DE2403226A1

DE2403226A1 - Dynamoelektrische maschine mit staender und laeufer

Info

Publication number: DE2403226A1
Application number: DE2403226A
Authority: DE
Inventors: James E Luzader; Sui C Ying
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2215742B1; IN139172B; AU6412374A; SE408246B; BR7400589D0; ES422648A1; CH576202A5; CA975185A; JPS5714107B2; IT1007098B; BE810211A; DE2403226C2; JPS49111103A; GB1453783A; FR2215742A1; US3818256A

Description

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Dynamoelektrische Maschine mit
Ständer und Läufer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf als Generator arbeitende dynamoelektrische Maschinen mit einem wassergekühlten Läufer.

Große Turbinengeneratoren haben üblicherweise einen innengekühlten oder direktgekühlten Aufbau, wobei ein Kühlflüd durch Leitungen in den Ständer- und Läufernuten in direkter thermischer Zuordnung zu den stromführenden Teilen innerhalb der Masseisolierung umgewälzt wird. Dieser Aufbau sorgt für ein sehr wirksames Kühlsystem und macht es möglich, die mit großen Generatoren erzielbaren Maximal-Nennwerte erheblich zu erhöhen, ohne die zulässigen Grenzen der räumlichen oder geometrischen Abmessungen zu überschreiten. Das in diesen Maschinen verwendete Kühlmittel ist üblicherweise Wasserstoff gewesen, der das gasdichte Gehäuse ausfüllt und durch ein Gebläse auf der Läuferwelle durch die Leitungen der Ständer- und Läuferwicklungen und durch geeignete Leitungen im Ständerkern umgewälzt wird,

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Nachdem die für große Generatoren erforderlichen Maximal-Nennwerte fortlaufend angestiegen sind, ist es notwendig geworden, die Kühlung dieser Maschinen in den größten Abmessungen weiter zu verbessern. Eine erhebliche Verbesserung der Kühlung läßt sich durch die Verwendung wirksamer Kühlflude wie Flüssigkeiten erzielen. Dies ist in Ständern verwirklicht worden, indem ein flüssiges Kühlmittel wie Wasser durch die Leitungen der Ständerwicklung getrieben wurde. Eine erhebliche weitere Verbesserung läßt sich erreichen, indem der Läufer dadurch mit einer Flüssigkeitskühlung beaufschlagt wird, daß Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit durch Kanäle oder Leitungen in den Läuferwicklungen getrieben wird.

Bei der Umwälzung eines flüssigen Kühlmittels durch den Läufer eines großen Generators treten viele Probleme auf. Eines der schwierigsten Probleme besteht in der Einführung des Wassers in den Läufer und in der Abfuhr des Wassers davon. Dies erfolgt vorzugsweise so nahe an der Achse des Läufers wie möglich, wo der Druck der Flüssigkeit sich auf seinem niedrigsten Wert befindet. Bei einem bekannten Aufbau wird die Kühlflüssigkeit durch einen ringförmigen Kanal in die Axialbohrung am einen Ende der Läuferwelle eingeleitet. Das Kühlmittel strömt von diesem Kanal durch Radialkanäle zu einer Verteilerkammer an der Läuferfläche, von der aus es in die Kanäle in den Wicklungs-Leitern gerichtet wird. Am Austrittsende des Läufers strömt das Kühlmittel von den Leitern zu einer Sammelkammer und durch Radialkanäle zur Mittelbohrung des Läufers. Das Kühlmittel strömt durch die Axialbohrung der Welle und durch eine weitere Reihe Radialkanäle in eine Austritts- oder

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Entladungskammer. Das Kühlmittel tritt dann in geeigneter Weise aus dem Läufer aus.

