Kontrolleinrichtung für wasserstoffgasgekühlte Generatoren Ein mit
Wasserstoff betriebenes Kühlsystem für Generatoren muß betriebssicher, zuverlässig
und so einfach wie möglich sein. Die Betriebssicherheit hängt in großem Maße von
der Reinheit des verwendeten Wasserstoffes ab, da besonders durch Vermischen mit
Luft oder Sauerstoff explosionsfähige Gemische auftreten können. Das Gaskontrollsystem
hat dementsprechend eine vorherrschende Bedeutung. Es muß gleichermaßen für verschiedene
Betriebsbedienungen des Generators, wie Betrieb, Stillstand, Gasspülung und Gasfüllung,
geeignet sein. Weiterhin ist es zweckmäßig, während des Betriebes die Konzentrationsmesser,
welche den Reinheitsgrad des Wasserstoffes anzeigen, in bestimmten Zeitabständen
auf ihren elektrischen Nullpunkt zu eichen, damit jederzeit die Gewißheit erlangt
werden kann, daß die verwendeten Konzentrationsmesser richtig anzeigen und daß die
Reinheit des Wasserstoffes im Generator noch so groß ist, daß die Mischung noch
nicht innerhalb des Zündbereiches liegt. Die Konzentrationsmeßgeräte, wie z. B.
solche, die die Wärmeleitfähigkeit des Gebrauchswasserstoffes mit der Wärmeleitfähigkeit
eines Vergleichsgases vergleichen, sind in bestimmten Grenzen von der Menge des
durchströmenden Gases abhängig. In den Probeentnahmeleitungen vom Generator zum
Konzentrationsmesser sind allgemein Druckminderventile eingeschaltet, welche jedoch
eine erhebliche Schwankung der Durchflußmenge zulassen, da einmal der Druck des
Wasserstoffes im Gehäuse für die verschiedenen Betriebszustände sehr unterschiedlich
ist und zum anderen Mal der Druckminderer auf den Gegendruck anspricht, so daß er
bei steigendem Gegendruck eventuell vollständig schließt und die Anzeige des Konzentrationsmeßgerätes
unterbindet.Control device for hydrogen gas-cooled generators A with
Hydrogen-powered cooling systems for generators must be operationally safe and reliable
and be as simple as possible. The operational safety depends to a large extent on
the purity of the hydrogen used, especially when mixed with
Explosive mixtures can occur in air or oxygen. The gas control system
accordingly has a predominant meaning. It must be equally for different ones
Operating controls of the generator, such as operation, standstill, gas purging and gas filling,
be suitable. Furthermore, it is advisable to use the concentration meter,
which indicate the degree of purity of the hydrogen at certain time intervals
to calibrate to their electrical zero point, so that the certainty is achieved at any time
can be that the concentration meters used indicate correctly and that the
The purity of the hydrogen in the generator is still so great that the mixture is still
is not within the ignition range. The concentration measuring devices such. B.
those that combine the thermal conductivity of the hydrogen with the thermal conductivity
a comparison gas are within certain limits of the amount of
depending on the gas flowing through. In the sampling lines from the generator to the
Concentration meters are generally pressure reducing valves switched on, but which
allow a considerable fluctuation of the flow rate, since once the pressure of the
Hydrogen in the housing varies greatly for the various operating states
is and on the other hand the pressure reducer responds to the back pressure, so that he
if the back pressure rises, it may close completely and the display of the concentration measuring device
prevents.
