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Verfahren und Vorrichtung zur Detektion
von Leckagen in wassergekühlten
elektrischen Maschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen
mit einem gegenüber
der Atmosphäre
gasdichten und mit einem Kühlgas
gefüllten
Generatorgehäuse
sowie zumindest einem geschlossenen Kühlwasserkreislauf zum Abführen der
von dem Generator erzeugten Wärme,
wobei das Kühlwasser
als Tracer eine radioaktive Substanz, insbesondere Tritium, enthält, und
wobei das Kühlgas
mittels eines Detektors auf Spuren der Tracersubstanz untersucht wird
DE 27 51 964 C2 .
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Um zu verhindern, dass aufgrund einer
Leckage Wasser beispielsweise in den Schaltleitungskreis eindringt
und einen Kurzschluss verursacht und zum Abschalten der gesamten
Anlage führt,
ist es aus der Praxis bekannt, im Generatorgehäuse Flüssigkeitsmelder und auch Gasfeuchtemessinstrumente
anzuordnen, wobei die Gasfeuchtemessinstrumente die relative und
absolute Gasfeuchte eines im Generatorgehäuse befindlichen Kühlgases,
meist Wasserstoff, messen. Die Messung der Gasfeuchte kann zwar
eine Änderung
der Gasfeuchte, der Taupunkttemperatur und der relativen und/oder
absoluten Feuchten anzeigen, für
die Detektion einer Wasserleckage reichen diese Messgrößen aber
nicht aus, da die Feuchte oder die Taupunkttemperatur im Generatorgehäuse auch
ohne Leckage schon zwischen +30°C
und –40°C schwanken
können.
Die gebräuchlicherweise
eingesetzten Messgeräte
sind entweder für
niedrige Taupunkttemperaturen bis max. +10°C oder nur für Hochfeuchten bis +30°C messsicher
zu verwenden. Mit diesen herkömmlichen
Geräten
ist eine sichere Überwachung
der Feuchte somit nur begrenzt möglich.
Darüber
hinaus ist das Verhalten der Feuchte in der Maschine auch ohne den
Eintrag von Feuchte durch eine Leckage aufgrund unterschiedlicher
Einflussgrößen sehr
individuell, so dass über
die Feuchtemessung allein keine zuverlässige Aussage über das
Vorliegen einer Leckage möglich
ist.
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Durch die Tracerung des Kühlwassers
beispielsweise mit Tritium und die online-Überwachung des Kühlgases
auf Tritium bzw. die ergänzende
Messung des Tritiumgehalts im Kondensat eines Kondensat-Gastrockners
wird der Nachweis einer Wasserleckage in Inneren des Generatorgehäuses erleichtert.
Ein solches Überwachungsverfahren
ist beispielsweise aus der
DE
27 51 964 C2 bekannt. Aber auch mit diesen Verfahren ist
eine Bestimmung der Herkunft und Menge des Leckagewassers nicht
möglich.
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Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung
von Leckstellen im Kühlwasserkreislauf
elektrischer Maschinen ist aus der
DE 21 54 979 C3 entnehmbar. Dabei wird eine
Auspuffleitung, die am Maschinengehäuse aufgebracht ist, mit einem
Teilstrom der Kühlgasströmung mit
einem Isotopenzähler
angeschlossen.
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Eine Anordnung zur Leckfeststellung
in Kühlsystemen
von Druckwasserkernreaktoren mittels Radioaktivitäts-Detektoren
ist in der
DE 195
42 330 A1 beschrieben. Dabei wird über eine Gasabscheidevorrichtung
Gas vom Wasser im Kernreaktor getrennt und in einer Gasanalysevorrichtung
auf ihren Gehalt an gasförmigen
Fissionsprodukten untersucht.
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In der
DE 35 10 867 C2 ist ein Verfahren zur Analyse
einer wasserhaltigen Probe in Dampfform beschrieben, bei der die
Nachweismethode der Mikrowellenspektroskopie eingesetzt wird.
