch die Verriegelungsmuffe 44 ... 48 in Zahneingriff mit dem Kupplungsteil 30 geschoben wird. Drucköl wird außerdem in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen der Kupplung zugeführt. Ein in den■ 5 leads, so that the cylinder and piston act as a pressure medium press, whereby the locking sleeve 44 ... 48 in Meshing with the coupling part 30 is pushed. Pressure oil is also supplied to the clutch in the directions indicated by the arrows. One in the Zeichnungen nicht dargestellter Servomechanismus wirkt auf eine Gabel 56 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 Druck-Servomechanism, not shown in the drawings, acts on a fork 56 and is used to initiate the engagement of the locking rims 31 and 49 with one another, while the engagement of the clutch is completed by the fact that pressurized oil is in the pressure mittelpresse eingeführt wird.medium press is introduced.

Die Wirkungsweise der Zahnkupplung 5 ist folgende: Es sei zunächst angenommen, daß die Zahnkupplung 5 sich in dem in F i g. 2 dargestellten ausgerückten Zustande befinde und daß die Maschinenanlage stillstehe.The mode of operation of the tooth coupling 5 is as follows: It is initially assumed that the tooth coupling 5 is in the in F i g. 2 shown disengaged states and that the machinery is at a standstill.

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 HemmzahnkranzesActuation of the servomechanism in an effort to bring the locking sleeve 44 ... 48 into meshing engagement Bringing with the coupling part 30 causes a mutual face-to-face abutment of the teeth of the sprocket 50 and those of the sprocket

51. Dadurch wird eine Verschiebung der Verriegelungsmuffe 44 ... 48 verhindert. Wenn das Kupplungsteil 30 relativ zu dem Kupplungsteil 40 in einem zu dem normalen Drehsinn entgegengesetzten Drehsinn umläuft, greifen die Klinken 34 die Zähne des Klinkenzahnkran51. This prevents the locking sleeve 44 ... 48 from shifting. When the coupling part 30 rotates relative to the coupling part 40 in a direction of rotation opposite to the normal direction of rotation, the pawls 34 engage the teeth of the ratchet toothed crane zes 35, wonach bei weiterer Drehung des Kupplungs teils 30 eine axial-schraubende Verschiebung des Kupplungsteils 36 in Richtung des gegenseitigen Eingriffe: der Kupplungszahnkränze 33 und 37 bewirkt wird Zwischen dem Zahnkranz 58 und dem Außenzahn·zes 35, after which further rotation of the clutch partly 30 an axial screwing displacement of the coupling part 36 in the direction of mutual engagement: the clutch ring gears 33 and 37 is effected between the ring gear 58 and the external tooth kranz 59 ist genügend Umfangsspiel vorgesehen, se daß eine Überlastung der Klinken 34 vermieden ist Während die Zähne des Klinkenzahnkranzes 35 ir axialer Richtung aus der Anlage an den Klinken 34 herausgleiten und während die Zahnflanken der Kupp-wreath 59 is provided enough circumferential play, se that overloading of the pawls 34 is avoided While the teeth of the ratchet ring gear 35 slide out in the axial direction from the contact with the pawls 34 and while the tooth flanks of the coupling

lungszahnkränze 33 und 37 in gegenseitige Überdekkung kommen, vermindert sich das Umfangsspiel zwi sehen den Zahnkränzen 58 und 59 auf den Wert NuI und eine weitere axial-schraubende Verschiebung de: axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 36 beLung ring gears 33 and 37 come into mutual overlap, the circumferential play between the two see the sprockets 58 and 59 on the value NuI and another axial screwing shift de: axially screw-displaceable coupling part 36 be wirkt folglich eine Drehung des Hemmringes 57 relativ zum Kupplungsteil 40, so daß nunmehr die Zähne dei Hemmzahnkränze 50 und 51 sich mit Bezug aufeinander Zahn-auf-Lücke ausrichten und auch die Zähne dei Verriegelungszahnkränze 31 und 49 Zahn-auf-Lückcconsequently a rotation of the locking ring 57 acts relatively to the coupling part 40, so that now the teeth of the sprocket sprockets 50 and 51 align with each other tooth-on-gap and also the teeth dei Locking ring gears 31 and 49 tooth-on-gap c ausgerichtet werden, so daß sie einrücken können Folglich kann nunmehr der Servomechanismus eine Verschiebung der Verriegelungsmuffe 44 ... 48 bewir ken, wodurch die Zähne des Außenzahnkranzes 49 ir einen vorläufigen Eingriff mit den Zähnen des Innenaligned so that they can indent As a result, the servomechanism can now cause a displacement of the locking sleeve 44 ... 48 ken, whereby the teeth of the outer ring gear 49 ir preliminary engagement with the teeth of the inner kranzes 31 kommen, wobei diese Verschiebung aus reicht, um den Kolben 52 bis an denjenigen Teil de: Zylinders heranzuführen, an welchem dieser mit Bezu{ auf den Kolben n-;r wenig Radialspiel hat Eine Verwreath 31 come, this shift is sufficient to move the piston 52 to that part de: Cylinder, on which it has little radial play with respect to the piston

