DE2833128C2 - Einphasig gekapselte Generatorableitung mit Zwangsumlaufkühlung - Google Patents

Description

den Einbau des Kohlaggregates im Zuge der Generatorableitung zu ermöglichen. Damit ein eventuell in einer Phasenleiterkapsel entstehender Störlichtbogen sich durch den Kühlluftstrom nicht auf eine weitere Phasenleiterkapsel ausbreitet, ist es vortejlhaft, in den Kapselverbindungen zwischen den Phasenleiterkapseln Ionensperren anzuordnen.

Ferner ist es vorteilhaft, die Auslaßkanäle der beiden nebeneinander angeordneten Lüfter auf einer Seite der Ansaugkammer durch eine zwischen den beiden Auslaßöffnungen drehbar angeordnete und V-förmig ausgebildete Umschlagklappe voneinander zu trennen, so daß der Auslaßkanal des jeweils sich nicht in Betrieb befindlichen Lüfters über die durch den Luftstrom des eingeschalteten Lüfters betätigte Umschlagklappe auf einfache und sichere Art verschlossen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Generatoi ableitung in der Ebene ί-ί und eine Ansicht auf eine Stirnseite des Kühlaggregats;

Fig.2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Kühlaggregats;

Fig.3 eine schematische Darstellung des Kühlkreislaufes der Generatorableitung;

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Ionensperre;

Fig.5. ein Detail der Seitenansicht der in Fig.4 gezeigten Ionensperre.

Der Fig. 1 ist eine im Querschnitt dargestellte einphasig gekapselte Generatorableitung 1 zu entnahmen, die mit einer darunter angeordneten Kühlaggregat 2 zur Zwangsumlaufkühlung verbunden ist. Die Generatorableitung ist auf einer Tragkonstruktion 3 angeordnet. In den nebeneinander angeordneten Kapseln 4, 20, 21 sind die rohrförmigen Phasenleiter 5 über Isolatoren 6 koaxial gehaltert. In einem Gehäuse 7 unter der innenliegenden Kapsel 4 ist ein Wärmetauscher 8 untergebracht. Aus Gründen der Betriebssicherheit ist der Wärmetauscher 8 in doppelter Ausführung vorhanden. Der Wärmetauscher wird über Anschlußverbindungen 10 mit Kühlwasser versorgt zur Kühlung der erwärmten Luft. Der Wärmetauscher ist einmal mit der innenliegenden Kapsel 4 verbunden und zum anderen mit einer Ansaugkammer 9. Daran schließen sich jeweils zwei an den beiden Längsseiten angeordnete Lüfter 11 bis 14 an. Die Längsseiten der Ansaugkammer sind im Querschnitt gesehen V-förmig abgeschrägt, so daß die sich an die Auslaßöffnungen der Lüfter anschließenden und zu den beiden Außenkapseln 20, 21 führenden Zuluftkanäle 15 einschließlich der Lüfter eine V-förmige Anordnung bilden. Zur Schwingungsdämpfung und zur Aufnahme von Wärmedehnungen sind die beiden Zuluftkanäle mit einer elastischen Zwischenverbindung 17 versehen. Die Zuluftkanäle 15 weisen im Bereich zwischen Lüfter und elastischer Zwischenverbindung 17 einen in Strömungsrichtung erweiterten Querschnitt auf (Fig.2). Im rechten Zuluftkanal (F i g. 1) ist in einem teilweise aufgeschnittenen Gehäuse einer der vier als Radiallüfter ausgebildeten Lüfter zu erkennen, der die gekühlte Luft aus dem Wärmetauscher über den Ansaugkanal axial ansaugt und radial über den Zuluftkanal 15 in die außenliegende Kapsel 21 leitet. Es ist selbstverständlich auch möglich, anstatt der Radiallüfter eine andere Lüfterart zu verwenden.

Das Gehäuse 7 ist mit Hilfe einer Hängekonstruktion 50 an der innenliegenden Kapsel 4 befestigt.

