CH627889A5

CH627889A5 - Kuehleinrichtung mit geschlossenem kuehlkreislauf fuer den laeufer eines turbogenerators mit supraleitender erregerwicklung.

Info

Publication number: CH627889A5
Application number: CH1562677A
Authority: CH
Inventors: Werner Dr Fritz; Erich Weghaupt
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1982-01-29
Also published as: FR2386182B1; US4204134A; FR2386182A1; DE2713885B1; DE2713885C2; GB1574668A; JPS53122706A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung mit geschlossenem Kühlkreislauf für den Läufer eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung und mindestens einem diese umschliessenden Dämpfer- und Kälteschirm, wobei die Erregerwicklung mit tiefgekühltem, flüssigem Helium und der Dämpfer- oder Kälteschirm mit einem zumindest teilweise verdampften Teilstrom des durch die Erregerwicklung geströmten Heliums gekühlt ist und eine Teilrückkühlung des Kühlmittels innerhalb des rotierenden Läufers erfolgt.

Eine derartige Kühleinrichtung ist aus der DE-OS 2 028 158 bekannt. Dabei erfolgt die Rückkühlung des aufgewärmten Heliums dadurch, dass die Kompression und eine Teilrückkühlung ausserhalb des Läufers erfolgt, während die restliche Temperaturabsenkung in einem Kühlaggregat innerhalb des Läufers erfolgt. Das bedeutet aber, dass stets das gesamte Helium aus dem Läufer heraus und diesem wieder zugeführt werden muss. Bei der darüber hinaus vorgesehenen Reihenschaltung der Kühlung von Erregerwicklung und Dämpferwicklung bzw. Dämpferschirm sowie der Kühlung weiterer Kälteschirme -wie das beispielsweise auch in der DE-OS 24 42 277 gezeigt ist -ergibt sich jedoch für eine optimale Wärmeübergangszahl an der supraleitenden Erregerwicklung eine Durchsatzmasse, die zur Kühlung des Dämpferschirmes und für eine ökonomische Auslegung des Kühlaggregates viel zu gross wäre. Stellt man andererseits die Durchsatzmenge auf den Bedarf eines Dämpfer- oder Kälteschirmes ein, so ergibt sich in der supraleitenden Erregerwicklung eine schlechte Wärmeübergangszahl infolge der zu geringen Durchsatzmenge.

Darüber hinaus ist schon eine Verdampfungskühlung, bei der der zur Kühlung erforderliche Kühlmitteldurchsatz reduziert werden kann, in Form einer sogenannten Badkühlung vorgeschlagen worden, d. h. die supraleitende Erregerwicklung wird vom Helium umströmt und dabei wird die natürliche Zirkulation bei Rotation infolge von Temperaturunterschieden zur Wärmeableitung ausgenutzt. Bei einem solchen System ist aber der Wärmetransport in Sonderbetriebsfällen, wie bei plötzlichen Laständerungen oder bei Kurzschluss, zu träge; da der Kühlmittelfluss nicht durch Vordruck erzwungen wird, können sich dabei örtliche Wärmenester ausbilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung mit geschlossenem Kühlkreislauf für den Läufer eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung zu schaffen, bei der zwar die Vorteile einer Verdampfungskühlung ausgenutzt werden, bei der aber eine optimale Kühlung aller Anlagenteile auch in Sonderbetriebsfällen - wie bei plötzlichen Laständerungen, Kurzschluss oder Schieflast - sicher gewährleistet ist und bei der darüber hinaus das externe Kühlaggregat sehr klein gehalten werden kann, so dass auch der Kühlmit2

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telanschlusskopf sehr einfach aufzubauen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass das der Erregerwicklung von einer Mischkammer aus im Zwangsumlauf zugeführte flüssige Helium nach Aufwärmen durch die Wicklungsverluste und durch Druckabsenkung teilweise verdampft, dass das nichtverdampfte, durch Entzug der Verdampfungswärme rückgekühlte Helium in die Mischkammer zurückgeführt und dass der Heliumdampf nach Kühlung eines Dämpfer- oder Kälteschirmes extern rückgekühlt und ebenfalls in die Mischkammer eingeleitet ist.

Durch diese Kühleinrichtung wird bei Nutzung der Verdampfungswärme die Anwendung einer Zwangsumlaufkühlung im Wicklungsraum der supraleitenden Erregerwicklung ermöglicht und damit eine hohe Kühlmittelgeschwindigkeit in definierten Kühlkanälen erzielt. Ferner wird der Heliummassedurchsatz des Kühlaggregates erheblich reduziert.

