DE2259738A1 - Kuehleinrichtung fuer elektrische generatoren von unterwasserkraftwerken - Google Patents

Description

Kühleinrichtung für elektrische Generatoren von Unterwasserkraftwerken

Bei Unterwasserkraftwerken liegen die elektrischen Generatoren im Innern eines im allgemeinen tropfenförmig ausgebildeten Stahlhohlkörpers, dessen den Generator stirnseitig abdeckender Teil als Haube bezeichnet wird. Die Kühlung der Generatoren erfolgt durch einen erzwungenen Kreislauf eines Kühlmittels im Gehäuse des Generators, z.B. Luft oder auch Wasser, wobei das umlaufende Kühlmittel zur Rückkühlung durch das kalte, außen strömende Triebwasser an der inneren Oberfläche der Haube entlanggeführt wird. Die Haube dient somit als Wärmetauscher zwischen dem erwärmten Kühlmittel und dem äußeren kalten Triebwasser.

Damit eine möglichst intensive Rückkühlung erreicht wird, muß man eine möglichst hohe Wärmeübertragung von dem Kühlmittel auf die Wandung der Haube erreichen. Dazu ist es aus der französischen Patentschrift 1 022 783 bekannt, die dem Kühlmittel zugewandte Oberfläche der Haube mit Kühlrippen zu versehen. Wegen der gekrümmten Form, der Haube ergeben sich aber durch die Länge der Kühlrippen Schwierigkeiten bei deren Befestigung an der Haube. .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung einer derartigen, mit Kühlrippen versehenen Haube zu vereinfachen, ohne daß dabei der gute Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel und der Haube beeinträchtigt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Kühleinrichtung für elektrische Generatoren, von Unterwasser-

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kraftwerken, bei denen das umlaufende Kühlmittel des Generators zur Rückkühlung durch das Triebwasser an der den Generator stirnseitig abdeckenden Haube entlanggeführt wird, die an der dem Kühlmittel zugewandten Oberfläche mit Kühlrippen versehen ist. Gemäß der Erfindung sind die gegenüber dem Strömungsweg des Kühlmittels entlang der Haubenoberfläche kurzen Kühlrippen hakenförmig gebogen und einseitig an der Haube befestigt.

Durch die Verwendung von kurzen Rippen wird der Einfluß der Haubenkrümmung bei der Befestigung der Rippen verringert. Außerdem bleibt die sich an jeder Rippe gegenüber dem strömenden Kühlmittel bildende Grenzschicht verhältnismäßig dünn, so daß man einen guten Y/ärmeübergang erreicht. Ferner wird durch die Hakenform der kurzen Kühlrippen die Rippenoberfläche vergrößert, ohne daß der Strömungskanal für das Kühlmittel höher gemacht v/erden muß. Man wünscht aber gerade, den Strömungskanal niedrig zu halten, damit bei vorgegebener Leistung des die Kühlmittelströmling hervorrufenden Gerätes (z.B. Gebläse) eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Kanal und somit ein großer Kühlmitteldurchfluß erreicht v/erden kann. Der Vorteil der hakenförmigen Kühlrippen liegt also darin, daß damit in einem niedrigen Strömungskanal große Rippenflächen bei kleiner Rippenzahl verwirklicht v/erden können. Dadurch ist sowohl ein guter V/ärmeübergang gewährleistet als auch die Fertigung vereinfacht, weil die Zahl der kurzen Rippen verringert ist. Ein solches leistungsfähiges Rippensystem ist besonders wichtig, wenn unter Überdruck gesetzte Luft als Kühlmittel verwendet wird, weil dies die spezifische Übertragungsleistung wesentlich erhöht.

Es empfiehlt sich, die in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Kühlrippen jeweils versetzt anzuordnen, damit ein besonders guter Wärmeübergang erreicht wird. Dieser kann noch dadurch verbessert werden, daß die Kühlrippen aus einem besonders gut wärmeleitenden Material bestehen, z.B. aus

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Kupfer. Letzteres hat auch noch den Vorteil, daß es sich durch einfache Fertigungsverfahren, z.B. Löten, zur Befestigung an Stahlflächen eignet.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den . Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, die Anordnung und den Aufbau einer Maschinengruppe eines Unterwasserkraftwerkes. In Fig. 2 ist, senkrecht zur Strömungsrichtung des Kühlmittels geschnitten, ein Teil des Strömungskanals entlang der mit Kühlrippen versehenen Haube dargestellt, und Fig. 3 zeigt den Schnitt III-III in Fig. 2.

