DE2519940A1

DE2519940A1 - Entlueftungsanordnung fuer rotierende wasserzufuehrungen

Info

Publication number: DE2519940A1
Application number: DE19752519940
Authority: DE
Inventors: Albert Huber; Reinhard Dr Huerlimann
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-05-05
Publication date: 1976-10-21
Also published as: JPS51132404A; FR2307212A1; FR2307212B1; DE7514411U; CH583378A5; SE7602100L; DE2519940C2; US4026315A

Description

43/75 PL/dh

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Entlüftungsanordnung für rotierende Wasserzuführungen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsanordnung für rotierende Wasserzuführungen, insbesondere bei wassergekühlten Generatoren, mit vorzugsweise koaxialen Zufuhr- und Abfuhrkanälen.

Vor Inbetriebnahme rotierender Wasserzuführungen ist der Austreibung im Kühlsystem eingeschlossener Luft zwecks Vermeidung örtlich unerwünschter Ueberhitzungen mit all Ihren Folgen (Dampfblasenbildung, teilweise, eventuell vollständige Versperrung des betreffenden Querschnitts usw.) volle Aufmerksamkeit zu schenken. Dabei ist es für die Entlüftung des Kühlsystems von Bedeutung, dass nicht nur feststehende Apparate und Zusatzeinrichtungen, sondern auch rotierende Teile, vornehm-

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lieh die Wasserzuführung erfasst werden. Im Fall der drehenden Maschine ist zu beachten, dass der Hochpunkt, d.h. die Stelle kleinsten Druckes, auf der Rotationsachse liegt. Demnach werden sich allfällige noch im Kreislauf vorhandene und/oder infolge von Bedienungsmanipulationen eintretende Luft- bzw. Gasblasen an dieser Stelle ansammeln. Obwohl diese Luftblasen den Querschnitt teilweise versperren und damit die Wirksamkeit der Kühlung verschlechtern, wird ihnen praktisch keine Aufmerksamkeit gewidmet; so sind z.B. im Artikel "Die Entwicklung wassergekühlter Läufer für grosse Turbogeneratoren" in "Technische Mitteilungen AEG-Telefunken" 59 (1969) 1, nur Turbogeneratoren ohne irgendwelche Entlüftungsanordnung beschrieben und dargestellt. In "AIEE Transactions", 1950, Vol. 69, S. 167 - 170, sind einige Beispiele von wassergekühlten Turborotoren dargestellt. In einem feststehenden Wasserzuführungsrohr ist ein langes, dünnes, auf der Rotationsachse liegendes Rohr angeordnet. Ein Ende des Rohres liegt in der Verzweigungsstelle der Kühlwasseranschlüsse, das andere Ende ausserhalb der Maschine. Diese Lösung bedeutet jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand, weil solche Zuführungen meist eine sehr grosse Länge haben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, welche die Nachteile des Bekannten nicht aufweist und ermöglicht, Luftbzw. Gasblasen, die sich in rotierenden Rohren wie z.B. Wasser-

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Zuführungen wassergekühlter Generatoren ansammeln, selbsttätig zu entfernen bzw. auf ein strömungstechnisch tragbares Mass zu reduzieren. Die Anordnung soll dabei möglichst konstruktiv einfach sein.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Zufuhrkanal und dem Abfuhrkanal wenigstens ein Bypass mit wenigstens einer Eintrittsöffnung und wenigstens einer Austrittsöffnung angeordnet ist, der mit wenigstens einer Eintrittsöffnung in den um die Rotationsachse liegenden Raum mündet.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass genannte Anordnung rasch und vollständig alle Blasen entfernt, wobei das zwischen Zu- und Abstrom anstehende Druckgefälle zum selbsttätigen Betrieb der Einrichtung ausgenutzt wird. Die genannte Entlüftungsanordnung ist konstruktiv sehr einfach.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bypass in oder an der Stirnseite des Zufuhrkanals angeordnet. Diese Lösung ist besonders dann günstig, wenn sich die Verzweigungsstelle am Ende des Zufuhrkanals befindet, weil diese Stelle der letzte Ort ist, bis zu welchem bei drehendem Rotor Blasen mitgerissen werden können. Sind auf der ganzen Länge einer zentralen Bohrung Kühlwasser-Eintritte verteilt, ist es vorteilhaft, wenn der

