DE1022676B

DE1022676B - Cooling arrangement for turbo generators

Info

Publication number: DE1022676B
Application number: DEA23730A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eugen Wiedemann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1955-10-15
Filing date: 1955-11-05
Publication date: 1958-01-16

Description

Kühlanordnung für Turbogeneratoren Bei Turbogeneratoren für sehr hohe Leistungen ist vor allem eine sehr wirksame Kühlung von großer Bedeutung, da die erreichbare Leistung durch die zulässige Erwärmung begrenzt wird.Cooling arrangement for turbo generators For turbo generators for very high A very effective cooling is of great importance because the achievable performance is limited by the permissible heating.

Für die Kühlung von Turbogeneratoren ist es bereits bekannt, zwei verschiedene Kühlsysteme im geschlossenen Kreislauf für den Läufer und den Ständer der Maschine vorzusehen. Die Kühlung des Läufer erfolgt meistens mittels Wasserstoffs, welcher einerseits an der Läuferoberfläche bzw. im Luftspalt und andererseits durch axiale Kühlkanäle im Läuferkörper selbst und in den Nuten für die Läuferwicklung zirkuliert. Der Läuferraum ist gegenüber dem Ständerraum durch einen Isolierzylinder gasdicht abgeschlossen, so daß für die Kühlung des Ständers und der Ständerwicklung eine Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Öl, verwendet werden kann. Diese Kühlflüssigkeit wird sowohl durch axiale Kanäle im Ständerblechpaket als auch durch Kanäle unmittelbar neben der Ständerwicklung oder in der Wicklung selbst (Hohlleiter) gepumpt, wobei die Wärme durch innerhalb oder außerhalb des Maschinengehäuses angeordnete Kühler abgeführt wird. Zur Erhöhung der Kühlwirkung können die axialen Ständerkühlkanäle noch mit radialen Kanälen in Verbindung stehen, wodurch ein Teil der Kühlflüssigkeit zwischen den Ständerblechen strömt, um in den Ständerraum zu gelangen, von wo aus es wieder in den Kreislauf befördert wird.For the cooling of turbo generators it is already known two various cooling systems in a closed circuit for the rotor and the stator the machine. The rotor is mostly cooled by means of hydrogen, which on the one hand on the rotor surface or in the air gap and on the other hand through axial cooling channels in the rotor body itself and in the slots for the rotor winding circulates. The rotor space is opposite the stator space through an insulating cylinder sealed gas-tight, so that for cooling the stator and the stator winding a cooling liquid, preferably oil, can be used. This coolant is direct both through axial channels in the stator core and through channels next to the stator winding or in the winding itself (waveguide), whereby the heat from coolers arranged inside or outside the machine housing is discharged. To increase the cooling effect, the axial stator cooling channels are still in communication with radial channels, creating part of the cooling liquid flows between the stator plates to get into the stator space, from where it is put back into the circulation.

Wird nun bei Turbogeneratoren der erwähnten Art der Ständerraum mit einer Öl- oder Wasserstoffgasfüllung versehen, so ergeben sich gewisse schwerwiegende Nachteile. Infolge der sehr großen Al>-mne:ssungen dieser Maschinen müssen sehr große Ölmengen vorgesehen werden, um das Gehäuse zu füllen. Andererseits wird mit einer Wasserstoffgasfüllung das für die Kühlung des Ständers verwendete Öl allmählich mit Wasserstoff gesättigt, so daß eine periodische Reinigung des Öls notwendig ist. Ferner wird durch eine brennbare Füllung im Ständergehäuse die Brand- bzw. Explosionsgefahr erhöht, wenn das Gehäuse irgendwelche Undichtigkeiten aufweisen sollte.Is the stator space with turbo generators of the type mentioned an oil or hydrogen gas filling, there are certain serious ones Disadvantage. As a result of the very large requirements of these machines, they have to be very large quantities of oil must be provided to fill the housing. On the other hand, with a hydrogen gas filling, the oil used to cool the stator gradually increases saturated with hydrogen, so that periodic cleaning of the oil is necessary. Furthermore, a flammable filling in the stator housing increases the risk of fire or explosion increased if the housing should show any leaks.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kühlanordnung für Turbogeneratoren. bei welcher der Läuferraum gegenüber dem Ständerraum und dem äußeren Luftraum gasdicht abgeschlossen ist und der Läufer wie auch die Läuferwicklung mittels eines Kühlgases im geschlossenen Kreislauf gekühlt werden, während die Ständerwicklung sowie das Ständerblechpaket mittels einer Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, im geschlossenen Kreislauf gekühlt werden.The invention relates to a cooling arrangement for turbo generators. in which the rotor space is gastight with respect to the stator space and the outer air space is completed and the rotor as well as the rotor winding by means of a cooling gas are cooled in a closed circuit, while the stator winding and the Stator core by means of a liquid, preferably oil, in a closed circuit be cooled.

