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Öl-Wasser-Wärmeaustauscher
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Die Erfindung betrifft einen Öl-Wasser-Wärmeaustauscher für Transformatorenöl.
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Die Erfindung bezweckt die Gewährleistung der Funktion einer Uberdrucksicherheitseinrichtung
bei einer Temperatur unterhalb von 273 K innerhalb eines Kühlwasserkreislaufes eines
Wärmeaustauschers für die Kühlung von Transformatorenöl, wobei die Umwälzung des
Eransformatorenöles durch eine Förderpumpe erfolgt, sobald die Förderpumpe ausfällt,
d.ti. bei Eintritt eines durch die vorhandene Wassersäule des Kühlwasserkreislaufes
herrschenden relativen Überdruckes gegenüber dem Druck im ölkreislauf und die Einsparung
von Energie.
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Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit bei Transformatoren, deren
Transformatorenöl in einem Wärmeaustauscher mittels Wasser gekühlt wird, wird nach
dem Grundsatz verfahren, daß im Wärmeaustauscher bei allen Betriebszuständen der
öldruck höher sein muß als der Wasserdruck. Hiermit soll verhindert werden, daß
bei einem Leck im Inneren des Wärmeaustauschers Kühlwasser in das Transformatorenöl
gelangen kann. @n den Ölkreislauf eindringendes Wasser gefährdet sofort in einem
hohen Grad die Betriebssicherheit des Transformators. Zur Gewährleistung der Erfordernisse,
den Druck im Ölkreislauf stets gegenüber dem Druck im Kühlwasserkreislauf auf einem
höheren Niveau zu halten, kann der Transformator bzw. das Ausgleichsgefäß des Ölkreislaufes
gegenüber dem Wärmeaustauscher auf einem anderen Niveau angeordnet werden, damit
im Ölkreislauf ein höherer Druck als im Wasserkreislauf herrscht.
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Es sind weiterhin Rückkühleinrichtungen für Transformatorenöl bekannt,
bei denen eine ausreichend große Druckdifferenz zwischen dem Ölkreislauf und dem
Wasserkreislauf durch eine im Ölkreislauf angeordnete Förderpumpe erreicht wird.
Dieser Lösung haftet jedoch der Nachteil an, daß der den Druck, der durch die Anordnung
des des Ölausgleichsgefäßes gegeben ist, übersteigende Druck im Öl nur während des
Laufes der Förderpumpe besteht. Sobald diese ausfällt, würde die erforderliche Druckdifferenz
aufgehoben sein und der Druck im Wasserkreislauf über dem des Ölkreislaufes liegen.
Zum Abbau dieses Druckes beim Eintritt einer Undichtheit des Wärmeaustauschers bei
gleichzeitigem Ausfall der Pumpen ist wasserseitig ein Überdrucksicherheitsventil
mit einem Wasderablauf vorgesehen. Dieses Ventil öffnet dann und es strömt soviel
Wasser ab, bis der Druck im Wasserkreislauf
unterhalb des im ölkreislauf
liegt0 Diesen, an den dem Wärmeaustauscher angeordneten Uberdrucksicherheitsventilen
haftet nun der Nachteil an, daß sie bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes
von Wasser einirieren und die Funktion dieser Ventile aufgehoben ist. Zur Vermeidung
dieses Nachteiles ist bekannt, das Uberdrucksicherheitsventil und das Ablaufrohr
mit einer elektrischen Heizung zu versehen. Diese Möglichkeit ist sehr aufwendig.
Außerdem ist diese von der Versorgung mit Elektroenergie abhängig und deshalb besteht
der bisherige Mangel weiter, wenn auch mit einer geringeren Wahnscheinlichkeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Eühlwasserkreislauf
zur Kühlung von unter dem Druck einer Förderpumpe stehenden Transformatorenöls in
einem Wärmeaustauscher eine Uberdruckaicherheitseinrichtung zu entwickeln.
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Diese Aufgabe wurde für den definierten Oberbegriff etfindungsgemäß
durch die im Kennzeichen genannten Mittel des Anspruches 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße
Ausgestaltung der eingesetzten Begleitheizung erfolgt mit den im Anspruch 1 und
2 genannten technischen Mitteln.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Aiisführungsbeispiel näher
erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen wassergekühlten Wärmeaustauscher
für die Kühlung von Transformatorenöl mit einem nachgeschalteten Wärmeaustauscher
für das Beheizen einer Sicherheitseinrichtung am Kühlwasserkreislauf; Fig. 2: eine
Anordnung und Führung der Bypaßleitung zur
Beheizung der Sicherheitseinrichtung
und der Wasserablaßleitung Einem Wärmeaustauscher 1 wird über eine Ölzuführungsleitung
2 nicht dargestelltes erwärmtes Transformatorenöl zugeführt, Das abgekühlte Traneformatorenöl
strömt durch eine Ölrücklaufleitung 3 wieder dem Transformator zu, wobei es durch
eine nicht dargestellte Förderpumpe gefördert wird.
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Als Kühlmedium dient nicht dargestelltes Wasser. Der Kühlmittelkreislauf
steht unter einem definierten Druck.
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Zur Sicherung des ölkreislaufes gegen das Eindringen von Wasser bei
einer Undichtheit des Kühlers und bei gleichzeitigem Ausfall der Umwälzpumpe im
ölkreislauf ist ein Überdrucksicherheitsventil 4 im Wasserkreislauf vorgesehen,
das mit einer Wasserablaufleitung 5 versehen ist. Sobald der Druck im ölkreislauf
unterhalb dem des Kühlmediums absinkt, beispielsweise durch Ausfall der Förderpumpe,
wird das Überdrucksicherheitsventil 4 öffnen und eine bestimmte Menge des Kühlmediums
wird abgelassen. Das Überdrucksicherheitsventil 4 öffnet solange, bis der Druck
im Wasserkreislauf unterhalb des OIkreislaufdruckes abgesunken ist. Die abgegebene
Menge von Kühlwasser fließt über die Wasserablaufleitung 5 abO Damit diese Wasserablaufleitung
5 und das Überdrucksicherheitsventil 4 nicht einfrieren könnens sobald die Umgebungslufttemperatur
unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser abgesunken istD wird erfindungsgemäß eine
Beheizung des Überdrucksicherheitsventils 4 und der Wasserablaufleitung 5 vorgesehen.
Hiezu wird das ungekühlte Transformatorenöl über eine 3ypaßleitung 6, die von der
Ölzuführungsleitung 2 abgeht, einer Begleitheizung zugeführt und nach dem Durchströmen
derselben über eine Bypaß-Rücklaufleitung 7 wieder in die Ölrücklaufleitung
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eingespeist. Die Begleitheizung besteht aus einem Wärmeaustauscher 8, die Überdrucksicherheitsventil
4 und die Wasserablaufleitung 5 umschließt.
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Nach einer weiteren Ausführung der Begleitheizung kann diese aus einer
Ileitungsführung der Bypaßleitung 6 bestehen, die das tfl3erdrucksicherheitsventil
4 umschließt und dann mit der Wasserablaufleitung 5 gemeinsam verlegt ist und anschließend
als Bypaß-Rücklaufleitung 7 ausgebildet ist.
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Die Erfindung ermöglicht es, den Druck im Wasserkreislauf eines Transformatorölwärmeaustauschers
beliebig über den Druck des Transformatorenöles zu erhöhen und durch die Wärmerückgewinnung
diese Energie in einer Wärmeversorgungsanlage z.B. Raumheizung auszunutzen.
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Hierzu: 1 Blatt Zeichnungen