Da das durch die Kanäle in dem Läufer strömende erwärmte Wasser korrosiv sein kann, ist es notwendig, den zur Herstellung des Läufers verwendeten Stahl gegen Korrosion zu schützen. Dies erfolgt bei Generatoren nach dem Stand der Technik, indem Abkleidungen für alle Kanäle vorgesehen-werden, durch die das Wasser strömt. Diese Äbkleidungen können aus jedem geeigneten korrosionsbeständigen Material hergestellt werden, jedoch erfolgt die Herstellung vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bzw. Edelstahl. X'Jenn die Edelstahl-Abkleidungen in dieser Xtfeise eingesetzt werden, so werden die Äbkleidungen durch das sie durchströmende erwärmte Wasser erwärmt, so daß sie suchen, sich stärker als der Stahlläufer auszudehnen, einmal, weil sie sich auf einer etwas höheren Temperatur befinden, zum anderen, weil sie einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben ,können als die Spezial-Stahllegierung, aus der der Läufer üblicherweise hergestellt wird. Es können sich daher übermäßige Spannungen und möglicherweise Schäden ergeben, wenn nicht dafür gesorgt wird, diese abweichende Wärmeausdehnung aufzunehmen. Wenn eine lange rohrförmige Abkleidung benutzt wird, wie sie in den Bohrungen der Läuferwelle Verwendung findet, ist es in einigen Fällen möglich, für die thermische Ausdehnung der Abkleidung in der Weise Sorge zu tragen, daß sie nur am einen Ende verankert und ihr ermöglicht wird, sich in axialer Richtung relativ zur Welle zu bewegen. Von dieser Lösung des Problems kann jedoch kein Gebrauch gemacht v/erden, wenn die Abkleidung an beiden Enden an feststehende Stellen oder Punkte des Läufers angeschlossen werden muß. Am

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Austritts- oder Entladungsende des Läufers bekannter Generatoren strömt das Wasser durch eine Reihe radialer Kanäle zu der Bohrung der Welle und durch die Bohrung zu einer zweiten Reihe radialer Kanäle in Nähe des Endes der Welle, durch die das Wasser abgegeben wird bzw. austritt. Die Edelstahl-Abkleidung in der Wellenbohrung zwischen den beiden Gruppen Radialkanäle muß mit den radialen Edelstahlrohren in den Radialkanälen an beiden Enden fest verbunden sein, und wenn die Abkleidung dabei eine nennenswerte Länge aufweist, wie das für sehr große Generatoren, für die die Erfindung angewendet werden soll, der Fall ist, so genügt die abweichende thermische Ausdehnung, um die Radialrohre über zulässige Grenzen hinaus unter Spannung zu setzen.

Bei verschiedenen bekannten Möglichkeiten zur Aufnahme der abweichenden thermischen Ausdehnung der Abkleidung ist an einer Stelle der Abkleidung, die zwischen den Punkten liegt, an denen die Abkleidung an den Läufer angeschlossen ist, eine balgartige Vorrichtung in die Abkleidung selbst geschaltet. Jedoch müssen die Wandungen der balgartigen Vorrichtung notwendigerweise dünn sein, um die erforderliche Flexibilität zu gewährleisten, so daß Korrosion, Erosion oder Kavitation an dieser Stelle sich kritisch auswirken würden. Ferner neigen die Wölbungen der balgartigen Vorrichtung infolge der Zentrifugalwirkungen dazu, Korrosionsablagerungen aufzufangen und zu halten, was zu grübchenartigem Korrosionsfraß führen kann. Es ist für die abweichende thermische Ausdehnung der Abkleidung bekannt, diese dadurch aufzufangen, daß der Abkleidi eine Vorspannung gegenüber einem konzentrischen VerspanifUngsi erteilt wird. Kommt es zu einer Ausdehnung der AbkleilvB

