Verfuhren und Vorrichtung zur Kühlung von elektrischen Nasehinen, insbesondere von Turbogeneratoren. Es ist bekannt, elektrische Maschinen durch Kühlluft zu kühlen, die mittelst einer Wasserdampfkältemaschine abgekühlt ist, in deren Verdampfer Wasser, Kondensat- oder Salzwasser als Arbeitsflüssigkeit unter ge ringem Druck und niedriger Temperatur ver dampft und dadurch die übrige Arbeitsflüs sigkeit abkühlt, während die Wasserdämpfe durch eine mittelst Frischdampf betriebene Dampfstrahlpumpe angesaugt,
zusammenge- presst und einem Kondensator bei höherem Druck und entsprechender Temperatur mit- telst Kühlwasser kondensiert werden. Es riat :ich jedoch herausgestellt, dass der Betrieb der \Vasserda.mpfkältemaschine mittelst Frischdampf kostspielig ist, und auch einige andere Wachteile ergibt.
T 'egenstand der Erfindung ist ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens für die Kühlung von elek trischen Maschinen, insbesondere von Turbo generatoren, mittelst Kühlluft, die in einem Luftkühler durch eine Wasserdampfkältema- schine abgekühlt ist. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Danrnpfstrahlpumpe der Kältema schine durch Abdampf oder teilweise expan dierten Dampf aus einer eine elektrische Ma schine antreibenden Dampfturbine betrieben wird.
Die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung besitzt zweckmässig eine die Kühlluft in einem Luftkühler ab kühlende Wasserda.mpfkältemaschine, deren Strahlpumpe durch Abdampf oder teilweise expandierten Dampf aus einer eine elek trische Maschine antreibenden Dampfturbine betrieben wird.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung kann der zum Betriebe der Dampfstrahl pumpe dienende Abdampf oder Anzapfdampf derjenigen Dampfturbine entnommen werden. welche die zu kühlende elektrische Maschine antreibt. Ferner kann die vom Kondensator zum Verdampfer strömende Arbeitsflüssig keit der Kältemaschine (Wasser, Kondensat. Salzwasser) in einem Kühler durch Kühlwas ser vorgekühlt werden, damit die Arbeits flüssigkeit mit möglichst niedriger Tempera- tur in den Verdampfer einströmt.
Ferner kann die den Luftkühler durchströmende Ar beitsflüssigkeit der Kältemaschine unter einem niedrigeren Druck als dem der Atmo sphäre stehen,- damit ein Ausströmen der Ar beitsflüssigkeit aus etwaigen Undichtheiten des Kühlers in den Luftstrom vermieden wird. Ferner kann die aus dem Luftkühler abströ- mende erwärmte Arbeitsflüssigkeit der Kälte maschine vor ihrem Eintritt in den Ver dampfer der Kältemaschine in einem Kühler vorgekühlt werden, damit sie mit möglichst niedriger Temperatur in den Verdampfer zu rückströmt.
Endlich kann die zur Kühlung der Kühlluft benutzte und dadurch erwärmte Arbeitsflüssigkeit der Kältemaschine zur Kesselspeisung benutzt werden, damit die im Kühler von der Arbeitsflüssigkeit aufgenom mene Wärme teilweise nutzbar gemacht wer den kann. Jedes der vorstehend beschriebe nen Verfahren kann für sich allein oder in Verbindung mit einem andern der beschrie- b@nen Verfahren zur Kühlung von elek trischen Maschinen angewendet werden.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Einrichtung gemäss der Erfindung, und zwar in Anwendung auf einen Turbogenerator, schematisch dargestellt.
Die Dampfturbine a treibt den zu küh lenden Generator b an. Im Verdampfer c der Wasserdampfkältemaschine verdampft die Arbeitsflüssigkeit (Wasser, Kondensat, Salz wasser oder dergleichen) bei geringem Druck und niedriger Temperatur, und kühlt dadurch den übrigen Teil der Arbeitsflüssigkeit bis auf die Verdampfungstemperatur ab. Die Wasserdämpfe werden von einer Dampf strahlpumpe<I>d</I> in Pfeilrichtung l angesaugt, in Pfeilrichtung 2,in den Turbinenkondensa tor e verdrängt, und in diesem kondensiert, so dass der Turbinenkondensator zugleich als Kondensator für die Wasserdampfkältema- schine dient.
