DE1283357B

DE1283357B - Method and device for cooling and insulating transformers

Info

Publication number: DE1283357B
Application number: DEE26172A
Authority: DE
Inventors: Vittorio Roberto Mazza
Original assignee: ERA Patents Ltd
Current assignee: ERA Patents Ltd
Priority date: 1963-01-10
Filing date: 1964-01-07
Publication date: 1968-11-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen und Isolieren von Transformatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen und Isolieren von Transformatoren mittels eines Gemisches zweier Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Siedepunkt, bei dem das Gemisch auf die Wicklungen gesprüht und dort unter Wärmeaufnahme zur Verdunstung gebracht wird und anschließend in einem Kondensator wiederum verflüssigt und in verflüssigter Form dem Transformator wiederum zugeführt wird und bei dem die eine Flüssigkeit einen unmittelbar unter der Betriebstemperatur der Wicklungen bei voller Belastung liegenden Siedepunkt aufweist und die andere Flüssigkeit einen gegenüber der ersten Flüssigkeit sehr viel niedrigeren Siedepunkt hat und zur Aufrechterhaltung einer isolierenden Atmosphäre bei sehr niedrigen Transformatortemperaturen vorgesehen ist.Method and device for cooling and insulating transformers The invention relates to a method and a device for cooling and Isolating transformers using a mixture of two liquids with different types Boiling point at which the mixture is sprayed onto the windings and there absorbs heat is made to evaporate and then liquefied again in a condenser and is again supplied to the transformer in liquefied form and in which the one liquid one just below the operating temperature of the windings has boiling point at full load and the other liquid has a has a much lower boiling point than the first liquid and to maintain it an insulating atmosphere at very low transformer temperatures is.

Es ist bekannt, an Stelle der Ölkühlung von Transformatoren eine Flüssigkeit zu verwenden, die auf die Wicklungen gesprüht wird. Bei dem im Transformatorkessel herrschenden Druck muß die Flüssigkeit einen Siedepunkt haben, der unterhalb der Betriebstemperatur der Wicklungen unter Vollast liegt, so daß die Kühlung durch Verdampfung eintritt. Der Dampf wird anschließend kondensiert, in einen Sammelbehälter geleitet und anschließend wieder auf die Wicklungen gesprüht. Im Hinblick auf die Betriebstemperatur der Wicklung bei Vollast liegt der Siedepunkt der Flüssigkeit verhältnismäßig hoch, so daß beim Einschalten des Transformators bzw. beim Leerlauf und den damit verbundenen niedrigen Temperaturen der Dampfdruck äußerst niedrig ist. Es besteht dann die Gefahr, daß der Transformator den sich aus dem Einschaltstoß ergebenden überspannungen nicht standhält.It is known to use a liquid instead of oil cooling for transformers which is sprayed onto the windings. The one in the transformer tank the prevailing pressure, the liquid must have a boiling point below the Operating temperature of the windings is under full load, so that the cooling through Evaporation occurs. The steam is then condensed in a collecting tank and then sprayed back onto the windings. In terms of The operating temperature of the winding at full load is the boiling point of the liquid relatively high, so that when switching on the transformer or when idling and the associated low temperatures the vapor pressure is extremely low is. There is then the risk that the transformer will suffer from the inrush not withstand the resulting overvoltages.