Um eine Regelmöglichkeit zu erhalten, welche allen Betriebsbedingungen
des Generators entspricht, welche im Aufbau und Betrieb einfach und in jedem Falle
betriebssicher ist, um jederzeit eindeutig erkennen zu können, wie groß die Durchflußmenge
durch die Konzentrationsmesser ist, und um auch während des Betriebes die Konzentrationsmesser
in bestimmten Zeitabständen auf ihren elektrischen Nullpunkt eichen bzw. spülen
zu können, wird gemäß der Erfindung eine Kontrolleinrichtung für wasserstoffgasgekühlte
Generatoren mit Konzentrationsmessern, die vorzugsweise die Wärmeleitfähigkeit eines
Vergleichsgases mit der des zu messenden Gases vergleichen, vorgesehen, nach welcher
in den Probeentnahmeleitungen und in der Vergleichsgasleitung vor den Konzentrationsmessern
je ein Drosselventil und je ein Durchflußmengenmesser zur Regelung und überwachung
der Strömungsgeschwindigkeit in den Konzentrationsmessern angeordnet sind, nach
welcher hinter den Drosselventilen praktisch kein Gegendruck herrscht und nach welcher
zur Spülung und Eichung der Konzentrationsmesser die Vergleichsgasleitung jeweils
nach Austritt aus den Konzentrationsmessern mit den Probeentnahmeleitungen über
Meßgasleitungen und über Absperrventile und die Probeentnahmeleitungen über je ein
Umgehungsventil mit der ins Freie führenden Abgasleitung so verbunden sind, daß
das zu messende Gas aus den Probeentnahmeleitungen unter Umgehung der-Konzentrationsmesser
direkt in die Abgasleitung abfließen kann und daß das Vergleichsgas nach Durchströmen
der Konzentrationsmesser dieselben noch einmal über die Meßgasleitung und die Probeentnahmeleitungen
durchströmt und über die Abgasleitung ebenfalls ins Freie gelangt.To get a control option, which all operating conditions
of the generator, which is simple and in every case in construction and operation
is operationally reliable in order to be able to clearly see at any time how large the flow rate is
by the concentration meter, and to also use the concentration meter during operation
Calibrate or flush to their electrical zero point at certain time intervals
to be able to, according to the invention, a control device for hydrogen gas-cooled
Generators with concentration meters, preferably the thermal conductivity of a
Compare the reference gas with that of the gas to be measured, according to which
in the sampling lines and in the reference gas line upstream of the concentration meters
one throttle valve and one flow meter each for regulation and monitoring
are arranged according to the flow velocity in the concentration meters
which behind the throttle valves there is practically no counter pressure and which one
the reference gas line for flushing and calibrating the concentration meter
after exiting the concentration meters with the sampling lines
Sample gas lines and shut-off valves and the sampling lines via one each
Bypass valve are connected to the exhaust pipe leading to the outside in such a way that
the gas to be measured from the sampling lines, bypassing the concentration meter
can flow directly into the exhaust pipe and that the reference gas after flowing through
the concentration meter does the same again via the measuring gas line and the sampling lines
flows through and also reaches the outside via the exhaust pipe.
Den Einzelmerkmalen, nämlich das Vorsehen eines Drosselventils in
den einzelnen Leitungen bei den Konzentrationsmessern und die Eichung der Konzentrationsmesser
bei gleichzeitigem Abblasen des Meßgases, die an sich als Kombination den Gegenstand
der Erfindung bilden, soll im Rahmen der vorliegenden Kombination kein selbständiger
Patentschutz zukommen.The individual features, namely the provision of a throttle valve in
the individual lines at the concentration meters and the calibration of the concentration meters
at the same time blowing off the measuring gas, which in itself as a combination the object
of the invention is not intended to be independent within the scope of the present combination
Get patent protection.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß es durch die Anordnung der Konzentrationsmesser
mit ihren Leitungen, die mit den verschiedenen Entnahmestellen des Generators in
Verbindung stehen, sowie mit den gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Absperr-, Drossel-
und Umgehungsventilen möglich ist, jederzeit die Durchflußmenge durch die Konzentrationsinesser
zu bestimmen und gleichzeitig die Konzentrationsmesser in bestimmten Zeitabständen
auf ihren elektrischen Nullpunkt zu eichen bzw. zu spülen. Weiterhin ist für alle
Betriebszustände des Generators der im Generator umlaufende Wasserstoff stets unter
Kontrolle, wobei es außerdem möglich ist, jederzeit zu prüfen, ob die Meßgeräte
in Ordnung sind.