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Mit dem in der
DE 30 12 512 C2 beschriebenen
Verfahren wird die Möglichkeit
geschaffen, Leckagen an Leitungen mit einem aktivitätshaltigen
Medium in kerntechnischen Anlagen fest zu stellen, wobei Detektoren
eingesetzt werden, mit deren Hilfe die Halbwertzeiten der aktivitätshaltigen
Medien ermittelt werden.
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Einen Hinweis zur Spülung von
Messgeräten zur
Bestimmung eines kalibrierten „elektrischen
Nullpunkts" und
Aussagen über
Konzentrationen nichtradioaktiver Gase mittels Vergleichsmessungen
sind aus der
DE 10 30 442 entnehmbar.
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Im Dokument
DE 10 02 146 werden ebenfalls Hinweise
gegeben zur Spülung
von Messgeräten,
wobei als detektierbares Medium Tritium nicht erwähnt wird.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Trocknung von nichtradioaktiven Substanzen mittels eines Gels
wird in der
US 4,832,115 beschrieben.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so
zu verbessern, dass es eine zuverlässige Aussage über das
Vorliegen einer Leckage und möglichst
auch über
die Leckagemenge sowie die Herkunft des Leckagewassers ermöglicht.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens bereitzustellen.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung
ist erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch die Verfahrensschritte:
- a) Feststellen von Spuren
der Tracersubstanz im Kühlgas
mittels des Detektors;
- b) Abtrennen des Detektors von der Kühlgas-Zufuhr und
- c) Spülen
des Detektors mit einem Inertgas und Durchführen einer Nullmessung zur
Bestimmung der Nullrate des Detektors.
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Gemäß diesem ersten erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt die Leckagebestimmung mittels eines Tracer-Detektors. Um
sicherzustellen, dass aus der Anzeige des Detektors wirklich auf
das Vorliegen einer Leckage geschlossen werden kann, wird der Detektor
zuerst von der Kühlgas-Zufuhr
abgekoppelt und mit einem Inertgas gespült, um festzustellen, ob der
Detektor auch exakt eine Nullrate messen kann, wenn definitiv keine
Tracersubstanz vorliegt. Wird dieser Test positiv beendet, ist aus
der Tracer-Anzeige eindeutig zu schließen, dass der Detektor Spuren der
Tracersubstanz ermittelt hat und somit von einer Leckage im Kühlwasserkreislauf
auszugehen ist.
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Zur Ermittlung von Hinweisen auf
die Größe der ermittelten
Leckage wird gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
vorgeschlagen, dass der Detektor zusätzlich noch einer Kalibrierung
unterzogen wird, in deren Verlauf dem Detektor mit Kühlwasser befeuchtetes
reines Kühlgas
zugeführt
wird. Aus der Anstiegsgeschwindigkeit und der Höhe der Impulsrate der detektierten
Tracersubstanz lassen sich dann Rückschlüsse über die Leckagegröße herleiten.
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Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante
wird das Kühlgas
kontinuierlich einem Gastrockner zugeführt. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet
durch die Verfahrensschritte:
Durchleiten des zu trocknenden
Kühlgases
durch eine dem eigentlichen Gastrockner vorgeschaltete, auswechselbar
in der Zuleitung angeordnete Gelpatrone mit einem festgelegten Trockengewicht;
Wiegen
der nassen Gelpatrone und Ermitteln der Wassermengenaufnahme pro
Zeiteinheit und
Untersuchen des Gels auf Spuren der Tracersubstanz.
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Da die auswechselbare, mit einem
hygroskopischen Gel gefüllte
Patrone ein bekanntes Trockengewicht hat, kann durch einen Gewichtsvergleich
mit dem Gewicht der nassen Patrone nach einer bekannten Betriebsdauer
bei bekanntem Volumenstrom auf Wassermengenaufnahme pro Zeiteinheit,
beispielsweise pro Stunde, und somit auf die Größe der Leckage geschlossen
werden. Ebenso ist die ermittelte spezifische Aktivität der festgestellten
Tracersubstanz eine wichtige Größe zur Bestimmung
der Leckagemenge.