Die Strahlpuinpe d wird durch teilweise expandierten Dampf (Anzapf- dampf) betrieben, der aus der Turbine in Pfeilrichtung 9 zuströmt. Aus dem Turbinen kondensator e strömt durch ein Drosselventil <B>1</B> in den Verdampfer c der Kältemasnhine ein 'feil des Kondensates zurück, der vor der Einströmung in den Verdampfer in einem Kühler vorgekühlt werden kann.
Die im Ver dampfer c der Kältemaschine abgekühlte Ar beitsflüssigkeit der Kältemaschine wird mit- telst einer Umlaufpumpe d in Pfeilrichtung I durch einen geeigneten Oberflächenluft kühler h geleitet, kühlt in diesem die in Pfeil richtung . 5 aus dem Generator zuströmende erwärmte Kühlluft ab, und kann in Pfeilrich tung 6 wieder in den Verdampfer c zurück strömen, wobei die erwärmte Arbeitsflüssig keit vor ihrem Eintritt in den Verdampfer c in einem Kühler vorgekühlt werden kann. Auch kann die aus dem Luftkühler ausströ mende, erwärmte Arbeitsflüssigkeit -ganz oder teilweise zur Kesselspeisung benutzt werden, um die aufgenommene Generator wärme nutzbar zu machen.
Die im Luftküh ler lz, abgekühlte Kühlluft strömt im Kreis lauf in Pfeilrichtung 8 wieder in den Genera tor b zurück. Die Arbeitsflüssigkeit kann im Luftkühler lr, unter der Einwirkung des Va kuums im Verdampfer c unter einem niedri geren Druck als dem der Atmosphäre stehen, damit ein Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit aus etwaigen Undichtheiten des Kühlers ver mieden wird.
Inder ganzen beschriebenen Kraftanlage, bestehend aus Kessel, Dampfturbine, Kon densator, Kältemaschine und Luftkühler ist nur eine einzige Arbeitsflüssigkeit (Wasser oder Kondensat und dessen Dämpfe) vorhan den, so dass Gefahren für Bedienung und Ma schinen, sowie Ablagerungen im Innern der pparate vermieden sind.
Wird beispielsweise im Verdampfer c mittelst der Strahlpumpe d ein Druck von 0,006 Atmosphären unterhalten, so verdampft ein Teil des Wassers bei 0 C, und kühlt den Rest auf diese Temperatur ab; die Dämpfe werden im Kondensator e bei etwa<B>30' C</B> durch gewöhnliches Kühlwasser verflüssigt. Im Kühler h wird die aus dem Generator ab strömende Kühlluft durch die Arbeitsflüssig keit bis auf nahe 0 C abgekühlt, und strömt mit dieser Temperatur wieder in den Genera tor zurück, während das Wasser bis auf etwa 30, C erwärmt wird, und ganz oder zum Teil in den Verdampfer zurückströmt, oder zur Kesselspeisung abströmt.
Das im Verdampfer c der Kältemaschine abgekühlte Wasser kann selbstverständlich auch zur Kühlung anderer zur Anlage gehö riger elektrischer Maschinen, wie beispiels weise Transformatoren oder dergleichen, be nützt werden.
Verfuhren and device for cooling of electrical noses, especially turbo generators. It is known to cool electrical machines by cooling air that is cooled by means of a steam chiller, in the evaporator of which water, condensate or salt water as the working liquid under ge low pressure and low temperature evaporates ver and thereby cools the remaining Arbeitsflüs fluid while the water vapors through sucked in a steam jet pump operated by live steam,
compressed and condensed in a condenser at higher pressure and corresponding temperature using cooling water. It riat: I found out, however, that the operation of the \ Vasserda.mpfkältmaschine with live steam is expensive, and also results in a few other disadvantages.
