EP3029403A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen der Feststoffisolation des Aktivteils eines elektrischen Gerätes nach der Vapour-Phase Methode - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen der Feststoffisolation des Aktivteils eines elektrischen Gerätes nach der Vapour-Phase Methode Download PDF

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EP3029403A1
EP3029403A1 EP14075076.1A EP14075076A EP3029403A1 EP 3029403 A1 EP3029403 A1 EP 3029403A1 EP 14075076 A EP14075076 A EP 14075076A EP 3029403 A1 EP3029403 A1 EP 3029403A1
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housing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • F26B21/145—Condensing the vapour onto the surface of the materials to be dried
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
    • H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling

Definitions

  • the present invention relates to methods according to the introductory part of claim 1 and to an apparatus according to the introductory part of claim 8 for carrying out this method.
  • the solid insulation of the active part in the housing of the electrical device can be dried, but possibly also in a stationary autoclave.
  • a newly delivered transformer can be dried at the site before filling with insulating oil. But it can also dried the active part of an electric device in the field and the solid insulation of old insulating oil are released, with which the housing of the transformer is filled during its operation in the field.
  • the active part includes, among other solid insulation, which are flooded with insulating oil before the operation of the transformer.
  • the active part is installed in the vacuum-resistant housing of the transformer and kept at negative pressure during the process.
  • the solvent vapor may alternatively be generated inside or outside the transformer housing.
  • the water vapor emerging from the solid insulation during heating and the solvent vapor present in the transformer housing are fed, together with the unavoidable leakage air, to a condensation and separation device in which the condensed water is separated from the condensed solvent and the leakage air is sucked off with a vacuum pump.
  • the washed out of the solid insulation old impregnating oil is removed by distillation from the solvent.
  • An in Figure 6 apparatus for carrying out a working according to the vapour-phase method drying method for isolierölgetränkte solid insulation of a transformer has arranged outside a housing of the transformer, a solvent heater and a feed pump. Solvent heated in the solvent heater is guided in liquid form in the circulating process into a flow channel located inside the transformer housing and designed in the manner of a Venturi nozzle. When the heated, liquid solvent enters the flow channel, part of the solvent evaporates and condenses on the solid insulation to be dried and liberated from old insulating oil (waste oil) and thus promotes the escape of water from the insulation by rapid heating of the solid insulation.
  • waste oil old insulating oil
  • the used oil dissolved out of the insulation.
  • the flow channel is formed in the manner of a Venturi nozzle and arranged as an open channel section in the interior of the housing, the circulation rate of a formed during heating of the solid insulation, solvent and water vapor mixed steam flow is greatly increased, resulting in good heat transfer to the transformer active part.
  • the heating power of the apparatus is greatly reduced, resulting in extended drying times.
  • the invention has the object to increase the efficiency and efficiency of the method of the type mentioned above and at the same time to provide a device which is suitable to perform this method in a simple and economical manner.
  • the superheated solvent is heated to a temperature which is above the permissible drying temperature and below the ignition point of the solvent.
  • a temperature which is above the permissible drying temperature and below the ignition point of the solvent With such a high solvent temperature, the majority of the supplied, superheated solvent vaporizes to Solventsattdampf in the multistage Solventdampfer Wegung.
  • This has the advantage that only slightly unvaporated solvent is discharged through a discharge nozzle from the vacuum tank and even with vacuum tanks, which are designed as a transformer housing and have only small emptying nozzle, large evaporator heating and thus a particularly high efficiency of the method is achieved according to the invention.
  • the vacuum container consists of an active part receiving transformer housing and a steam generator housing, which is attached to a housing opening to the transformer housing and which receives the flow channel, the non-evaporated solvent and optionally existing insulating oil between the outlet opening of the flow channel and the opening of the transformer housing from a discharged at the outlet opening from the flow channel steam jet and removed from the evaporator housing
  • the first and the second portion of the flow channel are each in the manner of a Venturi nozzle
  • the first part of the superheated solvent at a constriction of the first portion and the second part of the superheated Solövents at a constriction of the second portion be injected into the flow channel.
  • a large part of non-evaporated solvent and possibly existing waste oil is removed from the vacuum tank in the evaporator housing.
  • the discharge nozzle is relieved and can therefore be sized small. It is so despite large drainage a large circulation of solvent and possibly existing waste oil allows, which ensures high performance of the solvent evaporator.
  • resulting solvent and optionally resulting insulating oil can be removed due to gravity or pressure difference from the vacuum tank and after overheating the solvent can be injected back into the flow channel.
  • the superheated solvent can be injected into the flow channel to form superheated solvent vapor so as to increase the efficiency during reheating and accordingly during drying in the fine vacuum phase.
  • the solvent steam generator can have a pipe guided centrally in the flow channel for feeding the steam generator stages with superheated solvent, which pipe can be flexible at least in sections.
  • the direction of a steam jet which can be guided out of the outlet opening of the flow channel can be variable as a function of the position of the solid insulation.
  • the vacuum container may also consist of an active part receiving the transformer housing and an evaporator housing, which is attached to a housing opening to the transformer housing and which receives the solvent evaporator and a separator for separating non-evaporated solvent and any existing insulating oil between the outlet opening and the opening of the Transformer housing and to remove the deposited solvent and any existing insulating oil is provided from the vacuum housing.
  • the evaporator housing may comprise two chambers separated from one another by a partition wall, a first of which receives the solvent steam generator and mixed steam from the transformer housing, and the second chamber has an outlet leading to the transformer housing for guiding a steam flow following the removal of the separated solvent the optionally existing insulating oil contains mainly Solventsattdampf and mixed steam.
  • the separating device may have at least one flow circulation plate for deflecting a steam jet which can be guided through the outlet opening of the flow channel from the first into the second chamber, at least one flow plate for collecting the separated, unevaporated solvent and the optional insulating oil, and also at least one evacuation pipe for collecting and removing the separated solvent and the optional insulating oil from the vacuum vessel.
  • the vacuum container can receive a discharge line guided at its lowest point, which is connected to an evacuatable emptying container by an opening of the vacuum container, preferably designed as a discharge nozzle.
  • the heated active part is kept at reduced pressure for drying.
  • the oil / solvent mixture present at the bottom of the housing is withdrawn via the discharge nozzle by a pump and, on the other hand, aspirated in parallel via a small drainage pipe located inside the drainage nozzle into a drainage container which is at a lower pressure than the transformer housing.
  • the pumped and extracted oil / solvent mixture is reheated and fed to the housing until all the solvent has evaporated and is condensed in a condensation system located outside the housing.
  • the oil accumulated at the bottom of the housing is emptied into the drainage container via a drainage nozzle and pump on the one hand and via a small drainage pipe on the other hand. If, during the vacuum phase, the level of the oil / solvent mixture in the transformer below the discharge nozzle drops, so that circulating and heating by the feed pump is not possible, the present at the bottom of the transformer housing oil / solvent mixture via small discharge line to the discharge tank and the distillation evaporator, circulated, circulated and heated until all of the solvent has evaporated, condensed in a condensation system external to the housing. The oil in the distillation evaporator is fed to the used oil tank.
  • new solvent is introduced into the transformer housing and further heating and vacuum phases are initiated in the same manner as the first heating phase.
  • the main part of the waste oil from the active part is washed out in the first heating phase.
  • the emptying of small residual amounts of oil / solvent mixture in the subsequent heating phases is carried out through a small discharge line in the drain tank and via feed pump, solvent heater in the distillation evaporator and after evaporation of residual solvent and condensation in a lying outside the housing condensation system, the oil is fed to the waste oil tank , This ensures that in the subsequent drying phase, the waste oil washed out of the solid insulation is largely removed and thus no longer pollutes the transformer.
  • Transformer housing introduced. During the reheating, the temperature of the superheated solvent vapor introduced is kept higher than the temperature of the solid insulation and the pressure in the vacuum container is kept lower than the pressure which the solvent vapor has at its condensation point determined by the temperature of the solid insulation.
  • the solid insulation of the active part which cools down when it is kept under reduced pressure, is reheated by the introduction of superheated solvent vapor. Since the pressure of the introduced, superheated solvent vapor always below its by the temperature of the solid insulation respectively. the condensing point certain condensing pressure, transfers the superheated solvent vapor energy only by convection and radiation, so that condensation on the surfaces of the solid insulation is avoided.
  • the superheated solvent vapor flows into all channels and cavities of the solid insulation due to the pressure difference and preferably warms them by convection.
  • the device provided for carrying out the method according to the invention can communicate, in addition to the active part accommodating transformer housing communicating a vacuum system, a device for heating solvent, arranged within the transformer housing at least 2 stages Solventsattdampf and superheated Solventdampf generating apparatus, a condensation device for sucking the mixed steam from the transformer housing contain.
  • This Solventsattdampf forming at least two-stage device has a arranged below the transformer housing emptying tank for emptying residual heated solvent / oil mixture, from the transformer housing, a arranged outside the discharge container, connecting vacuum control valve for regulating the pressure in function of the pressure prevailing in the transformer housing.
  • Attached to the discharge socket of the transformer housing is a connection flange with drain line and integrated, adjustable height drain line.
  • the steam generator may include at least two jet injector ducts having the contour of venturi nozzles and at least two supply pipes arranged in the jet injection ducts, connecting pipes having injection ports for supplying superheated solbent / oil mixture during heating, and supplying heated solvent from the solvent supply tank for the reheating.
  • the injection openings of solvent can be arranged in the region of the bottleneck of the jet injection channels determined by the contour of the venturi tube.
  • the injection channels and the outlet openings may be spatially variable in the case of the individual solvent steam generators.
  • the jet injection channels may be oriented such that flows of saturated saturated steam and or superheated solvent vapor in variable directions emerging from the last channel during heating pass into a space bounded by the active part and the inner wall of the transformer housing.
  • the at least 2 stage Solventsattdampf and superheated Solventdampfingde apparatus can be installed in a connected to the transformer housing evaporator housing.
  • Partitions and drain sockets in the evaporator housing ensure that the non-evaporated solvent / oil mixture is fed directly to a feed pump and does not flow into the transformer housing.
  • the capacity of the solvent pump can be increased even with a small discharge nozzle of the transformer housing in an advantageous manner, which ensures a large Verdampferloomiereiereiere and reduces the drying time.
  • the drying device may include a downstream of the solvent heater device for distilling off residual solvent with an outside of the device arranged, connecting vacuum control valve for controlling the pressure. This ensures a distillation even of small amounts of a solvent / oil mixture outside the transformer housing.
  • a temperature sensor for measuring the temperature of the solid insulation can be arranged on a part of the solid insulation designed as a barrier insulation.
  • a control valve connecting the transformer housing with the condensation device may be provided for regulating the pressure prevailing in the transformer housing in function of the temperature of the solid insulation during the reheating.
  • Air heated in the air-cooled condenser / separator may be routed to a bottom wall of the transformer housing.
  • the heat radiation of the housing can be reduced and energy saved accordingly.
  • FIGS. 1 and 2 drying device shown is used to dry a solid 1.5 containing active part 1.1, and the removal of the impregnating oil from active part 1.1 and solid insulation 1.5 of a designed as a transformer electrical device in the vacuum-tight running housing first
  • the solvent is generally a light oil having a substantially higher boiling point than water and a substantially lower boiling point than an impregnating oil which may still be present in the solid insulation 1.5 during drying and which will fill the housing 1 of the transformer during its operation, prior to drying of the active part 1.1 is emptied from the transformer housing 1.
  • the necessary for the heating of the active part 1.1 solvent is fed from a Solventlagertank 13.2 via shut-off valves 21,21.7, drain line 6, emptying port 1.4 and alternatively parallel via shut-off valve 21.6, 21.4, drain line 7 in the vacuum housing 1 until level switch 5 is flooded.
  • the injection openings 1st stage 3.1.1 and the stage 1 jet injection channel 3 therefore act more or less as evaporators.
  • By the flow of superheated solvent or solvent / oil mixture in the running in the manner of a venturi stage 1 jet injection channel 3 at high speed and the simultaneous emergence of Soladssattdampf 3.9 in Stage 1 jet injection channel 3 is additionally mixed solvent vapor 3.10 from the housing 1 in the stage 1 Jet Injection channel 3 is sucked in, which advantageously leads to higher turbulence of the solvent vapor in the housing 1.
  • the stage 1 jet injection channel 3 is directed so that the solvent vapor stream 3.9 emerging from this channel and possibly also containing solvent and waste oil and the solvent mixed vapor 3.10 drawn in through the inlet opening 1.step 3.1 flows into the stage 2 jet injection channel 3.2.
  • the remaining heated solvent or solvent / oil mixture is supplied through connecting tube 3.7, flexible connecting pipe 3.5 to the injection openings 2nd stage 3.2.2, which are also at the narrowest point of the stage 2 jet injection channel 3.2.
  • the heated solvent or solvent / oil mixture cools down further with the simultaneous emergence of Soladssattdampfströmung 3.9 high speed in stage 2 injection channel 3.2.