Schiebung der Verriegelungsmuffe 44 ... 48 in vollen Zahneingriff wird dadurch bewirkt, daß der Druckmittelpresse Drucköl zugeführt wird, wodurch die Verriegelungszahnkränze 31 und 49 in die voll eingerückte Stellung gebracht werden, welche in F i g. 3 der Zeichnungen gezeigt ist und in welcher die Gleitflächen der Gabel 56 unbelastet sind.Shifting the locking sleeve 44 ... 48 into full tooth engagement is caused by the pressure medium press Pressure oil is supplied, causing the locking ring gears 31 and 49 to be fully engaged Position are brought, which in F i g. 3 of the drawings and in which the sliding surfaces of Fork 56 are unloaded.

Wird nunmehr das Kupplungsteil 30 relativ zum Kupplungsteil 40 im normalen Drehsinn in Umlauf versetzt, so bewirkt die Drehmomentumkehr eine Bewegung des Verriegelungszahnkranzes 31 in Flankenberührung mit dem Außenzahnkranz 49 und es wird auch 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 über die Verriegelungszahnkränze 31 und 49 und die geraden Keilkränze 42 und 43 auf das Kupplungsteil 40 übertragen, so daß also die eigentliche Kupplung vollständig drehmomententlastet ist.If the coupling part 30 is now rotated in the normal direction of rotation relative to the coupling part 40, so the torque reversal causes a movement of the locking ring gear 31 in flank contact with the external ring gear 49 and it is also caused that the clutch ring gears 33 and 37 with Take relative angular positions in relation to each other, in which they are relieved of torque. So now torque is from the coupling part 30 via the locking ring gears 31 and 49 and the straight wedge rings 42 and 43 are transferred to the coupling part 40, so that the actual coupling is complete is torque relieved.

Zum Zwecke der Kupplungsausrückung muß zuerst eine Drehmomentumkehr 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 Kupplungsteils 30 relativ zu dem Kupplungsteil 44... 48 in normalem Drehsinne vermindert wird oder das Kupplungsteil 30 relativ zum Kupplungsteil 40 rückwärts gedreht wird. Die Druckölzufuhr zur Druckmittelprcsse wird sodann abgesperrt und der Servomechanismus wird im Sinne einer Verschiebung der Verriegelungsmuffe 44 ... 48 bis in die voll ausgerückte Stellung betätigt, welche in F i g. 2 gezeigt ist.For the purpose of clutch disengagement, a torque reversal must first be brought about, see above that a relief of the locking gears 31 and 49 occurs and this by means of the servomechanism can be disengaged. This torque reversal is generated by the speed of the coupling part 30 is reduced relative to the coupling part 44 ... 48 in the normal direction of rotation or the coupling part 30 is rotated backwards relative to the coupling part 40. The pressure oil supply to the pressure medium circuit is then locked and the servomechanism is in the sense of a displacement of the locking sleeve 44 ... 48 actuated into the fully disengaged position, which is shown in FIG. 2 is shown.

Wendet man sich nunmehr wiederum der F i g. 1 zu, so vollzieht sich die Tätigkeit des dargestellten Pumpspeicherwerkes, wenn man von dessen Stillstand ausgeht, in welchem die Kupplungen 4 und 5 ausgerückt sind, folgendermaßen:If one now turns to FIG. 1, the activity of the pumped storage plant shown takes place, if one assumes the standstill in which the clutches 4 and 5 are disengaged are as follows:

Zunächst wird in die Antriebsturbine 1 Wasser eingelassen, um diese in normalem Drehsinne zu betreiben. Die Drehung der Turbinenwelle relativ zur Welle des Generator-Motors 2 bewirkt eine Einrückung der Freilaufkupplung 4, so daß der Generator-Motor 2 durch die Antriebskraft der Antriebsturbine bei normaler Drehrichtung schnell auf seine volle Drehzahl gebracht wird, bei welcher das Synchronisieren vorgenommen und der Generator-Motor zwecks Erzeugung elektrischer Energie an das Netz angeschlossen werden kann. Wünscht man in diesem Zustand auf einen synchronen Kompensationsbetrieb des Generator-Motors überzugehen, so wird die Antriebsturbine 1 abgestellt, worauf die Freilaufkupplung 4 selbsttätig ausrückt, so daß nunmehr der Generator-Motor 2 weiter umläuft. Während dieser Tätigkeiten steht die Pumpe 3 still, da die ausgekuppelte und unverriegelte Zahnkupplung 5 überholt.First, water is let into the drive turbine 1 in order to operate it in the normal direction of rotation. The rotation of the turbine shaft relative to the shaft of the generator motor 2 causes the Overrunning clutch 4, so that the generator motor 2 by the driving force of the drive turbine at normal The direction of rotation is quickly brought to its full speed at which the synchronization is carried out and the generator-motor can be connected to the grid for the purpose of generating electrical energy can. If you want a synchronous compensation operation of the generator motor in this state go over, the drive turbine 1 is switched off, whereupon the overrunning clutch 4 disengages automatically, see above that now the generator motor 2 continues to rotate. During these activities, the pump 3 stands still, there the disengaged and unlocked tooth clutch 5 is overtaken.

