DE2337487A1 - Dynamoelektrische maschine mit stroemungsstosseinrichtung - Google Patents

Dynamoelektrische maschine mit stroemungsstosseinrichtung

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Description

Dynamoelektrische Maschine mit StrömungsStoßeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf gasgekühlte, flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschinen und insbesondere auf Mittel zur zeitweisen und intermittierenden Erhöhung des Volumens der Strömung des flüssigen Kühlmittels durch das Plüssigkeits-Kühlsystem.
Gasgekühlte, flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschinen
verwenden getrennte Systeme, um unterschiedliche Maschinenbauteile zu kühlen. Beispielsweise benutzen grosse Generatoren von Zentralstationen hohle Kupferleiter, die innen durch in Längsrichtung hindurchströmende Flüssigkeit gekühlt werden, für die
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stationäre Hochspannungswicklung des Ankerelementes, während die Rotorwicklungen und andere Teile der elektromagnetischen Struktur durch Hindurchleiten von Gas gekühlt werden, das auf mehrere Atmosphären komprimiert sein kann, um sein Wärmeabfuhrvermögen zu vergrössern.
Jedes. Maschinenbauteil muss mit ausreichendem Kühlvermögen für einen sicheren Betrieb für den härtesten Betriebszustand und gemäß den speziellen technischen Grenzen ausgelegt sein, die für das bestimmte Teil zweckmässig sind. Bei der flüssigkeitsgekühlten Ankerwicklung ist jeder Ankerleiter,aus vielen getrennt isolier-, ten Hohlsträngen aufgebaut, die hydraulisch parallel geschaltet Flüssigkeit führen. In ähnlicher Weise sind die Ankerleiter, die die gesamte Wicklung bilden, hydraulisch gewöhnlich in mehreren parallelen Gruppen verbunden, die häufig zahlenmässig gleich der Gesamtzahl der Ankerleiter in der Wicklung sind. Diese getrennten Hydraulikkreise werden durch isolierende Hochspannungsschläuche gespeist und entleert. Eine Auslegungsbedingung für die flüssjgkeitsgekühlte Wicklung besteht darin, dass ein Verdampfen oder Sieden in irgendeinem hydraulischen Kreis niemals auftreten darf, da der dabei entstehende Dampf die Strömung in dem bestimmten Hydraulikkreis in drastischer Weise reduzieren könnte, wodurch ein weiteres Verdampfen oder Sieden und eine nahezu vollständige Strömungsblockierung in dem bestimmten Strang oder Ankerstab in der Wicklung auftreten würde. Falls eine derartige Dampfblockierung auftreten sollte, könnte der eine Leiter oder Strang praktisch keine Kühlmittelströmung aufnehmen , während die anderen Leiter weiterhin ihre im wesentlichen normale Menge aufnehmen würden, wodurch anormale oder gefährlich hohe Temperaturen in dem durch Dampf blockierten Leiter entstehen würden. Eine zusätzliche Gefahr bei einer derartigen Situation besteht darin, dass sich in den isolierenden Hochspannungs-Auslaßschläuchen Dampf sammeln kann, die Flüssigkeitssäule unterbrochen werden und hohe dielektrische Beanspruchungen über dem dampfgefüllten Abschnitt des Schlauches auftreten können, wodurch die Gefahr eines örtlichen Lichtbogens entsteht, der den Schlauch zerstören könnte.
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Der Nennbetrieb einer dynamoelektrischen Maschine,muss die Möglichkeit transienter Überlastungen und irgendwelche möglichen fehlerhaften Betriebszustände in Rechnung stellen. Da eine Dampfbildung in dem Flüssigkeitskreis nicht zugelassen werden kann, ist es notwendig, die Ankerwicklung mit einschneidenden Temperaturgrenzen für den normalen Betriebszustand zu versehen, damit sie für transiente überbelastungen oder einen falschen Betrieb sicher ist. Diese Grenzen können mittels der vorliegenden Erfindung herabgesetzt werden, die für zusätzliche Kühlkapazität während kurzer traneienter Überbelaetungsperioden sorgt, indem der Strömungsdurchsatz vergröesert wird, d.h. das Flüssigkeits-Kühlsystem arbeitet während dieser Periode "im Stoßbetrieb".