  • solvent mixed steam 3.10 is sucked out of the housing 1 through the suction opening 2.
  • stage 3.2.1 into the stage 2 jet injection channel 3.2 which, in an advantageous manner, further increases turbulence of the solvent vapor in the housing 1.
  • stage 2 jet injection channel 3.2 is directed so that the emerging from the injection openings 2nd stage 3.2.1 and optionally still containing solvent and waste oil Solvent vapor flow 3.9 and sucked through the suction 2.Stufe 3.2.1 Solventmischdampf 3.10 the stage 3 jet injection channel 3.3 flows. This advantageously increases the turbulence of the solvent vapor in the housing 1.
  • the remaining heated solvent or solvent / oil mixture is fed through connection tube 3.7, flexible connecting tube 3.5 to the injection openings 3.stage 3.3.2, which are also at the narrowest point of the stage 3 jet injection channel 3.3.
  • the heated solvent or solvent / oil mixture cools down further with the simultaneous emergence of Soladssattdampftströmung 3.9, high speed in stage 3 jet injection channel 3.3.
  • solvent mixed steam 3.10 is sucked out of the housing 1 through the suction opening 3. stage 3.3.1 into the stage 3 jet injection channel 3.3. which advantageously increases turbulence of the solvent vapor in the housing 1 again.
  • the stage 3 jet injection channel 3.3 are directed so that the emerging from the injection openings 3.Stufe 3.3.2 and optionally still solvent and waste oil contained solvent vapor flow 3.9 and sucked through the suction 3.Stufe 3.3.1 Solventmischdampf 3.10, the exiting Solventsattdampf / mixed steam flow 3.11 forms and at high speed from the outlet opening Solventmischdampf 3.8, in the free space between transformer housing 1 and active part 1.1 exits.
  • This optimizes advantageously turbulence and speed of the solvent vapor in the housing 1, the temperature control solvent mixed steam 3.11, and the drying quality with simultaneous reduction of the heating time.
  • the transformer housing 1 has at the bottom in its bottom a drain port 1.4 for condensed solvent, as well as for optionally washed out of the solvent from the solid insulation 1.5 waste oil.
  • the emptying nozzle 1.4 is connected via a drain line 7, shut-off valves 21.4, 21.5, filter 8.1, a drain tank 10, check valve 21.11 with a feed pump 9.1.
  • Discharge container 10 is connected via vacuum control valve 11, vacuum connection line 17.1, shut-off valve 24.1 with the vacuum system 19 and alternatively via vacuum control valve 11, vacuum connection line 17.1, shut-off valve 24, with the N2 gas storage 20, for minimal pressure increase in the emptying container 10 during solvent / oil emptying.
  • the outlet of the feed pump 9.1 is connected via a shut-off valve 21.13 with the solvent heater 2 or alternatively via a shut-off valve 21.12 with waste oil tank 13, for receiving the possibly existing waste oil, which dissolved out during drying of the transformer active 1.1 by the solvent from the solid 1.5 and subsequently by distillation was separated from the solvent.
  • Emptying nozzle 1.4 is connected in parallel via drain line 6, shut-off valve 21.7, filter 8, shut-off valve 21.1 with the feed pump 9.
  • the outlet of the feed pump 9 is connected via a shut-off valve 21.2 with the Solventerhitzer 2 or alternatively via a shut-off valve 23, with waste oil tank 13, for receiving distilled Altoel, or alternatively via shut-off valve 21.16,21.17, with Solventlagertank 13.2 for recycling of any solvent the transformer housing.
  • the Solventerhitzer 2 is connected via Solventverteil admir 2.2, shut-off valve 21.3 with distillation evaporator 12.
  • the distillation evaporator 12 is connected via vacuum control valve 11.1, vacuum connection line 17.1, shut-off valve 24.1 with the vacuum system 19.
  • Emptying of distilled Altoel via shut-off valve 21.10, feed pump 9.1, shut-off valve 21.12 in the waste oil tank 13 or alternatively, via shut-off valve 21.14, filter 8, shut-off valve 21.1, feed pump 9, shut-off valves 21.2 and 23 in the waste oil tank thirteenth
  • the transformer housing 1 is connected via a first mixing steam leading line 14.1, a Solventdampfregelventil 14, an air-cooled condenser / separator 16 and a mixed steam condenser 17 with a vacuum system 19.
  • the mixed steam condenser 17 has two outlets, one of which, connected to the vacuum system 19 and the other for emptying of solvent and water, via shut-off valve 21.15, in a, a water outlet valve 18.2, containing separation container 18th
  • the air-cooled condenser / separator 16 has a connecting piece which serves to supply air to a fan 16.1 and a further connecting piece, through which the heated air is guided via a hot air line 16.2 to the bottom of the transformer housing1.
  • a connecting piece which serves to supply air to a fan 16.1 and a further connecting piece, through which the heated air is guided via a hot air line 16.2 to the bottom of the transformer housing1.
  • Eventually condensed Solvent / oil vapor is fed via outlet pipe 16.4, solvent / oil Abtropftechnisch 16.5, shut-off valve 21.8, filter 8, 21.1 Absperventil the feed pump.
  • a 2-stage solvent steam generating device consisting mainly of stage 1 jet injection channel 3, stage 2 jet injection channel 3.2, and injection port 1st stage 3.1.1, injection port 2nd stage 3.2.2, in one with the Transformatorgenosuse1 in Connection standing evaporation housing 4 installed.
  • the evaporation housing 4 has a connection flange for connection to transformer housing 1, a feed connection 4.4, which is connected via Solventabsperrventil 21.17, Solventverteiltechnisch 2.2 with the Solventerhitzer 2.
  • Stage 1 jet injection channel 3 By the flow of superheated solvent or solvent / oil mixture in the running in the manner of a venturi stage 1 jet injection channel 3 high speed and simultaneous formation of Soladssattdampf 3.9, in Stage 1 jet injection channel 3 is additionally mixed solvent vapor 3.10, through a feed pipe 4.10, from the housing 1 sucked into the, stage 1 injection channel 3, which advantageously leads to higher turbulence of the solvent vapor in the evaporation housing 4 and in the housing 1.
  • the stage 1 jet injection channel 3 is directed so that a part of the flow channel 3 exiting and optionally still solvent and waste oil contained Solventdampfströmung 3.9 exits on the one hand in the free space in the evaporation housing 4 and on the other hand, a portion of Solventsattdampfströmung 3.9 the stage 2 jet injection channel 3.2 flows.
  • the remaining heated solvent or solvent / oil mixture is fed through connecting tube 3.7, the injection ports 2nd stage 3.2.2, which are also at the narrowest point of the stage 2 jet injection channel 3.2.
  • the heated solvent or solvent / oil mixture cools down further with the simultaneous emergence of a Solventsattdampfströmung 3.9, high speed in stage 2 jet injection channel 3.2.
  • solvent mixed steam 3.10 is sucked out of the housing 1 into the stage 2 jet injection channel 3.2 by a feed pipe 4.10, which advantageously results in higher turbulence of the solvent vapor in the evaporation housing 4 and in the housing 1 and the heating time reduced.
  • the stage 2 jet injection channel 3.2 is directed so that the emerging and possibly still solvent and waste oil contained Solventdampfströmung 3.9 in the flow circulation plate 4.5 changes the direction and solvent / oil mixture 4.11 flows along the flow circulation plate 4.5 and then against the Solventdampfströmung to the connection flange of the evaporation housing drips off and drains through outlet 4.3.
  • the direction of the Soladssattdampfs / mixed steam 3.11 is changed again at the top of the partition 4.6.
  • the steam is guided to the straightening plate 4.5 and then flows at high speed and turbulence in the transformer housing 1.
  • Any Solvent / Oelgemisch 4.11 still present in the Solventmischdampfströmung 3.11 is collected in the drain plate 4.7 and supplied via drain pipe 4.8 the drain pipe 4.3.
  • the solvent present at the bottom of the transformer housing 1 is additionally sucked through discharge line 7, Solventabsperrventile 21.4, 21.5, Filter 8.1, in the standing at a lower pressure drain tank 10.
  • the pressure is controlled by vacuum control valve 11, vacuum sensor 10.2 and vacuum system 19.
  • the feed pump 9.1 sucks the solvent present in the Entlanss matterer 10 via the shut-off valve 21.11 and delivers it continuously via the shut-off valve 21.13, the Solventerhitzer 2 and the shut-off valve 22 in the Solventdampfermaschineer.
  • the resulting solvent vapor condenses on the active part 1.1 and heats it with simultaneous evaporation of the water contained in the solid insulation 1.5, resulting in the formation of a solvent and steam containing mixed steam with a small amount of air leakage in the transformer housing 1.
  • This mixed steam is with the vacuum system 19 aspirated via Solventdampfregelventil 14, any oil vapor and oil drops are deposited in the air-cooled condenser / separator 16, and condensed a part of solvent vapor and fed via Solventabsperrventil 21.8, 21.1, filter 8, the feed pump 9.
  • the remaining solvent and water vapor condenses in the mixed steam condenser 17.
  • the condensate flows via Solventabsperrventil 21.5 to the separation tank 18.
  • the separated solvent is returned to the solvent circuit with the feed pump 9.2 via check valve 25, shut-off valve 21.16 and heated in the solvent / oil heater 2.
  • the separated water is drained via the water drain valve 18.2.
  • resulting and possibly waste oil-containing solvent condensate is also via drain opening 1.4, drain line 6, shut-off valves 21.7, 21.1, Filter 8, promoted with the feed pump 9 to the solvent / ⁇ hlehitzer 2 and again for evaporation the jet injection channels 3, 3.2, 3.3 respectively supplied to the Solventeinspritzö réelleen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2.
  • solvent / oil mixture is sucked through drain line 7, Solventabsperrventil 21.4, 21.5, Filter 8.1, in the standing at a lower pressure drain tank 10 and supplied with feed pump 9.1 via open Solventabsperrventil 21.13 back to the heating circuit.
  • the solvent is injected through the injection openings 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 with advantage at the narrowest point in the jet injection channels 3, 3.2, 3.3.
  • the drawn-in mixed steam mixes with the superheated solvent injected at high speed and the solvent saturated steam 3.9 formed on injection.
  • the periodic Solventzu Adjustment is interrupted, that is, the Solventabsperrventil 21 closed and off Figure 5 apparent phase D1 introduced in which the solvent / oil mixture is circulated as described above, with continuous mixed solvent vapor 3.11 is taken. Since the oil content in the injection channels 3, 3.2, 3.3, does not evaporate, with continuous removal of mixed steam from the transformer housing 1 and condensation of the withdrawn solvent mixed steam 3.11 in the air-cooled condenser / separator 16 and the mixed steam condenser 17, the waste oil content in the transformer housing 1 steadily increases , until practically only pure waste oil is present.
  • Phase D2 be introduced, while as described in phase D1 by circulating the solvent / oil mixture and evaporation of the solvent vapor, the solvent content in the solvent / oil mixture is continuously reduced until the level switch 5.1 falls below and therefore no circulation through pump 9 is more possible.
  • phase D2 If at the end of the pressure reduction phase D2, the temperature of the solid insulation 4.2 as a result of evaporation of water and solvent from solid insulation 4.2 and active part 1.1 drops too much, or if in the heating phase H2 much Altoel is washed out of the solid insulation 4.2, can in a Figure 5 apparent phase F new solvent as described previously be fed into the transformer housing. Thereafter, in phase H3 heated solvent with feed pumps 9, 9.1 via the Solventerhitzer 2, Solventabsperrventil 22, the injection openings 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 supplied and circulated in the aforementioned manner and evaporated in the injection channels 3, 3.2, 3.3 become.
  • phase D3 are introduced, while as described in phase D2 by circulating the solvent / oil mixture and evaporation of the solvent vapor of the solvent content in the solvent / oil mixture continuously reduced until the level switch 5.1 is reached. Since only a small amount of waste oil from the solid insulation 1.5 is to dissolve, the level of the solvent / oil mixture in the transformer housing 1 is already dropped after a short circulation time and simultaneous evaporation of the solvent at a relatively high pressure in the transformer housing 1 to the level switch 5.1. The emptying of the solvent / oil mixture in the transformer housing 1 in the discharge tank 10, the distillation and the waste oil discharge takes place as described in phase D2, but without pressure build-up in the transformer housing 1 via N2 / air storage.
  • the solvent is drawn from the solvent storage tank 13.2 via the solvent shut-off valve 21, 21.6, 21.5, filter 8.1 into the evacuation container 10, which is under vacuum, and the quantity is monitored with level monitoring 10.1.
  • the Solventabsperrventil 21.11 open the feed pump 9.1
  • Solventabsperrventil 21.13 Solventzu111 founded on the Solventerhitzer 2, heated and via Solventverteil admir 2.2
  • Solventabsperrventil 22, Abdeckflansch 1.3 feed 3.4 to the injection openings 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 , and injected into the jet injection channels 3, 3.2, 3.3, with formation of superheated solvent vapor.