Die in F i g. 2 dargestellte Seitenansicht des Kühlaggregats zeigt die beiden auf einer Längsseite der Ansaugkammer 9 angeordneten Lüfter 11, 12 sowie einen Teil der beiden Zuluftkanäle 15. Die mit diesem Zuluftkanal verbundene außenlicgende Kapsel 20 ist weggelassen. Weiterhin ist eine redundante Ausführung des Wärmetauschers 8 in seiner Anordnung zur Innenkapsel 4 zu erkennen. Tritt in einem der beiden Wärmetauscher eine Störung auf, wird automatisch auf den anderen Wärmetauscher umgeschaltet.

Anschließend sei auf die Wirkungsweise des Kühlaggregats näher eingegangen.

Die Lüfter sind wie der Wärmetauscher 8 redundant ausgeführt Das heißt von den jeweils zwei zu beiden Seiten der Ansaugkammer nebeneinander angeordneten Lüftern 11,12 und 13,14 wirkt jeweils ein Lüfter der einen Seite mit einem Lüfter der anderen Seite zusammen. Dies können z.B. die Lüfter 11, 13 sein, während die Lüfter 12, 14 ausgeschaltet sind oder umgekehrt Auch hier wird im Störungsfall automatisch umgeschaltet. Die Auslaßöffnungen der Lüfter H, 12 bzw. 13,14 liegen nebeneinander und sind jeweils durch eine zwischen ihnen drehbar angeordnete und V-förmig ausgebildete Umschlagklappe 25, 26 wechselseitig verschließbar, indem der Luftstrom des betätigten Lüfters gegen einen Schenkel 25a bzw. 26a der V-förmigen Umschlagklappe drückt, so daß sich der andere Schenkel 25b bzw. 26£> der V-förmigen Umschlagklappe gegen die benachbarte Auslaßöffnung legt und diese verschließt. Aus der Stellung der Umschlagklappen ist zu erkennen, daß die Lüfter 12,13 in Betrieb sind. Die Kühlluft wird über die Anschlußstutzen 18, 19 den beiden Außenkapseln 20, 21 mittig zugeführt, verteilt sich auf die beiden Hälften derselben und strömt über die Kapselverbindungen 22, 23 an den Enden der Kapseln von beiden Seiten in die innenliegende Kapsel 4, von wo sie dann unmittelbar über den Verbindungsweg 16 in den Wärmetauscher 8 zurückgeleitet wird. Hier wird der Kühlluft die aufgenommene Wärme durch Kühlwasser wieder entzogen, worauf die Kühlluft erneut den Kapseln zugeführt wird.

Der Wärmetauscher 8 des Kühlaggregats 2 sind über einen Steuerventilblock 28 und Leitungen 45 an das Kühlwassersystem des Kraftwerkes angeschlossen, wobei jeweils nur einer der beiden Wärmetauscher in Betrieb ist. Der Kühlwasserzulauf über die Leitungen 46 wird mit Hilfe motorbetätigter Umschaltventile 30 geregelt. Der Kühlwasserrücklauf aus den Wärmetauschern 8 und die Leitungen 47 in das Kühlwassersystem des Kraftwerks geschieht über die Rücklaufventile 31.

Leckageverluste im Kühlstrom der Generatorableitung bzw. Volumenreduktionen der Kühlluft aufgrund von Temperaturabsenkungen werden durch Zuführung von getrockneter Luft aus einer Luftaufbereitungsanlage 29 wieder ausgeglichen. Die Luftaufbereitungsanlage funktioniert wie folgt:

Mit Hilfe eines Lüfters 33 wird über ein Filter 34 atmosphärische Luft angesaugt, durch einen Kühler 35 geleitet und einem sich drehenden Trocknungsrad 36 zugeführt, das über einen Elektromotor 48 angetrieben wird. Die Luft tritt dabei in axialer Richtung durch eine Hälfte des Trocknungsrades und wird mit Hilfe von Ventilklappen so aufgeteilt, daß ein Teil der Luft über die Ventilklappe 39 und der Leitung 32 dem Kühlaggregat 2 zugeführt wird zur Ergänzung von Leckageverlusten und zur Kompensation von Volumenreduktionen aufgrund von Temperaturabsenkungen.

