Anordnung zur Kühlung elektrischer, flüssigkeitsgekühlter Transformatoren
oder Drosselspulen mittels einer Wärmepumpe Es sind Anordnungen zur Kühlung elektrischer,
flüssigkeitsgekühlter Transformatoren oder Drosselspulen bekannt, bei denen die
Verlustwärme der Kühlflüssigkeit mittels des Verdampfers einer Wärmepumpe entzogen
und nutzbar gemacht wird. Der Verdampfer ist bei bekannten Anlagen unmittelbar im
Kessel des Transformators untergebracht, und zwar oberhalb der Wicklungen im Bereich
der heißesten Stelle der Kühlflüssigkeit. Zur Erzielung eines geordneten Kühlflüssigkeitsumlaufes
im Transformatorkessel ist es außerdem bekannt, die Wicklungen mit einem Mantel
zu umgeben, in dem die erwähnte Kühlflüssigkeit aufwärts strömt. Der Verdampfer
der Wärmeverwertungsanlage befindet sich an der oberen Mantelöffnung. Die durch
eine derartige Anordnung des Verdampfers bedingte starke Abkühlung der Kühlflüssigkeit
direkt über der Wicklung stört den natürlichen Kühlflüssigkeitsumlauf, und es ist
daher bei bekannten Wärmepumpenanlagen zur Kühlung von Transformatoren erforderlich,
die Kühlflüssigkeit, d. h. das Transformatoröl, mittels einer Pumpe umzuwälzen.Arrangement for cooling electrical, liquid-cooled transformers
or choke coils by means of a heat pump There are arrangements for cooling electrical,
liquid-cooled transformers or reactors known in which the
Heat loss from the cooling liquid is extracted by means of the evaporator of a heat pump
and is made usable. In known systems, the evaporator is directly in the
Housed in the transformer's boiler, above the windings in the area
the hottest point of the coolant. To achieve an orderly coolant circulation
In the transformer tank it is also known to coat the windings with a jacket
to surround, in which the mentioned cooling liquid flows upwards. The evaporator
the heat recovery system is located at the top opening of the jacket. By
Such an arrangement of the evaporator required severe cooling of the cooling liquid
directly above the winding disrupts the natural coolant circulation, and it is
therefore required in known heat pump systems for cooling transformers,
the coolant, d. H. to circulate the transformer oil by means of a pump.
Um auch ohne Kühlflüssigkeit-Umwälzpumpe bei einer derartigen Anordnung
geordnete Strömungsverhältnisse und eine gute Kühlwirkung bei natürlicher Thermik
der Kühlflüssigkeit zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Verdampfer
außerhalb des Wicklungsmantels in gegenüber der Wicklung höherer Lage in einer oben
und unten um die Ränder des Wicklungsmantels herum mit dem Wicklungsbereich in Verbindung
stehenden Kammer angeordnet ist. Auf Grund der verschiedenen Höhenlagen der thermischen
Schwerpunkte von Wicklung und Verdampfer wird bei dieser Anordnung die Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlflüssigkeit verstärkt und durch die Zwischenschaltung des Mantels zwischen
Wicklung und Verdampfer der Bereich des aufwärts strömenden Öls von dem des abwärts
strömenden Öls getrennt.To even without a coolant circulating pump with such an arrangement
Orderly flow conditions and a good cooling effect with natural thermals
To achieve the cooling liquid, it is proposed according to the invention that the evaporator
outside the winding jacket in a higher position than the winding in a top position
and in connection with the winding area at the bottom around the edges of the winding jacket
standing chamber is arranged. Due to the different altitudes of the thermal
With this arrangement, the focus of the winding and evaporator is the flow velocity
the cooling liquid and reinforced by the interposition of the jacket between
Coil and evaporator the area of the upward flowing oil from that of the downward flowing
flowing oil separately.
Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Erfindung wird an
Hand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of an arrangement according to the invention is shown on
Hand of the drawing explained in more detail.
