DE1868382U - COOLING DEVICE FOR ELECTRIC GENERATORS OF UNDERWATER POWER PLANTS. - Google Patents

Description

P.A.-8010305-25.1.G3 _ti PA-8010305-25.1.G3 _ti

SIEMENSSIEMENS

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFTSIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und Erlangen
Patent- und LizenzabteilungBerlin and Erlangen
Patent and Licensing Department

® ÖERLIN-SIEMENSSTADT 62^0083 ® ÖERLIN-SIEMENSSTADT 62 ^ 0083

Kühleinrichtung für elektrische Generatoren von TJnt erwas ser-Kraf twerkenCooling device for electrical generators from Tinta water power plants

iEiiliiSf "betrifft Kühl einrichtungen für elektrische Generatoren von Unterwasser-Kraftwerken. Die Kühlung dieser Generatoren erfolgt im allgemeinen durch einen erzwungenen Kreislauf des Kühlmittels im Gehäuse des Generators, wobei das umlaufende Kühlmittel zur Rückkühlung durch das Sriebv/asser an der den Generator stirnseitig abdeckenden Haube entlanggeführt wird ο Damit die Ausnutzung des Generators gesteigert werden kann, welche durch die durch das verwendete Isoliermaterial deriEiiliiSf "relates to cooling devices for electrical generators of underwater power plants. These generators are generally cooled by means of a forced cycle of the coolant in the housing of the generator, with the circulating coolant for recooling through the drive water the hood covering the front of the generator is guided ο so that the utilization of the generator is increased can, which by the insulation material used by the

- 1 - D/Öü- 1 - D / Öü

PM 9/810/3981PM 9/810/3981

Wicklungen bedingte zulässige Erwärmung der Wicklung begrenzt jSü, ergibt sich, die Aufgabe, eine möglichst gute Rückkühlung des Kühlmittels zu erhalten und dafür zwischen dem Kühlmittel und der den Generator abdeckenden Haube einen möglichst hohen Wärmeübergang su erzielen. Es ist bekannt, zur Verbesserung der Wärmeabgabe die Oberfläche der Haube mit Kühlrippen zu versehen. Wegen der gekrümmten Porm der Haube können diese Kühlrippen jedoch nicht einwandfrei an der Haube aufgeschweißt werden, so daß die Herstellung einer mit Kühlrippen versehenen Haube äußerst schwierig und teuer ist. Außerdem verschlechtert eine mangelhafte Befestigung der Kühlrippen den Wärmeübergang zur Haube.Windings-related permissible heating of the winding is limited jSü, the task is to achieve the best possible recooling to get the coolant and for this between the coolant and the hood covering the generator as high as possible Achieve heat transfer see below. It is known to improve to provide the surface of the hood with cooling fins to reduce the heat dissipation. Because of the curved shape of the hood, these However, cooling fins are not properly welded to the hood, so that the production of one provided with cooling fins Hood is extremely difficult and expensive. In addition, poor fastening of the cooling fins worsens the Heat transfer to the hood.

Durch die vorliegende jfeffiSÄlSg' werden die JJaehteile der bekannten Anordnung vermieden, und es wird gleichzeitig ein guter Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel und der den Generale ue rune: tor abdeckenden Haube geschaffen. Gemäß der IBWS^MWt&W^ ist die dem Kühlmittel zugewandte Oberfläche der Haube durch stumpf aufgeschweißte oder aufgelötete Bolzen vergrößert. Die stumpfe Aufschweißung oder Auflötung des Bolzens kann in bekannter Weise in einem automatischen oder halbautomatischen Arbeitsgang erfolgen. Da dadurch der gesamte Querschnitt des Bolzens unmittelbar mit der Oberfläche der Haube verbunden ist, wird die vom Bolzen aus dem Kühlmittel aufgenommene Wärme direkt an die Haube abgeführt und kann so an das die Haube umgebende Triebwasser abgegeben werden. Durch geeignete Wahl der Höhe und des Querschnitts der Bolzen sowie der Dichte ihrerThe present jfeffiSÄlSg 'avoids the JJaehteile of the known arrangement, and at the same time a good heat transfer between the coolant and the cover covering the general rune: gate is created. According to IBWS ^ MWt & W ^ the surface of the hood facing the coolant is enlarged by butt welded or soldered on bolts. The butt welding or soldering of the bolt can be carried out in a known manner in an automatic or semi-automatic operation. Since the entire cross-section of the bolt is thereby directly connected to the surface of the hood, the heat absorbed by the bolt from the coolant is dissipated directly to the hood and can thus be given off to the driving water surrounding the hood. By suitable choice of the height and cross section of the bolts, as well as the density of their

