DE683970C

DE683970C - Arrangement to compensate the thermal stresses of the stands of electrical machines which are inserted into the housing of a turbine or pump unit

Info

Publication number: DE683970C
Application number: DEF82131D
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-12-01
Filing date: 1936-12-01
Publication date: 1939-11-20

Description

DB. 1939-DB. 1939-

Es ist vorgeschlagen worden, bei Turbinenoder Pumpenaggregaten, welche in einem von Wasser durchflossenen Kanal angeordnet sind, den Ständer der elektrischen Maschine in das Aggregatgehäuse so einzusetzen, daß die im Ständer erzeugte Wärme direkt an das Aggregatgehäuse und damit an das dieses umspülende Wasser abgegeben wird. Dabei kann das Ständerblechpaket der elektrischen Maschine direkt in das Aggregatgehäuse eingesetzt sein. Es kann auch noch zwischen Ständerblechpaketrücken und Aggregatgehäuse ein das Blechpaket tragender Einsatzkörper vorhanden sein. Infolge des großen Temperaturgefälles, welches bei einem solchen direkten Einbau zwischen Aggregatgehäuse und Ständereisen vorhanden ist, hat der Ständerkörper keine Möglichkeit, sich bei den auftretenden Wärmebeanspruchungen auch nach außen auszugleichen. Diese Beanspruchungen können lediglich nach innen, das ist nach der Ständerbohrung zu, ausgeglichen werden, und es treten demzufolge Verspannungen in dem Blechpaketkörper selbst oder in dessen Träger ein.It has been proposed that in turbine or pump units, which in one of Water-traversed channel are arranged, the stator of the electrical machine in the Use the unit housing in such a way that the heat generated in the stator is transferred directly to the unit housing and thus is given off to the water around it. The stator core of the electrical machine can be inserted directly into the unit housing. It can also be placed between stator core stacks and unit housing an insert body carrying the laminated core may be present. Due to the large temperature gradient, which is the case with such a direct installation between the unit housing and the stator iron is present, the stator body has no way of dealing with the heat loads that occur also to balance outwards. These stresses can only be applied to the inside, this is after the stator drilling, are compensated, and there are consequently tensions in the laminated core body itself or in its carrier.

Nach der vorliegenden Erfindung wird bei den oben bezeichneten Aggregaten eine Möglichkeit des Ausgleichs der Wärmebeanspruchungen im Ständerkörper auch nach außen dadurch geschaffen, daß am Umfang des Aggregatgehäuses noch zusätzliche Führungen vorgesehen werden, welche die Durchflußgeschwindigkeit des das Gehäuse umgebenden Wassers an den die Wärme abgebenden Stellen des Aggregatkörpers verringern. Diese Führungen können von einem das Aggregatgehäuse auf einem Teil seiner Länge umgebenden Mantel gebildet werden, welcher an der Ausflußseite des Wassers so eingezogen ist, daß der Durchflußquerschnitt zwischen Mantel und Gehäuse geringer ist als an der Zuflußseite. Wird das Aggregatgehäuse zum Zwecke des besseren Einbaues der einzelnen Aggregatteile in seiner Länge mehrmals unterteilt, so können die zum wasserdichten Abschluß erforderlichen Flansche an den einzelnen Verbindungsstellen gleichzeitig zur Abstützung des die Führung bildenden Mantels mitbenutzt werden. In diesem Falle ist zur Erzielung der Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit lediglich erforder-According to the present invention, there is a possibility with the above-mentioned units the compensation of the thermal stresses in the stator body also created to the outside by that additional guides are provided on the circumference of the unit housing, which the flow rate of the water surrounding the housing to the heat Reduce the emitting points on the unit body. These tours can be from one of the Unit housing are formed on a part of its length surrounding jacket, which at the outflow side of the water is drawn in so that the flow cross-section between the jacket and housing is less than on the inflow side. If the unit housing is used for the purpose of Better installation of the individual assembly parts divided several times in length, so can the flanges required for a watertight seal at the individual connection points be used at the same time to support the jacket forming the guide. In In this case, to achieve the reduction in the flow rate is only necessary-

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lieh, die Flansche über den Aggregatgehäusedurchmesser vorspringen zu lassen und diese vorspringenden Teile mit öffnungen zu versehen. Dadurch, daß der gesamte Querschnitt sämtlicher öffnungen an der Zuflußseite und der Querschnitt sämtlicher Öffnungen an der Abflußseite geringer ist als der zwischen Aggregataußendurchmesser und Mantelinnendurehrnesser vorhandene Ringquerschnitt, tritt die gewünschte ίο Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit des Wassers zwischen Mantel und Aggregatgehäuse ein. Es können auch an Stelle des zusätzlichen Mantels für die Führung des Wassers bestimmte Rohre am Aggregatgehäuseumfang angeordnet sein, deren Öffnungsquerschnitt an der Zuflußseite größer ist als an der Abflußseite.lent the flanges over the unit housing diameter to let protrude and to provide these protruding parts with openings. The fact that the entire cross section of all openings on the inflow side and the Cross-section of all openings on the outflow side is smaller than that between the outer diameter of the unit and inner casing diameter existing ring cross-section, the desired occurs ίο Reduction in the flow rate of the water between the jacket and the unit housing a. It can also be used in place of the additional sheath intended for the guidance of the water Pipes be arranged on the unit housing circumference, the opening cross-section on the inflow side is larger than on the drain side.

