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Die Erfindung betrifft eine Erregereinrichtung mit fremdgekühlte von einem
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Rohrturbinengenerator, die in der Turbinenkuppel angeordnet ist, bei der die Kühlkörper indirekt vom Flusswasser gekühlt werden.
Aus der FRA-A-1043 086 ist ein Rohrturbinen-Synchrongenerator bekannt, dessen Erregungseinrichtung fremdgekühlte Stromrichterelemente Aufweist. Di über einen Transformator gespeisten Stromrichterelemente mit ihren entsprechenden Kühlkörpern sind in der vom Flusswasser umspülten Rohrturbinenkuppel angeordnet. Nachteilig dabei ist, dass die Kühlung durch die natürliche Luftkonvektion nur bie kleinen Leistungen möglich ist.
Für höhere Leistungen wird eine forcierte Luftkühlung angewendet. Hierzu wird in der Regel ein über einen Motor ange- triebenes Gebläse eingesetzt. Die Stromrichter selbst sind in Niederspannungsschränken eingebaut, die gemeinsam mit den Reglerschränken an einer geeigneten Stelle des Kraftwerkes angeordnet sind.
Natürlich ist es auch bekannt, dass die Stromrichter über eigene wassergekühlte Wärmetauscher gekühlt werden können.
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beispielsweise bei Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen vorgesehen wird, ist bei Erregerstromrichtem nicht zweckmässig und auch nicht wirtschaftlich, wodurch sich diese Lösung auch nicht durchgesetzt hat.
Die aber weitverbreiteste Kühlung für Stromrichter, nämlich die Gebläsekühlung, hat bei Kraftwerken, die mit Rohrturbinengeneratoren ausgestattet sind, gravierende Nachteile aufzuweisen. So ist der Lüfter des Gebläses der einzige rotierende Teil einer ansonsten statischen Erregung. Ferner ist auch der finanzielle Aufwand für das Gebläse nicht zu übersehen. Neben den Anschaffungskosten sind auch dessen Verluste zu bewerten.
Darüberhinaus muss das Gebläse auch gewartet werden. Ein nicht zu unterschätzender Nachteil ist aber darin gelegen, dass der Ausfall des Gebläses die Stillsetzung des Maschinensatzes zur Folge hat.
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Darüberhinaus ist aus der AT-PS 226802 ein Synchrongenerator mit wasserumströmten Gehäuse für den antrieb durch eine Rohrturbine bekannt. Die Erregereinrichtung mit fremdgekühlten, statischen Stromrichterelementen ist in der Turbinenkuppel angeordnet. Nachteilig bei dieser Erregereinrichtung ist die Anordnung des Trockengleichrichtersatzes in der Hohlwelle des Läufers. Die Kühlung dieses Gleichrichtersatzes erfolgt über einen Hochdrucklüfter.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erregungseinrichtung für einen RohrturbinenSynchrongenerator der eingangs zitierten Art zu schaffen, der einerseits die obigen Nachteile vermeidet und andererseits eine wirtschaftlich günstigere Auslegung bei
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper auf einem Zwischenkreis angeordnet sind, welcher der Rückkühler des Generatorkühlmediums ist und der an der Innenseite der Rohrturbinenkuppel angeordnet ist. Da in der Birne des Turbogenerators an sich eigentlich kein Platzmangel herrscht, ist diese technisch einfach Lösung von grossem Vorteil. Bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit können die Kosten für die Anschaffung des Gebläses sowie die der Verluste und der Wartung ausser Betracht bleiben. Ferner ist auch durch den Wegfall eines Störfaktors eine grössere Betriebssicherheit gegeben.
Auch ein Teil der Schaltschränke in der Warte muss nicht mehr vorgesehen werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der zur Speisung der Stromrichterelemente vorgesehene Transformator in der Rohrturbinenkuppel sowieso vorhanden ist, wird kein weiteres Risiko von der elektrischen Seite eingegangen.
Darüberhinaus werden weitere Anlagen, die üblicherweise in der bzw. in der Nähe der Schaltwarte vorgesehen sind, nicht mehr ntowendig. Erregertransformator in der Birne vorzusehen, hat somit enorme wirtschaftliche Vorteile.
Die Erfindung wird an Hand des Ausführungsbeispieles, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert. Die Fig. zeigt einen Rohrturbinen-Synchrongenerator mit einem Zwischenkühlkreis.
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Gemäss der Fig. 1 ist ein Rohrturbinen-Synchrongenerator mit seinem Ständer 1 und seinem Rotor 2 im Rohrturbinengehäuse 3 angeordnet. Das Rohrturbinengehäuse 3 ist an der dem anströmenden Triebwasser 4 zugewandten Seite durch die Rohrturbinenkuppel 5 abgeschlossen. In der Rohrturbinenkuppel 5 sind Einrichtungen wie Ölzufuhrungs-bock, Energieausleitungen mit Stromwandler, Schleifringe oder auch die Erregermaschine und natürlich die Kühleinrichtungen für den Generator untergebracht. In diesem dargestellten Fall ist eine Generatorkühlung mit einem Zwischenkreis 6, der der Rückkühler des Generatorkühlmediums ist, vorgesehen. Bei diesem Kühlsystem wird der wesentlich bessere Wärmeübergang von Wasser auf Stahl ausgenützt.
