DE1613266B2 - Kuehlfluessigkeitsanschlusskopf zur zu und abfuhr der kuehl fluessigkeit an fluessigkeitsgekuehlten laeufern elektrischer maschinen - Google Patents

Description

Da gemäß der Bauart der Erfindung immer eine konstante Menge an Kühlflüssigkeit anfällt, ist es regeltechnisch sehr einfach, die durch die Abflußleitung am Leckflüssigkeitssammelbehälter anfallende Leckflüssigkeitsmenge dem Kühlflüssigkeitskreislauf wieder zuzuführen. Dies geschieht vorzugsweise mittels einer Rückfördereinrichtung im Zuge der Leckflüssigkeitsabflußleitung, die einen Sammelbehälter, eine Rückförderpumpe und ein schwimmergesteuertes Regelventil aufweist. Durch die konstant anfallende Leckflüssigkeitsmenge wird die Auslegung der Rückförderpumpe und die Regelung des Flüssigkeitsstandes sehr erleichtert.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Kühlflüssigkeitsanschlußkopfes gemäß der Erfindung wird diese nachfolgend erläutert.

Der Kühlflüssigkeitsanschlußkopf weist einen Wellenstummel 2, der an die Läuferwelle 1 eines nicht dargestellten, flüssigkeitsgekühlten Turbogenerators angeflanscht ist, und ein Gehäuse 5 auf, das den Wellenstummel 2 umgibt. Das Gehäuse 5 ist direkt mit dem Lagergehäuse 16 des Turbogenerators verbunden. Oberhalb des Kühlflüssigkeitsanschlußkopfes befindet sich in einer geodätischen Höhe von etwa 2 m ein Speicherbehälter 28 für die Kühlflüssigkeit, von dem aus die Kühlflüssigkeit über eine Leitung 29 und eine Pumpe 30 einer Zulaufbohrung 3 im Wellenstummel 2 zugeführt wird. Von hier aus fließt die Kühlflüssigkeit zwecks Kühlung in das nicht dargestellte Verteilersystem der Läuferwelle 1 des Turbogenerators und verläßt auf seinem Rückweg den Wellenstummel 2 über einen Rücklaufringkanal 4, der im Wellenstummel 2 konzentrisch zu der Zulaufbohrung 3 angeordnet ist, an der als Ringkammer ausgebildeten Austrittsstelle 8. Von dort wird die Kühlflüssigkeit über einen Stutzen 6 und eine Leitung 31 dem Speicherbehälter 28 wieder zugeführt. Zwischen dem Gehäuse 5 und dem Wellenstummel 2 sind zwei Schutzgaskammern 10 und 14 vorgesehen, die durch eine Zwischenwand 12 und eine Kammringdichtung 11 voneinander getrennt sind.

Die Kammer 10 ist gegen die Austrittsstelle 8 der Kühlflüssigkeit durch eine berührungslose Spaltdichtung 9 abgedichtet und dient als Sammelraum für die Leckflüssigkeit. Die Abdichtung der daran anschließenden weiteren Schutzgaskammer 14 gegen die äußere Atmosphäre erfolgt mit einer Öldichtung 15 an dem rotierenden Wellenbund 26. Das bei Betrieb von der Öldichtung 15 anfallende Schmieröl sammelt sich im unteren Teil der Schutzgaskammer 14 und wird über eine Leitung 24 abgeleitet und dem Schmierölkreislauf wieder zugeführt. Die bei Betrieb durch die Spaltdichtung 9 tretende Leckkühlflüssigkeit sammelt sich im unteren Teil der Schutzgaskammer 10 und gelangt über eine Abflußleitung 27 von ziemlich großem Druchmesser in eine Leckflüssigkeitsrückförderanlage 32, mittels der sie dem Speicherbehälter 28 wieder zugeführt wird. Ein Gasspeicher 33 liefert Gas von 1,5 atü, beispielsweise Stickstoff (N.,), über eine Leitung 34 zu dem Speicherbehälter 28. Von hier gelangt das Schutzgas über eine Leitung 35 zunächst in die Schutzgaskammer 10 und verteilt sich dann einerseits über die daran angeschlossene Abflußleitung 27 auf die Rückförderanlage 32 und über die Kammringdichtung 11 auf die Schutzgaskammer 14.

