DE2919115A1 - Einrichtung, vorzugsweise generator mit einem supraleitenden geraeteteil - Google Patents

Description

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Einrichtung, vorzugsweise Generator mit einem supraleitenden Geräteteil

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, vorzugsweise einen Generator mit einem supraleitenden Geräteteil, welcher mit einem Kühlmedium auf Tiefsttemperaturen gekühlt wird.

Die Technologie der Supraleitung ist so weit entwickelt, daß sie praktische Anwendung für bestimmte Metalle bei tiefen Temperaturen finden kann, wobei insbesondere Temperaturen des flüssigen Heliums Verwendung finden. Insbesondere bei Generatoren wurde sehr viel Forschungsaufwand in die Entwicklung supraleitender Feldwicklungen gelegt, wobei vorgeschlagen wurde, diese Feldwicklungen durch einen auf Tiefsttemperaturen gekühlten inneren Rotorteil supraleitend zu machen. Dabei wird der innere Rotorteil auf Temperaturen von etwa 5, 2 ⁰K bzw. -276, 7°C mit Hilfe von flüssigem Helium gehalten, von welchem jedoch ein Teil während des Betriebs des Generators infolge der Verlust-Fs/ai wärme

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wärme verdampft. Um die Verdampfung möglichst gering zu halten, wird ein thermisches Strahlungsschild verwendet.

Ein wesentlicher Aspekt für die Verwendung supraleitender Geräte ist die Forderung, daß der Kälteverlust möglichst gering gehalten werden soll, d. h, die sogenannte kalte Zone im Bereich um den supragekühlten inneren Rotorteil soll möglichst auf den Tiefsttemperaturen des flüssigen Heliums gehalten werden. Ein solcher Kältestau ist besonders wichtig, wenn derartige Generatoren, mit herkömmlichen Generatoren im wirtschaftlichen Einsatz sind und ein guter Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit eine bedeutende Rolle spielen. Es wurden eine Vielzahl von Wegen versucht, um den Kälteverlust zu reduzieren, der sich durch thermische Leitung, thermische Konvektion und thermische Strahlung ergibt. Eine Möglichkeit, Verluste durch thermische Leitung zwischen der kalten Zone und der warmen Zone zu verringern besteht in der Verwendung von zwei langen dünnen Hohlwellen, denen ein Wärmeaustauscher in Form einer Rohrspule zugeordnet ist. Die Ableitung von Kälte durch thermische Leitung und Konvektion, insbesondere infolge der den unterkühlten Teil umgebenden Gase kann dadurch verringert werden, daß man ein hohes Vakuum um die kalte Zone herum vorsieht. Eine der günstigsten Vorschläge, um einen radialen Wärmetransport in die kalte Zone zu reduzieren, besteht in der Verwendung eines zylindrischen Strahlungsschildes, der in einem Ringraum zwischen dem inneren und äußeren Rotorteil angeordnet ist. Dieses Strahlungsschild verhindert, daß thermische Strahlung direkt auf die kalte Zone auftreffen kann.

Mit der Verwendung eines derartigen Strahlungsschildes sind eine Vielzahl von Problemen verbunden. Zunächst ergibt

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sich, daß das Strahlungsschild, das der warmen Zone ausgesetzt ist, eine höhere Temperatur hat als die kalte Zone. Der Wirkungsgrad des Strahlungsschildes kann verbessert werden, wenn das Schild selbst abgekühlt wird. Daher sollte das Schild möglichst auf eine Temperatur abgekühlt werden, die möglichst nah bei der Temperatur des Kühlmediums,und zwar des flüssigen Heliums liegt. Im Zusammenhang mit dieser Kühlung ergeben sich jedoch auch Schwierigkeiten für die Herstellung eines solchen Strahlungsschildes, da dieses möglichst von dem Kühlmedium durchflossen sein soll, wobei sich unterkühltes Heliumgas anbietet. Die Anbringung derartiger Innenleitungen ist jedoch äußerst schwierig, insbesondere wenn das Strahlungsschild sehr harten und nachteiligen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein solches. Strahlungsschild, wenn es in einem Zwischenraum zwischen dsm inneren und dem äußeren Rotorteil angeordnet ist, die elektrische bzw. magnetische dopplung beeinflußt, was unerwünscht ist. Es ergeben sich insbesondere Schwierigkeiten wegen der hohen Anforderungen an die mechanische Festigkeit und die Dicke des Strahlungsschildes, welches ungleichförmige Druckbeanspruchungen aus Kurzschlußbelastungen sowie Torsionsverdrehungen aus Kurzschlußbelastungen einerseits und andererseits sehr hohe Zentrifugalkräfte aufgrund hoher Drehzahlen neben den Druckbeanspruchungen durch das gasförmige Kühlmedium aushalten muß. Schließlich darf das Strahlungsschild auch andere Teile der Einrichtung bzw. des Generators nicht aufgrund des mechanischen Aufbaus nachteilig beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermisches Strahlungsschild für Einrichtungen mit supraleitenden