Da jedoch in zahlreichen Fällen der allein aus den Erregerwicklungsverlusten erzeugte Heliumdampf zur Kühlung des die supraleitende Erregerwicklung umschliessenden Dämpferund Kälteschirmes nicht ausreicht, für eine gute Funktionsweise die Temperatur des Dämpfer- oder Kälteschirmes jedoch möglichst niedrig sein muss, kann es zweckmässig sein, dass der Dämpfer- oder Kälteschirm zusätzlich von einem unmittelbar hinter der Erregerwicklung abgezweigten Heliumteilstrom gekühlt ist.

Es ist aber auch möglich, dass ein Dämpfer- oder Kälteschirm von einem unmittelbar hinter der Erregerwicklung abgezweigten Heliumteilstrom gekühlt ist und dass der mit dem Heliumdampf gekühlte Dämpfer-oder Kälteschirm radial aussenliegend angeordnet ist.

Für das verdampfende Helium kann von der Erregerwicklung aus radial innenliegend der teilweise mit flüssigem Helium gefüllte Verdampfungsraum vorgesehen sein, wobei von diesem Verdampfungsraum eine Kühlleitung zu dem Dämpferoder Kälteschirm ausgeht und die Mischkammer für das nicht verdampfte Helium in einem das Läuferwellenende umschliessenden Kühlmittelanschlusskopf angeordnet ist und wobei die Mischkammer mit einer axialen Zuführungsleitung für das flüssige Helium zur Erregerwicklung und einem externen Kühlaggregat für die Rückkühlung des Heliumdampfes in Verbindung steht. Der Verdampfungsraum ist zweckmässigerweise als konzentrisch innerhalb des Erregerwicklungsraumes liegender,

sich über die gesamte Wicklungslänge erstreckender Ringraum ausgebildet, in den das aufgewärmte Helium eingeleitet wird, wobei sich in diesem Ringraum ein zylindrischer Verdampfungsspiegel zwischen dem radial aussenliegenden, flüssigem Helium und dem radial innenliegendem, verdampftem Helium ausbilden kann.

Der Mischkammer im Kühlmittelanschlusskopf kann ferner eine die Kühlmittelaustrittsöffnungen der Läuferwelle umgebende Sammelkammer vorgeschaltet sein, die mit der Mischkammer in Verbindung steht.

Zur Druckabsenkung für das verdampfte Helium ist es zweckmässig, wenn die Kühlmittelaustrittsöffnungen der Läuferwelle auf einem grösseren Radius liegen als der Heliumverdampfungsspiegel in dem genannten Verdampfungsraum. Dabei kann das die Kühlmittelaustrittsöffnungen aufweisende Wellenende als Saugpumpe ausgebildet sein. Ferner ist es zweckmässig, wenn die Kühlleitung zu dem radial aussenliegenden Dämpfer- oder Kälteschirm zwischen diesem und dem Heliumdampfraum radial verläuft und den Verdampfungsspiegel durchdringt.

Zusätzlich können im Kühlmittelanschlusskopf zwei weitere die Läuferwelle umschliessende und gegen diese abgedichtete Auffangkammern für das aus dem Dämpfer- oder Kälteschirm abströmende Helium angeordnet sein und über Leitungen mit dem externen Kühlaggregat in Verbindung stehen.

Zur Druckhaltung für das einströmende Kühlmittel ist

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zweckmässigerweise in der Verbindungsleitung zwischen der Mischkammer und einem externen Kühlaggregat ein Druckregler angeordnet.

Um schliesslich die Temperatur des eintretenden flüssigen Heliums noch weiter abzusenken und die Verdampfungswärme auszunutzen, ist es ferner zweckmässig, wenn zwischen dem Verdampfungsraum und der axialen Zuführungsleitung ein Wärmetauscher angeordnet ist.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Kühlkreislaufes und

Fig. 2 das Konstruktionsprinzip für einen Läufer mit supraleitender Erregerwicklung und dem entsprechenden Kühlkreislauf.

In Fig. 1 ist der Heliumkreislauf schematisch dargestellt. Dabei ist die bei der Rotation des Läufers sich durch die Radienunterschiede ergebende Pumpwirkung symbolisch durch Pumpen dargestellt.

