CH324847A - Very high performance dynamo-electric machine with cooled bushings - Google Patents

Very high performance dynamo-electric machine with cooled bushings

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CH324847A
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CH
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coolant
housing
machine
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German (de)
Inventor
Jaeckel Bahn John
A Victor Joseph
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Gen Electric
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  

      DynamoeIektrische    Maschine sehr hoher Leistung mit gekühlten Durchführungen    Die vorliegende Erfindung bezieht sich     auf          ,el,eld,rise,h,p,        Genexatormasehinen    sehr hoher       LeMung    mit einem allseits geschlossenen     Ge-          häum    und einer     Kühlgasfüllung,    etwa Wasser  stoff, ohne aber hierauf     besehränkt    zu sein.  



  Mit der Steigerung der Leistung von elek  trischen     Höchstlestlungsgeneratoren    hat sich  auch eine Vergrösserung der     Abme & mngen    für  die stromführenden isolierten Durchführun  gen der     Maschinenansehlüsse    durch das Ge  häuse ergeben. Bisher war es in der Praxis  üblich,     die        nürmale        Konvektionskühl-,Ling    der  Durchführung seitens des sie umgebenden Me  diums für ausreichend zu erachten, um die  durch die hohen Ströme in den Durchführun  gen erzeugte     Wärine    abzuleiten.

   Dies hat aber  derart grosse Abmessungen solcher     Durahfüh-          rungen    -ergeben,     dass    eine weitere Vergrösse  rung     mizweckmässig    sein -würde. Die vor  liegende Erfindung bezweckt eine Verstär  kung der Gaskühlung der Durchführungen  bei     HöehstleistungsgeneTat#oren    der oben ge  nannten     BauaTt.     



  Die verbesserten gasgekühlten     Durehfüh-          rungen    können aus den üblichen und leicht  erhältlichen     mechanisch-en    Teilen aufgebaut  worden,     so,flass        nur    wenige Teile eigens hier  für herzustellen sind.  



  Die Erfindung ist nachstehend in einem       Ausführungsbeispiel    an Hand der     Fig.   <B>1</B> und  2 näher beschrieben. Hierbei zeigt:         Fig.   <B>1</B> eine Seitenansicht eines Grossgene  rators, teilweise im Längsschnitt, mit der     An-          ordnung,der    Durchführungen im Gehäuse,       Fig.    2 einen Längsschnitt einer     Durehfüh-          rung    selbst,       Fig.   <B>3</B> den Gaseintritt der Durchführung  -nach     Fig.    2,       Fig.    4 einen Querschnitt längs der Ebene  4--4 in     Fig.    2.  



  Allgemein     betraphtet,    zeichnet sich die dar  gestellte Durchführung durch Kühlkanäle  längs deren gesamter Ausdehnung und dem  Innenleiter derselben aus sowie durch geeig  nete     Durchtrittsöffnungen    und Verbindungen  mit ausgewählten Teilen des     Strömungweges     für das Kühlgas im Generator, deren Druck  differenz einen entsprechenden     Kühlgasstrom     durch die     DuTchführ-LLug        zar    Folge hat.  



  Die     Fig.   <B>1</B> zeigt den Einbau der     Durch-          führtuigen    in einen     Höchstleitungsgenerator     der Grössenordnung     von    etwa 200     MW,    dessen       aEseIts    geschlossenes Gehäuse mit<B>1</B> bezeichnet  ist. Der     Generatorrotor    2 besitzt,     eineAWeZen-          st-Lunpf    2a mir Kupplung mit einem Antriebs  aggregat, etwa einer Dampfturbine (nicht ge  zeichnet).

   Das     Bleehp,aket    des     Stators   <B>3</B> ist  an den Trägern     la    des     Generatorrahmens    be  festigt. Am rechtsseitigen Ende des Rotors ist       ein        KfiMventilator    angebracht, hier     gehema-          tisell    als einstufiger     Axialverdichter    4     a2nge-          deutet.         Wie auf     diesein   <B>-</B> Gebiet der Technik üblich,  ist der     Generatorrahmen    mit Leitblechen ver  sehen,

   die den     Kühlgasstrom    vom     Ventilatür     4 durch     Radialkanälie    im     Stator   <B>3</B> zum Luft  spalt zwischen dein     Stator   <B>3</B>     unddein    Rotor 2  führen und von dort     m-trück    zu einem wasser  gekühlten     Wärmeaustauscher   <B>5.</B> Der Strö  mungsweg für das     Kühlgas        isst    durch die,  Pfeile     in        Fig.   <B>1</B> angedeutet,.

   Die Einzelheiten  desselben brauchen hier nicht näher erläutert       n-t    werden, es ist lediglich     dIarauf    hinzuweisen,       dass    sieh zur     Aufreehterhaltung    der     Kühl-          gasströmung    durch die     Kühlkanäle    eine Druck  differenz von etwa 200 mm Wassersäule zwi  schen den     Kammem   <B>6</B> und<B>7</B> ergibt, verur  sacht durch den Druckabfall infolge des     Str8-          mi-mgswid#e-rstandes    für das Kühlgas zwischen  diesen beiden Punkten des Strömungsweges.  



  Es sei bemerkt,     iclassdieser    Druck üblicher  weise für den     getrieb    mit Luft als Kühlgas  gilt. Wird ein Gas geringerer Dichte     verwen-          .det,    etwa Wasserstoff<B><I>',</I></B> so ist der Druck     pro-          portionall    dem Dichteverhältnis niedriger.  