Geräte-

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Geräteteilen, insbesondere für einen Generator zu schaffen, das die erwähnten Nachteile überwindet und in der Lage ist, bei hoher mechanischer Festigkeit und geringstmöglichem Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften den supraleitenden Geräteteil gegen Kälteverlust weitgehendst zu schützen. Dabei soll das thermische Strahlungsschild durch das direkte Einwirken des Kühlmediums,vorzugsweise unterkühltes Heliumgas weit unter die Umgebungstemperatur abgekühlt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein thermisches Strahlungsschild benachbart zum supraleitenden Geräteteil angeordnet ist, und daß das Kühlmedium in direktem Kontakt mit dem Strahlungsschild steht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen supraleitenden Turbinengenerator;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des thermischen

StrahlungsSchildes, welches ein Teil des Generators gemäß Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der inneren Schale

mit einem Teil des thermischenStrahlungsschildes gemäß Fig. 2;

Fig. 4

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Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des thermischen StrahlungsSchildes gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte supraleitende Generator umfaßt eine Rotor anordnung mit einem inneren Rotorteil 12, in welchem die supraleitenden Feldwicklungen 14 konzentrisch innerhalb einer Feld wicklungshalterung 15 montiert sind. Die Rotoranordnung ist als Ganzes an den Stirnseiten mit Lagerzapfen· 16a und 16b über Hohlwellen 18a und 18b . sowie eine thermische Schrumpfverbindung 20 verbunden. Die eine Hohlwelle 18a verbindet den inneren Rotorteil 12 direkt mit dem einen Lagerzapfen 16a, wogegen zwischen die Hohlwelle 18b und den zugehörigen Lagerzapfen 16b die thermische Schrumpfverbindung 20 eingefügt ist.

Der innere Rotorteil 12 ist soweit unterkühlt, daß die Feldwicklungen 14 supraleitend werden. Als Kühlmedium findet flüssiges Helium Verwendung, welches in eine Innenzone 22 des inneren Rotorteils über eine Zuführleitung 24 eingeleitet wird, welche durch die Stirnwand 26a verläuft. Diese mit der Innenzone 22 in Verbindung stehende Zuführleitung 24 ist ferner an eine nicht dargestellte Quelle für das flüssige Helium angeschlossen. Die das flüssige Helium aufnehmende Innenzone 22 erstreckt sich zwischen den Stirnwänden 26a und 26b und wird von der Feldwicklung 14 umschlossen. In dieser Innenzone befindet sich die flüssige Helium schicht 28, welches sich aufgrund der Zentrifugalkraft beim Betriebdes Generators auf der inneren Oberfläche und damit an der Feldwicklung verteilt, ist. Mit Hilfe

e Feldwicklung

des flüssigen Heliums wird der innere Rotorteilund die Feld-

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wicklung auf einer Tiefsttemperatur von etwa 5, 37 K oder -267, 7 C bzw. -450 P gehalten. Wie später noch erläutert wird, verdampft ein Teil des flüssigen Heliums während des Betriebs des Generators aufgrund der im Innern entstehenden Wärme. Ein Teil dieses Dampfes wird dazu benutzt, um das thermische Strahlungsschild des Generators zu kühlen. Der dabei nicht benötigte Teil des verdampften Heliums wird über die Ablaufleitung 24b zurück zur Heliumquelle transportiert. Diese Ablaufleitung 24b erstreckt sich von der Innenzone 22 durch die Stirnwand 26a und ein sich drehendes Übertragungssystem zur Heliumquelle.