  • Non-evaporated solvent flows from the bottom of the transformer housing 1, via drain line 7, Solventabsperrventile 21.4, 21.5, filter 8.1, the discharge tank 10 and again the Solventsammlungkreilauf.
  • the temperature of the superheated Solventdampfaustritts with temperature controller 4.2 is controlled so that it is above the temperature of the solid insulation 1.5.
  • the pressure in the transformer housing 1 with solvent vapor control valve 14 and vacuum sensor / regulator 15, 15.1 controlled so that the pressure is always below the condensation pressure of the solvent, thereby ensuring that always superheated solvent vapor is present and therefore no solvent vapor condenses on the solid insulation 1.5. This ensures advantageously a Reheating of the solid insulation 1.5 by convection. Since no condensation of solvent vapor occurs, no solvent from the solid insulation 1.5 must be re-evaporated, which shortens the vacuum time.
  • phase H4 the maximum allowable pressure, monitored with pressure sensor 15, is reached, it is held constant for a defined time (phase H4), that is, as long as the insulation temperature, measured with a temperature controller 4.2, still increases. This ensures that the solid insulation 1.5 is reheated during phase H4 and the drying times are shortened.
  • any solvent present at the bottom of the transformer housing 1 as described above is sucked into the drainage container 10 and then returned to the solvent storage tank 13.2 via pump 9.1, via solenoid shut-off valves 21.13, 21.16, 21.17.
  • the phases F1, H4 can be repeated several times if necessary.

Abstract

Das Verfahren dient dem Trocknen der Wasser, gegebenenfalls zusätzlich Isolieröl sowie Verunreinigungen, enthaltenden Feststoffisolation des Aktivteils (1.1) eines elektrischen Geräts nach der Vapour - Phase - Methode. Bei diesem Verfahren wird überhitztes Solvent in einem evakuierten Strömungskanal unter Erzeugung eines Solventsattdampfstrahls (3.9) verdampft. Um die Effizienz des Verfahrens zu erhöhen wird ein erster Teil des überhitzten Solvents unter Erzeugung eines ersten Solventsattdampfstrahls (3.9) in einen ersten (3) und ein verbleibender zweiter Teil des aufgeheizten Solvents unter Erzeugung eines zweiten Solventsattdampfstrahls (3.9) in einen zweiten Abschnitt (3.2) des Strömungskanals eingespritzt, wobei am Erzeugungsort (3.2.2) des zweiten Solventsattdampfstrahls (3.9) die nachfolgend aufgelisteten Strömungen die gleiche Strömungsrichtung aufweisen: (a) der erste Solventsattdampfstrahl, (b) durch die erste Einsaugöffnung (3.1) eingesaugter Mischdampf (10), (c) durch eine zweite Einsaugöffnung (3.2.1) eingesaugter Mischdampf (3.10) und (d) der zweite Solventsattdampfstrahl.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren nach dem einleitenden Teil von Patentanspruch 1 und auf eine Vorrichtung nach dem einleitenden Teil von Patentanspruch 8 zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Mit dem vorgenannten Verfahren kann die Feststoffisolation des Aktivteils im Gehäuse des elektrischen Gerätes, typischerweise eines Transformators, getrocknet werden, gegebenenfalls aber auch in einem stationären Autoklaven. Insbesondere kann ein neu ausgelieferter Transformator vor dem Befüllen mit Isolieröl am Aufstellungsort getrocknet werden. Es kann aber auch das Aktivteil eines im Feld stehenden elektrischen Gerätes getrocknet und die Feststoffisolation von altem Isolieröl befreit werden, mit dem das Gehäuse des Transformators während seines Betriebs im Feld gefüllt ist. Das Aktivteil umfasst unter anderem Feststoffisolationen, die vor dem Betrieb des Transformators mit Isolieröl überflutet sind. Der Aktivteil ist im vakuumfest ausgebildeten Gehäuse des Transformators eingebaut und während des Verfahrens auf Unterdruck gehalten.
  • Es gibt Verfahren, bei denen zum Zweck der Trocknung, erwärmtes Isolieröl unter Vakuum über das Aktivteil eines Transformator verteilt und dieses dabei aufgeheizt wird. Hierbei wird nur so viel erwärmtes Isolieröl in den unteren Teil des Transformators eingefüllt, dass die Feststoffisolationen nicht überflutet sind. Anschliessend wird das Isolieröl erhitzt und im Umwälzverfahren über die Feststoffisolationen verteilt bis die gewünschte Trocknungstemperatur erreicht ist. Infolge Erwärmung der Feststoffisolationen unter Vakuum wird aus den Feststoffisolationen Feuchtigkeit abgedampft und zusammen mit der vorhandenen Leckluft durch eine Vakuumanlage abgesaugt und Wasserdampf in einem Kondensator auskondensiert.
  • Des weiteren gibt es auch Verfahren, welche die Kondensationswärme von Solventdampf zum raschen Aufheizen des Aktivteils ausnutzen. Der Solventdampf kann alternativ innerhalb oder ausserhalb des Transformatogehäuses erzeugt werden. Der während des Aufheizens aus den Feststoffisolationen austretende Wasserdampf und der im Transformatorgehäuse vorhandene Solventdampf wird zusammen mit der nicht zu vermeidenden Leckluft einer Kondensations- und Trennvorrichtung zugeführt, in der das kondensierte Wasser vom kondensierten Solvent getrennt und die Leckluft mit einer Vakuumpumpe abgesaugt wird. Das aus der Feststoffisolation ausgewaschene alte Imprägnieröl wird durch Destillation aus dem Solvent entfernt.
  • Ferner gibt es Verfahren, bei welchen das Aufheizen in einer ersten Phase durch Kondensation von Solventdampf und in einer zweiten Phase durch Umwälzen und Versprühen von erhitztem Isolieroel über den Aktivteil erreicht wird. Der dabei aus der Isolation austretende Wasserdampf wird zusammen mit den Solvent/Oeldämpfen einer Kondensationseinrichtung zugeführt, dabei kondensiert und die Leckluft mit einer Vakuumpumpe abgesaugt.
    • STAND DER TECHNIK
  • Ein Trocknungsverfahren der eingangs genannten Art und die geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind in EP 1528342 B1 beschrieben. Eine in Fig.6 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung eines nach der Vapour-Phase-Methode arbeitenden Trocknungsverfahrens für isolierölgetränkte Feststoffisolationen eines Transformators weist ausserhalb eines Gehäuses des Transformators angeordnet, einen Solventerhitzer sowie eine Förderpumpe auf. Im Solventerhitzer erwärmtes Solvent wird im Umwälzverfahren in flüssiger Form in einen innerhalb des Transformatorgehäuses liegenden, nach Art einer Venturidüse ausgebildeten Strömungskanal geführt. Beim Eintritt des erwärmten, flüssigen Solvents in den Strömungskanal verdampft ein Teil des Solvents und kondensiert an den zu trocknenden und von altem Isolieröl (Altöl) zu befreienden Feststoffisolationen und fördert so durch rasches Aufheizen der Feststoffisolationen den Austritt von Wasser aus den Isolationen. Zugleich wird durch das Solvent das Altöl aus den Isolationen herausgelöst. Dadurch, dass der Strömungskanal nach Art einer Venturidüse ausgebildet und als offener Kanalabschnitt im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, wird die Zirkulationsgeschwindigkeit eines beim Aufheizen der Feststoffisolationen gebildeten, Solvent- und Wasserdampf enthaltenden Mischdampfstroms stark erhöht, was zu gutem Wärmeübergang auf den Transformatoraktivteil führt. Bei Transformatoren mit relativ kleinem Entleerungs/Ablaufstutzen, können jedoch nur reduzierte Mengen von erhitztem Solvent aus dem Transformatorgehäuse abgepumpt und in den Strömungskanal eingespritzt werden. Dadurch ist die Aufheizleistung der Apparatur stark reduziert, was zu verlängerten Trocknungszeiten führt.
  • Ein weiteres Trocknungsverfahren nach der Vapour-Phase-Methode beschreibt EP 1 224 021 B1 . Bei diesem Stand der Technik wird das erhitzte Solvent im Umwälzverfahren in flüssiger Form über Expansionsventile, Expansionsbehälter oder Verdampfer in das Transformatorgehäuse geführt, wo es zum Aufheizen direkt das Aktivteil des Transformators anströmt und zum Teil verdampft. Aus den Isolationen ausgewaschenes altes Isolieröl (Altöl) wird zusammen mit dem Solvent umgewälzt und belegt beim Anströmen des Aktivteils dessen Oberfläche wieder mit dem ausgewaschenen Altöl. Bei Transformatoren mit relativ kleinem Entleerungs/Ablaufstutzen,können nur reduzierte Mengen von erhitztem Solvent umgewälzt, respektiv über die Expansionsventile eingespritzt werden. Dadurch ist die Aufheizleistung der Apparatur stark reduziert, was zu langen Trocknungszeiten und ungenügenden Trocknungstemperaturen führt.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad und die Effizienz des Verfahrens der eingangs genannten Art zu erhöhen und zugleich eine Vorrichtung zu schaffen, welche geeignet ist, dieses Verfahren in einfacher und wirtschaftlicher Weise durchzuführen.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Trocknen der Wasser, gegebenenfalls zusätzlich Isolieröl sowie Verunreinigungen, enthaltenden Feststoffisolation des Aktivteils eines elektrischen Geräts nach der Vapour - Phase -Methode bereitgestellt. Bei diesem Verfahren wird in mindestens einer Aufheizphase bei Unterdruck das Aktivteil durch Kondensation von Solventsattdampf aufgeheizt und in mindestens einer daran anschliessenden Drucksenkungsphase dabei anfallender, zumindest Solvent- und Wasserdampf enthaltender Mischdampf durch Kondensation aus einem das Aktivteil aufnehmenden Vakuumbehälter abgesaugt, wobei überhitztes Solvent unter Erzeugung eines Solventsattdampfstrahls in einem Strömungskanal verdampft wird, der mindestens eine im Vakuumbehälter angeordnete erste Einsaugöffnung sowie eine im Vakuumbehälter angeordnete Austrittsöffnung aufweist. Ein erster Teil des überhitzten Solvents wird hierbei unter Erzeugung eines ersten Solventsattdampfstrahls in einen ersten und ein verbleibender zweiter des aufgeheizten Solvents unter Erzeugung mindestens eines zweiten Solventsattdampfstrahls in mindestens einen zweiten Abschnitt des Strömungskanals eingespritzt, wobei am Erzeugungsort des zweiten Solventsattdampfstrahls die nachfolgend aufgelisteten Strömungen die gleiche Strömungsrichtung aufweisen:
    1. (a) der erste Solventsattdampfstrahl,
    2. (b) durch die erste Einsaugöffnung (3.1) eingesaugter Mischdampf,
    3. (c) durch eine zweite Einsaugöffnung (3.2.1) eingesaugter Mischdampf (3.10) und
    4. (d) der zweite Solventsattdampfstrahl.
    Durch das mehrstufige Einspritzen des überhitzten Solvents in mehreren geeignet miteinander verbundenen Verdampferstufen in den Strömungskanal erhöht sich die Turbulenz des in den Verdampferstufen erzeugten Solventsattdampfs und des eingesaugten Mischdampfs beim Austritt aus dem Strömungskanal in den Vakuumbehälter. Daher kann die Feststoffisolation des Aktivteils rascher und gleichmässiger aufgeheizt werden und kann so die Trocknungszeit verkürzt und die Qualität der Trocknung verbessert werden. Durch das Einspritzen des erhitzten Solventes mit hoher Geschwindigkeit in mehreren Stufen, vermischt sich der dabei entstehende Solventsattdampf mit dem aus Vakuumbehälter zugeführten und durch die Eintrittsöffnungen des Strömungskanals eingesaugtem Mischdampf. Dadurch werden in vorteilhafter Weise neben der kurzen und gleichmässigen Aufheizung der Feststoffisolation auch eine genaue Ueberwachung der Solventdampftemperatur und eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Solventdampfes sichergestellt.
