DE2514255A1

DE2514255A1 - Anordnung zur kuehlung der blechpaket-endzonen von elektrischen maschinen

Info

Publication number: DE2514255A1
Application number: DE19752514255
Authority: DE
Inventors: Joachim Boeer; Georg Frankenhauser
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1975-04-01
Publication date: 1976-10-14
Also published as: ATA137676A; CH607422A5; GB1502041A; IN143481B; AT343750B; FR2306554B1; JPS51121105A; NO760879L; BR7601934A; IT1062867B; DE2514255B2; DE2514255C3; JPS5646709B2; FR2306554A1; US4100439A; CA1042968A

Description

²& MRZ. 1975

KRAFTWERK UITIOlT AICTIEHGESELLSCHiLFT -4-330 Mülheim-Ruhr,

Wiesenstraße

Unser Zeichen: VPA 75 P 9455 BRD

Anordnung zur Kühlung der Blechpaket-Endzonen von elektrischen Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung der Blechpaketendzonen von elektrischen Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit das Ständerblechpaket konzentrisch umhüllenden und durch radiale Trennwände abgeteilte Kühlgaszuführ'ungskaiimern, die von den Stirnräumen der Maschine her über Lüfter mit Kühlgas beaufschlagt sind und von denen aus das Kühlgas radial einwärts durch axial beabstandete Blechpaketkanäle zum Luftspalt strömt.

Eine derartige Anordnung ist aus der DT-PS 94-8 714- bekannt. Dabei wird ein gesonderter, die Endbleche und die Druckplatten des Ständerblechpaketes enthaltender und vom Bereich der Wickelkopfstirnverbindungen abgetrennter Raun gesondert von bereit im Blechpaket oder der Ständerwicklung aufgewärmten Kühlgas beaufschlagt. Bei Hochleistungs-Turbogeneratoren reicht eine derartige Kühlung der Blechpaketendzonen jedoch nicht aus, da durch die wesentliche Erhöhung der Ströme zusätzliche Probleme der durch die Streuflüsse bedingten Zusatzverluste in den Endblechen des Ständerblechpaketes und in den Druckplatten auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gesonderte intensive Kühlung der Blechpaket-Endzonen zu erreichen, wobei diesen Zonen eine größtmögliche Kühlgasmenge ohne wesentliche Absenkung des Gesamtdruckes zugeführt werden soll.

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VPA 75 P 9455 BRD

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Ausgehend von einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art ist zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bereich der Blechpaketendzonen radial zwischen der ersten KühlgasZuführungskammer und dem Blechpaket eine gesonderte, parallel zur ersten KühlgasZuführungskammer beaufschlagte Kühlgasverteilkammer vorgesehen ist, von der aus mindestens der erste Blechpaketkanal und die durch die Druckfinger des Endbleches gebildeten Radialspalte zwischen Druckplatte und Endblech mit Kühlgas beaufschlagbar sind. Dabei ist zweckmäßigerweise zwischen Kühlgasverteilkammer und den Radialspalten ein Trennblech mit Kühlgasdurchtrittsöffnungen angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Eintrittsquerschnitt in die Kühlgasverteilkammer und die Durchtrittsquerschnitte in dem Trennblech entsprechend der geforderten Druckverteilung des Kühlgases einzustellen.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. Λ einen Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Turbogenerators mit der entsprechenden Kühlgasführung und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich einer Blechpaketendsone.

Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, sind Läufer 1 und Ständerblechpaket 2 des Turbogenerators von einem gasdichten Gehäuse umschlossen, das mit Wasserstoffgas als Kühlgas gefüllt ist. Dabei können sowohl Läufer 1 als auch das Ständerblechpaket 2 mit dem Wasserstoffgas gekühlt werden, während die Ständerwicklungen 4- an einen Kühlwasserkreislauf 5 angeschlossen sind. Das Kühlgas wird dabei über jeweils an den Enden des Läufers aufgesetzten Lüftern 6 und 7 aus dem Luftspalt 8 der Maschine abgesaugt und axial nach außen gefördert, wobei ein Teilstrom

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wie durch die Pfeile 9 gezeigt, zur Läuferkühlung dient, während der andere Teilstrom entsprechend den Pfeilen 10 zur Kühlung des Ständerblechpaketes 2 herangezogen wird.

Das Ständerblechpaket 2 ist dabei konzentrisch von Kühlgaszuführungskammern 11 und 12 umgeben, die durch radiale !Trennwände 15 untereinander und über die Stirnwände I3 von den Stirnräumen 14 der Maschine abgetrennt sind. Von den Kühlgaszuführungskammern 11 und 12, die über Durchbrüche 16 in den Trennwänden I3 bzw. 15 mit dem Kühlgas beaufschlagt sind, strömt das Kühlgas radial einwärts über Kanäle 17 im Blechpaket 2 zum Luftspalt 8 und kühlt somit die Ständerbleche. Die Druckverteilung des Kühlgases ist dabei aus den über den Kühlgaspfeilen stehenden Zahlen zu ersehen, die jeweils den Kühlgasdruck in mm Wassersäule angeben. So herrscht beispielsweise in den Stirnräumen 14 ein Kühlgasdruck von 900 mm WS, der gleichzeitig auch den Eintrittsdruck im Läufer für die Läuferkühlung darstellt, während der Druck in den einzelnen KühlgasZuführungskammern 11 und 12 auf 140 mm WS gedrosselt ist«