Neben dem supragekühlten inneren Rotorteil 12 hat der Generator 10 auch einen äußeren Rotorteil 3O₃ der sich etwa auf Umgebungstemperatur befindet und eine Temperatur von etwa 20 °C bzw. 293K oder 68°F haben kann. Dieser äußere Rotorteil dient im wesentlichen als tragendes Element der Rotoranordnung des Generators. Der äußere Rotorteil 30 verläuft gemäß Fig. 1 konzentrisch zum inneren Rotorteil 12 und ist in einem bestimmten radialen Abstand von diesem angeordnet. Dadurch entsteht ein Ringraum 32. Dieser Ringraum 32 hat aus Gründen der elektrischen Kopplung eine minimale radiale Tiefe. Der äußere Rotorteil 30 dreht sich zusammen mit dem inneren Rotorteil 12. Aus diesem Grund, sind, wie bereits erwähnt, die beiden Teile fest mit" den Lagerzapfen 16a und 16b verbunden.

Der Generator umfaßt ferner eine zylindrische, elektromagnetische Dämpfungsvorrichtung 34, welche konzentrisch mit der äußeren Oberfläche des äußeren Rotorteils 30 verbunden ist. Weitere Komponenten des Generators, welche nicht dargestellt

sind

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sind, bestehen aus dem rotierenden Übertragungssystem, dem Generatorgehäuse, den Feldzuführleitungen, einem Wärmeaustauscher, der sowohl teilweise den inneren Rotorteil als auch jeweils die Hohlwellen mit umfaßt. Das thermische Strahlungsschild 36 ist zum Zwecke der thermischen Isolation des inneren Rotorteils 12 vorgesehen, um das Einwirken der thermischenStrahlung auf die Außenfläche der Feldwicklungshalterung 15 zu unterdrücken. Diese Feldwicklungshalterung 15 stellt die äußerste Begrenzung der sogenannten kalten Innenzone dar, welche die Feldwicklung 14 und die Innenzone 22 umfaßt. Dieses thermische Strahlungsschild 36 hat eine zylindrische Form und ist konzentrisch zum Ringraum 32 zwischen dem inneren Rotorteil 12 und dem äußeren Rotor teil angeordnet. Das Strahlungsschild wird in dieser Position mit Hilfe von Montagevorrichtungen 38a und 38b festgehalten. Gemäß Fig. 1 ist die Montagevorrichtung 38a konzentrisch zwischen dem Strahlungsschild und dem äußeren Ende der Hohlwelle 18a angeordnet und befestigt. Die Montagevorrichtung 38b ist, wie aus Fig. 5 hervorgeht, konzentrisch zwischen dem äußeren Ende des Strahlungsschildes und dem äußeren Ende der Hohlwelle 18 angeordnet und befestigt. Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, das Strahlungsschild auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur abzukühlen, wobei besonders vorteilhaft eine Temperatur im Bereich der Tiefsttemperatur oberhalb der Temperatur der Ringzone ist. Durch das Abkühlen des Strahlungsschildes auf eine Temperatur zwischen dem verhältnismäßig warmen äußeren Rotorteil und dem auf einer Tiefsttemperatur befindlichen inneren Rotorteil läßt sich die zur kalten Zone hin fließende Wärme ganz wesentlich verringern, wodurch eine wesentlich geringere Kühlleistung für den inneren Rotorteil benötigt wird, um diesen auf der supraleitenden Tiefsttemperatur zu halten. Das thermische