  • Mit Vorteil wird das überhitzte Solvent auf eine Temperatur aufgeheizt, die oberhalb der zulässigen Trocknungstemperatur und unterhalb des Zündpunkts des Solvents liegt. Bei einer solch hohen Solventtemperatur verdampft bei der mehrstufigen Solventdampferzeugung der Hauptteil des zugeführten, überhitzten Solvents zu Solventsattdampf, Dies bringt den Vorteil, dass nur wenig nicht verdampftes Solvent über einen Entleerungsstutzen aus dem Vakuumbehälter abgeführt wird und selbst mit Vakuumbehältern, die als Transformatorgehäuse ausgebildet sind und lediglich kleine Entleerungstutzen aufweisen, grosse Verdampferheizleistungen und damit eine besonders hohe Effizient des Verfahren nach der Erfindung erreicht wird.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, bei der der Vakuumbehälter aus einem das Aktivteil aufnehmenden Transformatorgehäuse und einem Dampferzeugergehäuse besteht, welches an einer Gehäuseöffnung ans Transformatorgehäuses angesetzt ist und welches den Strömungskanal aufnimmt, können das nicht verdampfte Solvent und gegebenenfalls vorhandenes Isolieröl zwischen der Austrittsöffnung des Strömungskanals und der Öffnung des Transformatorgehäuses aus einem an der Austrittsöffnung aus dem Strömungskanal tretenden Dampfstrahl abgeschieden und aus dem Verdampfergehäuse entfernt werden
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, bei der der erste und der zweite Abschnitt des Strömungskanals jeweils nach Art einer Venturidüse ausgebildet sind, kann der erste Teil des überhitzten Solvents an einer Verengung des ersten Abschnitts und der zweite Teil des überhitzten Solövents an einer Verengung des zweiten Abschnitts in den Strömungskanal eingespritzt werden. Dadurch wird erreicht, dass nur am Aktivteil kondensiertes Solvent über einen Entleerungsstutzen aus dem Transformatorgehäuse entfernt werden muss. Ein grosser Teil von nicht verdampftem Solvent und gegebenenfalls vorhandenem Altöl wird im Verdampfergehäuse aus dem Vakuumbehälter entfernt. Dadurch wird der Entleerungsstutzen entlastet und kann daher klein bemessen sein. Es wird so trotz kleinem Entleerungsstutzen eine grosse Umwälzmenge an Solvent und gegebenenfalls vorhandenem Altöl ermöglicht, was eine hohe Leistung des Solventverdampfers gewährleistet.
  • Während der Drucksenkungsphase anfallendes Solvent und gegebenenfalls anfallendes Isolieröl kann infolge von Gravitation oder Druckdifferenz aus dem Vakuumbehälter entfernt und nach Überhitzen das Solvents wieder in den Strömungskanal eingespritzt werden.
  • Gegebenenfalls anfallendes, am Ende der Drucksenkungsphase noch im Vakuumbehälter vorhandenes Isolieröl kann infolge von Gravitation oder einer Druckdifferenz zwischen dem Vakuumbehälter und einem Entleerungsbehälter aus dem Vakuumbehälter entfernt werden.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann in einer an die Drucksenkungsphase anschliessenden Feinvakuumphase das überhitzte Solvent zur Bildung von überhitztem Solventdampf in den Strömungskanal eingespritzt werden, um so die Effizienz beim Nachheizen und dementsprechend beim Trocknen in der Feinvakuumphase zu erhöhen.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bereitgestellt, die einen Vakuumbehälter zur Aufnahme einer Wasser, gegebenenfalls zusätzlich Isolieröl sowie Verunreinigungen, enthaltenden Feststoffisolation des Aktivteils eines elektrischen Geräts enthält und jeweils mit dem Vakuumbehälter kommunizierend: eine Vakuumanlage,
    eine Vorrichtung zum Erwärmen von Solvent,
    einen im Vakuumbehälter angeordneten Solventdampferzeuger mit einem Strömungskanal, der mindestens eine im Vakuumbehälter angeordnete erste Einsaugöffnung sowie eine im Vakuumbehälter angeordnete Austrittsöffnung aufweist, und
    eine Kondensationsvorrichtung zum Absaugen von Mischdampf aus dem Vakuumbehälter.
    Der Soventdampferzeuger kann mindestens zwei entlang dem Strömungskanal voneinander mit Abstand angeordnete Dampferzeugerstufen aufweisen, mit der ersten der beiden Dampferzeugerstufen ist in einem ersten Abschnitt des Strömungskanals ein erster Solventsattdampfstrahl erzeugbar ist, und können die beiden Dampferzeugerstufen derart ausgebildet und angeordnet sein, dass am Erzeugungsort des zweiten Solventsattdampfstrahls die nachfolgend aufgelisteten Strömungen die gleiche Strömungsrichtung aufweisen:
    1. (a) der erste Solventsattdampfstrahl,
    2. (b) durch die erste Einsaugöffnung eingesaugter Mischdampf,
    3. (c) durch eine zweite Einsaugöffnung eingesaugter Mischdampf und
    4. (d) der zweite Solventsattdampfstrahl.
  • Der Solventdampferzeuger kann ein mittig im Strömungskanal geführtes Rohr zum Speisen der Dampferzeugerstufen mit überhitztem Solvent aufweisen, welches Rohr zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet sein kann.
  • Die Richtung eines aus der Austrittsöffnung des Strömungskanals führbaren Dampfstrahls kann in Abhängigkeit von der Lage der Feststoffisolation veränderbar sein.
  • Der Vakuumbehälter kann auch aus einem das Aktivteil aufnehmenden Transformatorgehäuse und einem Verdampfergehäuse bestehen, welches an einer Gehäuseöffnung ans Transformatorgehäuses angesetzt ist und welches den Solventverdampfer und eine Trennvorrichtung aufnimmt, die zum Abscheiden von nicht verdampftem Solvent und gegebenenfalls vorhandenem Isolieröl zwischen der Austrittöffnung und der Öffnung des Transformatorgehäuses und zum Entfernen des abgeschiedenen Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls aus dem Vakuumgehäuse vorgesehen ist.
  • Das Verdampfergehäuse kann zwei durch eine Trennwand voneinander getrennte Kammern aufweisen, von denen eine erste den Solventdampferzeuger und ein Mischdampf aus dem Transformatorgehäuse führendes Zuführrohr aufnimmt, und die zweite Kammer einen ins Transformatorgehäuse mündenden Austritt zum Führen einer Dampfströmung, die nach dem Entfernen des abgeschiedenen Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls vorwiegend Solventsattdampf und Mischdampf enthält.
  • Die Trennvorrichtung kann mindestens ein Strömungsumlaufblech aufweisen zum Umlenken eines durch die Austrittsöffnung des Strömungskanals führbaren Dampfstrahls von der ersten in die zweite Kammer, mindestens ein Ablaufblech zum Auffangen des abgeschieden, nicht verdampften Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls und ferner mindestens ein Entleerungsrohr zum Auffangen und Entfernen des abgeschiedenen Solvents und das gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls aus dem Vakuumbehälter.
  • Der Vakuumbehälter kann eine an dessen tiefsten Punkt geführte Entleerungsleitung aufnehmen, die durch eine vorzugsweise als Entleerungsstutzen ausgebildete Öffnung des Vakuumbehälters mit einem evakuierbaren Entleerungsbehälter verbunden ist.
  • Bei der Durchführung des Verfahrens werden aus einem beim Aufheizen sich bildenden Mischdampfstrom zumindest Wasser und Solvent abgeschieden und wird nach Abschluss der ersten Phase des Aufheizvorgangs das aufgeheizte Aktivteil zum Trocknen auf Unterdruck gehalten. Während dieser Unterdruckphase wird das am Boden des Gehäuses vorhandene Oel/Solventgemisch einerseits via den Entleerungsstutzen durch eine Pumpe abgezogen und andererseits parallel via eine innerhalb des Entleerungsstutzen angebrachte kleine Entleerungsleitung in einen Entleerungsbehälter abgesaugt, der unter einem tieferen Druck steht als das Transformatorgehäuse. Während dieser Unterdruckphase wird das abgepumpte und abgesaugte Oel/Solventgemisch wieder erhitzt und solange dem Gehäuse zugeführt, bis alles Solvent verdampft und in einem ausserhalb des Gehäuses liegenden Kondensationssystem kondensiert ist. Das am Boden des Gehäuses angesammelte Oel wird einerseits via Entleerungsstutzen und Pumpe und andererseits via eine kleine Entleerungsleitung vollständig in den Entleerungsbehälter entleert. Falls während der Unterdruckphase das Niveau des Oel/Solventgemisches im Transformator unterhalb des Entleerungsstutzen absinkt, sodas ein Umwälzen und Aufheizen durch die Förderpumpe nicht möglich ist, wird das am Boden des Transformatorgehäuse vorhandene Oel/Solventgemisches via kleine Entleerungsleitung dem Entleerungsbehälter und dem Destillationsverdampfer zugeführt, umgewälzt und erhitzt, bis sämtliches Solvent abgedampft, in einem ausserhalb des Gehäuses liegenden Kondensationssystem kondensiert ist. Das im Destillationsverdampfer vorhandene Oel wird dem Altöltank zugeführt.
  • Falls die Temperatur des Transformatoraktivteils noch nicht die spezifizierten Werte erreicht hat, wird neues Solvent in das Transformatorgehäuse eingefüllt und weitere Aufheiz und Unterdruckphasen in der gleichen Art und Weise wie die erste Aufheizphase eingeleitet. Der Hauptteil des Altöls vom Aktivteil wird in der ersten Aufheizphase ausgewaschen. Die Entleerung von kleinen Restmengen Öl/Solventgemisches in den nachfolgenden Aufheizphasen erfolgt durch eine kleine Entleerungsleitung in den Entleerungsbehälter und via Förderpumpe, Solventerhitzer in den Destillationsverdampfer und nach dem Abdampfen von Restsolvent und Kondensation in einem ausserhalb des Gehäuses liegenden Kondensationssystem, wird das Öl dem Altöltank zugeführt. Dadurch ist sichergestellt, dass in der nachfolgenden Trocknungsphase, das aus der Feststoffisolation ausgewaschene Altöl weitgehend entfernt ist und somit den Transformator nicht mehr verschmutzt.
  • Bei der nachfolgenden Trocknungsphase (Feinvakuumphase) wird die Zufuhr von Solventsattdampf unterbrochen und bei einem gegenüber der Aufheizphase verringertem Unterdruck, Mischdampf aus dem Transformatorgehäuse abgesaugt.
  • Alternativ wird während der Feinvakuumphase ein dem Nachheizen der Feststoffisolation dienender überhitzter Solventdampf in das
  • Transformatorgehäuse eingebracht. Dabei wird während des Nachheizens die Temperatur des eingebrachten, überhitzten Solventdampfs höher gehalten als die Temperatur der Feststoffisolationen und wird der Druck im Vakuumbehälter niedriger gehalten als der Druck, den der Solventdampf an seinem durch die Temperatur der Feststoffisolationen bestimmten Kondensationspunkt aufweist.
  • Dadurch werden die, beim Halten auf Unterdruck sich abkühlenden Feststoffisolationen des Aktivteils, durch das Einbringen von überhitztem Solventdampf nachgeheizt. Da der Druck des eingebrachten, überhitzten Solventdampfs stets unterhalb seines durch die Temperatur der Feststoffisolationen resp. den Kondensationspunkt bestimmten Kondensationsdrucks liegt, überträgt der überhitzte Solventdampf lediglich durch Konvektion und Strahlung Energie, so dass Kondensation an den Oberflächen der Feststoffisolation vermieden wird. Der überhitzte Solventdampf strömt infolge des Druckunterschiedes in alle Kanäle und Hohlräume der Feststoffisolation ein und erwärmt diese vorzugsweise durch Konvektion. Dadurch dass kein überhitzter Solventdampf am Aktivteil kondensiert und in die Isolation eindringt muss auch kein Solvent wieder rückverdampft werden, dadurch resultiert auch keine Temperaturabsenkung infolge Rückverdampfung von Solvent, was Energie spart, infolge der höheren Isolationstemperatur die Trocknungsqualität erhöht und die Trocknungszeit reduziert.
  • Dementsprechend reduziert sich nicht nur die Durchlaufzeit, sondern auch den Energiebedarf des erfindungsgemässen Trocknungsverfahren gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein solches Nachheizen mit überhitztem Solventdampf in Kombination mit Einspritzen von überhitzen Solvent/Oelgemisch in mehreren Stufen nicht vorgesehen ist.
  • Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung kann nebst dem das Aktivteil aufnehmende Transformatorgehäuse kommunizierend eine Vakuumanlage, eine Vorrichtung zum Erwärmen von Solvent, eine innerhalb des Transformatorgehäuse angeordnete mindestens 2 stufige Solventsattdampf und überhitzter Solventdampf erzeugende Apparatur, eine Kondensationsvorrichtung zum Absaugen des Mischdampfs aus dem Transformatorgehäuse enthalten. Diese Solventsattdampf bildende mindestens 2 stufige Vorrichtung weist einen unterhalb des Transformatorgehäuse angeordneten Entleerungsbehälter zur Restentleerung von erwärmtem Solvent/Oelgemisch, aus dem Transformatorgehäuse, ein ausserhalb des Entleerungsbehälters angeordnetes, verbindendes Vakuumregelventil zur Regelung des Druckes in Funktion des im Transformatorgehäuse herrschenden Drucks auf. Am Entleerungsstutzen des Transformatorgehäuse angebaut ist ein Anschlussflansch mit Ablassleitung und integrierter, in der Höhe einstellbarer Entleerungsleitung.
  • Der Dampferzeuger kann mindestens zwei, die Kontur von Venturidüsen aufweisenden Jet-Einspritzkanäle enthalten, sowie mindestens zwei in den Jet-Einspritzkanälen angeordneten Zuführrohre,Verbindungsrohre mit Einspritzöffnungen für Zuführung von überhitztem Solbent/Oelgemisch während dem Aufheizen, sowie Zuführung von erwärmten Solvent aus dem Solventvorratstank für das Nachheizen.