Wird nun vom Generatorbetrieb auf Pumpbetrieb umgeschaltet, so wird die Antriebsturbine 1, falls sie läuft abgestellt und der Generator-Motor 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 Generator-Motor 2 zum Stillstand kommt, eine unmittelbar darauf erfolgende Umkehr der Drehrichtung des Generator-Motors relativ zu der stillstehenden Welle der Pumpe 3 eintritt, die hinwiederum bewirkt, daß die synchronisierende Zahnkupplung S einrückt, worauf dieselbe verriegelt wird, so daß nunmehr der Generator-Motor 2 in beiden Drehrichtungen drehfest mit der Pumpe 3 gekuppelt ist.If a switch is now made from generator operation to pump operation, the drive turbine 1, if it runs off and the generator motor 2 is disconnected from the network, the deceleration of the rotating machine parts is supported by the fact that an electric brake system is provided, the characteristic curve of which is as follows runs that when the generator motor 2 comes to a standstill comes, an immediately following reversal of the direction of rotation of the generator motor relative to the stationary shaft of the pump 3, which in turn causes the synchronizing tooth clutch S engages, whereupon the same is locked, so that now the generator motor 2 in both directions of rotation is rotatably coupled to the pump 3.

Wenn so die Pumpe 3 in beiden Drehrichtungen drehfest mit dem Generator-Motor 2 gekuppelt ist, dann wird Wasser in die Antriebsturbine 1 eingelassen, um die Antriebsturbine und mit ihr den Generator-Motor 2 und die Pumpe 3 auf volle Betriebsdrehzahl zu bringen. Der Generator-Motor wird daraufhin mit demIf the pump 3 is rotatably coupled to the generator motor 2 in both directions of rotation, then water is let into the drive turbine 1, around the drive turbine and with it the generator motor 2 and pump 3 to full operating speed. The generator motor will then start with the

ίο Netz so synchronisiert, daß er als Motor arbeitet. Die Antriebsturbine 1 wird sodann abgeschaltet, was zur Folge hat, daß die Freilaufkupplung 4 ausrückt und der Generator-Motor 2 weiter umläuft und die Pumpe 3 über die eingerückte und verriegelte Zahnkupplung 5ίο Network synchronized so that it works as a motor. the Drive turbine 1 is then switched off, with the result that the overrunning clutch 4 disengages and the Generator motor 2 continues to rotate and pump 3 via the engaged and locked tooth clutch 5

is antreibt.is driving.

Um vom Pumpbetrieb auf Generatorbetrieb überzugehen, wird das Auslaßventil der Pumpe 3 geschlossen und der Generator-Motor 2 vom Netz getrennt, worauf eine schnelle Verzögerung der umlaufenden Maschinenteile eintritt. Wenn sich das zwischen dem Generator-Motor 2 und der Pumpe 3 wirksame Drehmoment unter der Wirkung des elektrischen Bremssystems umkehrt, wird der mit der Zahnkupplung S verbundene Servomechanismus betätigt, welcher die Verriegelungs-In order to switch from pump operation to generator operation, the outlet valve of pump 3 is closed and the generator-motor 2 disconnected from the mains, whereupon a rapid deceleration of the rotating machine parts entry. When the torque between the generator motor 2 and the pump 3 reverses under the action of the electric braking system, the one connected to the tooth clutch S becomes Servomechanism operated, which the locking

2s muffe 44 ... 48 in die ausgerückte Stellung verschiebt, und wenn diese sich in ausgerückter Stellung befindet, wird in die Antriebsturbine 1 Wasser eingelassen, worauf die Freilaufkupplung 4 bei erreichtem Drehsynchronismus selbsttätig einrückt und die Antriebsturbine 1 den Generator-Motor 2 antreibt und wobei die Zahnkupplung 5 ausrückt Die Antriebsturbine I beschleunigt sodann den Generator-Motor zur Erzeugung elektrischer Energie auf die volle elektrische Synchrondrehzahl mit dem Netz. Da die Zahnkupplung 5 ausgerückt ist, überholt der Generator-Motor 2 die Pumpe 3, die stehenbleibt.2s sleeve 44 ... 48 moves into the disengaged position, and when this is in the disengaged position, water is let into the drive turbine 1, whereupon the overrunning clutch 4 automatically engages when rotational synchronism is achieved and the drive turbine 1 drives the generator motor 2 and the toothed clutch 5 disengages. The drive turbine I accelerates then the generator motor to generate electrical energy to the full electrical synchronous speed with the network. Since the tooth clutch 5 is disengaged, the generator motor 2 overtakes the pump 3, which stops.