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des Durchtritts erwärmten Wassers durch diese, so entspricht die Itesul tierende der Zugkraft in der Abkleidung, der korrespondierenden Druckkraft in dem Verspannungsrohr und der Kraft infolge thermischer Ausdehnung insgesamt einer Auslenkung der Abkleidung, die geringer als diejenige einer entsprechenden nicht eingespannten Abkleidung ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer dynamoelektrischen Maschine, bei der das erwärmte Wasser, das durch die Läuferfeld-Wicklungen geleitet worden ist, zu der Entladungs- oder Austrittskammer am äußersten Ende des Läufers weitergeleitet werden kann. Unter Verwendung einer Mehrzahl vorgeformter und vorgespannter Edelstahlrohre wird das erwärmte Wasser durch die Läuferbohrung zu der Entladungskammer geleitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine dynamoelektrische Maschine mit einem Ständer sowie einem davon umschlossenen Läufer erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer einen Mittelabschnitt mit Wicklungen, durch die hindurch sich Kanäle für den Durchgang eines Kühlfluds erstrecken, sowie einen den Mittelabschnitt tragenden Wellenabschnitt mit einer durch diesen verlaufenden zentrischen Axialbohrung aufweist und daß mit dem Wellenabschnitt eine Kühlmittel-Sammel- sowie eine Kühlmittel-Entladungskammer verbunden sind, daß der Wellenabschnitt einen die Axialbohrung mit der Sammelkammer verbindenden Radialkanal sowie einen von dem erstgenannten Radialkanal einen axialen Abstand aufweisenden, die Axialbohrung mit der Entladungskammer verbindenden weiteren Radialkanal aufweist, daß die Sammelkammer über Verbindungselemente an die

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sich durch die Wicklungen erstreckenden Kanäle angeschlossen ist und daß die Sammelkammer und die Entladungskammer durch einen korrosionsbeständigen Hohlkörper verbunden sind, der einen ersten und einen zweiten Radialbereich sowie einen diese beiden Radialbereiche verbindenden Axialbereich, ferner eine Anordnung zu einer Vorspannung aufweist.

Zweckmäßigerweise wird in Verbindung mit der Erfindung von einem Edelstahlrohr Gebrauch gemacht, das einen ersten Radialbereich, einen Axialbereich sowie einen zweiten Radialbereich hat.Das Wasser wird von einer Sammelkammer durch den ersten Radialbereich des Edelstahlrohrs, durch den Axialbereich des Edelstahlrohrs und in den zweiten Radialbereich des Rohres, der mit einer Entladungskammer verbunden ist, geleitet. Das bringt den Vorteil mit sich, daß auf eine Schweißung zwischen den Abkleidungen der Radialkanäle und der Abkleidung der Axialbohrung verzichtet werden kann. Beim Stand der Technik betrug die Schweißung zwischen den Abkleidungen der Radialkanäle und den Abkleidungen der Axialbohrung je nach Größe zwischen 10 und 25 cm von der Läuferfläche. Bei Verwendung der vorgeformten Rohre ist keine Schweißung zwischen den Abkleidungen in den Radialkanälen und der Abkleidung der Axialbohrung erforderlich. Die Erfindung sorgt auch für einen geeigneten Differenzdruck an dem Austritts- oder Entladungsende des Läufers, der bisher nicht verfügbar war, da die Achse des vorgeformten Rohres nicht mit der Achse der Wellenbohrung zusammenfällt, sondern von der Achse der Bohrung einen Abstand nach radial außen aufweist. Eine unterschiedliche thermische Dehnung des Edelstahlrohrs wird durch Vorspannen der Edelstahlrohre im Verhältnis zu einem Verspannungs-

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element aufgenommen. Durch Vorspannen der Edelstahlrohre wird die unterschiedliche thermische Ausdehnung innerhalb zulässiger Grenzen gehalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 teilweise im Längsschnitt eine Seitenansicht eines Turbinengenerators mit flüssigkeitsgekühltem Läufer;

Fig. 2 weiter ins einzelne gehend teilweise im Längsschnitt eine Teilansicht des Entladungsendes eines Turbinengenerators ;

Fig. 3 eine Einzelansicht einer Endplatte;

Fig, 4 einen Radialschnitt durch Fig. 3 längs der Linie IV - IV;

Fig. 5 eine Einzelansicht einer Spannplatte;

Fig. 6 einen Rädialschnitt durch Fig. 5 längs der Linie VI - VI; und

Fig. 7 eine Einzelansicht eines korrosionsbeständigen Elementes.

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In der nachstehenden Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen in allen Figuren der Zeichnung jeweils auf gleiche Teile.

