Claims (1)
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Hydraulische Maschine, insbesondere für einen Speicherkraftwerkmaschinensatz, welche einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei als Dichtungen an Spalten zwischen dem Stator und dem Rotor Spaltringe je paarweise an Stator und Rotor angeordnet sind.
Hydraulic machine, in particular for a storage power plant machine set, which has a stator and a rotor, with split rings being arranged in pairs on the stator and rotor as seals on the gaps between the stator and the rotor.
An denjenigen Maschinensätzen für Speicherkraftwerke, bei welchen sämtliche hydraulische Maschinen des Satzes mit dem Motorgenerator starr gekoppelt sind, muss eine der hydraulischen Maschinen des Satzes während des Turbinenbetriebs arbeitsmittelseitig abgeschaltet werden und läuft in Luft. Dabei ist es üblich die Spaltringe der leerlaufenden Maschine mit Wasser zu kühlen. Das Wasser wird in die Spalte zwischen den umlaufenden und feststehenden Ringen eingeführt. Bei der Rotation gelangt das Kühlwasser in den Laufradraum und verursacht dadurch einen Verlust, der zwischen 0,5-1% der maximalen Leistung der hydraulischen Maschine liegen kann.
On those machine sets for storage power plants in which all the hydraulic machines in the set are rigidly coupled to the motor generator, one of the hydraulic machines in the set must be switched off on the working medium side while the turbine is in operation and runs in air. It is customary to use water to cool the split rings on the idling machine. The water is introduced into the gap between the rotating and fixed rings. During the rotation, the cooling water gets into the impeller space and causes a loss that can be between 0.5-1% of the maximum power of the hydraulic machine.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Verlust an der eingangs beschriebenen hydraulischen Maschine zu vermeiden.
The inventor set himself the task of avoiding this loss in the hydraulic machine described above.
Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass mindestens die radial innen liegenden Spaltringe je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen versehen sind, welche Kanäle mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitung mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind. Vorteilhafterweise sind auch die radial aussen liegenden Spaltringe je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen versehen sind, welche Kanäle mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitung mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind.
This is achieved according to the invention in that at least the radially inner split rings are each provided with channels that are sealed against the working medium side of the machine, which channels can be charged with a heat exchange medium by means of a line separated from the working medium. Advantageously, the split rings lying radially on the outside are each provided with ducts which are sealed against the working medium side of the machine and which ducts can be charged with a heat exchange medium by means of a line separated from the working medium.
Dabei ist es zweckmässig, wenn die mit den Kanälen für das Wärmeaustauschmedium versehenen Ringe in radialer Richtung nachgiebig gehalten sind und wenn Mittel vorhanden sind, um die Temperatur des Wärmeaustauschmediums an den radial innen liegenden Ringen niedriger zu halten als an den radial aussen liegenden Ringen.
It is useful if the rings provided with the channels for the heat exchange medium are kept resilient in the radial direction and if means are available to keep the temperature of the heat exchange medium lower on the radially inner rings than on the radially outer rings.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnung beispielsweise beschrieben.
The invention is described, for example, with reference to the accompanying drawing.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im axialen Längsschnitt
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1.
Show it:
Fig. 1 shows an embodiment of the invention in axial longitudinal section
FIG. 2 shows a section along the line I-I in FIG. 1.
Die hydraulische Maschine weist einen mit 1 bezeichneten Stator und einen Rotor 2 auf. Die Spalten 3 und 4 zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 sind mit Ringen 5, 6, 7, 8 versehen, welche je paarweise, d. h. 5 mit 6 und 7 mit 8, am Stator 1 und Rotor 2 angeordnet sind. Während des Arbeitseinsatzes der hydraulischen Maschine werden die Ringe 5, 6, 7. 8 von der Arbeitsmittelseite her vom Arbeitsmittel, d. h.
The hydraulic machine has a stator denoted by 1 and a rotor 2. The gaps 3 and 4 between the stator 1 and the rotor 2 are provided with rings 5, 6, 7, 8, which are each paired, i.e. H. 5 with 6 and 7 with 8, on the stator 1 and rotor 2 are arranged. When the hydraulic machine is in use, the rings 5, 6, 7. 8 are moved from the working medium side by the working medium, d. H.
vom Wasser gekühlt bzw. geschmiert.
cooled or lubricated by water.