  • Die Einspritzöffnungen von Solvent kann im Bereich der von der Kontur der Venturirohre bestimmten Engstelle der Jet-Einspritzkanäle angeordnet sein.
  • Bei mehrstufigen Solventdampferzeugern, können bei den einzelnen Solventdampferzeugern, Einsaugöffnungen für Mischdampf aus dem Transformatorgehäuse vorhanden sein. Dadurch wird in vorteilhafterweise die Solventdampfumwälzmenge erhöht sowie die Regulierung der Solventdampftemperatur optimiert.
  • Bei mehrstufigen Solventdampferzeugern, können bei den einzelnen Solventdampferzeugern die Einspritzkanäle sowie die Austrittsöffnungen räumlich variabel gerichtet sein.
  • Die Jet-Einspritzkanäle können so ausgerichtet sein, dass eine beim Heizen aus dem letzten Kanal austretende Strömungen von Solventsattdampf und oder überhitztem Solventdampf in variablen Richtungen in einen vom Aktivteil und der Innenwand des Transformatorgehäuse begrenzten Raum treten.
  • Alternativ kann die mindestens 2 stufige Solventsattdampf und überhitzten Solventdampf erzeugende Apparatur in einem mit dem Transformatorgehäuse verbundenem Verdampfergehäuse eingebaut sein. Die Zuführung von erhitztem Solvent/Oelgemisch in das Verdampfergehäuse erfolgt via Zuführstutzen und Solventzuführrohr zur mindestens 2 stufigen Solventsattdampf und überhitzter Solventdampf erzeugenden Apparatur. Trennwände und Ablaufstutzen im Verdampfergehäuse stellen sicher, dass das nicht verdampfte Solvent/Oelgemisch direkt einer Förderpumpe zugeführt wird und nicht in das Transformatorgehäuse fliesst. Dadurch muss nur das am Aktivteil kondensierte Solvent durch den extrem kleinen Entleerungsstutzen am Transformatorgehäuse abgeführt werden. Daher kann die Förderleistung der Solventpumpe auch bei kleinem Entleerungsstutzen des Transformatorgehäuses in vorteilhafter Weise erhöht werden, was eine grosse Verdampferheizleistung sicherstellt und die Trocknungszeit reduziert.
  • Die Trocknungsvorrichtung kann eine dem Solventerhitzer nachgeschaltete Vorrichtung zum Abdestillieren von restlichem Solvent mit einem ausserhalb der Vorrichtung angeordnetes, verbindendes Vakuumregelventil zur Regelung des Druckes enthalten. Dadurch ist eine Destillation auch von kleinen Mengen eines Solvent/Oelgemisches ausserhalb des Transformatorgehäuses sichergestellt.
  • Diese Destillation erfolgt parallel zur Trocknung, dadurch wird einerseits Trocknungszeit verkürzt und andererseits sichergestellt, dass kein Altöl im Transformatorgehäuses liegen bleibt.
  • An einem als Barrierenisolation ausgebildeten Teil der Feststoffisolationen kann ein der Messung der Temperatur der Feststoffisolationen dienender Temperatursensor angeordnet sein.
  • Ausserhalb des Transformatorgehäuse kann ein das Transformatorgehäuse mit der Kondensationsvorrichtung verbindendes Regelventil vorgesehen sein zum Regeln des im Transformatorgehäuse herrschenden Drucks in Funktion der Temperatur der Feststoffisolationen während des Nachheizens.
  • Im luftgekühlten Kondensator/Abscheider erwärmte Luft kann an eine als Boden ausgebildete Aussenwand des Transformatorgehäuses geführt werden. Die Wärmeabstrahlung des Gehäuses kann so reduziert und dementsprechend Energie eingespart werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig.1
    eine erste Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung, in der das erfindungsgemässe Verfahren zur Trocknung und Reinigung der Imprägnieroel enthaltenden Feststoffisolationen eines elektrischen Gerätes durchgeführt wird,
    Fig.2
    in vergrösserter Darstellung eine detaillierte Darstellung eines Solventsattdampferzeugers der Trocknungsvorrichtung gemäss Fig.1,
    Fig.3
    eine gegenüber der erste Ausführungsform ergänzte zweite Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung,
    Fig.4
    in vergrösserter Darstellung eine detaillierte Darstellung eines Solventsattdampferzeugers der Trocknungsvorrichtung gemäss Fig.3,
    Fig.5
    ein Diagramm, in dem der Verlauf wesentlicher Verfahrensparameter des erfindungsgemässen Verfahrens, wie der Druck im Gehäuse des elektrischen Gerätes, die Temperatur der Feststoffisolation und das Solvent/Oelniveau im Gehäuse, während der verschiedenen Prozessphasen dargestellt sind, und
    Fig.6
    ein Diagramm, in dem der Verlauf wesentlicher Verfahrensparameter des erfindungsgemässen Verfahrens, wie der Druck im Gehäuse des elektrischen Gerätes, die Temperatur der Feststoffisolation und das Solvent/Ölniveau im Gehäuse, während der verschiedenen Prozessphasen mit zusätzlicher Nachheizphase dargestellt sind.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Trocknungsvorrichtung dient dem Trocknen eines Feststoffisolationen 1.5 enthaltenden Aktivteils 1.1, sowie der Entferung des Imprägnieröles aus Aktivteils 1.1 und Feststoffisolationen 1.5 eines als Transformator ausgeführten elektrischen Gerätes in dessen vakuumdicht ausgeführten Gehäuse 1.
  • Zum Aufheizen des Aktivteils 1.1 kann in einem Erhitzer 2 wahlweise Solvent oder Solvent/Oelgemisch erwärmt werden. Das Solvent ist im allgemeinen ein Leichtöl mit einem wesentlich höheren Siedepunkt als Wasser und einem wesentlich niedrigeren Siedepunkt als ein beim Trocknen gegebenenfalls noch in den Feststoffisolationen 1.5 vorhandenes Imprägnieröl, mit dem das Gehäuse 1 des Transformators während seines Betriebs gefüllt ist, und das vor dem Trocknen des Aktivteils 1.1 aus dem Transformatorgehäuse 1 entleert wird. Das für die Aufheizung des Aktivteils 1.1 notwendige Solvent wird aus einem Solventlagertank 13.2 via Absperrventile 21,21.7, Ablassleitung 6,Entleerungsstutzen 1.4 und alternativ parallel via Absperrventil 21.6, 21.4, Entleerungsleitung 7 in das unter Vakuum stehende Gehäuse 1 eingezogen bis Niveauschalter 5 überflutet ist.
  • In der Heizphase H1 wird das im Gehäuse 1 vorhandene Solvent durch den Entleerungsstutzen 1.4, Ablassleitung 6, Absperrventil 21.7, Entleerungsleitung 7, Absperrventile 21.4,21.6, Filter 8, Absperrventil 21.1, der Förderpumpe 9 zugeführt und danach, via Absperrventil 21.2, Solventzuführleitung 2.3 zum Solventerhitzer 2 gefördert. Das überhitzte Solvent wird über Solventverteilleitung 2.2, Absperrventil 22, durch einen Abdeckflansch 1.3 zu einem innerhalb des Transformatorgehäuses 1 angeordneten Solventzuführrohr 3.4,flexibles Verbindungsrohr 3.5, zu den Einspritzöffnungen 1.Stufe 3.1.1 geführt. Beim Einströmen von überhitztem Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3, verdampft Solvent unter gleichzeitiger Abkühlung teilweise. Die Einspritzöffnungen 1.Stufe 3.1.1 und der Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 wirken daher quasi als Verdampfer. Durch das Einströmen von überhitztem Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den nach Art einer Venturidüse ausgeführten Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 mit hoher Geschwindigkeit und das gleichzeitige Entstehen von Solventsattdampf 3.9 im Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 wird zusätzlich Solventmischdampf 3.10 aus dem Gehäuse 1 in den Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 eingesaugt, was in vorteilhafter Weise zu höherer Turbulenz des Solventdampfes im Gehäuse 1 führt. Dabei ist der Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 so gerichtet, dass die aus diesem Kanal austretende und gegebenenfalls noch Solvent und Altöl enthaltende Solventdampfströmung 3.9 und der durch die Einsaugöffnung 1.Stufe 3.1 eingesaugte Solventmischdampf 3.10 dem Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 zuströmt.
  • Das restliche erhitzte Solvent oder Solvent/Oelgemisch wird durch Verbindungsrohr 3.7, flexibles Verbindungsrohr 3.5 den Einspritzöffnungen 2.Stufe 3.2.2 zugeführt, welche ebenfalls an der engsten Stelle des Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 liegen. Beim Austritt des erhitzen Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den Stufe 2 Jet- Einspritzkanal 3.2, kühlt sich das erhitze Solvent oder Solvent/Oelgemisch weiter ab bei gleichzeitiger Entstehung einer Solventsattdampfströmung 3.9 hoher Geschwindigkeit im Stufe 2 Einspritzkanal 3.2. Dadurch wird wie bei Stufe1 beschrieben, Solventmischdampf 3.10 aus dem Gehäuse 1 durch die Einsaugöffnung 2.Stufe 3.2.1 in den, Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 eingesaugt. was in vorteilhafter Weise, Turbulenz des Solventdampfes im Gehäuse 1 weiter erhöht. Dabei ist der Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 so gerichtet, dass die aus den Einspritzöffnungen 2.Stufe 3.2.1 austretende und gegebenenfalls noch Solvent und Altöl enthaltende Solventdampfströmung 3.9 und der durch die Einsaugöffnung 2.Stufe 3.2.1 eingesaugte Solventmischdampf 3.10 dem Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3 zuströmt. Dies erhöht vorteilhaft die Turbulenz des Solventdampfs im Gehäuse 1.
  • Das restliche erhitzte Solvent oder Solvent/Oelgemisch wird durch Verbindungsrohr 3.7, flexibles Verbindungsrohr 3.5 den Einspritzöffnungen 3.Stufe 3.3.2 zugeführt, welche ebenfalls an der engsten Stelle des Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3 liegen. Beim Austritt des erhitzen Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3, kühlt sich das erhitze Solvent oder Solvent/Oelgemisch weiter ab bei gleichzeitiger Entstehung einer Solventsattdampfströmung 3.9,hoher Geschwindigkeit in Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3. Dadurch wird wie bei Stufe1 und Stufe 2 beschrieben, Solventmischdampf 3.10 aus dem Gehäuse 1 durch die Einsaugöffnung 3.Stufe 3.3.1 in den, Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3 eingesaugt. was in vorteilhafter Weise Turbulenz des Solventdampfes im Gehäuse 1 nochmals erhöht. Dabei ist der Stufe 3 Jet-Einspritzkanal 3.3 so gerichtet werden, dass die aus den Einspritzöffnungen 3.Stufe 3.3.2 austretende und gegebenenfalls noch Solvent und Altöl enthaltene Solventdampfströmung 3.9 und der durch Einsaugöffnung 3.Stufe 3.3.1 eingesaugte Solventmischdampf 3.10, die austretende Solventsattdampf/Mischdampfströmung 3.11 bildet und mit hoher Geschwindigkeit aus der Austrittsöffnung Solventmischdampf 3.8,in den freien Raum zwischen Transformatorgehäuse 1 und Aktivteil 1.1 austritt. Dies optimiert in vorteilhafter Weise Turbulenz sowie Geschwindigkeit des Solventdampfes im Gehäuse 1, die Temperaturkontrolle Solventmischdampf 3.11 , sowie die Trocknungsqualität bei gleichzeitiger Reduktion der Aufheizzeit.
  • Das Transformatorgehäuse 1 weist unten in seinem Boden ein Entleerungsstutzen 1.4 für kondensiertes Solvent auf, sowie für gegebenenfalls vom Solvent aus den Feststoffisolationen 1.5 ausgewaschenes Altöl. Der Entleerungsstutzen 1.4 ist über eine Entleerungsleitung 7, Absperrventile 21.4, 21.5, Filter 8.1, einen Entleerungsbehälter 10, Absperrventil 21.11 mit einer Förderpumpe 9.1 verbunden. Entleerungsbehälter 10 ist via Vakuumregelventil 11, Vakuumverbindungsleitung 17.1, Absperrventil 24.1 mit der Vakuumanlage 19 verbunden und alternativ via Vakuumregelventil 11, Vakuumverbindungsleitung 17.1, Absperrventil 24, mit dem N2 Gasspeicher 20, für minimale Druckerhöhung im Entleerungsbehälter 10 während Solvent/Oelentleerung. Der Austritt der Förderpumpe 9.1 ist über ein Absperrventil 21.13 mit dem Solventerhitzer 2 verbunden oder alternativ über ein Absperrventil 21.12 mit Altöltank 13, zur Aufnahme des gegebenenfalls vorhandenen Altöls, welches beim Trocknen des Transformatoraktivteils 1.1 durch das Solvent aus den Feststoffisolationen 1.5 herausgelöst und nachfolgend durch Destillation vom Solvent abgetrennt wurde. Entleerungsstutzen 1.4 ist parallel via Ablassleitung 6, Absperrventil 21.7, Filter 8, Absperrventil 21.1 mit der Förderpumpe 9 verbunden. Der Austritt der Förderpumpe 9. ist über ein Absperrventil 21.2 mit dem Solventerhitzer 2 verbunden oder alternativ über ein Absperrventil 23,mit Altöltank 13, zur Aufnahme von abdestilliertem Altoel, oder alternativ über Absperrventil 21.16,21.17, mit Solventlagertank 13.2 für Rückführung von allfälligem Solvent aus dem Transformatorgehäuse.
