DE723640C - Kuehleinrichtung fuer rueckgekuehlte elektrische Maschinen grosser Leistung mit radial unterteilten Axialventilatoren - Google Patents

Description

• Kühleinrichtung für rückgekühlte elektrische Maschinen großer Leistung mit radial unterteilten Axialventilatoren Bei elektrischen Maschinen großer Leistung, insbesondere Turbogeneratoren, mit Kreislaufkühlung tmd Eigenbelüftung durch Axialventilatoren an den Enden besteht die Schwierigkeit einer ausreichenden Kühlung des Läufers infolge der Raumbeschränkung für die Unterbringung von Kühlkanälen genügender Weite, während der Ständer durch seine Bauart und durch eine große Zahl von Luftwegen überreichlich belüftet ist. Gerade dieser Umstand beschränkt die zulässige Grenzleistung der Maschine bei gegebenen Abmessungen. Die Förderleistung der Axialventilatoren ist bestimmt, die ,aber immer bestrebt sind, dem Ständer. eine weit größerie und überschüssige Luftmenge zuzuführen. Die Abdrosselung .der Ständerluftwege führt nur zu einer Verminderung der Ständerbielüftung, nicht aber zu einer nennenswerten Vermehrung der Luftzufuhr zum, Läufer. Es besteht demnach nur die Möglichkeit, die Grenzleistung eines Generators gegebener Ab- messung durch Erniedrigung der Kühlwassertemperatur für den Rückkühler zu steigern, um dadurch den Läufer besser kühlen, zu können. Dadurch wird ,aber die Wirtschaftlichkeit des Betriebes der Rückkühlanlage sehr ungünstig; denn der größere Anteil dieses Aufwandes für die Herahsetzung der Lufttemperatur geht wiederum für eine weitere unnötige Erniedrigung der Ständertemperatur verloren.
• Es sind Kühleinrichtungen für Turbogeneratoren bekannt, bei denen an beiden Enden des Generators, je in zwei radial übereinanderliegende Förderbereiche unterteilte Axialventilatoren angeordnet sind, von denen jeder die Kühlluft in zwei radial übereinanderliegende, voneinander abgeteilte Druckkammern bläst, deren äußere ausschließlich mit den Kühl-5 wegen des Ständers und deren innere ausschließlich mit den Kühlwegen des Läufers in Verbindung steht. Nichtsdestoweniger weisen auch diese Arten von Kühleinrichtungen den Mangel :auf, daß die Wärmeabfuhr aus, dem Läufer nicht gesteigert werden kann, ohne daß überflüssigerweise auch dem Ständer ein stärker als. notwendig unterkühltes Luftquantum zugeführt wird und so die Wirtschaftlichkeit der Rückkühlanlage verschlechtert wird.
• Nach der Erfindung wird dieser Nachteil der erwähnten bekannten Anordnungen ,dadurch vermieden, daß die beiden Förderbereiche der Axialventilatoren getrennte Ansaugkammern, erhalten und daß die der Belüftung des Läufers zugeordnete Ansaugkammer über einen Zweig der Rücklaufhahn mit einem kälteren Teil des Rückkühlers, die der Belüftung des Ständers zugeordnete Ansaugkammer dagegen über einen anderen Zweig der Rücklaufbahn mit einem wärmeren Teil des Rückkühlers in Verbindung steht. Hierbei wird vorzugsweise der Luftspalt der Maschine in den Förderbereich der Kühlluft für den Ständer einbezogen, unter Umständen kann er jedoch auch dem Förderbereich der 'Kühlluft für den Läufer zugeordnet werden.
• Durch die vollständig getrennte Führung der Kühlluft für Ständer und Läufer vom Rückkühler ab läßt sich der Läufer durch stärkere Unterkühlung seines Luftanteiles besser kühlen, als dies bisher möglich war, ohne daß dabei unnötigerweise auch die Ständerluft noch weiter unterkühlt wird. Dieses kann z. B. durch Verwendung sehr kalten Brunnenwassers für den Rückkühler der Läuferluft oder dadurch geschehen, daß dieser Kühlerteil durch einen besonderen Kälteerzeuger ersetzt wird. Der Mehraufwand für eine Verminderung der Lufttemperatur durch diesen Kühlerteil kommt hierbei nur für den Läufer in Betracht, während der der Ständerluft zugeordnete Kühlerteil nunmehr sogar mit wärmerem Wasser gekühlt werden kann, als es sonst normalerweise bei gemeinschaftlicher Belüftung des Ständers und Läufers erforderlich wäre, so daß also der Zweck mit günstigster Wirtschaftlichkeit des Kühlerbetriebes erreicht' ist.
• Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele für die Erfindung im Längsschnitt durch den Ständer eines Turbogenerators, bei dem a den, Läufer und. b den Ständer bedeutet. An jedem Ende des Generators, ist ein Axialventilator V1 bzw. V2 angeordnet, dessen äußerer Teil f den Ständer und Luftspalt belüftet und die Luft in .den durch eine am Läufep befestigte Scheidewand s von den Kühlwegen des Läufers abgeteilten Druckraum c der Maschine bläst, während der innere Teil d die Kühlluft in die inneren Kühlkanäle des Läufers drückt. Soll statt dessen der innere Ventilatorteild den Luftspalt mitbelüften, so wird die Trennwand, vom Rand der inneren Ständerbohrung ausgehend, an der Stirnfläche des Ständereisens befestigt. Die aus dem Läufer ausströmende Luft vereinigt sich im Ständer mit dessen Warmluft und verläßt in bekannter Weise mit ihr gemeinsam die Maschine im Raum t der Rücklaufbahn. Erfindungsgemäß besitzt jeder der radial übereinanderliegenden Teile d und f der Axialventilatoren V1 und 172 eine besondere Ansaugkammer, und zwar gehört zum inneren Teild die Ansaugkammer g und zum äußeren Teil die Ansaugkammer h. Beide dieser Kammern sind durch voneinander getrennte Zweige der Rücklaufbahn mit der Luftaustrittseite eines Rückkühlers k verbunden, nämlich die Kammer g durch den Zweig it, die Kammer lc durch den Zweig in.
• Bei der rechts dargestellten Kühleranordnung ist angenommen, daß der im Zweig it angeordnete Teilkühler k1, welcher also für die Kühlung der .dem Läufer zuströmenden Luft dient, unabhängig.von dem Teilkühler k2 durch ein stark unterkühltes. Kühlmittel, z. B. durch kaltes Brunnenwasser, gekühlt wird, während der andere Teilkühler k. im Zweig nt für die Belüftung des Ständers und Luftspaltes durch ein wärmeres, z. B. rückgekühltes Wasser, Kondensat o. dgl., gekühlt wird, welches für eine ausreichende Temperaturerniedrigung der Ständerluft genügt. Bei der links dargestellten Ausführungsform ist vor beiden Zweigen n und tn der Rücklaufbahn ein gemeinsamer, von gleichem Kühl«vasser durchströmter Rückkühler aufgestellt, aber dieser Kühler, ist so angeordnet, d.aß der vom ein: strömenden Kühlwasser zuerst beaufschlagte Bereich der Kühlers, der also kälter ist, in 1 dem Zweig n der Rücklaufbahn für die Läu. ferbelüftung liegt.
• Eine weitere Möglichkeit gemäß der Erfindung, die Rücklaufbahn für den Läufer im; Sinne einer besseren Kühlung des. letzteren, zu beeinflussen, besteht darin, daß man die Kühlfläche des diesem Zweige angehörenden Kühlerteiles größer ausführt :als diejenige des Kühlerteiles, der dem Belüftungszweig für den Ständer vorgesetzt ist, wobei außerdem. für 1 diesen Kühlerteil auch ein kälteres Kühlwasser verwendet werden kann.

