CH622135A5

CH622135A5 -

Info

Publication number: CH622135A5
Application number: CH84178A
Authority: CH
Inventors: Willy Germann
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1981-03-13
Also published as: FR2415903B1; DE2809413A1; SE7900572L; US4250713A; DE7806603U1; FR2415903A1

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussanordnung für einen Heliumübertrager einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung zu schaffen, die eine schnelle Trennung des Heliumübertragers von der elektrischen Maschine und eine schnelle und einfache Montage einer neuen Einheit ermöglicht.

Mit der konstruktiven Lösung nach der Erfindung gemäss .der Kennzeichnung des Patentanspruchs 1 verkürzt man wesentlich die Ausfallzeiten der elektrischen Maschine bei einer Störung des Heliumübertragers.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die Ausführungsform nach Anspruch 2 sichert eine gute Dichtung in der Trennfläche zwischen dem Heliumübertrager und dem im Wellenende angeordneten Zentralkörper. Die Ventile gemäss Anspruch 3 sichern, dass während der Montage das Innere der elektrischen Maschine geschlossen bleibt. Das druckgesteuerte Ventil nach Anspruch 4 schliesst den Kanal automatisch bei einer Senkung des Druckes des flüssigen Heliums unter eine vorbestimmte

Grenze, also auch bei einer Demontage des Heliumübertragers. Die Ausführungsform nach Anspruch 5 ermöglicht das automatische Schliessen des Kanals bei einer Senkung der Drehzahl des Rotors unter eine vorbestimmte Grenze.

Darüber hinaus wirken diese Ventile als Sicherheitsventile, wenn der Druck des Heliums im Innern des Rotors infolge der Erwärmung zu gross wird. Die konstruktive Lösung nach Anspruch 6 sichert eine richtige gegenseitige Lage des Heliumübertragers und des im Wellenende angeordneten Zentralkörpers und somit den genauen Anschluss der Zufuhr- und Sammelkanäle in der Trennfläche. Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 zeigt eine vorteilhafte Möglichkeit der Befestigung des Zentralkörpers im Wellenende der elektrischen Maschine.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert.

Ein Heliumübertrager 1 ist mit einem Zufuhrkanal 1 für kaltes flüssiges Helium versehen. Der Heliumübertrager 1 enthält eine zylindrische Bohrung 3 und Sammelkanäle 4 und ist mit einem thermisch isolierenden Abstützelement 5 abgestützt. Zwischen dem Zufuhrkanal 2 und den Sammelkanälen 4 und zwischen dem Heliumübertrager 1 und dem Abstützelement 5 befinden sich thermisch isolierende Vakuumräume 6. In der Bohrung 3 ist eine ringförmige Dichtung 7 angeordnet. Das Abstützelement 5 ist direkt oder indirekt mit einem zylindrischen Körper 8 verbunden oder auf ihn abgestützt.

In einem Wellenende 9 ist ein Zentralkörper 10 angeordnet. In der schematischen Zeichnung ist der Zentralkörper 10 einstückig dargestellt. Aus technologischen Gründen besteht er jedoch aus mehreren Teilen, die z.B. verschweisst oder zusammengeschraubt sind. Diese zum unmittelbaren Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Details sind fortgelassen worden. Der Zentralkörper 10 enthält einen Zufuhrkanal 11 und ist mit einem zentral angeordneten, zylindrischen Einsteckkörper 12 versehen, der der Bohrung 3 des Heliumübertragers 1 entspricht. Im Zentralkörper 10 sind ferner Sammelkanäle 13 ausgeführt, die an die Sammelkanäle 4 im Heliumübertrager 1 angeschlossen sind. In einer Erweiterung 17 des Zufuhrkanals 11 ist ein druckgesteuerter, mit einer Spiralfeder 15 versehener Ventilkörper 14 angeordnet. In den Sammelkanälen 13 sind Ventilkörper 16 angeordnet, die mit Spiralfedern 15 belastet und mit der Zentrifugalkraft gesteuert sind. Ein thermisch isolierendes Abstützelement 18 ist mit einem thermisch isolierenden Abstützelement 18' entweder einstückig ausgeführt oder mit ihm mechanisch verbunden. Die Abstützelemente 5,18 und 18' sind aus Titan gefertigt, da Titan hohe mechanische Festigkeit, jedoch eine verhältnismässig niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist. Die innere Fläche des Wellenendes 9 ist mit einem Tragring 19 versehen, der einen Bajonettverschluss trägt. Eine Erweiterung 20 des Abstützelementes 18' dient als der zweite Teil des im Tragring 19 enthaltenen Bajonettverschlusses. In der Erweiterung 20 sind Verbindungsbohrungen 21 ausgeführt, die die Vakuumräume 6 verbinden. Zwischen dem Abstützelement 18 und einer Abstützfläche 23 des Zentralkörpers 10 sind mehrere Tellerfedern 22 angeordnet, die den Zentralkörper 10 auf den Heliumübertrager 1 pressen. Der zylindrische Körper 8 des Heliumübertragers 1 und das Wellenende 9 sind mit Schrauben 24 verbunden. Die Trennfläche zwischen dem Heliumübertrager 1 und dem Wellenende 9 mit dem Zentralkörper 10 ist durch die Ziffer 25 gekennzeichnet. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Die Funktionsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende:

