DE2344069C2 - Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser - Google Patents

Description

kammer KS nachgeschaltet Dieser Spaltwasserkammer folgt in Richtung auf den Außenraum noch eine Gasabsaugkammer K% mit praktisch dem gleichen Druckniveau wie das der Spaltwasserkammer KS. Alle Wellendichtungen der einzelnen Kammertrennwände S sind dabei als berührungslose Wellenclichtungen w ausgeführt

Um zu verhindern, daß von außen eingedrungener oder sich innerhalb des Kühlkreislaufes bildender Sauerstoff, der sich im Wasser löst, zu Korrosionen im Kühlkreislauf führt, ist in den Kühlkreislauf ein Sauerstoffentterner mit einem Palladium-Katalysator zur Umsetzung des Luftsauerstoffes eingeschaltet Um eine derartige Katalyse zu ermöglichen, ist jedoch stets ein gewisser Wasserstoffüberschuß erforderlich. Aus diesern Grunde ist der Kühlwasserkreislauf an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle angeschlossen, und zwar wird hierzu der als Wasserausdehnungsgefäß dienende Wasserspeicher 11 verwendet, der im oberen Teil des Ständers über dem Niveau des Wasseranschlußkopfes 9 angeordnet ist und über dessen Wasserraum 11a ein Wasserstoffgas enthaltender und ein Druckgaspolster bildender Gasraum Wb vorgesehen ist Das Wasserstoffgas wird dabei von einer nicht näher dargestellten Gasquelle über die Gaszuleitung In in den Gasraum Wb eingeleitet und am anderen Ende wieder abgeleitet Dadurch wird eine ständige Wasserstoff strömung im Gasraum Wb erzielt so daß das Wasser in innige Berührung mit dem Wasserstoffgas gelangt das ständig in Lösung geht so daß das Wasser mit Wasserstoffgas gesättigt wird.

Der erforderliche Sauerstoffentferner 15 mit dem Palladium-Katalysator ist dabei in einem Nebenzweig des Kühlkreislaufes, und zwar in der von der Spaltwasserkammer KS ausgehenden Leitung U eingeschaltet In diesem Katalysator werden die molekularen Bindungskräfte des Wasserstoffes aufgehoben, so daß sich dieser im atomaren Zustand mit dem im Wasser gelösten Sauerstoff zu Wasser bei relativ niedrigen Temperaturen verbindet Dieses Wasser wird über die Pumpe 16 in den Wasserspeicher 11 bzw. in die Rückleitung U von der Austrittskanuner K3 zurückgefördert

Damit die Umsetzung im Katalysator stets so erfolgt da3 weitgehend aller im Wasser gelöste Sauerstoff umgesetzt wird, ist stets ein gewisser Wasserstoffüberschuß erforderlich. Dabei hat es sich jedoch gezeigt daß allein die Bespülung des Wasserraumes 11a mit einem Wasserstoffgas nicht immer ausreicht, um die erforderliche Sättigung des Wassers mit Wasserstoff zu erhalten, so daß es hinter dem Sauerstoffentferner 15 zu Sauerstoffdurchbrüchen kommen kann. Aus diesem Grunde ist daher vorgesehen, daß auch die Spaltwasserkammer KS an eine Wasserstoffgasquelle angeschlossen ist Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist kann dabei die Absaugleitung I12 vom Wasserspeicher 11 direkt in die Spaltwasserkammer KS geführt werdea Eine Absaugung erfolgt dann über die danebenliegende Gasabsaugkammer K6, aus der das von der Spaltwasserkammer KS übergetretene Wasserstoffgas zusammen mit über die Abschlußwellendichtung wa angesaugter Luft über die Leitung lis und ein nicht näher dargestelltes Gebläse in die Abgasleitung gefördert wird.

Dieser ständige Wasserstoffgasstrom über die Spaltwasse-kammer KS erhöht den Partialdruck des Wasserstoffes in dem dort vorhandenen Gasgemisch, das im wesentlichen aus dem von der Druckausgleichskammer KA übergetretenen Spaltwasser frei wird und schafft auf Grund des nun stets vorhandenen Wasserstoffüberschusses im Wasser die Voraussetzung für eine optimale Funktion des Palladium-Katalysators. Durch diese zusätzliche Wasserstoffanreicherung des Kühlwassers sind damit auch kleinste Restsauerstoffgehalte im Kühlwasser sicher gewährleistet so daß die Gefahr von Korrosion im Kühlwasserkreislauf weitgehend beseitigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühhvas- S ser, insbesondere für Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, bestehend aus einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Eintrittskammer, von der das unter Druck stehende Kühlwasser den Kflhlkanälen zuleitbar ist, einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebende Austrittskammer, von der das aufgewärmte Kühlwasser wieder ableitbar ist, einem zwischen Eb- und Austrittskammer liegenden äußeren KreislaufteO mit einer Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage, mindestens einer das Kühlwasser im Kreislauf fördernden Kühlwasserpumpe sowie mit einer der Austrittskaromer in Richtung auf den Außenraum vorgeschalteten Spaltwasserkammer und mit berührungslosen WeI-lendichtungen an den einzelnen Kammertrennwänden, wobei zwischen der Spaltwasserkammer und dem Außenraum ebenfalls eine berührungslose Wellendichtung vorgesehen ist, der Kühlwasserkreislauf an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle angeschlossen, der Spaltwasserkammer im Kühlkreislauf ein Sauerstoffentferner mit einem Palladium-Katalysator nachgeschaltet und der Spaltwasserkammer in Richtung auf den Außenraum eine Gasabsaugkammer mit praktisch dem gleichen Druckniveau wie die Spaltwasserkammer vorgeschalte' ist, die über eine Leitung an eine Gasabsaugung derart angeschlossen ist, daß über die Abschlußwellendichtung stets Luft ansaugbar ist, nach Patent 2 016169, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Spaltwasserkammer (KS) an eine Wasserstoffgasquelle angeschlossen ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum der Spaltwasserkammer (KS) über eine Leitung (I12) mit dem; Gasraum (ilb) des Kühlwasserspeichers (II) verbunden ist