Eiie Dampfbildung in den flüssigkeitsgekühlten Leitern oder Schläuchen könnte selbstverständlich dadurch unterdrückt werden, dass der Plüssigkeits-Kühlkreis kontinuierlich unter Druck gesetzt wird. Dies ist jedoch keine wünschenswerte oder zufriedenstellende Lösung, da die mechanischen Beanspruchungen auf die Leiter oder Schläuche erhöht werden, Brüche hervorgerufen werden können und zusätzlich das vorteilhafte überwachungs- und Schutzsystem nicht verwendet werden kann, das im folgenden Absatz beschrieben wird.
Gasgekühlte, flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschinen können so ausgelegt sein, dass der Druck des flüssigen Kühlmittels geringer ist als der Druck des gasförmigen Kühlmittels. Diese Anordnung eignet sich für eine Leckage-Prüfvorrichtung, durch die, wenn in dem Flüssigkeits-Kühlsystem ein Leck auftritt, gasförmiges Kühlmittel in das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem gelangt und anschliesserid von einem Gasanalysierer oder einer äquivalenten Vorrichtung abgetastet wird, woraufhin Alarm gegeben wird. Da der Druck des gasförmigen Kühlmittels normalerweise höher ist als der Druck des flüssigen Kühlmittels, gelangt das gasförmige Kühlmittel
η das flüssige Kühlmittel und nicht umgekehrt, wodurch eine ernste Beschädigung der Maschine verhindert wird. Deshalb ist klar, dass das vorstehend beschriebene System von wesentlichem
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Vorteil ist. Es ist ferner klar, dass mit dieser Leckage-Prüfvorrichtung Anordnungen, die eine Herabsetzung des Druckwertes in dem Flüssigkeitssystem während normaler Betriebsperioden auf ein Minimum gestatten, wünschenswert sind, wenn die Höhe des Druckes in den gasgekühlten Abschnitten der Maschine möglichst klein gemacht werden soll, um die StrömungsVerluste zu reduzieren.
Die Kühlmittelgeschwindigkeiten in dem Flüssigkeitskreis werden zeitweise erhöht, wenn das System "einen Stoß" erhält, wodurch die Drucke im Flüssigkeits-Kühlsystem als ein Nebeneffekt erhöht werden, so dass sie die Drucke in dem Gaskühlsystem überschreiten könnten. Dies erzeugt eine zeitweilige Einbuße der normalen Leckage-überwachungswirk_jung. Dies ist jedoch von untergeordneter Bedeutung, da dieser Zustand nur zeitweilig auftritt und die normale Leckage-Überwachung bei Rückkehr zu "normalen" Betriebsbedingungen wieder hergestellt wird. Ferner sind üblicherweise im Boden·der dynamoelektrischen Maschine flüssigkeitsempfindliche Überwachungsglieder angebracht, die für ein Warnsignal bei einer Flüssigkeits-Leckage irgendwelcher Art in der Maschine sorgen, und diese würden betätigt werden, wenn während der Strömungsstoßperiode eine übermässige Flüssigkeits-Leckage in die Maschine hinein auftritt.
Eine weitere Überlegung bei der Auslegung einer flüssigkeitsgekühlten Ankerwicklung ist die stationäre Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch die hohlen Kupferleiter hindurchfliesst. Eine überhöhte Geschwindigkeit, die über einer längeren Zeit aufrecht erhalten wird, führt zu einer erosiven Zerstörung der Wände des hohlen Kupferleiters. Andererseits können, wie es erfindungsgemäss ausgenutzt wird, angemessen höhere Werte der Flüssigkeitsgeschwindigkeit für kurze Perioden verwendet werden, ohne dass die akkumulierte erosive Beschädigung der Hohlleiter in signifikanter Weise vergrössert wird.
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Ein vollständig unterschiedliches Problem bei der Anwendung von hohlen, flüssigkeitsgekühlten Wicklungen für dynamoelektrische Maschinen besteht darin, dass in dem Flüssigkeits-Kühlsystem gelegentlich Fremdteilchen vorhanden sein können, selbst wenn das System mit Filtern versehen ist. Wenn diese Teilchen paramagnetisch sind, können sie durch die Magnetfelder der Maschine in einem bestimmten Bereich des Hohlleiters festgehalten werden, anstatt dass sie durch die Auslaßkammer mit der s-trömenden Flüssigkeit herausgespült werden. Diese Fremdteilchen können das Flüssigkeits-Kühlsystem beschädigen, wenn das System nicht von Zeit zu Zeit gereinigt wird. Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, das System von Zeit zu Zeit von diesen Fremdteilchen zu reinigen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Strömungsmenge des flüssigen Kühlmittels in dem Flüssigkeits-Kühlmittelsystem einer dynamoelektrischen Maschine temporär zu erhöhen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das "Sieden" des flüssigen Kühlmittels in der dynamoelektrischen Maschine während Überlastperioden zu verhindern.
