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TECHNISCHES GEBIET
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Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme zum Verhindern eines gebogenen Rotors für Turbomaschinen wie Gasturbinengeneratoren und insbesondere auf ein integriertes Schmiersystem und Zahnradantriebssystem und -verfahren.
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HINTERGRUND
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Große Turbomaschinen wie Gasturbinen schließen im Allgemeinen einen Generator mit einer Rotorwelle ein, die durch mehrere axial entlang der Welle beabstandete Lager positioniert und gelagert wird. Diese Lager sind üblicherweise mit Öl flutgeschmiert, und die rotierende Welle wird von einem Ölfilm zwischen der rotierenden Welle und der Oberfläche des Lagers gestützt. Die Welle ist in der Regel horizontal ausgerichtet, wobei ihr Gewicht von mehreren Gleitlagern getragen wird und ihre axiale Position durch ein Drucklager aufrechterhalten wird. Den Lagern wird Öl zugeführt, um die Unversehrtheit der Lagerflächen in der Nähe der Welle aufrechtzuerhalten und um die engen Abstände und Toleranzen zwischen dem Turbinenrotor und den stationären Komponenten der Turbine aufrechtzuerhalten. Der Verlust eines Ölstroms zu diesen Lagern während jeder Art von Betrieb ist unerwünscht und führt zu Beschädigung und Ausfall.
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Zurzeit werden verschiedene Schmiersysteme verwendet, um den Lagern großer Gasturbinen Öl zuzuführen. Eine wellengetriebene Hauptölpumpe ist in der Regel die primäre Vorrichtung, die bei herkömmlichen Schmiersystemen zum Zuführen von Öl verwendet wird. Die Hauptölpumpe ist mechanisch mit der Rotorwelle gekoppelt und wird durch eine Drehung der Welle angetrieben. Im Allgemeinen ist die wellengetriebene Hauptölpumpe auf der Höhe der Mittellinie der Turbomaschinen angeordnet und pumpt Öl aus einem Ölbehälter oder Sumpf, der auf einer niedrigeren Ebene angeordnet ist, mit einem Druck zum Einlass der Hauptpumpe, der den Saugdruckanforderungen der Hauptpumpe entspricht.
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Die Hauptölpumpe ist in der Regel eine wellengetriebene Pumpe wie eine Kreisel- oder Verdrängerpumpe, die einen Ölstrom mit hohem Druck in ihre Auslassleitung leitet. Solche wellengetriebenen Pumpen erfordern jedoch eine Mindestrotordrehzahl (z. B. 500-1000 Umdrehungen pro Minute (U/min)) zum Bereitstellen eines ausreichenden Ölflusses, um eine Beschädigung des Rotors oder der Lager zu vermeiden.
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Wenn sich die Rotorwelle der Turbomaschine mit einer geringen Drehzahl dreht (wie beim Anfahren der Turbine), kann die Drehzahl der Rotorwelle zu gering sein (z. B. unter 1000 U/min), sodass die Hauptpumpe keinen ausreichenden Ölfluss aufrechterhalten kann. Dementsprechend können herkömmliche Schmiersysteme auch mindestens eine sekundäre oder „Reserve“-Ölpumpe wie eine Kreisel- oder Verdrängerpumpe aufweisen, deren Ausgang fluidisch mit der Zuleitung zu den Lagern der Turbine gekoppelt ist. Zum Beispiel kann die sekundäre Pumpe von einem Gleichstrommotor angetrieben werden und dazu dienen, den Lagern Öl zuzuführen, wenn die Turbine unterhalb einer sich selbst erhaltenden Drehzahl der Hauptölpumpe arbeitet, zum Beispiel beim Starten oder Abschalten der Turbine.
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Außerdem ist bekannt, dass der Antriebsstrang beim Abschalten eines Gasturbinentriebwerks eine erhöhte Temperatur hat und die oberen Teile des Triebwerks aufgrund des Temperaturanstiegs heißer werden als die unteren Teile des Antriebsstrangs. In solchen Fällen, insbesondere solchen ohne ausreichenden Schmierfluss, kann die Generatorrotorwelle einen Temperaturgradienten über ihren Querschnitt aufweisen (d. h. an den äußeren Teilen ihres Querschnitts heißer sein als an den inneren Teilen). Dieser Zustand kann zu einer ungleichmäßigen Wärmeausdehnung führen, die eine Biegung der Welle zur Folge hat, was häufig als „gebogener Rotorzustand“ bezeichnet wird. Dauerbetrieb eines Generators mit gebogenem Rotor ist unerwünscht und führt zu Beschädigung oder Ausfall der verschiedenen Komponenten.