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Alternativ oder zusätzlich zur
Verwendung der Gelpatrone kann die Leckagemenge bei der Verwendung
eines Geltrockners als Gastrockner auch das Gewicht der gesamten
Gelfüllung
des Gastrockners zur Ermittlung der trocken/feucht Gewichtsdifferenz
herangezogen werden. Zu diesem Zweck ist es aus vorrichtungsmäßiger Sicht
sinnvoll, die das Gel beinhaltende Kammer mit einer Wägeeinrichtung
zu versehen, da auf diese Weise auf einen Ausbau und eine gesonderte
Wägung
des Gastrockners verzichtet werden kann.
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Neben den Möglichkeiten eine Leckage über Gasuntersuchungen
zu ermitteln, besteht nach einer dritten Verfahrensvariante mit
am Gehäuse
angeordneten Flüssigkeitsmeldern
die Möglichkeit,
eine Leckage durch Untersuchungen von an verschiedenen Stellen an
der Maschine aufgenommenen Flüssigkeiten
zu ermitteln. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
Untersuchen
des im Generatorgehäuse
angesammelten Wassers und/oder Kondensats, des Sekundärkühlwassers,
des Dichtöls
der Wellendichtungen, der Feuchtigkeit im Kupplungsschutz der Erregerkupplung
und/oder des Wassers am Austrittsrohrs beim Regenerierbetrieb des
Gastrockners auf Spuren der Tracersubstanz.
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Neben der Ermittlung einer Leckage
beim Vorliegen von Spuren der Tracersubstanz in der untersuchten
Flüssigkeit
besteht bei diesem Verfahren zumindest teilweise die Möglichkeit,
auch den Ort der Leckage zu bestimmen. So ist beispielsweise beim Vorliegen
von Tracersubstanz im Sekundärkühlwasser
darauf zu schließen,
dass eine Leckage im Bereich der Wasser/ Wasser-Kühler vorliegt.
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Um auszuschließen, dass es sich bei den nach
den verschiedenen Verfahrensvarianten ermittelten Tracerspuren im
Gas oder in der Flüssigkeit
um tracerhaltige Restfeuchte handelt, die sich aus verschiedenen
Gründen
in der Maschine eingelagert hat, wird weiterhin vorgeschlagen, dass
zwischen zwei Messungen die spezifische Aktivität der Tracersubstanz um 50
bis 100 erhöht
wird.
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Schließlich wird mit einer vierten
Verfahrensvariante vorgeschlagen auch Leckagen zu ermitteln, die
nicht oder aufgrund unterschiedlicher Druckverhältnisse noch nicht zum Eindringen
von Feuchte oder Wasser in die Maschine geführt haben. Dieses Verfahren
ist gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
Bestimmen der
Gasblasen und des Druckanstiegs im einem Ausdehnungsbehälter der
Primärkühlkreisläufe zur
Ermittlung einer Gasleckage mit Eintritt von Kühlgas in den Kühlwasserkreislauf.
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Bei kleinen Leckagen kann Kühlgas in
den Kühlwasserkreislauf
eindringen. Dieses Gas wird gelöst
oder in Gasblasen über
den Kühlwasserkreislauf zum
Ausdehnungsbehälter
transportiert, wo das Gas zu einem Druckanstieg im Ausdehnungsbehälter mit eventuellem
Ansprechen des Überdruckventils
führt. Die
Ermittlung solcher Leckagen ist wichtig, da es sich häufig um
ein Frühstadium
einer später
größeren Leckage
mit Wassereintritt in die Maschine handeln kann, weshalb durch diese
Fehlerermittlung hohe Reparaturkosten und Ausfallzeiten der Maschine
vermieden werden können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung der
zugehörigen
Zeichnung, in der der Aufbau einer elektrischen Maschine nur beispielhaft
schematisch dargestellt ist, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist. In der Zeichnung zeigt:
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1 in
einem Schaltbild schematisch den Aufbau und insbesondere die Kühlkreisläufe eines Turbogenerators;
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2 ein 1 entsprechendes Schaltbild, insbesondere
mögliche
Leckagestellen darstellend und
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3 eine
schematische Darstellung eines Geltrockners.
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Der in 1 und 2 dargestellte Turbogenerator 1 weist
ein gasdichtes Generatorgehäuse 2 auf, dessen
Innenraum 3 mit unter Druck stehendem Wasserstoff als Kühlgas gefüllt ist.