Von einem externen Kühlaggregat 1 strömt flüssiges Helium mit etwa 4,2 K über die Leitung 2 und das Regelventil 3 in eine Mischkammer 4. Der Druck in dieser Mischkammer 4 wird durch das Regelventil 3 konstant auf etwa 1,2 bar geregelt. Über eine Zuführungsleitung 5 wird das flüssige Helium den Kühlkanälen 6 der supraleitenden Erregerwicklung 7 zugeführt, wobei die symbolische Pumpe 8 für einen hohen Massendurchsatz und eine entsprechend hohe Kühlmittelgeschwindigkeit in diesen Kühlkanälen 6 sorgt. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Kühlkanälen garantiert einen minimalen Temperatursprung zwischen der supraleitenden Erregerwicklung 7 und dem Kühlmittel bei einer Wicklungstemperatur von etwa 4,5 K. Darüber hinaus ist diese Zwangsströmung in der Lage, plötzliche Verlusterhöhungen bei abnormen Betriebszu-ständen abzufangen. Das aus der supraleitenden Erregerwicklung 7 austretende Helium gelangt in einen Verdampfer 9, dessen Innendruck vom Regelventil 3 über die Verbindungsleitung 10 konstant gehalten wird. Dabei stellt sich im Verdampfer 9 eine konstante Verdampfungstemperatur ein, die um so niedriger ist, je geringer der Druck im Verdampfer 9 gehalten werden kann. Die anfallende Dampfmenge ist bei konstantem Druck im Verdampfer den abzuführenden Wicklungsverlusten proportional. Durch noch später zu erläuternde Massnahmen kann darüber hinaus der Verdampfungsdruck und damit auch die Kühlmitteltemperatur im Verdampfer 9 und der Verbindungsleitung 10 reduziert werden.

Der überwiegende Teil des flüssigen Kühlmittels strömt über die Verbindungsleitung 10 in die Heliummischkammer 4 zurück. Somit ergibt sich für den Tieftemperaturstrom der Kreislauf: Mischkammer 4 - Pumpe 8 - Kühlkanäle 6- Verdampfer 9 - Mischkammer 4.

Der im Verdampfer 9 anfallende Heliumdampf wird mit Hilfe der symbolischen Pumpe 11 mit etwa 4 bis 5 bar und etwa 7 bis 7 K in die Kühlkanäle 12 eines Dämpfer- oder Kälteschirmes 13 geleitet.

Zur Abfuhr der Verluste des Dämpfer- oder Kälteschirmes 13 bei einer noch elektrisch akzeptablen Dämpfertemperatur ist vielfach noch eine zusätzliche Heliummenge erforderlich, die hinter den Kühlkanälen 6 der supraleitenden Erregerwicklung 7 abgezweigt und über die Leitung 14 sowie die symbolische Pumpe 15 und einem Drosselventil 16 den Kühlkanälen 12 des Dämpfer- oder Kühlschirmes 13 zugeleitet wird. Diese Zusatzmenge ist dabei mit dem Ventil 16 justierbar.

Das Helium wird nach Aufnahme der Verluste des Dämpfer* oder Kälteschirmes 13mit80bisl00Küberdie Leitung 17 dem Kühlaggregat 1 zugeführt. In diesem Kühlaggregat 1 wird das Kühlmittel auf 4,2 K abgekühlt und wieder in die Mischkammer 4 geleitet. Dort erfolgt die Mischung mit dem Verdampfertieftemperaturstrom.