PLA 9/810/3981PLA 9/810/3981

Anordnung kann die Wärmeübergangszahl zwischen dem Kühlmittel und der Haube den gegebenen Verhältnissen zweckmäßig angepaßt v/erden. Man kann weiterhin die Bolzen mit Rillen oder Gewinde versehen, wodurch die wärmeaufnehmende Oberfläche vorteilhaft vergrößert wird. Ferner können die Bolzen zur Erhöhung der Kühlziffer aus einem besser wärmeleitenden Material als das der Haube hergestellt sein.Arrangement can expediently match the heat transfer coefficient between the coolant and the hood to the given conditions. You can also provide the bolts with grooves or threads, whereby the heat-absorbing surface is advantageously increased. Furthermore, the bolts to increase the cooling coefficient can be made of a better heat-conducting material than that of the hood.

FeuerungFiring

Im folgenden sei die SEEXMIlg anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.In the following the SEEXMIlg is based on an exemplary embodiment explained in more detail.

Der Generator 1 eines Unterwasser-Kraftwerkes ist zusammen mit der Turbine 2 in einem Gehäuse 3 im Iriebwasserkanal 4 untergebracht. Das Gehäuse 3» das allseitig vom Triebwasser umflossen ist, wird durch Stützen 5 in seiner Lage gehalten. Zur Kühlung des Generators 1 ist innerhalb des Gehäuses 3 ein Kühlmittelkreislauf vorgesehen, der durch das Gebläse 6 zwangsläufig hervorgerufen wird. Das Gebläse 6 ist in der Längsachse des Gehäuses 3 in der Nähe der den Generator stirnseitig abdeckenden Haube 7, die ein Teil des Gehäuses 3 bildet, untergebracht. Die Kühlluft wird, vom Gebläse 6 durch den zur Wartung des Generators 1 vorgesehenen Raum 8 zum Polrad 9 des Generators getrieben, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist. Entsprechend dem Pfeil 11 durch den Habenstern des Polrades 9 hindurchgeführt, wird, das Kühlmittel umgelenkt und streicht zwischen den Polen des Polrades 9 hindurch und MhIt damit die Erregerwicklung des Generators sowie die Wik-The generator 1 of an underwater power plant is housed together with the turbine 2 in a housing 3 in the water channel 4. The housing 3 », which is surrounded by the driving water on all sides, is held in its position by supports 5. To cool the generator 1, a coolant circuit is provided within the housing 3, which is inevitably brought about by the fan 6. The fan 6 is accommodated in the longitudinal axis of the housing 3 in the vicinity of the hood 7 which covers the front side of the generator and which forms part of the housing 3. The cooling air is driven by the fan 6 through the space 8 provided for maintenance of the generator 1 to the pole wheel 9 of the generator, as indicated by the arrow 10. Passed through the star of the pole wheel 9 according to the arrow 11, the coolant is deflected and sweeps between the poles of the pole wheel 9 and thus the excitation winding of the generator and the coil

9/810/^9?9/810 / ^ 9?

PIA 9/810/2981PIA 9/810/2981

kelköpfe der Ständerwicklung. Danach wird das Kühlmittel gemäß Pfeil 12 in einen zwischen der Innenverschalung 13 des Gehäuses 3 und der Haube 7 gebildeten Kühlkanal 14 geleitet. Das in dem Kühlkanal 14 eng an der Oberfläche der vom Triebv/asser umflossenen und dadurch gekühlten Haube 7 entlangstreichende Kühlmittel gibt hierbei die aus den aktiven Teilen des Generators aufgenommene Wärme an die Haube 7, deren Oberfläche durch stumpf aufgeschweißte Bolzen 15 vergrößert ist, ab. Das Triebwasser dient mithin als Rückkühlungsmittel für das Kühlmittel des Generators 1.angular ends of the stator winding. Thereafter, the coolant is directed according to arrow 12 into a cooling channel 14 formed between the inner casing 13 of the housing 3 and the hood 7. The coolant in the cooling duct 14, which runs close to the surface of the hood 7, which is surrounded by the engine water and is thereby cooled, releases the heat absorbed from the active parts of the generator to the hood 7, the surface of which is enlarged by butt-welded bolts 15. The drive water therefore serves as a recooling medium for the coolant of the generator 1.

