DE2016169A1

DE2016169A1 - Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser

Info

Publication number: DE2016169A1
Application number: DE19702016169
Authority: DE
Inventors: Manfred DipL-Ing. 5620 Velbert. M Pluschke
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1970-04-04
Filing date: 1970-04-04
Publication date: 1971-10-21
Also published as: GB1339834A; US3711731A; SE367290B; DE2016169B2; CH522971A; JPS576337B1; FR2089130A5; DE2016169C3; AT306166B; BE765229A

Description

KRAFTWERK UFIOlT AKTIENGESELLSCHAFT 433° Mülheim-Ruhr, ; ■ Wiesenstraße 35

Unser Zeichen: VPA 70/9335 Bu/Fl

Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser, vorzugsweise für Turbogenera/toren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklungj bestehend aus einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum:. Außen raum umgebenden Eintrittskammer, von welcher das unter Druck stehende Kühlwasser den Kühlkanälen zuleitbar ist, einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Austrittskammer, von welcher das aufgewärmte und in seinem Druck um das Druckgefälle in den Kühlkanälen verminderte Kühlwasser wieder ableitbar ist, einem zwischen Ein- und Austrittskammer liegenden äußeren Kreislaufteil zur Aufbereitung des Wassers und Rückleitung von der Austrittskammer zur Eintrittskammer, mindestens einer das Kühlwasser im Kreislauf fördernden Kühlwasserpumpe und einer Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage im äußeren Kreislaufteil.

Bei einer bekannten Einrichtung der genannten Art (USA-Patentschrift 2 970 232) wird das aus den Rotorkühlkanälen ausgetretene Kühlwasser zwecks Aufbereitung und Rückkühlung durch einen Kühler, einen Ionenaustau scher sowie Filterelemente geleitet, wodurch gröbere Verunreinigungen herausgefiltert sowie im Kühlwasser enthaltene Anionen und Kationen, welche dessen Leitfähigkeit in unerwünschter Weise erhöhen können, z. B. Cu-Ionen und der Säurerest der Kohlensäure H₂ GO,, aus dem Kühlwasser entfernt werden können. Bei flüssigkeitsgekühlten Rotoren elektrischer Maschinen,, insb. solchen mit großer Leistung, d. h. Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, besteht Jedoch nicht nur das Problem der Wasseraufbereitung und Rückkühlung, sondern es muß auch eine wirkungsvolle und betriebssichere Abdichtung der Wassereintritts- und -austritts-Stellen bezüglich des Rotors bzw. der Rotorwelle erzielt werden.Bei der vorgenannten bekannten Einrichtung sind zwecks Zuleitung und

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Ableitung der Kühlflüssigkeit bezüglich des Rotors Ringdichtungen vorgesehen; nähere Angaben, wie diese Dichtungen arbeiten sollen, werden nicht gegeben.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Flüssigkeitskühlung elektrischer Maschinen (USA-Patentschrift 2 999 951), die sich allerdings nur auf die Flüssigkeitskühlung des Ständers bzw. der Ständerwicklung bezieht, sind im äußeren Kühlkreislauf außer einem Ionenaustauscher, einem Kühler- bzw, Wärmetauscher, einem Filter sowie einer Pumpe auch Sauerstoffentferner vorhanden. Da es sich hierbei um eine stationäre Dichtungsanordnung handelt, sind Wellendichtungen nicht vorhanden.

Es ist weiterhin ein Kühlmittelanschlußkopf zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels an flüssigkeitsgekühlten Läufern elektrischer Maschinen, insb. Turbogeneratoren bekannt (DAS 1 159 559), bei welchem zur Abdichtung der Flüssigkeits-Eintritts- und Austrittsstellen des Rotors gegenüber der äußeren Atmosphäre eine mit Öl bzw. Flüssigkeit betriebene axiale Wellendichtung vorgesehen ist, deren Dichtring federelastisch gegen einen Wellenbund gedrückt wird, wobei das Öl oder die Flüssigkeit als Schmiermittel wirkt. Bei derartigen berührungsbehafteten Wellendichtungen stellt es ein besonderes Problem dar, daß die Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes nicht durch Öldämpfe oder Spuren der Gleitflüssigkeit verunreinigt wird; außerdem können bei Turbogeneratoren großer Leistung relativ große axiale Wellenverschiebungen auftreten, wobei die Wellendichtung in aller» Fällen zuverlässig gegen die äußere Atmosphäre abdichten muß. Wenn nun die Dichtwirkung der Wellendichtung nachläßt, so kann Luft in den Kühlkreislauf gelanrgen, wobei der Luftsauerstoff, der sich teilweise in der Kühlflüssigkeit löst, besonders schädlich ist und unerwünschte Korrosionen an den aus Kupfer oder Stahl bestehenden Kühlkanälen oder KUhlrohren des Rotors verursachen kann.

Bei einem anderen bekannten Kühlmittelanschlußkopf zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels an flüssigkeitsgekühlten Läufern elek-