Wegen der in modernen Hochleistungsmaschinen wesentlichen Erhöhung der Ströme steigen auch die durch die Streuflüsse bedingten Zusatzverluste in den Endblechen 20 und den Druckplatten 21 des Blechpaketes 2 an, so daß diese besonders intensiv gekühlt werden müssen. Man könnte dazu beispielsweise die stirnseitigen KühlgasZuführungskammern 11 mit einem erhöhten Kühlgasdruck und somit einer größeren Kühlgasmenge beaufschlagen, wodurch sich jedoch eine unzulässige Gesamtdruckabsenkung und eine unnötige Kühlung zuvieler Blechpaketkanäle ergeben würde. Demgegenüber ist nach der Erfindung vorgesehen, allein die Endzonen des Blechpaketes gesondert zu kühlen, wie das insbesondere aus der vergrößerten Darstellung der Blechpaketendzonen nach Figur 2 zu ersehen ist. Diese Endzone besteht dabei im wesentlichen aus den Endblechen 20·,

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den radialen Druckfingern 22 und der Endplatte 21, über die das gesamte Blechpaket axial verspannt ist. Mach der Erfindung ist nunmehr die Stirnwand 13 der stirnseitigen Kühlgaszuführungskammer 11 nicht bis zum Blechpaket 2 heruntergezogen, sondern zwischen der Zuführungskammer 11 und dem Blechpaket ist eine gesonderte, von einer Ringwand 23 und auf die Blechpaketlängsbalken 24- aufgesetzten Ringe 25 und 26 begrenzte Kühlgasverteilkammer 27 geschaffen, die über den freigelassenen Ringspalt 28 zwischen Ringwand 23 und Ring parallel zur Kühlgaszuführungskammer 11 mit Kühlgas beaufschlagt ist. Von dieser Kühlgasverteilkammer 27 können nunmehr zumindest der erste Kühlkanal 29 der Endbleche 20 sowie durch die Druckfinger 22 gebildeten und von den Druckplatten 21 und den Endblechen 20 begrenzten Radialkanäle 30 mit Kühlgas beaufschlagt werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn zwischen der Kühlgasverteilkammer 27 und den Radialkanälen 30 ein gesondertes Trennblech 31 iait Kühlgasdurchtrittsöffnungen 32 angeordnet ist. Dadurch kann entsprechend der erforderlichen Kühlung der Kühlgasdurchsatz durch die Kühlkanäle 29 und die Radialkanäle 3Ö durch Variation der Querschnitte des Ringspaltes 28 und der Kühlgasdurchtrittsöffnungen 32 gesondert gedrosselt werden. Wie die angegebenen Druckwerte zeigen, ist bei einem Druck von 900 mm WS im Stirnraum 14- der Druck in der Kühlgasverteilkammer 27 durch entsprechende Drosselung im Ringspalt 28 kleiner als 900 mm WS, während durch eine weitere Drosselung über die Kühlgasdurchtrittsöffnungen 32 in den Radialspalten 30 nur noch eine geringe Kühlgasmenge mit einem Druck weit unter 900 mm WS hindurchströmt.

Mit·der beschriebenen Anordnung ist es also auf einfache Weise möglich, durch die Anordnung gesonderter Kühlgaskammern den Druckplatten und Endblechen eine größtmögliche Kühlgasmenge zuzuführen, ohne daß der Gesamtdruck wesentlich absinkt.

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Claims

25H255

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I-at entansprüche

J Anordnung zur Kühlung der Blechpaket-Endzonen von elektrischen Haschinen, insbesondere Turbogeneratoren, mit das Blechpaket konzentrisch umhüllenden und durch radiale Trennwände abgeteilten Kühlgaszuführungskammern, die von den Stirnräumen der Maschine her über Lüfter mit Kühlgas beaufschlagt sind und von denen aus das Kühlgas radial einwärts durch axial beabstandete Blechpaketkanäle zum Luftspalt strömt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Blechpaketendzonen zwischen den stirnseitigen Kühlgas Zuführungskammern (11) und dem Blechpaket (2) eine gesonderte, parallel zu der ersten KühlgasZuführungskammer (11) beaufschlagte Kühlgasverteilkammer (27) vorgesehen ist, von der aus mindestens der erste Endblechkühlkanal (29) und die durch die Druckfinger (22) der Endbleche (20) gebildeten Radialkanäle (30) zwischen Druckplatte (21) und Endblech (20) mit Kühlgas beaufschlagbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen kühlgasverteilkammer (27) und den Radialkanälen (30) ein Trennblech (31) mit Lühlgasdurchtrittsöffnungen (32) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der als Ringspalt (28) ausgebildete Eintrittsquerschnitt in die Kühlgasverteilkammer (27) und die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen (32) in dem Trennblech (31) entsprechend der geforderten Druckverteilung des Kühlgases einstellbar sind.

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