Dieser Nachteil läßt sich mit einem bekannten Verfahren vermeiden (deutsche Patentschrift 820 768), bei dem zwei Flüssigkeiten mit verschieden hohen Siedepunkten verwendet werden. Die eine Flüssigkeit weist einen unmittelbar unter der Betriebstemperatur der Wicklungen bei voller Belastung liegenden Siedepunkt auf, während die andere Flüssigkeit einen sehr viel niedrigeren Siedepunkt hat, so daß dadurch bei sehr niedrigen Transformatortemperaturen eine isolierende Atmosphäre aufrechterhalten wird. Hat aber der Transformator bei Vollast seine Betriebstemperatur erreicht, so tritt im Kessel ein übermäßiger Dampfdruck infolge der niedrigsiedenden Flüssigkeit auf, so daß der Kessel als Druckkessel ausgebildet sein muß. Ferner kann die Kühlung nicht voll wirksam werden, weil die niedrigsiedende Flüssigkeit im Gaszustand nicht von der höhersiedenden Flüssigkeit getrennt ist, wenn der Transformator seine Betriebstemperatur erreicht hat. Es ist deshalb auch bekannt, eine Trennung des Gases von der höhersiedenden Flüssigkeit durch Schwerkraft zu erreichen. Infolge der Heftigkeit der sich im Transformatorkessel ausbildenden Strömung sowie durch die Verwirbelung beim Versprühen der Flüssigkeit ist es nicht möglich, daß das Gas in einem im Oberteil des Kessels angeordneten Gasbehälter einströmt. Andererseits könnte man auch ein entsprechendes Gas durch Verwendung von Aktivkohle absorbieren. Dazu wäre jedoch eine sehr große Menge von Aktivkohle erforderlich.This disadvantage can be avoided with a known method (German Patent 820 768), in which two liquids with different high Boiling points are used. One liquid has one immediately below the operating temperature of the windings at full load while the other liquid has a much lower boiling point, so that this creates an insulating atmosphere at very low transformer temperatures is maintained. But the transformer has its operating temperature at full load reached, an excessive vapor pressure occurs in the boiler due to the low boiling point Liquid on, so that the boiler must be designed as a pressure vessel. Further the cooling cannot be fully effective because of the low-boiling liquid in the gas state is not separated from the higher boiling liquid when the transformer has reached its operating temperature. It is therefore also known to have a breakup to reach the gas from the higher boiling liquid by gravity. As a result the intensity of the flow developing in the transformer tank as well as through the turbulence when spraying the liquid, it is not possible that the gas flows into a gas container arranged in the upper part of the boiler. on the other hand one could also absorb a corresponding gas by using activated carbon. However, this would require a very large amount of activated carbon.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Trennung der höher- und niedrigsiedenden Flüssigkeit in einer einfachen und zweckmäßigen Weise vorzunehmen. Bei steigender Temperatur der Wicklungen soll eine weitgehende Trennung des Flüssigkeitsgemisches stattfinden.The object on which the invention is based is therefore the separation of the higher and lower boiling liquid in a simple and expedient manner. As the temperature of the windings increases, a extensive separation of the liquid mixture take place.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Trennanlage durch eine fraktionierte Kondensation die niedrigsiedende Flüssigkeit von der höhersiedenden Flüssigkeit getrennt wird und die niedrigsiedende Flüssigkeit zum großen Teil einem Reservebehälter zugeführt wird, während die höhersiedende Flüssigkeit zum großen Teil auf dem Transformator zurückgeführt wird. Damit wird eine praktisch vollständige Trennung des Flüssigkeitsgemisches erzielt und die niedrigsiedende Flüssigkeit aus dem Kessel entfernt, so daß bei Vollast des Transformators nur verhältnismäßig geringe Dampfdrücke im Kessel auftreten, der somit einfacher gebaut werden kann. Ferner werden die Wicklungen besser gekühlt, da die niedrigsiedende Temperatur bei Vollast vollständig aus dem Kessel entfernt ist. Die Trennung des Flüssigkeitsgemisches vollzieht sich unabhängig von den im Transformatorkessel auftretenden Strömungen und Verwirbelungen.This object is according to the invention in the case of the method mentioned at the beginning solved in that in a separation system by a fractional condensation low-boiling liquid is separated from the higher-boiling liquid and most of the low-boiling liquid is fed to a reserve tank while the higher boiling liquid is largely on the transformer is returned. This results in a practically complete separation of the liquid mixture achieved and the low-boiling liquid removed from the boiler, so that at At full load of the transformer only relatively low vapor pressures occur in the boiler, which can therefore be built more easily. Furthermore, the windings are better cooled, because the low-boiling temperature is completely out of the boiler at full load removed is. The separation of the liquid mixture takes place independently of the im Transformer boiler occurring currents and eddies.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Fraktionierkolonne zur fraktionierten Kondensation der beiden Flüssigkeiten besteht, die einerseits über eine ein Ventil enthaltende erste Leitung mit dem Transformatorkessel verbunden ist und andererseits in einer einen Kondensator enthaltende Kammer mündet, die über eine zweite Leitung mit einem Reservebehälter und mit dem Transformatorkessel über eine dritte Leitung in Verbindung steht, und daß schließlich eine Ventilsteuervorrichtung vorgesehen ist, die das Ventil bei übersteigen eines vorbestimmbaren Maximaldruckes öffnet und bei einem dem Partialdruck der höhersiedenden Flüssigkeit entsprechenden Druck wieder schließt.A device for carrying out the method is characterized in that that they come from a fractionation column for the fractional condensation of the two Liquids, on the one hand, via a first line containing a valve is connected to the transformer tank and on the other hand in a capacitor containing chamber opens, which via a second line with a reserve container and communicates with the transformer tank via a third line, and that finally a valve control device is provided that the valve at exceed a predeterminable maximum pressure and opens at one of the partial pressure the pressure corresponding to the higher boiling liquid closes again.