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Im Hauptpatent 2 016169 ist eine Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser, insbesondere für Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, geschützt. Diese Einrichtung besteht dabei aus einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Eintrittskammer, von der das unter Druck stehende Kühlwasser den Kühlkanälen zuleitbar ist einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Austrittskanmer, von der das aufgewärmte Kühlwasser wieder ableitbar ist, einem zwischen Ein- und Austrittskammer liegenden äußeren Kreislaufteil mit einer Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage, mindestens einer das Kühlwasser im Krauslauf fördernden Kühlwasserpumpe sowie mit einer der Austrittskammer in Richtung auf den Außenraum vorgeschalteten Spaltwasserkammer und mit berührungslosen Wellendichtungen an den einzelnen KaniBiertrennwänden. Dabei ist zwischen der Spaltwasserkammer und dem Außenraum ebenfalls eine berührungslose Wellendichtung vorgesehen, der Kühlwasserkreislauf an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigenden Gasquelle angeschlossen und der Spaltwasserkammer im Kühlkreislauf ein Sauerstoffentferner mit einem Palladium-Katalysator nachgeschaltet Ferner ist der Spaitwasserkammer in Richtung auf den Außenraum eine Gasabsaugkammer mit praktisch dem gleichen Drackniveau wie die Spaltwasserkammer vorgeschaltet die über eine Leitung an eine Gasabsaugung derart angeschlossen ist daß über die Abschiußwellendichtung stets Luft ansaugbar ist

Diese Sättigung des Kühlwassers mit Wasserstoffgas, die in einem als Wasserausdehnungsgefäß dienenden Wasserspeicher durch Einleiten von Wasserstoffgas vorgenommen wird, ist erforderlich, um eine restlose Umsetzung des im Wasser gebundenen Sauerstoffs mit dem gelösten Wasserstoff zu Wasser im Palladium-Katalysator zu erreichen. Es hat sich jedoch gezeigt daß der Wasserstoffgehah im Wasser nicht immer voll ausreicht, so daß es dann zu Sauerstoffdurchbrüchen hinter dem Palladium-Katalysator kommt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß das Kühlwasser stets so viel gelösten Wasserstoff enthält daß es zu einer vollständigen Umsetzung des im Wasser gelösten Saue.-stoffs im Palladium-Katalysator kommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß auch die Spaltwasserkammer an eine Wasserstoffgasqaelle angeschlossen ist

Dadurch, daß die Spaltwasserkammer jetzt auch direkt mit Wasserstoffgas beaufschlagt wird, erhöht sich der Partialdruck des Wasserstoffes in dem dort vorhandenen Gasgemisch und schafft auf Grund des nun stets vorhandenen Wasserstoffüberschusses im Wasser die Voraussetzung für eine sichere Funktion des Palladium-Katalysators, so daß damit kleinste Restsauerstoffgehalte im Kühlwasser gewährleistet sind.

Zweckmäßig ist es dabei, daß der Gasraum der Spaltwasserkammer über eine Verbindungsleitung mit dem Gasraum des Kühlwasserspeichers verbunden ist

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert

In der Zeichnung ist schematisch die Kühlwasserversorgungseinrichtung für einen Generator 1 mit Stator 2 und Rotor 3 dargestellt Das Wellenende 3b des Rotors ist dabei von einem feststehenden Kühiwasseranschlußkonf 9 umgeben. Dieser Kühlwasset anschlußkopf weist zunächst eine die Welle ringförmig umgebende Ansaugkammer Kl auf, aus der das Wasser über eine mit der Welle fest verbundene Schaftpumpe 7 in die Eintrittskammer KX gesaugt wird. Von dieser Eintrittskammer K\ wird das Kühlwasser über einen äußeren Kreis Ii mit Kühler Wund Filter Feinem feststehenden Eintrittsstutzen 8 mit einer Zentralbohrung 8a zugeführt von dem aus das Kühlwasser in die Zentral· bohrung 6a der Rotorwelle Ib übertritt. Von hier aus strömt das Kühlwasser in der Pfeilrichtung durch die Windungen der Rotorwicklung 5 und wird über einen den Eintrittskanal 6a konzentrisch umgebenden Austrittskanal 66 in eine die Welle ebenfalls konzentrisch umgebende Austrittskammer A3 im Kühlwasseranschlußkopf 9 abgeführt. Von der Austrittskammer K3 strömt das Wasser über die Leitung 1-t in den als Wasserausdehnungsgefäß dienenden Kühlwasserspeicher Ii und von dort über die Rückleitung Is zurück in die Γ Saugkammer KL

Der Austrittskammer K3 ist dabei in Richtung auf den Außenraum über eine ebenfalls mit Kühlwasser gefüllte Druckausgleichskammer ΑΓ4 eine Spaltwasser-