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Mit diesem Kühlprinzip erfolgt also die Rückkühlung des in der supraleitenden Erregerwicklung aufgewärmten flüssigen Heliums allein durch Verdampfung eines Teils des Heliums und somit Ausnutzung der Verdampfungswärme zur Rückkühlung des flüssigen Heliums, wobei der Grad der Verdampfung durch entsprechenden Unterdruck eingestellt werden kann, wie im folgenden näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist im Prinzip der konstruktive Aufbau des Kühlkreislaufes in einem Läufer mit supraleitender Erregerwicklung gezeigt. Der schematisch angedeutet Läufer 18 wird am kühl-mittelanschlussseitigen Läuferwellenende 19 von einem feststehenden Kühlmittelanschlusskopf 20 umgeben, von dem aus noch zu erläuternde Leitungen zu dem Kühlaggregat 1 führen. Stirnseitig weist dieser Kühlmittelanschlusskopf 20 die bereits beschriebene Mischkammer 4 auf, die über die Leitung 2 mit dem Kühlaggregat 1 in Verbindung steht. Von dieser Mischkammer 4 aus erfolgt die Einspeisung des flüssigen, tiefgekühlten Heliums über die axiale Zuführungsleitung 5 im Läufer zu den Kühlkanälen 6 der supraleitenden Erregerwicklung 7. Konzentrisch zwischen der Erregerwicklung 7 und der axialen Zuführungsleitung 5 ist nunmehr der als Ringraum ausgebildete Verdampfer 9 vorgesehen, in den das aufgewärmte Helium aus den Kühlkanälen 6 über die Sammelkammer 21 und eine Drosselstelle 22 eingeleitet wird. Durch Ausdampfen des Heliums bildet sich in diesem Verdampfer 9 durch die Rotation des Läufers ein zylindrischer Verdampfungsspiegel 23 aus, wodurch der Verdampfer 9 praktisch in den Dampfraum 24 und den Flüssigkeitsraum 25 unterteilt ist. Dieser radiale Abstand Ri von der Drehachse bis zum Verdampfungsspiegel 23 und die dadurch bestimmte anstehende Heliumsäule baut bei Rotation des Läufers einen nutzbaren Förderdruck von über 2 bar auf und entspricht damit dem Symbol der Pumpe 8 in Fig. 1. Dieser Druck reicht aus, das Kühlmittel mit hoher Geschwindigkeit durch die Kühlkanäle 6 der supraleitenden Erregerwicklung 7 zu pumpen.

Das flüssige, durch Entzug der Verdampfungswärme rückgekühlte Helium aus dem Bereich 25 kann dann über die Verbindungsleitung 10 in eine der Mischkammer 4 vorgeschalteten Sammelkammer 26 im Kühlmittelanschlusskopf 20 zurückflies-sen. Um den Druck im Verdampfungsraum 9 weiter abzusenken, ist es dabei zweckmässig, wenn die Kühlmittelaustrittsöffnungen am Ende der Verbindungsleitung 10 auf einem grösseren Radius liegen als der Heliumverdampfungsspiegel 23 im Verdampfungsraum 9, d. h. wenn das Austrittswellenende als Saugpumpe 27 ausgebildet ist. Hierbei wird die Saugwirkung der Pumpe 27 durch die Radiendifferenz R2-R1 hervorgerufen. Die Pumpe kann dabei nur aus radialen Wellenkanälen 28 bestehen, die keinen grossen konstruktiven Aufwand erfordern. Je grösser nun der Unterdruck durch die Wahl der Radiendifferenz R2-R1 im Verdampfer 9 ausfällt, um so niedriger ist die Verdampfertemperatur, unabhängig von den Verlusten in der supraleitenden Erregerwicklung 7. Die Ausbildung des Unterdruckes wird durch die Justierung des Wicklungsaustrittes mit der Drossel 22 optimiert.

Ausser dem in Fig. 1 bereits dargestellten Dämpfer- oder Kälteschirm 13 ist zusätzlich noch ein radial aussenliegender Dämpfer- oder Kälteschirm 29 vorgesehen. Dabei wird im folgenden angenommen, dass es sich bei dem Schirm 13 um einen Dämpferschirm und bei dem Schirm 29 um einen Kälteschirm handelt. Zur optimalen Kühlung des Dämpferschirmes 13 und des Kälteschirmes 29 sind nun - geringfügig abweichend von dem Prinzip nach Fig. 1 - folgende Massnahmen getroffen: Der Dämpferschirm 13 wird allein von einem Teilstrom des die supraleitende Erregerwicklung 7 durchströmt habenden Heliums gekühlt, das über die Zweigleitung 14 hinter den Kühlkanälen 6 abzweigt wird und über Kühlkanäle 30 den Dämpferschirm 13 umströmt. Das dabei verdampfende Helium wird in eine weitere Auffangkammer 31 im Kühlmittelanschlusskopf

20 eingeleitet und über eine Verbindungsleitung 32 dem Kühlaggregat 1 zugeführt und dort rückgekühlt. Der dabei auftretende Kühlmitteldruck - in Fig. 1 symbolisiert durch die Pumpe 15 - ergibt sich aus der Differenz der Radien Ri und R3.

