DE2635044A1 - ARRANGEMENT FOR MONITORING COOLANT FLOW - Google Patents

ARRANGEMENT FOR MONITORING COOLANT FLOW

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DE2635044A1
DE2635044A1 DE19762635044 DE2635044A DE2635044A1 DE 2635044 A1 DE2635044 A1 DE 2635044A1 DE 19762635044 DE19762635044 DE 19762635044 DE 2635044 A DE2635044 A DE 2635044A DE 2635044 A1 DE2635044 A1 DE 2635044A1
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    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
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    • G01P13/006—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances by using thermal variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Description

BBCBBC

BROWN, BOVERI & CIE - AKTIENGESELLSCHAFTBROWN, BOVERI & CIE - AKTIENGESELLSCHAFT

MANNHEIM BROWN BOVERIMANNHEIM BROWN BOVERI

Mp.-Nr, 601/76 Mannheim, den 30. Juli 1976 Mp.-No, 601/76 Mannheim, July 30, 1976

ZFE/P 1, H/HzZFE / P 1, H / Hz

Anordnung zur Überwachung des KühlmitteldurchflussesArrangement for monitoring the coolant flow

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung des Kühlmitteldurchflusses durch die Wicklungen einer elektrischen Maschine.The invention relates to an arrangement for monitoring the coolant flow through the windings of an electrical Machine.

Die Wicklungen großer Turbogeneratoren sind mit Hohlleitern versehen, welche von einer Kühlflüssigkeit durchflossen sind. Da man mit Rücksicht auf das Temperaturgefälle nicht alle Hohlleiter im Bezug auf das Kühlmittel in Reihe schalten kann, ist meist eine größere Anzahl von Kühlmittelkreisen, die parallel geschaltet sind, erforderlich, welche von einer Kühlmittelsammelleitung gespeist sind. Bei solchen Turbogeneratoren bekannter Art erfolgt entsprechend einem Vorschlag die Kontrolle der durchfließenden Flüssigkeitsmenge in einzelnen Zweigen mit Hilfe von im Nutenbereich in die Wicklung eingewickelten Thermometern, welche die Leitertemperatur messen und durch Vergleich der Temperaturwerte miteinander, sowie mit Wasserthermometern für die Wicklungsverbindungen. Die erforderliche große Anzahl von Wicklungsthermometern kompliziert die Fertigung der Wicklung. Weiterhin ist die Verlegung der Meßleitungen sehr kompliziert, und es ergeben sich zusätzliche Fehlerquellen dadurch, weil diese Meßleitungen im Hochspannungsbereich angeordnet sein müssen. Ein Austausch dieserThe windings of large turbo generators are provided with waveguides through which a cooling liquid flows. Since not all waveguides can be connected in series with regard to the coolant, considering the temperature gradient, a larger number of coolant circuits, which are connected in parallel, is usually required, which are from a coolant manifold are fed. In the case of such known type turbo-generators, the control is carried out according to a proposal the amount of liquid flowing through in individual branches with the help of wrapped in the winding in the groove area Thermometers that measure the conductor temperature and by comparing the temperature values with each other, as well as with water thermometers for the winding connections. The required a large number of winding thermometers complicates the manufacture of the winding. Furthermore, the relocation of the Measuring lines are very complicated, and there are additional sources of error because these measuring lines are in the high-voltage range must be arranged. An exchange of this

70 9 886/023170 9 886/0231

Pat 4(172-3500/KE)Pat 4 (172-3500 / KE)