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Dementsprechend können Systeme nach Stand der Technik auch einen zusätzlichen Antriebsmotor wie einen an die Turbinenwelle gekoppelten Elektromotor verwenden, um eine Drehung der Gasturbine über ein Motorzusatzgetriebe anzutreiben, das allgemein als „Drehgetriebe“ oder „Hubgetriebe“ bezeichnet wird. Der zusätzliche Antriebsmotor ist dafür angeordnet, die Turbomaschine mit sehr geringer Drehzahl (z. B. unter 15 U/min) zu drehen, um den Temperaturgradienten der rotierenden Teile nach Abschalten des Motors auszugleichen. Nach Abschalten des Motors kann der zusätzliche Motor mithilfe einer elektrischen Motorsteuerung so gesteuert werden, dass sich die Turbomaschine für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. 30-40 Minuten) mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht, um den Temperaturgradienten zu vermeiden und einen gebogenen Rotorzustand dadurch zu verhindern. Andere bekannte Lösungen verwenden eine externe tragbare Quelle wie ein pneumatisches System als Antriebsmotor zum Drehen der Turbomaschine mit sehr geringer Drehzahl. Das Bereitstellen solcher zusätzlicher Motoren und zugehöriger elektronischer Steuerungen zum Antrieb der Turbomaschinen ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden und erfordert zusätzlichen Platz für die Geräte.
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KURZBESCHREIBUNG
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Ein System zum Verhindern eines gebogenen Rotors für eine Turbomaschine wird offenbart. Das System umfasst eine erste Turbomaschine mit einer ersten Welle, die durch mehrere Lager drehbar gelagert ist, eine zweite Turbomaschine mit einer zweiten Welle, die drehbar mit der ersten drehbaren Welle gekoppelt ist, und eine Pumpe mit einer dritten Welle, die drehbar mit der zweiten Welle gekoppelt ist, wobei die Pumpe dafür konfiguriert ist, ein Schmiermittel zu den mehreren Lagern zu pumpen. Das System schließt ferner ein Getriebe mit einer vierten Welle ein, die über eine Kupplung drehbar mit der dritten Welle gekoppelt ist, wobei die Kupplung dafür konfiguriert ist, in einem Freilaufzustand zu arbeiten, wenn sich die erste Welle schneller als mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht, und ferner dafür konfiguriert ist, die vierte Welle drehbar mit der dritten Welle in Eingriff zu bringen, wenn sich die erste Welle langsamer als mit einer zweiten vorbestimmten Drehzahl dreht, um dadurch eine Drehung der dritten Welle anzutreiben, wobei die erste vorbestimmte Drehzahl schneller als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist.
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Ein Verfahren zum Verhindern eines gebogenen Rotorzustands einer Turbomaschine wird ebenfalls bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Lagern einer drehbaren ersten Welle einer ersten durch mehrere Lager, das Koppeln einer drehbaren zweiten Welle einer zweiten Turbomaschine mit der ersten drehbaren Welle, das Koppeln einer drehbaren dritten Welle einer Pumpe mit der zweiten Welle, wobei die Pumpe dafür konfiguriert ist, ein Schmiermittel zu den mehreren Lagern zu pumpen, und das selektive Koppeln einer drehbaren vierten Welle eines Getriebes mit der dritten Welle. Das Verfahren schließt auch das Antreiben einer Drehung der dritten Welle durch Drehen der zweiten Welle ein, falls sich die erste Welle schneller als mit einer zweiten vorbestimmten Drehzahl dreht, und das Antreiben einer Drehung der dritten Welle durch Drehen der vierten Welle, wenn sich die erste Welle langsamer als mit einer ersten vorbestimmten Drehzahl dreht, wobei die erste vorbestimmte Drehzahl schneller als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, wobei:
- 1 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Systems zum Verhindern eines gebogenen Rotors ist;
- 2 ein schematisches Diagramm einer alternativen Ausführungsform ist; und
- 3 ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Verhindern eines gebogenen Rotorzustands ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird im Einzelnen auf exemplarische Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen mit Beispielen dafür, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Soweit möglich, beziehen sich die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Teile, ohne doppelte Beschreibung.