Während des Betriebes der elektrischen Maschine sind die Ventile 14,16 geöffnet. Auf den Ventilkörper 14 wirkt der Druck des kalten, flüssigen Heliums vom Verflüssigerkreis. Die Ventilkörper 16 sind infolge der Zentrifugalkraft geöffnet, so dass die Zurückführung des erwärmten Heliums durch die Sammelkanäle 13,4 möglich ist. Bei einer niedrigen, vorbestimmten

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Drehzahl schliessen die Ventilkörper 16 und bei einer Senkung entfernt. Durch Ansetzen einer neuen Einheit des Heliumüber-des Druckes des zugeführten Heliums im Zufuhrkanal 11 tragers 1 und durch Zusammenschrauben des Wellenendes 9 schliesst automatisch auch der Ventilkörper 14. Dieser Zustand mit dem zylindrischen Körper 8 des Heliumübertragers 1 mitkommt z.B. bei einer Demontage des Heliumübertragers 1 vor. tels der Schrauben 24 wird dann die Montage beendet. Die Zeichnung zeigt alle Ventilkörper 14,16 in Ruhestellung. s Es ist selbstverständlich, dass der Erfindungsgegenstand auf Der Heliumübertrager 1 wird vom Wellenende 9 und somit das Dargestellte nicht beschränkt ist. Man kann auch andere vom Zentralkörper 10 durch einfaches Entfernen der Schrau- Anordnungen der Kanäle, Ventile und Vakuumräume verwen-ben 24 getrennt Durch Ziehen des Heliumübertragers 1 in axia- den. Anstelle der Tellerfedern kann man auch andere federnde 1er Richtung wird auch der zylindrische Einsteckkörper 12 des Elemente verwenden und die letztgenannten können im He-Zentralkörpers 10 aus der Bohrung 3 des Heliumübertragers io liumübertrager angeordnet sein.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

622135 PATENTANSPRÜCHE

1. Anschlussanordnung für einen Heliumübertrager einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhr- und Sammelkanäle (2,4) enthaltende Heliumübertrager (1) als eine an das Wellenende (9) der elektrischen Maschine ansetzbare und austauschbare Einheit ausgeführt ist und dass im Wellenende (9) der elektrischen Maschine ein Zentralkörper (10) angeordnet ist, der mit Zufuhr- und Sammelkanälen (11,13) versehen ist, die sich in den Zufuhr- und Sammelkanälen (2,4) des Heliumübertragers (1) fortsetzen.

2. Anschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (10) gegen das Ende des Heliumübertragers (1) unter Verwendung von wenigstens einem federnden Element (22) gepresst ist.

3. Anschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentralkörper (10) der Zufuhrkanal (11) und/ oder die Sammelkanäle (13) mit Ventilen (14,16) versehen sind.

4. Anschlussanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (14) als ein druckgesteuertes Ventil ausgeführt ist.

5. Anschlussanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (16) als ein mit der Zentrifugalkraft gesteuertes Ventil ausgeführt ist.

6. Anschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (10) und/oder das Ende des Heliumübertragers (1) mit wenigstens einem zentrierenden Einsteckkörper (12) versehen ist, dem eine Ausnehmung (3) im gegenüberliegenden Teil entspricht.

7. Anschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (10) im Wellenende (9) mit einem Schnellverschluss, vorzugsweise mit einem Bajonettver-schluss (19) versehen ist.

Im Artikel «Turbogeneratoren mit supraleitender Erregerwicklung», Bull. SEV 64 (1973) 17,18. August, ist auf Seite 1043 in Fig. 3 ein Längsschnitt eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung dargestellt. Die Erregerwicklung wird durch flüssiges Helium gekühlt. Auf der Nichtantriebsseite der Welle befindet sich u.a. ein Heliumübertrager. Durch diesen Heliumübertrager fliesst das kalte Helium vom Verflüssigerkreis in die Erregerwicklung und das erwärmte Helium zurück aus der Maschine. Der Heliumübertrager kann störungsanfällig sein, wobei ein Ausfall des Heliumübertragers selbstverständlich auch den Ausfall des Turbogenerator verursacht.