Strahlungs-

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Strahlungsschild 36 wird gemäß der Erfindung mit einem flüssigen Kühlmedium unterkühlt, wobei hierfür das bereits erwähnte Helium verwendet werden kann, welches in direktem Kontakt mit dem Strahlungsschild steht. Dieses Kühlmittel fließt kontinuierlich durch den Körper des StrahlungsSchildes, so daß dieser von innen heraus gekühlt wird. Aus diesem Grund ist das Strahlungsschild mit einer Vielzahl von "inneren Hohlräumen bzw. Innenleitungen versehen, durch welche das Kühlmittel strömt, wie noch nachfolgend näher erläutert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung sf or m der Erfindung wird als Kühlmittel für das Strahlungsschild 36 Heliumgas benutzt. Dieses Heliumgas wird von der Innenzone 22 des inneren Rotorteils 12 aus zugeführt. Wie bereits erwähnt, geht ein gewisser Anteil des flüssigen Heliums in der Innenzone 22 durch Verdampfen in den gasförmigen Zustand über und kann in diesemgasförmigen Zustand zum Kühlen des Strahlungsschildes Verwendung finden. Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl von Verbindungsrohren 40 gemäß den Fig. 1 und 5 vorgesehen. Diese Verbindungsrohre verlaufen von der Hohlwelle 18b aus zum Strahlungsschild. Im Bereich der Hohlwelle sind die Verbindungsrohre über einen herkömmlichen, nicht dargestellten Wärmeaustauscher mit der Stirnwand 26 und der Innenzone 22 verbunden. Dieser Wärmeaustauscher besteht aus einer kontinuierlich gewickelten Rohr spule, welche sich über die Länge der Hohlwelle entlang der inneren Oberfläche erstreckt und in dieser Form bekannt ist. Von dieser Rohrspule aus verlaufen die Verbindungsrohre 40 zu einer Abzweigleitung 42, welche in Fig. 5 angedeutet ist. Diese Abzweigleitung 42 erstreckt sich entlang der inneren Umfangsfläche des Strahlungs Schildes und mündet in die Innenleitungen dieses Schildes. Auf diese Weise kann das unterkühlte Heliumgas von der Innenzone 22 aus über die Rohrspule und die Ver-

, _Ä - bindungs-

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bindungsrohre 40 in das Innere des StrahlungsSchildes geleitet werden.

In gleicher Weise sind am anderen Ende des StrahlungsSchildes Verbindungsrohre 44 über eine Abzweigleitung mit den Innenleitungen des Strahlungsschildes verbunden. Dabei sind die Verbindungsrohre 44 ebenfalls an einen Wärmetauscher in Form einer Rohrspule angeschlossen, der im Innern der Hohlwelle 18a angeordnet ist. Das unterkühlte Heliumgas wird über die Verbindungsrohre 40 und die Abzweigleitungen 42 dem Strahlungsschild zugeführt und über entsprechende Abzweigleitungen 46 sowie Verbindungsrohre 44 abgeleitet. Entsprechend werden auch gegenläufige Ströme zu- und abgeführt. Für den speziellen Fall wird über die Verbindungsleitungen 44 und die Abzweigleitungen 46 eine Strömung über das Strahlungsschild zu den Abzweigleitungen 42 und den Verbindungsrohren 40 aufgebaut. Das gasförmige Helium wird dabei schließlich durch das gesamte Innere des Generators geleitet und über die Rohrspule des Wärmeaustauschers in der Hohlwelle sowie das ausgangs seitige Übertragungssystem, welches nicht dargestellt ist, abgeführt. Außerhalb des Generators wird es in verhältnismäßigen großen, nicht dargestellten Wärmeaustauschern auf Umgebungstemperatur erwärmt.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2, 3 und 4 das Strahlungsschild 36 für den Generator gemäß Fig. 1 erläutert. Wie man aus der Darstellung entnehmen kann, besteht das Strahlungsschild aus einem zylindrischen Körper 39 mit einer Innenfläche 41 und einer Außenfläche 43, die sich vom einen Ende 45 zum anderen Ende 47 erstrecken. Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, besteht der zylindrische Körper 39 aus einem Innenzylinder