  Die     Hochspannimpsflurchführungen,    auf  die sieh die     Erfindlumg    bezieht., sind in     Fig.   <B>1</B>  mit<B>8</B> und<B>9</B> -bezeichnet. In     Wirl        fflichkeit.    kön  nen mehrere Durchführungen paarweise rings       umden        Umfangdes    Gehäuses angeordnet sein,  deren Anzahl sich nach der verwendeten elek  trischen Schaltung richtet.

   Normalerweise be  sitzt ein     Dreiphasengenerator    sechs     Diirch-          führungen.    Da die     Hoch,spannungsdurchfüh-          iungen    im allgemeinen gleiche Bauart besit  zen,     wer-den        naehstehend        nur    die Einzelheiten  der mit<B>8</B>     bezeichnet-en    beschrieben.  



  Es ist     aLis        Fig.   <B>1</B> ersichtlich,     dass    die Durch  führungen<B>8</B> und<B>9</B> in einem kastenartigen  Anbau<B>10</B> der Aussenwandung des     Generator-          gehäuses        1.        angeoirdnet    sind. Das     Generator-          gehäuse   <B>1</B> besitzt an dieser Stelle einen Durch  bruch<B>11, durch</B> welchen der     Kühlgasstroin     aus der Kammer<B>6</B> in den Anbau<B>10</B> über des  sen offene Seite 12 gelangt.

   Der kastenartige  Anbau<B>10</B>     weisteinen    axial verlaufenden     Fort-          sitz        10a    auf, der einen Teil des     Strömungs-          wegges    zu den     öffirtingen   <B>10b</B> bildet,     durah    wel  che :das Kühlgas- der     ringförmigen    Kammer<B>13</B>       zi--tgel,eit,et    wird. Diese     Anordnungergibt    einen         Kühlgasstrom.    vom Ventilator 4 längs, der  Aussenseiten der     Durehführun-en   <B>8</B> und<B>9.</B>  



  Ferner zeigt     die        Fig.   <B>1</B> einen Leiter 14  mit einem Endstück<B>15,</B> durch den die     Durch-          füh-nuig   <B>8</B> mit den     Wicklangs.,stäben    15a der       Statorwieklung    verbunden ist.

   Der Leiter 14  ist an der benachbarten     WandLing    dies     Gtene-          ratorgehäuses    mittels einer geeigneten     Isolier-          stütze   <B>16</B> befestigt,.     Einzelheitenderselben    sind       unwiehtig        und    jeder     übliehe    Isolator ist hier  für verwendbar.  



  Es     isten#ächtlIeh,        dass    die Durchführungen  <B>8</B>     und   <B>9</B> mit Befestigungsflanschen     8abzw.    9a  versehen und- durch geeignete Schrauben<B>8b</B>  an der Deckplatte     10c        angesehraubt    sind. Die       innern    Teile der     Dur#liführungen        rauendureh     Öffnungen in der     Deckpliatte   <B>10e</B> in den       kastena,1--tigen        Fortsatz   <B>10</B> hinein, in einer  gegenseitigen Lage, wie sie die,     Fig.   <B>1</B> zeigt.

    Die     Einzelheitten    der     Durchführting   <B>8</B> sind       in,den        Fig.    2 bis 4 dargestellt..  



  Aus     Fig.    2 ist ersichtlich,     dass    der elek  trische Leiter     als    Rohr     au &         stro-mleitendern          _Material,        üblieherweise    aus Kupfer,       clet        ist.    Der in     Fig.   <B>1</B>     mit    14 bezeichnete     Lei-          tier    besteht     auseinem    innern Kupferrohr     14a          (Fig.    2),

       das    aussen mit einer     LagO    Isolier  band oder anderer Isolation 14b versehen ist,  Der Rohrleiter 14a ist mit einem. gleichartigen  kurzen     R.ohrstüel#:   <B>16</B> durch eine der üblichen       zweitelligen        Rohrverbindungsschellen   <B>17</B>     ver-          bundlen,        die    mittels geeigneter     Spanneinrieli-          tungen    17a     zusammengepresst    sind.

   Derartige  Verbindungen sind auf diesem Gebiet der  Technik üblich 'beim     Anschluss    von Sammel  schienen     und    andern     Starksitronileitern    unter  einander. Das Rohrstück<B>16</B> ist seinerseits mit  -einem     andiern    Rohrstück<B>18</B> mittels     ein-er        Win-          kelsehelle   <B>19</B>     verbtinflen.    Das Rohrstück<B>18</B> ist  mittels einer weiteren     Winkelsehelle    21, die  der Schelle<B>19</B>     entspriüht,    an einem speziellen       Anschlussteil    20 befestigt.  



  Wie sieh noch weiter unten zeigen wird,  dient. das spezielle     AnschlussstÜck    20 gleich  zeitig mehreren verschiedenen Zwecken. Einer  von diesen ist, eine leitende -Verbindung vom       Rohistück   <B>18</B>     zuun        rohrförinicen    Leiter 22 --11  schaffen, der über das abgedrehte und mit           Gewindle    versehene Ende     des        Anschlassstückes     20 geschraubt ist-, wie bei 22a angedeutet.  Um den     StromÜbergang    an dieser Stelle zu  verbessern, kann,' diese Verbindung verschweisst  werden.