Im einzelnen läßt Fig. 1 einen großen Turbinengenerator mit einem Ständerkern 10 erkennen, der durch Stützringe 12 in einem im wesentlichen gasdichten äußeren Gehäuse 14 gehalten ist. Der Ständerkern 10 hat einen geschichteten Aufbau mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung, wobei die geschichteten Bleche zwischen Endplatten 15 eingespannt sind. Der Ständerkern 10 ist an seinem inneren Umfang mit Längsnuten für die Aufnahme einer Ständerwicklung 16 wie einer flüssigkeitsgekühlten Wicklung versehen. Zu diesem Zweck sind an gegenüberliegenden Enden des Generators kreisförmige Einlaß- und Austritts-Sammelleitungen 17 angeordnet, die über geeignete Zweigleitungen 18 verbunden sind, so daß ein Kühlflud wie Wasser durch die Spulen der Statorwicklung 16 geleitet werden kann. Die Sammelleitung 17 kann, wie schematisch mit einem Einlaß bzw. Auslaß 19 angedeutet, an ein externes Umwälzsystem beliebiger Bauart angeschlossen sein. Das Gehäuse 14 ist mit einem Kühlgas wie Wasserstoff gefüllt, das im Inneren des Gehäuses umgewälzt wird, um den Ständerkern zu kühlen, indem es die üblichen radialen Kühlleitungen durchströmt, wobei Leitvorrichtungen gewünschter Bauart in dem Gehäuse vorgesehen sein können, um die Richtung der Gasströmung darin zu bestimmen.

Der Generator hat einen Läufer 20, der in der Bohrung des Ständerkerns 10 angeordnet und mittels Lagern 21 am Ende des Gehäuses 14 abgestützt ist. Die Lager sind mit Stopfbuchsen ausgestattet, um ein Austreten von Gas längs der Läuferwelle zu verhindern. Der

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Läufer 20 weist einen Mittelabschnitt 23 auf, der in üblicher Weise mit Umfangsnuten für die Aufnahme einer Läuferwicklung 24 versehen ist. Die die Feldwicklung des Generators bildende Läuferwicklung 24 ist aus Kupferleitern aufgebaut, die sich in Längsrichtung durch die Nuten des Läufers und in umfangsrichtung in den in der Zeichnung sichtbaren Kopfstücken erstrecken. Die Kopfstücke der Läuferwicklung sind durch die üblichen schweren Halteringe 25 gegenüber Drehkräften abgestützt. Die Leiter der Läuferwicklung 24

sich durch/

sind hohl ausgebildet und weisen dementsprechend/sieerstreckende zentrische Kanäle auf, durch die die Kühlflüssigkeit von einem Ende zum anderen sowohl über die in Umfangsrichtung verlaufenden Kopfstücke als auch die geraden, in Längsrichtung verlaufenden Abschnitte strömt. Für den Kühlmittelstrom kann jede geeignete Strömungsverteilung gewählt werden, und ebenso kann von jeder gewünschten elektrischen Schaltungsart Gebrauch gemacht werden.

Der Läufer 20 hat sich in axialer Richtung von den beiden Enden des Mittelabschnitts 23 aus erstreckende Wellenabschnitte 28, die mit ihren Endbereichen von den Lagern 21 aufgenommen sind. Durch die Wellenabschnitte 28 erstreckt sich eine Axialbohrung 29 über die gesamte Längs des Läufers. Durch die Bohrung 29 erstrecken sich am linken Ende des Läufers axiale elektrische Leiter 30, die mit der Läuferwicklung über radiale Durchgänge 31 verbunden sind. Die Kühlflüssigkeit, als die Wasser dient, wird an diesem Ende des Läufers durch einen Ringkanal 32 geleitet, der die Leiter 30 in der Axialbohrung 29 umgibt und über Radialkanäle 34 mit einer Verteilerkammer 33 verbunden ist. Die Verteilerkammer 33 erstreckt sich in umfangsrichtung um die Außenseite des Wellenabschnitts 28