und

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und einem Außenzylinder 52. Die Innenfläche 41 wird von der Innenfläche des Innenzylinders 48 und die Außenfläche 43 wird von der Außenfläche des Außenzylinders 52 gebildet. Der Außenzylinder 52 ist konzentrisch auf dem Innenzylinder 48 angeordnet, wobei die Innenfläche des Außenzylinders auf der Außenfläche 58 des Innenzylinders dicht aufliegt. Der eine Zylinder und vorzugsweise der Innenzylinder 48 ist dicker als der AußenTylinder, z.B. kann die Dicke des Innenzylinders 0, 56 cm und die Dicke des Außenzylinders 0, 4 cm betragen, so daß sich eine Gesamtdicke des StrahlungsSchildes von 0, 96 cm ergibt. Die beiden Zylinder sind aus einem verträglichen, verhältnismäßig starren Material hergestellt, das auch an das Betriebsverhalten des Generators 10 angepaßt ist. Vorzugsweise wird für die beiden Zylinder nicht rostender Stahl benutzt.

In Fig. 3 ist der Innenzylinder 48 perspektivisch dargestellt. Aus der Darstellung kann man entnehmen, daß in die Außenfläche 58 des Innenzylinders eine Vielzahl von Längsnuten 60 eingearbeitet sind, die sich im wesentlichen über die ganze Länge erstrecken und die gleichmäßig über den Umfang des Zylinders parallel verlaufend verteilt sind. Ferner ist in der Außenfläche 58 eine umlaufende Ringnut 62 im einen Endbereich und eine entsprechende Ringnut 64 im anderen Endbereich eingearbeitet. Diese Ringnuten erstrecken sich über den gesamten Umfang des Zylinders und sind über die Längsnuten 60 miteinander verbunden, die an den jeweiligen Enden 66 in die Ringnut münden. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, kann es wünschenswert sein, daß die Längsnuten über Abschnitte der Ringnuten gruppenweise zusammengefaßt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind 24 Längsnuten vorgesehen, welche in vier Gruppen zu je sechs Längsnuten unterteilt sind. Diese Unterteilung kann man dadurch schaffen, daß die Ring

nuten

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nuten 62 und 64 nur abschnittsweise in die Oberfläche 58 des Innenzylinders eingearbeitet sind, so daß die einzelnen Abschnitte jeweils nur sechs Längsnuten miteinander verbinden. Wegen der leichteren Herstellung des Innenzylinders ist auch vorgesehen, daß die Ringnuten 62 und 64 umlaufend hergestellt werden, und daß eine Unterteilung in die entsprechenden gewünschten Abschnitte durch Einschweißen von Absperreinsätzen 70 und 72 erfolgt. Der Innenzylinder 48 ist ferner mit einer Vielzahl von Bohrungen 74 und 76 versehen, welche in die Ringnuten 62 und 64 münden, wobei jeweils für jede Gruppe der durch die Abschnitte der Ringnuten zusammengefaßten Längsnuten an beiden Enden des Innenzylinders eine Bohrung vorgesehen ist. Das heißt, es befindet sich jeweils in jedem Abschnitt zwischen den eingeschweißten Absperreinsätsen 70 und 72 eine Bohrung 74 bzw. 76.

Aus dem Voraus stehenden ergibt sich nach der Montage des Außenzylinders 52 auf dem Innenzylinder 48 eine Vielzahl von Innenleitungen, welche sich über die gesamte Länge des zylindrischen Körpers 39 erstrecken und über die Abschnitte der Ringnuten 62 und 64 sowie die Bohrungen 74 und 76 mit der Innenseite des zylindrischen Körpers in Verbindung stehen. Dabei sind die Längsnuten durch die Absperreinsätze 70 und 72 in Gruppen unterteilt. Durch die Bohrungen 74 und 76 kann das Kühlmedium, und zwar das gasförmige Helium zugeführt und durch das Strahlungsschild 36 geleitet werden. Zu diesem Zweck sind auf der Innenfläche 41 die Abzweigleitungen 42 derart montiert, daß sie mit den Bohrungen 74 bzw. 76 kommunizieren. Durch diese Anordnung kann das gasförmige Helium aus der Innenzone 22 des inneren Rotorteils 12 durch das Strahlungsschild gepumpt werden,, Y/ofaei es über Verbindungsrohre 40 und