   Der     rohrförmige    Leiter 22     führt-          düreh,die    Durchführung hindurch und endet       auf        clex    Aussenseite als Gewindestutzen<B>23,</B>  der passend.     füreine    entsprechende Gewinde  kupplung eingerichtet ist, zwecks Verbindung  der Durchführung mit einem äussern Strom  kreis (nicht gezeichnet,).  



  Bekanntlich ist es aus elektrischen     Grän-          den    von Wichtigkeit,     dass    sich zwischen den       Durchführangen   <B>8</B>     und   <B>9</B>     (Fig.   <B>1)</B> kein     ma-          a   <B>i</B>     befind,et.    Aus diesem       "netisierbares    Material  Grunde besteht die Deckplatte     10e    aus     Alra-          minium    oder anderem     nichtmagnetisierbarem     Material.  



  Da beim normalen Betrieb die Spannung       d#ar    elektrischen Leiter gegenüber Erde grö  ssenordnungsmässig 20000 Volt beträgt, ist  von grösster Wichtigkeit,     dass    für die     Leiter-          teite    14a,<B>16, 18, 220</B>     und    22 eine ausreichende  elektrische Isolierung vorgesehen ist.

   In     Wirk-          liehkeit        muss,die        Liolation    einer Spannung von  40000 Volt standhalten,     die    beim Zusammen  bau als     Prüizipann-Luig    angelegt wird, Die,  Isolation     cles    Leiters 14a besteht aus einer       Bewieldung    14b mit einem geeigneten Isolier  band, das beispielsweise     sogenanntes        Mika-          oder        Glasfaserband    sein kann.

   Es ist     ersieht-          lich,        dass    diese     Bewicktung    in eine mit 24 be  zeichnete andere     Bandbewicklung    übergeht,  welche     die    Leiter<B>16, 18,</B> 20 bedeckt und sich  bis über das obere Ende des     PorzeH        anisollators     <B>25</B> erstreckt.

   Zwecks Erleichterung der Auf  bringung dieses Bandes und     Erzielung    einer  glatten Aussenseite werden die einigermassen  unregelmässig gestalteten     Verbindiingsschellen     <B>17, 19</B>     und    21 mit einem plastischen Isolier  material 24a,     beispie%,weise    einer     Ashest-Lack-          Mischung    eingehüllt.  



  Der     Porzelilanisolator   <B>25</B> besitzt die     übliehe          Baua"i-t-        und    trägt den     Radia.111.anseh        20a    des       Anschlassstückes    20, unter     Zwischenlagge    eines  elastischen     Dicht#im"ffl,#ringea    25a.

   Das untere  Ende des     Iso-,Iiatlors   <B>25</B> ruht auf dem horizon  talen Flansch 8a der zylindrischen Halterung    <B>26</B> unter     Zwischenlage    eines     5,hiüichen    Dich  tungsringes<B>25b.</B> Die Ringe 25a,<B>25b</B> gewähr  leisten     Gasdiehtheit    und ermöglichen     unter-          sehiedliche    thermische     Ausdehimnig    zwischen  <B>d</B>     ein        keramisehen.    Isolator<B>25</B> und den zuge  hörigen     Metalfteien,

      ohne dien Isolator     uner-          w-Cinscht.    stark zu     beanspTuehen.     



  Die     zylindrisehe    Halterung<B>26</B> besteht       ebenfaks    aus Aluminium,     als    aus nicht     magne-          tisierbarem    Material, und ist auf der Deckel  platte     10c    mit Schrauben<B>8b</B> befestigt, wobei       niT        Diehtung    ein geeigneter Ring<B>8e</B> vorge  sehen ist.

   Gegen den     untem    Flansch 26a     dier          11alterung   <B>26</B>     !dTückt    der zweite     Porzellanj#          isolator   <B>27</B> üblicher Bauaxt,     unte.r    Zwischen  lage eines     Dichtungsringes    27a, während am  andern     Endie        der    Isolator<B>27</B> durch, einen       Pla,ehring   <B>28</B> unter Zwischenlage eines Dich  tungsringes<B>27b</B> gehalten wird.

   Gegen den       Pachring   <B>28</B>     dTü-ckt    über     ein-en    weiteren     zu-          sammenpressbaren        Dichtunggsring    30 ein     zwei-          t,er    Flachring<B>29.</B> Die beiden werden     seittens     einer über den     Gewindiestutzen        23-,(les    Leiters  22     gesehraubten    Mutter<B>31</B> aufeinander     und     gegen das Ende des Isolators<B>27</B>     gepresst,

      wie  aus     Fig.    2     ersijssh.t4ä#A     Der Leiter 22 ist von der     -Aluminium-          haltexung   <B>26</B> isoliert     cliirch.    eine mit<B>32</B> be  zeichnete geschichtete Isolation.

   Hierfür kann  eine     Papier-Phen.o1-Isedati#en    verwendet wer  den, etwa     d)as    handelsübliche Material     eTex-          tolite     oder      Herkoilite .    Das     hie.Daus        beste-          hendie    Isolierrohr reicht weit genug in die       PorzeHanisolatoren   <B>25, 27,</B> um einen     elektri-          gehen        ÜbeTsehlag    zwischen dem Leiter 22 und  der metallischen     Haltertmg   <B>26</B> zu     vermeiclen.     