Der Wasserstoff kühlt
neben anderen Komponenten im wesentlichen die eine den Läufer bildenden
Welle 4 umgebenden Blechpakete 5 des Ständers. Die
Verwendung von Wasserstoff als Kühlgas
reduziert die Gasreibungsverluste gegenüber einer Luftkühlung.
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Die vom Wasserstoff aufgenommenen
Wärme wird
in Wasserstoffkühlern 6 an
das sogenannte Sekundärkühlwasser 7 abgeführt, wobei
der Wasserdruck des Sekundärkühlwassers 7 in
den Wasserstoffkühlern 6 meist über dem
Druck des Wasserstoffs liegt.
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Damit zwischen der rotierenden Welle 4 und dem
Generatorgehäuse 2 der
Wasserstoff nicht in die Atmosphäre 8 entweichen
kann, werden ölgeschmierte
Wellendichtungen 9 verwendet, die neben Lagern 10 auf
der Welle 4 angeordnet sind. Im Innenraum 3 des
Generatorgehäuses 2 sind
Ständerwicklungen 11 mit
Teflonschläuchen
zur Potentialtrennung, Rohrleitungen 12 sowie Kompensatoren 13 angeordnet.
Die Wicklungsstäbe
der Ständerwicklung 11 weisen
Hohlleiter auf, in denen das sogenannte Primärkühlwasser 14 der Generatorkühlkreise
zur Abführung
der Verlustwärme
strömt.
Der Wasserdruck dieses Kreislaufs des Primärkühlwassers 14 des Ständerwicklung 11 liegt
im allgemeinen unter dem Druck des Wasserstoffs.
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Im Generatorgehäuse 2 werden über einen separaten
Primärwasser-Kühlkreis 15 Schaltleitungen
und Stromdurchführungen 16 gekühlt, wobei
der Wasserdruck dieses Kühlkreises 15 zum
Teil über dem
Druck des Wasserstoffs liegt.
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Eine Läuferwicklung 17 wird über einen
weiteren separaten Primärwasser-Kühlkreislauf 18 gekühlt, dessen
Wasserdruck aufgrund der Fliehkräfte der
rotierenden Welle 4 immer über dem Druck des Wasserstoffs
liegt. Das Kühlwasser
des Kreislaufs 18 der Läuferwicklung 17 wird
der Welle 4 über
entsprechende Rohrleitungen 19 zugeführt und über diese Rohrleitungen 19 von
der Welle 4 wieder abgeführt.
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Zur kontinuierlichen Trocknung des
Wasserstoffs wird ein Teilstrom 20 des Wasserstoffs mindestens
einem Gastrockner 21 zugeführt. Der Gastrockner 21 ist über Rohrleitungen 22 und
Ventile mit dem Generatorgehäuse 2 verbunden.
Als Gastrockner 21 werden Geltrockner und auch Kondensattrockner verwendet,
wobei beim sogenannten Regenerieren des Geltrockners das gesammelte
Wasser über
eine Rohrleitung 23 in Form von Wasserdampf abgeführt wird,
während
bei der Verwendung eines Kondensattrockners in der Rohrleitung 23 das
Kondensat gesammelt wird.
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An einem vom Wasserstoff durchströmten Stromdurchführungskasten 24 sowie
an den tiefsten Punkten des Generatorgehäuse 2 sind Rohre 25 mit Flüssigkeitsmeldern 26 angeschlossen,
die das Auftreten von Leckagewasser und/oder Kondensat detektieren.
Auch im Stromdurchführungskasten
selbst sind Flüssigkeitsmelder 26 installiert.
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Zur Messung der Gasfeuchte im Wasserstoff wird über eine
Rohrleitung 27 ein Feuchtemesser 28 im Bypass
kontinuierlich mit Wasserstoff versorgt. Ebenso wird ein Tritium-Detektor 29 kontinuierlich von
Wasserstoff durchströmt.
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Ergänzend zu den voranstehend beschriebenen
inneren Kühlkreisen
existiert ein äußerer Kühlkreis.
Dieser umfasst einen Ausdehnungsbehälter 30, in dem das
Warmwasser der drei Kühlkreisläufe 14, 15 und 18 gesammelt
wird, um anschließend
in einem Wasser/Wasser-Kühler
31 zurückgekühlt zu werden.