Weiterhin beinhaltet die vorliegende Erfindung Mittel zum Reinigen des Flüssigkeits-Kühlmittelsystems.
Ferner soll die Grenze nach unten verschoben sein, die von den flüssigkeitsgekühlten Elementen der Maschine eingehalten werden muss, um Überlastsituationen zu bewältigen, wodurch die spezifische Leistungsdichte erhöht werden kann.
Diese und andere Aufgaben werden bei einer flüssigkeitsgekühlten, gasgekühlten dynamoelektrischen Maschine, in deren Kühlsystem der Druck des gasförmigen. Kühlmittels normalerweise den Druck des flüssigen Kühlmittels überschreitet, erfindungsgemäss dadurch
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gelöst, dass eine zusätzliche Menge des flüssigen Kühlmittels in einem Stoßbetriebtank in Reserve gehalten wird, der mit dem Plüssigkeits-Kühlmittelsystem verbunden ist, um für einen Stoß von flüssigem Kühlmittel in das Plüssigkeits-Kühlmittelsystem als Reaktion auf eine Abtasteinrichtung oder eine Zeitsteuerung zu sorgen, die in der dynamoelektrischen Maschine vorgesehen ist. Die Abtasteinrichtung kann thermisch oder elektrisch auf transiente überlastzustände der dynamoelektrischen Maschine ansprechen und einen Auslöseventilmechanismus betätigen, um den Inhalt des Stoßbetriebtankes zu entleeren. Während der Stoßperiode steigen die Drucke in dem Flüssigkeitssystem an und können zeitweise den Gasdruck überschreiten. In ähnlicher Weise sind während dieser Periode die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten höher als ihr normaler stationärer Wert. Nachdem jedoch der Auslöseventilmechanismus geschlossen ist, werden das normale Verhältnis von Gasdruck zu Flüssigkeitsdruck und die normalen Zustände der Flüssigkeitsströmung wieder hergestellt. Der Stoß des flüssigen Kühlmittels erhöht die normale Wärmeaustauschkapazität des Flüssigkeits-Kühlmittelsystems während Perioden transienter überlastung der dynamoelektrischen Maschine und dient auch zur Reinigung des Flüssigkeits-Kühlmittelsystems von Fremdteilchen. Es kann auch ein planmässiger Stoss des flüssigen Kühlmittels vorgesehen sein, um das System auf einer periodischen Basis von Fremdteilchen zu reinigen.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die ZeicHung ist eine teilweise schematisch-e Darstellung von einem Ausführungsbeispiel einer flüssigkeitsgekühlten, gasgekühlten dynamoelektrischen Maschine, die die vorliegende Erfindung beinhaltet. Die gestrichelten Linien stellen elektrische Verbindungen dar.
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Die in der Zeichnung dargestellte gasgekühlte, flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschine 11, wie beispielsweise'ein Turbinengenerator, enthält ein gasdichtes Aussengehäuse 15, einen Statorkern 19 mit einer hindurchführenden Rotorbohrung 21 und einen Generatorrotor 25, der in dem Generatorgehäuse und der Rotorbohrung drehbar montiert ist. Um den Innenumfang des Kernes 19 herum angeordnete Nuten enthalten eine mehrphasige Ankerwicklung 22 mit in den Nuten liegenden Abschnitten 22a und Wickelkopfabschnitten 22b und 22c, wie es allgemein bekannt ist.-'
Die dynamoelektrische Maschine ist sowohl gasgekühlt als auch flüssigkeitsgekühlt. Das gasförmige Kühlmittel wird durch einen Gaseinlaß 29 eingeführt, der von einem nicht gezeigten 'Versorgungstank mit Gas (gewöhnlich Wasserstoff) gespeist werden kann, wie es in der Zeichnung angedeutet ist. Der Gasdruck innerhalb des Gehäuses 11 wird durch eine nicht gezeigte Druckreg'eleinrichtung auf einem festen Wert gehalten und liegt typischerweise mehrere Atmosphären über Atmosphärendruck, um die Wärmetransporteigenschaften des Gases zu vergrössern. Dieses Kühlgas wird mittels auf der Welle angebrachter Lüfter 23 durch ausgewählte wärmeerzeugende'Teile der dynamoelektrischen Maschine, wie beispielsweise Rotor und Kernstruktur, gedrückt und durch Wärmetauscher 2k hindurchgeleitet, um Wärme von der dynamoelektrischen Maschine abzuführen.
