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Generator, welcher in das Gehäuse einer Rohrturbine eingebaut ist und mittels eines über Leitungsrohre in sich geschlossenen Flüssigkeitskühlsystems gekühlte Ständer- und Läuferwicklungen aufweist
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Erfindungverhältnisse erreicht und es besteht die Möglichkeit, den Generator aus einigen transportfähigen Teilen zusammenzusetzen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der folgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten, beispielsweisen Ausführungsform zu entnehmen.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 den Längsschnitt eines Generators mit Flüssigkeitskühlung undin Fig. 2 den Schnitt durch die Vorrichtung zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zum Generatorläufer.
Das den Generator antreibende Wasser umströmt den Kopfteil einer Kapsel-l-und ein wasserdichtes Statorgehäuse --2-- und tritt in die Laufradbeschaufelung einer Turbine ein.
Als Kühlflüssigkeit wird beim betrachteten Generator destilliertes Wasser verwendet, das in einem Behälter -3- aufbewahrt ist. Aus dem Behälter --3-- wird das Kühlwasser mit Hilfe einer Pumpe - durch ein Rohr --5-- einem Wärmeaustauscher --6-- zugeführt.
Aus dem Wärmetauscher --6-- gelangt das Kühlwasser durch ein Rohr-7-in ein Filter --8-- und darauf durch ein Rohr --9-- in ein Speiserohr --10-- eines Rotors --11-- und ein Speiserohr--12-eines Stators, sowie in eine Hauptringleitung-49-.
Sämtliche obenerwähnte Elemente des Wasserkühlsystems sind innerhalb des Kopfteiles der Kapsel - l-untergebracht und bedürfen keiner speziellen, gesonderten Räume.
Die Stäbe einer Statorwicklung --13-- bestehen aus Hohlleitern und Volleitern. Das destillierte Kühlwasser fliesst durch das Speiserohr--12-- und ein weiteres Speiserohr --14-- über Gummischläuche - in die Wicklungsstäbe, ist von diesen aus in eine an der Stirnseite der Statorwicklung-13-
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--49-- geführtleitung --50- in den Behälter --3-- abgeleitet.
Dem Läufer --11-- wird das Kühlwasser durch einen Rohransatz --16-- zugeführt, auf welchem ein biegsamer Schlauch --17-- aufgesetzt ist. Das destillierte Wasser tritt in ein doppelwandiges Mittelrohr --18-- ein und gelangt von dort aus durch Radialöffnungen --19-- einer Rotorwelle --20-- und Rohr --21-- in einen Speiseringkanal --22--, der am Umfang des Rotors --11-- angeordnet ist, Aus dem Ringkanal --2-- tritt das Kühlwasser durch Gummischläuche --23-- in eine hohle Polwicklung - 24-des Rotors-11-.
Zur Abführung des Heisswassers von den Polwicklungen-24-dienen biegsame Schläuche -25--, durch welche es in einen Sammelringkanal --26-- und von dort aus durch Rohre --27-- und einen geneigten Kanal-28-in eine Kammer-29-gelangt. Die Kammer-29-ist vom Kühlwasser durch eine Trennwand --30-- und eine Dichtung --31-- getrennt. Aus einem durch die Rohre --18 und 33-gebildeten Ringraum -32-- tritt das Heisswasser in eine Abflusskammer --34-- und von dort aus durch einen biegsamen Schlauch --35-- und ein Rohr-36-in den Behälter --3-- des Kühlsystems ein.
Um eine Wärmeisolierung zwischem dem Kühl- und dem Heisswasser zu erreichen, ist das Rohr - doppelwandig ausgeführt.
Der ruhende Teil der Vorrichtung zur Zuführung des Kühlwassers an den Rotor --11-- enthält einen Deckel --37-- mit einer Dichtung --38--, die Abflusskammer --34-- mit einer Dichtung --39-- und einen Zylinder --40-- mit einer Dichtung-41-. Der gesamte ruhende Teil der Vorrichtung ist auf das rotierende Rohr-33-aufgesetzt, wobei Wälzlager --42-- und Ringe --43-- benutzt sind.
Der rotierende Teil der Vorrichtung für Kühlwasserzuführung zum Läufer ist an der Welle-20- des Läufers -11-- durch eine Stützscheibe --4-- befestigt. An der gegenüberliegenden Seite ist die Mittelbohrung der Welle --20-- durch einen Deckel --45-- verschlossen.
Bei einer solchen Anordnung des Läuferkühlsystems vereinfacht sich das Ölversorgungssystem eines Traglagers-46-und eines Axiallagers --47-- wesentlich, da die Vorrichtung zur Regelung des Öldruckes in Abhängigkeit vom Luftdruck innerhalb der Kapsel-l-entfällt, die bei Pressluftkühlung des Läufers zur Verhinderung des Luftdurchtrittes durch die Dichtungen benötigt wird.
