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Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen, insbesondere Turbodynamos,
mit Rückkühlung des im Kreislauf geführten Kühlmittels durch das aus dem Abdampf
der Turbine gewonnene Kondensat Bei den in neuerer Zeit immer mehr in Aufnahme kommenden
Einrichtungen zur Kühlung von dampfangetriebenen elektrischen Maschinen, insbesondere
Turbodvnainos, bei denen das Kühlmittel in ständigem Kreislauf durch die zu kühlende
Maschine strömt und vor Wiedereintritt in letztere in einem Rückkühler beliebiger
Bauart auf eine hinreichend niedrige Temperatur rückgekühlt wird, ist es bekannt,
als Kühlmittel für den Rückkühler das aus dem Abdampf der Dampfmaschine in deren
Kondensator niedergeschlagene Kondensat zu benutzen. Da das letztere unter Umständen,
beispielsweise im Sommer, nicht kalt genug ist, hat man neben dem Kondensat als
zusätzliches Kühlmittel Frischwasser verwendet. Wenn nun in letzterem Falle das
Frischwasser unrein oder reich an kesselsteinbildenden Salzen ist, so liegt die
Gefahr vor, daß der Rückkühler verschmutzt oder verkrustet und häufig gereinigt
werden muß. Dies ist besonders unerwünscht, weil der Rückkühler meist in unmittelbarer
Nähe der zu kühlenden Maschine schwer zugänglich aufgestellt ist.
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Zur Vermeidung dieses Übelstandes hat man vorgeschlagen, für diese
zusätzliche Kühlung das für die Kesselspeisung infolge der Dampfverluste sowieso
erforderliche Zusatzwasser zu verwenden und es hierbei nur durch einen verhältnismäßig
kleinen Teil des Kühlers hindurchzuleiten, den größeren Teil des Kühlers aber mit
reinem Kondensat zu speisen, wobei dann selbstverständlich nur der vom Frischwasser
durchströmte Kühlerteil verschmutzen kann und die Reinigungsarbeiten auf ein Minimum
beschränkt werden.
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Man hat ferner die Gefahr der Verschlammung und des Kesselsteinansatzes
dadurch vermieden, daß das unreine, zum Kesselsteinansatz neigende Wasser nur mittelbar
zum Kühler des Rückkühlers verwendet wird, indem das Kondensat vor der Verwendung
im Rückkühler mittels eines beispielsweise von Frischwasser durchflossenen zusätzlichen
Kühlers tiefer gekühlt wird.
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Erfindungsgemäß wird, um mit einem möglichst kleinen zusätzlichen
Kühler und damit zugleich mit einer möglichtst kleinen Frischwassermenge auszukommen,
statt des gesärnten Kondensats nur ein Teil desselben tiefer gekühlt. Dieser gekühlte
Teil des Kondensats vereinigt sich im Rückkühler mit dem übrigen zur Kühlung benutzten
Kondensat, was
ohne Gefahr geschehen kann, da beide Kondensatteile
selbstverständlich frei von Kesselsteinbildnern sind.
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An Hand der Zeichnung soll der Gegenstand der Erfindung beispielshalber
in Anwendung auf eine mittels Dampfturbine angetriebene elektrische Maschine näher
beschrieben werden. In Abb. i ist mit i der Dampfkessel, mit 2 die Dampfturbine,
mit 3 der zu ihr gehörige Kondensator und mit 4 die von der Dampfturbine angetriebene
elektrische Maschine bezeichnet.
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Die Kühlung der elektrischen Maschine erfolgt, wie in der Abbildung
durch Pfeile schematisch angedeutet ist, beispielsweise mit Luft in der an sich
bekannten Weise, daß die Kühlluft durch Kanäle 5 und 6 im Fundament an den Stirnseiten
in die Maschine eintritt und nach Durchfließen der Kühlwege der Maschine in einen
gleichfalls im Fundament angeordneten Kanal 7 ausströmt. Von diesem Kanal 7 gelangt
die warme Abluft in den aus den Kammern 8, 9, io und i i bestehenden Rückkühler,
von diesem in einen im Fußboden des Kondensatorkellers angeordneten Kanal i2 und
wird von dort auf einem in der Zeichnung der Deutlichkeit halber nicht dargestellten
Wege in die Luftzuführungskanäle 5 und 6 wieder zurückgeleitet.
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Der Rückkühler wird, wie erwähnt, mit dem im Kondensator 3 niedergeschlagenen
Kondensat gekühlt. Dieses wird durch die Rohrleitung 13 mittels der Kondensatpumpe,
die in der Abbildung gleichfalls der übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist,
in den Rückkühler gespeist. Am Eintritt in letzteren sind zwei Zweiwegventile 14
und 15 angeordnet, welche es je nach ihrer Einstellung ermöglichen, das zur Kühlung
benutzte Kondensat auf zweierlei Weise durch den Rückkühler zu leiten. Der besseren
übersicht halber sind diese beiden Einstellungen der Zweiwegventile in den Abb.2
und 3 schematisch dargestellt. Hierbei sei erwähnt, daß die Ventile der Einfachheit
der Darstellung halber nach Art von einfachen Zweiweghähnen zeichnerisch dargestellt
sind, was natürlich in Wirklichkeit der großen Durchgangsquerschnitte wegen nicht
zweckmäßig wäre.