Um nunmehr die bei dieser Art Kühlanordnung erwähnten Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung der Ständerraum mit einer nicht brennbaren Gasfüllung versehen, die vorn übrigen Ständerkühlsystem getrennt ist. Als Gasfüllung kann beispielsweise Kohlensäuregas oder Luft verwendet werden. Auf diese Weise werden nicht nur die bereits erwähnten Nachteile einer Öl- oder Wasserstoffgasfüllung vermieden, sondern es ergibt sich auch noch der Vorteil, daß das Ständergehäuse keineswegs so hohe Anforderungen bezüglich seiner Dichtigkeit erfüllen muß, wie dies bei den bisherigen Maschinen der Fall war.In order now to the disadvantages mentioned in this type of cooling arrangement avoid, according to the invention, the stator space with a non-flammable gas filling provided, which is separated from the rest of the stand cooling system. As a gas filling, for example Carbonated gas or air can be used. This way, not only will the already mentioned disadvantages of an oil or hydrogen gas filling avoided, but there is also the advantage that the stator housing is by no means so high Must meet requirements with regard to its tightness, as with the previous Machines was the case.

Eine weitere Verbesserung kann noch erzielt werden, wenn der Druck der nicht brennbaren Gasfüllung im Ständergehäuse in Abhangigkeit vom Druck des Kühlgases im Läuferraum geregelt wird. Durch diese :Maßnahme wird der Druck des Gases im Ständerrauin dein Druck des Kühlgases im Läuferraum stets angepaßt, so daß eine unerwünschte mechanische Beanspruchung des die beiden Räume trennenden Isolierzylinders vermieden wird. Gleichzeitig wirkt sich dieser Druckausgleich sehr günstig auf die gegenseitige Abdichtung der leiden Räume aus.Another improvement can still be achieved if the pressure is applied the non-flammable gas filling in the stator housing depending on the pressure of the Cooling gas is regulated in the rotor space. Through this: Measure the pressure of the Gas in the stator space is always adjusted to your pressure of the cooling gas in the rotor space, so that an undesirable mechanical stress on the separating the two rooms Isolating cylinder is avoided. At the same time, this pressure equalization has a great effect favorable to the mutual sealing of the rooms suffer from.

Im allgemeinen wird der Druck im Läuferraum höher als atmosphärisch sein, :o daß dann der Druck der Gasfüllung im Ständerraum entsprechend erhöht wird. Es ist aber auch möglich, daß der Turbogenerator mit einem Unterdruck im Läuferraum betrieben wird, um die Reibungsverluste herabzusetzen. In diesem Falle wird dann der Druck im Ständerraum entsprechend herabgesetzt. Die Regelung des Gasdruckes im Ständerraum kann entweder von Hand oder selbsttätig erfolgen.In general, the pressure in the rotor space becomes higher than atmospheric be: o that the pressure of the gas filling in the stator space is increased accordingly. But it is also possible that the turbo generator with a negative pressure in the rotor space is operated in order to reduce the friction losses. In this case then the pressure in the stand space is reduced accordingly. The regulation of the gas pressure in the Stand space can either be done manually or automatically.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cooling arrangement for turbo generators, in which the runner room opposite the stand room and the. outer air space sealed gas-tight is and the rotor and the rotor winding by means of a cooling gas in the closed Circuit are cooled, while the stator winding and the stator core be cooled by means of a liquid, preferably oil, in a closed circuit, characterized in that the stator housing is non-combustible with a filling Gas is provided, which is separated from the rest of the stator cooling system.

2. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the filling of the stator housing from Carbonic acid gas.

3. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that that the filling of the stand consists of air.

4. Cooling arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the pressure of the non-flammable gas filling in the stator housing is regulated depending on the pressure of the cooling gas in the rotor space.

5. Cooling arrangement according to claim 4, characterized in that the pressure regulation of the gas filling is automatic he follows.

6. Cooling arrangement according to claim 4, characterized in that the pressure control of the gas filling takes place from Fand. Documents considered: French Patent No. 1067 639; Swiss patent specification No. 104 654; Austrian patent specification No. 96 082.