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Verbesserung der Kühlung von luft-und wasserstoffgekühlten Läuferwicklungen von Turbogeneratoren zur Reduzierung der Heißpunkt-Temperaturen und zur Harmonisierung der Erwärmungen über die Spulenhöhe und -länge

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017372D
Original Publication Date: 2000-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-25
Document File: 2 page(s) / 16K

Publishing Venue

Siemens

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Jürgen Klaar: AUTHOR

Abstract

Bisherige konstruktive Ausführungen von Spulen mit senkrecht- oder schrägverlaufenden Radialkanälen im Aktivteil führten zu ungünstigen Erwärmungsprofilen über die Spulenhöhe.

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Energie

Verbesserung der Kühlung von luft- und wasserstoffgekühltenLäuferwicklungen von Turbogeneratoren zur Reduzierung derHeißpunkt-Temperaturen und zur Harmonisierung der Erwärmungenüber die Spulenhöhe und -länge

Idee: Jürgen Klaar, Mühlheim

Bisherige konstruktive Ausführungen von Spulen mit senkrecht- oder schrägverlaufendenRadialkanälen im Aktivteil führten zu ungünstigen Erwärmungsprofilen über dieSpulenhöhe.

Bei senkrechten Radialkanälen ergibt sich zwischen dem untersten Leiter am Kühlgaseintrittund dem obersten Leiter eine relativ hohe Differenz der Erwärmung. Der Heißpunkt(Hotspot) liegt im vorletzten Leiter, da dem obersten Leiter über die Nutkopfleiste und denNutverschlußkeil zusätzlich Wärme entzogen wird. Bei schrägen Radialkanälen liegt derHeißpunkt tiefer und das Temperaturprofil ändert sich deutlich.

Der hohe Druckverlust des Kühlmittels an der Umlenkung vom Nutgrundkanal in denEintritt des senkrechten Radialkanals begrenzt bei vorgegebener Förderhöhe denVolumenstrom. Durch schräge Radialkanäle konnte dieser Druckverlust reduziert werdenund der erhöhte Volumenstrom führte zu einer verbesserten Kühlung mit einer deutlichenReduzierung der Heißpunkttemperatur

Hat nun der Gasaustritt in der Nutkopfleiste einen Schlitz und der Nutverschlußkeil zweinebeneinanderliegende Austrittsbohrungen, dann bevorzugt das Kühlmittel nur eine derbeiden Austrittsbohrungen. Dieses Strömungsverhalten des Kühlmittels führt zu einerweniger guten Kühlung der oberen Leiter. Sind nun auch in der Nutkopfleiste zweinebeneinanderliegende Bohrungen eingebracht, dann verbesssert sich die Kühlwirkunginsbesondere auf die oberen Leiter. Der Heißpunkt verschiebt sich räumlich und dieHeißpunkttemperatur sinkt.

Auf diese Weise strömt nun auch durch die zweite Austrittsbohrung vermehrt dasKühlmedium. Versuche zeigten u.a., daß die Gestaltung der Austrittszone sich bis auf dasStrömungsverhalten des Eintritts in den Radialkanal auswirkt.

Zur Reduzierung und Verschiebung des Heißpunktes wird ein abgeknickter schräger oderein parabelforrnig verlaufender Radialkanal vorgeschlagen.

Doppelbohrungen in der Nutkopfleiste und im Keil sollten beibehalten werden, da durch dieStrömungsbehinderung zwischen den Bohrungen sich Sekundärströmungen ausbilden, diedie Kühlziffe...