Das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem ist allgemein durch ein Rohrleitungs-Strömungsbild dargestellt, das über und um die vorstehend beschriebene dynamoelektrische Maschine herum mit entsprechenden Anschlüssen zu dieser angeordnet ist. Die Pfeile geben die Strömungsrichtung des flüssigen Kühlmittels an. An dem einen Ende des Generators ist ein Einlaß-Verteilerring 31 für das flüssige Kühlmittel vorgesehen, der das flüssige Kühlmittel (von einer später zu beschreibenden Quelle) in und durch die mehrphasige Ankerwicklung leitet mittels elektrisch isolierender Einlaßschläuche 26 und Auslaßschläuche 27 und eines Auslaß-Verteiler-
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ringes 35. In diesem Ausführungsbeispiel, das für flüssigkeitsgekühlte, gasgekühlte Turbinengeneratoren typisch ist, ist ein isolierender Einlaßschlauch 26 und ein isolierter Auslaßschlauch 27 normalerweise mit jeder Ankerwicklungsspule in den entsprechenden Wickelkopfabschnitten 22b und 22c verbunden, so dass alle Spulen hydraulisch parallel arbeiten, obwohl viele Spulen elektrisch in Reihe geschaltet sein können, um die richtige Ausgangsspannung und mehrphasige Ausgangsleistung zu erhalten.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das nicht dargestellt ist, können Teile des Kernelementes 19 durch Flüssigkeit entweder allein oder zusätzlich zu den Ankerwicklungselementen 22 gekühlt werden. Zahlreiche auf dem Umfang im Abstand angeordnete Flüssigkeitskreise, die hydraulisch parallel arbeiten, sind auch in diesem Fall erforderlich mit dem gleichen Risiko der hydraulischen Instabilität zwischen parallelen Strömungskreisen oder der Möglichkeit einer drastischen Herabsetzung der Kühlmittelströmung in einigen Kreisen auf Grund von Dampfbildung, das in der Ankerwicklung 22 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht. Deshalb werden auch für dieses Ausführungsbeispiel durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung ähnliche Vorteile erzielt.
Das flüssige Kühlmittel fliesst von dem Auslaß-Verteilerkopf 35 in einen Vorratstank 39» der üblicherweise etwa 2/3 mit flüssigem Kühlmittel gefüllt ist. Ein Gasüberwachungs- und Warnsystem kann mit dem Vorratstank oberhalb des Flüssigkeitsspiegels verbunden sein, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, um so das Gas (Wasserstoff) zu überwachen, das im Falle einer Leckage im Flüssigkeitssystem innerhalb des Generatorgehäuses 15 in den Flüssigkeitsstrom mitgerissen wird und dann in den Raum oberhalb des flüssigen Kühlmittels in dem Vorratstank austritt. Gasüberwachungsund Leckageabtastsysteme sind allgemein bekannt und ein beispielswise verwendbares System ist in der US-Patentschrift 2 675 493 beschrieben. Der Vorratstank kann mittels einer Entlüftung 41 zur Atmosphäre geöffnet werden.
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Das flüssige Kühlmittel kann von dem Vorratstank mittels einer Hauptpumpe 45 über einen Wärmetauscher 49 und dann durch ein Regulierventil 51 geleitet werden, wodurch eine Quelle für eine Flüssigkeits-Kühlmitteleinspeisung zum Einlaß-Verteilerkopf 31 und zum Kern 19 gebildet wird. Ferner können ein geeignetes Filter 52, Entmineralisierer, Deionisierer usw. enthalten sein, falls dies erforderlich ist. Dies bildet den "normalen" Strömungsuir.lauf des flüssigkeitsgekühlten, gasgekühlten Generators.