Das verdampfte Helium aus dem Dampfraum 24 des Verdampfers 9 wird nunmehr allein zur Kühlung des aussenliegenden Kälteschirmes 29 verwendet und dafür über eine in den Dampfraum 24 ragende, radiale Abzugsleitung 12 den Kühlkanälen 33 des Kälteschirmes 29 zugeführt. Das in diesem Kälteschirm 29 bis auf etwa 300 K aufgewärmte Helium wird dann in eine weitere Auffangkammer 34 im Kühlmittelanschlusskopf 20 geleitet und über die Verbindungsleitung 17 dem Kühlaggregat 1 zugeführt, von wo es dann nach Rückverflüssigung in die Mischkammer 4 zurückgeleitet wird. Der sich hierbei aufbauende Förderdruck - entsprechend der symbolischen Pumpe 11 in Fig. 1 - ergibt sich aus der Radialdifferenz von Rs und R4, der zusammen mit der Förderwirkung der Gewichtsdifferenz zwischen Kalt- und Warmhelium im radialen Bereich H den Kühl-mitteldurchsatz durch den Kälteschirm 29 bewirkt.

Mit dem beschriebenen Kühlmittelkreislauf ergibt sich noch ein weiterer Vorteil: Bei entsprechender Auslegung der Saugpumpe 27 kann nämlich die Verdampfungstemperatur um mehrere Zehntelgrad abgesenkt werden, obwohl der Druck in der Mischkammer 4 sogar höher liegt und z. B. 1,2 bar beträgt. Unter diesen Bedingungen ergeben sich auch für die Auslegung des Kühlaggregates 1 beträchliche Vereinfachungen, da der Läufer in diesem Fall mit flüssigem Helium von 4,2 K und 1 bar betrieben werden kann. Der technische Aufwand des Kühlaggregates 1 entspricht damit etwa nur dem eines Heliumverflüs-sigers. Darüber hinaus kann der Läufer unter diesen Voraussetzungen sogar nur mit einem Heliumspeicher (Kryostat) versorgt werden.

Da unter den genannten Bedingungen die Temperatur im Verdampfer 9 um etwa 0,5 bis 0,7 K niedriger als die Temperatur in der Mischkammer 4 liegt, kann darüber hinaus die Trennwand zwischen dem Verdampfer 9 und dem axialen Zuführungskanal 5 z. B. über die gesamte Länge nicht mit einem sonst üblichen Vakuumspalt isoliert werden, sondern es kann vielmehr dort ein Wärmetauscher 35 angeordnet sein. Dadurch wird das aus der Mischkammer 4 einströmende Helium vor Eintritt in die supraleitende Erregerwicklung 7 noch unter 4,2 K abgekühlt. Durch optimale Gestaltung dieses Wärmetauschers 35 z. B. durch Anordnung von Kühlrippen kann die Wärmeübergangsfläche noch beträchtlich vergrössert werden.

Zusammengefasst ergeben sich mit der neuen Kühleinrichtung folgende Vorteile: Die Kühlmittelaustrittstemperatur des Tieftemperaturkreislaufes der supraleitenden Erregerwicklung 7 ist konstant und unabhängig von den Wicklungsverlusten, solange keine Druckänderung im Verdampfer 9 hervorgerufen wird. Verluständerungen in der supraleitenden Erregerwicklung 7 ändern nur die anfallende Heliumdampfmenge. Durch die Saugpumpe 27 kann darüber hinaus noch die Verdampfungstemperatur abgesenkt werden. Es wird somit durch die Ausnutzung der Verdampfungswärme der Heliummassendurchsatz durch das externe Kühlaggregat 1 reduziert. Der Heliummassendurchsatz der supraleitenden Erregerwicklung 7 beträgt dabei ein Vielfaches der Dampfmenge, wobei der grosse Massenstrom über die Mischkammer 4 in den Läufer 18 zurückgeleitet wird, ohne das Kühlaggregat 1 zu belasten. Dadurch ist die Anwendung der Zwangsumlaufkühlung im Wicklungsraum und damit die Erzielung einer hohen Kühlmittelgeschwindigkeit in den definierten Kühlkanälen 6 möglich.

Schliesslich ergibt sich im Gegensatz zu bekannten Zwangsumlaufkühlsystemen mit getrennten Kreisläufen für die supraleitende Erregerwicklung und den Dämpfer- oder Kälteschirm eine relativ einfache Konstruktion des Anschlusskopfes 20. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist nur eine einzige Spaltdichtung 36 erforderlich. Die Kammerzahl im Anschlusskopf 20

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beschränkt sich auf die Mischkammer 4 mit der vorgeschalteten Sammelkammer 26 und zwei weiteren Ablaufkammern 31 und 34, die mit Kühlmedium relativ hoher Temperatur beauf627889

schlagt sind, so dass als Aussenabdichtung nur ein Kammring 37 und nicht eine verlustlose Spezialdichtung erforderlich ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

