DE2519940C2

DE2519940C2 - Entlüftungsanordnung für rotierende Wasserzuführungen

Info

Publication number: DE2519940C2
Application number: DE2519940A
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.-El.-Ing. Möriken Aargau Huber; Reinhard Dr. Zürich Hürlimann
Original assignee: Bbc AG Brown Boveri & Cie 5401 Baden Aargau; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-05-05
Publication date: 1983-12-29
Also published as: US4026315A; JPS51132404A; CH583378A5; SE7602100L; DE2519940A1; FR2307212A1; FR2307212B1; DE7514411U

Description

Die vorliegende Erfindung be> .'hl sich ;iuf eine Entlüftungsanordnung für rotierende Wasserzuführungcn. insbesondere bei wassergekühlten Generatoren, mit Zu- und Abführkanal, die die abzuführende Luft in dem. um die Rotationsachse liegenden R;ium durch ein Rohr entnimmt.

Vor Inbetriebnahme rotierender Wasscr/ufiihrungen ist der Austreibung im Kühlsystem eingeschlossener Luft zwecks Vermeidung örtlich unerwünschter Überhitzungen 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, vornehmlich die VVasserzuführung erfaßt werden. Im Fall der drehenden Maschine ist /u beachten, daß der Hochpunkt, d. h. die Stelle kleinsten Druckes, auf der Rotationsachse liegt. Demnach werden sich noch im Kreislauf vorhandene und/oder infolge von Bedienungsmanipulationen eintretende Luft- bzw. Gasblasün isn 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 Mitteilung AEG-Telefunken« 59 (1969) I. nur Turbogeneratoren ohne irgendwelche Entlüftungsanordnung beschrieben und dargestellt.

In der CH-PS 2 73 211 sind einige Beispiele von wassergekühlten Turborotoren dargestellt. In einem feststehenden Wasserzufiihrungsrohr ist ein langes, dünnes, auf der Rotationsachse liegendes Rohr angeordnet. Ein Finde des Rohres liegt in der Verzweiguii; stelle 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.
Anderseits kann man sich die Zentrifugalkraft der rotierenden Maschine zunutze machen, indem die in das Kühlsystem eingeschlossenen Gasblasen durch radial angeordnete, als Bypass dienende Rohre in die Abführkanäle geleitet und von dort aus entfernt werden.

to Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, mit der Gasblasen, die sich in Rohrzuführungsleitungen wassergekühlter Generatoren ansammeln, selbsttätig zu entfernen bzw. auf ein strömungstechnisch tragbares Maß zu reduzieren. Die Anordnung soll dabei möglichst konstruktiv einfach sein.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Patentanspruch I gekennzeichneten Merkmale-

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 L ösung 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 Bypass als ein radial angeordnetes Rohr mit wenigstens einer in den Raum um die Rotationsachse mündenden Eintrittsöffnung ausgeführt ist. Eine derartige Anordnung ist an sich bereits durch die US-PS 37 42 266 bekannt. Bei dieser Anordnung werden eventuell auftretende Gasblascn von dem Achsenraum nach außen abgeführ'. Es ist selbstverständlich, daß bei dieser konstruktiven Lösung mehrere

■to Bypässe verwendet werden können. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird der Bypass als ein eine Spule bildendes Rohr mit wenigstens einer, in dem Raum um die Rotationsachse mündenden Einiriitsöffnung 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

so Druckabfalls auf kurzer Strecke bei geringem Strömungswiderstand, also geringen Außenabmessungen der Entlüftungsanordnung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispielc des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

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

Fig.2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

So wobei der Bypass an der Stirnseite des Zufuhrrohrcs angeordnet ist.

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei der Bypass als ein radial angeordnetes Rohr ausgeführt ist.