Um den Verschleiss der Ringe 5, 6, 7, 8, während die Maschine von dem Arbeitsmittel abgeschaltet ist und der Rotor 2 in Luft gedreht wird, zu vermeiden, sind die Ringe 5, 6 7 8 mit Kanälen 9 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 versehen, welche mit einem Wärmeaustauschmittel beschickbar sind. Die Kanäle 9, 10,11, 12 sind dicht gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine ausgeführt, d. h. das Wärmeaustauschmittel dringt nicht aus den Kanälen 9, 10, 11, 12 in den Arbeitsmittelbereich der Maschine. Die Kanäle 9, 10, 11, 12 sind mittels Leitungsverbindungen mit Wärmeaustauschmittel beschickbar, welche Leitungsverbindungen von dem Arbeitsmittel getrennt sind.
In order to avoid wear of the rings 5, 6, 7, 8 while the machine is switched off from the working medium and the rotor 2 is being rotated in air, the rings 5, 6, 7 8 are provided with channels 9 or 10 or 11 and 12, respectively, which can be charged with a heat exchange medium. The channels 9, 10, 11, 12 are designed close to the working medium side of the machine, i. H. the heat exchange medium does not penetrate from the channels 9, 10, 11, 12 into the working medium area of the machine. The channels 9, 10, 11, 12 can be charged with heat exchange medium by means of line connections, which line connections are separated from the working medium.
So wird in den Kanal 11 am Ring 7 durch eine Leitungsverbindung 13 das Wärmeaustauschmittel eingeführt und auf der anderen Seite durch eine Leitungsverbindung 14 abgeführt. Für den Kanal 10 am Ring 5 sind Leitungsverbindungen 15 und 16 angeordnet. Die radial innen liegenden, mit den Kanälen 9 bzw. 12 versehene Ringe 6 und 8 rotieren mit dem Rotor 2. Das Wärmeaustauschmedium wird in die Kanäle 9 und 12 durch eine Leitungsverbindung 17 geführt. Die Leitungsverbindung 17 geht durch eine Büchse 19 und eine Schonbüchse 20 einer Welle 21, weiter durch den Rotor 2, wo sie sich verzweigt zum Kanal 9 und zum Kanal 12, wobei die Leitungsverbindung 17 durch eine Schaufel 22 des Rotors 2 geführt ist. Auf der anderen Seite wird das Wärmeaustauschmedium aus dem Kanal 12 und 9 auf eine ähnliche Weise durch die Leitungsverbindung 18 weggeführt.
Thus, the heat exchange medium is introduced into the channel 11 on the ring 7 through a line connection 13 and discharged on the other side through a line connection 14. Line connections 15 and 16 are arranged for the channel 10 on the ring 5. The rings 6 and 8, which are located radially on the inside and are provided with the channels 9 and 12, rotate with the rotor 2. The heat exchange medium is guided into the channels 9 and 12 through a line connection 17. The line connection 17 goes through a sleeve 19 and a protective sleeve 20 of a shaft 21, further through the rotor 2, where it branches off to the channel 9 and to the channel 12, the line connection 17 being guided through a blade 22 of the rotor 2. On the other hand, the heat exchange medium is carried away from the duct 12 and 9 through the line connection 18 in a similar manner.
Der Weg des Wärmeaustauschmediums durch die Kanäle 9, 10, 11, 12 ist besonders in der Fig. 2 zu sehen. Hier ist die Ausführung der Kanäle 11 und 12 gezeigt, die derjenigen der Kanäle 11 und 12 sind mittels Wände 23 und 24, bzw. 25 und 26 je in zwei Halbringräume geteilt. Das Wärmeaustauschmedium wird an einer Verteilstelle 27 der Leitungsverbindung 13 in die beiden Halbringräume des Kanals 11 geteilt eingeführt und an der anderen Seite ähnlich an einer Sammelstelle 28 der Leitungsverbindung 14 abgeführt.
The path of the heat exchange medium through the channels 9, 10, 11, 12 can be seen particularly in FIG. Here the design of the channels 11 and 12 is shown, those of the channels 11 and 12 are each divided into two half-ring spaces by means of walls 23 and 24, or 25 and 26. The heat exchange medium is introduced divided into the two half-ring spaces of the channel 11 at a distribution point 27 of the line connection 13 and discharged on the other side in a similar manner to a collecting point 28 of the line connection 14.
Es wäre denkbar, durch Vermehren der Teilräume (vier oder sechs Teilräume in jedem Kanal) eine bessere Verteilung des Wärmeaustauschmediums zu erzielen. Die Teilräume würden zu diesem Zweck je separat gespeist. Die Ringe 5, 6, 7, 8 sind im Stator 1 bzw. im Rotor 2 in Radialrichtung nachgiebig gelagert. Die Temperatur des Wärmeaustauschmediums in den radial innen liegenden Ringen 6 und 8 wird durch geeignete Mittel niedriger gehalten als in der radial aussen liegenden Ringen 5 und 7. Die radial aussen liegenden Ringe 5 und 7 dehnen sich dann aus und die radial innen liegenden Ringe 6 und 8 schrumpfen zusammen, wodurch sie sich voneinander entfernen.