Die Leckflüssigkeitsrückförderanlage 32 weist im wesentlichen einen Sammelbehälter 36, eine Rückförderpumpe 37 und ein schwimmergesteuertes, als Dreiwegeventil 50 ausgebildetes Regelventil auf, das sich in einem Ventilbehälter 38 befindet. Im Betrieb tritt durch die Spaltdichtung 9 eine im wesentlichen konstante Leckflüssigkeitsmenge aus, die in den Sammelbehälter 36 abfließt. Der Flüssigkeitsstand in der Rückförderanlage wird automatisch immer etwa auf der Höhe 39 gehalten. Steigt er darüber, wird Kühlflüssigkeit durch eine Förderleitung 40 in den Speicherbehälter 28 zurückgeführt, andernfalls wird die Kühlflüssigkeit durch eine Rückleitung 41 wieder in den Sammelbehälter 36 gepumpt. Dabei arbeitet die Rückförderpumpe 37 also ununterbrochen. Mit 43 ist eine Ausgleichsleitung bezeichnet, 44 ist eine Anzeigesäule für den Flüssigkeitsstand. Eine Druckausgleichsleitung 45 verbindet den Sammelbehälter 36 mit dem Ventilbehälter 38.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 hälter und mit einer Leckflüssigkeitsrückförderanla- Patentansprüche: ge, die eintrittseitig über eine Abflußleitung an die der Spalt- oder Schleifdichtung benachbarte, als

1. Kühlflüssigkeitsanschlußkopf zur Zu- und Sammelraum dienende Schutzgaskammer und aus-Abfuhr der Kühlflüssigkeit an flüssigkeitsgekühl- 5 trittseitig über eine Förderleitung an den Speicherbeten Läufern elektrischer Maschinen, insbesondere hälter angeschlossen ist und die unter einem Gas-Turbogeneratoren, mit einer oder mehreren zwi- druck gleicher Höhe wie die Schutzgaskammer oder sehen der Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit und Schutzgaskammern steht.

einer Abdichtung gegen die äußere Atmosphäre Ein solcher Kühlflüssigkeitsanschlußkopf ist in der angeordneten Schutzgaskammern, die von der io französischen Patentschrift 87 219 (Zusatz zu franzö-Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit durch eine sische Patentschrift 1 350 388) beschrieben. Bei die-Spalt- oder Schleifdichtung getrennt sind und von sem Kühlflüssigkeitsanschlußkopf tritt durch die denen wenigstens eine Schutzgaskammer als Sam- Spalt- oder Schleifdichtung zwischen der Austrittsmelraum für die durch die Spalt- oder Schleif- stelle des Kühlmittels und der benachbarten Schutzdichtung durchtretende Kühlflüssigkeitsmenge 15 gaskammer eine Leckflüssigkeitsmenge, deren Größe dient, ferner mit einem mit der Austrittsstelle der einerseits von der Größe des Spaltes der Spalt- bzw. Kühlflüssigkeit in Verbindung stehenden, ober- Schleifdichtung und andererseits von der Druckdiffehalb des Kühlflüssigkeitsanschlußkopfes angeord- renz zwischen der Austrittsstelle und der genannten, neten Speicherbehälter und mit einer Leckflüssig- benachbarten Schutzgaskammer abhängig ist. Die keitsrückförderanlage, die eintrittsseitig über eine 20 Rückförderung der Leckkühlflüssigkeit erfolgt dabei Abflußleitung an die der Spalt- oder Schleifdich- durch den Schutzgasdruck.

tung benachbarte, als Sammelraum dienende Zur Regelung der durch die Spalt- oder Schleif-

Schutzgaskammer und austrittsseitig über eine dichtung fließenden Leckkühlflüssigkeitsmenge ist

Förderleitung an den Speicherbehälter ange- eine komplizierte Regeleinrichtung notwendig, die

schlossen ist und die unter einem Gasdruck glei- 25 den Gasdruck in der Schutzgaskammer in Abhängig-

cher Höhe wie die Schutzgaskammer oder keit von dem Flüssigkeitsdruck an der Austrittsstelle

Schutzgaskammem steht, dadurch gekenn- der Kühlflüssigkeit so regelt, daß der Schutzgasdruck

zeichnet, daß der Speicherbehälter (28) bei immer etwas niedriger ist als der Flüssigkeitsdruck,

allen Betriebszuständen mit dem gleichen Gas- Die Arbeitsweise einer solchen Regeleinrichtung ist

druck wie die Leckflüssigkeitsrückförderanlage 30 in der deutschen Auslegeschrift 1159 559 beschrie-