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und ist mittels axialer Verbindungselemente 35 mit den Leitern der Läuferwicklung 24 verbunden. Der Ringkanal 32 ist aus zwei konzentrischen Rohren aus Edelstahl aufgebaut und dient somit als korrosionsbeständige Abkleidung der Axialbohrung 29. Die Rohre, aus denen der Ringkanal 32 aufgebaut ist, sind am inneren Ende mit den rohrförmigen Bdelstahl-Abkleidungen in den Radialkanälen 34 verbunden. Im übrigen haben die Rohre 32 die Freiheit, sich in der Axialbohrung 29 axial auszudehnen, um so die unterschiedliche thermische Ausdehnung aufzufangen.

Das rechte Ende des Läufers, wie es mit Fig. 2 veranschaulicht ist, stellt das Entladungs- oder Austrittsende dar. Das Wasser strömt von den Leitern der Läuferwicklung über Verbindungselemente 36 zu einer SammeIkammer 37, die sich in Umf angsrichtung um die Außenseite des Läufer-Wellenabschnitts 28 erstreckt. Die axialen Verbindungselemente 35 und 36 an den gegenüberliegenden Enden der Läuferwicklung 24 können gleich aufgebaut sein und jeweils einen Isolierabschnitt haben. Radiale Kanäle 38 verbinden die Sammelkammer 37 mit der Axialbohrung 29, und eine zweite Gruppe radialer Kanäle 39 verbindet die Axialbohrung 29 mit einer Austritts- oder Entladungskammer 40, die sich in ümfangsrichtung längs der Außenseite des Wellenabschnitts 28 des Läufers erstreckt. Das Wasser wird von der Entladungskainmer 40 über einen Auslaß 41 abgenommen, um erneut umgewälzt zu werden, wobei jede geeignete Art der Abdichtung vorgesehen sein kann, um einen Austritt von Wasser zu verhindern.

Ein korrosionsbeständiges Edelstahlrohr 50 verbindet die Sammel-

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kammer 37 mit. der Entladungskatnmer 40. Das Edelstahlrohr 50 hat einen ersten Radialbereich 51, einen Axialbereich 52 sowie einen zweiten Radialbereich 53. Der erste Radialbereich 51 ist in geeigneter Weise mit der Sammelkammer 37 verbunden, beispielsweise mittels einer Schweißnaht 54, wie sie in Fig. 2 angedeutet ist. Der zweite Radialbereich 53 ist in geeigneter Weise mit der Entladungskaramer 40 verbunden, wie das in Fig. 2 mit der Schweißnaht 55 angedeutet ist.

An dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 ist in Nachbarschaft zu dem ersten Radialbereich 51 ein Anschlagstück 56 angebracht. Ein Spannansatz 57 ist an dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 in ISfähe des zweiten Radialbereichs 53 befestigt. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt drei Edelstahlrohre 50, jedoch versteht es sich, daß die Anzahl Edelstalilrohre 50 von der Anzahl radialer Kanäle 38 und 39 abhängt, die die Gruppe radialer Kanäle bilden, wie sie für diese Stellen erläutert wurden. Ss kann jede geeignete Anzahl radialer Durchgänge und Edelstahlrohre verwendet werden. Die Anzahl solcher Rohre hängt von verschiedenen Gesichtspunkten wie der Leichtigkeit bei der Fertigung und der Geschwindigkeit des durch die Rohre zu leitenden ?7assers ab. Die Edelstahlrohre sind auf Zug gegen einen VerSpannungskörper 59 vorgespannt. Der Verspannungskörper 59 ist eine massive langgestreckte Stange, die sich zentrisch in axialer Ausrichtung durch die Axialbohrung 29 erstreckt. Der Verspannungskörper 59 besteht aus einem Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, etwa wie es unter der Handelsbezeichnung "INVAR" vertrieben wird. Der Verspannungskörper 59 hat ein erstes Ende 61 und ein zweites Ende 62, an

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denen eine endplatte 70 bzw. eine Spannplatte 80 angeordnet sind.