die

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die angeschlossenen Abzweigleitungen 42 über die Bohrung 74 in die Innenleitungen des Strahlungsschildes eintritt und an der gegenüberliegenden Seite durch die zugeordnete Bohrung 76 wieder ausströmt. Da die Längsnuten 60 in Gruppen unterteilt sind, ist es möglich, das kühlende Heliumgas gruppenweise in entgegengesetzte Richtungen strömen zu lassen, wie dies aus Fig. 3 zeichnerisch hervorgeht. Zu diesem Zweck wird das Heliumgas über einen Teil der Bohrungen 74 zugeführt und über die entsprechend zugeordneten Bohrungen 76 abgeleitet. Das in entgegengesetzter Richtung strömende Heliumgas wird über einen Teil der Bohrungen 76 zugeführt und über die entsprechend zugeordneten Bohrungen 74 abgeleitet. Das abgeleitete Gas strömt über die als Wärmetauscher ausgebildete Rohrspule im Inneren der Hohlwelle und das sich drehende Übertragungssystem ab.

Durch die beschriebene Führung des Kühlmediums wird das Strahlungsschild 36 vom Innern her gekühlt. Dabei hängt die Kühlung selbst und die gleichmäßige Abkühlung der Oberfläche des StrahlungsSchildes von einer Anzahl von Faktoren ab, zu welchen auch die Größe der Innenleitungen, die Menge und die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Innenleitungen geführten Heliumgases sowie die Ausbildung der Nuten und deren Anordnung zählen. Wenn die Längsnuten in einer verhältnismäßig großen Anzahl dicht nebeneinander-liegend über den Umfang des Innenzylinders verteilt ausgebildet sind, und wenn eine verhältnismäßig große Menge des gasförmigen Heliumsmit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch das Strahlungsschild geführt wird, ergibt sich eine weitgehendst gleichförmige Abkühlung auf eine verhältnismäßig niedere Temperatur, verglichen mit einem Strahlungsschild das eine geringere Anzahl von Längsnuten bzw. Innenleitungen aufweist. Daher

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muß jeweils eine Anpassung an die individuellen Anforderungen vorgenommen werden.

Nach der Erläuterung des StrahlungsSchildes 36 in Verbindung mit der Art und Weise der Kühlung innerhalb des supraleitenden Generators 10 wird nachfolgend die Herstellung eines solchen StrahlungsSchildes beschrieben. Bei der bevorzugten beschriebenen Ausführungsform, besteht der Innenzylinder 48 und der Außenzylinder 52 jeweils aus einem nicht rostenden Stahl. Dabei ist der Innenzylinder dicker als der Außenzylinder ausgeführt. Vor dem Zusammenmontieren der beiden Zylinder werden die Längsnuten, und zwar beispielsweise 24 gleichmäßig über die Oberfläche des Innenzylinders verteilt eingefräst, d. h. die einzelnen Längsnuten haben einen Winkelabstand von 15 voneinander. Wie aus Fig.4entnehmbar ist, haben die Längsnuten vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt, da ein solcher Querschnitt günstiger für den Verlauf der Spannungskurven ist und keine Spannungsspitzen entstehen, wie dies bei einem rechteckigen Querschnitt der Fall sein kann. Die Abmessungen der Längsnuten sind derart, daß sich insgesamt eine Querschnittsfläche ergibt, die etwa gleich der Querschnitt sf lache der Rohrleitungen ist, über welche das Heliumgas zu- und abgeführt wird. Bei einem Generator mit 300 MVA hat jede Längsnut einen Halbkreisquerschnitt mit einem Radius von etwa 1, 6 mm, wobei Rohrleitungen Verwendung finden, die einen Außendurchmesser von etwa 6, 35 mm und eine Wandstärke von etwa 0, 8 mm haben. Nach dem Einschneiden bzw. Herausarbeiten der Längsnuten 60 werden die Ringnuten 62 und 64 hergestellt.