Eine abgewandelte Maßnahme zur Einrückung und zur Verriegelung der Zahnkupplung 5 zwischen dem Generator-Motor 2 und der Pumpe 3 in beiden Drehrichtungen zum Zwecke des Pumpbetriebes besteht darin, die Welle der Pumpe 3 in normaler Drehrichtung in Umlauf zu setzen, wodurch die Zahnkupplung 5 in eingerückte Stellung verschoben wird und in dieser eingerückten Stellung verriegelbar ist 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.A modified measure for engaging and locking the toothed clutch 5 between the Generator motor 2 and the pump 3 exist in both directions of rotation for the purpose of pumping operation in rotating the shaft of the pump 3 in the normal direction of rotation, whereby the tooth coupling 5 in is shifted engaged position and is lockable in this engaged position The required Rotation of the pump shaft can be achieved by letting pressurized water into the pump, which acts on the pump wheel in a direction of rotation in which the pump shaft in the desired direction of rotation is put into circulation.

Eine weiter abgewandelte Möglichkeit die Welle der Pumpe 3 im Sinne der Einrückung der Zahnkupplung 5 zu drehen, besteht darin, einen Wetlendrehantrieb vorzusehen, der beispielsweise als Ratschenantrieb ausgebildet sein kann und in einem Drehsinn wirksam ist,A further modified possibility is the shaft of the pump 3 in the sense of the engagement of the tooth clutch 5 to rotate, consists in providing a rotary drive, which is designed, for example, as a ratchet drive can be and is effective in one sense of rotation,

SS welcher dem normalen Drehsinn der Pumpe 3 während des Pumpbetriebes entsprichtSS which the normal direction of rotation of the pump 3 during corresponds to the pumping operation

Es wird nunmehr Bezug auf F i g. 4 der Zeichnungen genommen. Das dort dargestellte Druckluftspeicherwerk weist eine Gasturbine Γ, einen Generator-Motor 2' und einen Verdichter 3' auf. Die Gasturbine Γ ist über eine synchronisierende selbstschaltende Freilaufkupplung 4' gleicher Konstruktion wie die oben beschriebenen Freilaufkupplung 4 mit dem Generator-Motor 2' gekuppelt Der Generator-Motor 2' ist überReference is now made to FIG. Taken 4 of the drawings. The compressed air storage facility shown there has a gas turbine Γ, a generator motor 2 'and a compressor 3'. The gas turbine Γ is via a synchronizing self-shifting overrunning clutch 4 'of the same construction as the one described above Overrunning clutch 4 is coupled to the generator motor 2 '. The generator motor 2' is over

6s eine Zahnkupplung 5' gleicher Konstruktion wie die oben beschriebene Zahnkupplung 5 mit dem Verdichter 3' verbunden. Außerdem weist die Anlage einen Hilfsmotor 60 auf, welcher mit der Welle des Verdich-6s a tooth coupling 5 'of the same construction as that Tooth coupling 5 described above is connected to the compressor 3 '. In addition, the plant has a Auxiliary motor 60, which with the shaft of the compression

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tcrs 3' über eine synchronisierende selbstschaltende Freilaufkupplung 61 gekuppelt ist, die selbsttätig einrückt, wenn der Hilfsmotor 60 das Bestreben hat, relativ zum Verdichter in normalem Drehsinn umzulaufen und die selbsttätig ausrückt, wenn der Verdichter 3' den Hilfsmotor 60 überholt. Der Hilfsmotor 60 hat eine kleine Leistung.tcrs 3 'is coupled via a synchronizing self-shifting overrunning clutch 61, which engages automatically, when the auxiliary motor 60 tends to rotate in the normal direction of rotation relative to the compressor and which disengages automatically when the compressor 3 'overtakes the auxiliary motor 60. The auxiliary motor 60 has a small achievement.

Die Wirkungsweise des Druckluftspeicherkraftwerkes ist die folgende, wobei wiederum von einem Stillstand der Anlage ausgegangen wird, in welchem alle drei Kupplungen ausgerückt sind.The operation of the compressed air storage power plant is as follows, again from a standstill the system is assumed in which all three clutches are disengaged.

Der Hilfsmotor 60 wird eingeschaltet und seine Drehung bewirkt, daß die Freilaufkupplung 61 einrückt und der Verdichter von dem Hilfsmotor 60 angetrieben wird, welcher eine Höchstdrehzahl von beispielsweise 1500 U/min hat. Die Drehung der Verdichterwelle relativ zu der Welle des Generator-Motors 2' bewirkt eine Einrückung der Zahnkupplung 5', worauf dieselbe verriegelt wird und damit der Generator-Motor 2' in beiden Drehrichtungen drehfest mit dem Verdichter gekuppelt ist, so daß der Generator-Motor 2' ebenfalls von dem Hilfsmotor 60 angetrieben wird und somit eine Drehzahl von 1500 U/min erreicht.The auxiliary motor 60 is turned on and its rotation causes the one-way clutch 61 to engage and the compressor is driven by the auxiliary motor 60, which has a maximum speed of, for example 1500 RPM. The rotation of the compressor shaft is relative to the shaft of the generator motor 2 'causes the toothed clutch 5' to engage, whereupon the same locks and thus the generator motor 2 'is coupled to the compressor in a rotationally fixed manner in both directions of rotation is, so that the generator motor 2 'is also driven by the auxiliary motor 60 and thus reached a speed of 1500 rpm.