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trischer Maschinen, insb. Turbogeneratoren (deutsche Offenlegungsschrlft 1 488 041) ist eine radiale Wellen dichtung vorge-* sehen, und zwar zur Abdichtung der Kühlflüssigkeitsaustritts.-* kammer gegenüber der äußeren Atmosphäre, wobei diese radiale Wellendichtung im wesentlichen durch, einen Ring gebildet ist, der die Welle mit geringem Spiel umschließt, und wobei die Wellen dichtung zwischen der Austrittskammer und einer Spaltwasserkamjner angeordnet ist. Von der Spaltwasserkammer wird das aus dem Spalt zwischen Dichtring und .Welle ausgetretene Spaltwasser gesammelt und abgeleitet. Hierbei ist also der Dichtspalt nicht an einem radial zur Wellenachse angeordneten Wellenbund vorgesehen, sondern stellt einen Ringspalt zwischen dem Außenumfang der Welle und dem Innenumfang des Dichtringes dar. Diese Wellendichtung wird durch radiale Bohrungen mit Sperrflüssigkeit oder Sperrgas beaufschlagt. Entnimmt man dem Kühlflüssigkeitskreislauf eine geringe Menge Kühlwasser und führt dieses als Sperrflüssigkeit eines inneren Sperrflüssigkeitskreislaufs der Wellendichtung zu, derart, daß ein Anteil wieder der Austrittskammer bzw. dem Kühlflüssigkeitskreislauf zuströmt, während der andere Anteil in die Spaltwasserkammer strömt, und dichtet ferner den Dichtspalt gegenüber der äußeren Atmosphäre durch die Sperrflüssigkeit eines äußeren Sperrflüssigkeitskreislaufes ab, so ist eine Abdichtung während des Betriebes ermöglicht. Diese bekannte Wellendichtung ist jedoch relativ kompliziert, da ihr Sperrwasr ser innerhalb eines inneren und eines äußeren Sperrwasserkreislaufes zugeführt werden muß, wobei der Druck der Sperrwasser-' kreisläufe aufeinander abgestimmt sein und abhängig vom Druckniveau der Rotorwasser-Eintritts- und Austritts-Kammer geregelt werden muß. Außerdem steht dem inneren Sperrwasserkreislauf bei Stillstand kein Sperrwasser zur Verfügung, da die dort vorgesehene Schaftpumpe bei Stillstand nicht fördert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser, vorzugsweise für Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, zu schaffen, bei welcher die Schwierigkeiten beseitigt sind, die im Dauerbetrieb und im Stillstand bei den

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vorerwähnten Wellendichtungen auftreten können. Inst», liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung zu schaffen, welche ohne eine berührungsbehaftete Wellendichtung auskommt und einen inneren und äußeren Sperrflüssigkeitskreislauf bei einem die Welle umschließenden Dichtring vermeidet. Insb. sollen nur geringe Spaltleckwasserverlustc im Betrieb und bei Stillstand auftreten. Auch im Stillstand muß die Läuferwicklung und der gesamte Wasserkreislauf gefüllt bleiben, damit ein jederzeitiges Anfahren völlig unproblematisch ist. Ferner soll das aus den Rotorkanälen austretende bzw. in diese eintretende Läuferwasser hinsichtlich seines Sauerstoff- und seines COo-Gehaltes Maximalwerte nicht überschreiten.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser, vorzugsweise für Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, der eingangs geschilderten Art, mit einer Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage im äußeren Kreislaufteil, durch welche das Kühlwasser gefiltert, von Lufteinschlüssen und gelösten unerwünschten Bestandteilen, wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Cu-Ionen befreit und damit unterhalb eines Höchstwertes der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gehalten wird, sowie mit einer der Austrittskammer in Richtung auf den Außenraura vorgeschalteten Spaltwasserkammer. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen der Spaltwasserkammer einerseits und der Austrittskammer sowie dem Außenraum andererseits berührungslose Wellendichtungen angeordnet sind, daß die Spaltwasserkammer an eine Pumpe angeschlossen ist, welche das Spaltwasser aus dieser Kammer abpumpt, daß der Kühlwasserkreislauf an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle angeschlossen ist, daß der Spaltwasserkammer im Kühlkreislauf ein als Sauerstoffentferner dienender Aufbereitungsbehälter na.chgeschaltet ist, welcher als Kontaktmittel einen Palladium-Katalysator enthält und durch welchen der Sauerstoff des hindurchleitbaren, aus der Spaltwasserkammer abgesaugten Luft—Wasserstoff-Wasser-Gemisches in Reaktion mit dem Wasserstoff unter

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Bildung von Wasser .bringbar ist, ferner gekennzeichnet durch. Mittel zur Aufrechterhaltung eines solchen Wasserstoff-Überschusses relativ zum Sauerstoffgehalt in dem dem Sauerstoff-Entferner zuströmenden V/asser und eine solche spezifische Belastbarkeit des Sauerstoff-Entferners, daß die (^-Konzentration im Wasserkreislauf unterhalb eines oberen Grenzwertes bleibt.

Unter berührungslosen Wellendichtungen werden hier wie im folgenden sogenannte Labyrinthdichtungen verstanden mit am Außenumfang der Welle und/oder am inneren Umfang von die Welle mit einem Ringspalt umgebenden Dichtungsschalen angeordneten Dichtschneiden, welche unter Bildung eines radialen Spaltes bezüglich ihrer Dichtungsgegenflächen angeordnet sind. Diese berührungslosen Wellendichtungen müssen so ausgebildet sein, daß unter Berücksichtigung der betriebsbedingten Axialverschiebungen und Radialbewegungen der Welle ein Anstreifen der Dichtschneiden an ihren Gegenflächen vermieden ist. Unter-berührungslosen Dichtungen werden auch sogenannte Wasserring-Stopfbuchsdichtungen versta.nden, das sind Dichtungen, bei welchen durch eine in einer Rinkammer umlaufende Beschaufelung ein Wasserring in Umfangsrichtung mit der Umdrehungszahl der Welle bewegt wird und aufgrund der Fliehkraft gegen die radial außen gelegenen Flächen der feststehenden Ringkammer gepreßt wird. Wesentlich ist, daß diese berühungslosen Wellendichtungen, sei es während des Betriebes bei rotierender Welle, sei es während des Stillstandes, einen gewissen Radialspält aufweisen, der eine unproblematische Abdichtung gestattet, durch den jedoch einerseits gewissen Luftmengen in den Kühlwasserkreislauf gelangen können, andererseits gelösten Wasserstoff enthaltendes Spaltwasser aus dem Kühlwasserkreislauf nach außen, d. h. in die Spaltwasserkammer gelangen kann. Erfindungsgemäß können sich jedoch die hierbei in den Kühlwasserkreislauf gelangenden Luft- bzw. Sauerstoffmengen und aus dem Kühlwasserkreislauf gelangenden Wasserstoffmengen nicht nachteilig auswirken, da sie auf-.einfache betriebssichere Weise beseitigt werden, Hierbei spielt der mit einem Palladium-Kataly- sator als Kontaktmittel arbeitende Sauerstoffentferner eine wesentliche Rolle. Erfindungsgemäß wird also in Kauf genommen,