Für die
chemische Konditionierung des Wassers der Primärkreisläufe wird der Ausdehnungsbehälter 30 bei
leichtem Überdruck über eine Zuleitung 32 mit
Wasserstoff durchströmt.
Der Wasser/Wasser-Kühler
31 führt
die Wärme über das
Sekundärwasser 7 ab,
dessen Wasserdruck normalerweise unterhalb des Primärwasserdrucks
liegt. Zur Förderung
des Primärwassers
ist eine Pumpe 33 erforderlich, die am Ende der Welle 4 in
dem sogenannten Wasseranschlusskopf 34 angeordnet sein
kann. Zwischen diesem Wasseranschlusskopf 34 und einer erregerseitigen Kupplung 35 des
Generators befinden sich die Erregermaschine mit den Gleichrichtern 36 oder
nicht dargestellte Schleifringe.
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An das Rohrsystem des äußeren Kühlkreis ist
ferner ein Entleerungs- und Entlüftungsrohrsystem 37 angeschlossen.
Weitere Aggregate, die im äußeren Kühlkreis
zur chemischen Wasseraufbereitung, Wasserrückführung und Wassernachspeisung dienend
angeordnet sind, wurden aus Gründen
einer besseren Übersicht
und eines besseren Verständnisses
nicht dargestellt und/oder nicht erläutert.
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Während
anhand von 1 der Aufbau
des Turbogenerators 1 erläutert wurde, zeigt die Abbildung 2 die Eintragstellen auf, über die
Wasser, Feuchte, Öl,
Wasserstoff, Luft und Tritium in das System eintreten und/oder aus
diesem austreten können.
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Eine mögliche Eintragstelle von Feuchte
in den Innenraum 3 des Generatorgehäuses 2 ist die Umgebungsluft 100 während der
Fertigung oder beim Öffnen
der Maschine während
der Revision. Um diese Menge klein zu halten, werden bei Maschinenstillständen sogenannte
Munterstrockner installiert, die das Eindringen von Luftfeuchte
verhindern sollen.
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In Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchte, der
Temperatur, den Werkstoffen, den Fertigungsprozessen und anderen
Faktoren wird in der Maschine Feuchte als Wasserdampf 101 bevorzugt
in hygroskopischen Materialien und Kapillaren gespeichert. Isolationswerkstoffe
können
Wasserdampf bis in die tiefen Schichten aufnehmen und unter entsprechenden
physikalischen Bedingungen wieder nach und nach abgeben. Neuere
Isolierstoffe mit hohem Glasanteil nehmen weniger Wasserdampf in
tiefere Schichten auf, können
aber an der Oberfläche
Wasser 102 binden. Somit ergeben sich Feuchteänderungen
innerhalb des Generatorgehäuses 2 durch
Aufnahme und Abgabe von Wasserdampf entsprechend der Partialdrücke des
Wasserdampfs im ein gelagerten Zustand und im angrenzenden Gas. Zum
Austreiben dieser Feuchtemenge mit Hilfe eines Gastrockners 21 können mehrere
Wochen benötigt
werden.
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Wenn die Druckprobe des Generatorgehäuses 2 an
der fertigen Maschine mit trockener Luft oder feuchter Luft durchgeführt wird,
stellen sich über die
Zeit neue Taupunkttemperaturen ein, die in der Regel von dem Feuchtemesser 28 gemessen
werden. Beim Füllen
des Generatorgehäuses 2 mit
Wasserstoff ist dessen Taupunkttemperatur normalerweise sehr niedrig.
Wird die Primärwassertemperatur
mit einer Heizvorrichtung erhöht
und das Primärwasser mit
einer Umwälzpumpe
durch die Wicklungen gedrückt,
wird Feuchte aus den indirekt erwärmten Bauteilen frei und die
Taupunkttemperatur im Gas steigt, bis sich bei konstanter Temperatur
von Gas und Werkstoff ein neuer Gleichgewichtszustand der Wasserdampfpartialdrücke eingestellt
hat. An Bauteilen, die kalt bleiben, wie beispielsweise den Gehäusewänden, kann
es zu Taupunktunterschreitungen und zum Ausfall von Wasser 103 kommen.