Wenn die Anlage weiterhin im Verdichterbetrieb betrieben werden soll, so wird die Gasturbine Γ gestartet, wozu man in der Brennkammer die vom Verdichter 3' gelieferte Druckluft benutzt, welche nunmehr in ausreichender Menge von dem Verdichter 3' geliefert wird. Wenn die Drehzahl der Gasturbine Γ so hoch wird, daß dieselbe das Bestreben hat, den Generator-Motor 2' zu überholen, dann rückt die Freilaufkupplung 4' ein, und wenn die Drehzahl des Generator-Motors 2' und des damit über die Zahnkupplung 5' gekuppelten Verdichters die Drehzahl des Hilfsmotors 60 übersteigt, dann rückt die Freilaufkupplung 61 aus und der Hilfsmotor 60 kann abgeschaltet werden. Die Gasturbine beschleunigt sich weiter auf eine Drehzahl von beispielsweise 3000 U/min und der Generator-Motor 2' und der Verdichter 3' werden ebenfalls auf diese Drehdie eingerückte Zahnkupplung 5', wobei die von den Verdichter 3' gelieferte Druckluft nunmehr zur vollei Aufladung des Druckluftspeichers benutzt wird.If the system is to continue to operate in compressor mode, the gas turbine Γ is started, for which purpose the compressed air supplied by the compressor 3 'is used in the combustion chamber, which is now sufficient Amount is supplied by the compressor 3 '. When the speed of the gas turbine Γ becomes so high, that the same endeavors to overtake the generator motor 2 ', then the overrunning clutch 4' engages, and when the speed of the generator motor 2 'and of the compressor coupled therewith via the toothed coupling 5' exceeds the speed of the auxiliary motor 60, then the overrunning clutch 61 disengages and the auxiliary motor 60 can be switched off. The gas turbine accelerates further to a speed of, for example 3000 rpm and the generator motor 2 'and the compressor 3' are also used on this rotary die engaged tooth clutch 5 ', the compressed air supplied by the compressor 3' now fully Charging of the compressed air storage is used.

Um vom Verdichterbetrieb auf den Generatorbe trieb überzugehen, wird der Generator-Motor 2' von Netz getrennt und der Hilfsmotor 60 eingeschaltet, wo nach er sich schnell auf 1500 U/min beschleunigt. Wenr die Drehzahl des Generator-Motors 2' und des Ver dichters 3' das Bestreben hat, unter 1500 U/min abzu sinken, dann rückt die Freilaufkupplung 61 ein und dei Hilfsmotor 60 beginnt den Verdichter 3' und den Gene rator-Motor 2' anzutreiben. Die Verriegelung dei Zahnkupplung 5' wird folglich entlastet und die Zahn kupplung wird entriegelt, bleibt jedoch eingerückt, di der Verdichter 3' den Generator-Motor treibt. Wird so dann die Gasturbine Γ angelassen, wozu wiederun Druckluft aus dem Druckluftspeicher verwendet wire dann rückt, wenn die Drehzahl der Gasturbine diejen ge des Generator-Motors, beispielsweise als* 1500 U/min übersteigt, die Freilaufkupplung 4' ein, si daß nunmehr der Generator-Motor 2' wiederum voi der Gasturbine Γ angetrieben wird und die Zahnkupp lung 5' ausrückt. Der Hilfsmotor 60 wird sodann abge stellt und kommt zur Ruhe und der Verdichter 3 kommt ebenfalls zur Ruhe. Wenn die Gasturbine eine Drehzahl von 3000 U/min erreichii hat, wird dei Generator-Motor 2' wieder an das Netz angeschlossen um nunmehr als Generator zu arbeiten, der von de Gasturbine Γ angetrieben wird.In order to pass from the compressor operation to the generator operation, the generator motor 2 'of Mains disconnected and the auxiliary motor 60 switched on, after which it accelerates quickly to 1500 rpm. Wenr the speed of the generator motor 2 'and the United poet 3' endeavors to be below 1500 rpm decrease, then the overrunning clutch 61 engages and the auxiliary motor 60 starts the compressor 3 'and the genes rator motor 2 'to drive. The locking of the tooth coupling 5 'is consequently relieved and the tooth The clutch is unlocked, but remains engaged, ie the compressor 3 'drives the generator motor. Will be so then the gas turbine Γ started, for which again compressed air from the compressed air reservoir is used then advances when the speed of the gas turbine is that of the generator motor, for example as * 1500 rpm exceeds, the overrunning clutch 4 'a, si that now the generator motor 2 'is driven again voi the gas turbine Γ and the toothed coupling lung 5 'disengages. The auxiliary motor 60 is then turned off and comes to rest and the compressor 3 also comes to rest. When the gas turbine has reached a speed of 3000 rpm, the dei Generator motor 2 'reconnected to the network to now work as a generator, which is de Gas turbine Γ is driven.