  Aus     Fig.   <B>1</B> ist ersichtlich,     dass    sich das  obere Ende ödes Leiters 14 innerhalb der mit  Kühlgas     Ilöheren    Druckes gefüllten, Kammer  <B>6</B>     bdindet.    Das     Küblgas    kann in den     liohlen          Leitex    14 , über eine     Eiü.Ilassöff-nung    strömen,  die in ihren Einzelheiten     aw        Fig.3    hervor  geht.

   Es ist ein     zylindriseher    Eintrittsstutzen  14e, aus geschichtetem     Pheno-lkunstsstoff-Iso-          liermaterial,    etwa     a.iis         Text,o#hte ,    vorgesehen,  die     aus    mehreren Segmenten besteht und  durch eine     Bewicklung        au &     Isolierband 14d  zusammengehalten wird.

   Wie     Fig,   <B>3</B> zeigt,      bildet     dex    Eintrittsstutzen 14e, zusammen mit       (311nungen    14e     und    14f     inder    Isolierung 14b       bzw.    dem Leiter 14a mehrere     Gaseinlasskanäle.     An. Stelle der angegebenen zwei     öffnungen     können natürlich auch drei oder mehr vorge  sehen sein.  



  Es sei darauf hingewiesen,     (lass    die     Ga & -          eintrittsöffnungen    dem     Kühlgasstrom.    in der  Kammer<B>6</B> zugekehrt sind. Dadurch entsteht  ein gewisser     Staudanick,    der das Einströmen  von Kühlgas in den     EintrIttsstutzen        14c    be  wirkt.

   An den     Strömungsipleilen    in     Fig.    2  ist     eTsichtlich,    wie das über die Eintrittsöff  nungen     14f    kommende Gas durch den     hohl-en     Leiter 14a über eine     Öffnimg   <B>18b</B> in das  Leiterstück<B>18</B> und über eine     Offnung   <B>20b</B> in  das     Anschlüssstück    20 strömt.  



  Um, eine hohe     Strömungsgesehwindigkeit     des Gases relativ zum Leiter 22 zu gewähr  leisten     und    demselben einen geeigneten Aus  trittskanal zu schaffen, ist ein nur der     Küli-          lLing    dienendes Rohr<B>33</B> innerhalb     des    hohlen  Leiters 22     koaxia)l#    angeordnet.

   Aus     Fig.    2 ist       ersichüleh,        dass    das obere Ende des     innern     Rohres<B>33</B> genau in eine Öffnung     des        An-          passstuckes    20     passt    und über dasselbe ein  Stück herausragt.

   Das innerhalb des     Ansehluss-          stückes    22 und, in Leiter 20     verlaii-dendie    Rohr  <B>33</B> bildet mit deren Wandungen     jeweills    einen       Kühlkanail.    Die koaxiale Anordnung ist im       Quersehnitt    nach     Fig.    4 noch     deutlieher        er-          kenn'ba,r"ch,

  e    den vom Rohr<B>33</B> gebildeten axial       geriehtetien        Küblkana!l    34 innerhalb des     An-          schlussst-iie-kes    20 zeigt sowie die durch die  Spannschrauben 21a befestigte     Verbindiuigs-          sehelle    21 des Rohrstückes<B>18</B>     zum        Anschluss-          stück    20.  



  Wie aus     Fig.    2 ersichtlich, tritt das Kühl  mittel vom Rohrstück<B>18</B> über die Öffnung       20b    ein     und    strömt, über den Kanal 34 in  den     Ringrauin    zwischen dem Rohr<B>33</B>     und     dem Leiter 22.

   Das untere Ende     des    Rohres<B>33</B>  bildet einen axialen     Durehlass   <B>35</B>     nüt,    einer       Endabsehlussscheibe   <B>36,</B>     die        auf    beliebige     ge-          eigneteWeisse    im     offenenEnde    des Gewindestut  zens<B>23</B> des Leiters 29,     bef        estigt    ist.

   Das Innere  des Rohres<B>33</B> bildet den     Auslass    für das       Klilämittel,    Am obersten Ende, des Rohres<B>33</B>    ist ein     Aexibler    Sehlauch<B>37</B> aus künstlichem       (T'-Lu,umi    oder     gununiartigem,    Isoliermaterial  mittels einer geeigneten     Sichlau(Aklammer    37a  befestigt,     deir    dasselbe mit dem Rohrstutzen  <B>37e</B> verbindet, wo er mit der Klammer<B>37b</B>  gehalten ist, wie die     Fig.    2 zeigt.

   Die     Bewick-          l'an,o,    24a mit Isolierband erstreckt sich, wie       ersichtilich,    über die in plastisches Isolierma  terial     eingehüllte        Sehlauchklammer        37a,.    Ein  Vergleich mit     Fig.   <B>1</B> zeigt,     dass        der        Kühlmit-          telschlauch   <B>37</B> in axialer Richtung verläuft  <B>und</B>     indie    Kammer<B>7</B> führt.

   Wie oben bereits  erwähnt, herrscht, in der Kammer<B>7</B> ein Druck,  der etwa 200 mm     Wiassersäule    niedriger     ist     .als jener     inder    Kammer<B>6.</B> Diese Druckdiffe  renz bewirkt     natüAich    den     Kühlg-asstrom,    wie  er in     Fig.    2 durch die Strömungspfeile ange  deutet ist.  