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Während die hierin offenbarten Ausführungsformen in erster Linie in Bezug auf Gasturbinen beschrieben werden, versteht es sich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch auf andere Apparate und/oder Verfahren anwendbar sein können, die von den hier enthaltenen Lehren profitieren. Der Begriff „Turbomaschine“ bezieht sich hierin auf jede Maschine, die Energie zwischen einem Rotor und einem Fluid überträgt, und schließt sowohl Turbinen als auch Kompressoren ein.
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Während hierin im Allgemeinen auf eine wellengetriebene Pumpe als exemplarische Pumpe für die Zwecke dieser Anmeldung Bezug genommen wird, versteht es sich außerdem, dass jede andere Pumpe, die einen nützlichen oder vorteilhaften Beitrag zu einem industriellen Betrieb leistet, ebenfalls verwendet werden kann, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform, die einen exemplarischen mehrstufigen Gasturbinengeneratorsatz mit einem primären Schmiersystem dafür umfasst. Eine erste Turbomaschine wie die Turbine 190, schließt eine zentral angeordnete drehbare erste Welle 110 ein. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die drehbare erste Welle 110 eine erste Turbinenwelle 110, die „luftgekoppelt“ oder als Welle vom Freiturbinentyp dafür angeordnet ist, Leistung aus einem Abgasstrom einer stromaufwärtigen Turbomaschine 140 mit einer stromaufwärts der Turbine 190 angeordneten Welle 144 zu entnehmen (d. h. die erste Turbinenwelle 110 ist möglicherweise nicht physisch mit der stromaufwärtigen Turbomaschine oder der stromaufwärtigen Turbomaschinenwelle 144 verbunden), so dass ein Abluftstrom der (nicht dargestellten) stromaufwärtigen Turbomaschine die Turbine 190 in bekannter Weise dreht. Bei anderen Ausführungsformen kann die erste Turbinenwelle 110 über eine (nicht dargestellte) direkte Kopplung mit der stromaufwärtigen Turbomaschinenwelle 144 gekoppelt sein. Eine drehbare zweite Welle 220 einer zweiten Turbomaschine wie eines elektrischen Generators 200 ist über eine Kopplung 195 mit der ersten Turbinenwelle 110 gekoppelt. Ein Antriebsfluid (z. B. Dampf) wird den Turbinenabschnitten 140 und 150 in bekannter Weise zugeführt, um die erste Turbinenwelle 110 in Drehung zu versetzen und dadurch die zweite drehbare Generatorwelle 220 zu drehen, um den Generator 200 anzutreiben. Bei Ausführungsformen ist die erste Turbinenwelle 110 auf einer ersten Seite 201 des Generators 200 angeordnet. Mehrere Lager 155 können mindestens eine der drehbaren ersten Welle 110 und der drehbaren zweiten Welle 220 drehbar lagern. Ein (nicht dargestellter) dünner Ölfilm ist dort in bekannter Weise zwischen der Oberfläche jedes Lagers 155 und der Oberfläche der ersten Turbinenwelle 110 angeordnet. Die Lager 155 können ein herkömmlicher Lagertyp sein, wie üblicherweise in Axialströmungsturbinen verwendet, und sind nach Stand der Technik ölgeschmiert. Während 1 eine einzelne erste Turbinenwelle 110 und vier Lager 155 darstellt, die diese lagern, versteht es sich, dass die erste Welle 110 eine beliebige Anzahl erster Wellen 110 umfassen kann, die miteinander gekoppelt sind, um den hierin beschriebenen Betrieb zu ermöglichen. Auch versteht es sich, dass die Position und Anzahl von Lagern 155, wie in 1 dargestellt, exemplarisch sind und dass die mehreren Lager 155 eine beliebige Anzahl von Lagern 155 umfassen können, die den Betrieb des Gegenstands wie hierin beschrieben ermöglicht.