Um vom Generatorbetrieb auf Verdichterbetriel überzugehen, wird der Hilfsmotor 60 eingeschaltet, de den Verdichter schnell auf 1500 U/min beschleunig! Der Generator-Motor 2' wird sodann vom Netz abg trennt und die Brennstoffzufuhr zur Gasturbine Γ win vermindert, so daß der Generator-Motor 2' und d Gasturbine Γ sich verzögern. Wenn die Drehzahl d< Generator-Motors auf 1500 U/min abgefallen ist, dan rückt die Zahnkupplung 5' ein und bleibt danach in di sem Zustand verriegelt. Die Brennstoffzufuhr zur GaIn order to pass from generator operation to compressor amount, the auxiliary motor 60 is switched on, de quickly accelerate the compressor to 1500 rpm! The generator motor 2 'is then disconnected from the network separates and reduces the fuel supply to the gas turbine Γ win, so that the generator motor 2 'and d Gas turbine Γ delay. If the speed d <generator motor has dropped to 1500 rpm, then the toothed clutch 5 'engages and then remains locked in this state. The fuel supply to the Ga

zahl beschleunigt, da die beiden Kupplungen 4' und 5' 40 turbine Γ wird sodann erhöht, wodurch der Generatoinumber accelerates because the two clutches 4 'and 5' 40 turbine Γ is then increased, whereby the Generatoi

eingerückt sind. Wenn diese Drehzahl erreicht wird, wird der Generator-Motor 2' an das Netz angeschlossen, um als Motor zu arbeiten, und die Gasturbine Γ wird abgestellt, worauf die Freilaufkupplung 4' ausrückt und überholt. Der Generator-Motor 2' läuft bei 3000 U/min weiter und treibt den Verdichter 3' über Motor 2' wieder auf eine Drehzahl von 3000 U/min schleunigt wird, bei welcher er sodann an das Netz a geschlossen wird. Die Gasturbine Γ wird sodann abge stellt und die Freilaufkupplung 4' rückt selbsttätig au Der Generator-Motor 2' treibt auch weiterhin den Vei dichter 3'.are indented. When this speed is reached, the generator motor 2 'is connected to the mains, to work as a motor, and the gas turbine Γ is switched off, whereupon the overrunning clutch 4 'disengages and obsolete. The generator motor 2 'continues to run at 3000 rpm and overdrives the compressor 3' Motor 2 'is again accelerated to a speed of 3000 rpm, at which it is then connected to the network a is closed. The gas turbine Γ is then removed sets and the overrunning clutch 4 'is automatically engaged. The generator motor 2' continues to drive the Vei denser 3 '.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Anordnung für ein Jpeicherkraftwerk mit einer Antriebsturbine, einem von dieser antreibbaren Generator-Motor gleichen Drehsinns und einer Pumpe bzw. einem Verdichter gleichen Drehsinns, die bzw. der mit dem Generator-Motor über eine schaltbare Zahnkupplung kuppelbar ist, welche geeignet ist, in eingerückter Stellung Drehmoment in beiden Drehrichtungen zu übertragen, sowie mit einer Drehvorrichtung zur Erzeugung einer Relativdrehung zwischen Pumpe bzw. Verdichter und Generator-Motor zwecks Ermöglichung der Einrückung der Kupplungszahnkränze bei ausgerückter Zahnkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungszahnkränze (33, 37) selbsttätig (38, 39) miteinander'zum Eingriff kommen, wenn der Generator-Motor (2, 2') versucht, relativ zur Pumpe (3) bzw. zum Verdichter (3') in entgegengesetztem Drehsinn umzulaufen oder wenn die Pumpe bzw. der Verdichter versucht, relativ zum Generator-Motor in normalem Drehsinn umzulaufen, und daß schaltbare (53 ... 56) Mittel (44 ... 49) zur Verhinderung der Ausrückung der Kupplungszahnkränze vorgesehen sind.1. Arrangement for a storage power plant with a drive turbine, a generator motor which can be driven by this, and a pump or a compressor with the same direction of rotation, the or the with the generator motor via a switchable Tooth coupling can be coupled, which is suitable for transmitting torque in both directions of rotation in the engaged position, as well as with a rotating device for generating a relative rotation between the pump or compressor and generator motor in order to enable the engagement of the Clutch sprockets when the tooth clutch is disengaged, characterized in that the Clutch sprockets (33, 37) automatically (38, 39) come into engagement with one another when the generator motor (2, 2 ') tries to move relative to the pump (3) or to the compressor (3 ') in the opposite direction of rotation or if the pump or the compressor tries to rotate in the normal direction of rotation relative to the generator motor, and that Switchable (53 ... 56) means (44 ... 49) to prevent the clutch sprockets from disengaging are provided.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung eine die elektrische Bremsung der Generator-Motorwelle (30) bewirkende Bremseinrichtung ist, welche die Dreh- richtung der Generator-Motorwelle, nachdem diese auf Stillstand abgebremst worden ist, so weit umkehrt, daß die Kupplungskränze (33, 37) ineinander einrücken.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rotating device is an electrical braking of the generator-motor shaft (30) causing braking device, which the rotary Direction of the generator motor shaft, after it has been braked to a standstill, reverses so far that the coupling rings (33, 37) into one another indent.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvon ichtung die in der Anlage verwendete Pumpe (3) ist, der über ein Steuerorgan Druckwasser zuführbar ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rotation of the device in the system used pump (3), which can be supplied via a control element pressurized water.