627889 PATENTANSPRÜCHE

1. Kühleinrichtung mit geschlossenem Kühlkreislauf für den Läufer eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung und mindestens einem diese umschliessenden Dämpferoder Kälteschirm, wobei die Erregerwicklung mit tiefgekühltem, flüssigem Helium und der Dämpfer- oder Kälteschirm mit einem zumindest teilweise verdampften Teilstrom des durch die Erregerwicklung geströmten Heliums gekühlt ist und eine Teilrückkühlung des Kühlmittels innerhalb des rotierenden Läufers erfolgt, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung, dass das der Erregerwicklung (7) von einer Mischkammer (4) aus im Zwangsumlauf zugeführte flüssige Helium nach Aufwärmen durch die Wicklungsverluste und durch Druckabsenkung teilweise verdampft, dass das nicht verdampfte, durch Entzug der Verdampfungswärme rückgekühlte Helium in die Mischkammer (4) zurückgeführt und dass der entstandene Heliumdampf nach Kühlung eines Dämpfer- oder Kälteschirmes

( 13,29) extern rückgekühlt und ebenfalls in die Mischkammer (4) eingeleitet ist.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer- oder Kälteschirm (13) zusätzlich von einem unmittelbar hinter der Erregerwicklung (7) abgezweigten Heliumteilstrom gekühlt ist.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfer- oder Kälteschirm ( 13) von einem unmittelbar hinter der Erregerwicklung (7) abgezweigten Heliumteilstrom gekühlt ist und dass der mit dem Heliumdampf gekühlte Dämpfer- oder Kälteschirm (29) radial aussenliegend angeordnet ist.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Erregerwicklung (7) aus radial innenliegend der teilweise mit flüssigem Helium gefüllte Verdampfungsraum (9) für das verdampfte Helium vorgesehen ist, dass von diesem Verdampfungsraum (9) eine Kühlleitung(12) zu dem Dämpferund Kälteschirm (29) ausgeht und dass die Mischkammer (4) für das nicht verdampfte Helium in einem das Läuferwellenende (19) umschliessenden Kühlmittelanschlusskopf (20) angeordnet ist, wobei die Mischkammer (4) mit einer axialen Zuführungsleitung (5) für das flüssige Helium zur Erregerwicklung (7) und einem externen Kühlaggregat ( 1 ) für die Rückkühlung des Heliumdampfes in Verbindung steht.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungsraum (9) als konzentrisch innerhalb des Erregerwicklungsraumes (7) liegender, sich über die gesamte Wicklungslänge erstreckender Ringraum ausgebildet ist, in den das aufgewärmte Helium eingeleitet wird und dass sich in diesem Ringraum ein zylindrischer Verdampfungsspiegel (23) zwischen dem radial aussenliegenden, flüssigen Helium (25) und dem radial innenliegenden, verdampften Helium (24) ausbildet.

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkammer (4) im Kühlmittelanschlusskopf (20) eine die Kühlmittelaustrittsöffnungen der Läuferwelle umgebende Sammelkammer (26) vorgeschaltet ist, die mit der Mischkammer (4) in Verbindung ste.t

7. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelaustrittsöffnungen auf einem grösseren Radius liegen als der Heliumverdampfungsspiegel (23) im Verdampfungsraum (9).

8. Kühleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kühlmittelaustrittsöffnungen aufweisende Wellenende (19) als Saugpumpe (27) ausgebildet ist.

9. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung ( 12) zu dem radial aussenliegenden Dämpfer- und Kälteschirm (29) zwischen diesem und dem Heliumdampfraum (24) radial verläuft und den Verdampfungsspiegel (23) durchdringt.

10. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlmittelanschlusskopf (20) zwei weitere, die Läuferwelle ( 19) umschliessende und gegen diese abgedichtete Auffangkammern (31,34) für das aus dem Dämpfer- oder Kälteschirm (13) und dem radial aussenliegenden Dämpfer-oder Kälteschirm (29) abströmende Helium angeordnet sind und über Leitungen ( 17,32) mit dem externen Kühlaggregat (1 ) in Verbindung stehen.

11. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (2) zwischen der Mischkammer (4) und einem externen Kühlaggregat (1) ein Druckregler (3) angeordnet ist.

12. Kühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verdampfungsraum (9) und axialer Zuführungsleitung (5) ein Wärmetauscher (35) angeordnet ist.