Die Einrichtung, durch die das normale Verhältnis von FlüssigkeitB-zu Gasdrucken aufrechterhalten wird, wird durch einen Druckdifferenzregler 55 gebildet, von dem ein oberer Abschnitt 55a gasförmiges Kühlmittel (Wasserstoff) enthält, das von dem Generatorgehäuse abgelassen wird; ein unterer Abschnitt 55b des Reglers enthält flüssiges Kühlmittel, das aus dem Flüssigkeits-Kühlsystem abgelassen wird. Eine durch eine Feder vorgespannte Membran 55c trennt die Flüssigkeit und das Gas und ist auch an einem Ventil befestigt, das durch Heben der Membran betätigt werden kann, um überschüssiges flüssiges Kühlmittel zum Vorratstank zurückzuleiten, wodurch unter normalen Betriebsbedingungen ein Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten wird, der kleiner als der Gasdruck ist. In Verbindung mit dem Ventil 59 ist eine Rückleitschleife 6l vorgesehen. Die Ableitung von überschüssigem flüssigem Kühlmittel aus dem Flüssigkeits-Kühlmittelsystem gestattet die Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes des flüssigen Kühlmittels.
Die erfindungsgemässe Strömungsstoßvorrichtung für ein flüssiges Kühlmittel umfasst einen unter Druck stehenden Vorratstank 65, der normalerweise mit flüssigem Kühlmittel gefüllt ist, das zur Bewältigung der ungünstigsten vorhersehbaren überbelastung ausreicht. Der Stoßbetriebtank wird dadurch gefüllt, dass flüssiges Kühlmittel aus dem Flüssigkeits-Kühlmittelsystem mittels einer Wiederauffüllpumpe 71 stromaufwärts von dem Stoßbetriebtank in eine Strömungsstoßschleife 67 gepumpt wird. Zwischen dem Stoßbetriebtank und der WiQlerauffüllpumpe ist ein Regulierventil 75 vorgesehen. Unter normalem stationärem Betrieb des Generators wird
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der Inhalt des Stoßbetriebtanks unter hohem Druck gehalten, das Regulierventil 75 ist geschlossen und die Wiederauffüllpumpe 71 ist abgeschaltet. Die WiSierauffüllpumpe wird durch einen Drucksensor und ein Betätigungselement 72 automatisch betätigt, wenn der Druck im Strömungsstoßtank 65 unter einen eingestellten Anfangswert abfällt.
Flüssiges Kühlmittel aus dem Strömungsstoßtank ist an einem Eintritt in das Plüssigkeits-Kühlsystem durch ein Auslöseventil 79 gehindert, das stromabwärts von dem Strömungsstoßtank und zwischen dem Plüssigkeits-Kühlmittelsystem und dem Strömungsstoßtank angeordnet ist. Das Auslöseventil schliesst, wenn der Spiegel des flüssigen Kühlmittels unter die Niedrigwert-Abschaltschleife 8l abfällt.
Das Auslöseventil 79 öffnet in Abhängigkeit von einem Ventilbetätigungs glied 85, das typischerweise ein durch eine Magnetspule betätigter Mechanismus sein kann, der auf ein elektrisches Signal anspricht. Mit dem Ventilbetätigungsglied können drei Eingangssignale liefernde Leiter "a", "b" und "c" verbunden sein.
Der Leiter "a" verbindet elektrisch einen Temperatursensor 87 mit dem Ventilbetätigungsglied. Der Temperatursensor kann eine Anzahl von Thermoelementen enthalten, die zur Abtastung der höchsten Temperatur in irgendeinem der Auslaßschläuche 27 des Flüssigkeits-Kühlmittelsystems für die Statorstäbe angeordnet sind. Dies ergibt im allgemeinen ein Temperatursignal, das höchst empfindlich ist gegenüber irgendwelchen transienten Erhöhungen der Erwärmung, die in der flüssigkeitsgekühlten Ankerwicklung 22 auftritt.