  • Der Solventerhitzer 2 ist via Solventverteilleitung 2.2, Absperrventil 21.3 mit Destillationsverdampfer 12 verbunden. Der Destillationsverdampfer 12 ist via Vakuumregelventil 11.1, Vakuumverbindungsleitung 17.1, Absperrventil 24.1 mit der Vakuumanlage 19 verbunden. Entleerung von abdestilliertem Altoel via Absperrventil 21.10, Förderpumpe 9.1, Absperrventil 21.12 in den Altöltank 13 oder alternativ, via Absperrventil 21.14, Filter 8, Absperrventil 21.1, Förderpumpe 9, Absperrventile 21.2 und 23 in den Altöltank 13.
  • Das Transformatorgehäuse 1 ist über eine zunächst Mischdampf führende Leitung 14.1, ein Solventdampfregelventil 14, einen luftgekühlten Kondensator/Abscheider 16 und einen Mischdampfkondensator 17 mit einer Vakuumanlage 19 verbunden. Der Mischdampfkondensator 17 weist zwei Ablaufstutzen auf, von denen der eine, mit der Vakuumanlage 19 verbunden ist und der andere für Entleerung von Solvent und Wasser, via Absperrventil 21.15, in einem, ein Wasserablassventil 18.2, enthaltenden Trennbehälter 18.
  • Der luftgekühlte Kondensator/Abscheider 16 weist einen der Luftzuführung von einem Ventilator 16.1 dienenden Anschlussstutzen sowie einen weiteren Anschlussstutzen auf, durch den die erwärmte Luft über eine Heissluftleitung 16.2 an den Boden des Transformatorgehäuse1 geführt ist. Allfällig kondensierter Solvent/Öldampf wird via Ablaufstutzen 16.4, Solvent/Öl-Abtropfleitung 16.5, Absperrventil 21.8,Filter 8, Absperventil 21.1 der Förderpumpe 9 zugeführt.
  • Bei der aus Fig.3 und 4 ersichtlichen zweiten Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung wird eine 2 stufige Solventdampferzeugungsvorrichtung bestehend hauptsächlich aus Stufe 1 Jet-Einspritzkanal 3, Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2,und Einspritzöffnung 1.Stufe 3.1.1, Einspritzöffnung 2.Stufe 3.2.2, in ein mit dem Transformatorgehäuse1 in Verbindung stehendes Verdampfungsgehäuse 4 eingebaut. Das Verdampfungsgehäuse 4 weist einen Anschlussflansch für Anschluss an Transformatorgehäuse1, ein Zuführstutzen 4.4 , der via Solventabsperrventil 21.17,Solventverteilleitung 2.2 mit dem Solventerhitzer 2 verbunden ist. Im weiteren ein Ablaufstutzen 4.3, in welchem das nicht verdampfte Solvent oder Solventoelgemisch 4.11 via Solventabsperrventil 21.18, Solventverteilleitung 4.12, Filter 8, Solventabsperrventil 21.1 der Förderpumpe 9 zugeführt wird.
  • In der Heizphase H1 wird das im Solventerhitzer 2 überhitzte Solvent über Solventverteilleitung 2.2, Absperrventil 21.17, Zuführstutzen 4.4 Solventzuführrohr 3.4, zu den Einspritzöffnungen 1.Stufe 3.1.1 geführt. Beim Einströmen von überhitztem Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den Stufe1Jet-Einspritzkanal 3, verdampft Solvent unter gleichzeitiger Abkühlung teilweise. Die Einspritzöffnungen 1.Stufe 3.1.1 und der Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 wirken daher quasi als Verdampfer. Durch das Einströmen von überhitztem Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den nach Art einer Venturidüse ausgeführten Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 hoher Geschwindigkeit und gleichzeitiger Entstehung von Solventsattdampf 3.9, in Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 wird zusätzlich Solventmischdampf 3.10, durch ein Zuführrohr 4.10, aus dem Gehäuse 1 in den, Stufe1 Einspritzkanal 3 eingesaugt, was in vorteilhafter Weise zu höherer Turbulenz des Solventdampfes im Verdampfunggehäuse 4 und im Gehäuse 1 führt. Dabei ist der Stufe1 Jet-Einspritzkanal 3 so gerichtet, dass ein Teil aus dem Strömungskanal 3 austretende und gegebenenfalls noch Solvent und Altöl enthaltene Solventdampfströmung 3.9 einerseits in den freien Raum im Verdampfunggehäuse 4 austritt und andererseits ein Teil der Solventsattdampfströmung 3.9 dem Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 zuströmt.
  • Das restliche erhitzte Solvent oder Solvent/Oelgemisch wird durch Verbindungsrohr 3.7, den Einspritzöffnungen 2.Stufe 3.2.2 zugeführt, welche ebenfalls an der engsten Stelle des Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 liegen. Beim Austritt des erhitzen Solvent oder Solvent/Oelgemisch in den Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2, kühlt sich das erhitzte Solvent oder Solvent/Oelgemisch weiter ab bei gleichzeitiger Entstehung einer Solventsattdampfströmung 3.9,hoher Geschwindigkeit in Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2. Dadurch wird wie bei Stufe1 beschrieben, Solventmischdampf 3.10, durch ein Zuführrohr 4.10, aus dem Gehäuse 1 in den, Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 eingesaugt, was in vorteilhafter Weise zu höherer Turbulenz des Solventdampfes im Verdampfungsgehäuse 4 und im Gehäuse 1 führt und die Aufheizzeit reduziert. Dabei ist der Stufe 2 Jet-Einspritzkanal 3.2 so gerichtet, dass die austretende und gegebenenfalls noch Solvent und Altöl enthaltene Solventdampfströmung 3.9 im Strömungsumlaufblech 4.5 die Richtung ändert und Solvent/Oelgemisch 4.11 am Strömungsumlaufblech 4.5 entlang fliesst und danach entgegen der Solventdampfströmung zum Anschlussflansch des Verdampfungsgehäuse 4 abtropft und durch Ablaufstutzen 4.3 abfliesst. Die Richtung des Solventsattdampfs/Mischdampfs 3.11 wird am oberen Teil der Trennwand 4.6 erneut geändert. Der Dampf wird zum Richtblech 4.5 geführt und strömt sodann mit hoher Geschwindigkeit und Turbulenz ins Transformatorgehäuse 1. Allfällig in der Solventmischdampfströmung 3.11 noch vorhandenes Solvent/Oelgemisch 4.11 wird im Ablaufblech 4.7 gesammelt und via Entleerungsrohr 4.8 dem Ablaufstutzen 4.3 zugeführt.
  • Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Trocknungsverfahrens und der zu dessen Durchführung vorgesehen erfindungsgemässen Vorrichtung ist wie folgt:
    • Zunächst werden mit der Vakuumanlage 19 bei geöffnetem Solventdampfregelventil 14 und geöffnetem Absperrventil 24.2 das Transformatorgehäuse 1, der luftgekühlte Kondensator/Abscheider 16, der Mischdampfkondensator 17 und der Trennbehälter 18 evakuiert. Zugleich wird vom Solventlagertank 13.2 eine genügende Menge Solvent über das Solventabsperrventil 21, 21.7, Ablassleitung 6,Entleerungsstutzen 1.4 mittels Druckdifferenz in das Transformatorgehäuse 1 eingesaugt und mit dem Niveauschalter 5 überwacht.
  • In einer nun folgenden aus Fig.5 ersichtlichen Aufheizphase H1 wird das im Transformatorgehäuse 1 vorhandene Solvent einerseits via Entleerungsstutzen 1.4,Ablassleitung 6, Solventabsperrventile 21.7,21.1, Filter 8, mit der Förderpumpe 9, via Solventzufuhrleitung 2.3 dem Solventerhitzer 2 zugeführt, auf eine etwas unterhalb der Zündtemperatur von Solvent liegende Temperatur erhitzt und via Solventverteilleitung 2.2, Absperrventil 22 durch den Abdeckflansch 1.3 zu dem innerhalb des Transformatorgehäuse 1 angeordneten mehrstufigen Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2 ,3.3 gepumpt und durch die mehrstufigen Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 in den Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3 versprüht. Andererseits wird das am Boden des Transformatorgehäuse 1 vorhandene Solvent zusätzlich durch Entleerungsleitung 7, Solventabsperrventile 21.4, 21.5, Filter 8.1, in den unter einem tieferen Druck stehenden Entleerungsbehälter 10 abgesaugt. Der Druck wird durch Vakuumregelventil 11, Vakuumsensor 10.2 und Vakuumanlage 19 gesteuert. Die Förderpumpe 9.1 saugt das im Entlerungsbehälter 10 vorhandene Solvent über das Absperrventil 21.11 an und fördert es kontinuierlich über das Absperrventil 21.13, den Solventerhitzer 2 und das Absperrventil 22 in den Solventdampferzeuger.
  • Auf das überhitzte Solvent wirkt ein Druck, der wesentlich höher ist als der im Transformatorgehäuse 1 herrschende Druck. Beim Austritt des Solventes in Stufen aus den Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 sinkt der Druck im Solvent stark ab, dabei verdampft infolge der hohen Solventtemperatur ein grosser Teil des erhitzten Solventes in mehreren Stufen unter gleichzeitiger Abkühlung um den Betrag seiner Verdampfungswärme. Infolge tieferen Druck in den Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.2 gegenüber demTransformatorgehäuse 1 , strömt infolge Jetwirkung Solventmischdampf 3.10, in mehreren Stufen in die Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3 ,vermischt sich unter weiterer Abkühlung mit dem Solventsattdampf 3.9. Die Temperatur wird durch Temperaturregler 2.1, und 3.12 überwacht.
  • Der so entstehende Solventdampf kondensiert am Aktivteil 1.1 und erwärmt dieses unter gleichzeitiger Verdampfung des in den Feststoffisolationen 1.5 enthaltenen Wassers, was zur Bildung eines Solvent- und Wasserdampf enthaltenden Mischdampfes mit einem kleinen Anteil an Leckluft im Transformatorgehäuse 1 führt. Dieser Mischdampf wird mit der Vakuumanlage 19 via Solventdampfregelventil 14 abgesaugt, allfällige Öldämpfe und Öltropfen werden im luftgekühlten Kondensator/Abscheider 16 abgeschieden, sowie ein Teil Solventdampf kondensiert und via Solventabsperrventil 21.8, 21.1, Filter 8, der Förderpumpe 9 zugeführt. Die restlichen Solvent und Wasserdämpfe im Mischdampfkondensator 17 kondensiert. Das Kondensat fliesst via Solventabsperrventil 21.5 dem Trennbehälter 18 zu. Das getrennte Solvent wird mit der Förderpumpe 9.2 via Rückschlagklappe 25, Absperrventil 21.16 wieder dem Solventkreislauf zugeführt und im Solvent/Ölerhitzer 2 erwärmt. Das getrennte Wasser wird über das Wasserablassventil 18.2 entleert.
  • Im Transformatorgehäuse 1 anfallendes und gegebenenfalls Altöl enthaltendes Solventkondensat wird ebenfalls via Ablauföffnung 1.4, Ablassleitung 6, Absperrventile 21.7 ,21.1, Filter 8 , mit der Förderpumpe 9 zum Solvent/Ölerhitzer 2 gefördert und zur Verdampfung wieder den Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3 respektive den Solventeinspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 zugeführt. Zusätzlich wird das am Boden des Transformatorgehäuse 1 vorhandene Solvent/Oelgemisch durch Entleerungsleitung 7, Solventabsperrventil 21.4, 21.5, Filter 8.1, in den unter einem tieferen Druck stehenden Entleerungsbehälter 10 abgesaugt und mit Förderpumpe 9.1 via geöffnetes Solventabsperrventil 21.13 wieder dem Heizkreislauf zugeführt.
  • Falls das Solventniveau 5.1 im Transformatorgehäuse 1 zu tief absinkt, wird via Solventabsperrventil 21 zusätzliches Solvent vom Solventvörratstank 13.2 eingesaugt bis der Füllstandsindikator 5 wieder überflutet ist.