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Bypass als ein radial angeordnetes Rohr mit wenigstens einer in den Raum um die Rotationsachse mündenden Eintrittsöffnung ausgeführt ist. Es ist selbstverständlich, dass bei dieser konstruktiven Lösung mehrere Bypässe verwendet werden können. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung wird der Bypass als ein eine Spule bildendes Rohr mit wenigstens einer, in den Raum um die Rotationsachse mündenden Eintrittsöffnung ausgeführt. Diese konstruktive Lösung ermöglicht mit einfachen technischen Mitteln eine Minimierung der Leck- oder Bypassmenge. Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Bypass Mittel zur Erhöhung des hydrodynamischen Widerstandes. Diese Anordnung ermöglicht Erzeugung eines angemessenen Druckabfalls auf kurzer Strecke bei geringem Strömungswiderstand, also geringen Aussenabmessungen der Entlüftungsanordnung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispxele des Erfindungsgegenstandes Bchematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wobei der Bypass in der Stirnseite des Zufuhrrohres angeordnet ist,

Fig. 2 eine zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfin-

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dung, wobei der Bypass an der Stirnseite des Zufuhrrohres angeordnet ist,

Fig. 3 eine dritte beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wobei der Bypass als ein radial angeordnetes Rohr ausgeführt ist,

Fig. 4 eine vierte beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wobei der Bypass wieder als ein radiales Rohr ausgeführt ist und

Fig. 5 eine fünfte beispielsweise Ausführungsform der Erfindung mit dem Bypass in Form einer Spule.

Gemäss Fig. 1 ist ein axialer Zufuhrkanal mit 1 bezeichnet, ein inneres Rohr mit 2, eine Stirnseite des inneren Rohres 2 mit 3, ein axialer Abfuhrkanal mit 4, ein äusseres Rohr mit 5 und eine Stirnseite des äusseren Rohres 5 mit 6. Mit der Bezugsziffer 7 ist ein radialer Zufuhrkanal bezeichnet, mit der Bezugsziffer 8 ein radiales Zufuhrrohr, mit der Bezugsziffer radiale Abfuhrkanäle und mit der Ziffer 10 radiale Abfuhrrohre. Ein Bypass ist in Fig. 1 mit der Ziffer 11 benannt, seine Eintritt soff nung mit der Ziffer 11^f und seine Austrittsöffnung mit der Ziffer 11". Die Rotationsachse ist durch die Zahl 19 gekennzeichnet. Pfeile bedeuten die Strömungsrichtungen, die

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kleineren Pfeile zeigen die Strömung durch die Bypässe. In Fig. 2-5 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 1. In Fig. 2 ist der Bypass mit der Bezugszahl 12 versehen, seine Eintrittsöffnung mit der Bezugszahl 12· und seine Austrittsöffnung mit der Bezugszahl 12''. In Fig. 3 ist der Bypass mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet, seine Eintrittsöffnung mit der Bezugsziffer 13' und seine Austrittsöffnungen mit den Bezugsziffern 13''. Ein den Bypass' 13 bildendes Rohr ist durch die Zahl 16 gekennzeichnet, ein Einsatz durch die Zahl 17, und eine an der Oberfläche des Einsatzes 17 angeordnete spiralförmige Nut durch die Zahl 18. Der Bypass in Fig. 4 ist durch die Zahl 14 gekennzeichnet, seine Eintrittsöffnung durch die Zahl 14' und seine Austrittsöffnungen 14' ' Gemäss Fig. 5 ist der Bypass mit 15 bezeichnet seine Eintrittsöffnung mit 15' und seine Austrittsöffnung mit 15''.