Die Probeentnahmeleitungen können gleichzeitig
zum Spülen des Generators, insbesondere der Vorkammern der Öldichtungen, verwendet
werden, welche dauernd mit reinem H2 gespült werden müssen. Hierzu wird die Menge
des Spülwasserstoffes entsprechend der Konzentration des Wasserstoffes durch die
Drosselventile eingestellt, wobei entweder die Konzentrationsmesser in vollem Betrag
durchströmt werden oder der Spülwasserstoff teilweise über die Umgehungsventile
in die Abgasleitung abgeleitet wird. Das Ableiten in die Abgasleitung muß dann erfolgen,
wenn die Menge des Spülwasserstoffes so groß wird, daß die Meßgenauigkeit der Konzentrationsmesser
beeinflußt würde, wenn der gesamte Betrag des Spülwasserstoffes durch diese geleitet
wird.The advantage of the invention is that it is due to the arrangement of the concentration meter
with their lines, which are connected to the various tapping points of the generator in
Are connected, as well as with the shut-off, throttle valve proposed according to the invention
and bypass valves, the flow rate through the concentration meter is possible at any time
to determine and at the same time the concentration meter at certain time intervals
to calibrate or flush to their electrical zero point. Furthermore is for everyone
Operating states of the generator, the hydrogen circulating in the generator is always below
Control, whereby it is also possible to check at any time whether the measuring devices
are fine.
The sampling lines can be used simultaneously
used to flush the generator, especially the antechamber of the oil seals
which have to be rinsed continuously with pure H2. This is done by the amount
of the flushing hydrogen according to the concentration of hydrogen by the
Throttle valves set, either using the concentration meter in full
are flowed through or the flushing hydrogen partially via the bypass valves
is discharged into the exhaust pipe. The discharge into the exhaust pipe must then take place,
when the amount of flushing hydrogen becomes so large that the measurement accuracy of the concentration meter
would be affected if the entire amount of flushing hydrogen passed through them
will.
Ein Beispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Durch
Probeentnahmeleitungen 21, 22 und 26 wird das zu messende Gas über Drosselventile
9, 11 und 18, mit denen die Durchflußmenge eingestellt wird, über Wattefilter 7,
Durchflußmengenmesser 4, 5 und 6 zu den Konzentrationsmessern 1, 2 und 3 geleitet.
Nach Austritt aus den Konzentrationsmessern 1, 2 und 3 gelangt das gemessene Gas
in eine gemeinsame Abgasleitung 23 und von dort bei C ins Freie. Der Vergleichswasserstoff
fließt von D durch eine Vergleichsgasleitung 27 über ein Drosselventil 15, mit dem
die Vergleichsgasmenge eingestellt wird, und über einen Durchflußmengenmesser 8
nacheinander durch die Konzentrationsmesser 1, 2 und 3 zum Generator oder zu der
Maschinen-Füllgasverteilung bei F. Da der Gegendruck annähernd Null und konstant
ist, kann mit den Drosselventilen 9, 11 und 18 unter Kontrolle der Durchflußmengenmesser
4, 5 und 6 für den jeweiligen Betriebszustand eine absolut gleichbleibende Durchflußmenge
eingestellt werden.An example of the invention is explained with reference to the drawing. By
Sampling lines 21, 22 and 26 are the gas to be measured via throttle valves
9, 11 and 18, with which the flow rate is set, via cotton wool filter 7,
Flow meters 4, 5 and 6 passed to the concentration meters 1, 2 and 3.
After exiting the concentration meters 1, 2 and 3, the measured gas arrives
into a common exhaust pipe 23 and from there at C to the outside. The comparison hydrogen
flows from D through a reference gas line 27 via a throttle valve 15 with which
the reference gas amount is set, and via a flow meter 8
one after the other through the concentration meters 1, 2 and 3 to the generator or to the
Machine filling gas distribution at F. Since the back pressure is almost zero and constant
is, can with the throttle valves 9, 11 and 18 under control of the flow meter
4, 5 and 6 an absolutely constant flow rate for the respective operating state
can be set.