30.7-1976 601/7630.7-1976 601/76

Nutenthermometer ist nur möglich, wenn die gesamte Wicklung ausgebaut wird. Ein weiterer Nachteil dieser Art der Überwachung besteht z.B. darin, daß man vor der Inbetriebnahme zum Messen die Maschine belasten muß, um damit evtl. durch die Fabrikation bedingte Verunreinigungen, verursachte Ungleichmäßigkeiten in der Durchströmung der Hohlleiter festzustellen. Dazu muß die gesamte Turbogruppe einschließlich Kessel betriebsbereit sein. Bei der Feststellung eines Fehlers zu diesem Zeitpunkt bedeutet dies eine Verschiebung der Inbetriebnahme und damit entsprechend finanzielle Verluste. Die Meßwerte der in den Wicklungsverbindungen angeordneten Wasserthermometer geben schließlich keinen eindeutigen Aufschluß über eine Verstopfung eines der parallelen Kühlmittelkreise.Slot thermometer is only possible if the entire winding is removed. Another disadvantage of this type of monitoring consists, for example, in the fact that the machine has to be loaded before it can be used to measure, in order to possibly get through the manufacturing-related impurities, caused irregularities in the flow through the waveguide to determine. To do this, the entire turbo group including the boiler must be ready for operation. Upon finding a bug too At this point in time, this means a postponement of commissioning and thus corresponding financial losses. The readings the water thermometers arranged in the winding connections do not provide any clear information via a blockage in one of the parallel coolant circuits.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine einfache betriebssichere Einrichtung zur Überwachung der Strömung des Kühlmittelsin den Kühlmittelkreisläufen der Hohlleiter eines Turbogenerators großer Leistung anzugeben, welche sowohl im Betrieb als auch vor der Inbetriebnahme betriebsbereit ist.It is therefore the object of the invention to provide a simple, reliable Device for monitoring the flow of the coolant in the coolant circuits of the waveguides of a turbo generator high performance, which is ready for operation both during operation and before commissioning.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in jedem der parallelen Kühlmittelkreise einevon dem Kühlmittel umflossene Sonde angeordnet ist, welche ein Widerstandsthermometer enthält, welches mit einem elektrischen Heizkörper imWärmekontakt steht, daß im Speisestromkreis der Heizspiralen Einrichtungen vorgesehen sind, durch welche dem Heizkörper eine konstante elektrische Leistung zugeführt wird, und daß die Widerstandsthermometer an eine· Auswerte-Vorrichtung angeschlossen sind, durch welche deren Meßwerte zyklisch abfragbar und miteinander vergleichbar sind, wobei im Falle von voneinander abweichenden Meßwerten der einzelnen Widerstandsthermometer ein Signal ausgelöst wird. Die Erfindung baut auf derThe object of the invention is achieved in that in each of the parallel coolant circuits one of the coolant Surrounded probe is arranged, which contains a resistance thermometer, which with an electric heater in the heat contact is that in the feed circuit of the heating coils Means are provided through which the radiator a constant electrical power is supplied, and that the Resistance thermometer connected to an evaluation device are, by means of which their measured values can be queried cyclically and compared with one another, whereby in the case of one another deviating measured values of the individual resistance thermometers a signal is triggered. The invention builds on the

aur
Erkenntnis·^daß je nach der Strömungsgeschwindigkeit an der Meßstelle die Wärmeentnahme von der Meßsonde verschieden groß sein muß, womit das in der Meßsonde eingebaute Widerstands-aur
Recognition · ^ that depending on the flow velocity at the measuring point, the heat extraction from the measuring probe must be of different sizes, so that the resistance built into the measuring probe

* am Signalanzeigegerät - 3 -* on the signal indicator - 3 -

709886/0231709886/0231

2FE/P 4 F 1 (675.5000/KE)2FE / P 4 F 1 (675.5000 / KE)

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thermometer verschieden große Meßwerte an die Auswertevorrichtung überträgt. Bei gleich großen Meßwerten der verschiedenen Meßsonden muß die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Kühlflüssig· keitsmenge pro Zeiteinheit in den verschiedenen Kühlkreisen übereinstimmen. Bei einer Abweichung der gemessenen Werte muß einer der Kühlmittelkreisläufe eine von den anderen Kühlmittelkreisläufen abweichende Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit führen. Mit dieser Anordnung sind außerdem exakte Messungen der Strömungsgeschwindigkeit dadurch möglich, indem die Widerstandswerte der Meßsonde in z.B. m/s geeicht werden. Die eventuelle Temperaturänderung des Kühlmediums ist dabei als zusätzliche Korrektur zu berücksichtigen.thermometer transmits measured values of different sizes to the evaluation device. If the measured values of the different Measuring probes must measure the flow rate or the amount of cooling liquid per unit of time in the various cooling circuits to match. If the measured values deviate, one of the coolant circuits must be one of the other coolant circuits lead to a different amount of coolant per unit of time. With this arrangement, exact measurements are also possible Flow velocity is possible by calibrating the resistance values of the measuring probe in e.g. m / s. The eventual Change in temperature of the cooling medium must be taken into account as an additional correction.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Widerstandsthermometer innerhalb des Heizkörpers angeordnet ist.In an expedient embodiment it is provided that the resistance thermometer is arranged inside the heating element.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Widerstandsthermometer eine zylindrische Form aufweist und von dem spiralisch ausgebildeten Heizkörper umfaßt ist.According to a development of the invention it is provided that the Resistance thermometer has a cylindrical shape and is encompassed by the spirally formed heating element.