K j g. 4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung wobei der Bypas» wieder als ein radiales Rohr ausgeführt ist und

Cig. 5 eine fünfte Ausführungsform der Erfinduni;

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 Abführkanal mit 4, ein äußeres Rohr mit 5 und eine Stirnseite des äußeren Rohres 5 mit 6. Mit der Beaugsziffer 7 ist ein radialer Zufuhrkanai bezeichnet, mit der Bezugsziffer 8 ein radiales Zufuhrrohr, mit der Bezugsziffer 9 radiale Abführkanäle und mit der Ziffer 10 radiale Abführrohre. Ein Bypass ist in F i g. 1 mit der Ziffer 11 benannt, seine Eintrittsöffnung mit der Ziffer 11' und seine Austrittsöffnung mit der Ziffer 11". Die Rotationsachse ist durch die Zahl 19 gekennzeichnet. Pfeile bedeuten die Strömungsrichtungen, die 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 isi durch die Zahl 14 gekennzeichnet, seine Eintritisöffnung 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 F i g. 1 ist das innere, den axialen Zufuhrkanai I bildende Rohr mit der Stirnseite 3 versehen. In der Niihc der Stirnseite 3 befinden sich die radialen Zufuhrkanälc 7. die durch die radialen Zufuhrrohre 8 gebildet sind. Der Bypass Il ist auf der Rotationsachse 19 angeordnet. Seine Eintritisöffnung 1 Γ mündet in den Raum um die Rotationsachse 19 und seine Austrittsöffnung 11" mündet in den axialen Abführkanal 4. Infolge der unterschiedlichen Drucke im Zufuhrkanai 1 und Abführkanal 4 werden die im Raum um die Rotationsachse 19 sich befindenden Luftblasen durch den Bypass U in den Abführkanal 4 transportiert. Fig.2 zeigt dieselbe Anordnung von Zufuhr und Abführkanal, der Bypass 12 ist jedoch als ein T-förmiges Rohr ausgebildet Die radialen Teile des Bypasses 12 sind langer als der Durchmesser des inneren Rohres 2. Die Austrittsöffnungen 12" des Bypasses 12 münden in den

ίο Abführkanal 4 in der Richtung der Strömung. In F i g. 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 Abführkanal 4 in der Richtung der Strömung. Zur Erhöhung des hydrodynamischen Widerstandes enthält das Rohr 16 den mit der spiralförmigen Nut 18 versehenen Ginsatz 17. Diese Drosseleinrichtung dient der Minimierung der Bypassmenge. dieselbe Ausführung wie Bypass 13 in Fig.3 hat auch der Bypass 14 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. F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform von Zufuhrkanal 1 und Abführkanal 4. Der Bypass 15 isi am Ende des äußeren Rohrs 5 angeordnet. Er ist als ein eine Spule

κ bildendes Rohr ausgeführt. Seine Einirittsöffnung 15' mündet wieder in den Raum um die Rotationsachse 19. Man kann selbstverständlich diesen Bypass 15 mit mehreren Eintrittsöflriungen !5^r 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entladungsanordnung für rotierende Wasserzuführungen, insbesondere bei wassergekühlten Generatoren, mit Zu- und Abführkanal, die die abzuführende Luft in dem, um die Rotationsachse liegenden Raum durch ein Rohr entnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (4) koaxial um den Zufuhrkanal (I) herum angeordnet ist, und daß zwischen ihnen dieses Rohr als ein Bypass (11 — 15) mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (11'—15') und wenigstens einer Austrittsöffnung (H"-15") angeordnet ist (F i g. 1—5).

2. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (11,12) an der Stirnseite (3) des Zufuhrkanals (1) angeordnet ist (Fig. 1.2).

3. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der 3ypass(13,14) als ein radial anee^rdnetes Rohr (16) ausgeführt ist (F i g. 3.

4)-

4. Entlüftungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (15) als ein eine Spule bildendes Rohr ausgeführt ist (F i g. 5).

5. Entlüftungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (13) Mittel (Einsatz 17 mit spiralförmiger Nut 18) zur Erhöhung des hydrodynamischen Widerstandes enthält.