Claims (3)

1. PATI.NTANSPRÜCHP: r. Kühleinrichtung für rückgekühlte elektrische Maschinen großer Leistung mit an deren beiden Enden angeordneten, je in zwei radial übereinanderliegende Förderbereiche unterteilten Axialventilatoren, von denen jeder die Kühlluft in zwei radial übereinanderliegende, voneinander abgeteilte bruckkammern bläst, deren äußere ausschließlich mit den Kühlwegen des Ständers und deren innere ausschließlich mit den Kühlwegen des Läufers, in Verbindung steht, insbesondere für Turbogeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Förderbereiche (d und f) der Axialventilatoren (V1 bzw. V2) getrennte Ansaugkammern (g bzw. h,) besitzen und daß die der Belüftung des Läufers zugeordnete Ansaugkammer (g) über einen Zweig (a) der Rücklaufbahn mit einem kälteren Teil des Rückkühlers (k), die der Belüftung des Ständers zugeordnete Ansaugkammer (h) dagegen über einer. anderen Zweig (m) der Rücklaufbahn mit einem wärmeren Teil des Rückkühlers (h) verbunden ist.
2. 2. Kühleinrichtung nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zweig (a) der 'Rücklaufbahn, welcher der Ans:augkammer (g) für die Belüftung des Läufers zugeteilt ist, ein. Teilkühler (h,), der mit einem .stark unterkühlten Wasser, z. B. mit kaltem Brunnenwasser, gekühlt wird, oder statt dessen ein besonderer Kälteerzeuger angeordnet ist, während in dem Zweig (in) der Rücklaufbahn, welcher der Ansaugkammer (h) - für. die Belüftung des Ständers zugeteilt ist, ein Teilkühler (h2) angeordnet ist, welcher mit vorgewärmtem Wasser, z. B. rückgekühltem Wasser, Kondensat o. dgl.., gekühlt wird:
3. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vor beiden zu den getrennten Ansaugkammer (g und 1t) des Axialventilators führenden Zweigen (n und m) der Rücklaufbahn ein gemeinsamer, vom gleichen Kühlwasser durchströmter Rückkühler (h) angeordnet ist und der vom einströmenden Kühlwasser zuerst beaufschlagbe Bereich dieses Rückkühlers in dem Zweig (n) der Rücklaufbahn liegt, der zur Ansaugkammer (g) des den Läufer belüftenden Teiles (d) des Axialventilators führt. q.. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlerteil im Zweig (tt) der Rücklaufbahn, welcher der Läuferbelüftung zugeordnet ist, bzw. die wirksame Kühlfläche dieses Kühlerteiles im Vergleich zum Kühlerteil im Zweig (m), welcher zur Ständerbelüftung gehört, größer bemessen ist.