DE2342753A1 - Gekuehlte flussabschirmung fuer anschlusskasten eines generators - Google Patents

Description

Gekühlte Flußabschirmung für Anschlußkasten eines Generators

■le Erfindung betrifft allgemein den Anschlußkasten für die liochspannungsbürsten einer großen dynamoelektrischen Maschine, beispielsweise für einen mit Wasserstoff und Flüssigkeit ,..*- fühlten Turbinengenerator. Der magnetische Streufluß von den Phasenleitungen und den Masseleitungen bei ihrer Durchführung durch den Anschlußkasten mittels der Hochspannungsbürsten oder -.,uchsen trifft auf die Wände des Anschlußkastens und bewirkt dort zirkulierende oder Wirbelströme. Dies kann an einigen Stellen in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Wände und ihrer Lage bezüglich der Buchsen zu einer überhitzung der Wände des An-όchiußkastens führen.

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Die Verwendung von Flußabschirmungen in verschiedenen Teilen einer dynamoelektrischen Maschine ist an sich bekannt. Diese bestehen allgemein aus Blechen aus leitendem Material, welche zwischen die Quelle des Streuflusses und das abzuschirmende Teil eingefügt werden. In der Plußabschirmung selbst werden dann zirkulierende Ströme aufgebaut und besitzen eine Neigung dazu, den Streufluß abzustoßen und an dem Eintritt in das abgeschirmte Teil zu behindern. Ein Beispiel für eine Flußabschirnung für die Verklamme rungs finger der Lamellen einer dynamoelektrischen TTaschine ist ersichtlich aus dem US-Patent 1 645 070. Aus der US-Patentschrift 3 435 262 ist eine flüssigkeitsgekühlte Flußabschirmung für die Endplatte einer dynamoelektrischen Maschine ersichtlich.

Bezüglich eines klareren Verständnisses und einer Erläuterung der Umgebungsbedingungen für die vorliegende. Erfindung wird Bezug genommerf'aüf die US-Patentschrift 2 742 582. Dort ist ein Anschlußkasten gezeigt, welcher an einer dynamoelektrischen Maschine mit Hochspannungsbuchsen angebracht ist, die durch das Kühlgas gekühlt werden, das auch für die Kühlung der eigentlichen dynamoelektrischen Maschine ausgenutzt wird. Die vorliegende Erfindung stellt jedoch eine Verbesserung gegenüber dem einfachen vorbekannten Anschlußkasten dar.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Anschlußkasten für die Buchsen einer dynamoelektrischen Maschine zu schaffen, welcher die Erhitzung der Wände des Anschlußkastens verringert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte gekühlte Flußabschirmung für den Anschlußkasten einer dynamoelektrischen Maschine zu erhalten.

Zusammengefaßt umfaßt die Erfindung die Zufügung eines Flußabschirmungsteils zwischen den Hochspannungsbuchsen und den Wänden

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des Anschlußkastens. Diese Abschirmung wird in einem Abstand von den Wänden angeordnet, und es sind Einrichtungen vorgesehen, um eine Strömung eines Kühlgases zur Kühlung der Wände und der ^luftabschirmung zu erzeugen. Die Abschirmung ist so angeordnet, daß die größte Kühlwirkung an dem Ort erzeugt wird, an dem die größte Wahrscheinlichkeit für eine überhitzung vorliegt.

Ein besseres Verständnis des Aufbaues und der Durchführung und weiterer Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Die Fig. 1 zeigt eine isometrische Darstellung des Anschlußkastens mit den Hochspannungsbuchsen; zur Deutlichkeit der Darstellung ist dabei das Kühlsystem für die Buchsen weggelassen.

Die PIg. 2 ist eine Schnittansicht durch den Teil des Anschlußkastens, in dem ein Paar Buchsen enthalten sind.

Die Fig. 3 zeigt eine Aufsicht im Schnitt längs der Linien III-III,

Fig. 1 der Abbildungen zeigt den Anschlußkasten. Dieser umfaßt eine wannenförmig gestaltete Hülle, welche ' eine gekrümmte Hauptwand 1 -etwa angenähert einem Zylinderabschnitt, die Endwände 2 und 3 und nach unten verlaufende Hüllwänden 4 für das Phasenpaar umfaßt, welche jeweils durch eine ebene Platte 5 abgedeckt sind. Der obere Rand des Anschlußkastens ist mit einem Flansch ausgestattet, durch welchen mit Hilfe von geeigneten Dichtungen.und Schraubenbohrungen der Anschlußkasten an der Unterseite einer dynamoelektrischen Maschine befestigt werden kann. Ebenso ist das offene Oberteil des Anschlußkastens mit einer Ouelle für Kühlgas verbunden, da es in Strömungsmittelverbindung mit der Hochdruck- oder Auslaßleitung des bekannten Kühlventilators steht, welcher das Kühlgas im Kreislauf durch die dynamoelektrische Maschine führt.