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Zusätzlich, wie in 1 dargestellt, kann mindestens ein Teil der mehreren Lager 155 die zweite drehbare Welle 220 drehbar lagern. Ein (nicht dargestellter) dünner Ölfilm ist dort in bekannter Weise zwischen der Oberfläche jedes Lagers 155 und der Oberfläche der zweiten drehbaren Welle 220 angeordnet. Während 1 die einzelne zweite drehbare Welle 220 mit zwei Lagern 155 darstellt, die diese lagern, versteht es sich, dass die Welle 220 eine beliebige Anzahl zweiter drehbarer Wellen 220 umfassen kann, die miteinander gekoppelt sind, um den hierin beschriebenen Betrieb zu ermöglichen. Auch versteht es sich, dass die Position und Anzahl von Lagern 155, wie in 1 dargestellt, exemplarisch sind und dass die mehreren Lager 155 eine beliebige Anzahl von Lagern 155 umfassen können, die den Betrieb des Gegenstands wie hierin beschrieben ermöglicht.
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Jedes Lager 155 wird durch eine entsprechende Zuleitung 157 mit einem Ölstrom versorgt, und das Öl wird aus jedem Lager 155 durch eine entsprechende Rückleitung 159 abgelassen. Jede Zuleitung 155 steht in Fluidverbindung mit einer Hauptzuleitung 167. Die Hauptzuleitung 167 steht in Fluidverbindung mit einer primären oder Hauptölpumpe 300, die Schmieröl 170 aus einem Ölbehälter 179 über eine Ölzuführleitung 177 nach oben befördert. Jede Rückleitung 159 steht in Fluidverbindung mit einer Hauptrückleitung 169, die das Öl aus den Rückleitungen 159 zurück zum Ölbehälter 179 befördert. Der Ölbehälter 179 kann auf geringerer Höhe als die erste Turbinenwelle 110 angeordnet sein.
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Zu den Ausführungsformen gehört ein primäres Schmiersystem 340 mit der Hauptpumpe 300, bei der es sich um eine wellengetriebene Pumpe 300 mit einer drehbaren dritten Welle 330 handeln kann. Die Hauptpumpe 300 kann auf einer zweiten Seite 202 des Generators 200 angeordnet sein. Die zweite Seite 202 des Generators 200 kann der ersten Seite 201 gegenüberliegen. Bei anderen Ausführungsformen kann die zweite Seite 201 des Generators 200 senkrecht zur ersten Seite 201 angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Hauptpumpe 300 eine herkömmliche Kreiselpumpe, wobei die dritte Welle 330 eine drehbare Pumpenwelle 330 ist. Zum Beispiel kann die wellengetriebene Hauptpumpe 300, wie in 1 dargestellt, eine herkömmliche Kreiselpumpe vom „Durchgangswellentyp“ umfassen, bei der die Pumpenwelle 330 drehbar durch die Pumpe 300 hindurch verläuft. Ein erstes Ende 301 der Pumpenwelle 330 ist auf einer ersten Seite 311 der Pumpe 300 angeordnet und erstreckt sich von dort aus, und ein zweites Ende 302 der Pumpenwelle 330 ist auf einer zweiten Seite 312 der Pumpe 300 angeordnet und erstreckt sich von dort aus. Das erste Ende 301 der Pumpenwelle 330 ist mit der zweiten drehbaren Generatorwelle 220 durch eine Kopplung 193 gekoppelt, sodass sie von dieser angetrieben wird. Bei Ausführungsformen ist die Pumpe 300 auf einer zweiten Seite 202 des Generators 200 und gegenüber der ersten Seite 201 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kopplung 193 eine starre Kopplung wie eine starre Hülse oder eine Flanschkupplung umfassen. Bei anderen Ausführungsformen, insbesondere solchen, bei denen die zweite drehbare Generatorwelle 220 und die dritte drehbare Pumpenwelle 330 nicht koaxial angeordnet sind oder die Möglichkeit des Auftretens von Belastungsstößen besteht, kann die Kopplung 193 eine flexible Kopplung umfassen. Zum Beispiel kann die Kopplung 193 bei verschiedenen Ausführungsformen beliebige von Folgenden umfassen: Flanschstift-Buchsenkupplung, Bibby-Kupplung, Zahnkupplung, Reifenkupplung, Elastomerkupplung, Oldham-Kupplung, Universalkupplung und Balgkupplung, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