Durch die erzielte Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit des Wassers in unmittelbarer Nähe der Teile des Aggregatgehäuses, die zur Wärmeabfuhr dienen, wird erreicht, daß der Temperaturübergang vom Innern des die Wärme erzeugenden Teiles bis zum durchfließenden Betriebswasser der Turbine oder Pumpe ein allmählicher ist. Das mit großer Geschwindigkeit durchströmende Betriebswasser kommt nicht unmittelbar mit den wärmeabgebenden Teilen des Aggregatgehäuses in Berührung, sondern zwischen diesen und dem Aggregatgehäuse fließt das den Wärmeausgleich bewirkende eigentliche Kühlwasser mit verlangsamter Geschwindigkeit. Es ist also die größte Gewähr dafür gegeben, daß sich die im Ständerkörper auftretenden Wärmebeanspruchungen auch nach außen ausgleichen können.Due to the reduction in the flow rate of the water achieved in the immediate Proximity of the parts of the unit housing that serve to dissipate heat is achieved that the Temperature transition from the inside of the heat-generating part to the part flowing through The operating water of the turbine or pump is a gradual. That with great speed Process water flowing through does not come directly with the heat-emitting parts the unit housing in contact, but flows between these and the unit housing the actual cooling water which brings about the heat balance at a slower speed. So there is the greatest guarantee that the thermal stresses occurring in the stator body are also balanced outwards can.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. Abb. ι zeigt die Anordnung eines zusätzlichen Mantels a, welcher an der Wasserabflußseite b so eingezogen ist, daß der Abflußquerschnitt zwischen Mantel α und Aggregatgehäuse c geringer ist als an der Zuflußseite d. e sind die den Aggregatkörper und damit den Mantel α gegenüber dem Wasserführungsrohr f abstützenden Rippen, g ist das Turbinenrad. Die Fließrichtung des Wassers ist durch Pfeile angedeutet.Two exemplary embodiments of the inventive concept are shown in the drawing. Fig. Ι shows the arrangement of an additional jacket a, which is drawn in on the water discharge side b so that the discharge cross-section between jacket α and unit housing c is smaller than on the inflow side d. e are the ribs supporting the unit body and thus the jacket α with respect to the water guide pipe f , g is the turbine wheel. The direction of flow of the water is indicated by arrows.

Abb. 2 zeigt eine Ausführung, bei welcher die zur wasserdichten Verbindung der einzelnen Aggregatgehäuseteile bestimmten * Flansche gleichzeitig zur Abstützung des Wasserführungsmantels h mitdienen. Die" Flansche i und k sind an dem über den Aggregatgehäusedurchmesser vorspringenden Teil mit Bohrungen I versehen, die dem durchströmenden Wasser die Zuflußmöglichkeit in den zwischen Mantel h und Gehäuse m vorhandenen Raum und die Abflußmöglichkeit aus diesem Raum geben. Der Querschnitt aller Bohrungen des Flansches i sowie der Querschnitt aller Bohrungen des Flansches k ist kleiner als der Querschnitt des zwischen h und m vorhandenen Ringraumes. Durch diesen Querschnittsunterschied ergibt sich die gewünschte Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit in dem Raum zwischen h und m. fist auch hier der zur Führung des Betriebswassers dienende Kanal und g das Turbineiilaufrad. Die über den Umfang des Aggregatgehäuses verteilten Rippen e dienen auch hier zur Abstützung des gesamten Aggregatkörpers gegenüber dem Wasserführungskanal f. Die Fließrichtung des Wassers ist hier ebenfalls durch Pfeile angedeutet.Fig. 2 shows an embodiment in which the flanges intended for the watertight connection of the individual unit housing parts also serve to support the water-guiding jacket h. The "flanges i and k are provided with bores I on the part protruding beyond the unit housing diameter, which give the water flowing through the possibility of inflow into the space between the jacket h and housing m and the possibility of outflow from this space. The cross-section of all the bores of the flange i and the cross-section of all the bores in the flange k is smaller than the cross-section of the annular space between h and m . This cross-sectional difference results in the desired reduction in the flow rate in the space between h and m g the Turbineiilaufrad. the distributed over the periphery of the unit housing ribs e f also serve here for supporting the entire assembly body relative to the water guide passage. the direction of water flow is also indicated here by arrows.

Die Ausbildung nach" Abb. 2 hat noch den besonderen Vorteil,.daß Wasserwirbel, die sonst von den zwischen den einzelnen Aggregatkörperteilen befindlichen Verbindungsflanschen erzeugt werden, vermieden werden.The training according to "Fig. 2 has the particular advantage that water eddies that otherwise generated by the connecting flanges located between the individual unit body parts be avoided.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement to compensate for the thermal stresses on the stator electrical Machines which are arranged in the housing of a channel through which water flows Turbine or pump units are used and are in contact with the housing bore, characterized in that the flow rate on the circumference of the unit housing (c) diminishing leads for

• some of the water flowing through the channel (f) and used for heat compensation are arranged. go

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the guides consist of a casing («) which surrounds the unit housing and extends over part of the housing length, which is drawn in on the outflow side (b) so that the flow cross-section between the casing (a ) and housing (c) is smaller than on the inflow side (d).

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the unit housing (; «) is provided with over the housing diameter projecting flanges (i, k) which the inflow and outflow forming bores (I) o. The like. Have and wear the guide jacket (A) in such a way that a cavity is created between the outer diameter of the housing and the inner diameter of the jacket.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that on the unit housing no (c, m) distributed over its circumference, axially extending water pipes are arranged, the opening cross-section of which is larger on the inlet side than on the outlet side.

1 sheet of drawings