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Jedes Ende des Anschlußkastens ist mit einem Saugverteilerraum ausgestattet, wobei die Auslaßöffnungen 8 mit Hilfe eines nicht gezeigten Rohrsystems mit anderen Kammern in der dynamoelektrischen Maschine verbunden sind, welche In Strömungsmittelverbindung mit der Saugseite des Kühlventilators stehen.

Ein Paar Öffnungen 9 in der Bodenplatte jeder Phasenpaarhülle 4 gestattet den Austritt der Buchse für die Phasenleitung und der Buchse für die Massenleitung bei jeder Phase aus der dynamoelektrischen Maschine in einer Art und Weise, wie sie bereits in der vorgenannten Patentschrift erläutert ist. Die Buchsen selbst und ihre Kühlsysteme sind in Pig. I weggelassen zur Vermeidung einer Verdeckung von Einzelheiten der vorliegenden Erfindung. Zusammengefaßt besitzen jedoch diese Buchsen innere Kanäle für Kühlgas, welches vom offenen Inneren des Anschlußkastens aus in die Buchsen strömt und von dort durch Auslaßleitungen austritt, welche beispielsweise mit den bei 10 in Pig. I angedeuteten Rohren mit dem Saugverteilerraum 7 verbunden sind. Die Einzelheiten der Buchsenkühlung sind jedoch für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.

Um eine zusätzliche Kühlmöglichkeit für die Plußabschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung zu schaffen, sind an jeder Seite des Anschlußkastens zwei zusätzliche Saugverteilerräume 11 vorgesehen. Diese sind mit Rohren 20 ausgestattet, welche so angeordnet sind, daß sie in Strömungsmittelverbindung mit der Saugseite des Gebläses oder Ventilators der dynamoelektrischen Maschine in der gleichen Welse stehen wie die Saugverteilerstücke 7.

Der kritischste Teil des Anschlußkastens, welcher die größte Wahrscheinlichkeit für eine überhitzung besitzt, sind die vertikalen Wandteile 12 der Hülle für das Phasenpaar, welche durch die zylindrischen Teile la der Hauptwand 1 miteinander verbunden sind. Diese vertikalen Wände sind in ihren Mittenbereichen

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relativ schmal und sind zu beiden Seiten des Anschlußkastens beträchtlich weiter. Die allgemeine Form der Wandteile 12 ist ersichtlich aus der Fig. 2.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist an dem Anschlußkasten eine Flußabschirmung 13 vorgesehen. Diese umfaßt ein relativ dünnes Blech aus einem elektrisch leitenden Material, das so gestaltet ist, daß es sich allgemein an die Krümmung der vertikalen Wände und der verbindenden Teile la anpasst. Die Abschirmung 13 ist so an dem Anschlußkasten befestigt, daß sie einen Abstand von den Wandteilen 12, la besitzt. An einer Seite des Kastens sind die oberen Kanten der Flußabschirmung 13 mit den Wänden von zwei Saugverteilerstücken 11 so verbunden, daß diese Verteilerstücke mit dem Raum zwischen der Flußabschirmung und den Wänden des Anschlußkastens in Verbindung stehen. An den Enden des Anschlußkastens sind besondere Rohre Ik zur Verbindung des Raums zwischen der Flußabschirmung und den Wänden des Anschlußkastens mit den Saugverteilerräumen 7 vorgesehen. An der Seite des Anschlußkastens, welche den Verteilerräumeh 11 gegenüberliegt, ergeben Aussparungen 15 in der unteren Kante der Flußabschirmung 13 den Einlaß einer relativ großen Menge von Kühlgas. Zusätzliche kleine und abgemessene Mengen von Gas werden mit Hilfe der Öffnungen eingelassen, welche an der Seite des Anschlußkastens vorhanden sind, an der sich die Saugverteilerräume 11 befinden.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergiht sich aus den Fig. und 3, welche eine Ansicht und eine Aufsicht durch eine der Umhüllungen für das Phasenpaar enthalten. Die Phasenbuchsen sind durch die gestrichelten Linien 17 angedeutet. Wie in der Fig. 3 angedeutet, verläuft zu jedem Augenblick der Stromfluß durch die beiden Buchsen und von irgend einer der Phasenwicklungen in entgegengesetzten Richtungen und die Flußverknüpfungen sind bei 18 angedeutet. Diese entgegengesetzt gerichteten Verknüpfungen heben sich praktisch gegenseitig auf. Infolge der Abmessungen und der Trennung der Buchsen sind jedoch Elemente mit Streufluß vorhanden,

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wie sie schematisch bei 19 abgebildet sind, und treffen auf die Seitenwände 12. Die ungünstigsten Bedingungen liegen dabei an einem Punkt in der Mitte zwischen den Buchsen in dem vertikalen Wandteil 12.