In vorteilhafter Ausbildung der Vorrichtung ist das Ventil ein hilfsgesteuertes Ventil und besteht die Ventilsteuereinrichtung aus einem unter Druck stehenden Steuerbehälter, der mit dem Kolben des Ventils über eine sechste Leitung in Verbindung steht, und mehreren Hilfsventilen, von denen das erste Hilfsventil mittels einer Druckdose bei dem vorbestimmbaren Maximaldruck im Transformatorkessel öffnet und eine Leitungsverbindung zwischen dem Steuerbehälter und dem Transformatorkessel freigibt und von denen das zweite und das dritte Ventil mit zugehörigen Druckdosen ebenfalls in einer Leitungsverbindung zwischen dem Steuerbehälter und dem Transformatorkessel in Reihe liegen und das zweite Ventil dann öffnet, wenn der Druck im Transformatorkessel auf den Partialdruck der niedrigsiedenden Flüssigkeit abgesunken ist, während das dritte Ventil in Abhängigkeit einer innerhalb des Transformatorkessels angeordneten Temperaturmeßeinrichtung oberhalb einer bestimmten Temperatur im Transformatorkessel öffnet.In an advantageous embodiment of the device, the valve is a pilot operated Valve and the valve control device consists of a pressurized control container, which is in communication with the piston of the valve via a sixth line, and several auxiliary valves, of which the first auxiliary valve by means of a pressure cell opens at the predeterminable maximum pressure in the transformer tank and a line connection between the control tank and the transformer tank and of which the second and third valve with associated pressure cells also in a line connection between the control tank and the transformer tank are in series and that second valve then opens when the pressure in the transformer tank reaches the partial pressure the low-boiling liquid has sunk, while the third valve is dependent a temperature measuring device arranged inside the transformer tank above opens at a certain temperature in the transformer tank.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.Further expedient refinements of the invention are given in further Characterized subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der die Vorrichtung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt ist. Die Darstellung des Transformators ist im Maßstab verkleinert.An embodiment of the invention is shown below with reference to the single figure of the drawing explained in more detail, in which the device is shown schematically and is shown partially in section. The representation of the transformer is reduced in scale.

Im Transformatorkessel 1 sind die Wicklungen 2 mit dem Kern angeordnet. Der Kessel weist einen Sammelbehälter 3 für das Gemisch 4 auf, das aus der höher- und der niedrigsiedenden Flüssigkeit besteht. Der Sammelbehälter 3 ist mittels des Rohres 5 mit der elektrisch betriebenen Pumpe 6 verbunden. Der Pumpenantrieb wird in bekannter Weise vom Transformator selbst gespeist. Das Flüssigkeitsgemisch wird über die Sprühköpfe 7 auf die Wicklungen 2 gesprüht, wodurch die Kühlung und die Isolierung bewirkt wird. Das Gemisch wird bei Berührung mit den Wicklungen verdampft. Der Dampf wird anschließend in den Wärmetauscher 8, der als bekannter Kühler ausgebildet ist, kondensiert und zum Sammelbehälter 3 zurückgeleitet.In the transformer tank 1 , the windings 2 are arranged with the core. The boiler has a collecting container 3 for the mixture 4 , which consists of the higher-boiling and the low-boiling liquid. The collecting container 3 is connected to the electrically operated pump 6 by means of the pipe 5. The pump drive is fed in a known manner from the transformer itself. The liquid mixture is sprayed onto the windings 2 via the spray heads 7, whereby the cooling and the insulation is effected. The mixture is evaporated on contact with the windings. The steam is then condensed in the heat exchanger 8, which is designed as a known cooler, and returned to the collecting container 3.