Die Endplatte 70 (Fig. 3) hat zylindrische Gestalt und einen Grundkörper 76, Stirnflächen 71. und 72 sowie eine Mehrzahl daran angebrachter Schlitze 73. Die Anzahl der in dem Grundkörper 76 vorgesehenen Schlitze 73 entspricht der Anzahl der verwendeten Edelstahlrohre 50. Die Stirnfläche 72 der Endplatte 70 ist mit einer Ausnehmung 74 versehen, deren Abmessungen durch die Abmessungen des Verspannungskörpers 59 bestimmt sind. Fig. 4 ist ein Radialschnitt durch die Endplatte 70 längs der Linie IV - IV der Fig.

Die Spannplatte 80 (Fig. 5) hat zylindrische Gestalt und Stirnflächen 81 und 82. Die Stirnfläche 81 weist eine Ausnehmung 83 auf. Die Abmessungen der Ausnehmung 83 hängen von den Abmessungen des Verspannungskörpers 59 ab, wie er in einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Durch die Spannplatte 80 erstrecken sich an vorgegebenen Stellen mehrere Öffnungen 84, je nach der Anzahl der im einzelnen Anwendungsfall verwendeten Edelstahlrohre 50. Fig. 6 ist ein Radialschnitt durch die Spannplatte 80 längs der Linie VI - VI der Fig. 5.

Fig. 2 zeigt ein typisches Ausführungsbeispiel. Die radialen Kanäle 38 und 39 erstrecken sich von der Sammelkammer 37 bzw. der Entladungskammer 40 zu der Bohrung 29. Das Edelstahlrohr 50hat den ersten Radialbereich 51, den Axialbereich 52 sowie den zweiten Radialbereich 53. Der erste Radialbereich 51 ist in den radialen Kanal 38 eingesetzt und mit der Sammelkammer 37 in der angedeuteten Weise mittels der Schweißnaht 54 verbunden. Der zweite Radialbe-

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reich 53 des Edelstahlrohrs 50 ist in den radialen Kanal 39 eingesetzt und mit der Entladungskammer 40 in der angedeuteten Weise mittels der Schweißnaht 55 verbunden.

Die Herstellung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung erfolgt wie nachstehend angegeben. Das Edelstahlrohr 50 wird axial in das auf die Zeichnung bezogene rechte Ende der Axialbohrung 29 des Läufers eingeführt, bis der erste Radialbereich 51 und der zweite Radialbereich 53 im Verhältnis zu den radialen Kanälen 38 bzw. 39 ausgerichtet sind. Der erste Radialbereich 51 wird radial in den radialen Kanal 38 eingeführt, und entsprechend wird der zweite Radialbereich 53 radial in den radialen Kanal 39 eingeführt. Der erste Radialbereich 51 wird dann mit der Sammelkammer 57 durch die Schweißnaht 54 verbunden, während der zweite Radialbereich 53 mit der Entladungskammer 40 über die Schweißnaht 55 verbunden wird. Die weiteren Edelstahlrohre werden in der gleichen Weise eingesetzt. Die Bequemlichkeit bei der Fertigung stellt einen Gesichtspunkt bei der Entscheidung dar, xvieviele Edelstahlrohre für eine bestimmte Maschine verwendet werden sollen. Wenn alle Edelstahlrohre 50, die in einer speziellen Anwendung der Erfindung verwendet werden sollen, in ihre entsprechenden radialen Kanäle 38 und 39 eingesetzt worden sind, so wird die Endplatte 70 axial in die Axialbohrung 29 eingeführt. Wie mit Fig. 2 gezeigt, ist das Anschlagstück 56 an dem Axialbereich 52 der Edelstahlrohre 50 in Nähe des ersten Radialbereichs 51 befestigt. Der Spannansatz 57 ist an dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 in iJähe des zweiten Radialbereichs 53 befestigt. Die Endplatte 70 (Fig. 3) mit den Stirnflächen 71 und 72 wird dann so eingesetzt, daß ihre Schlitze