Wenn zu dieser Zeit die Wasserstoffkühler 6 mit kaltem
Sekundärwasser 7 durchströmt werden,
kann es hier zur Kondensation 104 an den Kühlrohren
und/oder Lamellen, oder zum Abtropfen des Kondensats 105 führen. Ein Ansprechen
der Flüssigkeitsmelder 26 ist
in diesem Fall nicht auszuschließen.
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Diese beschriebenen Vorgänge erfolgen auch,
wenn sich das Kühlgas
Wasserstoff beim Hochfahren der Maschine durch Reibungsverluste, insbesondere
bei Maschinen mit Kompressoren, schnell erwärmt und das Gas schnell und
mit großer Intensität freiwerdende
Feuchte aus den Isolierstoffen und Kapillaren 106 aufnimmt.
Um eine Betauung an den Wicklungen zu verhindern, wird regelungstechnisch
die Primärwassertemperatur
immer über der
Gastemperatur gehalten. Die Wasserstoffkühler 6 werden jedoch,
sobald das Sekundärwasser 7 diese
zum Regeln der Gastemperatur durchströmt, zu Kältefallen im Generatorgehäuse 2.
Bei diesem Anfahrvorgang können
im Innenraum 3 der Maschine die Taupunkttemperaturen temporär bis auf
+30°C an steigen.
Beim Zuschalten des Kühlwassers
der Wasserstoffkühler 6 kann
es zu einer schlagartigen Betauung und zum Abtropfen kommen.
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Nach diesen Übergangsphasen stellen sich wieder
stabilere Verhältnisse
der Dampfpartialdrücke ein
und durch den Betrieb der Gastrockner 21 zum Entzug von
Wasserdampf 107 aus dem Gaskühlkreis sinkt die Taupunkttemperatur.
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Kommen Geltrockner als Gastrockner 21 zum
Einsatz, verläuft
die Aufnahme von Wasser nach einer e-Funktion, das heißt, der
Trockner nimmt nach einer von vielen Funktionen abhängigen Betriebszeit praktisch
kein Wasser mehr auf. In diesem Betriebszustand kann er sogar unter
Umständen
wieder Feuchte abgeben. In der Praxis wird die Betriebszeit nach
dem Farbumschlag des Gels oder nach der sogenannten Durchbruchstemperatur
bestimmt.
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Damit der Trockner wieder Wasser
aufnehmen kann, ist ein sogenannter Regenerationsbetrieb erforderlich.
Während
dieses Betriebs wird der Trockner abgesperrt und das Wasser 108 mit
warmer Luft entzogen. Die Taupunkttemperatur im Wasserstoff steigt
während
dieser Regenerierung des Trockners wieder an. Erfahrungsgemäß stellt
sich nach mehreren Wochen bei konstantem Leistungsbetrieb des Generators
eine mittlere Taupunkttemperatur ein. Diese mittlere Taupunkttemperatur
ist nicht nur vom Maschinentyp abhängig, vielmehr können baugleiche
Maschinen bei gleicher Fahrweise der Leistung deutliche unterschiedliche
mittlere Taupunkttemperaturen aufweisen. Taupunkttemperaturen von –10°C bis –15°C oder auch
unter –40°C können sich
einstellen.
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Sobald die thermischen Verhältnisse
sich in der Maschine beim Leistungsbetrieb ändern, stellen sich neue Taupunkttemperaturen
ein, selbst, wenn es nicht zu einer Kondensation an kalten Bauteilen kommt.
Mit dem Feuchtemesser 28 werden diese erfasst. Der Anstieg
der Feuchte lässt
aber keinen direkten Rückschluss
auf das Vorliegen einer Primärwasserleckage
zu.
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Das Eintragen von Feuchte über die
Nachspeisung von Wasserstoff 109 kann mit hoher Wahrscheinlichkeit
ausgeschlossen werden.