Um die aus der Anwesenheit der niedrigsiedenden Flüssigkeit entstehenden hohen Drücke zu vermeiden, ist mit dem Kessel t eine Trennvorrichtung verbunden, die in erster Linie aus einem Kondensator in Form einer Kühlschlange 12, einer Fraktionierkolonne 13 und einem Reservebehälter 14 besteht. Die Kühlschlange 12 ist in einer Kammer 15 angeordnet, die zusammen mit dem Behälter 14 und einer die beiden verbindenden Leitung 16 vollständig wärmeisoliert sind. Auch die Fraktionierkolonne 13 kann wärmeisoliert sein. Die Kühlschlange 12 ist direkt mit einem in der Zeichnung nicht gezeigten, durch einen Niederdruckschalter 17 gesteuerten Kühlapparat verbunden und wird von diesem abgeschaltet, wenn der Druck in der Kammer 15 unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Der Kompressionsmotor des Kühlapparates wird von dem Transformator gespeist, so daß er immer in Betrieb ist, wenn der Transformator eingeschaltet ist, es sei denn, daß er durch den Niederdruckschalter 17 abgeschaltet ist.In order to avoid the high pressures resulting from the presence of the low-boiling liquid, a separating device is connected to the boiler t, which consists primarily of a condenser in the form of a cooling coil 12, a fractionation column 13 and a reserve tank 14. The cooling coil 12 is arranged in a chamber 15 which, together with the container 14 and a line 16 connecting the two, are completely thermally insulated. The fractionation column 13 can also be thermally insulated. The cooling coil 12 is directly connected to a not shown in the drawing, controlled by a low pressure switch 17 is turned off and cooling apparatus of this, when the pressure in the chamber 15 falls below a predetermined value. The compression motor of the refrigerator is fed by the transformer so that it is always in operation when the transformer is switched on, unless it is switched off by the low pressure switch 17.

Die Fraktionierkolonne 13 ist mit dem Kessel 1 über eine Leitung 20 verbunden, die ein. hilfsgesteuertes Ventil 21 aufweist, das durch Federdruck in seine geschlossene Lage gedrückt wird und entgegen der Wirkung der Federkraft durch den Druck in einem Steuerbehälter 22 geöffnet wird. Der Steuerbehälter 22 ist mit dem Kessel 1 über eine Leitung 23 verbunden, die ein druckbetätigtes Hilfsventil 24 enthält, welches durch die Druckdose 25 gesteuert wird. Dieses Hilfsventil ist so eingestellt, daß es sich öffnet, sobald der Druck innerhalb des Kessels nach Einschalten des Transformators genügend gestiegen ist. Es öffnet sich beispielsweise bei einem Druck von 1,5 Atmosphären. Dann erreicht der Druck in dem Steuerbehälter 22 die Höhe des Druckes im Kessel 1: dadurch wird das Ventil 21 geöffnet, und die Trennung beginnt.The fractionation column 13 is connected to the boiler 1 via a line 20 , which is a. has auxiliary-controlled valve 21 which is pressed into its closed position by spring pressure and is opened by the pressure in a control container 22 against the action of the spring force. The control container 22 is connected to the boiler 1 via a line 23 which contains a pressure-actuated auxiliary valve 24 which is controlled by the pressure cell 25. This auxiliary valve is set so that it opens as soon as the pressure inside the boiler has risen sufficiently after the transformer has been switched on. For example, it opens at a pressure of 1.5 atmospheres. Then the pressure in the control container 22 reaches the level of the pressure in the boiler 1: this opens the valve 21 and the separation begins.

Die durch die Fraktionierkolonne 13 aufsteigenden Dämpfe werden durch die Kühlschlange 12 kondensiert und tropfen auf den schematisch gezeigten Rückf(ußtrog 30 zurück, der in der Mitte mit der Perforierung 31 versehen ist; der Trog und die Perforierung sind mit flachen Rändern umgeben, wie in der Zeichnung dargestellt. Infolgedessen fließt, sobald Flüssigkeit aus dem Trog überläuft, ein Teil davon durch die Leitung 16 in den Reservebehälter 14, während der Rest durch die Fraktionierkolonne 13 zur Benetzung der Füllkörper zurückfließt. Somit wird praktisch der gesamte Dampf der höhersiedenden Flüssigkeit in der Fraktionierkolonne 13 kondensiert und gelangt in den Kessel l zurück. Die niedrigersiedende Flüssigkeit wird weiterhin durch die Kühlschlange 12 kondensiert und fließt in den Reservebehälter 14. Bei gewissen Arten von Füllkörpern ist es wichtig, sicherzustellen, daß während der Anlaufzeit des Vorganges genügend niedrigsiedende Flüssigkeit durch die Fraktionierkolonne 13 zurückfließt; daher sind am Fuß der die Perforierung 31 umgebenden Ränder kleine Schlitze angebracht, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.The vapors rising through the fractionation column 13 are condensed by the cooling coil 12 and drip back onto the return trough 30 shown schematically, which is provided in the middle with the perforation 31 ; the trough and the perforation are surrounded by flat edges, as in FIG As a result, as soon as liquid overflows from the trough, part of it flows through line 16 into reserve container 14, while the remainder flows back through fractionation column 13 to wet the packing 13 condenses and returns to boiler 1. The lower-boiling liquid continues to be condensed through the cooling coil 12 and flows into the reserve tank 14. With certain types of packing, it is important to ensure that enough low-boiling liquid passes through the fractionation column during the start-up period of the process 13 flow back eats; therefore, small slits are made at the foot of the edges surrounding the perforation 31, but these are not shown in the drawing.