  Es ist hieraus ersichtlich,     dass    die beschrie  bene Konstruktion einen mechanisch recht ein  fachen     A-Ltfbau,darsteät    mit wirksamer,     elek-          trisicher    Isolation zwischen den     Hoelispannung     führenden Leitern und den geerdeten Metall  teilen,     u-ndl    einfachen Mitteln zur Gewährlei  stung eines angemessenen     KühlmitteLstromes,     sowohl längs der Aussenseiten der     Durchfüh-          rungsa-nordnung    wie auch in gutem Wärme  kontakt längs der Innenflächen der sich durch  die Durchführung     erstreekenden    stromführen  den Leiterteile.

   Natürlich     müssien        die    verschie  denen     öffnungen    und     Durehlässe    für das  Kühlgas geeignet bemessen sein, unter Be  rücksichtigung des insgesamt     zur    Verfügung  stehenden Druckunterschiedes,     -Lun    Menge und       Geseh,windigkelt    des     Kühlmittelstromes    längs  der     Alet,gl#lfl.äehen    der     erforderliehen        Wärme-          ab-leit-Lmg    anzupassen,

   zwecks     Aufreehterhal-          twig        ein-er    mit     Sieherheit    zulässigen B     etriebs,-          temperatur    der stromführenden, Leiter. Die       ringförmigen        Kühlkaunäle    34,<B>35</B> können leicht  so bemessen werden,     dass    die erforderliche       Strömungsgegehwindigkeit    in denselben er  reicht wird.-.

   Es ist auch von Bedeutung,     dass     das Kühlgas     mift    der niedrigsten Temperatur  den     Wärmeaustanzch    am innen gelegenen  Ende des Leiters 14a bewirkt,     dadieses    Ende  vergleichsweise die höchste Temperatur zeigt,  da es unmittelbar an die     End        tücke   <B>15</B>     und              ,die        l,'        nden    der     Wieklungsstäbe    15a angrenzt,  deren     Kühlangetwas    schwierig ist.

   Auf diese       Weige    wird eine gewisse     Wärmeinenge    von       h,ier    aus zu den     obeni    Teilen des Rohrleiters       14a    abgeleitet.  



  Obwohl nur ein Ausführungsbeispiel der  Durchführung beschrieben     NntTde,    ist es selbst  verständlich,     dass    eine grosse Anzahl von  Varianten     und    mechanisch gleichwertigen  Ausführungen innerhalb des     Geltungisberei-          elies    der     vorliegend#en        Erfinffi   <B>mg</B> möglich sind.

    Die Bauart     und    Anordnung der     Verbindungs-          sehellen   <B>17, 19,</B> 21     usw.    kann geändert worden,  ebenso der     Eintrittsstutzen        14c    für das Kühl  mittel.     Das    Innenrohr<B>33</B> kann aus Metall  oder geeignetem isolierendem Kunststoff be  stehen. Auch     (Iie    mechanischen     BefestigLings-          mittel    für die Isolatoren<B>25, 27</B>     könnenandere     Gestalt besitzen.



      DynamoeIectric machine very high performance with cooled feedthroughs The present invention relates to, el, eld, rise, h, p, Genexatormasehinen very high LeMung with a closed Geehäum and a cooling gas filling, such as hydrogen, but without being limited to it .



  With the increase in the output of electrical high-performance generators, there has also been an increase in the dimensions for the current-carrying, insulated bushings for the machine connections through the housing. So far, it has been customary in practice to consider the nürmale convection cooling, Ling the implementation on the part of the surrounding Me medium to be sufficient to derive the heat generated by the high currents in the implementation conditions.

   However, this has resulted in such large dimensions of such guides that further enlargement would be useless. The present invention aims to strengthen the gas cooling of the bushings in high-performance generators of the type mentioned above.



  The improved gas-cooled ducts can be constructed from the usual and easily available mechanical parts, so that only a few parts are specially manufactured here.



  The invention is described in more detail below in an exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 and 2. Here: FIG. 1 shows a side view of a large generator, partially in longitudinal section, with the arrangement of the feedthroughs in the housing, FIG. 2 shows a longitudinal section of a feedthrough itself, FIG 3 shows the gas inlet of the bushing according to FIG. 2, FIG. 4 shows a cross section along the plane 4-4 in FIG.



  Generally speaking, the implementation is characterized by cooling channels along their entire extension and the inner conductor of the same, as well as by suitable passage openings and connections with selected parts of the flow path for the cooling gas in the generator, the pressure difference of which corresponds to a corresponding cooling gas flow through the DuTchführ-LLug Consequence.



  Fig. 1 shows the installation of the bushings in a super-high power generator of the order of magnitude of about 200 MW, the otherwise closed housing of which is designated with <B> 1 </B>. The generator rotor 2 has aWeZen- st-Lunpf 2a with a coupling with a drive unit, such as a steam turbine (not shown).

   The Bleehp, aket of the stator <B> 3 </B> is fastened to the carrier la of the generator frame be. A KfiM fan is attached to the right-hand end of the rotor, shown here thematically as a single-stage axial compressor 4 a2n. As is usual in this <B> - </B> field of technology, the generator frame is provided with guide plates,

   which lead the cooling gas flow from the valve door 4 through radial ducts in the stator <B> 3 </B> to the air gap between your stator <B> 3 </B> and your rotor 2 and from there to a water-cooled heat exchanger <B> 5. The flow path for the cooling gas is indicated by the arrows in FIG. 1.