Dabei

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Dabei werden die Ringnuten 62 und 64 umlaufend herausgearbeitet und nachträglich durch Einschweißen der Absperreinsätze 70 und 72 in Abschnitte unterteilt. Bei einem Generator mit 300 MVA haben die Ringnuten dieselbe Tiefe wie die Längsnuten, d.h. etwa 1, 58 mm, jedoch werden sie breiter, und zwar mit einer Breite von etwa 12, 7 mm hergestellt. Nach der Fertigstellung der Ringnutabschnitte werden die Bohrungen 74 und 76 angebracht, wobei diese derart angeordnet und dimensioniert werden, daß sie für die Verteilerleitungen passend sind, welche auf die innere Oberfläche 41 des Innenzylinders 48 aufgelötet werden.

Nachdem der Innenzylinder 48 mit den Nuten und Bohrungen versehen ist, wird der Außenzylinder 52 aufgebracht, was in herkömmlicher Weise durch Aufschrumpfen erfolgen kann. Nach dem Aufschrumpfen werden der Innenzylinder und der Außenzylinder an der stirnseitigen Fuge jeweils verschweißt, um eine absolute Dichtigkeit herzustellen.

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, Zf.

Leerseite

Claims (12)

P atentansprüche

1. /Einrichtung, vorzugsweise Generator mit einem supraleitencfen Geräteteil, welcher mit einem Kühlmedium auf Tiefsttemperaturen gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein thermisches Strahlungsschild (36) benachbart zum supraleitenden Geräteteil (12) angeordnet ist, und

- daß das Kühlmedium in direktem Kontakt mit dem Strahlungsschild steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß das thermische Strahlungsschild (36) mit Innenleitungen {60, 62, 64) versehen ist, über welche das Kühlmedium geführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß sich die Innenleitungen gleichmäßig über das Strahlungsschild erstrecken.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet,

- daß das thermische Strahlungsschild (36) den inneren Rotorteil (12) des Generators umgibt, und daß als Kühlmittel Helium Verwendung findet, welches durch die Innenleitungen

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ORIGINAL INSPECTED

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des Strahlungsschildes geleitet wird.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß das thermische Strahlungsschild (36) aus einem zylindrischen Körper (39) besteht, der mit Zulauf öffnung en und Ablauföffnungen für das Kühlmedium versehen ist, und

- daß die Zulauföffnungen sowie Ablauföffnungen an die Innenleitungen derart angeschlossen sind, daß das Kühlmedium im wesentlichen gleichmäßig verteilt durch die Innenleitungen fließt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß der zylindrische Körper (39) aus einem Innenzylinder (48) und einem Außenzylinder (52) besteht, und

- daß der Innenzylinder auf seiner Oberfläche mit Nuten versehen ist, welche die Innsnleitungen bilden.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß sich der Innenzylinder (48) über die gesamte Länge des thermisch aufgeschrumpften-Außenzylinders (52) erstrecktünd stirnseitig mit diesem verschweißt ist, und

- daß vorzugsweise die Innenleitungen in die Oberfläche des Innenzylinders eingearbeitet sind.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Innenzylinder (48) und der Außenzylinder (52) jeweils aus rostfreiem Stahl hergestellt sind.

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9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die in die Oberfläche des Innenzylinders (48) eingearbeiteten Nuten (60, 62, 64) für die Innenleitungen einen halbkreisförmigen Querschnitt haben.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Innenleitungen sich in Form von Längsnuten (60) über im wesentlichen die gesamte Länge des zylindrischen Körpers (39) erstrecken und an den jeweiligen Enden in Ringnuten (62, 64) münden, welche im jeweiligen Endbereich des zylindrischen Körpers (39) angeordnet sind, und

- daß durch den Innenzylinder (48) Bohrungen (74, 76) verlaufen, welche in die Ringnuten (62, 64) münden.

11. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

- daß über die Bohrungen und die Ringnuten das Helium als Kühlmedium zu- und abgeführt wird, wobei die Strömungsrichtung in den Längsnuten gruppenweise entgegengesetzt gerichtet ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Unterteilung der Innenleitungen in Gruppen mit Hilfe von Absperreinsätzen (¹ZO, 72) erfolgt, die in die Ringnuten (62, 64) eingeschweißt sind, und

- daß jeder Teilabschnitt einer Ringnut mit einer Bohrung

(74 bzw. 76)versehen ist, die nach der Innenseite des zylindrischen Körpers (39) münden.

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