Ist die Trennung im wesentlichen vollständig durchgeführt, so ist es zweckmäßig, das Ventil 21 zu schließen, so daß der Kühlapparat zur Versorgung der Kühlschlange 12 abgeschaltet werden kann. Als Folge des Abzuges der niedrigsiedenden Flüssigkeit fällt der Druck im Kessel 1 unter den Wert, der zum Offenhalten des Hilfsventils 24 nötig ist. Bei diesem herabgesetzten Druck öffnet sich ein durch die Druckdose 41 betätigtes Ventil 40. Ein weiteres Ventil 42 öffnet sich, wenn die Temperatur in dem Kessel l eine vorbestimmte Höhe erreicht, und zwar infolge der Betätigung durch eine Druckdose 45, welche mittels eines Haarröhrchens 44 mit einem Kolben 43 in Verbindung steht, in dem sich eine Flüssigkeit befindet, die einen ausreichenden Druck entwickelt, um das Ventil bei einer vorbestimmten Temperatur zu öffnen. Die Kombination der zum Öffnen der beiden in Reihe liegenden Ventile 40 und 42 notwendigen Bedingungen, nämlich relativ hohe Temperatur und niedriger Druck, kann nur dann erreicht werden, wenn im wesentlichen die gesamte niedrigsiedende Flüssigkeit aus dem Kessel l abgezogen worden ist.If the separation is essentially complete, it is expedient to close the valve 21 so that the cooling apparatus for supplying the cooling coil 12 can be switched off. As a result of the withdrawal of the low-boiling liquid, the pressure in the boiler 1 falls below the value required to keep the auxiliary valve 24 open. At this reduced pressure, a valve 40 actuated by the pressure cell 41 opens. Another valve 42 opens when the temperature in the boiler 1 reaches a predetermined level, as a result of actuation by a pressure cell 45, which by means of a hair tube 44 with a piston 43 in which there is a liquid which develops sufficient pressure to open the valve at a predetermined temperature. The combination of the conditions necessary for opening the two valves 40 and 42 located in series, namely relatively high temperature and low pressure, can only be achieved when essentially all of the low-boiling liquid has been withdrawn from the vessel 1.

Wenn dies eintritt, werden die Ventile 40 und 42 geöffnet und der Druck in dem Steuerbehälter 22 freigegeben, was das Schließen des Ventils 21 und das Abtrennen der Fraktionierkolonne zur Folge hat. Danach wird der Kühlapparat für eine kurze Zeitdauer noch weiterarbeiten; da jedoch kein weiterer Dampf aus dem Kessel 1 abgezogen wird, fällt der Druck ab und der Niederdruckschalter 17 schaltet den Kühlapparat ab. Die durch die Füllkörper in der Fraktionierkolonne 13 zurückgehaltene Flüssigkeit läuft nach unten ab und gelangt über eine Leitung 50 in den Reservebehälter 14. Jetzt werden die Wicklungen 2 allein mittels der höhersiedenden Flüssigkeit gekühlt und isoliert. Die in dem Reservebehälter 14 befindliche Flüssigkeit kann verdampfen und in die Kammer 15 gelangen. Die dadurch auftretende Druckerhöhung bewirkt aber über den Schalter 17 das Einschalten des Kühlapparates, wodurch der Dampf kondensiert und zum Reservebehälter 14 zurückgeführt wird.When this occurs, the valves 40 and 42 are opened and the pressure in the control vessel 22 is released, which results in the closing of the valve 21 and the separation of the fractionation column. After that, the refrigerator will continue to operate for a short period of time; However, since no further steam is drawn off from the boiler 1, the pressure drops and the low-pressure switch 17 switches off the cooling apparatus. The liquid retained by the packing in the fractionation column 13 runs downwards and arrives via a line 50 in the reserve container 14. Now the windings 2 are cooled and insulated solely by means of the higher-boiling liquid. The liquid in the reserve container 14 can evaporate and enter the chamber 15. The resulting increase in pressure causes the cooling apparatus to be switched on via switch 17, whereby the steam condenses and is returned to the reserve container 14 .