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daß das Wasser in der Spaltwasserkammer Luft löst, deren Op- und COg-Anteil an sich zu Korrosionen in den Wicklungen führen könnte. Bevor diese gelösten Gase die Wicklungen jedoch erreichen können, werden sie unschädlich gemacht. Zur Sauerstoffentfernung wird hierbei die katalytische Reduktion des Sauerstoffes durch den Palladium-Katalysator ausgenutzt. Der sich hierbei abspielende -chemische Prozeß soll nicht im einzelnen betrachtet werden; wichtig ist nur, daß mit Hilfe des Palladium-Katalysators der Sauerstoff in wässriger Lösung sich mit dem in größeren Mengen gelösten Wasserstoff im Läuferv/asserkreislauf der elektrischen Maschine auf direktem Wege quantitativ zu V/asser umsetzt. Das metallische Palladium hat die Eigenschaft, die molekularen Bindungskräfte des Wasserstoffs aufzuheben, so daß der sich nun im atomaren Zustand befindende Wasserstoff schon bei relativ niedrigen Temperaturen (unterhalb 20° C) ausreichend schnell reagieren kann. In der Praxis wird man einen OH~-beladenen Anioncnaustauscher in einer Palladium-Chloridlösung dispergieren und in einen Behälter zu einem Filterbett schütten. Darüber wird das wasserstoffgesättigte Wasser mit gelöstem Sauerstoff geleitet. Es können auf diese Weise - vorausgesetzt, daß der erforderliche Wasserstoff-Überschuß relativ zum Sauerstoffgehalt des V/a3sers vorhanden ist und der Sauerstoffentferner eine ausreichende spezifische Belastbarkeit bzw. Regenerierkapazität aufweist sehr niedrige Restsauerstoffwerte in dem aus dem Sauerstoffentferner abströmenden Wasser von weniger als 10 Mikrogramm Og pro Liter erreicht werden. Die Palladium-Kontaktmasse erschöpft sich nicht, sie braucht also auch nicht regeneriert zu werden. Der Anionenaustau scher hat die Aufgabe, das gelöste CO2 zu binden, so daß auf diese Weise innerhalb eines einzigen Reaktionsbe hälters sowohl der überschüssige Sauerstoff als auch das COg aus dem Kühlwasser entfernt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des geschilderten Sauerstoffentferners mit einem Palladium-Katalysator zur Entfernung des im Läuferkühlwasserkreislauf elektrischer Maschinen enthaltenen gelösten, überschüssigen Sauerstoffes, insb.

bei Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Läuferwicklung,

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welche zur Abdichtung des Kiihlwa.sserkreisla.ufes gegenüber der äußeren Atmosphäre berührungsbehaftete WellendichtuOgen aufweisen, als Sicherung für den Störungsfall des Eindringens von Luftsauerstoff in den Kühlkreislauf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 in schematischer Darstellung unter Fortlassung der für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Teile.eine einfache Einrichtung zur Zu- und Ableitung des Kühlwassers bezüglich der Kühlkanäle des Rotors eines Turbogenerators;

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Fig. 2y"eine Weiterentwicklung der in Pig. 1 im Prinzip dargestellten Kühleinrichtung im Detail in entsprechender Darstellungs weise, wobei an den Rotor-Kühlkreislauf auch Kühlzweige für den Ständer bzw. die Ständerwicklung des Turbogenerators angeschlossen sindftnd eine Aufteilung auf die Figurenteile 2, 2a mit den Trennstellen a bis f vorgenommen ist;

Fig. 3 den Kühlwasseranschlußkopf aus Fig. 2 vergrößert im Detail und zum Teil im Schnitt;

Fig. 3a die Einzelheit A aus Fig. 3 vergrößert und in schematischer Darstellung;

Fig. 3b schematisch das Prinzip einer Wasserring-Stopfbuchsdichtung, welche zusätzlich zu oder anstelle der in Fig. 3a dargestellten Labyrinthdichtung dann verwendet werden kann,.wenn im Betrieb ein gasdichter, jedoch berührungsloser Abschluß eines abzudichtenden Raumes erzielt werden soll, und

Fig. 4 im Ausschnitt aus Fig. 2 die schaltungsmäßige Zuordnung der Rückspeisepuiope zum Rotor-Wasserkreislauf.

Fig. 1 zeigt ein einfaches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung für einen Turbogenerator 1 mit Stator 2 und