Der Leiter "b" kann elektrisch das Ventxlbetätigungsglied 85 mit einem Ankerstromtransformator 91» der an den Phasenwicklungsklemmen angeordnet ist, oder mit irgendeiner äquivalenten Vorrichtung des Ankerstromsensors verbinden. Im Falle einer überbelastung wird ein Signal vom Transformator sum Ventilbetätigungsglied gesendet, wo_durch das Auslöseventil geöffnet wird,
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Der Leiter "c" ist von dem Ventilbetätigungsglied mit einer Zeitsteuerung 95 verbunden, die derart eingestellt sein kann, dass das Ventilbetatigungsglied in regelmässigen Intervallen betätigt wird, um das Flüssigkeits-Kühlsystem impulsförmig zu reinigen. Die Zeitsteuerung kann in Verbindung mit entweder stromempfindlichen oder wärmeempfindlichen Vorrichtungen oder in Verbindung mit beiden Vorrichtungen verwendet werden.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist wie folgt. Unter normalen Betriebsbedingungen sind die Ventile 75 und 79 geschlossen, während das Ventil 51 offen bleibt. Damit kann flüssiges Kühlmittel von dem Vorratstank 39 über das offene Regulierventil 51 in die dynamoelektrische Maschine gepumpt und von dort zum Vorratstank zurückgeleitet werden. Unter diesen Bedingungen überschreitet der Druck des gasförmigen Kühlmittels den Druck an allen Punkten in dem aktiven Flüssigkeits-Kühlmittelkreis, wobei die Relation durch den Druckdifferenzregler 55 in Verbindung mit dem Ventil 59 und der Rückleitschleife 61 aufrechterhalten wird. Wenn in dem Flüssigkeits-Kühlkreis innerhalb des Gehäuses irgendwelche Leckagen auftreten, gelangt Gas in die Flüssigkeit, und dieser Umstand wird durch das Lecküberwachungsund Warnsystem abgetastet.
Wenn entweder der Temperaturfühler oder·der Ankerstromfühler (Ankerstromtransformator) eine überbelastung der dynamoelektrischen Maschine abtastet, signalisiert dieser dem Ventilbetätigungsglied 85, das Auslöseventil 79 zu öffnen, wodurch ein Strömungsstoß des flüssigen Kühlmittels durch das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem hervorgerufen wird. Dieser schliesst automatisch das Regulierventil 51, da die Drucksäule des Strömungsstoßes die Drucksäule der normalen Flüs.sigkeits-Kühlmittelströmung übersteigt. Sobald der Flüssigkeitsspiegel in dem Strömungsstoßtank unter das Niveau der Abschaltschleife 81 fällt, schliesst das Auslöseventil 79 und das Ventil 51 kann sich wieder öffnen und wieder die normale Relation des Druckes des flüssigen Kühlmittels zum Druck
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des gasförmigen Kühlmittels herstellen. Auch die normale Wirkung des Lecküberwachungs- und Abtastsystems wird wieder hergestellt. Der Stoßbetrieb tank 65 wird wieder gefällt und auf seine entsprechende Höhe komprimiert durch die Wiederauffüllpumpe 71, die während des Strömungsstoßbetriebes automatisch in Betrieb gesetzt wird, wenn der Druck im Tank 65 unter seinen vorgeschriebenen Wert abfällt, wodurch flüssiges Kühlmittel durch das Regulierventil 75 fliesst und das Ventil 79 schliesst. Die Pumpe wird abgeschaltet, wenn der vorgeschriebene normale Druckwprt im Tank 65 erreicht ist. Der Strömungsstoßbetrieb kann unter normalen Bedingungen zeitlich regelmässig programmiert sein, indem die Zeitsteuerung 95 eingestellt wird. Dadurch wird das Plüssigkeits-Kühlmittelsystem mit einer vorübergehend vergrösserten Strömung regelmässig gereinigt, die die Wirkung hat, irgendwelche Fremdteilchen aus·dem System herauszuspülen.
Auch wenn die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, so sind selbstverständlich verschiedene Modifikationen möglich. So kann die Erfindung beispielsweise auch angewendet werden, um einen Strömungsstoß für einen flüssigkextsgekühlten Generatorrotor zu liefern.