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Durch die in Abb. 2 dargestellte Einstellung der Zweiwegventile 14
und 15 wird bewirkt, daß die gesamte von der Rohrleitung 13 zufließende Kondensatmenge
durch den Auslaß 14' des Zweiwegventils 14 in das Zweiwegventil15 geleitet wird,
während der Auslaß 14" geschlossen ist, so daß in die Rohrleitung 16 kein Wasser
eintreten kann. Das Zweiwegventil 15 ist so eingestellt, daß die gesamte Kondensatmenge
durch den Auslaß i s' in den Eintrittsstutzen 17 der Kammer 8 des Rückkühlers eintritt,
daß aber durch den Auslaß 15" des Zweiwegventils 15 kein Wasser in die Rohrleitung
18 gelangt.
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Das gesamte durch die Rohrleitung 13 zufließende Kondensat durchfließt
also die Kammer 8 des Rückkühlers, tritt dann an der Rückseite derselben aus und
wird durch die Rohrleitung i9 in den Eintrittsstutzen 2o der Kammer 9 geleitet,
von wo es nach dem an der Rückseite erfolgenden Austritt in die Kammer i o, von
dieser in die Kammer i1 und schließlich in die Rohrleitung 2i gelangt.
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Stellt man dagegen die Zweiwegventile 14 und 15 nach der in Abb. 3
angegebenen Weise ein, derart, daß aus dem Ventil 14 das Kondensat sowohl durch
den Auslaß 14' in das Ventil 15 und durch den Auslaß 14" in die Rohrleitung 16 fließen
kann, während das Ventil 15 so eingestellt ist, daß das vom Auslaß 14' kommende
Kondensat nur durch den Auslaß 15" weiterfließen kann, während Auslaß 15' geschlossen
ist, so verteilt sich die Gesamtmenge des Kondensats in folgender Weise: Durch den
Auslaß 15" geht der größte Anteil des Kondensats durch die Rohrleitung 18 in den
Eintrittsstutzen 2o der Kammer 9 des Rückkühlers (Abb. i), durchfließt die Kammern
9, 1o und ii und gelangt in die Rohrleitung 21. Der durch den Auslaß 14" abgezweigte
Anteil des Kondensats fließt durch die Rohrleitung 16 in einen besonderen kleinen
Kühler 22 und gelangt dann durch die Rohrleitung 23 in den Eintrittsstutzen 17 der
Kammer 8 des Rückkühlers, fließt nach Austritt aus dieser Kammer durch die Rohrleitung
i9 in den Eintrittsstutzen 2o der Kammer 9 des Rückkühlers, wo er sich mit dem durch
die Rohrleitung 18 fließenden Hauptanteil des Kondensats vermischt und schließlich
nach Durchfließen der Kammern 9, io und ii gleichfalls in die Rohrleitung 21 gelangt.
Von hier wird das Kondensat wieder in den Kessel i zurückgespeist. In der Abb. i
ist der Vereinfachung wegen die hierzu dienende Kesselspeisepumpe nicht zeichnerisch
dargestellt. Die Verteilung der Kondensatmenge auf die Rohre 16 und i8 kann man
hierbei in an sich bekannter Weise durch eingebaute Regulierventile oder eine Zusatzpumpe
einstellen.
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Der kleine Zusatzkühler 22 kann beliebiger Bauart sein und durch die
Rohrleitung 24 mit einem beliebigen Kühlmittel, beispielsweise irgendeinem Frischwasser,
gespeist werden, das durch die Rohrleitung 25 aus dem Zusatzkühler austritt und
mittels eines im Fußboden des Kondensatorkellers angeordneten Kanals 26 weggeführt
wird.
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Gegenüber anderen bekannten Kühlanordnungen hat die Kühlung eines
Teiles des Kondensators den Vorteil, daß auch bei Verwendung von Kesselsteinbildner
enthaltendem
Kühlwasser für den kleinen Zusatzkühler 22 eine Ablagerung
von Kesselstein in diesem nicht zu befürchten ist, weil das weiter zu kühlende Kondensat
mit einer Temperatur in den Zusatzkühler eintritt, die bereits erheblich unter der
für die Kesselsteinbildung kritischen Temperatur liegt.
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Obgleich in der vorstehenden Beschreibung die Kühlungseinrichtung
nach der Erfindung beispielsweise für eine mit im stetigen Kreislauf zirkulierender
Kühlluft gekühlte elektrische Maschine dargestellt ist, beschränkt sich der Gegenstand
der Erfindung nicht auf solche Einrichtung, sondern das durch das Kondensat rückzukühlende
Kühlmittel kann unter sinngemäßer Abänderung ebensogut ein anderes Gas oder eine
Flüssigkeit sein. Auch die in der Zeichnung dargestellte Führung des Kühlmittels
in die Maschine hinein und aus dieser heraus sowie durch den Rückkühler ist nur
eine besondere Ausführungsform der Erfindung und kann sinngemäß abgeändert werden.