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Bei anderen Ausführungsformen muss die Hauptpumpe 300 keine Ölpumpe mit durchgehender Welle sein, sondern kann stattdessen eine herkömmliche Pumpe mit einer dritten drehbaren Welle 330 umfassen, die sich von einer Seite aus erstreckt. Zum Beispiel kann bei der wellengetriebenen Hauptpumpe 300, wie in der Ausführungsform von 2 (mit einigen Teilen zur Verdeutlichung) dargestellt, die dritte drehbare Welle 330 nur auf der ersten Seite 311 der Pumpe 300 angeordnet sein und sich von dort aus erstrecken. Ein erstes Ende 301 der dritten drehbaren Pumpenwelle 330 ist mit der zweiten drehbaren Generatorwelle 220 durch eine Kopplung 193 gekoppelt, so dass sie von dieser angetrieben wird.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein sekundäres Schmiersystem 640 bereitgestellt, das eine Reservepumpe oder sekundäre Pumpe 600 wie eine Elektropumpe oder Membranpumpe umfassen kann, wie in der Technik bekannt. Die sekundäre Pumpe 600 kann von einem Gleichstrommotor 660 angetrieben werden und so angeordnet sein, dass die Lager 155 geschmiert werden, wenn sich die erste Turbinenwelle 110 mit einer Drehzahl dreht, die nicht ausreicht (d. h. zu langsam ist), um die dritte Pumpenwelle 330 mit einer Drehzahl anzutreiben, bei der die Hauptpumpe 300 einen ausreichenden Ölfluss zu den Lagern 155 aufrechterhalten kann. Eine sekundäre Zuleitung 197 steht in Fluidverbindung mit der sekundären Pumpe 600 und befördert das Schmieröl 170 vom Ölbehälter 179 nach oben zur Pumpe 600. Eine Ausgabeleitung 187 steht in Fluidverbindung mit der sekundären Pumpe 600 und der Zuleitung 167. Die Ausgabeleitung 187 befördert das Öl 170 von der Pumpe 600 zu der Zuleitung 167 und zu den Lagern 155 der Turbine. Eine Motorsteuerung 690 kann verwendet werden, um einen Betrieb der sekundären Pumpe 600 auf Basis vorbestimmter Bedingungen wie einer Drehzahl der ersten Turbinenwelle 110 auszulösen.
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Das zweite Ende 301 der dritten drehbaren Pumpenwelle 330 ist drehbar mit einer Kraftübertragung oder einem Getriebe 400 wie einem herkömmlichen Drehgetriebe oder Hubgetriebe verbunden. Das Getriebe 400 dient dazu, die dritte drehbare Pumpenwelle 330 selektiv mit einer sehr geringen Drehzahl (z. B. etwa 1/10 U/min) im Verhältnis zur Nennbetriebsdrehzahl der Turbine 190 zu drehen. Das Getriebe 400 kann durch einen Antriebsmotor 410 wie einen Elektromotor, der drehbar mit einem Eingang 420 des Getriebes 400 gekoppelt ist, angetrieben werden, um eine Drehung des Drehgetriebes 400 anzutreiben. Bei Ausführungsformen verwendet das Getriebe 400 zum Beispiel eine (nicht dargestellte) Drehgetriebeanordnung mit hoher Übersetzung oder einen Antriebsstrang in bekannter Weise, um die relativ schnelle Drehung, die vom Antriebsmotors 410 an einem Eingang 420 des Getriebes 400 bereitgestellt wird, in eine relativ langsame Drehung an einem Ausgang 440 des Getriebes 400 zu verwandeln. Bei einer Ausführungsform umfasst der Ausgang 440 des Getriebes 400 eine vierte drehbare Welle 444 und umfasst der Eingang 420 des Getriebes 400 eine fünfte drehbare Welle 445. Bei einigen Ausführungsformen ist der Drehgetriebe-Antriebsmotor 410 ein Motor mit relativ geringer Leistung (z. B. 5 PS), der mechanisch mit einem Eingang 420 des Getriebes 400 gekoppelt ist und Leistung und Drehmoment über eine (nicht dargestellte) Untersetzungsgetriebeanordnung des Getriebes 400 aufbringt. Der Antriebsmotor 410 kann mit dem Eingang 420 durch eine Kopplung 415 oder Kupplung gekoppelt sein, die so angeordnet ist, dass sie selektiv mit einem (nicht dargestellten) Ritzel oder Antriebsrad des Getriebes 400 ein- und auskuppelt. Bei einer Ausführungsform kann der selektive Dreheingriff des Antriebsmotors 401 mit dem Eingang 420 mittels eines (nicht dargestellten) einfachen Hebels erreicht werden. Bei anderen Ausführungsformen kann ein automatisches Steuersystem wie eine Motorsteuerung 450 kommunikativ mit dem Motor 401 und der Kopplung 415 gekoppelt und so konfiguriert sein, dass der Motor 401 und die Kopplung 415 selektiv in Eingriff gebracht werden, um den Antriebsmotor 410 drehbar mit dem Eingang 420 auf Basis einer vorbestimmten Bedingung wie einer Drehzahl der ersten Turbinenwelle 110 zu koppeln.