Beim Abschalten des Transformators fällt der Druck im Kessel l ab, bis der Druck im Kessel niedriger ist als der in der Kammer 15. Dann strömt der Dampf in der Kammer 15 über die Leitung 51 und durch ein Regelventil 52, welches ein unter leichtem Federdruck stehendes Einwegventil ist, das normalerweise jeden Dampfrückfluß durch die Leitung 51 verhindert. Der fortschreitende Druckabfall bewirkt die Verdampfung der Flüssigkeit im Reservebehälter 14, die auf diese Weise in den Kessel 1 zurückkehrt. Da der Reservebehälter 14 wärmeisoliert ist, senkt eine schnelle Verdampfung die Temperatur der darin befindlichen Flüssigkeit ab und setzt automatisch den Druck innerhalb dieses Reservebehälters herab und verzögert auf diese Weise den Wiedereintritt von Dampf aus dem Reservebehälter 14 in den Kessel 1. Um den Druck in dem Reservebehälter 14 für eine beliebige Verdampfungsgeschwindigkeit auf einer entsprechenden Höhe zu halten, öffnet sich ein Druckregler 53, der so eingestellt sein kann, daß er bei einem beispielsweise etwas unter 1 Atmosphäre liegenden Druck in Tätigkeit tritt, um den Durchgang von Flüssigkeit aus dem Reservebehälter zu einem Verdampfer 54 zu gestatten. Dieser ist als Wärmetauscher ausgebildet, welcher der Flüssigkeit gestattet, Wärme aus der Luft aufzunehmen, wobei der entstehende Dampf durch die Leitung 55 und anschließend durch die Leitung 51 zum Kessel 1 strömt. Auf diese Weise wird erforderlichenfalls eine vergleichsweise schnelle Verdampfung der Flüssigkeit aus dem Reservebehälter 14 automatisch herbeigeführt.When the transformer is switched off, the pressure in boiler 1 drops until the pressure in the boiler is lower than that in chamber 15. Then the steam flows in chamber 15 via line 51 and through a control valve 52, which is a light spring pressure Is a one-way valve which normally prevents any backflow of vapor through line 51 . The progressive drop in pressure causes the evaporation of the liquid in the reserve container 14, which in this way returns to the boiler 1. Since the reserve container 14 is thermally insulated, rapid evaporation lowers the temperature of the liquid contained therein and automatically lowers the pressure within this reserve container and in this way delays the re-entry of steam from the reserve container 14 into the boiler 1. To reduce the pressure in the To keep reserve container 14 at an appropriate level for any evaporation rate, a pressure regulator 53 opens which can be set to operate at a pressure slightly below 1 atmosphere, for example, to allow the passage of liquid from the reserve container to one Allow evaporator 54 . This is designed as a heat exchanger which allows the liquid to absorb heat from the air, with the resulting vapor flowing through line 55 and then through line 51 to boiler 1 . In this way, if necessary, a comparatively rapid evaporation of the liquid from the reserve container 14 is automatically brought about.

Jedoch ist zusätzlich zu der niedrigsiedenden Flüssigkeit eine geringe Menge der höhersiedenden Flüssigkeit vorhanden, welche nicht verdampft. Um sicherzustellen, daß auch diese in den Kessel zurückgeführt wird, ist ein Ausgleichsventil 60 vorhanden, das in ähnlicher Weise arbeitet wie ein Schwimmerventil und das sich öffnet, wenn sich der Flüssigkeitsspiegel dem Boden des Reservebehälters 14 nähert und so den Flüssigkeitsrest dem Kessel l über die Leitung 61 zuführt.However, in addition to the low-boiling liquid, there is a small amount of the higher-boiling liquid which does not evaporate. In order to ensure that this is also fed back into the boiler, there is a compensating valve 60 which works in a similar manner to a float valve and which opens when the liquid level approaches the bottom of the reserve container 14 and so the liquid residue reaches the boiler 1 via the Line 61 supplies.