Gemäss Fig. 1 ist das innere, den axialen Zufuhrkanal 1 bildende Rohr mit der Stirnseite 3 versehen. In der Nähe der Stirnseite 3 befinden sich die radialen Züfuhrkanäle 7, die durch die radialen Zufuhrrohre 8 gebildet sind. Der Bypass 11 ist auf der Rotationsachse 19 angeordnet. Seine Eintrittsöffnung 11' mündet in den Raum um die Rotationsachse 19 und seine Austrittsöffnung II¹· mündet in den axialen Abfuhrkanal 4. Infolge der unterschiedlichen Drücke im Zufuhrkanal 1 und Abfuhrkanal 4 werden die im Raum um die Rotationsachse 19 sich

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befindenden Luftblasen durch den Bypass 11 in den Abfuhrkanal 4 transportiert. Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung von Zufuhr- und Abfuhrkanal, der Bypass 12 ist jedoch als ein T-förmiges Rohr ausgebildet. Die radialen Teile des Bypasses 12 sind länger als der Durchmesser des inneren Rohres 2. Die Austrittsöffnungen 12'· des Bypasses 12 münden in den Abfuhrkanal 4 in der Richtung der Strömung. In Fig. 3 ist der Bypass 13 dargestellt, der als ein radial angeordnetes Rohr 16 ausgeführt ist. Die Eintrittsöffnung 13' liegt wieder im Raum um die Rotationsachse 19 und die Austrittsöffnungen 13'' münden in den Abfuhrkanal 4 in der Richtung der Strömung. Zur Erhöhung des hydrodynamischen Widerstandes enthält das Rohr 16 den mit der spiralförmigen Nut 18 versehenen Einsatz 17. Diese Drosseleinrichtung dient der Minimierung der Bypassmenge. Dieselbe Ausführung wie Bypass 13 in Fig. 3 hat auch der Bypass I¹I in Fig. 4. In Fig. 4 ist jedoch der Bypass 14 an einer beliebigen Stelle des inneren Rohres 2 angeordnet. Diese Lösung ist für den Fall geeignet, wenn in den axialen Zufuhrkanal 1 mehrere radiale Zufuhrkanäle 7 münden. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, in das innere Rohr 2 mehrere Bypässe 14 anzuordnen. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform von Zufuhrkanal 1 und Abfuhrkanal M. Der Bypass 15 ist am Ende des äusseren Rohrs 5 angeordnet. Er ist als ein eine Spule bildendes Rohr ausgeführt. Seine Eintrittsöffnung 15' mündet wieder in den Raum um die Rotationsachse 19. Man kann selbstverständ-

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lieh diesen Bypass 15 mit mehreren Eintrittsöffnungen 15' versehen. Das spiralförmige Rohr ist ziemlich lang und wirkt also als eine Drossel. Dieser Bypass 15 kann selbstverständlich auch in einem beliebigen Querschnitt des inneren Rohres 2 angeordnet sein, es vermindert sich damit jedoch der nützliche Querschnitt dieses Rohrs 2.

Mit der beschriebenen Entlüftungsanordnung werden allfällige Luft- bzw. Gasblasen beseitigt, weil die Eintrittsöffnungen im Raum um die Rotationsachse 19 angeordnet sind, wo sich die ankommenden Luftblasen infolge des kleinsten Druckes ansammeln.

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Claims

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Patentansprüche

ί1.yEntlüftungsanordnung für rotierende Wasserzuführungen, insbesondere bei wassergekühlten Generatoren, mit vorzugsweise koaxialen Zufuhr- und Abfuhrkanalen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zufuhrkanal (1) und dem Abfuhrkanal (4) wenigstens ein Bypass (11 bis 15) mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (II¹ bis 15') und wenigstens einer Austrittsöffnung (11 "bis 15'') angeordnet ist, der mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (II¹ bis 15* ) in den um die Rotationsachse (19) liegenden Raum mündet.
2. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (11, 12) in oder an der Stirnseite (3) des Zufuhrkanals (1) angeordnet ist.
3. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (13, 14) als ein radial angeordnetes Rohr (16) mit wenigstens einer, in den Raum um die Rotationsachse (19) mündenden Eintrittsöffnung (13*, 14') ausgeführt ist.
4. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (15) als ein eine Spule bildendes Rohr mit wenigstens einer, in den Raum um die Rotationsachse (19)

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mündenden Eintrittsöffnung (15') ausgeführt ist.
5. Entladungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (13) Mittel (17, 18) zur Erhöhung des hydrodynamischen Widerstandes enthält.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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