It would be conceivable to achieve a better distribution of the heat exchange medium by increasing the number of partial spaces (four or six partial spaces in each channel). The sub-rooms would each be fed separately for this purpose. The rings 5, 6, 7, 8 are flexibly mounted in the radial direction in the stator 1 and in the rotor 2. The temperature of the heat exchange medium in the radially inner rings 6 and 8 is kept lower by suitable means than in the radially outer rings 5 and 7. The radially outer rings 5 and 7 then expand and the radially inner rings 6 and 8 shrink, causing them to move apart.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wäre es möglich, die Ringe 5, 6, 7, 8 anders. als bisher gezeigt, anzordnen. Beispielsweise so, dass die am Stator 1 angeordneten Ringe auf die mit 29 in Fig. 1 bezeichnete Stelle angebracht würden, wodurch sie radial innen liegen würden. Eine ähnliche Massnahme wäre auch bei dem anderen Paar der Ringe durchzuführen. Die am Rotor 2 angeordneten Ringe 6, 8 würden so radial aussen liegen. Es wäre dann möglich durch ein intensives Kühlen und dadurch entsprechendes Zusammenschrumpfen nur der am Stator 1 radial innen liegenden Ringe einen genügenden Abstand zwischen diesen und am Rotor 2 angebrachten radial aussen liegenden Ringen 6, 8 herzustellen. Die notwendigen Lcitungsverbindungen wären dabei nur im Stator 1 auszuführen.
In another embodiment of the invention it would be possible to use the rings 5, 6, 7, 8 differently. than previously shown. For example, in such a way that the rings arranged on the stator 1 would be attached to the point indicated by 29 in FIG. 1, whereby they would lie radially inward. A similar measure would also have to be carried out on the other pair of rings. The rings 6, 8 arranged on the rotor 2 would thus lie radially outside. It would then be possible to produce a sufficient distance between them and the radially outer rings 6, 8 attached to the rotor 2 by intensive cooling and, as a result, corresponding shrinking together of only the rings lying radially on the inside on the stator 1. The necessary line connections would only have to be made in the stator 1.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Hydraulische Maschine, insbesondere für einen Speicherkraftwerkmaschinensatz, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei als Dichtungen an den Spalten zwischen dem Stator und dem Rotor Spaltringe je paarweise an Stator und Rotor angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die radial innen liegenden Spaltringe (6, 8) je mit gegen über der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen (9 bzw. 12) versehen sind, welche Kanäle (9, 12) mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitungsverbindung (17, 18) mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind.
Hydraulic machine, in particular for a storage power plant set, which has a stator and a rotor, with split rings being arranged in pairs on the stator and rotor as seals at the gaps between the stator and the rotor, characterized in that at least the radially inner split rings (6 , 8) are each provided with ducts (9 or 12) which are sealed against the working medium side of the machine, which ducts (9, 12) can be charged with a heat exchange medium by means of a line connection (17, 18) separated from the working medium.
UNTERANSPRÜCHE
1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die radial aussen liegenden Spaltringe (5, 7) je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen (10 bzw. 11) versehen sind, welche Kanäle (10, 11) mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitungsverbindung (12, 14, bzw. 15, 16) mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind.
SUBCLAIMS
1. Machine according to claim, characterized in that the radially outer split rings (5, 7) are each provided with channels (10 or 11) which are sealed against the working medium side of the machine, which channels (10, 11) by means of one of the working medium separate line connection (12, 14, or 15, 16) can be charged with a heat exchange medium.
2. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Kanälen (9 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12) für das
2. Machine according to claim, characterized in that the with the channels (9 or 10 or 11 or 12) for the
Wärmeaustauschmedium versehenen Ringe (5, 6, 7, 8) in radialer Richtung nachgiebig gehalten sind.
Rings (5, 6, 7, 8) provided with the heat exchange medium are held resiliently in the radial direction.
3. Maschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um die Temperatur des Wärmeaustauschmediums an den radial innen liegenden Ringen (6, 8) niedriger zu halten als an den radial aussen liegenden Ringen (5, 7).
3. Machine according to dependent claim 1, characterized in that means are present to keep the temperature of the heat exchange medium on the radially inner rings (6, 8) lower than on the radially outer rings (5, 7).
4. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innen liegenden Ringe am Stator (1) und die radial aussen liegenden Ringe am Rotor (2) angeordnet sind.
4. Machine according to claim, characterized in that the radially inner rings are arranged on the stator (1) and the radially outer rings are arranged on the rotor (2).