Da bei Unterwasser-Kraftwerken im allgemeinen Generatoren größerer Leistung eingesetzt werden, haben die den Generator stirnseitig abdeckenden Hauben, an welche gemäß der li&xiSSig Bolzen stumpf aufgeschweißt oder aufgelötet werden, einen Krümmungsradius von mindestens 0,5 m und größer. Die Wahl des Bolzendurchmessers erfolgt in vorteilhafter Weise in Hinblick auf eine günstigste Wärmeübertragung. Dabei sind sowohl das Verhältnis der loLzenÜberfläche zum Bolzenquerschnitt als auch die Mindestabstäride der Bolzen untereinander zu berücksichtigen. Diese Mindestabstände werden einmal durch das zum Schweißen bzw. zum löten verwendete Gerät vorgeschrieben, zum anderen darf auch der Kühlmittelumlauf durch die Bolzen nicht so behindert v/erden, daß ein unwirtschaftlich hoher lüfterdruck erforderlich ist. Günstige Wärmeübergangsverhältnisse werden bei eiiET Wahl des Bolzendurchmessers zwischen 8 und 15 mm und einem Mindest abstand der Bolzen zueinander ν on^^bio-⁵ 6 (X mm ^y-?§Since generators of greater power are generally used in underwater power plants, the hoods that cover the front of the generator, to which according to the li & xiSSig bolts are butt welded or soldered, have a radius of curvature of at least 0.5 m and larger. The choice of the bolt diameter is made in an advantageous manner with a view to the most favorable heat transfer. Both the ratio of the bolt surface to the bolt cross-section and the minimum spacing between the bolts must be taken into account. These minimum distances are prescribed by the device used for welding or soldering, and secondly, the coolant circulation through the bolts must not be so hindered that an uneconomically high fan pressure is required. Favorable heat transfer conditions are achieved with a choice of stud diameter between 8 and 15 mm and a minimum distance between the studs ν on ^^ bio- ⁵ 6 (X mm ^y -? §

PIA 9/810/3981PIA 9/810/3981

erhalten. Die Länge des Bolzens richtet sich nach der Breite des Kühlluftkanals vor der Haube.obtain. The length of the bolt depends on the width of the cooling air duct in front of the hood.

Die Bolzen können bei den genannten Abmessungen mit bekannten Bolzen-Schweißverfahren fugenlos mit der Haube verbunden werden, da die Fläche der Haube, auf welche der Bolzen aufgesetzt v/ird, für den relativ kleinen Bolzenquerschnitt einer ebenen Fläche entspricht. Die von dem Bolzen aufgenommene Wärme kann mithin über seinen vollen Endquerschnitt, also mit geringem Wärmeübergangswiderstand, an die Haube abgeführt werden.With the dimensions mentioned, the bolts can be seamlessly connected to the hood using known bolt welding processes because the surface of the hood on which the bolt is placed, for the relatively small bolt cross-section of a corresponds to a flat surface. The one picked up by the bolt Heat can therefore over its full end cross-section, that is with low heat transfer resistance, are dissipated to the hood.

1 Figur1 figure

3 Ansprüche3 claims

™- 5 —™ - 5 -

Claims (3)

RArBOI 0305-20.1.63 PLA 9/810/3981 Schutz ZHXS ansprücheRArBOI 0305-20.1.63 PLA 9/810/3981 Protection ZHXS claims 1. Kühleinrichtung für elektrische Generatoren von Unterwasser-Kraftwerken, bei denen das umlaufende Kühlmittel des Generators zur Rückkühlung durch das Triebwasser an der den Generator stirnseitig abdeckenden Haube entlanggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kühlmittel zugewandte Oberfläche der Haube durch stumpf aufgeschweißte oder aufgelötete Bolzen vergrößert ist.1. Cooling device for electrical generators in underwater power plants, where the circulating coolant of the generator is guided along the hood covering the front side of the generator for recooling by the driving water, thereby characterized in that the surface of the hood facing the coolant is provided by butt welded or soldered bolts is enlarged. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen mit Rillen oder Gewinde versehen sind.2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the bolts are provided with grooves or threads. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen aus besser wärmeleitende© Material als das der Haube hergestellt sind.3. Cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that that the bolts are made of a better heat-conducting © material than that of the hood. — 6 ~- 6 ~