Die niedrigsiedende Flüssigkeit wird, wenn sich der Transformator abkühlt, fortschreitend zum Kessel t zurückgeführt, so daß nach vollständiger Abkühlung beim Einschalten die Flüssigkeit zum Zweck der Isolierung zur Verfügung steht. Wird aber der Transformator im warmen Zustand eingeschaltet, wenn erst ein Teil der niedrigsiedenden Flüssigkeit zum Kessel zurückgeführt ist, so genügt dieser Teil, um der verminderten Anforderung an die Menge der niedrigsiedenden Flüssigkeit Rechnung zu tragen. Es ist ferner möglich, daß der Transformator, kurz bevor er seine normale Betriebstemperatur erreicht, abgeschaltet wird, während das Ventil 21 durch den Druck im Steuerbehälter 22 noch offen gehalten ist. Wenn dann der Transformator wieder eingeschaltet werden müßte und falls in der Zwischenzeit die Umgebungstemperatur in nennenswertem Maße gefallen sein sollte, wäre es möglich, daß das Ventil 21 offen bleibt und die Trennung für unbegrenzte Zeit weiter geführt werden kann, da nunmehr die normalen Betriebstemperaturen und -drücke erreicht sein dürften. Um dies zu vermeiden, ist eine Verbindung 65 zwischen der Leitung 23 und der Leitung 20 vorgesehen, welche ein einstellbares Druckablaßorgan 66 aufweist, das den Druck in dem Steuerbehälter langsam und gesteuert entweichen läßt. Dementsprechend wird unter den soeben erwähnten Bedingungen der Druck in dem Steuerbehälter 22 schließlich so weit herabgesetzt sein, daß das Ventil 21 schließt, und zwar auch dann, wenn der Transformator seine normale Betriebstemperatur und seinen normalen Betriebsdruck nicht erreicht, so daß auf diese Weise jeder unnötige, längere Zeit anhaltende Dauerbetrieb des Kühlapparates vermieden wird.As the transformer cools down, the low-boiling liquid is gradually returned to the boiler t, so that after it has completely cooled down, the liquid is available for insulation purposes when it is switched on. If, however, the transformer is switched on in the warm state, when a part of the low-boiling liquid has only been returned to the boiler, this part is sufficient to take into account the reduced requirement for the amount of low-boiling liquid. It is also possible that the transformer is switched off shortly before it reaches its normal operating temperature, while the valve 21 is still kept open by the pressure in the control container 22. If the transformer then had to be switched on again and if the ambient temperature should have fallen significantly in the meantime, it would be possible that the valve 21 remains open and the separation can continue for an unlimited time, since now the normal operating temperatures and - pressures are likely to be reached. In order to avoid this, a connection 65 is provided between the line 23 and the line 20 , which has an adjustable pressure relief element 66, which allows the pressure in the control container to escape slowly and in a controlled manner. Accordingly, under the conditions just mentioned, the pressure in the control container 22 will finally be reduced so far that the valve 21 closes, even if the transformer does not reach its normal operating temperature and pressure, so that in this way any unnecessary , long-term continuous operation of the cooling device is avoided.

Die in der Zeichnung dargestellten Ventile sind alle druckgesteuert, z. B. mittels Druckdosen; jedoch können auch elektrisch gesteuerte Ventile verwendet werden. Die Vorrichtung hat gegenüber der Kesselgröße nur einen geringen Platzbedarf. Ferner wird durch die Vorrichtung die erforderliche Kühlmittelmenge verringert.The valves shown in the drawing are all pressure controlled, z. B. by means of pressure cans; however, electrically controlled valves can also be used will. The device has only a small footprint compared to the size of the boiler. Furthermore, the required amount of coolant is reduced by the device.

Die beiden verwendeten Flüssigkeiten können chemische Verbindungen auf der Basis von Fluor sein, wobei die höhersiedende Flüssigkeit beispielsweise etwa von der Art SF..(CF2)n Cl sein kann. Ein typisches Beispiel einer dieser Reihen ist eine vollständig fluorierte Kohlenwasserstoffstruktur mit Trifluormethoxy-Endgruppen, wie z. B. CF30(C.F2 x)OCF3 .The two liquids used can be chemical compounds be based on fluorine, the higher-boiling liquid for example may be of the type SF .. (CF2) n Cl. A typical example of one of these series is a fully fluorinated hydrocarbon structure with trifluoromethoxy end groups, such as B. CF30 (C.F2 x) OCF3.

Insbesondere wird d-Chlor-octa-fluor-butyl-schwefelpentafluorid (Siedepunkt 99° C oder 48° C) verwendet.In particular, d-chloro-octa-fluoro-butyl-sulfur pentafluoride (boiling point 99 ° C or 48 ° C) is used.