Werden die Generatoren dauernd bei bedeutend unsymmetrischer Phasenstrombelastung oder im Motorbetrieb (wie es bei den Aggregaten der Fall ist, die in Flut- oder Wasserspeicherkraftwerken aufgestellt sind) betrieben, so ist das Dämpfungssystem auch mit Wasserkühlung zu versorgen. In diesem Falle werden die Stäbe der Dämpfungswicklung hohl ausgeführt und durch die Gummischlauche mit dem Speiseringkanal-22-verbunden.
Die Kühlung eines Statorkernes --48-- erfolgt durch besondere Rohre, die im Bereich des aktiven Eisens am Statorrücken angeordnet sind und miteinander im Bereich der Kopfteile der Statorwicklungen - durch Schläuche verbunden sind. Die Notwendigkeit der Kühlung des Statorkernes --48-- entsteht bei Generatorspannungen über 4 kV.
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Generator which is built into the casing of a bulb turbine and has stator and rotor windings cooled by means of a liquid cooling system that is self-contained via conduit pipes
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Invention ratios achieved and it is possible to assemble the generator from some transportable parts.
Further features of the invention can be found in the following description of an exemplary embodiment shown in the drawings.
The drawings show in Fig. 1 the longitudinal section of a generator with liquid cooling and in Fig. 2 the section through the device for supplying the cooling liquid to the generator rotor.
The water that drives the generator flows around the head part of a capsule 1 and a watertight stator housing 2 and enters the impeller blading of a turbine.
Distilled water, which is stored in a container -3-, is used as the cooling liquid in the generator under consideration. The cooling water is fed from the tank --3-- with the help of a pump - through a pipe --5-- to a heat exchanger --6--.
From the heat exchanger --6-- the cooling water passes through a pipe -7- into a filter --8-- and then through a pipe --9-- into a feed pipe --10-- of a rotor --11-- and a feed pipe - 12 - of a stator, as well as in a main ring line - 49 -.
All of the above-mentioned elements of the water cooling system are housed within the head part of the capsule and do not require any special, separate rooms.
The bars of a stator winding --13 - consist of waveguides and solid conductors. The distilled cooling water flows through the feed pipe - 12 - and another feed pipe - 14 - via rubber hoses - into the winding bars, from which it is fed into a one on the end of the stator winding-13-
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--49-- guided line --50- discharged into the container --3--.
The cooling water is fed to the rotor --11-- through a pipe extension --16-- on which a flexible hose --17-- is placed. The distilled water enters a double-walled central pipe --18-- and from there passes through radial openings --19-- a rotor shaft --20-- and pipe --21-- into a feed ring channel --22--, the is arranged on the circumference of the rotor --11--. The cooling water flows out of the ring channel --2-- through rubber hoses --23-- into a hollow pole winding - 24- of the rotor-11-.
The hot water is carried away from the pole windings -24- using flexible hoses -25- through which it flows into a collecting ring channel -26- and from there through pipes -27- and an inclined channel -28- into a chamber -29-got. The chamber -29- is separated from the cooling water by a partition --30-- and a seal --31--. From an annular space -32- formed by the pipes -18 and 33- the hot water flows into a drainage chamber -34- and from there through a flexible hose -35- and a pipe -36- into the container --3-- of the cooling system.
In order to achieve thermal insulation between the cooling and hot water, the pipe is double-walled.
The stationary part of the device for supplying the cooling water to the rotor --11-- contains a cover --37-- with a seal --38--, the discharge chamber --34-- with a seal --39-- and a cylinder -40- with a gasket -41-. The entire stationary part of the device is placed on the rotating pipe 33, with roller bearings --42-- and rings --43-- being used.
The rotating part of the device for supplying cooling water to the rotor is attached to the shaft-20- of the rotor -11-- by a support disc --4--. On the opposite side, the center bore of the shaft --20-- is closed by a cover --45--.
With such an arrangement of the rotor cooling system, the oil supply system of a support bearing -46- and an axial bearing -47- is significantly simplified, since the device for regulating the oil pressure as a function of the air pressure within the capsule-1-that is necessary when the rotor is cooled with compressed air is omitted Prevention of air passage through the seals is required.
If the generators are operated continuously with a significantly asymmetrical phase current load or in motor operation (as is the case with the units installed in flood or water storage power plants), the damping system must also be supplied with water cooling. In this case, the bars of the damping winding are made hollow and connected to the feed ring channel-22-by the rubber hoses.
A stator core --48-- is cooled by special tubes, which are arranged in the area of the active iron on the stator back and connected to one another in the area of the head parts of the stator windings - by hoses. The necessity of cooling the stator core --48-- arises with generator voltages above 4 kV.