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Rotor 3. Die Ständerwicklung des Turbogenerators ist hier nicht dargestellt, da zum Verständnis der Erfindung ohne Belang; sie kann insb. eine direkt wassergekühlte Ständerwicklung sein, deren Kühlkanäle an die dargestellte Kühlwasserversorgungseinrichtung angeschlossen sind. Das Gehäuse des Turbogenerators bildet sum Außenraum einen gasdichten Abschluß, da ea in üblicher Weise mit einer Inertgasfüllung in Form von Wasserstoff versehen ist. In der Ständerbohrung 2a ist der Rotor 3 mit Luftspalt Ä gegenüber dem Stator drehbar angeordnet; er ist in geeigneter Weise gelagert (nicht dargestellt) und mit seinem Kupplungsende 3a mit der Antriebsmaschine, insb. einer Dampfturbine gekuppelt (gleichfalls nicht dargestellt). Der Rotor 3 weist nun eine direkt wassergekühlte Rotorwicklung 5 auf, welche die Erregerwicklung des Turbogenerators ist. In vereinfachter Weise ist nur eine einzige Windung mit den beiden Windungshälften 5a, 5b dargestellt, da dies zur Erläuterung der Erfindung ausreicht. Im Wellenende 3b des Rotors 3 ist ein Kühlwassereintrittskanal 6a angeordnet, von welchem das Kühlwasser der Windungshälfte 5a zuleitbar ist, und ein Kühlwasseraustrittskanal 6b, in welchen das aus der Windungshälfte 5b kommende Kühlwasser leitbar ist (vgl. Strömungspfeile f^). Zur Zuleitung des unter Druck stehenden Kühlwassers zu den Rotor-Kühlkanälen 5a, 5b ist nun eine den Wellenteil 3b der Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebende Eintrittskammer KI vorgesehen, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel das Kühlwasser von einer auf dem Wellenteil 3b sitzenden Pumpenrad 7a einer Schaftpumpe 7 aus der vorgeschalteten Saugkammer K2 angesaugt und aus der Eintrittskammer K1 zunächst über Leitung 1.. und äußere Verbraucher in Form eines Filters F und einer Kühleinrichtung W sowie die Leitungsteile I₂> 1~ in die Zentralbohrung 8a eines feststehenden Eintrittsstutzens 8 gefördert wird, welch letzterer dichtend in die Außenwand 9a des Wasseranschlußkopfes 9 eingesetzt ist. Dieser Eintrittsstutzen 8 mündet in den als Zentralbohrung des Wellenteils 3b ausgeführten Eintrittskanal 6a so, wie es anhand der Fig. 3 noch näher erläutert wird. Das Kühlwasser wird demnach von dem feststehenden Eintrittsstutzen 8 in den Eintrittskanal 6a gedrückt und von hier in die Kühlkanäle der Rotorwicklung 5, von welchen das hier aufgewärmte und in seinem Druck um das Druckgefälle in

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den Kühlkanälen verminderte Kühlwasser wieder ableitbar iat, und zwar über den im dargestellten Ausführungsbeispiel den zentralen Eintrittskanal 6a konzentrisch umgebenden Austrittskanal 6b mit radialen Austrittsbohrungen 6c in die.Austrittskammer K3. Zwischen der' Eintrittskammer K1 und der Austrittskammer K3 liegt der äußere Kreislaufteil 10, 10¹, 14 zur Aufbereitung des Wassers und zur Rückleitung von der Austrittskammer K3 zur Eintrittska.mmer K1. Im einzelnen ist ein erster äußerer Hauptkreislaui/ fo vorgesehen, bestehend aus den folgenden Teilen: Der Rotor-Wasser-Austrittsleitung 1*, welche in die Austrittskammer K3 mündet und mit einem Rückschlagventil r1 sowie einem Drosselventil V6 versehen ist, einem der Leitung I₂, nachgeschalteten, als Wasserausdehnungsgefäß dienenden Wasserspeicher 11 mit Plüssigkeitsraum 11a und Gasraum 11b, einer dem Wasserspeicher 11 nachgeschalteten Rotor-Wasser-Rückleitung 1,- mit Drosselventil V1, welche in die Saugkammer K2 mündet. Der äußere Hauptkreisla.ufteil 10 wird vervollständigt durch einen zweiten äußeren Hauptkreislaufteil 10', und zwar die Schaftpumpe 7> welche das Kühlwasser aus der Saugkammer K2 in die Eintrittskammer K1 drückt, wobei zwischen Eintrittskammer K1 und dem Eintrittsstutzen 8 - wie erwähnt - die Leitungsteile 1^, lp» I3 mit äußeren Verbrauchern der Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage in Form des Filters F und des Kühlers W eingeschaltet sind. Daß die Verbraucher W, F auf der Druckseite der Pumpe 7 angeordnet sind, hat den Vorteil, daß auf der Druckseite eine Reduzierung des Druckniveaus des eintretenden Kühlwassers um das Druckgefälle der äußeren Verbraucher ohne Weiteres zulässig ist, da hier ausreichende Druckreserven vorhanden sind. Beispielsweise ergibt eine Redu*- zierung des Druckniveaus auf der Druckseite der Pumpe 7 von 12 atü auf 10 atü immer noch einen ausreichenden Eintrittsdruck. Auf der Saugseite der Pumpe 7 steht dagegen ein derartiges Reserve-Druckgefälle nicht zur Verfügung; der Druck auf der Saugseite muß in bestimmten Grenzen gehalten werden, d. h. oberhalb eines minimalen Druckwertes, damit in der Austrittskammer K3 und der Saugkammer K2 unter Berücksichtigung der Wassertemperatur keine Kavitationserscheinungen auftreten. Der Austritt skamraer K3 ist in Richtung auf den Außenraum eine Spalt-