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Claims (15)

  1. Ansprüche
    Dynamoelektrische Maschine mit einem gasdichten Aussengehäuse, dem ein gasförmiges Kühlmittel zuführbar ist, mit Maschinenteilen innerhalb des gasdichten Aussengehäuses, denen ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einem Plüssigkeits-Kühlmittelsystem zum Umwälzen des flüssigen Kühlmittels durch die Teile der dynamoelektrischen Maschine, gekennzeichnet durch eine Strömungsstoßeinrichtung, die für einen temporären Strömungsstoß des flüssigen Kühlmittels zum Plüssigkeits-Kühlmittelsystem sorgt und einen Stoßbetriebtank (65), der in das Plüssigkeits-Kühlmittelsystem eingefügt ist und eine Versorgung von flüssigem Kühlmittel auf einem höheren Druck als der Druck des flüssigen Kühlmittels im Flüssigkeits-Kühlmittelsystem enthält, eiri Ventil (79), das stromabwärts von dem Stoßbetriebtank (65) und zwischen diesem und dem Plüssigkeits-Kühlmittelsystem angeordnet ist, und eine Vorrichtung (91, 87; 95) zum Triggern des Ventiles (79) umfasst, so dass das flüssige Kühlmittel im Strömungsstoßtank (65) in das Plüssigkeits-Kühlmittelsystem leitbar ist.
  2. 2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (91) zum Triggern des Ventiles (79) auf Überlastbedingungen der dynamoelektrischen Maschine anspricht.
  3. 3. Dynamoelektrische Maschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (87) zum Triggern des Ventiles (79) temperaturab hängig ist.
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  4. 4. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die temperaturabhängige Vorrichtung (87) ein Thermoelement umfasst.
  5. 5. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (91) zum Triggern des Ventiles elektrisch auf den Ankerstrom anspricht.
  6. 6. Dynamoelektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung zum Triggern des Ventiles
    eine Zeitsteuerung (95) ist.
  7. 7. Dynamoelektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das gasförmige Kühlmittel Wasserstoff ist.
  8. 8. Dynamoelektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das flüssige Kühlmittel Wasser ist.
  9. 9. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem einen Vorratstank (39), eine Pumpe (^5), einen Wärmetauscher (^9) und ein Regulierventil (51) in Reihe mit den wassergekühlten Teilen der dynamoelektrischen Maschine umfasst.
  10. 10. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Strömungsstoßeinrichtung mit dem Flüssigkeits-Kühlmittelsystem zwischen dem Regulierventil (51) und dem Einlaßende der flüssigkeitsgekühlten Teile der dynamoelektrischen Maschine verbunden ist.
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  11. 11. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass im stationären Betrieb der höchste Druck in dem Flüssigkeits-Kühlmittelsystem innerhalb der dynamoelektrischen Maschine kleiner ist als der niedrigste Druck im Gas-Kühlmittelsystem, so dass irgendeine auftretende Leckage gasförmiges Kühlmittel ist, das in das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem eintritt.
  12. 12. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass jede Gas-Leckage durch eine Gasüberwachungs- und Abtastvorrichtung feststellbar ist, die in das Flüssigkeits-Kühlmittelsystem eingefügt ist.
  13. 13. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die flüssigkeitsgekühlten Teile die Ankerwicklungen (22) umfassen.
  14. Ik. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , . dass die flüssigkeitsgekühlten Teile Statorkernelemente sind.
  15. 15. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Strömungsstoßeinrichtung ferner eine Hilfspumpe (71) und ein Ventil (75) umfasst, die in das Plüssigkeits-Kühlmittelsystem auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Stoßbetriebtanks (65) eingefügt sind.