Wie die Figur zeigt, ist der Verdampfer 1 einer Wärmepumpenanlage
unterhalb des Kesseldeckels 2 des Transformators angeordnet. Er befindet sich außerhalb
des Wicklungsmantels 3 in gegenüber der nicht eingezeichneten Wicklung höherer Lage.
Das heiße, im Wicklungsbereich aufsteigende Öl strömt zwischen Kesseldeckel 2 und
Wicklungsmantel 3 dem Verdampfer 1 zu, wird abgekühlt und fließt aus der Verdampferkammer
über den Schacht 4, um den unteren Rand des Wicklungsmantels herum wieder zum Wicklungsbereich
zurück. Um gute Ölrückströmungsverhältnisse zu schaffen, ist die Kesselwand 5 im
Bereich 6 abgeschrägt.As the figure shows, the evaporator 1 is a heat pump system
arranged below the boiler cover 2 of the transformer. He is outside
of the winding jacket 3 in a higher position than the winding (not shown).
The hot oil rising in the winding area flows between boiler cover 2 and
Winding jacket 3 to the evaporator 1, is cooled and flows out of the evaporator chamber
via the shaft 4, around the lower edge of the winding jacket, back to the winding area
return. In order to create good oil return flow conditions, the boiler wall 5 is in
Area 6 beveled.
Der Verdampfer selbst besteht aus Rippenrohren 7, die in Gruppen mit
je einem Verteilerkopf 9 und Sammelkopf 8 zusammengefaßt sind. Die Zu- und Ableitungsrohre
10, 11 für den zu verdampfenden Wärmeträger sind von unten bzw. seitlich durch die
Kesselwand geführt und mit den Verteiler- bzw. Sammelköpfen verbunden.The evaporator itself consists of finned tubes 7, which are in groups with
each a distributor head 9 and collecting head 8 are combined. The inlet and outlet pipes
10, 11 for the heat transfer medium to be evaporated are from below or laterally through the
The boiler wall is guided and connected to the distributor or collector heads.
Um einen guten ölzu- und -abfluß in der Verdampferkamme.r zu gewährleisten,
sind die Rohre 7 im Bereich ihrer Enden ohne Rippen ausgeführt.To ensure good oil inflow and outflow in the evaporator chamber,
the tubes 7 are designed without ribs in the region of their ends.
Die Verdampferrohre brauchen nicht, wie dies die Figur zeigt, mit
ihren Rohrachsen senkrecht zu stehen, sondern können auch mit ihren Rohrachsen geneigt
sein. Hierdurch wird eine wirksame Ölströmung durch die Rippenzwischenräume und
eine bessere Verteilung des Wärmeträgers auf die Rippenrohre erreicht. Der Neigungswinkel
wird zweckmäßigerweise bis zu etwa 10= ausgeführt. Es ist auch möglich, die Rohre
senkrecht anzuordnen und die Kühlrippen gegen die Horizontale zu neigen. Bei einer
vorteilhaften Ausführungsform sind die Verteilerköpfe gegenüber den zugehörigen
Sammelköpfen mit seitlicher Versetzung angeordnet, und die Rippenrohre verlaufen
zwischen diesen Köpfen erst längs eines kurzen Stückes senkrecht ohne Rippen und
anschließend im Hauptteil schräg mit Rippen und anschließend wieder senkrecht ohne
Rippen.The evaporator tubes do not need to, as the figure shows
their pipe axes to be perpendicular, but can also be tilted with their pipe axes
be. This creates an effective flow of oil through the spaces between the ribs and
a better distribution of the heat transfer medium on the finned tubes is achieved. The angle of inclination
is expediently carried out up to about 10 =. It is also possible to use the pipes
to be arranged vertically and to incline the cooling fins to the horizontal. At a
advantageous embodiment are the distributor heads compared to the associated
Collector heads arranged laterally offset, and the finned tubes run
between these heads only along a short piece vertically without ribs and
then in the main part diagonally with ribs and then again vertically without
Ribs.