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Der Ausgang 440 wie die vierte drehbare Welle 444 des Getriebes 400 ist drehbar mit der dritten Pumpenwelle 330 gekoppelt und treibt diese an (z. B. wenn die Kopplung 415 in Eingriff ist). Bei einer Ausführungsform ist die Abtriebswelle 440 des Getriebes 400 mit der dritten Pumpenwelle 330 durch eine Kopplung wie eine Freilaufkupplung 499 drehbar gekoppelt und kann dadurch selektiv eine Drehung der dritten Pumpenwelle 330 antreiben. Ferner ist aufgrund der Drehkopplung der zweiten Generatorwelle 220 und der dritten Pumpenwelle 330 (z. B. durch Kopplung 193), wie hier beschrieben, das Getriebe 400 auch in der Lage, dadurch selektiv eine Drehung der Generatorwelle 220 anzutreiben. Gleichermaßen ist aufgrund der hierin beschriebenen Drehkopplung der zweiten Generatorwelle 220 und der ersten Turbinenwelle 110 (z. B. durch Kopplung 195) das Getriebe 400 auch in der Lage, dadurch selektiv eine Drehung der ersten Turbinenwelle 110 anzutreiben. Bei Ausführungsformen kann das Getriebe 400 eine Drehung der dritten Pumpenwelle 330, der zweiten Generatorwelle 220 und der ersten Turbinenwelle 110 mit einer relativ geringen Drehzahl (z. B. weniger als 15 U/min) antreiben.
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Bei verschiedenen Ausführungen kann die Freilaufkupplung 499 eine von einer Überholkupplung, einer Klemmkupplung, einer Rutschkupplung und einer selbstsynchronisierenden Kupplung umfassen. Für den Fall, dass sich die dritte Pumpenwelle 330 schneller als mit einer ersten vorbestimmten Drehzahl der ersten Turbinenwelle 110 dreht (d. h. wenn die dritte Pumpenwelle 330 von der zweiten Generatorwelle 220 aufgrund der Drehung der ersten Turbinenwelle 110 mit einer ersten vorbestimmten Drehzahl angetrieben wird), ist die Freilaufkupplung 499 so angeordnet, dass sie in einem Freilaufzustand arbeitet, um die Getriebeabtriebswelle 440 von der dritten Pumpenwelle 330 zu trennen. Der Betrieb der Freilaufkupplung 499 im Freilaufzustand verhindert dadurch, dass die dritte Pumpenwelle 330 eine Drehung der Getriebeabtriebswelle 440 antreibt. Umgekehrt arbeitet, wenn sich die dritte Pumpenwelle 330 nicht dreht oder sich langsamer als mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht (z. B. wenn sich die Turbine mit einer zweiten vorbestimmten Drehzahl dreht wie bei einem Abschaltvorgang oder in einem Freilaufzustand), die Kupplung 499 in eingekuppeltem Zustand, um die Getriebeabtriebswelle 440 mit der dritten Pumpenwelle 330 drehbar in Eingriff zu bringen. Dieser eingekuppelte Betrieb der Kupplung 499 ermöglicht es der Getriebeabtriebswelle 440, dadurch eine Drehung der Pumpenwelle 330 mit einer vorbestimmten Drehzahl anzutreiben und so die Turbinenwelle 110 dadurch zu drehen. Der Antriebsmotor 410 kann mithilfe einer elektrischen Motorsteuerung 450 so gesteuert werden, dass er das Getriebe 400 betätigt, um dadurch die Pumpenwelle 330 und wiederum die zweite Generatorwelle 220 und erste Turbinenwelle 110 für einen vorbestimmten Zeitraum mit einer vorbestimmten Drehzahl anzutreiben, um einen gebogenen Rotorzustand zu verhindern.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Getriebe 400 auf der zweiten Seite 302 der Pumpe 300 angeordnet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das Getriebe 400 auf der ersten Seite 301 der Pumpe 300 angeordnet sein.