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Speicherkraftwerk nach dem Oberbegriff des An-•pruchs 1. Eine derartige Anordnung ist aus der CH-PS 59 104 bekannt.The invention relates to an arrangement for a storage power plant according to the preamble of claim 1. Such an arrangement is from CH-PS 59 104 known.

Bei dieser bekannten Anordnung ist die Antriebsturbine über eine synchrone selbst schaltende Freilaufkupplung mit dem Generator-Motor kuppelbar, die selbsttätig einrückt, wenn die Antriebsturbine den Ge- so nerator-Motor zu überholen versucht, und die selbsttätig ausrückt, wenn der Generator-Motor die Antriebsturbine zu überholen versucht. Die Antriebsturbine ist außerdem über eine die hohle Generator-Motorwelle durchdringende Verbindungswelle und eine an deren freiem Wellenende koaxial innerhalb der schaltbaren Zahnkupplung angeordnete Hilfskupplung mit der Pumpe kuppelbar. Diese Hilfskupplung ist eine zweiseitig wirkende Freilaufkupplung, die mittels einer pneumatischen Schalteinrichtung entweder auf zweiseitigen Freilauf, in welchem sie einen freien relativen Umlauf der Turbinenwelle und der Pumpenwelle in beiden Drehrichtungen gestattet, oder auf einseitigen Freilauf schaltbar ist, in welchem sie selbsttätig einrückt, wenn die Turbinenwelle die Pumpenwelle zu überholen versucht, bzw. selbsttätig ausrückt, wenn die Pumpenwelle versucht, die Turbinenwelle zu überholen. Hinsichtlich ihrer Bauart ist die Hilfskupplung eine selbstschaltendeIn this known arrangement, the drive turbine can be coupled to the generator motor via a synchronous self-shifting overrunning clutch, which automatically engages when the drive turbine tries to overtake the generator motor, and it disengages automatically when the generator motor tries to overtake the drive turbine. The drive turbine is also via a connecting shaft penetrating the hollow generator-motor shaft and one on the other Free shaft end coaxially arranged within the switchable tooth coupling with the auxiliary coupling Pump can be coupled. This auxiliary clutch is a double-acting overrunning clutch, which by means of a pneumatic switching device either on both sides Freewheel, in which there is a free relative rotation of the turbine shaft and the pump shaft in both Direction of rotation permitted, or it can be switched to one-sided freewheeling, in which it engages automatically when the turbine shaft tries to overtake the pump shaft or disengages automatically when the pump shaft tries to overtake the turbine shaft. In terms of its design, the auxiliary clutch is a self-switching one Synchronkupplung mit einer längs eines Steilgewindes der Turbinenwelle zwischen Axialanschlägen axialschraubend verschiebbaren Kupplungsmuffe, deren Kupplungszahnkranz in einen Kupplungs-Gegenzahnkranz der Pumpenwelle ein- bzw. aus diesem ausrückbar ist Die Kupplungsmuffe ist außerdem mit zwei beiderseits des Kupplungszahnkranzes angeordneten, gegensinnigen Gesperreklinkensätzen ausgestattet, die mit dem Kupplungs-Gegenzahnkranz der Pumpenwelle derart zusammenwirken, daß bei Relativdrehung der Turbinenwelle und der Pumpenwelle die Kupplungsmuffe relativ zur Turbinenwelle axial-schraubend aus ihrer in einer Grenzstellung eingenommenen einen Freilaufstellung eingriffrichtig über die Einsgriffstellung der beiden Kupplungszahnkränze in die ihrer anderen Grenzstellung zugeordnete entgegengesetzte Freilaufstellung verschoben wird. Die pneumatisch betätigte Schalteinrichtung der Hilfskupplung weist eine drehfest und axial verschiebbar mit der Kupplungsmuffe verbundene Verriegelungsmuffe mit Innenzahnkranz auf, welch letzterer in demjenigen Freilaufzustand der Kupplung, in welchem die in normalem Drehsinn umlaufende Pumpenwelle die Turbinenwelle überholen kann, durch Axialverschiebung der Verriegelungsmuffe in einen weitlückigen Außenzahnkianz der Turbinenwelle einrückbar ist, wodurch die Hilfskupplung in ihren einseitigen Freilaufzustand geschaltet wird, in welchem sie selbsttätig einrückt, wenn die Turbinenwelle die Pumpenwelle zu überholen versucht, und selbsttätig ausrückt, wenn die Pumpenwelle die Turbinenwelle zu überholen versucht. Die Drehvorrichtung der bekannten Anordnung ist in einen Außenzahnkranz der Pumpenwelle einrückbar und dient dazu, die Pumpenwelle langsam in ihrem normalen Drehsinn in Umlauf zu setzen, um bei stillstehender Antriebsturbine und stillstehender Pumpe die Hilfskupplung in den Freilaufzustand bringen zu können, in welchem die in normalem Drehsinn umlaufende Pumpenwelle die Turbinenwelle überholen kann, falls sich die Hilfskupplung zufällig in demjenigen Freilaufzustand befinden sollte, in welchem die in normalem Drehsinn umlaufende Antriebsturbinenwelle die Pumpenwelle überholen kann.Synchronous coupling with a coupling sleeve which can be displaced axially screwing along a coarse thread of the turbine shaft between axial stops, the Coupling ring gear can be engaged or disengaged from a clutch mating ring gear of the pump shaft. The coupling sleeve also has two on both sides of the clutch sprocket arranged, opposing locking pawl sets equipped, the cooperate with the clutch mating ring gear of the pump shaft in such a way that with relative rotation of the Turbine shaft and the pump shaft screwing out the coupling sleeve axially relative to the turbine shaft Their free-wheeling position assumed in a limit position correctly intervenes via the engaged position of the two clutch ring gears is moved into the opposite free-wheeling position assigned to their other limit position. The pneumatically operated Switching device of the auxiliary clutch has a non-rotatable and axially displaceable locking sleeve connected to the coupling sleeve with an internal gear rim, which latter is in that freewheeling state of the clutch in which the pump shaft rotating in the normal direction of rotation overtakes the turbine shaft can, can be engaged by axial displacement of the locking sleeve in a wide-spaced external teeth of the turbine shaft, whereby the auxiliary clutch is switched to its one-sided freewheeling state, in which it engages automatically when the turbine shaft the pump shaft tries to overtake and disengages automatically when the pump shaft closes the turbine shaft tried to overtake. The rotating device of the known arrangement can be engaged in an external ring gear of the pump shaft and is used to drive the pump shaft slowly in its normal direction of rotation in order to be able to bring the auxiliary clutch into the freewheeling state when the drive turbine and the pump are at a standstill, in which the in normal Rotating pump shaft can overtake the turbine shaft if the auxiliary clutch happens to be in that freewheeling state should be in which the drive turbine shaft rotating in the normal direction of rotation can overtake the pump shaft.