Die Verluste werden über Luft-Wasserkühlung an ein geschlossenes Kühlsystem und von diesem über Wasserkanäle an der Kuppelinnenseite ans Triebwasser 4 abgeführt. Dieser gute Kühleffekt wird für die Kühlung der Stromrichterelemente 7 ausgenützt. Die über einen Transformator gespeisten Stromrichterelemente 7 sind mit ihren entsprechenden ühlkörpem 10 in der vom Flusswasser 4 umspülten Rohrturbinenkuppel 5 angeordnet und zwar direkt am Zwischenkreis 6 der Generatorkühlung. So werden die Kühlkörper der Stromrichterelemente 7 indirekt vom Flusswasser 4 gekühlt.
Zur Speisung der Stromrichterelemente 7 ist ein- nicht dargestellter- Transformator vorgesehen, der ebenfalls in der Rohrturbinenkuppel 5 angeordnet ist. Die für die Erregungseinrichtung vorgesehenen Leitungen - die nicht dargestellt sind - sind Lichtwellenleiterkabel, die von der Erregungseinrichtung in die Schaltwarte geführt sind.
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The invention relates to an excitation device with externally cooled by one
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Tubular turbine generator, which is arranged in the turbine dome, in which the heat sinks are indirectly cooled by the river water.
A tubular turbine synchronous generator is known from FRA-A-1043 086, the excitation device of which has externally cooled converter elements. The converter elements with their corresponding heat sinks, which are fed via a transformer, are arranged in the tubular turbine dome, which is washed by the river water. The disadvantage here is that cooling by natural air convection is only possible at low outputs.
Forced air cooling is used for higher outputs. A fan driven by a motor is generally used for this. The power converters themselves are installed in low-voltage cabinets, which are arranged together with the control cabinets at a suitable point in the power plant.
Of course, it is also known that the converters can be cooled using their own water-cooled heat exchangers.
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is provided for example in high-voltage direct current transmission systems, is not expedient and also not economical in the case of excitation current rectifiers, as a result of which this solution has not become established.
However, the most widespread cooling for power converters, namely fan cooling, has serious disadvantages in power plants that are equipped with tubular turbine generators. The fan of the blower is the only rotating part of an otherwise static excitation. Furthermore, the financial outlay for the blower cannot be overlooked. In addition to the acquisition costs, its losses must also be assessed.
In addition, the fan must also be serviced. However, a disadvantage that should not be underestimated is that the failure of the blower results in the machine set being shut down.
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In addition, from AT-PS 226802 a synchronous generator with a flow around the housing for the drive by a tubular turbine is known. The excitation device with externally cooled, static converter elements is arranged in the turbine dome. A disadvantage of this excitation device is the arrangement of the dry rectifier set in the hollow shaft of the rotor. This rectifier set is cooled by a high-pressure fan.
The object of the invention is to provide an excitation device for a tubular turbine synchronous generator of the type cited at the outset which on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand provides an economically more favorable design
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The invention is characterized in that the heat sinks are arranged on an intermediate circuit which is the recooler of the generator cooling medium and which is arranged on the inside of the tubular turbine dome. Since there is actually no lack of space in the bulb of the turbogenerator, this technically simple solution is of great advantage. When calculating the economic efficiency, the costs for the purchase of the fan as well as the losses and maintenance can be disregarded. Furthermore, greater operational reliability is provided by the elimination of an interference factor.
Part of the control cabinets in the control room also no longer have to be provided.
According to a further feature of the invention, the transformer provided for feeding the converter elements is present in the tubular turbine dome anyway, no further risk is taken from the electrical side.
In addition, other systems, which are usually provided in or in the vicinity of the control room, are no longer necessary. Providing the excitation transformer in the bulb thus has enormous economic advantages.
The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiment which is shown in the figure. The figure shows a tubular turbine synchronous generator with an intermediate cooling circuit.
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1, a tubular turbine synchronous generator with its stator 1 and its rotor 2 is arranged in the tubular turbine housing 3. The tubular turbine housing 3 is closed off on the side facing the inflowing driving water 4 by the tubular turbine dome 5. In the tubular turbine dome 5, facilities such as an oil supply block, energy rejection with a current transformer, slip rings or the exciter and of course the cooling devices for the generator are accommodated. In the case shown, generator cooling is provided with an intermediate circuit 6, which is the recooler of the generator cooling medium. This cooling system takes advantage of the significantly better heat transfer from water to steel.
The losses are dissipated to a closed cooling system via air-water cooling and from there to the driving water 4 via water channels on the inside of the dome. This good cooling effect is used for cooling the converter elements 7. The converter elements 7, which are fed via a transformer, are arranged with their corresponding cooling bodies 10 in the tubular turbine dome 5, around which the river water 4 flows, specifically at the intermediate circuit 6 of the generator cooling system. Thus, the heat sink of the converter elements 7 are cooled indirectly by the river water 4.
To feed the converter elements 7, a transformer, not shown, is provided, which is also arranged in the tubular turbine dome 5. The lines provided for the excitation device - which are not shown - are optical waveguide cables which are led from the excitation device into the control room.