In zweckmäßiger Weise ist die Sonde in der Kühlmittelleitung zwischen Kühlmittel-Sammelleitung und dem Kühlmittelrohranschluß am Wickelkopf angeordnet.The probe is expediently in the coolant line between the coolant collecting line and the coolant pipe connection arranged on the winding head.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daB die Heizkörper in Reihe geschaltet sind und von einer Stromquelle gespeist sind» deren Leistung auf einen konstanten Wert geregelt ist.In a further expedient embodiment it is provided that the radiators are connected in series and from a power source are fed »whose output is regulated to a constant value.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auswertevorrichtung einen Mittelwertbildner enthält, in welchem der Mittelwert der gemessenen Temperaturwerte gebildet wird, mit den einzelnen Meßwerten der Widerstandsthermometer verglichen wird, wobei erst bei einer bestimmten Abweichung eines der Meßwerte vom Mittelwert ein Signal ausgelöst wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the evaluation device contains an averaging device in which the mean value of the measured temperature values is formed with the individual measured values of the resistance thermometer is compared, with one of the measured values only starting when there is a certain deviation from the mean value Signal is triggered.

- 4 * der Erfindung- 4 * of the invention

709886/0231709886/0231

ZFE/P 4 F 1 (675.5000/KE)ZFE / P 4 F 1 (675.5000 / KE)

30.7.1976 601/76July 30, 1976 601/76

j
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt vor allem darin, daß keinerlei bewegliche Teile vorhanden sind und daß auch keine Dichtungsprobleme auftreten, so daß eine langfristige Funktionstüchtigkeit garantiert ist.j
The advantage of the arrangement according to the invention lies above all in the fact that there are no moving parts and that no sealing problems occur either, so that long-term functionality is guaranteed.

Weiter befinden sich die Leitungen und die Meßsonde außerhalb des Hochspannungsfeldes, wodurch zusätzliche Fehlermöglichkeiten ausgeschlossen sind. Weiterhin braucht vor der Inbetriebnahme nur der Kühlmittelkreislauf betriebsbereit zu sein, Kessel und Turbine brauchen also nicht betriebsbereit zu sein, so daß frühzeitig Verstopfungen in einem der Kühlmittelkreisläufe festgestellt und beseitigt werden können.The lines and the measuring probe are also outside of the high-voltage field, which eliminates the possibility of additional errors. Also needs before commissioning only the coolant circuit needs to be ready for operation, so the boiler and turbine do not need to be ready for operation, so that Blockages in one of the coolant circuits can be identified and eliminated at an early stage.

! Die Einrichtung kann auch zum Anzeigen der Temperatur der I Hohlleiter des Generators herangezogen werden. In diesem Falle j ist der Meßwert durch Berücksichtigung der Temperatur des I Kühlmediums zu korrigieren.! The facility can also display the temperature of the I waveguides of the generator are used. In this case j is the measured value by taking into account the temperature of the I correct the cooling medium.

