CH373810A - Kühlanordnung an einem Turbogenerator - Google Patents

Description

  Kühlanordnung an einem Turbogenerator    Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlanord  nung an einem Turbogenerator, bei welchem die       Rotorwicklung    sowie das Ständereisen mit einem Gas  und die     Statorwicklung    mit einer Flüssigkeit gekühlt  werden.  



  Diese Art Maschinen, die heutzutage für sehr  grosse Leistungen gebaut werden müssen, weisen eine  beträchtliche Maschinenlänge auf, die auch gewisse  Schwierigkeiten bezüglich der direkten Leiterkühlung  mit sich bringt. Man ist daher stets bestrebt, durch  neuartige Massnahmen die Abfuhr der Verlustwärme  so zu verbessern,     dass    auch bei sehr langen     Stableitern     eine rationelle und wirksame Kühlung ohne weiteres  erreicht wird.  



  Der Zweck der vorliegenden Kühlanordnung ist  somit, eine weitere Verbesserung gegenüber den bis  herigen Anordnungen zu erzielen, und dies wird ge  mäss der Erfindung dadurch erreicht,     dass    das Kühlgas  dem Ständereisen in der Maschinenmitte über radiale  Schlitze in letzterem in Richtung von aussen nach  innen zugeführt wird, dann in axialer Richtung durch  Längskanäle im Ständereisen nach beiden Stirnseiten  umgelenkt und durch     Pressplatten    an den Enden des  Ständereisens in die beiden Stirnräume austritt, von  wo aus das Gas durch an der     Rotorwelle    befestigte  Ventilatoren angesaugt und über Kühler wieder zur  Maschinenmitte befördert wird.  



  In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der  Erfindung ein Turbogenerator im     Axialschnitt    darge  stellt.  



  Der Turbogenerator besteht im wesentlichen aus  dem Rotor<B>1</B> und dem Ständer 2, die in einem mit  Kühlgas, beispielsweise Wasserstoffgas, gefüllten gas  dichten Gehäuse<B>3</B> untergebracht sind. Der Ständer 2       umfasst    das     Ständereisenpaket    4 mit den     Pressplatten     <B>5</B> sowie die     Ständerwicklung   <B>6.</B> Im Ständereisen sind  axial verlaufende Kühlkanäle<B>7</B> vorgesehen. Die Leiter    der     Ständerwicklung   <B>6</B> sind direkt mit einer<B>-</B> Flüssig  keit, beispielsweise Wasser oder<B>öl,</B> gekühlt und zu  diesem Zweck sind entweder die Leiterstäbe teilweise  hohl ausgebildet oder es sind in den Wicklungsnuten  besondere Kühlkanäle vorgesehen.

   Der Rotor<B>1</B> ist  ebenfalls mit axialen Kühlkanälen für die an sich  bekannte direkte Leiterkühlung mittels Flüssigkeit  versehen, und in der Mitte der Maschinen stehen diese  Kanäle über     öffnungen   <B>8</B> mit dem Luftspalt<B>9</B> der  Maschine in Verbindung. An beiden Enden der     Rotor-          welle   <B>10</B> ist<B>je</B> ein Ventilator<B>11</B> montiert, und mit 12  sind noch Kühler bezeichnet, die innerhalb des Ge  häuses<B>3</B> im     Ständerraum    angeordnet sind.  



  Die Wirkungsweise der Kühlanordnung ist wie  folgt:  Infolge der Saugwirkung der Ventilatoren wird das       Kühlgasim        Ständergehäuse    in der Mitte der Maschine  über im     Eisenblechpaket    4 vorgesehenen radialen  Schlitze<B>13</B> in Richtung von aussen nach innen strömen  und gelangt nach einer     Unflenkung    von<B>900</B> in die  Längskanäle<B>7.</B> Das Gas strömt dann nach beiden  Seiten in entgegengesetzten Richtungen durch das  Ständereisen hindurch, um schliesslich über die in den       Pressplatten   <B>5</B> vorgesehenen     Durchtritte    in die Stirn  räume 14 zu gelangen.

   Das im Ständereisen erwärmte  Gas wird von den     Stimräumen    14 mittels der Ventila  toren<B>11</B> zu den Kühlem 12 befördert und strömt nach  Abgabe seiner Wärme wieder von beiden Seiten gegen  die Maschinenmitte, wo es erneut in den Blechkörper  4 eintritt.  



