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System zum automatischen Regeln der Kühleinrichtung von durch
Dampfturbinen angetriebenen elektrischen Generatoren
Die Erfindung betrifft ein System zum automatischen Regeln der Kühleinrichtung von durch Dampf- turbinen angetriebenen elektrischen Generatoren.
Kühleinrichtungen für die künstliche Kühlung der elektrischen Generatoren von Kraftanlagen sind be- reits bekannt. Es wird dabei eine Wasserdampfstrahlkältemaschine verwendet, deren Vorteil u. a. darin besteht, dass kein fremdes Kühlmittel in den Betrieb der Kraftanlage gelangt. Die Dampfstrahlkältema- schinen der bekannten Kühleinrichtungen werden mittels eines in der Treibdampfleitung des Dampfstrah- lers vorgesehenen Regelventils geregelt, durch dessen Querschnittsänderung sich auch die Leistung der Dampfstrahlkältemaschine ändert.
Auch ist es vorgeschlagen worden, die Betätigung dieses Regelventils derart zu automatisieren, dass im Verdampfer der Kältemaschine ein Temperaturfühler vorgesehen wird, durch dessen Impulse der lichte Querschnitt des Regelventils im Sinne der Konstanthaltung der im Verdampfer herrschenden Temperatur geändert wird.
Obwohl diese Kühleinrichtungen zuverlässig und zweckdienlich arbeiten, ist ihr Betrieb verhältnismässig kostspielig, da die Kühlung auch dann künstlich erfolgt, wenn hiezu eine einfache Frischwasserkühlung ausreichend wäre.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist eine Kühleinrichtung für elektrische Generatoren vorgeschlagen worden, bei welcher der Kühlmittelkreis des Generators an einen unterteilten Wärmeaustauscher angeschlossen ist. Der eine Teil des Wärmeaustauschers liegt dabei in einem Kühlkreis für Frischwasserkühlung und der andere Teil in einem Kühlkreis für künstliche Kühlung mittels einer Wasserdampfstrahlkältemaschine. Beide Kühlkreise sind über eine umgehbare Hilfskühlfläche miteinander gekoppelt. Im Frischwasserkühlkreis ist ein Schaltorgan zum Umgehen bzw. Einschalten der Hilfskühlfläche vorgesehen, und dem künstlichen Kühlkreis ist mindestens ein Regelorgan zum Einschalten des künstlichen Kühlkreises und zum Regeln seiner Temperatur bei Umgehung der Hilfskühlfläche zugeordnet.
Diese Kühlenrichtung ermöglicht nun, die künstliche Kühlung zum Kühlen des Generatorkühlmittels lediglich dann heranzuziehen, wenn eine Frischwasserkühlung bereits zur Einhaltung der gewünschten Kühlmitteltemperatur nicht mehr ausreicht.
Es sind dabei auch automatische Regelungen derartiger Kühleinrichtungen bekannt, deren Wesen darin besteht, dass im Kühlmittelkreis des Generators ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der an einen einstellbaren Temperaturregler angeschlossen ist, der über eine Servoeinrichtung das Schaltorgan im Frischwasserkühlkreis und das Regelorgan des künstlichen Kühlkreises betätigt. Es ist dabei auch möglich, den Temperaturregler in Abhängigkeit von der Leistung des gekühlten Generators einzustellen, wodurch die Regelung vollautomatisch wird. Der künstliche Kühlkreis kann auch eine durch ein Umschaltorgan angeschlossene Nebenschlussleitung aufweisen, durch die er bei Umgehung der Hilfskühlfläche über den Wasserraum des Verdampfers des Kühlkreises der künstlichen Kühlung geschlossen ist.
Diese Massnahme bezweckt eine entsprechende Entlastung der im künstlichen Kühlkreis befindlichen Umlaufpumpe und des Entlüftungsejektors der Kältemaschine. Das System wird in diesem Fall verhältnismässig einfacher, wenn zwischen dem Schaltorgan im Frischwasserkühlkreis und dem Umschaltorgan im künstlichen Kühlkreis
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eine zwangsläufige Kupplung vorgesehen ist.
Bei den sogenannten Luftkondensationsanlagen, bei welchen zum Niederschlagen des aus den Dampf- turbinen entweichenden Dampfes Mischkondensatoren verwendet werden, in denen das Kühlwasser natur- gemäss mit dem im Kraftwerk entstehenden Kondensat bzw. mit dem Speisewasser und somit auch mit dem in der beschriebenen Weise in der Kältemaschine der bei der Generatorkühlung verwendeten künstli- chen Kühlung entstehenden Kondensat gleichartig ist, kann die Trennung des in der Kältemaschine um- gewälzten Kondensats vom Kühlwasser der Generatorkühlung fortfallen. Hiedurch wird auch die Verwen- dung einer zum Trennen erforderlichen Hilfskühlfläche überflüssig.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Regelsystems für die Kühleinrichtungen von elektri- schen Generatoren, bei denen eine Trennung des Kühlwasserkreises vom Wasserkreis der Kältemaschine in der angedeuteten Weise nicht erforderlich ist. Die Erfindung bezieht sich somit auf ein System zum Re- geln der Kühleinrichtung von durch Dampfturbinen angetriebenen elektrischen Generatoren, bei welchen das Kühlwasser der Dampfturbinen in an sich bekannter Weise in einem geschlossenen System, z. B.