Nach der Zeichnung sollen die Probeentnahmeleitungen 21 und 22 bei
A- und B an die Vorkammern der beiden Öldichtungen und die Probeentnahmeleitungen
26 bei E an das Gehäuse angeschlossen sein. Die zur laufenden Spülung der Vorkammern
notwendige geringe Wasserstoffmenge kann durch die Probeentnahmeleitungen 21, 22
durch die Konzentrationsmesser 1 und 2 in vollem Betrage geleitet und mit den Drosselventilen
9 und 11 entsprechend der Konzentration der Durchflußmenge eingestellt werden, sofern
diese Mengen nicht so groß werden, daß die Anzeige der Konzentrationsmeßgeräte 1
und 2 ungenau werden. Wird die benötigte Menge des Spülwasserstoffes zu groß, so
wird der überschüssige Beträg über Umgehungsleitungen 24 und 25 und darin liegende
Umgehungsventile 13 und 14 in die Abgasleitung abgeleitet.According to the drawing, the sampling lines 21 and 22 should be included
A and B to the antechambers of the two oil seals and the sampling lines
26 at E to be connected to the housing. The one for the ongoing rinsing of the antechambers
The necessary small amount of hydrogen can be fed through the sampling lines 21, 22
passed through the concentration meters 1 and 2 in full and with the throttle valves
9 and 11 can be adjusted according to the concentration of the flow rate, if
these quantities do not become so large that the display of the concentration measuring devices 1
and 2 become imprecise. If the required amount of flushing hydrogen is too large, so
the excess amount via bypass lines 24 and 25 and lying therein
Bypass valves 13 and 14 diverted into the exhaust line.
Sollen die Konzentrationsmesser 1, 2 und 3 während des Betriebes gespült
und geeicht werden, so werden die in den Probeentnahmeleitungen 21, 22 und 26 liegenden
Absperrventile 10, 12 und 16 geschlossen und die Absperrventile 17, 19 und 20 in
den Meßgasleitungen 28, 29 und 30 geöffnet. Bei dieser Ventilstellung fließt das
Vergleichsgas durch die Vergleichsgasleitung 27 über die Meßgasleitungen 28, 29
und 30 in die Probeentnahmeleitungen 21, 22 und 26 und strömt über die Durchflußmengenmesser
4, 5 und 6 ein zweites Mal durch die Konzentrationsmengenmesser 1, 2 und 3 und von
dort über die Abgasleitung 23 bei C ins Freie. Arbeiten die Konzentrationsmesser
1, 2 und 3 einwandfrei, so müssen sie in diesem Falle 100 % Gasreinheit anzeigen.
Wenn nur jeweils ein Konzentrationsmeßgerät geprüft wird, so kann die Meßgenauigkeit
der Durchflußmengenmesser 4, 5 und 6 durch Vergleich mit dem Durchflußmengenmesser
8 gleichzeitig überprüft werden. Da die Vorkammern auch während des Spül- und Eichvorganges
laufend gespült werden müssen, wird der Spülgasstrom durch die Vorkammer durch vollständiges
Öffnen der Umgehungsventile 13, 14 aufrechterhalten.Should the concentration meters 1, 2 and 3 be rinsed during operation
and are calibrated, then those in the sampling lines 21, 22 and 26 are
Stop valves 10, 12 and 16 closed and stop valves 17, 19 and 20 in
the measuring gas lines 28, 29 and 30 open. This flows with this valve position
Reference gas through reference gas line 27 via measurement gas lines 28, 29
and 30 into the sampling lines 21, 22 and 26 and flows over the flow meters
4, 5 and 6 a second time through the concentration flow meters 1, 2 and 3 and from
there via the exhaust pipe 23 at C to the outside. Are the concentration meters working
1, 2 and 3 are correct, in this case they must show 100% gas purity.
If only one concentration measuring device is tested at a time, the measuring accuracy can
the flow meter 4, 5 and 6 by comparison with the flow meter
8 can be checked at the same time. Since the antechambers are also used during the rinsing and calibration process
need to be flushed continuously, the flushing gas flow through the antechamber is complete
The bypass valves 13, 14 are kept open.
Statt des einen Konzentrationsmeßgerätes 3 für den Kühlwasserstoff
des Gehäuses können naturgemäß mehrere zur Anwendung kommen.Instead of a concentration measuring device 3 for the cooling hydrogen
Of course, several of the housing can be used.
Soll das Vergleichsgas bei normalem Meßbetrieb nicht zur Maschinen-Füllgasverteilung
und nicht in den Generator geleitet werden, so ist eine entsprechende, nicht gezeichnete
absperrbare Verbindung zwischen der Vergleichsgasleitung 27 nach deren Austritt
aus den Konzentrationsmessern 1, 2 und 3 und der Abgasleitung 23 vorzusehen.Should the reference gas not be used for machine filling gas distribution during normal measuring operation
and are not fed into the generator, there is a corresponding one, not shown
lockable connection between the reference gas line 27 after its exit
to be provided from the concentration meters 1, 2 and 3 and the exhaust line 23.