   The details of this need not be explained in more detail here, it is only to be pointed out that to maintain the cooling gas flow through the cooling channels, a pressure difference of about 200 mm water column between the chambers <B> 6 </B> and < B> 7 </B> results, caused by the pressure drop as a result of the flow resistance for the cooling gas between these two points of the flow path.



  It should be noted that this pressure usually applies to transmission with air as the cooling gas. If a gas of lower density is used, for example hydrogen <B> <I> ', </I> </B>, the pressure is lower in proportion to the density ratio.



  The high-voltage impulse feedthroughs to which the invention relates are identified in FIG. 1 with <B> 8 </B> and <B> 9 </B>. In public. Several bushings can be arranged in pairs around the circumference of the housing, the number of which depends on the electrical circuit used.

   A three-phase generator normally has six diaphragms. Since the high-voltage bushings are generally of the same type, only the details of those marked with <B> 8 </B> are described below.



  It can be seen from FIG. 1 that the leadthroughs <B> 8 </B> and <B> 9 </B> are in a box-like attachment <B> 10 </B> of the outer wall of the generator housing 1. are installed. The generator housing <B> 1 </B> has an opening <B> 11 at this point through which the cooling gas flow from the chamber <B> 6 </B> into the attachment <B> 10 </B> has reached its open side 12.

   The box-like attachment <B> 10 </B> has an axially running extension 10a, which forms part of the flow path to the opening <B> 10 </B>, through which: the cooling gas of the annular chamber <B> 13 </B> zi - tgel, eit, et will. This arrangement gives a flow of cooling gas. from the fan 4 lengthways, the outer sides of the passage <B> 8 </B> and <B> 9. </B>



  Furthermore, FIG. 1 shows a conductor 14 with an end piece 15 through which the feedthroughs 8 with the winding lengths rods 15a of the stator weight is connected.

   The conductor 14 is attached to the adjacent wall of this generator housing by means of a suitable insulating support <B> 16 </B>. Details thereof are irrelevant and any common isolator can be used here.



  It is true that the bushings <B> 8 </B> and <B> 9 </B> with mounting flanges 8 or 9a and are attached to the cover plate 10c by suitable screws 8b. The inner parts of the major guides are rough through openings in the cover plate <B> 10e </B> into the box, 1-term extension <B> 10 </B>, in a mutual position as shown in Fig. <B> 1 </B> shows.

    The details of the implementation <B> 8 </B> are shown in FIGS. 2 to 4.



  From Fig. 2 it can be seen that the electrical conductor is made of a tube made of current-conducting material, usually made of copper. The conductor designated 14 in FIG. 1 consists of an inner copper tube 14a (FIG. 2),

       the outside with a LagO insulating tape or other insulation 14b is provided, the pipe conductor 14a is with a. Link similar short R.ohrstüel #: <B> 16 </B> with one of the usual two-digit pipe connection clamps <B> 17 </B> which are pressed together by means of suitable clamping devices 17a.

   Such connections are common in this field of technology 'when connecting busbars and other Starksitronilleitern with each other. The pipe section <B> 16 </B> is for its part connected to another pipe section <B> 18 </B> by means of an angled socket <B> 19 </B>. The pipe section <B> 18 </B> is fastened to a special connection part 20 by means of a further angle bracket 21, which sprays from the bracket <B> 19 </B>.



  As will be shown below, serves. the special connection piece 20 simultaneously several different purposes. One of these is to create a conductive connection from the raw piece 18 to the tubular conductor 22-11, which is screwed over the twisted and threaded end of the connecting piece 20, as indicated at 22a. In order to improve the current transfer at this point, 'this connection can be welded.

   The tubular conductor 22 leads through the leadthrough and ends on the flexible outside as a threaded connector <B> 23 </B> that fits. for a corresponding threaded coupling is set up for the purpose of connecting the implementation with an external circuit (not shown,).



  As is known, for electrical reasons it is important that there is no ma a <. Between the leadthroughs <B> 8 </B> and <B> 9 </B> (Fig. <B> 1) </B> B> i </B> located, et. For this "netizable material" reason, the cover plate 10e consists of aluminum or other non-magnetizable material.



  Since during normal operation the voltage of the electrical conductor with respect to earth is of the order of magnitude of 20,000 volts, it is of the greatest importance that the conductor side 14a, 16, 18, 220 and 22 have adequate electrical insulation is provided.

   In reality, the Liolation must withstand a voltage of 40,000 volts, which is applied when assembling as Prüizipann-Luig. The insulation of the conductor 14a consists of a layer 14b with a suitable insulating tape, the so-called Mika or glass fiber tape, for example can be.

   It can be seen that this wrapping merges into another tape wrapping, labeled 24, which covers the conductors 16, 18, 20 and extends over the upper end of the porcelain anisollator 25 / B> extends.

   In order to facilitate the application of this tape and to achieve a smooth outside, the somewhat irregularly shaped connecting clamps 17, 19 and 21 are encased with a plastic insulating material 24a, e.g. an Ashest paint mixture.



  The porcelain insulator <B> 25 </B> has the usual design and bears the Radia.111.anseh 20a of the connecting piece 20, with an elastic seal in between, # im "ffl, # ringea 25a.

