JPS6188738A - 回転電機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、タービン発電機などの回転１ｉｉ機の発熱体
に冷却水を循環して冷却全行なう回転電機の冷却装置に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に大容量の回転電機においては、その大電流により
発生するジュール熱の念め１回転型機全体の温度上昇を
きたし、樵々の悪影響をおよぼす。

そこで回転を機の温度上昇を防止するための冷却装置が
種々考案されている。従来、大容量タービン発電機の固
定子巻線は、冷却効果を向上させるために、その導体内
部を中空とし、その中窒部に冷却水を供給循環させて直
接冷却する方式が採用されている。

従来のタービン発電機の冷却水系には、発電機のほかに
冷却水貯水槽、熱交換器、ｆ濾過装置およびイオン交換
装置を備えており、冷却水貯水槽内の冷却水をポンプで
熱交換器に導れ、その出口で熱交換器を通さない冷却水
と合流させて所定の温度とし、この冷却水をｆ過装［１
０を経てタービン発を機の固定子巻線の中を導体の中を
通したのち。

再び冷却水貯水槽内に導く水系と、１過装置を出九冷却
水をイオン交換装置を経て冷却水貯水槽内に導く水系と
を備えている０そしてその冷却水系の冷却水の温度を温
度調節計およびポジショナ−で検出して温度コントロー
ル弁により温度調整を行ない、また圧力調節計およびポ
ジショナ−により冷却水の圧力を検出して圧力コントロ
ール弁により圧力調整を行なっている。

一方、一般に発電プラントにおいては、タービン発′を
機の急停止が不可能なため、冷却水系統の信頼性および
安全性を十分に高めるため、万一の故障に備えて同一容
量の２台のポンプを設けてあり、常にそのうちの１台の
みを使用し、休止中のポンプについては保守整備を行い
、交互に切替えて使用するようになっている。また万一
運転中のポンプに異常が生じた場合には、他方のポンプ
に切換えることにより、タービン発電機の保全をはかる
ようになっている。

また、このようなタービン発を機の冷却水装置において
は、タービン発電機へ供給する冷却水の圧力を所定値で
常に一定値となるよう前記の圧力コントロール弁で調整
している。すなわち、供給冷却水量は、常にタービン発
電機の定格負荷時における必要な冷却水量を得られるよ
うにポンプの容量で決められている。さらにポンプは、
定速運転されていてタービン発電機の運転負荷の増減に
もかかわらず、前記の固定子巻線へ供給する冷却水量が
一定である。このためタービン発電機がターニング中お
よび停止時たとえばタービン発Ｘ機の週末点検や他機器
の点検などによる一時的な停止による場合、あるいは負
荷調整用発電プラントなどにおける定期的な停止期間に
おいても、冷却水系統の純度維持とタービン発電機がた
ソちに稼動できる状態を維持するため、ポンプを運転し
て固定子巻線の導体内へ冷却水を供給循環でせている０ このように従来の冷却水装置においては、タービン発電
機が負荷調整運転中、無負荷運転あるいは停止時におい
ても前記冷却水系統は１００％稼動状態であり、常時１
００％の補機動力を必要として一無駄なエネルギーを使
っている。

［発明の目的］ 本発明の目的は、エネルギーの浪費をなくした回転電機
の冷却装置を提供するにある。

［発明の概ｇ］ 本発明による回転電機の冷却装置は、同容量の常設のポ
ンプの外に小容量の補助ポンプを設け。

タービン発電機の稼動状態に応じてポンプの運転台数を
切り換るように構成したことを特徴とするものである。

［発明の実施例〕 以下本発明を図面に示す実施例について説明する０ン１
面において、本発明の回転を機の冷却装置には、タービ
ン発電機１の外に冷却水貯水槽４゜熱交換器６．ｉ濾過
装置１０およびイオン交換装置１６を備えている。そし
てタービン発電機１の固定子巻線２の導体には、中空導
体を使用し、その冷却水入口および出口にヘッダ３．３
を設けている。

その出口ヘッダ３を戻り管１５で貯水槽４に接続してい
る。

貯水槽４の冷却水は、同容量の常設の２台のポンプ５，
５により搬送され、その一方は直接温度コントロール弁
７に、他方は熱交換器６を介して温度コントロール弁７
に導かれる。この温度コントロール弁７で混合された冷
却水け、ｆＪ過装置１０を達して圧力コントロール弁１
）（二至り、こ＼から供給管１４を介して固定子巻線２
の導体の入口ヘッダ３に導かれる。そして固定子巻線２
を冷却したのち、貯水槽４内に還流する。