Bei der Überwachung des Kühlmittelkreislaufes spielt die Temperatur des Kühlmittels iceine Rolle, hier dreht es sich nur darum,! Abweichungen der Temperatur, welche auf eine Verstopfung des Kühlmittelkreislaufes zurückzuführen sind, festzustellen. ]When monitoring the coolant circuit, the temperature plays a role of the coolant is a role, here it is all about! Determine deviations in temperature, which can be traced back to a blockage in the coolant circuit. ]

! Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Eri findung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen und in ! den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. j! Further details and advantageous developments of the invention result from the description below and in! Embodiments shown in the drawings. j

! ι! ι

11 ii

! Es zeigen: . I! Show it: . I.

I jI j

Fig, 1 einen Schnitt durch eine Meßsonde nach der Erfindung, {Fig, 1 is a section through a measuring probe according to the invention, {

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schaltung nach der Erfindung.Fig. 2 is a schematic representation of the circuit according to the invention.

709888/0231709888/0231

ZFE/P 4Ft (675.5000/KE)ZFE / P 4Ft (675.5000 / KE)

30.7.1976 601/76July 30, 1976 601/76

-Z--Z-

In den Zeichnungen ist mit 1 die VerMndungsleitung zwischen Kühlmittel- Sammelleitung und dem Kühlmittel-Rohranschluß am Wickelkopf, mit 2 die Meßsonde, mit 4 die Heizspirale und mit 3 das Widerstandsthermometer "bezeichnet. Meßsonde und Widerstandsthermometer stehen in gutem thermischen Kontakt. Die Heizspirale 4 und das Widerstandsthermometer 3 sind in einem einseitig geschlossenen Rohr 5 untergebracht, welches mit einer flüssigkeitsdichten Verschraubung 6 in die Verbindungsleitung 1 eingeschraubt ist. Die Anschlüsse der Heizspirale 4 sind mittels einer Verbindungsleitung 7 mit einer Stromquelle 8 verbunden, während die Anschlüsse des Widerstandsthermometers 3 durch Verbindungsleitungen 9 mit der Auswertevorrichtung 10 verbunden ist, an die eine Stromquelle 11 sowie das Signalanzeigegerät 12 angeschlossen ist.In the drawings, 1 is the connecting line between Coolant collecting line and the coolant pipe connection on the winding head, with 2 the measuring probe, with 4 the heating coil and with 3 denotes the resistance thermometer ". The measuring probe and resistance thermometer are in good thermal contact. The heating coil 4 and the resistance thermometer 3 are housed in a tube 5 closed on one side, which with a liquid-tight screw connection 6 in the connecting line 1 is screwed in. The connections of the heating coil 4 are by means of a connecting line 7 with a Current source 8 connected, while the connections of the resistance thermometer 3 by connecting lines 9 with the Evaluation device 10 is connected to which a power source 11 and the signal display device 12 is connected.

Bei einer Abweichung der von den Widerstandsthermometern 3 gemessenen Widerstandswerten voneinander wird im Signalanzeigegerät 12 ein Signal ausgelöst.In the event of a deviation from the resistance thermometers 3 Measured resistance values from one another, a signal is triggered in the signal display device 12.

Die Auswertevorrichtung 10 ist so ausgebildet, daß die Widerstandswerte bei eingeschaltetem Gerät laufend zyklisch abgefragt werden, wobei ein Mittelwert gebildet wird. Falls eine Abweichung eines einzelnen Meßwertes von dem Mittelwert festgestellt wird, wird bei Vorliegen einer bestimmten einstellbaren Abweichung eines der Meßwerte vom Mittelwert im Signalanzeigegerät 12 ein Signal ausgelöst.The evaluation device 10 is designed so that the resistance values can be queried continuously and cyclically when the device is switched on, whereby an average value is formed. If a Deviation of an individual measured value from the mean value is determined, is adjustable when a certain value is present Deviation of one of the measured values from the mean value in the signal display device 12 triggers a signal.