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wasserkammer K5 nachgeschaltet, wobei zwischen Saugkammer K2 und Austrittskammer K3, zwischen Austrittskammer K3 und Spaltwasserkammer K5 sowie zwischen Spaltwasserkammer K5 und dem Außenraum jeweils Wellendichtungen w1, w2 bzw. w3 angeordnet sind. Das durch die Wellendichtung w2 hindurchtretende Spaltwasser gelangt durch die Spaltwasserkammer K5 und die Öffnung 12 in einen unterhalb des Wasseranschlußkopfes 9 angeordneten Sammelbehälter 13. Am letzteren ist ein äußerer Nebenkreislauf 14 des Kühlwassers angeschlossen, und zwar über Leitung Ig ein weiter unten noch näher erläuterter Sauerstoffentferner 15, der über Leitung I₇ mit Ionenaustauscher A und Pumpe 16 an ein Dreiwegeraagnetventil V3 angeschlossen ist. Von letzterem führt über einen Ventilkanal eine Leitung 1_Q zurück zum Sammelbehälter 13 und über einen anderen Ventilkanal und ein Rückschlagventil r2 eine Leitung Iq zum Wasserspeicher .11. Der dem Sauerstoffentferner 15 nachgeschaltete Ionenaustauscher A ist vorzugsweise ausgebildet als sogenanntes Mischbettfilter zur Beseitigung von Anionen und Kationen(insb. CO,- und Cu-Ionen). Durch die im Hauptkreislauf 10, 10' liegenden Einrichtungen des Kühlers W und des Filters F sowie die im Nebenkreislauf 14 liegenden Einrichtungen des Sauerstoffentferners 15 und des Ionenaustauschers A wird in Verbindung mit dem Wasserspeicher 11 - wie weiter unten noch näher erläutert - das Kühlwasser rückgekühlt, gefiltert, von Lufteinschlüssen um gelösten unerwünschten Bestandteilen wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Cu-Ionen befreit und damit unterhalb eines Höchstwertes der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gehalten.

Die Wellendichtungen w2, w3 sind nun als berührungslose Wellendichtungen ausgeführt, und der Wasserstand in der Spaltwasserkammer K5 wird mittels einer Pumpe unterhalb der Schneiden w3 gehalten. Als Pumpe dient hierzu während des Normalbetriebes, d. h. bei laufendem Generator und damit laufender Schaftpumpe 7 die letztere, welche über einen Nebenzweig I₁₀ mit Rückschlagklappe r3 und Magnetventil V2 das aus dem Sauerstoffentferner 15 und dem Ionenaustauscher A abströmende Spaltwasser in die Saugkammer K2 befördert. Das Magnetventil V2 wird von einem Flüssigkeitsstandmesser 18 in Form einer Siloraetersonde derart ge-

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steuert, daß es öffnet, wenn der Wasserstand 19 oberhalb des oberen Grenzkontaktes 18a des Flüssigkeitsstandmessers 18 liegt, und daß es schließt, wenn der Flüssigkeitsspiegel 19 im Sammel- , behälter 13 unterhalb des unteren Grenzkontaktes saeis»=— 18b des Flüssigkeitsstandmessers 18 sinkt. Flüssigkeitsstandmesser 18 rad Magnet ventil V2 stehen demgemäß aber nicht dargestellte Steuerleitungen in Verbindung. Das Spaltwasser wird somit über den liebenzweig I₁₀ aus dem Sammelbehälter 13 derart abgesaugt, daß wegen des Mindestwasserstandes im Behälter 13 durch die Schaftpumpe 7 keine Luft angesaugt werden kann, was zum Abreißen der Förderung führen könnte. Während des Stillstandes des Turbogenerators 1 oder bei auslaufendem Generator dient als das Spaltwasser aus Kammer K5 absaugendes Förderorgan die Pumpe 16, welche durch das Signal eines Unterdruckwächters 20 einschaltbar ist. Bei auslaufendem bzw. stillstehendem Generator fällt aufgrund der nun nicht mehr ausreichend fördernden Schaftpumpe 7 der Unterdruck in der Saugkammer K2 ab, worauf der Unterdruckwächter 20 reagiert (auch hierbei sind zur Vereinfachung die Signalleitungen nicht dargestellt). Somit wird durch die Rückspeisepumpe 16 das aus dem Wasserspeicher 11 über Leitungen 1. bzw. 1,- den Kammern K2, K3 zuströmende Wasser, soweit es über die berührungslose Wellendichtung w2 in die Spaltwasserkammer K5 und von hier in den Sammelbehälter 13 und über Leitung Ig in die Aufbereitungsbehälter 15 gelangt, über Leitung Ir,, den einen Ventilkanal 17a des Dreiwegemagnetventils V3 und die Leitung Iq in den Wasserbehälter wieder zurückgefördert; gelangt der Flüssigkeitsspiegel 19 im Behälter 13 an bzw. unter den unteren Grenzkontakt 18b des Flüssigkeitsstandmessers 18, so wird das Magnetventil V3 von letzterem umgesteuert, so daß die Pumpe 16 nunmehr über den Ventilweg 17b und Leitung 1_Q in den Sammelbehälter 13 solange zurückfördert, bis der.Flüssigkeitsspiegel 19 den oberen Grenzkontakt 18a wieder erreicht. Der Flüssigkeitsstandmesser 18 dient somit auch zur Steuerung des Dreiwegemagnetventils V3 bei arbeitender Rückspeisepumpe 16 (diesbezügliche Signalleitungen sind wiederum nicht dargestellt). Zur Absaugung innerhalb der Spaltwasserkammer K5 dient ferner eine an diese Kammer angeschlossenes Gebläse 21

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mit einstellbarem Ventil V4, das die durch die Wellendichtung w3 in die Kammer K5 gelangende Luft sowie aus der Austrittska turner K3 über Wellendichtung w2 in die Kammer K5 gelangende Wasserstoff a.nteile über Leitung lp«· ins Freie befördert.