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73 jeweils ein Edelstahlrohr 50 aufnehmen. Die Endplatte 70 wird so weit axial in die Axialbohrung 29 eingeführt, bis ihr Grundkörper 76 an dem Anschlagstück 56 angreift, das dazu dient, die Endplatte 70 in der gewünschten Lage festzulegen. Danach wird der Verspannungskörper 59 in die Axialbohrung 29 eingeführt, bis sein erstes Ende 61 in die Ausnehmung 74 eingreift, die an der Stirnfläche 72 der Endplatte 70 vorgesehen ist. Es wird dann die Spannplatte 80 in die Axialbohrung 29 des Wellenabschnitts 28 eingeführt, so daß die Ausnehmung 83 der Stirnfläche 81 das zweite Ende 62 des Verspannungskörpers 59 aufnimmt.

Die Edelstahlrohre 50 werden mittels der Endplatte 70, der Spannplatte 80 sowie einer Schraube 90 im Verhältnis zu dem Verspannungskörper 59 auf Zug vorgespannt. Die Schraube 90 wird durch eine der Öffnungen 84 der Spannplatte 80 eingeführt und dann mit einem vorgegebenen Drehmoment in den Spannansatz 57 eingeschraubt, so daß das Edelstahlrohr 50 im Verhältnis zu dem Verspannungskörper 59 auf Zug vorgespannt wird. Das Maß der Vorspannung ist vorgegeben und wird durch einen Spalt 91 reguliert, der unbelegt zwischen dem Spannansatz 57 und der Spannplatte 80 bleibt. Die Axialbohrung 29 ist mit einem Isolierkörper 77 abgekleidet, der als thermische Sperre zwischen dem erwärmten Edelstahlrohr 5O unddem Stahl des Wellenabschnitts 28 dient. In den radialen Kanälen 38 sorgt ein Luftspalt 78 für eine ausreichende thermische Sperre zwischen dem Stahl des Wellenabschnitts 28 und dem ersten Radialbereich 51 des Edelstahlrohrs 50. In den radialen Kanälen 39 sorgt ein Luftspalt 79 für eine ausreichende thermische Sperre zwischen dem Stahl des Wellenabschnitts 28 und dem zweiten Radialbereich 53

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des Edelstahlrohrs 50.

Fig. 7 zeigt eine Detailansicht des hohlen Edelstahlrohrs 50. Das Edelstahlrohr 50 verbindet die Samme!kammer 37 mit der Entladungskammer 40. Mit den Leitern der Läuferwicklung ist die SammeIkammer 37 über die Verbindungselemente 36 verbunden.

Das Anschlagstück 56 ist an dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 in Nähe des ersten Radialbereichs 51 befestigt. Der Spannansatz 57 ist an dem Axialbereich 52 in Nähe des zweiten Radialbereiches 53 befestigt.

Einer der Vorzüge der Verwendung des Edelstahlrohrs 50 für die Weiterleitung des Kühlfluds von der ringförmigen Saramelkammer 37 zu der Entladungskammer 40 ist darin zu sehen, daß eine Schweißung entbehrlich wird, wie sie nach dem Stand der Technik zwischen den Edelstahl-Abjkleidungen, die sich in radialer Richtung durch die radialen Kanäle 38 bzw. 39 erstrecken, und zwischen einer Edelstahlabkleidung, die sich längs der Innenseite der Axialbohrung 29 erstreckte, erforderlich war. Dadurch, daß die Schweißung an der Innenseite des Läufers entfallen kann, wird die Herstellung des Läufers vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Edelstahlrohrs nach de,r Erfindung besteht darin, daß ein sinnvoller Differenzdruck im Innern des Generators erhalten wird. Bei Verwendung des Edelstahlrohrs 50 wird das Wasser längs einer Achse 93 des in Längsrichtung verlaufenden Axialbereichs 52 des Edelstahlrohrs 50 bewegt. Diese Achse weist von der Mittelachse 92 der Axialbohrung 29 einen radialen Abstand 94 auf. Diese Verschiebung

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des Fludstroms längs der Achse 93 gegenüber der Mittelachse 92 stellt den nützlichen Differenzdruck zur Verfügung, der im Inneren des Generators ausgewertet werden kann.