  <B>.</B> Für die Kühlung des Rotors<B>1</B> wird beispielsweise  ein Teil des die Kühler 12 verlassenden Gases über  Nebenwege<B>15</B> zu den beiden Enden des Rotors ge  führt, von wo aus es über axiale Kanäle zur     Rotor-          mitte    strömt und über die     öffnungen   <B>8</B> den Luftspalt  <B>9,</B> zwischen     Stator    und Rotor austritt,     bzw.    wieder zur  Saugseite der Ventilatoren gelangt. Der tote Raum      in der Mitte des Rotors zwischen den     öffnungen   <B>8</B>  kann durch Gas aus den Schlitzen<B>13</B> gekühlt sein;  zu diesem Zweck sind die     öffnungen   <B>16</B>     im    Ständer  vorgesehen.

   Beim dargestellten Ausführungsbeispiel  werden für die Umwälzung des Gases für die Kühlung  des Ständereisens und des Rotors die gleichen Venti  latoren<B>11</B> verwendet. Es können aber auch zusätz  liche Ventilatoren auf der     Rotorwelle    vorgesehen wer  den, die nur für<B>-</B>die Beförderung des für die     Rotor-          kühlung    notwendigen Gasstromes dienen.  



  Für die Kühlung der     Ständerwicklung   <B>6</B> wird die  Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf  durch axiale Kühlkanäle     üi    den     Statorstäben        hindurch-          befördert,    wobei die Flüssigkeit an der einen     Ständer-          seite    eingeführt wird und an der andern     Ständerseite     wieder ausströmt. Für die Umwälzung der Kühlflüssig  keit wird in bekannter Weise eine Pumpe und ein  Kühler ausserhalb der Maschine vorgesehen.

   Die Kühl  kanäle für die Abfuhr der Wärme von den     Stator-          stäben    werden so bemessen,     dass    der nicht symme  trische Temperaturanstieg in der     Ständerwicklung,    in  folge der einseitigen Zufuhr der Kühlflüssigkeit, auf  wenige Grad beschränkt bleibt. Die thermische Ge  samtsymmetrie der Maschine wird somit praktisch  nicht gestört.  



  Die Anzahl und Querschnitte der Kühlkanäle im  Ständereisen können so bemessen werden,     dass    der  Temperaturanstieg im Eisenpaket nur gering, das  heisst beispielsweise ]deiner als<B>151> C</B> von Mitte bis  Ende beträgt, während in den     Pressplatten    eine höhere       Gastemperatursteigerung    zugelassen werden<U>kann.</U>  Man erhält durch diese Massnahme trotz niedriger  Temperatur der Aktivteile eine hohe Gastemperatur  beim Austritt aus der inaktiven     Pressplatte    und dem  Rotor.

   Dadurch genügt eine kleine umgewälzte Gas  menge, es ergeben sich auch kleine Kühler, kleine  Ventilatoren und niedrige Ventilationsverluste.<B>-</B>  Ferner ergibt sich noch der Vorteil,     dass    die axiale  Strömung im Ständereisen einen einfachen Aufbau  des Blechpakets ermöglicht, da nur einige radiale  Schlitze in der Mitte des Ständereisens anzubringen  sind. Die Strömung des Kühlgases im Blechpaket  wird nur einmal um<B>900</B> umgelenkt, so     dass    der  Strömungswiderstand gering bleibt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Kühlanordnung an einem Turbogenerator, bei welchem die Rotorwicklung sowie das Ständereisen mit einem Gas und die Ständerwicklung mit. einer Flüssigkeit gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgas dem Ständereisen in der Maschinen mitte über radialem Schlitze in letzterem in Richtung von aussen nach innen zugeführt wird, dann in axialer Richtung durch Längskanäle im Ständereisen nach beiden Stirnseiten umgelenkt und durch Pressplatten an den Enden des Ständereisens in die beiden Stirn räume austritt, von wo aus das Gas durch an der Rotorwelle befestigte Ventilatoren angesaugt und über Kühler wieder zur Maschinenmitte befördert wird.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des die Kühler verlas senden Gases den beiden Enden des Rotors zugeführt wird und über Längskanäle im Rotor zur Maschinen mitte strömt, von wo aus das Gas durch öffnungen im Rotorkörper in den Luftspalt austritt und von dort zu den Stirnräumen zurückströmt. 2. Kühlanordnung nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzung des Gases für die Kühlung des Ständereisens und der Rotorwicklung <B>im</B> mittels der gleichen Ventilatoren erfolgt.

   <B>3.</B> Kühlanordnung nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass für die Umwälzung des Gases für die Kühlung der Rotorwicklung zusätzliche Venti latoren vorgesehen sind. 4. Kühlanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung der Ständerwicklung mittels Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf erfolgt, wobei die Flüssigkeit über die an den Wickelköpfen angeschlossenen Kanäle von einer Spulenseite zur anderen befördert wird.

   <B>5.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kühlgases aus den radialen Schlitzen in den Luftspalt strömt, von wo es zu den Stimräumen zurückströmt.