Der in Pig. 1 dargestellte Kühlwasserkreislauf ist ferner an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle angeschlossen, und zwar wird hierzu der schon erwähnte als Wasserausdehnungsgefäß dienende Wasserspeicher 11 verwendet, der im oberen Teil des Ständers 2 über dem Niveau des WasseranschluS-kopfes 9 angeordnet ist und über dessen Wasserraum 11a rait Wasserspiegel 11a' ein Wasserstoffgas enthaltender, ein Druckgaspolster bildender Gasraum 11b vorgesehen ist. Zu diesem Zweck mündet über Gaszuleitung I^ eine nicht dargestellte Wasserstoffgasquelle in den Gasraum 11b und ist über Leitung I^ eine Gasableitung an den Gasraum 11b bzw. den Wasserspeicher 11 angeschlossen, wobei die Wasserstoffgaszufuhr über Leitung I^ und -abfuhr über Leitung I^ ^s0 vorgenommen wird, daß eine ständige Wasserstoffströmung im Gasraum 11b erzielt wird. Auf diese Weise gelangt das durch den Wasserspeicher 11 geförderte Wasser in innige Berührung mit dem Wasserstoffgas, das ständig in Lösung geht, derart, daß das Wasser mit Wasserstoffgas gesättigt wird. Über Leitung I^ gelangt somit - sei es während des Betriebes des Generators gefördert durch die Schaftpumpe 7» sei es während des Stillstandes, gefördert durch die Rückspeisepumpe 16 - ständig mit Wasserstoff gesättigtes Kühlwasser in die Saugkammer K2. Dieses wasserstoffgesättigte Wasser wird während des Generatorbetriebes von der Schaftpumpe 7 über den zweiten äußeren Hauptkreislaufteil 10' und den Eintrittsstutzen 8 in den inneren Kreislaufteil 50 der Rotorkühlung gedrückt (bestehend aus den Kanalteilen 6a, 5, 5a, 5b, 6b). Über die berührungslose Wellendichtung w2 kann nun ein Anteil des in der Hauptsache über Leitung I^ zum Wasserspeicher 11 zurückströmenden Rotoraustrittswassers, nämlich eine gewisse Spaltwassermenge, in die Spaltwasserkammer K5 gelangen. Dieses Wasser enthält eine gewisse Menge Wasserstoff, der in der Kammer K5 zum Teil ausfällt. Außerdem wird über die berührungslose* Wellendichtung w3 ständig Luft

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vom Außerirautn her angesaugt, und der darin enthaltene Sauerstoff Op und das Kohlendioxid CO₂ dürfen nicht in den Hauptkreislauf 50, 10, 10' gelangen, damit unerwünschte Korrosionen durch den Sauerstoff sowie ferner eine unerwünschte Erhöhung der Leitfähigkeit durch das COp vermieden sind. Zur Beseitigung des schädlichen Sauerstoffs aus dem Spaltwasser, welches von der Spaltwasserkammer K5 in den Sammelbehälter 13 übertritt, dient der Sauerstoffentferner 15, welcher als Kontaktmittel 15a einen Palladium-Katalysator enthält. Mittels dieses Palladium-Katalysators wird der Sauerstoff des hindurchgeleiteten, aus der Spaltwasserkammer K5 abgesaugten Luft-Wasserstoff-Wasser-Gemisches in Reaktion mit dem im Wasser enthaltenen Wasserstoff unter Bildung von Wasser gebracht nach der Formel 2H₂ + 0^=^ 2 H₂O. Um 1 1 O₂ zu binden, sind 2 1 H₂ erforderlich bzw. 1 g O₂ wird von 0,1 25g H₂ gebunden. Damit die vorstehend angegebene chemische Reaktion hinsichtlich ihres Gleichgewichtszustandes zur sicheren Seite verschoben wird, ist jedoch ein gewisser H₂-Überschuß erforderlich, und zwar etwa die 2,6fache Volumenmenge des Wasserstoffes, d. h. ein Überschuß von ca. 160 $>. Es muß also in dem dem Sauerstoff entferner 15 zuströmenden Wasser ein solcher Wasserstoff-Überschuß relativ zum Sauerstoffgehalt aufrechterhalten werden, daß der Sauerstoff nahezu restlos umgesetzt wird und damit die 0₂-Konzentration im Wasserkreislauf unterhalb eines oberen Grenzwertes gehalten werden kann. Außerdem ist zur Einhaltung dieses Grenzwertes eine ausreichende spezifische Belastbarkeit des Sauerstoffentferners 15 erforderlich. Der Palladium-Katalysator gestattet z. B. eine spezifische Belastung von ca. 50 ar/h Wasser pro m Pd-Konta.ktmaterial und eine Filtrationsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 20 m/h. Durch eine hochwertige berührungslose Wellendichtung W3, die ggf. eine Wasserring-Stopfbuchsdichtung aufweisen kann, kann man nun erreichen, daß in der Spaltwasserkammer K5 ein außerhalb der Knallgas-Konzentration liegender WasserstoffÜberschuß von über 75 $ H₂ vorhanden ist. In diesem Falle hat das dem Sauerstoffentferner 15 zugeführte Spaltwasser bereits den erforderlichen H₂-Überschuß relativ zur O₂"-Menge. Andererseits kann in der Kammer mit Luftüberschuß gefahren werden? wobei dann die Wellendichtung w2 besonders hochwertig ausgebil-

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det sein muß und auf diese V/eise aus Kammer K3 nur geringe Spaltwasser- und damit H₂-Mengen in die Kammer K5 gelangen können, so daß im Gasraum der Kammer K5 der Hp-Anteil unter 3 % bleibt, wobei entsprechende Teilmengen Luft bzw. H₂ in das Spaltwasser in Lösung gehen. Hierbei fördert das Gebläse 21 im wesentlichen die über Wellendichtung w3 angesaug.te Außenluft mit einem geringen. H₂-Anteil ins Freie. In diesem Falle hat jedoch das dem Sauerstoffentferner 15 zuströmende Spaltwasser (bzw. Luft-Wasser st off -Wasser-Gemisch) nicht den erforderlichen H₂-Überschuß. Damit dieser gewährleistet ist, mündet in die von der Spaltwasserkammer K5 zum Sauerstoffentferner 15 führende Leitung I₆ eine Zusatzwasserleitung I^ mit Einstellventil V5. Diese Leitung I₁, ist bei 22 an die vom Wasserspeicher 11 kommende und damit H₂-gesättigtes Wasser führende Leitung 1,- angeschlossen. Die erforderliche Zusatzwassermenge kann somit abhängig von dem H₂- und Op-Gehalt des Spaltwassers durch das Ventil V5 derart eingestellt werden, daß der erforderliche H₂-Überschuß in den dem Sauerstoffentferner 15 zuströmenden Wasser immer vorhanden ist. - Wie eingangs bereits erläutert, kann der Sauerstoffentferner 15 außer der Palladium-Kontaktmasse auch einen Anionenaustauscher enthalten; dann ist Ionenaustauscher A lediglich ein Kationenaustauscher. Wenn der Sauerstoffentferner 15 lediglich einen Pd-Katalysator enthält, wird zweckmäßig der Ionenaustauscher A als kombinierter Anionen-Kationen-Austauscher ausgeführt.