Über die Ventilklappe 38 wird ein weiterer Teil der aus dem Trocknungsrad austretenden Luft über einen Lüfter 40 und eine elektrische Heizung 41 der anderen Hälfte des Trocknungsrades 36 wieder zugeführt. Die Trockenluft durchströmt in axialer Richtung das Trocknungsrad und entnimmt ihm die sich darin angesammelte Feuchtigkeit, welche über die Leitung 42 in die Atmosphäre abgelassen wird. Über das Klappenventil 37 und die Leitung 43 wird die im Augenblick nicht benötigte Trockenluft zur erneuten Umwälzung durch den Kühler 35 und das Trocknungsrad 36 geleitet. Der Kühler 35 ist über Leitungen 49 und Ventile 44 des Steuerventilblocks 28 an das Kühlwassersystem angeschlossen.

Steuerventilblock 28 und Luftaufbereitungsanlage 29 sind nicht erfindungswesentlich.

In den Kapselverbindungen 22, 23 sind einstellbare, jalousieartig ausgebildete Dosierblenden 27 zur Steuerung des Kühlungsstromes untergebracht.

Um zu verhindern, daß ein eventuell in einer Kapsel entstehender Störlichtbogen sich durch den Kühlluftstrom auf eine weitere Kapsel ausbreitet, sind in den Kapselverbindungen 22, 23 an den Enden der Phasenleiterkapseln lonensperren 24 angeordnet, welche aus einem wellenförmigen, zu einer Spirale aufgewickelten Metallband bestehen. Die Spirale ist so bemessen, daß sie den Querschnitt der Kapselverbindung einnimmt.

Die Fig.5 zeigt noch einmal im Detail die wellenförmige Ausbildung des Metallbandes 51 und seine Anordnung im aufgewickelten Zustand.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einphasig gekapselte Generatorableitung mit Zwangsumlaufkühlung durch ein Kühlaggregat mit Wärmetauscher und Lüfter sowie einer Trockeneinrichtung, wobei die Kapseln der Phasenleiter an ihren Enden miteinander verbunden sind und die Kühlluft aus dem Wärmetauscher zwei Kapseln zugeführt und über die dritte Kapsel wieder rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (8) einer innenliegenden Kapsel (4) direkt zugeordnet und damit verbunden ist sowie mit einer Ansaugkammer (9), daß die Ansaugkammer (9) mit zwei an ihren beiden Längsseiten nebeneinander angeordneten Lüftern (11 bis 14) verbunden ist, und daß die nebeneinander angeordneten Lüfter (11,12 bzw. 13,14) jeweils über einen Zuluftkanal (15) mit den beiden außenliegenden Kapseln (20, 21) in Verbindung stehen, daß jeweils zwischen den beiden Auslaßöffnungen der Lüfter eine gemeinsame. V-förmig ausgebildete und durch den Luftstrom betätigte Umschlagklappe (25, 26) vorgesehen ist, so daß die Auslaßöffnung des ausgeschalteten Lüfters geschlossen ist.

2. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zuluftkanäle (15) in Verbindung mit den Lüftern (11 bis 14) zwischen Ansaugkammer (9) und Außenkapseln (20,21) V-förmig angeordnet sind.

3. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (2) unter oder auf der Generatorableitung (1) angeordnet ist.

4. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftkanäle (15) über einen Teil ihrer Länge in Strömungsrichtung einen sich kontinuierlich erweiternden Querschnitt aufweisen.

5. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftkanäle (15) ein elastisches Zwischenverbindungsstück (17) aufweisen.

6. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kapselverbindungen (22, 23) an den beiden Enden der Phasenleiterkapseln einstellbare Dosierblenden (27) zur Steuerung des Kühlluftstromes angeordnet sind.

7. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierblenden (27) als einstellbare, jalousieartige Blenden ausgebildet sind.

8. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kapselverbindungen (22, 23) an den beiden Enden der Phasenleiterkapseln Ionensperren (24) angeordnet sind, zur Verhinderung der Lichtbogenausbreitung zwischen mehreren Kapseln durch den Kühlluftstrom.

9. Einphasig gekapselte Generatorableitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionensperre (24) aus einem wellenförmigen, zu einer Spirale aufgewickelten Metallband (51) besteht, und daß die Ionensperre den Querschnitt der Kapselverbindung einnimmt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine einphasig gekapselte Generatorableitung mit Zwangsumlaufkühlung durch ein Kühlaggregat mit Wärmetauscher und Lüfter sowie einer Trockeneinrichtung, wobei die Kapseln der Phasenleiter an ihren Enden miteinander verbunden sind und die Kühlluft aus dem Wärmetauscher zwei Kapseln zugeführt und über die dritte Kapsel wieder rückgeführt wird.
Die-Generatorableitung ist die elektrische Verbindung zwischen dem Generator und dem Transformator eines Kraftwerks. Im Zuge der Weiterentwicklung der Generatoren zu Großgeneratoren mit einer Leistung von zum Beispiel 1300 MW und einem Nennstrom von 36 kA, sind die damit verbundenen Stromwärmeverluste in der Generatorableitung mit einer natürlichen Kühlung nicht mehr zu bewältigen.

Es ist eine belüftete bzw. luftgekühlte Generatorableitung bekanntgeworden, deren Lüfter mit der Kapsel eines Phasenleiters verbunden ist und während die Kapseln der beiden anderen Phasenleiter über rohrförmige Zuluftkanäle mit dem Lüfter in Verbindung stehen. Ansaugstutzen und Lüfter sind übereinander angeordnet und nehmen mit den bogenförmig ausgebildeten Zuluftkanälen einen relativ großen Platz ein über der Generatorableitung. Das Kühlaggregat genügt nicht mehr den Ansprüchen bezüglich Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit, wie sie für Großkraftwerke gefordert werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine luftgekühlte Generatorableitung mit einem kompakten, leistungsfähigen Kühlaggregat zu schaffen, das den Anforderungen bezüglich der Kühlleistung und der Betriebssicherheit, wie sie bei einer Generatorableitung für einen Großgenerator erforderlich ist, genügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher einer innenliegenden Kapsel direkt zugeordnet und damit verbunden ist sowie mit einer Ansaugkammer, daß die Ansaugkammer mit zwei an ihren beiden Längsseiten nebeneinander angeordneten Lüftern verbunden ist, und daß die nebeneinander angeordneten Lüfter jeweils über einen Zuluftkanal mit den beiden außenliegenden Kapseln in Verbindung stehen, daß jeweils zwischen den beiden Auslaßöffnungen der Lüfter eine gemeinsame, V-förmig ausgebildete und durch den Luftstrom betätigte Umschlagklappe vorgesehen ist, so daß die Auslaßöffnung des ausgeschalteten Lüfters geschlossen ist.

Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können darin bestehen, daß die beiden Zuluftkanä-Ie in Verbindung mit den Lüftern zwischen Ansaugkammer und Außenkapsein V-förmig angeordnet sind sowie darin, daß in den Kapselverbindungen an den beiden Enden der Phasenleiterkapseln einstellbare Dosierblenden zur Steuerung des Kühlluftstromes angeordnet sind.

Hierdurch ist es einmal möglich bei mittiger Zufuhr der Kühlluft in zwei Kapseln und der Abfuhr der Kühlluft aus der dritten Kapsel, den Kühlluftstrom entsprechend den Verlustleistungen in den Kapselhälften zu regeln. Zum anderen trägt die V-förmige Anordnung der Zuluftkanäle zu einer kompakten Ausführung des Kühlaggregates bei.

Weiterhin ist es vorteilhaft, das Kühlaggregat als Zweikreissystem auszubilden, d. h. zwei Phasenleiterkapseln wird über einen separaten Lüfter Kühlluft zugeführt, die aus der dritten Kapsel in den Wärmetauscher zurückströmt Hierdurch ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Phasenkapseln gegenüber einem Einkreissystem zu halbieren und