Insgesamt läßt sich somit erkennen, daß die Verwendung eines vorgeformten Edelstahlrohrs für die Förderung des erwärmten Wassers von der Sammelkammer zu der Entladungskairaner zu Vorzügen gegenüber dem Stand der Technik führt, wonach EdeIstahl-Äbkleidungen durch die radialen und axialen Bereiche der Läuferwelle, die mit dem erwärmten Wasser in Berührung kamen, verwendet wurden. Durch die Vorspannung des Edelstahlrohrs auf Zug gegenüber einem Verspannungskörper wird die unterschiedliche thermische Ausdehnung des Edelstahlrohrs infolge Erwärmung, wie sie durch hindurchströmendes Wasser verursacht wird, auf einem innerhalb annehmbarer Toleranzgrenzen liegenden Wert gehalten.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

/ 1. ^Dynamoelektrische Maschine mit einem Ständer sowie einem davon umschlossenen Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (20) einen Mittelabschnitt (23) mit einer Läuferwicklung (24), durch die hindurch sich Kanäle für den Durchgang eines Kühlfluds erstrecken, sowie den Mittelabschnitt tragende Wellenabschnitte (28) mit einer durch diese verlaufenden zentrischen Axialbohrung (29) aufweist und daß mit einem Wellenabschnitt (28) eine Kühlmittel-Sammel- sowie eine Kühlmittel-Entladungskammer (37, 40) verbunden sind, daß der WeIlenabschnitt (28) einen die Axialbohrung (29) mit der Sammelkammer (37) verbindenden radialen Kanal (38) sowie einen von dem erstgenannten radialen Kanal (38) einen axialen Abstand aufweisenden, die Axialbohrung (29) mit der Entladungskarnmer (40) verbindenden weiteren radialen Kanal (39) aufweist, daß die Sammelkammer (37) über Verbindungselemente (36) an die sich durch die Läuferwicklung (24) erstreckenden Kanäle angeschlossen ist und daß die Sammelkammer (33) und die Entladungskammer (37) durch einen korrosionsbeständigen Hohlkörper verbunden sind, der einen ersten und einen zweiten Radialbereich (51, 53) sowie einen diese beiden Radialbereiche verbindenden Axialbereich (52), ferner eine Anordnung (59, 7O, 80) zu seiner Vorspannung aufweist.
2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Vorspannen des korrosionsbeständigen Hohlkörpers einen Vorspannkörper (59), an dessen

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gegenüberliegenden Snden eine Endplatte (70) und eine Spannplatte (0O) mit mindestens einer durchgehenden öffnung (84) angeordnet sind, sowie eine Schraube (90) aufweist, die die Öffnung (84) der Spannplatte (80) durchsetzt und in den korrosionsbeständigen Hohlkörper unter Vorspannung dieses korrosionsbeständigen Hohlkörpers im Verhältnis zu dem Verspannungskörper mit einem vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt ist.
3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Axialbereich (52) in liähe des ersten Radialbareichs (51) ein Anschlagstück (56) und in Nähe des zweiten Radialbereichs (53) ein Spannansatz (57) befestigt sind, daß der Verspannungskörper (59) mit einem ersten und einem zweiten Ende (61, 62) in eine Ausnehmung (74) der an das Anschlagstück (56) angrenzenden Endplatte (70) bzw. eine Ausnehmung (83) der Spannplatte (GO) eingreift und daß die Schraube (90) in den Spannansatz (57) eingeschraubt ist.
4. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige Hohlkörper aus Edelstahl hergestellt ist.
5. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verspannungskörper (59) von einer massiven langgestreckten Stange gebildet ist, die sich zentrisch in axialer Richtung durch die Axialbohrung (29) erstreckt .

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6. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verspannungskorpers (59) aus einem Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt ist.
7. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (20) mit drei darin angeordneten korrosionsbeständigen Hohlkörpern versehen ist.

KN/hs 5

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