Die Kammern K1 bis K3 sind, wie durch die Strichelung 23 angedeutet, während des Betri bes und des Stillstandes mit Wasser angefüllt, während Kammer K5 im wesentlichen eine Gaskammer ist, in welche nur die Spaltwassermengen über die Wellendichtung w2 gelangen können. Die Strichelung 24 bedeutet das Wasser im Sammelbehälter 13. Im übrigen deuten die ausgefüllten Pfeilspitzen in den äußeren Kreislaufteilen 10, 10' und 50 die normale Strömungsrichtung des Wassers während des Betriebes an. Die umrandeten Pfeile im Nebenkreislauf 14 zeigen die Strömungsrichtung des ^cCördertf'i ßpaltwassers bei Betrieb der Rückspeiaepumpe

* (Hol: !pfeil* ,

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Die dargestellten Rückschlagklappen r1 bis r3 verhindern eine Strömung des Wassers entgegen den angedeuteten Strömungsrichtungen. In das Spaltwasser innerhalb der Spaltwasserkammer K5 übertretender Stickstoff aus der Luft ist, da er ein Inertgas ist, für den Kühlkreislauf an sich, unschädlich.; er kann sich jedoch im Kühlkreislauf nicht ansammeln, da er durch die Maßnahmen der Sättigung mit Wasserstoffgas innerhalb des Wasser Speichers 11 verdrängt wird und über Leitung I^ gemeinsam mit dem überschüssigen Spül-Wasserstoff entfernt wird. - Die Wellendichtung w1 ist zweckmäßigerweise auch eine berührungslose Welleηdichtung, so daß der Rotor 3 mit seinem Wellenende 3b sich ungehindert und ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung axial innerhalb der in der Praxis auftretenden Grenzen verschieben kann. Durch das Drosselventil V1 wird ein solcher Unterdruck in der Saugkammer■K2 eingestellt, beispielsweise -0,3 at bei einer Wassertemperatur von 40° C, daß diese Wassertemperatur weit unterhalb der bei diesem Dampfdruck herrschenden Siedetemperatur liegt und somit keine Kavitationserscheinungen in der Saugkaramer K2 durch entstehende Gasblasen auftreten. Auch in der Austrittskaramer K3 muß ein gewisser Mindestdruck unter Berücksichtigung äer Wassertemperatur eingehalten werden, damit keine Kavitationserscheinungen auftreten. Ein günstiger Wert ist beispielsweise 3 atü Wasserdruck bei einer Wassertemperatur von 60° C.

Es ist ersichtlich daß die Schaftpumpe 7 das aus der Saugkammer K2 angesaugte Kühlwasser entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des in der Zentralbohrung 6a der Welle 3b fließenden Kühlwassers in die Eintrittskammer K1 und von hier über den zweiten äußeren Kreislaufteil 10' und den Eintrittsstutzen 8 in die Zentralbohrung 6a fördert. Auf diese Weise kann zwischen der Saugkammer K2 und der Eintrittskammer K1 eine Wellendichtung eingespart werden, und es entstehen keine Abdichtprobleme zwischen den erheblichen Druckunterschied aufweisenden Kammern K2, K1. Zwischen dem hohlen Wellenende 3b und dem dieses Wellenende und das Pumpenrad der Schaftpumpe 7 als Außengehäuse umgebenden Kühlwasseranschlußkopf 9 sind die Eintrittskammer K1, die Saugkamraer K2, die Austrittskammer K3 und die Spaltwasserkammer K5 axial aufeinanderfolgend

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angeordnet. Zwischen den Kammern K2, K3, K5 sind jeweils Trennwände wi1, w22 mit den berührungslosen Wellendichtungen w1, w2 angeordnet, ferner ist die Spaltwasserkammer K5 zum Außenraum mittels der Radialtrennwand w33 rait Ahschlußwellendichtung w3 abgedichtet. Die die Eintrittska.mmer K1 und Saugkammer K2 voneinander trennende Radialtrennwand ist mit wOO bezeichnet.

Prinzipiell ist diese Ausbildung des Wasseranschlußkopfes 9 auch beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 getroffen, das jedoch eine Reihe von Verfeinerungen und Verbesserungen im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufweist. Gleiche Teile zu Fig. 1 sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 2 ist der Wasseranschlußkopf 9 schematisch dargestellt, wogegen Fig. 3 mehr der tatsächlichen konstruktiven Ausführungsfortn entspricht. Fig. 2 zeigt in Verbindung mit Fig. 3, daß zwischen der Spaltwasserkammer K5 und der Austrittskaamer K3 eine mit Wasser gefüllte Durckausgleichskamtner K4 angeordnet ist. Die Kammer K 4 steht über die Flüssigkeitsleitung I^ mit Rückschlagklappe r7 und Absperrventil V7 mit dem Wasserspeicher 11 in Verbindung. In diesem Wasserspeicher herrscht z. B. ein Gasdruck p_r von 0,2 kp/

