DE2354690A1

DE2354690A1 - Verfahren zum betrieb eines fluessigkeitsgekuehlten wasserkraftgenerators

Info

Publication number: DE2354690A1
Application number: DE19732354690
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Leistner; Franz Spirk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1975-07-03
Also published as: SE7413404L; FR2249472A1; US3935488A; BR7409005D0; CA1004666A; FR2249472B1; ATA749374A; CH569379A5; AT334462B; JPS5818870B2; SE403542B; JPS5074103A; IT1025231B

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8520 Erlangen, Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50

Unser Zeichen: VPA 73/3811 D/Win

Verfahren zum Betrieb eines flüssigkeitsgekühlten Wasserkraftgenerators

Elektrische Wasserkraftgeneratoren großer Leistung werden oft flussigkeitsgekiih.lt. Dazu sind die Wicklungen des Ständers und/oder Läufers direkt oder indirekt mit Kühlkanälen versehen, unter Umständen auch das Blechpaket, durch welche die Kühlflüssigkeit,, meist Wasser, geleitet wird. Die Kühlflüssigkeit, die besonders aufbereitet sein muß, damit sie keine Verunreinigungen enthält oder zu stark leitfähig ist, läuft, durch Pumpen angetrieben, in einem geschlossenen Kühlkreislauf um, der unter anderem mechanische und chemische Filter und Mittel zur Kontrolle der Leitfähigkeit enthält. Außerdem sind Mittel zur Kontrolle von möglicherweise auftretenden Lecks vorgesehen, damit ein Verlust an aufbereiteter Kühlflüssigkeit vermieden wird. Zur Rückkühlung der sich während des Umlaufes durch den in Betrieb befindlichen Wasserkraftgenerator erwärmenden Kühlflüssigkeit dienen flüssigkeitsgekühlte Wärmeaustauscher, die ebenfalls in den Kühlkreislauf eingeschaltet sind.

Es ist nun üblich, den Kühlflüssigkeitsumlauf im Kühlkreislauf ebenso wie die Zuführung der Flüssigkeit zu den Wärmeaustauschern zu unterbrechen, wenn der Wasserkraftgenerator nicht im Betrieb ist. Gleichzeitig mit der Inbetriebnahme des Wasserkraftgenerators wird dann die Wasserkühlung wieder eingeschaltet, so daß die kalte Kühlflüssigkeit durch die noch nicht erwärmte Maschine geleitet wirdf was eine so starke Abkühlung der spannungsführenden Teile zur Folge haben kann, daß an ihnen eine Betauung' auftritt. Diese gibt aber zur Kriechwegbildung Anlaß„

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb eines flüssigkeitsgekühlten Wasserkraftgenerators der eingangs beschriebenen Art so durchzuführen, daß. eine Betauung bei'Wiederinbetriebsetzen des Generators nicht auftreten kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung der Umlauf der Kühlflüssigkeit und die Leckkontrolle auch bei Stillstand des Wasserkraftgenerators aufrechterhalten und nur der Kühlflüssigkeitskreislauf der Wärmeaustauscher unterbrochen. Dies bedeutet, daß die Kühlflüssigkeit ständig im Kühlkreislauf umläuft, auch wenn sämtliche Teile des nicht im Betrieb befindlichen Wasserkraftgenerators inzwischen Raumtemperatur angenommen haben. Die den Umlauf der Kühlflüssigkeit hervorrufenden Pumpen verbrauchen aber eine gewisse Leistung, die sich in eine Erwärmung der Kühlflüssigkeit umsetzt. Die Leistung der Pumpen heizt also die Kühlflüssigkeit auf einen gewissen Temperaturwert an, was eine entsprechende Erwärmung der flüssigkeitsdurchflossenen Teile gegenüber ihrer Umgebung zur Folge hat. Die Verlustwärme der Pumpen wirkt somit wie eine Stillstandsheizung. Dies hat den Vorteil, daß bei Inbetriebnahme der Maschine keine Betauung der spannungsführenden Teile auftreten kann, weil diese wärmer als ihre Umgebung sind.

Weiterhin wird durch die ständige Aufrechterhaltung"der Leckkontrolle der fehlerfreie Zustand des Kühlkreislaufs jederzeit nachgeprüft. Dadurch ist eine ständige Betriebsbereitschaft der Maschine gegeben und eventuelle in der Stillstandszeit auftretende Fehler können noch vor Inbetriebnahme des Wasserkraftgenerators beseitigt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich um Wasserkraftgeneratoren eines Pumpspeicherwerkes oder Spitzenleistungskraftwerkes handelt, ,die sehr kurzzeitig angefahren werden und schnell ihre volle Leistung abgeben müssen.

Sollte die im Kühlkreislauf infolge der installierten Pumpen gegebene Verlustleistung zu gering sein, so empfiehlt es sich, noch zusätzlich einen Heizkörper für die Kühlflüssig-

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keit einzubauen, der bei Stillstand des Wasserkraftgenerators ein- und bei Inbetriebnahme ausgeschaltet wird.