Als zweite Flüssigkeit mit dem niedrigeren Siedepunkt, der innerhalb eines Bereiches von 10° C abwärts liegt, sind die folgenden Substanzen von praktischer Bedeutung: Ungefährer Siedepunkt Dichlortetrafluoräthan, CF2Cl - CF2Cl ... 4° C Perfluorbutan, C4Fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -2° C Octafluorcyclobutan (FreonC318), C4Fa .. -6c C Difluordichlormethan (Arcton 12),CF2C12 . . -29° C Perfluorpropan, C.F$ ................... - 38° C Monochlorfluoäthan, CF@CICF3 . . . . . . . . . . -39° C As the second liquid with the lower boiling point, which is within a range of 10 ° C below, the following substances are of practical importance: Approximately boiling point Dichlorotetrafluoroethane, CF2Cl - CF2Cl ... 4 ° C Perfluorobutane, C4Fio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . -2 ° C Octafluorocyclobutane (FreonC318), C4Fa .. -6c C Difluorodichloromethane (Arcton 12), CF2C12. . -29 ° C Perfluoropropane, CF $ ................... - 38 ° C Monochlorofluoroethane, CF @ CICF3. . . . . . . . . . -39 ° C

Claims

Claims: 1. Method for cooling and insulating transformers by means of a mixture of two liquids with different boiling points which the mixture is sprayed onto the windings and evaporated there while absorbing heat is brought and then again liquefied in a condenser and in liquefied form is fed to the transformer in turn and in which the one Liquid one immediately below the operating temperature of the windings at full Load has boiling point and the other liquid has one opposite the first liquid has a much lower boiling point and is used to maintain it an insulating atmosphere at very low transformer temperatures is, characterized in that in a separation plant by a fractional condensation the low-boiling liquid is separated from the higher-boiling liquid and the low-boiling liquid is largely fed to a reserve tank is, while the higher boiling liquid is largely due to the transformer is returned.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Liquid with the higher boiling point d-chloro-octa-fluoro-butyl-sulfur pentafluoride and as a liquid with the lower boiling point difluoride chloromethane (CF2C12) is used.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a fractionation column (13) for fractional condensation of the two liquids, which on the one hand via a valve (21) containing first line (20) to the transformer tank (1) is connected and on the other hand opens into a condenser-containing chamber (15) which is connected via a second line (16) with a reserve tank (14) and with the transformer tank via a third line (51), and that finally a valve control device is provided which opens the valve (21) when a predeterminable maximum pressure is exceeded and closes it again at a pressure corresponding to the partial pressure of the higher-boiling liquid.

4. Device according to claim 3, characterized in that between the valve (21) and the fractionating column (13) of the first line (20), a fourth line opening into the reserve container (14) Line (50) for receiving the higher boiling points condensing in the fractionating column Liquid escapes when the valve (21) is closed.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the chamber (15) via an evaporator (54) with the reserve container (14) is in communication via a fifth line (55).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the valve (21) is an auxiliary valve and that the valve control device consists of a pressurized control container (22) connected to the piston of the valve (21) via a sixth Line (23) is in communication, and there is a plurality of auxiliary valves (24, 40, 42), of which the first auxiliary valve (24 ) opens by means of a pressure cell (25) at the predeterminable maximum pressure in the transformer tank (1) and a line connection between the control container (22) and the transformer tank (1) and of which the second (40) and the third valve (42) with associated pressure cells (41, 45) are also in series in a line connection between the control tank (22) and the transformer tank and the second valve (40) opens when the pressure in the transformer tank has dropped to the partial pressure of the low-boiling liquid, while the third valve, depending on an innerh alb of the transformer tank (1) arranged temperature measuring device opens above a certain temperature in the transformer tank.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the control container (22) with the transformer tank (1) through an adjustable pressure relief valve (66) connected is. B.

Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that that a cooling coil (12) is used as a condenser, which is inside the chamber above a collecting device for the condensed liquid is arranged.

9. Device according to claim 8, characterized in that the collecting device consists of a reflux trough (30), in the middle of which there is a perforation, and that both the perforated part as well as the collecting device are provided with flat edges.

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the the cooling coil (12) receiving chamber (15) with a low pressure switch in connection stands that the coolant supply to the cooling coil in the event of a pressure drop below a locks a predetermined value.

11. Device according to one of claims 3 to 10, characterized characterized in that the chamber (15) with the transformer tank (1) connecting third line (51) a pressure-actuated one-way valve (52) is switched on, the opens when the pressure in the boiler falls below the pressure in the reserve tank (14) and the chamber (15) has sunk.

12. Device according to one of the claims 3 to 11, characterized in that the reserve tank (14) has a compensating valve (60) is provided, which is a seventh line (61) between the bottom of the reserve container and the transformer tank (1) releases when the liquid level reaches the bottom of the reserve tank reached. Publications considered: German patent specification No. 820 768.