7Ö9886/02317Ö9886 / 0231

'(iT I- 4 F 1 (6755000/KE)'(iT I- 4 F 1 (6755000 / KE)

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Claims (8)

30.7^1976 _91/Z^30.7 ^ 1976 _91 / Z ^ Patentansprüche :Patent claims: Anordnung zur überwachung des Kühlmitteldurchflusses durch
die Wicklungen einer elektrischen Maschine, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem der parallelen
Kühlmittelkreise eine von dem Kühlmittel umflossene Meßsonde (2) angeordnet ist, welche ein WiderstandsthermometerArrangement for monitoring the coolant flow through
the windings of an electrical machine, thereby
marked that in each of the parallel
Coolant circuits a measuring probe (2) surrounded by the coolant is arranged, which is a resistance thermometer (3) enthält, welches mit einem elektrischen Heizkörper (4)(3) which is connected to an electric heater (4) in Wärmekontakt steht, daß im Speisestromkreis der Heizkörper1'is in thermal contact that the heating element 1 'in the supply circuit (4) Einrichtungen vorgesehen sind, durch welche den Heizkörpern {4) eine konstante elektrische Leistung zugeführt
wird, und daß die Widerstandsthermometer (3) an einer
Auswerte-Vorrichtung (10) angeschlossen sind, durch welche
deren Meßwerte zyklisch abfragbar und miteinander vergleichbar sind, wobei im Falle von voneinander abweichenden Meß- j werten der einzelnen Widerstandsthermometer am Signalanzeige-j gerät (12) ein Signal ausgelöst wird. j(4) Means are provided through which the radiators {4) a constant electrical power is supplied
is, and that the resistance thermometer (3) on a
Evaluation device (10) are connected through which
whose measured values can be queried cyclically and compared with one another, with a signal being triggered on the signal display device (12) if the measured values of the individual resistance thermometers differ from one another. j 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Widerstandsthermometer (3) innerhalb des Heizkörpers (4) ■ angeordnet ist» j2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the
Resistance thermometer (3) inside the heating element (4) ■ is arranged »j 3* Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn- j zeichnet, daß das Widerstandsthermometer^) eine zylind- j risehe Form aufweist und von dem spiralisch ausgebildeten i3 * arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized marked j shows that the resistance thermometer ^) has a cylindrical j has risehe shape and from the spirally formed i Heizkörper (4) umfaßt ist. ίRadiator (4) is included. ί 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch j gekennzeichnet, daß die Meßsonde (2) in der Kühlmittel- ] leitung (1) zwischen Kühlmittel-Sammelleitung und dem Kühl- j jnittelrohranschluß am Wickelkopf angeordnet ist. -,4. Arrangement according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the measuring probe (2) in the coolant] line (1) is arranged between the coolant collecting line and the coolant pipe connection on the winding head. -, — 7 —- 7 - 709886/0231709886/0231 rflVP 4 f i (675SÖ0O/KE)rflVP 4 fi (675SÖ0O / KE) ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 30.7.1976 601/76July 30, 1976 601/76 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (4) in Reihe geschaltet sind und von einer Stromquelle (8) gespeist sind, deren Leistung auf «inen konstanten Wert geregelt ist.5. Arrangement according to one of claims 1, 3 or 4, characterized characterized in that the heating elements (4) are connected in series and are fed by a power source (8) whose Power is regulated at a constant value. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (10) einen Mittelwertbildner enthält, in welchem der Mittelwert der gemessenen Temperaturwerte gebildet wird und mit den einzelnen Meßwerten der Widerstandsthermometer verglichen wird, wobei erst bei einer bestimmten Abweichung eines der Meßwerte vom Mittelwert ein Signal ausgelöst wird.6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (10) has a Contains averaging in which the average of the measured temperature values is formed and with the individual The measured values of the resistance thermometer are compared, a signal is only triggered when one of the measured values deviates from the mean value in a certain manner. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei geeichten Meßsonden diese an ein Anzeige-Instrument angeschlossen sind, welches die Strömungs-jgeschwindigkeit anzeigt»7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that, in the case of calibrated measuring probes, these are connected to a display instrument which shows the flow velocity displays » 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchej dadurch Ifekennzeicnnet, daß die Auswerte-Vorrichtung {10} in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur korrigiert wird.8. Arrangement according to one of the preceding Claimsj Ifekennzeicnnet that the evaluation device {10} as a function the coolant temperature is corrected. 709886/0231709886/0231 ZFE/P 4 F .1 (6755000/KE)ZFE / P 4 F .1 (6755000 / KE)
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