In der Figur ist schematisch ein flüssigkeitsgekühlter Wasserkraftgenerator 1 eines Pumpspeicherwerkes oder Spitzenleistungskraftwerkes dargestellt, sowie der Aufbau des Kühlkreislaufes 2. Der Wasserkraftgenerator 1 ist sowohl im Ständer 3 als auch im Läufer 4 mit Kuhlwasser gekühlt, das in. einem geschlossenen Kühlflüssigkeitskrelslauf 2 umläuft. Dieses Kühlwasser wird durch Motor angetriebene Pumpen 5 umgewälzt. Da das Kühlwasser für die Kühlung eines Wasserkraftgenerators 1 einen besonderen Reinheitsgrad und auch einen bestimmten Leitfähigkeitsbereich einhalten mußj sind im Kühlflüssigkeitskrelslauf 2 mechanische Filter 6 und Magnetabschneider 7 vorgesehen, sowie noch nicht dargestellte chemische Filter und Mittel zur Kontrolle der Leitfähigkeit. Außerdem ist am höchsten Punkt des Kühlflüssigkeitskrelslauf es 2 ein Ausdehnungsgefäß 8 angeordnet, welches die Volumendifferenz des Kühlwassers bei den unterschiedlichen — Temperaturen aufnimmt und außerdem Mittel zur Kontrolle von Lecks enthält, die sofort ansprechen, wenn Änderungen im Volumen des Kühlwassers auftreten, die nicht den normalen Temperaturänderungen entsprechen.

Die Rückkühlung des in dem geschlossenen Kühlflüssigkeitskreislauf 2 umlaufenden Kühlwassers erfolgt in Wärmeaustauschern 9. Diese sind ihrerseits durch einen getrennten Kühlflüssigkeitskreislauf 10 gekühlt. Dieser Kühlflüssigkeitskrelslauf 10 für die Wärmetauscher 9 kann durch ein Ventil 11 unterbrochen werden.

Wird nun der Wasserkraftgenerator 1 nach dem Verfahren gemäß der Erfindung betrieben, so laufen die Pumpen 5 ständig, unabhängig davon, ob der Wasserkraftgenerator 1 in Betrieb ist oder nicht. Dagegen wird der Kühlflüssigkeitskreislauf 10 der Wärmeaustauscher 9 bei Stillstand des Wasserkraftge-nerators 1 mit Hilfe des Ventils 11 unterbrochen. Der Betrieb des Kühl-

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flüssigkeitskreislaufs 2 für den Wasserkraftgenerator 1 wird also weitergeführt, wenn dieser nicht in Betrieb ist. Dies bedeutet, daß nach allmählicher Abkühlung des Wasserkraftgenerators 1 infolge der durch die Verlustwärme der Pumpen gegebenen geringen Aufheizung des Kühlwassers auch eine Aufheizung der flüssigkeitsdurchflossenen Teile des Wasserkraftgenerators 1 stattfindet. Man erreicht somit, daß diese Teile ständig etwas wärmer als ihre Umgebung sind. Dies hat den Vorteil, daß bei der Wiederinbetriebnahme des Wasserkraftgenerators 1 an den spannungsführenden Teilen der Maschine keine Betauung auftreten kann. Weiterhin v/erden auch die Kontrollmittel auf Lecks und Leitfähigkeit im Kühlflüssigkeitskreislauf 2 ständig in Betrieb gehalten. Die kontrollieren somit den Zustand des Kühlflüssigkeitskreislaufes 2 ' ständig und würden auftretende Lecks oder unzulässige Änderungen der Leitfähigkeit sofort melden. Der Wasser-kraftgenerator ist somit ständig betriebsbereit mit voll funktionierendem Kühlflüssigkeitskreislauf 2, wodurch sich das Verfahren gemäß der Erfindung insbesondere für den Betrieb von Wasserkraftgeneratoren eines Pumpspeicherwerkes eignet oder für Wasserkraftgeneratoren zur Abdeckung von Leistungsspitzen, die mehrmals pro Tag angefahren und stillgesetzt werden. Diese Maschinen müssen in sehr kurzen Zeiten vom Stillstand zur Vollastabgabe gebracht werden.

2 Ansprüche
1 Figur

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Claims

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Patentansprüche

M .!"Verfahren zum Betrieb eines flüssigkeitsgekühlten Wasser-Kraftgenerators, insbesondere eines Pumpspeicherwerkes, bei dem die Kühlflüssigkeit, durch Pumpen angetrieben,- in einem, geschlossenen Kreislauf umläuft, der Mittel zur Leitfähigkeits- und Leckkontrolle enthält und über, flüssigkeitsgekühlte Wärmeaustauscher rückgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Kühlflüssigkeit und die Leck- · kontrolle auch bei Stillstand des Wasserkraftgenerators (1) aufrechterhalten und nur der Kühlflüssigkeitskreislauf (10) der Wärmeaustauscher (9) unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßbei Stillstand des Wasserkraftgenerators (1) ein im Kühlflüssigkeitskreislauf (2) eingebauter Heizkörper für die Kühlflüssigkeit ein- und bei Inbetriebnahme ausgeschaltet wird.

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