一方デ過装置１０を出た冷却水の一部は、イオン交換装
置１６を通って貯水惜４に導かれる。このイオン交換装
置１６で冷却水は、藁純度の純水になるよう管理される
。ま之温度コントロール弁７は、温度調節計８およびポ
ジショナ−９で、冷却水の温度を検出し、この温度検出
イど号によって１ｉＨｊｊ御すること（二より、温腿調
整を行なう。また冷却水の圧力は、圧力調節計１２およ
びポジショナ１３の検出信号により圧力コントロール弁
１］をｔ制御して論旅される。

しかして１本発明においては、貯水槽４の冷却水を搬送
するポンプ設備として、常設のポンプ５のほかに、小容
量の補助ポンプ１７をそれぞれ逆止弁１８を介して並タ
リに設け、タービン発電＠１の稼札状態に応じてポンプ
の運転台数を切換制御するよう構成したことを特徴とし
ている。

すなわち、このように構成された本発明による回転篭機
の冷却装置において、タービン発電機ｌの蓮常負荷運転
時には、常設のポンプ５が運転されており、従来の通り
の冷却水の温度調整および圧力調整が行なわれる。一方
タービン発電機ｌがターニング中おるいは停止時には補
助ポンプ１７に切り換えて運転する。したがって貯水槽
４の冷却水は、補助ポンプ１７の小容量の応じた水素が
送り出され、熱交挨器６．温度コントロール弁７．ｆＩ
過装ＷｔＯ，圧力コントロール弁１）および冷却水供給
管１４を経てタービン発電機ｌの固定子巻線２へ供給さ
れる。

また冷却水の一部は１通常運転時と同様に供給管の圧力
コントロール弁ｌ】の手前途中から分岐されたイオン交
換装置１６を経て高純度純水となって貯水槽４へ直接も
どされることにより、タービン発電機１への冷却水の供
給循環によって冷却水系統内の冷却水純度を常に一定の
範囲に維持される。

このようなタービン発電機１の無負荷時における補助ポ
ンプ１７の必要吐出量は、冷却水の純朋維持のためのイ
オン交換に必要な最小流量と、タービン発電機１が直ち
に再稼艶できる最／」・流量とによって決定されるもの
である。またタービン発！、　磯１が無負荷時における
補助ポンプ１７の吐出流量は、タービン発電機定格負荷
時におけるその値のし以下で充分である。このことによ
りポンプ１７の軸動力は、ポンプ５に比べて３乗で減少
することによって塊の軸拗力となり、運転エネルギーは
大巾に節約される。

さらに、もし２台のポンプ５が故障しても、補助ポンプ
１７の運転によって最小流量が確保されるので、タービ
ン発電機ｌは、負荷を下けて運転することが可能となり
、停止させる必要がなくなる。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、冷却水貯水槽の冷却水を
搬送するポンプ設備として、常設のポンプのほかに小容
量の補助ポンプを並列に設け、回転電極の稼動状態に応
じてポンプの運転を切換制御するよう構成したことによ
り、負荷調整用発電プラントなどじおける頻繁な停止や
運転をくり返す回転篭機の冷却装置として好適であり、
しかも冷却装置の運転エネルギーを大巾に節約すること
ができる。

４、凹面の簡単ｆｔ祝明 図聞は本発明による回転篭機の冷却装置の一実施例を示
す系統図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯水槽の冷却水を熱交換器を通つた冷却水と混合
   させてからろ過器を通して回転電機の発熱部に通したの
   ち貯水槽に還流させるとともに、ろ過器の出口からイオ
   ン交換器を通して貯水槽へ循環させる冷却水系において
   、前記貯水槽の冷却水を搬込するポンプ設備として常設
   のポンプと小容量の補助ポンプとを並列に設け、回転電
   機の稼動状態に応じてポンプの運転を切換制御するよう
   構成したことを特徴とする回転電機の冷却装置
2. （２）補助ポンプの必要吐出量は、イオン交換に必要な
   最小流量と回転電機を再稼動できる最小流量を満たすよ
   う設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の回転電機の冷却装置