   The lower end of the isolator <B> 25 </B> rests on the horizontal flange 8a of the cylindrical holder <B> 26 </B> with the interposition of a 5, thin sealing ring <B> 25b. </ B > The rings 25a, <B> 25b </B> ensure gas tightness and allow different thermal expansion between <B> d </B> a ceramic look. Isolator <B> 25 </B> and the associated metal parts,

      Without the isolator un- w-Cinscht. heavily used.



  The cylindrical holder <B> 26 </B> also consists of aluminum, as a non-magnetizable material, and is fastened to the cover plate 10c with screws <B> 8b </B>, with no suitable ring <B> B> 8e </B> is provided.

   Against the lower flange 26a of the aging <B> 26 </B>! The second porcelain insulator <B> 27 </B> presses a common construction ax, underneath the intermediate layer of a sealing ring 27a, while on the other end the insulator <B > 27 </B> by holding a pla, ring <B> 28 </B> with a sealing ring <B> 27b </B> in between.

   Against the pach ring <B> 28 </B> dTü-ckt over a further compressible sealing ring 30 a second, he flat ring <B> 29. </B> The two are on the side of one over the threaded connector 23- , (les conductor 22 screwed nut <B> 31 </B> pressed on top of each other and against the end of the insulator <B> 27 </B>,

      As shown in Fig. 2 ersijssh.t4ä # A The conductor 22 is insulated from the -aluminium holding <B> 26 </B>. a layered insulation labeled <B> 32 </B>.

   A paper phenol insulation can be used for this, such as the commercially available material eTextolite or Herkoilite. The insulating tube here extends far enough into the porcelain insulators <B> 25, 27 </B> to avoid an electrical leakage between the conductor 22 and the metallic holder <B> 26 </B>.



  From FIG. 1 it can be seen that the upper end of the barren conductor 14 is located within the chamber 6 which is filled with cooling gas at a higher pressure. The cooling gas can flow into the hollow Leitex 14 via an outlet opening, the details of which are shown in FIG.

   A cylindrical inlet connection 14e, made of layered phenolic-oil-plastic insulating material, for example a.iis text, o # hte, is provided, which consists of several segments and is held together by a wrapping of insulating tape 14d.

   As FIG. 3 shows, the inlet nozzle 14e, together with (311 openings 14e and 14f in the insulation 14b or the conductor 14a), forms several gas inlet channels. Instead of the specified two openings, three or more openings can of course also be provided be seen.



  It should be pointed out that (let the gas inlet openings face the flow of cooling gas in chamber 6. This creates a certain amount of congestion, which causes cooling gas to flow into inlet nozzle 14c.

   The flow pills in FIG. 2 clearly show how the gas coming via the inlet openings 14f through the hollow conductor 14a via an opening 18b into the conductor section 18 and over an opening <B> 20b </B> flows into the connection piece 20.



  In order to ensure a high flow rate of the gas relative to the conductor 22 and to create a suitable outlet channel for the same, a pipe 33 serving only the fillet is arranged coaxially inside the hollow conductor 22 .

   From FIG. 2 it can be seen that the upper end of the inner tube 33 fits exactly into an opening of the adapter 20 and protrudes a little over the same.

   The pipe 33 inside the connecting piece 22 and in the conductor 20 each forms a cooling channel with their walls. The coaxial arrangement can be seen even more clearly in the cross section according to FIG.

  e shows the axially directed tubing 34 formed by the pipe 33 within the connection piece 20 and the connecting sleeve 21 of the pipe section 18 fastened by the clamping screws 21a > to connector 20.



  As can be seen from Fig. 2, the coolant enters from the pipe section <B> 18 </B> via the opening 20b and flows via the channel 34 into the annular roughness between the pipe <B> 33 </B> and the conductor 22nd

   The lower end of the tube <B> 33 </B> forms an axial passage <B> 35 </B> nut, an end closure disk <B> 36, </B> which in any suitable manner in the open end of the threaded socket < B> 23 </B> of the conductor 29, is fastened.

   The inside of the pipe <B> 33 </B> forms the outlet for the Klilämittel, At the top end, of the pipe <B> 33 </B> is an flexible eye tube <B> 37 </B> made of artificial (T ' -Lu, umi or gununi-like, insulating material attached by means of a suitable clamp 37a, which connects it to the pipe socket <B> 37e </B>, where it is held with the clamp <B> 37b </B>, like the Fig. 2 shows.

   The wrap around, o, 24a with insulating tape extends, as can be seen, over the tube clip 37a, which is encased in plastic insulating material. A comparison with FIG. 1 shows that the coolant hose 37 runs in the axial direction and runs into the chamber 7 leads.

   As already mentioned above, there is a pressure in chamber <B> 7 </B> that is about 200 mm lower than that in chamber <B> 6. </B> This pressure difference naturally causes the cooling asstrom, as indicated in Fig. 2 by the flow arrows.



  It can be seen from this that the construction described is a mechanically very simple A-line construction, with effective, electrical insulation between the conductors carrying the hoelis voltage and the earthed metal parts, and simple means to ensure an adequate flow of coolant, both along the outer sides of the lead-through arrangement and, in good thermal contact, along the inner surfaces of the current-carrying conductor parts that extend through the lead-through.

   Of course, the various openings and flow passages for the cooling gas must be dimensioned appropriately, taking into account the total available pressure difference, volume and vision, windy of the coolant flow along the Alet, smoothing out the required heat dissipation -Lmg adapt,

   for the purpose of maintaining a safe operating temperature of the live conductors. The annular cooling ducts 34, 35 can easily be dimensioned so that the required flow velocity in them is sufficient.