(32) und die Schutzgaskammer oder Schutzgas- ben. Infolge eines derart geregelten kleinen Diffe-

kammern (10) beaufschlagt ist. renzdruckes tritt nur eine geringe Leckflüssigkeits-

2. Kühlflüssigkeitsanschlußkopf nach An- menge durch die genannte Spaltdichtung. Diese Respruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leck- geleinrichtung ist aber sehr aufwendig und störanfälflüssigkeitsrückförderanlage (32) aus einem Sam- 35 Hg-

melbehälter (36) und einem diesem nachgeschal- Aufgabe der Erfindung ist es, zu erreichen, daß die

teten Ventilbehälter (38) besteht, die durch Aus- durch die Spaltdichtung fließende Leckflüssigkeits-

gleichsleitungen (45, 43) für das Druckgas und menge möglichst konstant und klein ist, ohne daß da-

die Leckkühlflüssigkeit untereinander verbunden bei eine komplizierte und störanfällige Regeleinrich-

sind, daß eine Rückförderpumpe (37) zwischen 40 tung wie die oben beschriebene nötig ist. Diese Auf-

dem Sammelbehälter (36) und dem Ventilbehäl- gäbe wird bei einem Kühlflüssigkeitsanschlußkopf

ter (38) angeordnet ist, daß eine Rückleitung (41) der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß

zwischen dem Ventilbehälter (38) und dem Sam- der Speicherbehälter bei allen Betriebszuständen mit

melbehälter (36) vorhanden ist und daß eine dem gleichen Gasdruck wie die Leckflüssigkeitsrück-

Wasserstandsregelung im Ventilbehälter (38) mit- 45 förderanlage und die Schutzgaskammer oder Schutz-

tels eines schwimmergesteuerten Dreiwegeventils gaskammern beaufschlagt ist.

(50) vorgesehen ist, das je nach Flüssigkeitsstand Somit entsteht ein genau definierter Differenz-(39) in der Leckflüssigkeitsrückförderanlage (32) druck an der Spalt- bzw. Schleifdichtung. Durch diedie Förderleitung (40) oder die Rückleitung (41) se Maßnahme kann die gesamte komplizierte Regelöffnet. 50 einrichtung des Schutzgasdruckes in Abhängigkeit

vom Flüssigkeitsdruck entfallen. Die jetzt durch die

Spaltdichtung hindurchtretende Menge an Kühlflüssigkeit ist annähernd konstant, da sie, bei vorgegebe-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlflüssig- ner Spaltgröße, im wesentlichen nur noch von dem

keitsanschlußkopf zur Zu- und Abfuhr der Kühlflüs- 55 geodätischen Höhenunterschied des Speicherbehäl-

sigkeit an flüssigkeitsgekühlten Läufern elektrischer ters zur Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit abhängig

Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit ist. Das gilt für jeden Betriebszustand. Sie ist ferner

einer oder mehreren zwischen der Austrittsstelle der unabhängig von der Läuferdrehzahl. Die Höhe des

Kühlflüssigkeit und einer Abdichtung gegen die au- Schutzgasdruckes in der der Spaltdichtung benach-

ßere Atmosphäre angeordneten Schutzgaskammem, 60 barten Schutzgaskammer hat keinen Einfluß auf die

die von der Austrittsstelle der Kühlflüssigkeit durch durchtretende Menge an Kühlflüssigkeit, da sowohl

eine Spalt- oder Schleifdichtung getrennt sind und die Schutzgaskammer als auch das gesamte Kühlflüs-

von denen wenigstens eine Schutzgaskammer als sigkeitssystem vom gleichen Schutzgasdruck beauf-

Sammelraum für die durch die Spalt- oder Schleif- schlagt werden. Dies ist sehr vorteilhaft und wichtig

dichtung durchtretende Kühlflüssigkeitsmenge dient, 65 z. B. bei Auftreten von Sonderbetriebszuständen,

ferner mit einem mit der Austrittsstelle der Kühlflüs- wenn z. B. die die Schutzgaskammem nach außen

sigkeit in Verbindung stehenden, oberhalb des Kühl- abdichtende Wellendichtung abhebt, so daß der

flüssigkeitsanschlußkopfes angeordneten Speicherbe- Schutzgasdruck auf Null sinkt.