  • Das Solvent wird durch die Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 mit Vorteil an der engsten Stelle in die Jet-Einspritzkanäle 3, 3.2, 3.3 eingespritzt. Es entstehen so eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit und ein dementsprechend grosser Unterdruck. Dies führt zu einer Jet-Wirkung, wobei der, im Transformatorgehäuse 1 vorhandene Solventmischdampf 3.10, in die Jet-Einspritzkanäle 3, 3.2, 3.3 eingesaugt wird. Der eingesaugte Mischdampf mischt sich mit dem, mit hoher Geschwindigkeit eingespritzten überhitzten Solvent und dem beim Einspritzen gebildeten Solventsattdampf 3.9. Dies erzeugt den vorteilhaften Effekt, dass durch stufenweises Einsaugen von Mischdampfs in die in Serie geschalteten Jet-Einspritzkanäle 3, 3.2, 3.3, , eine schnelle und genaue Temperaturkontrolle des in das Transformatorgehäuse 1 strömenden Solventsattdampfes 3.11 erreicht wird, und er mit erhöhter Geschwindigkeit das im Transformatorgehäuse 1 vorhandene Aktivteil 1.1 turbulent umströmt sowie schnell und gleichmässig aufheizt.
  • Durch die Anordnung der mindestens zwei Jet-Einspritzkanäle 3, 3.2 in der Art, dass der austretende Solventsattdampf in den vorhandenen freien Raum zwischen Aktivteil 1.1 und Innenwand des Transformatorgehäuse 1 einströmt, entsteht eine Solventdampfströmung hoher Geschwindigkeit innerhalb des Transformatorgehäuse 1, welche das Aktivteil 1.1 überall mit turbulenter, Solventdampfströmung umfliesst, wodurch eine gleichmässige Aufheizung des Aktivteil 1.1 wesentlich beschleunigt wird.
  • Zusätzlich verdampft infolge der hohen Solventtemperatur und der mehrstufigen Verdampfung unter gleichzeitiger Abkühlung ein grosser Teil des überhitzen Solvent, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass nur noch ein kleiner Teil vom nicht verdampften, jedoch abgekühlten Solvent von Boden des Transformatorgehäuses 1 abgeführt werden muss.
  • Da die Feststoffisolationen 1.5 des Aktivteils 1.1 gegebenenfalls noch Altöl enthalten, wird dieses vom kondensierenden Solvent ausgewaschen und vermischt sich mit dem Solvent zu einem Solvent/Ölgemisch.
  • Beim Erreichen einer minimalen Temperatur der Feststoffisolation 4.2, wird die periodische Solventzuführung unterbrochen, das heisst das Solventabsperrventil 21 geschlossen und eine aus Fig.5 ersichtliche Phase D1 eingeleitet, in der das Solvent/Ölgemisch wie vorgängig beschrieben umgewälzt wird, wobei kontinuierlich Solventmischdampf 3.11 entnommen wird. Da der Ölanteil in den Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3, nicht verdampft, steigt bei kontinuierlicher Entnahme von Mischdampf aus dem Transformatorgehäuse 1 und Kondensation des entnommenen Solventmischdampf 3.11 im luftgekühlten Kondensator/Abscheider 16 und im Mischdampfkondensator 17, der Altölanteil im Transformatorgehäuse 1 stetig solange an, bis praktisch nur noch reines Altöl vorliegt. Dieses Öl wird nun einerseits mit der Förderpumpe 9, via Ablassleitung 6, Solventabsperrventile 21.7, 21.1, 21.2,Oelabsperrventil 23 während der Phase D1 in in den Öltank 13 entleert. Die weitgehend vollständige Oelentleerung des Transformatorgehäuse 1 erfolgt andererseits durch Entleerungsleitung 7, Solventabsperrventile 21.4, 21.5, Filter 8.1 in den unter einem tieferen Druck stehenden Entleerungsbehälter 10. Dabei wird im Transformatorgehäuse 1 via Vakuum/Druckregelventil 11.2, durch N2 oder trockener Luft ein etwas höherer Druck als im Entleerungsbehälter 10 aufgebaut. Das Oel im Entleerungsbehälter 10, wird mit Förderpumpe 9.1 via Solventabsperrventile 21.12 in den Altöltank 13 entleert. Die stellt in vorteilhafterweise sicher,dass weitgehend alles Altoel aus dem Transformatorgehäuse 1 entfernt ist und den Transformator nicht mehr verschmutzt.
  • Danach wird in einer aus Fig.5 ersichtlichen Phase F, vom Solventlagertank 13.2 eine genügende Menge Solvent über das Solventabsperrventil 21, 21.7, Ablassleitung 6,Entleerungsstutzen 1.4 mittels Druckdifferenz in das Transformatorgehäuse 1 eingesaugt durch Niveauschalter 5 überwacht.
  • Danach wird in einer aus Fig.5 ersichtlichen Phase H2, erhitztes Solvent mit Förderpumpen 9, 9.1 ,via den Solventerhitzer 2, Solventabsperrventil 22, den Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2, zugeführt und in vorgängig erwähnter Weise umgewälzt und in den Jet-Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3 verdampft.
  • Sobald die Feststoffisolationen 4.2 auf eine Temperatur aufgeheizt sind, die ausreicht zur Trocknung resp. zum Auswaschen des gegebenenfalls vorhandenen Altöls, kann wieder eine in Fig.5 dargestellte Phase D2 eingeleitet werden, dabei wird wie in Phase D1 beschrieben durch Umwälzen des Solvent/Oelgemisches und Abdampfen des Solventdampfes der Solventgehalt im Solvent/Oelgemisch kontinuirlich reduziert, bis der Niveauschalter 5.1 unterschritten und demzufolge kein Umwälzen über Förderpumpe 9 mehr möglich ist. Danach wird das im Transformatorgehäuse 1 noch vorhandene Solvent/Oelgemisch wie unter Phase D1 beschrieben in den Entleerungsbehälter 10, entleert und mit Förderpumpe 9.1 via Solventabsperrventile 21.13, Solventerhitzer 2, Solventabsperrventile 21.3, dem innerhalb des beheizten (12.1) Destillationsverdampfer 12, angeordneten Verteilschirmes 12.2, zugeführt, bis das zulässige Niveau 12.4 erreicht ist. Entstehender Solventdampf wird mit Vakuumdruckschalter 12.3 druckgesteuert, via Vakuumdruckregelventil 11.1, Absperrventil 24.1, im Mischdampfkondensator 17 kondensiert, in Trennbehälter 18 entleert und allfällig vorhandene Luft durch Vakuumanlage 19 abgesaugt. Bei geschlossenem Solventabsperrventi 21.11 und geöffnetem Solventabsperrventil 21.13, wird mit Förderpumpe 9.1 das Solvent/Oelgemisch via Solventerhitzer 2, Destillationsverdampfer 12, so lange umgewälzt bis nur noch Altoel vorhanden ist. Die Oelentleerung des Destillationsverdampfer 12 erfolgt mit Förderpumpe 9.1 via Solventabsperrventile 21.12 in Altöltank 13.
  • Falls am Ende der Drucksenkungsphase D2, die Temperatur der Feststoffisolationen 4.2 infolge von Abdampfung von Wasser und Solvent aus Feststoffisolationen 4.2 und Aktivteil 1.1 zu stark absinkt, oder falls in der Heizphase H2 noch viel Altoel aus den Feststoffisolationen 4.2 ausgewaschen wird, kann in einer aus Fig.5 ersichtlichen Phase F neues Solvent wie vorgängig beschrieben in das Transformatorgehäuse eingezogen werden. Danach kann in Phase H3 erhitztes Solvent mit Förderpumpen 9, 9.1 via den Solventerhitzer 2, Solventabsperrventil 22, den Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 zugeführt und in vorgängig erwähnter Weise umgewälzt und in den Einspritzkanälen 3, 3.2, 3.3 verdampft werden.
  • Sobald die Feststoffisolationen 4.2 wieder auf eine Temperatur aufgeheizt sind, die ausreicht zur Trocknung, kann wieder eine in Fig.5 dargestellte Phase D3 eingeleitet werden, dabei wird wie in Phase D2 beschrieben durch Umwälzen des Solvent/Oelgemisches und Abdampfen des Solventdampfes der Solventgehalt im Solvent/Oelgemisches kontinuirlich reduziert, bis der Niveauschalter 5.1 unterschritten ist. Da nur noch wenig Altöl aus den Feststoffisolationen 1.5 herauszulösen ist, wird das Niveau des Solvent/Oelgemisches im Transformatorgehäuse 1 schon nach kurzer Umwälzzeit und gleichzeitiger Abdampfung des Solvents, bei relativ hohem Druck im Transformatorgehäuse 1 zum Niveauschalter 5.1 abgesunken sein. Die Entleerung des Solvent/Oelgemisches im Transformatorgehäuse 1 in den Entleerungsbehälter 10, die Destillation sowie die Altölentleerung erfolgt wie unter Phase D2 beschrieben, jedoch ohne Druckaufbau im Transformatorgehäuse 1 via N2/Luftspeicher.
  • In einer aus Fig.5 ersichtlichen, durch Abschalten der Förderpumpe 8 eingeleiteten Phase V wird der im Transformatorgehäuse 1 vorhandene Mischdampf dem luftgekühlten Kondensator/Abscheider 16 und dem Mischdampfkondensator 17 zugeführt. Allfällig mitgerissene Öldämpfe werden im luftgekühlten Kondensator/Abscheider 16 abgeschieden. Mittels Kondensation von Solvent und Wasserdampf im Mischdampfkondensator 17 wird der Druck im Transformatorgehäuse 1 auf so tiefe Werte abgesenkt bis nur noch wenig Feuchte und Solvent in den Feststoffisolationen 1.5 vorliegen.
  • In dem aus Fig.6 ersichtlichem Prozessablauf kühlen sich während der Feinvakuumphase V1 die Feststoffisolationen 1.5, überwacht mit Temperaturregler 4.2 infolge des Abdampfens von Feuchte und Solvent so weit ab, dass ein weiteres Abdampfen wegen zu tiefer Temperatur der Isolationen stark reduziert wird. Da nun diese Temperaturabsenkung der Feststoffisolationen 1.5 durch die Wärmestrahlung des Aktivteils 1.1 nicht rückgängig gemacht werden kann, wird nun das Transformatorgehäuse 1 während einer aus Fig.6 ersichtlichen Phasen F1 und H4 mit überhitztem Solventdampf 11.2 wie folgt beaufschlagt.
  • In der Phase F1 wird das Solvent vom Solventvorratstank 13.2 über Solventabsperrventil 21, 21.6, 21.5,Filter 8.1 in den unter Vakuum stehenden Entleerungsbehälter 10, eingezogen und die Menge mit Niveauüberwachung 10.1 überwacht. Bei geöffnetem Solventabsperrventil 21.11 zur Förderpumpe 9.1 geführt, danach, via Solventabsperrventil 21.13, Solventzuführleitung 2.3 zum Solventerhitzer 2 gefördert, erhitzt und via Solventverteilleitung 2.2, Solventabsperrventil 22, Abdeckflansch 1.3, Zuführrohr 3.4 zu den Einspritzöffnungen 3.1.1, 3.2.2, 3.3.2 ,und in die Jet-Einspritzkanäle 3, 3.2, 3.3 ,unter Entstehung von überhitztem Solventdampf, eingespritzt. Nicht verdampftes Solvent fliest vom Boden des Transformatorgehäuses 1,via Entleerungsleitung 7, Solventabsperrventile 21.4, 21.5, Filter 8.1, dem Entleerungsbehälter 10 und wieder dem Solventheizkreilauf zu. Einerseits ist die Temperatur des überhitzten Solventdampfaustritts mit Temperaturregler 4.2 so gesteuert ,dass sie oberhalb der Temperatur der Feststoffisolationen 1.5 liegt. Andererseits wird der Druck im Transformatorgehäuse 1 mit Solventdampfregelventil 14 und Vakuumsensor/Regler 15, 15.1 so gesteuert, dass der Druck immer unter dem Kondensationsdruck des Solvents liegt,dadurch ist sichergestellt, dass immer überhitzter Solventdampf vorliegt und demzufolge kein Solventdampf an der Feststoffisolationen 1.5 kondensiert. Dies gewährleistet in vorteilhafter Weise eine Nachheizung der Feststoffisolation 1.5 durch Konvektion. Da keine Kondensation von Solventdampf auftritt, muss auch kein Solvent aus der Feststoffisolationen 1.5 rückverdampft werden, was die Vakuumzeit verkürzt.
  • Sobald im Transformatorgehäuse 1 der maximal zulässige Druck, überwacht mit Drucksensor 15, erreicht ist, wird er während einer definierten Zeit (Phase H4) konstant gehalten, das heisst so lange die Isolationstemperatur, gemessen mit einem Temperaturregler 4.2, noch ansteigt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Feststoffisolationen 1.5 während der Phase H4 nachgeheizt und die Trocknungszeiten verkürzt werden.
  • Am Ende der Phase H4 wird allfällig am Boden des Transformatorgehäuses 1 vorhandenes Solvent wie vorgängig beschrieben,in den Entleerungsbehälter10 abgesaugt und danach mit Förgerpumpe 9.1, via Solventabsperrventile 21.13, 21.16, 21.17 in den Solventlagertank 13.2 zurückgeführt.