   It is also important that the cooling gas at the lowest temperature causes the heat exchange at the inner end of the conductor 14a, since this end shows the highest temperature in comparison, since it is directly at the end pieces 15 and, the 1, the weighing bars 15a are adjacent, the cooling of which is somewhat difficult.

   In this way, a certain amount of heat is dissipated from h, ier to the above parts of the pipe 14a.



  Although only one exemplary embodiment of the implementation has been described, it goes without saying that a large number of variants and mechanically equivalent designs are possible within the scope of the present invention.

    The design and arrangement of the connecting shells 17, 19, 21 etc. can be changed, as can the inlet connection 14c for the coolant. The inner tube <B> 33 </B> can be made of metal or suitable insulating plastic. The mechanical fastening means for the insulators <B> 25, 27 </B> can also have other shapes.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Dynamoelektrisehe Maschine sehr hoher Leistung mit einem allseits abgeschlossenen, mit gasförmigem Kühlmittel gefülltem Cle- häus,e, mit Mitteln m-LT Erzeugung eines Kühl- inittelstromes innerhalb des Gehäuses und mit Durchfühnrngen für die elektrisehen An- sehlüsse durch die Gehäusewandung zwecks Verbindung der Maschine mit einem ä-,tiss,ern Stromkreis, PATENT CLAIM Dynamo-electric machine with very high performance with a completely closed, gaseous coolant filled cle- housing, e, with means m-LT generation of a coolant flow within the housing and with feedthroughs for the electrical connections through the housing wall for the purpose of connecting the machine with an a-, tiss, ern circuit, wobeidie Durchführungen durch -einen verstärkten Kühknittelstrom. gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb und ausserhalb des Gehäuses befind- liehen Durehführungsteile durch einen Teil des Kühlmittelstromes gekühlt werden, der mit Hilfe der Mittel zur Erzeugung des Hauptkühlmittelstromes vom Gehäuseinnern aus durch,die Durchführungen geleitet wird und Jorthin zurückströmt. the ducts through an increased flow of coolant. are cooled, characterized in that the inside and outside of the housing borrowed lead-through parts are cooled by part of the coolant flow, which with the help of the means for generating the main coolant flow from the inside of the housing is passed through the lead-throughs and flows back into it. 'U-NTRÜAN,SIPR'CTCHF, <B>1.</B> Dyna-inoeleldrissche Maschine nach Pa, tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Durchführung mehrere Ka# näle strömungsmässig hintereinander angeord net sind, 'U-NTRÜAN, SIPR'CTCHF, <B> 1. </B> Dyna-inoeleldrissche machine according to patent claim, characterized in that several channels are arranged one behind the other in terms of flow within a passage, dass ein Einlassteil für die KÜhl- mittelkanUe der Durchführung an einer Stelle relativ hohen Dru-akes innerhalb der Kühl- mitteIströmungswege der Maschine angeord net ist, und dass ein Auslassteil für die Kühl- mittelkanäle cTer Durchführung an einer Stele relativ niedrigen Druckes innerhalb der Kühl- mittelströmungswege der Maschine vorgesehen ist. that an inlet part for the coolant ducts of the duct is arranged at a point of relatively high pressure within the coolant flow paths of the machine, and that an outlet part for the coolant ducts of the duct at a point of relatively low pressure within the cooling medium Medium flow paths of the machine is provided. 2. Dynamoelektrische Maschine nach Pa tentanspruch und Unteransprucli <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass ein rollrartiger Leiter durch das Gehäuse, hindurchgeführt, von die- sein isoliert ist und an seinem ausserhalb der Maschine gelegenen Ende einen gasdiehten Abschluss besitzt, 2. Dynamoelectric machine according to patent claim and sub-claims <B> 1, </B> characterized in that a roll-like conductor passed through the housing, is insulated from it and has a gas-tight seal at its end located outside the machine, dass sich innerhalb minde-- stens eines Teils des rohrartigen Leiters ein koaxial angeordnetes Rohr in einem radialen Abstand von der Leiterinnenwandung b#ef in- det, das bis in den a-LLsserhaPo der IM-asehine gelegenen Teil des Leiters ragt und an seinem einen Ende einen axialen Abstand vom gass- dichten Abschluss des Leiters aufweist, wäh rend sein anderes Ende über eine isolierte Leitunig, that within at least a part of the tubular conductor there is a coaxially arranged tube at a radial distance from the inner wall of the conductor, which protrudes into the part of the conductor located in the a-LLsserhaPo of the IM-asehine and at one of its End at an axial distance from the gas-tight termination of the conductor, while its other end via an insulated Leitunig, mit dein Auslassteil für den Kühlmit- tedstrom, der Durchfülirung verbunden isit, wo bei das KühInuttel längs der 'Wandlung des rohrförinigen Leiters vom Gehäuseinnern aus zum äussern Ende desselben strömt und dann durch (las innere koaxia#le Rohr zu den Kühl- mittelströmungswegen der Maschine z-LLrüek gelangt. with the outlet part for the coolant flow, the through-hole is connected, where the coolant flows along the transformation of the tubular conductor from the inside of the housing to the outer end of the same and then through (read the inner coaxial tube to the coolant flow paths of the machine z-LLrüek arrives.
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