Es folgt nachstehend eine Beschreibung der Arbeitsweise der Erfindung. Der Streufluß 19 trifft auf die Wände der Flußabschirmung 13 und erzeugt in dieser zirkulierende Ströme, welche eine Neigung dazu besitzen, dem Durchgang des Flusses in die Wandteile 12 entgegenzuwirken. Der Fluß tritt jedoch auch in die Wände 12 mit einer geringeren Intensität ein und erzeugt auch dort einen gewissen zirkulierenden Strom. Daher werden die Wände der Flußabschirmung 13 durch die zirkulierenden Ströme erhitzt (dies geschieht auch an den Wänden 12 des Anschlußkastens, jedoch zu einem bedeutend geringeren Ausmaß als bei früheren Anordnungen).

Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, daß das Kühlgas durch die Aussparungen 15 eintritt und durch den Raum zwischen der Flußabschirmung 13 und den Wandteilen 12 und la in Richtung der Saugrohre 20 strömt. Ein zusätzlicher abgemessener Gasstrom tritt in die Öffnungen 16 ein und strömt zu den Rohren 20. Der Strömungsverlauf ist an den Enden des Anschlußkastens (s. Figur 1) ähnlich mit der Ausnahme, daß das Gas von den Aussparungen 15 durch die Rohre 14 in die Saugverteilerräume 7 strömt.

Der Durchlaßkanal zwischen der Flußabschirmung und den Wänden des Anschlußkastens besitzt in Richtung von einer Seite des Kastens zur anderen zunächst einen verringerten Querschnitt. Dieser nimmt dann im Mittenbereich des Kastens einen Mindestquerschnitt an und vergrößert sich anschließend. Dieser mittlere Teil der senkrechten Wand 12 besitzt die stärkste Neigung zu einer überhitzung,und die Anordnung des Kühlkanals ist so beschaffen, daß dies auch derjenige Punkt ist, an dem das Kühlgas infolge des verringerten Querschnittes mit der größten Geschwindigkeit strömt. Daher erfolgt die stärkste Kühlung an dem Punkt mit größter überhitzungsneigung und als Ergebnis erhält man eine insgesamt gleichförmigere Temperaturverteilung.

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Diese vorstehend beschriebene Anordnung einer gekühlten Flußabschirmung verbessert in starkem Maße den Aufbau eines Anschlußkastens für eine dynamoelektrische Maschine. Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben; der Fachmann wird jedoch leicht andere abgeänderte Formen erkennen, ohne den Umfang der Lehre dieser Erfindung zu verlassen. Er wird beispielsweise andere Kühlmittel einschließlich Flüssigkeiten verwenden.

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Claims (4)

- 8 Patentansprüche

1. Anschlußkasten für eine mehrphasendynamoelektrische faschine mit durchgeführten Hochsoannungsanschlußbuchsen und Wandteilen, welche einer Erhitzung durch Streufluß von diesen Buchsen unterliegen, dadurch gekennzei chnet, daß zwischen die Buchsen und die Randteile ein Flußabschirmungsteil eingefügt ist und einen. Abstand von den Wandteilen zur Festlegung von Kühlkanälen zwischen diesen Teilen besitzt, und weiterhin eine Einrichtung zur Erzeugung eines Stroms von Kühlmittel durch die Kühlkanäle zwischen dem Abschirmteil und den Wandteilen und zur Abführung von Wärme vorgesehen ist.

2. Anschlußkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle Querschnittsverengungen aufweisen zur Erzeugung einer größeren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels entlang derjenigen Wandteile, an denen der größte Streufluß vorliegt.

3. Anschlußkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Kühlmittelstroms folgende Teile umfaßt: eine Quelle für Kühlgas aus der dynamoelektrischen Maschine, welche in Strömungsmittelverbindung mit den Buchsen steht, Öffnungen in der Flußabschirmung, welche zu Kühlkanälen zwischen der Flußabschirmung und den Wandteilen führen und eine mit dem Raum zwischen der Fluabschirmung und den Wandteilen zum Abziehen des Gases durch die Kühlkanäle verbundene Saugleitung.

4. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile und Buchsen vertikal sind und der Wandteil eine Engstelle in der Mitte zwischen einem Buchsenpaar für jede Phase besitzt.

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