Der Generator 1 eines Unterwasserkraftwerkes ist zusammen mit der Turbine 2 in einem tropfenförmig ausgebildeten Gehäuse 3 im Triebwasserkanal 4 untergebracht. Das Gehäuse 3» das allseitig von Triebwasser umflossen ist, -wird durch Stützen 5 in seiner Lage gehalten. ■ ..

Zur Kühlung des Generators 1 wird als Kühlmittel Luft verwendet, die innerhalb des Gehäuses 3 in einem Kühlmittelkreislauf umläuft, der durch das Gebläse. 6 zwangsläufig hervorgerufen wird. Das Gebläse 6 ist in der Längsachse des Gehäuses 3 in der Nähe der den Generator 1 stirnseitig abdeckenden Haube 7, die einen Teil des Gehäuses 3 bildet, untergebracht. Das Kühlmittel wird vom Gebläse 6 durch den zur Wartung des Generators 1 vorgesehenen Raum 8 zum Polrad des Generators 1 getrieben, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist. Es wird nun durch den Nabenstern des Polrades 9 hindurchgeführt (siehe Pfeil 11) und umgelenkt, streicht dann zwischen den Polen des Polrades 9 hindurch und kühlt damit die Erregerwicklung des Generators 1 sowie die Wickelköpfe der Ständerwicklung. Danach wird das Kühlmittel gemäß Pfeil 12 in einen zwischen der Innenverschalung 13 des Gehäuses 3 und der Haube 7 gebildeten Strömungskanal 14 ge- _:

leitet. ■

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Das in dem Strömungskanal 14 eng an der Innenwandung der vom Triebwasser umflossenen und dadurch gekühlten Haube 7 entlangströmende Kühlmittel gibt hierbei die aus den aktiven Teilen des Generators 1 aufgenommene Wärme an die Haube 7» deren dem Kühlmittel zugewandte Oberfläche 15 durch Kühlrippen 16 vergrößert ist, ab. Die Haube 7 dient somit als Wärmetauscher zwischen dem erwärmten Kühlmittel und dem als Rückkühlungsmittel verwendeten kalten Triebwasser.

Die einzelnen Kühlrippen 16 bestehen aus hakenförmig, mit unterschiedlicher Schenkellänge gebogenen Blechen, z.B. aus Kupfer, deren längerer Schenkel 17 an der Haube 7 befestigt ist. Die Länge der Kühlrippen 16 ist kurz gegenüber dem Strömungsweg des Kühlmittels, und die Kühlrippen 16 liegen parallel zur Strömungsrichtung. Dabei sind hintereinanderliegende Kühlrippen 16 jeweils versetzt angeordnet, damit ein· möglichst guter. Wärmeübergang erzielt wird. Da durch die Hakenform der Kühlrippen 16 die Oberfläche jeder einzelnen Kühlrippe 16 wesentlich vergrößert ist, ohne daß die Höhe des StrömungskanaIs 14 groß gewählt werden muß, erhält man eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels und somit einen guten Wärmeübergang auf die Haube 7. Die Zahl der Kühlrippen 16 wird im Hinblick auf einen guten Wärmeübergang so klein wie.möglich gehalten, wodurch sich die Fertigung der Haube 7 vereinfacht.

6 Ansprüche
3 Figuren

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Claims (6)

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1. Kühleinrichtung für elektrische Generatoren von Unterwasserkraftwerken, bei denen das umlaufende Kühlmittel des Generators zur Rückkühlung durch das Triebwasser an der den Generator stirnseitig abdeckenden Haube entlanggeführt wird, die an der dem Kühlmittel zugewandten Oberfläche mit Kühlrippen, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber dem Strömungsweg des Kühlmittels entlang der Hauben- . Oberfläche (15) kurzen Kühlrippen (16) hakenförmig gebogen und einseitig an der Haube (7) befestigt sind.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) parallel zur Strömungsrichtung des Kühlmittels angeordnet sind.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Kühlrippen (16) jeweils versetzt angeordnet sind.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) aus hakenförmig mit unterschiedlicher Schenkellänge gebogenen Blechen bestehen, deren längerer Schenkel (17) an der Haube (7) befestigt ist.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) aus einem, besonders gut wärmeleitenden Material bestehen.

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) aus Kupfer sind.

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