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JP (1) JPS4958303A (de)
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CH (1) CH559984A5 (de)
DE (1) DE2337487C3 (de)
GB (1) GB1398507A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163615A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3968388A (en) * 1972-06-14 1976-07-06 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Electric machines, particularly turbogenerators, having liquid cooled rotors
US4300066A (en) * 1979-03-19 1981-11-10 Westinghouse Electric Corp. Leakage measuring apparatus for a gas-cooled, liquid-cooled, dynamoelectric machine
HU203622B (en) * 1984-06-04 1991-08-28 Ganz Villamossagi Muevek Method for regulating loadibility of the air-cooled high-speed turbo generators and arrangement for implementing said method
DE3427758A1 (de) * 1984-07-24 1986-01-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrische maschine mit ueberwachung des fluessigkeitskuehlkreislaufes
DE3600421A1 (de) * 1986-01-09 1987-07-16 Kraftwerk Union Ag Verfahren und vorrichtung zur feststellung und ortung von lokalen uebererwaermungen in fluessigkeits-gekuehlten wicklungen elektrischer maschinen
JPH02299440A (ja) * 1989-05-11 1990-12-11 Fuji Electric Co Ltd スピンドル用モータ
EP1307958B1 (de) * 1998-01-26 2004-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Kühlsystem und verfahren zur kühlung eines generators
JP3289698B2 (ja) * 1998-11-25 2002-06-10 株式会社日立製作所 回転電機
US6691556B2 (en) * 2002-05-20 2004-02-17 General Electric Company Automatic data logging kit and method
DE10243775B4 (de) * 2002-09-20 2004-09-30 Siemens Ag Redundante Kühlvorrichtung für einen elektrischen U-Boot-Antriebsmotor
EP1580868A1 (de) * 2004-03-23 2005-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Wasserstoffgekühlter Generator mit Trennvorrichtung
US7484522B2 (en) * 2004-10-19 2009-02-03 Honeywell International Inc. Method to control starter/generator cooling fuel flow during engine starting
DE102006002173A1 (de) * 2006-01-16 2007-08-09 Alstom Technology Ltd. Gasgekühlte elektrische Maschine, insbesondere Generator
JP4982119B2 (ja) * 2006-06-29 2012-07-25 株式会社東芝 回転電機
US7576459B2 (en) * 2006-09-25 2009-08-18 Honeywell International Inc. Electric machine with fluid supply control system
TWM349630U (en) * 2008-06-20 2009-01-21 Sunyen Co Ltd Heat dissipation device for motor
EP2239435A1 (de) * 2009-04-06 2010-10-13 Alstom Technology Ltd Turbogenerator sowie Methode zur Kühlung desselben
EP2518868B1 (de) * 2011-04-27 2014-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Kühlanordnung für eine elektrische Maschine
ITCO20120024A1 (it) * 2012-05-09 2013-11-10 Nuovo Pignone Srl Equalizzatore di pressione
US20130334911A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-19 Remy Technologies, L.L.C. Electric motor including a positive pressure introduction system and method
EP2690760A1 (de) * 2012-07-23 2014-01-29 Alstom Technology Ltd Elektrische Maschine
KR101507307B1 (ko) * 2013-05-14 2015-04-07 두산중공업 주식회사 초전도 회전기기 및 그것의 냉각 방법
DE102014221303B4 (de) * 2014-10-13 2016-08-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschine mit integriertem Wärmepuffer sowie Antriebseinheit mit einer solchen elektronischen Maschine
CN105119425A (zh) * 2015-10-13 2015-12-02 沈阳深井潜水泵有限公司 一种隔爆型浸没式外循环电机
JP6962078B2 (ja) * 2017-09-04 2021-11-05 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ、および、回転電機の冷却方法
GB2571533B (en) * 2018-02-28 2022-06-08 Safran Electrical & Power A coolant system
CN110858745A (zh) * 2018-08-24 2020-03-03 上海中车艾森迪海洋装备有限公司 一种用于海底电机的冷却装置及方法
JP2020099157A (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 車両用モータの冷却装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1216242A (en) * 1911-12-15 1917-02-13 William Richard Macdonald Electric motor.
US2645730A (en) * 1950-01-31 1953-07-14 Electro Mecanique De Laveyron Cooling system for electric brakes
US2970232A (en) * 1958-10-21 1961-01-31 Gen Electric Conductor-cooled generator
US3089969A (en) * 1955-10-15 1963-05-14 Bbc Brown Boveri & Cie Cooling arrangement for turbogenerators
US2999945A (en) * 1957-12-14 1961-09-12 Licencia Talalmanyokat Process of and apparatus for cooling electrical generators
US3223864A (en) * 1963-02-21 1965-12-14 Allis Louis Co Magnetic clutch coolant control
GB1206274A (en) * 1966-11-09 1970-09-23 Parsons C A & Co Ltd Liquid cooled rotors of dynamo electric machines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163615A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen
DE10163615B4 (de) * 2001-12-21 2004-02-05 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen

Also Published As

Publication number Publication date
DE2337487C3 (de) 1981-01-22
CH559984A5 (de) 1975-03-14
US3755702A (en) 1973-08-28
JPS4958303A (de) 1974-06-06
GB1398507A (en) 1975-06-25
CA958746A (en) 1974-12-03
DE2337487B2 (de) 1980-05-22

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