  • Die Phasen F1,H4 können bei Bedarf mehrmals wiederholt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäuse, Transformatorgehäuse
    1.1
    Aktivteil
    1.2
    Gehäuseöffnungen
    1.3
    Abdeckflansche
    1.4
    Entleerungsstutzen
    1.5
    Feststoffisolationen
    2
    Solventerhitzer
    2.1
    Temperaturregler Solvent
    2.2
    Solventverteilleitung
    2.3
    Solventzuführleitung
    3
    Stufe1 Jet-Einspritzkanal/Venturirohr
    3.2
    Stufe2 Jet-Einspritzkanal/Venturirohr
    3.3
    Stufe3 Jet-Einspritzkanal/Venturirohr
    3.1
    Einsaugöffnung 1.Stufe
    3.2.1
    Einsaugöffnung 2.Stufe
    3.3.1
    Einsaugöffnung 3.Stufe
    3.1.1
    Einspritzöffnungen 1.Stufe
    3.2.2
    Einspritzöffnungen 2.Stufe
    3.3.2
    Einspritzöffnungen 3.Stufe
    3.4
    Solventzuführrohr
    3.5
    Flexibles Verbindungsrohr, flexibler Rohrabschnitt
    3.6
    Schwenk/Drehbare Halterung
    3.7
    Verbindungsrohr
    3.8
    Austrittsöffnung Solventmischdampf
    3.9
    Solventsattdampf/überhitzter Solventdampf
    3.10
    Solventmischdampf
    3.11
    Solventsattdampf/Mischdampf
    3.12
    Temperaturregler Solventsattdampf/Mischdampf
    4
    Verdampfungsgehäuse mit Anschlussflansch
    4.1
    Temperaturregler Solventsattdampf/Mischdampf
    4.2
    Temperaturregler Feststoffisolationen
    4.3
    Ablaufstutzen
    4.4
    Zuführstutzen
    4.5
    Strömungsumlaufblech
    4.6
    Trennwand
    4.7
    Ablaufblech
    4.8
    Entleerungsrohr
    4.9
    Strömungsrichtblech
    4.10
    Zufuhrrohr
    4.11
    Solvent/Oelgemisch
    4.12
    Solventverteilleitung
    5
    Niveauschalter (oben)
    5.1
    Niveauschalter (unten)
    6
    Ablassleitung
    7
    Entleerungsleitung
    8;8.1
    Filter
    9;9.1;9.2
    Förderpumpen
    10
    Entleerungsbehälter
    10.1
    Niveauüberwachung
    10.2
    Vakuumsensor/Regler
    11; 11.1; 11.2
    Vakuum/Druckregelventil
    12
    Destillationsverdampfer
    12.1
    Heizung
    12.2
    Verteilschirm
    12.3
    Vakuum/Drucksensor
    12.4
    Niveauschalter
    13
    Altöltank
    13.1
    Altölleitung
    13.2
    Solventlagertank
    14
    Solventdampfregelventil
    14.1
    Mischdampfleitung
    15; 15.1
    Vakuumsensor/Regler
    16
    luftgekühlter Kondensator/Abscheider
    16.1
    Ventilator
    16.2
    Heissluftleitung
    16.3
    Austrittsöffnung Mischdampf
    16.4
    Austrittsöffnung Solventkondensat
    16.5
    Solvent/Öl Abtropfleitung
    17
    Mischdampfkondensator
    17.1
    Vakuumverbindungsleitung
    18
    Trennbehälter
    18.1
    Solventabflussleitung
    18.2
    Wasserablassventil
    19
    Vakuumanlage
    20
    N2/Trockenluft Speicher
    21-21.18
    Solventabsperrventile
    22
    Absperrventil für überhitztes Solvent
    23
    Ölabsperrventil
    24-24.2
    Absperrventile
    25
    Rückschlagklappe
    H1, H2, H3
    Heizphase mit Solventsattdampf
    H4
    Nachheizphase mit überhitztem Solventdampf
    D1
    Drucksenkungsphase Oelentleerung via Ablassleitung
    D2;D3
    Drucksenkungsphase Oelentleerung via Entleerungsleitung
    F
    Füllen Solvent für Heizphasen Solventsattdampf
    F1
    Füllen Solvent für Nachheizen überhitzter Solventdampf
    V1;V2
    Feinvakuumphase
    V2
    Feinvakuumphase nach Nachheizphase
    1
    Druck im Transformatorgehäuse
    2
    Temperatur Feststoffisolationen
    3
    Solvent/Oelniveau Ablassleitung
    4
    Solvent/Oelniveau Entleerungsleitung
    5.
    Solvent/Oelumwälzen/Heizen via Entleerungsstutzen
    6
    Oelentleerung via Ablassleitung
    7
    Solvent/Oelumwälzen/Heizen via Entleerungsleitung
    8
    Restölentleerung via Entleerungsleitung mit Druckerhöhung in Transformatorgehäuse
    9
    Restölentleerung via Entleerungsleitung ohne Druckerhöhung in Transformatorgehäuse

Claims (15)

  1. Verfahren zum Trocknen der Wasser, gegebenenfalls zusätzlich Isolieröl sowie Verunreinigungen, enthaltenden Feststoffisolation (1.5) des Aktivteils (1.1) eines elektrischen Geräts nach der Vapour - Phase - Methode, bei dem in mindestens einer Aufheizphase (H1, H2, ...) bei Unterdruck das Aktivteil durch Kondensation von Solventsattdampf aufgeheizt und in mindestens einer daran anschliessenden Drucksenkungsphase (D1, D2, ...) dabei anfallender, zumindest Solvent- und Wasserdampf enthaltender Mischdampf durch Kondensation aus einem das Aktivteil (1.1) aufnehmenden Vakuumbehälter (1) abgesaugt wird, wobei überhitztes Solvent unter Erzeugung eines Solventsattdampfstrahls (3.9) in einem Strömungskanal verdampft wird, der mindestens eine im Vakuumbehälter (1) angeordnete erste Einsaugöffnung (3.1) sowie eine im Vakuumbehälter angeordnete Austrittsöffnung (3.8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil des überhitzten Solvents unter Erzeugung eines ersten Solventsattdampfstrahls (3.9) in einen ersten (3) und ein verbleibender zweiter Teil des aufgeheizten Solvents unter Erzeugung mindestens eines zweiten Solventsattdampfstrahls (3.9) in mindestens einen zweiten Abschnitt (3.2) des Strömungskanals eingespritzt wird, wobei am Erzeugungsort (3.2.2) des zweiten Solventsattdampfstrahls (3.9) die nachfolgend aufgelisteten Strömungen die gleiche Strömungsrichtung aufweisen:
    (a) der erste Solventsattdampfstrahl,
    (b) durch die erste Einsaugöffnung (3.1) eingesaugter Mischdampf,
    (c) durch eine zweite Einsaugöffnung (3.2.1) eingesaugter Mischdampf (3.10) und
    (d) der zweite Solventsattdampfstrahl.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das überhitzte Solvent auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die oberhalb der zulässigen Trocknungstemperatur und unterhalb des Zündpunkts des Solvents liegt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Vakuumbehälter aus einem das Aktivteil (1.1) aufnehmenden Transformatorgehäuse (1) und einem Verdampfergehäuse (4) besteht, welches an einer Gehäuseöffnung (1.2) ans Transformatorgehäuses (1) angesetzt ist und welches den Strömungskanal aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass nicht verdampftes Solvent und gegebenenfalls vorhandenes Isolieröl zwischen der Austrittsöffnung (3.8) des Strömungskanals und der Öffnung (1.2) des Transformatorgehäuses (1) aus einem an der Austrittsöffnung (3.8) aus dem Strömungskanal tretenden Dampfstrahl (3.11) abgeschieden und aus dem Verdampfergehäuse (4) entfernt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt des Strömungskanals jeweils nach Art einer Venturidüse ausgebildet sind, wobei der erste Teil des überhitzten Solvents an einer Verengung des ersten Abschnitts und der zweite Teil des überhitzten Solövents an einer Verengung des zweiten Abschnitts in den Strömungskanal eingespritzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Drucksenkungsphase (D1, D2, ..) Solvent und gegebenenfalls anfallendes Isolieröl infolge von Gravitation oder Druckdifferenz aus dem Vakuumbehälter (1) entfernt und nach Überhitzen das Solvents wieder in den Strömungskanal eingespritzt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls anfallendes, am Ende der Drucksenkungsphase (D1, D2, ..) noch im Vakuumbehälter vorhandenes Isolieröl infolge von Gravitation oder einer Druckdifferenz zwischen dem Vakuumbehälter (1) und einem Entleerungsbehälter (10) aus dem Vakuumbehälter entfernt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer an die Drucksenkungsphase anschliessenden Feinvakuumphase (F) das überhitzte Solvent zur Bildung von überhitztem Solventdampf in den Strömungskanal eingespritzt wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, enthaltend einen Vakuumbehälter (1) zur Aufnahme der Wasser, gegebenenfalls zusätzlich Isolieröl sowie Verunreinigungen, enthaltenden Feststoffisolation (1.5) eines Aktivteils (1.1) eines elektrischen Geräts und jeweils mit dem Vakuumbehälter kommunizierend:
    eine Vakuumanlage (19),
    eine Vorrichtung zum Erwärmen von Solvent (2),
    einen im Vakuumbehälter angeordneten Solventdampferzeuger mit einem Strömungskanal, der mindestens eine im Vakuumbehälter (1) angeordnete erste Einsaugöffnung (3.1) sowie eine im Vakuumbehälter angeordnete Austrittsöffnung (3.8) aufweist, und
    eine Kondensationsvorrichtung (17) zum Absaugen von Mischdampf aus dem Vakuumbehälter (1),
    dadurch gekennzeichnet, dass der Soventdampferzeuger mindestens zwei entlang dem Strömungskanal voneinander mit Abstand angeordnete Dampferzeugerstufen aufweist, dass mit der ersten der beiden Dampferzeugerstufen in einem ersten Abschnitt (3) des Strömungskanals ein erster Solventsattdampfstrahl (3.9) erzeugbar ist, und dass die beiden Dampferzeugerstufen derart ausgebildet und angeordnet sind, dass am Erzeugungsort (3.2.2) des zweiten Solventsattdampfstrahls (3.9) die nachfolgend aufgelisteten Strömungen die gleiche Strömungsrichtung aufweisen:
    (a) der erste Solventsattdampfstrahl,
    (b) durch die erste Einsaugöffnung (3.1) eingesaugter Mischdampf,
    (c) durch eine zweite Einsaugöffnung (3.2.1) eingesaugter Mischdampf (3.10) und
    (d) der zweite Solventsattdampfstrahl.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Solventdampferzeuger ein mittig im Strömungskanal geführtes Rohr (3.5, 3.7) zum Speisen der Dampferzeugerstufen mit überhitztem Solvent aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das VerbindungsrohrRohr (3.7) flexibel ausgebildete Rohrabschnitte (3.5) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung eines aus der Austrittsöffnung (3.9) des Strömungskanals führbaren Dampfstrahls (3.11) in Abhängigkeit von der Lage der Feststoffisolation (1.5) veränderbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter aus einem das Aktivteil (1.1) aufnehmenden Transformatorgehäuse (1) und einem Verdampfergehäuse (4) besteht, welches an einer Gehäuseöffnung (1.2) ans Transformatorgehäuses (1) angesetzt ist und welches den Solventverdampfer aufnimmt sowie eine Trennvorrichtung zum Abscheiden von nicht verdampftem Solvent und gegebenenfalls vorhandenem Isolieröl zwischen der Austrittöffnung (3.8) und der Öffnung (1.2) des Transformatorgehäuses (1) und zum Entfernen des abgeschiedenen Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls aus dem Vakuumgehäuse.
  13. Vorrichtung nach Ansprüch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfergehäuse (4) zwei durch eine Trennwand (4.6) voneinander getrennte Kammern aufweist, von denen eine erste den Solventdampferzeuger und ein Mischdampf aus dem Transformatorgehäuse (1) führendes Zuführrohr (4.10) aufnimmt, und die zweite Kammern einen ins Transformatorgehäuse (1) mündenden Austritt zum Führen einer Dampfströmung (3.11), die nach dem Entfernen des abgeschiedenen Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls vorwiegend Solventsattdampf und Mischdampf enthält.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung mindestens ein Strömungsumlaufblech (4.5) aufweist zum führbaren Dampfstrahls (3.11) von der ersten in die zweite Kammer, mindestens ein Ablaufblech (4.7) zum Auffangen des abgeschieden, nicht verdampften Solvents und des gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls und ferner mindestens ein Entleerungsrohr (4.8) zum Auffangen und Entfernen des abgeschiedenen Solvents und das gegebenenfalls vorhandenen Isolieröls aus dem Vakuumbehälter.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter (1) eine an dessen tiefsten Punkt geführte Entleerungsleitung (7) aufnimmt, die durch eine vorzugsweise als Entleerungsstutzen (1.4) ausgebildete Öffnung des Vakuumbehälters mit einem evakuierbaren Entleerungsbehälter (10) verbunden ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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