The subject matter of the invention is a method and a device for carrying out this method for cooling electrical machines, in particular turbo generators, by means of cooling air which is cooled in an air cooler by a steam chiller. The method according to the invention is characterized in that the steam jet pump of the refrigeration machine is operated by exhaust steam or partially expanded steam from a steam turbine driving an electrical machine.
The device used to carry out this process expediently has a cooling air in an air cooler from the Wasserda.mpfkältmaschine, whose jet pump is operated by exhaust steam or partially expanded steam from a steam turbine driving an electrical machine.
In the method according to the invention, the exhaust steam or bleed steam used to operate the steam jet pump can be taken from that steam turbine. which drives the electrical machine to be cooled. Furthermore, the working liquid of the refrigeration machine (water, condensate, salt water) flowing from the condenser to the evaporator can be pre-cooled in a cooler by cooling water so that the working liquid flows into the evaporator at the lowest possible temperature.
Furthermore, the working fluid flowing through the air cooler of the refrigerating machine can be under a lower pressure than that of the atmosphere - so that the working fluid from any leaks in the cooler is avoided in the air flow. Furthermore, the heated working fluid of the refrigeration machine flowing out of the air cooler can be pre-cooled in a cooler before it enters the evaporator of the refrigeration machine so that it flows back into the evaporator at the lowest possible temperature.
Finally, the working fluid of the refrigeration machine, which is used to cool the cooling air and thus heated, can be used to feed the boiler, so that the heat absorbed by the working fluid in the cooler can be partially used. Each of the methods described above can be used on its own or in conjunction with another of the methods described for cooling electrical machines.
In the drawing, an example device according to the invention, specifically in application to a turbo generator, is shown schematically.
The steam turbine a drives the generator b to be cooled. In the evaporator c of the steam chiller, the working liquid (water, condensate, salt water or the like) evaporates at low pressure and low temperature, and thereby cools the remaining part of the working liquid down to the evaporation temperature. The water vapors are sucked in by a steam jet pump <I> d </I> in the direction of arrow l, displaced in the direction of arrow 2, into the turbine condenser e, and condensed in this so that the turbine condenser also serves as a condenser for the steam chiller.
The jet pump d is operated by partially expanded steam (bleed steam) which flows in from the turbine in the direction of arrow 9. A portion of the condensate flows back out of the turbine condenser e through a throttle valve <B> 1 </B> into the evaporator c of the refrigeration system, which can be precooled in a cooler before it flows into the evaporator.
The working fluid of the refrigerating machine cooled in the evaporator c of the refrigerating machine is passed by means of a circulating pump d in the direction of arrow I through a suitable surface air cooler h, in which it cools the air in the direction of the arrow. 5 from the generator inflowing heated cooling air, and can flow in the direction of arrow 6 back into the evaporator c, the heated working fluid speed can be pre-cooled in a cooler before it enters the evaporator c. The heated working fluid flowing out of the air cooler can also be used in whole or in part to feed the boiler in order to utilize the heat from the generator.
The cooling air cooled in the air cooler flows in a circle in the direction of arrow 8 back into the generator b. The working fluid can be in the air cooler Ir, under the action of the Va kuums in the evaporator c under a lower pressure than that of the atmosphere, so that an outflow of the working fluid from any leaks in the cooler is avoided.
In the entire power plant described, consisting of boiler, steam turbine, condenser, refrigeration machine and air cooler, there is only one single working fluid (water or condensate and its vapors), so that risks to the operator and machines, as well as deposits inside the equipment, are avoided .
If, for example, a pressure of 0.006 atmospheres is maintained in the evaporator c by means of the jet pump d, some of the water evaporates at 0 C and the remainder cools down to this temperature; the vapors are liquefied in the condenser e at about <B> 30 ° C </B> by ordinary cooling water. In the cooler h, the cooling air flowing out of the generator is cooled down to almost 0 C by the working fluid, and flows back into the generator at this temperature, while the water is heated up to around 30.C, and completely or for Part flows back into the evaporator or flows out to feed the boiler.
The water cooled in the evaporator c of the refrigeration machine can of course also be used to cool other electrical machines belonging to the system, such as transformers or the like, for example.