in einer Luftkondensationsanlage, umgewälzt wird, wobei das Kühlmittel der elektrischen Generatoren über einen unterteilten Wärmeaustauscher hinwegströmt, dessen einer Teil vom Kühlwasser der Dampfturbinen und dessen anderer Teil wahlweise vom Kühlwasser der Dampfturbinen oder von durch eine Wasserdampfstrahlkältemaschine gekühltem Wasser gekühlt wird, während im Kühlmittelkreis der Generatoren ein
Temperaturfühler vorgesehen ist, der über einen Regler eine auf die die Kühlwasserkreise steuernden Or- gane einwirkende Servoeinrichtung betätigt. Erfindungsgemäss sind bei diesem Regelsystem der Kühlwasserkreis der Dampfturbinen und der Kühlwasserkreis der Dampfstrahlkältemaschine über in zwangsläufiger Verbindung betätigte Dreiwegventile unmittelbar miteinander verbindbar.
Ein Ausführungsbeispiel des erìll1dungsgemässen Regelsystems ist in der Zeichnung dargestellt.
Im Falle einer natürlichen Kühlung durchfliesst das Kühlwasser 25 ein Dreiwegventil 27, das so eingestellt ist, dass nach dem Passieren desselben das Wasser in die Leitung 28 gelangt, von wo dasselbe in die Kaltgasseite 15 des Wärmeaustauschers 11 des Generators hineingelangt. Von hier kommt das Wasser zu einem zweiten Dreiwegventil 29, welches so eingestellt ist, dass das Kühlwasser durch die Leitung 30 dem Warmgasseitenteil 12 des Wärmeaustauschers zugeführt wird. Gleichzeitig ist das dritte Dreiwegventil 31 so eingestellt, dass das durch die Umwälzpumpe 13 zirkulierte Kondensat durch die Rückstromleitung 16 hindurch in den Verdampfer 18 gelangt.
Bei dieser Schaltung wird demnach die volle Kühlung durch das natürliche Kühlwasser vorgenommen, welches auf diese Weise in Reihe geschaltet zunächst über den Kaltgasseitenteil 15, sodann durch den Warmgasseitenteil 12 hindurchströmt und somit den ganzen Wärmeverlust allein abführt. Das Umschalten auf die künstliche Kühlung erfolgt in diesem Falle derart, dass die Hilfsregeleinrichtung 5 den nötigen Impuls vom Regler erhält. Diesem wird von dem im Kühlkreis des Generators vorgesehenen Temperaturfühler die dort herrschende Kühlgastemperatur und vom Regelorgan der Dampfturbine der Sollwert der Kühlgastemperatur des Generators übermittelt.
Von der Hilfseinrichtung 5 wird einerseits das den Arbeitsdampf für den Ejektor des Verdampfers 18 steuernde Ventil geöffnet, anderseits durch den Betätigungsmechanismus 8 hindurch auf den mechanischen Schalter 32 eingewirkt, der alle drei Dreiwegventile zugleich umschaltet (das Prinzip der mechanischen Betätigung ist hier bloss beispielsweise angeführt, naturgemäss kann irgendein beliebiges hydraulisches, elektrisches oder anders geartetes Betätigungssystem in gleicher Weise verwendet werden).
Nach dem Umschalten gelangt das natürliche Kühlwasser durch das Dreiwegventil 27 hindurch unmittelbar in die Leitung 30 und durch dieselbe in den Warmgasseitenteil 12 des Wärmeaustauschers. Gleichzeitig verschliesst das andere Dreiwegventil 29 den Weg in Richtung der Leitung 30 und lässt das durch den Kaltseitenteil 15 des Wärmeaustauschers durchgeströmte Kondensat unmittelbar in die Zerstäubungsanlage 17 des Verdampfers. Das dritte Dreiwegventil 31 ist gleichzeitig so geschaltet, dass es den Weg des durch die Zirkulationspumpe 13 geförderten Wassers in Richtung des Verdampfers schliesst und in Richtung des Kaltgasseitenteils 15 durch die Leitung 28 öffnet.
Da das Kondensat durch die Umwälzpumpe 13 in dem durch das Dreiwegventil 31 kurzgeschlossenen Leitungssystem ständig zirkuliert, besteht die Umschaltung von der natürlichen Kühlung auf die künstliche Kühlung bloss in einer einzigen Operation, die einzig und allein die Betätigung des Umschaltmechanismus 32 umfasst, wobei die drei Dreiwegventile gleichzeitig entsprechend verstellt werden.