Die zur Kupplung des Generator-Motors mit der Pumpe dienende schaltbare Zahnkupplung ist eine nichtsynchrone Kupplung und folglich nur dann einrückbar, wenn die Kupplungszahnkränze genau auf Lücke stehen und die Kupplung beim Einrücken keine Drehmomentlast aufzunehmen braucht, wie auch ihre Ausrückung nur in drehmomententlastetem Zustand möglich ist. Zweck der Hilfskupplung ist infolgedessen, ein synchrones Schalten der schaltbaren Zahnkupplung bei umlaufender Generator-Motor- und Pumpenwelle zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Pumpe durch Einrücken der Hilfskupplung mit der den Generator-Motor antreibenden Antriebsturbine gekuppelt und damit zwangläufig die Generator-Motorwelle und die Pumpenwelle in gleichem Drehsinn auf gleiche Drehzahl gebracht werden, so daß nunmehr die zur unmittelbaren Kupplung dieser beiden Wellen dienende schaltbare Zahnkupplung ohne Schwierigkeit geschaltet werden kann, wenn ihre Kupplungszahnkränze Zahn auf Lücke aufeinander ausgerichtet sind.The switchable tooth coupling used to couple the generator motor with the pump is a Nonsynchronous clutch and consequently only engageable when the clutch sprockets are exactly on There is a gap and the clutch does not need to take up any torque load when engaging, as does yours Disengagement is only possible in a torque-relieved state. The purpose of the auxiliary coupling is therefore a synchronous switching of the switchable tooth clutch with rotating generator motor and pump shaft to enable. This is achieved in that the pump by engaging the auxiliary clutch with the The generator-motor driving the drive turbine is coupled and thus inevitably the generator-motor shaft and the pump shaft in the same direction of rotation the same speed can be brought, so that now serving for the direct coupling of these two shafts switchable gear coupling without difficulty can be switched when their clutch sprockets are aligned with each other on a gap.

Die auf die Pumpenwelle wirkende Drehvorrichtung ermöglicht also mittelbar eine Einrückung der Kupplungszahnkränze der schaltbaren Zahnkupplung, indem sie durch Drehung der Pumpenwelle relativ zur Generator-Motorwelle zunächst eine Schaltung der Hilfskupplung ermöglicht.The rotating device acting on the pump shaft thus indirectly enables the clutch ring gears of the switchable gear clutch to be engaged by it initially enables the auxiliary clutch to be switched by rotating the pump shaft relative to the generator motor shaft.