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Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Verhindern eines gebogenen Rotorzustandes einer Turbomaschine wie eines Generators ist in 3 dargestellt. Das Verfahren umfasst in Schritt 710 das Lagern einer drehbaren ersten Welle einer ersten durch mehrere Lager, in Schritt 720 das Koppeln einer drehbaren zweiten Welle einer zweiten Turbomaschine mit der ersten drehbaren Welle, in Schritt 730 das Koppeln einer drehbaren dritten Welle einer Pumpe mit der zweiten Welle, wobei die Pumpe dafür konfiguriert ist, ein Schmiermittel zu den mehreren Lagern zu pumpen. Das Verfahren schließt in Schritt 740 das selektive Koppeln einer drehbaren vierten Welle eines Getriebes mit der dritten Welle ein. Das Verfahren schließt in Schritt 750 das Antreiben einer Drehung der dritten Welle durch Drehen der zweiten Welle ein, falls sich die erste Welle schneller als mit einer zweiten vorbestimmten Drehzahl dreht, und in Schritt 760 das Antreiben einer Drehung der dritten Welle durch Drehen der vierten Welle, falls die erste Welle langsamer als mit einer ersten vorbestimmten Drehzahl dreht, wobei die erste vorbestimmte Drehzahl schneller als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist.
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Während die hierin beschriebenen Abmessungen und Arten von Materialien die Parameter verschiedener Ausführungsfonnen definieren sollen, sind sie in keiner Weise einschränkend und stellen nur exemplarische Ausführungsformen dar. Viele andere Ausführungsformen ergeben sich für die Fachleute bei der Durchsicht der vorstehenden Beschreibung. Der Schutzumfang der Erfindung soll daher unter Bezug auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem gesamten Spektrum von Äquivalenten bestimmt werden, das von den Ansprüchen umfasst ist. In den beiliegenden Ansprüchen werden die Ausdrücke „einschließlich“ und „in denen“ als die einfachen, deutschen Äquivalente der jeweiligen Ausdrücke „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Darüber hinaus dienen die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“, „obere“, „untere“, „oberhalb“, „unterhalb“ usw. in den folgenden Ansprüchen nur als Kennzeichnungen und sollen keine Anforderungen an Zahlen oder Positionen ihrer Objekte vorgeben. Ferner sind die Beschränkungen der folgenden Ansprüche nicht im Format „Mittel plus Funktion“ beschrieben und sollen nicht so ausgelegt werden, sofern eine solche Anspruchsbeschränkung nicht ausdrücklich den Begriff „Mittel zum“, gefolgt von einer Angabe der Funktion ohne weitere Struktur verwendet.
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In dieser schriftliche Beschreibung werden Beispiele verwendet, um mehrere Ausführungsformen der Erfindung einschließlich der besten Verfahrensweise zu offenbaren und Fachleuten zu ermöglichen, die Ausführungsformen der Erfindung einschließlich Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und Ausführung darin enthaltener Verfahren anzuwenden. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele einschließen, die für Fachleute ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche liegen, sofern sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich nicht vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche einschließen.
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Wie hierin verwendet, soll ein Element oder ein Schritt das bzw. der im Singular angegeben und dem ein „ein“ oder „eine“ vorangestellt ist, so verstanden werden, dass die Vielzahl dieser Elemente oder Schritte nicht ausgeschlossen ist, solange ein solcher Ausschluss nicht explizit angegeben ist. Ferner sind Verweise auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht so auszulegen, dass das Vorhandensein weiterer Ausführungsformen, die die angegebenen Merkmale ebenfalls beinhalten, ausgeschlossen wird. Außerdem können Ausführungsbeispiele, die ein oder mehrere Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“, „einschließen“ oder „aufweisen“, weitere solcher Elemente aufweisen, die diese Eigenschaft nicht einschließen, solange nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
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Da bestimmte Änderungen an der oben beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, sind alle in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Gegenstände der obigen Beschreibung nur als Beispiele zu verstehen, die das erfinderische Konzept hierin veranschaulichen, und nicht als Einschränkung der Erfindung auszulegen.