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Ferner besteht die Möglichkeit,
dass dem Gaskühlkreis
von außen
Feuchte 110 über
die Wellendichtung 9 zugeführt wird. In der Wellendichtung 9 kann
es zu einem Ölaustausch
kommen, bei dem luftgesättigtes Öl mit wasserstoffhaltigem Ö1 vermischt
wird. Das luftgesättigte
oder mit atmosphärischer
Luft angereicherte Öl
enthält
anlagen- und umweltspezifisch hohe Wasserdampfanteile, die in den Gaskühlkreis
eindringen und den Feuchtezustand in der Maschine beeinflussen können.
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Über
einen undichten Wasserstoffkühler 6 kann
Sekundärwasser 111 in
das Generatorgehäuse 2 gelangen.
Die Feuchtemesser 28 können
aber den Eintrag von Wasser aus unterschiedlichen Quellen nicht
unterscheiden, so dass ein Feuchtealarm der Feuchtemesser 28 noch
nicht zwangsläufig
bedeutet, dass eine Leckage vorliegt, da die voranstehenden Darlegungen
gezeigt haben, dass vielfältige
Ursachen vorliegen können,
die zur Ansammlung von Wasser und/oder Feuchte in der Maschine führen, und
zwar ohne das Vorliegen einer Leckage.
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Weil die Einflussgrößen der
Feuchte 100 bis 111 in der Maschine die Detektion
einer Leckage erschweren, wird Tritium als Hilfsmittel zur Detektion verwendet.
Die online-Überwachung
des Wasserstoffs auf Tritium mit entsprechenden Detektoren 29 hat
sich zur grundsätzlichen
Feststellung einer Leckage im Primärwasserkreis bewährt. Wird über den Detektor 29 Tritium
angezeigt, stellt sich die Frage nach Ort und Menge der Leckage,
nach der Gefährdung
der Maschine und nach der Echtheit der Fehlermeldung. Mit einem
entsprechend hohem Aufwand ist es möglich auch Kleinstleckagen <l0g/h nachzuweisen.
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Die Abbildung 3 zeigt eine Schaltungsvariante, wie
der Gastrockner 21 über
die Rohrleitung 22 an die Maschine angekoppelt sein kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Gastrockner 21 als Geltrockner ausgebildet, der
eine mit einem hygroskopischen Gel gefüllte Kammer 38 aufweist.
Zur Bestimmung einer Leckage und der Leckagegröße ist bei dieser Schaltung
in der Rohrleitung 22 hin zum Gastrockner 21 eine
auswechselbare Patrone 39 angeordnet, die mit einem hygroskopischen Gel
gefüllt
ist. Beim Durchströmen
dieser Patrone 39 mit Kühlgas
aus der Maschine lagert sich Feuchtigkeit in dem Gel ab und führt zu einer
Gewichtszunahme. Aus einem Vergleich des bekannten Gewichts der
Patrone 39 mit trockenem Gel und der Patrone mit nassem
Gel lässt
sich bei bekannter Betriebsdauer und bekanntem Volumenstrom durch
die Patrone die Wassermengenaufnahme des Gels pro Zeiteinheit bestimmen,
die wiederum eine Aussage über
die Leckagemenge ermöglicht.
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Bei der Verwendung der mit dem Gel
gefüllten
Patrone 39 muss der Gastrockner 21 nicht unbedingt
auch als Geltrockner ausgebildet sein, wie es bei der dargestellten
Ausführungsform
der Fall ist. Der Einsatz eines Kondensattrockners ist ebenso möglich.
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Die in 3 gezeigte
Ausführungsform
zeigt vielmehr eine weitere Möglichkeit,
den zuvor beschriebenen Gewichtsunterschied zwischen dem trockenen
und dem nassen Gel zu ermitteln. Zu diesem Zweck ist die mit dem
Gel gefüllte
Kammer 38 mit einer Wägeeinrichtung 40 verbunden,
so dass ohne Ausbau der Kammer 38 oder des gesamten Gastrockners 21 die
Gewichtsbestimmung des Gels zur Ermittlung der Leckagegröße ermöglicht wird.
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Bei der vorgestellten Maschine lassen
sich Leckagen der unterschiedlichsten Art sicher und schnell feststellen
wobei in vielen Fällen
zusätzlich eine
Aussage über
die Leckagemenge und/oder den Leckageort möglich ist.