cm , während ein günstiger Wasserdruck in der Austrittskammer k3 Pjjj =3,5 kp/cm ist. Die Druckausgleichskammer K4 weist somit ein Druckniveau auf, das zwischen dem der Austrittskammer K3 und dem der Spaltwasserkammer K5 liegt, Kammer K4 dient somit zum stufenweisen Abbau des Druckgefälles zwischen Kammer K3 und Kammer K5. In Verbindung mit der Tatsache, daß die Wellenspalte, welche zwischen der Kammer K4 einerseits und den Kammern K5 bzw. K3 andererseits liegen, wiederum durch berührungslose Wellendichtungen w4 bzw. w2 abgedichtet sind, läßt sich somit die Spalt wassermenge, welche von Kammer K4 in Kammer K5 übertritt, relativ klein halten. Wie die Strichelung 23 in Fig. 3 und Fig. 2 zeigt, sind die Kammern K1 bis K4 mit dem Kühlwasser des Rotor-Kühlkreislaufes angefüllt. Wenn in der Spaltwasserkammer K5 ein Druck von 0 atü (Atmosphärendruck) herrscht, so hat die Wellendichtung w4 nur gegen eine Druckdifferenz von 0,2 at (bezogen auf den Druck in Kammer K4 von p_G = + 0,2 atü) zu dichten.

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Der Vorteil der zwischengesehalteten Druckausgleichskammer K4 liegt somit insb'. da.rin, daß mit einer normalen berührungslosen Wellendichtung, wie sie im Ausschnitt in Fig. 3a dargestellt ist, bei allen Wellendichtungen wi bis w3 sowie a.uch den Wellendiehturigen w4, wA (vgl. Pig. 3a ausgekommen werden kann. In Fig. 3a bedeuten 25 die Dichtsehneiden, welche am inneren Umfang von die Welle umgebenden Dichtungsschalen 26 angeordnet sind, wobei diese Dichtungsschalen 26 zwecks leichter Montierbarkeit jeweils aus zwei Hälften mit a.xialer Teilfuge bestehen. Die Dicht schneiden 25 sind in Pig. 3a vereinfacht dargestellt; in Wirklichkeit sind pro Längeneinheit wesentlich-mehr Dichtschneiden vorgesehen. Diese Dichtschneiden 25 sind mit einem Spalt s gegenüber dem äußeren Umfang der Welle 3b angeordnet.

Eine weitere Verfeinerung der Abdichtung ist gemäß Fig. 2 und 3 dadurch getroffen, daß der Spaltwasserkammer K5 in Richtung auf den Außenraum eine Gasabsaugekammer K6 vorgeschaltet ist, welche auf praktisch dem gleichen Druckniveau liegt wie die Spaltwasserkammer K5 und gegenüber dem Außenraum durch eine berührungslose Abschlußwellendichtung wa abgedichtet ist. Kammer K6 ist über Leitung 1^c an eine nicht dargestellte Gasabsaugung angeschlossen, wobei durch die Abschlußwellendichtung wa Luft in einer solchen Menge ansaugbar ist, daß der von der Spaltwasserkammer K5 über die zwischengeschaltete Wellendichtung w 3 zur Gasabsa.ugekammer K6 gelangende Wasserstoff unterhalb der Knallgas-Konzentration bleibt, d. h. sein Anteil am Gesamtvolumen der Kammer K6 unterhalb 3 $ liegt. Somit können innerhalb der an den Außenraum grenzenden Kammer K6 keine Knallgas-Konzentrationen auftreten, und ferner kann durch die Abschlußwellendichtung v/a kein Wasserstoff nach außen dringen, l-jc¹ ist eine Wasser-Entleerungsleitung mit Entleerungsventil V8. Die sich axial an die AuBtrittskammer K3 anschließenden Kammern K4, K5, K6 sind von e.inander durch Radial trennwände w44 und w33 abgetrennt, wobei am Innenumfang der Trennwände die feststehenden Elemente der jeweiligen V/e 11 en dichtungen w4 bzw. w3 angeordnet sind. Die G-asabsaugekammer K6 ist weiterhin zum Außenraum durch die Trenn-

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wand waa abgetrennt, welche letztere die Abschlußwellendichtung wa trägt. Es ist nicht erforderlich, innerhalb der Spaltwasserkammer K5 nunmehr das Entstehen eines Knallgas-Gemisches zu verhindern, da dieser Kammer die Gasabsaugekammer K6 vorgeschaltet ist und die Wände der Kammer K5 entsprechend verstärkt werden können, so daß im praktischen Betrieb der Fall der Entzündung eines Knallgas-Gemisches innerhalb der Kammer K5 bedeutungslos ist. Es ist jedoch auch möglich - wie weiter unten noch erläutert - auch in Kammer K5 die Gasanteile so zu bemessen, und zwar durch zusätzliche Dichtmaßnahmen oder Absaugemaßnahmen, daß auch hier kein Knallgas-Gemisch sich bilden kann. In Fig. 3 sind noch die zu den Leitungen 1^, Ic» 1*» IgQ' """14. ^und ^15 ^aus ^S· 2 gehörigen Leitungsstutzen mit el bis e3, e5, e6 und el bezeichnet. 27 sind aehs-normale Stützwände und 28 zugehörige Stützfüße des Wasseranschlußkopfes 9.

Die Rückförderung des Spaltwassers aus der Spaltwasserkammer K5 erfolgt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in abgeänderter Ausführung auf besonders betriebssichere V/eise: über Leitung lgQ» einen Kühler W3, Leitung 1..g, die beiden zueinander parallelgeschalteten Zweige l-,γ und I₁₈, welche jeweils eine Rückspeisepumpe 160 mit Vor- und Nachschalt-Stellventilen V9', V9 und Rückschlagventil r6 aufweisen, die Leitung I^o» den Leitungszweig mit Sauerstoffentferner 15 und Vor- und Nachschalt-Absperrventil V11, V12, den Leitungszweig L21 mit Ionenaustauscher bzw. Mischbettfilter A und Vor- und Nachschalt-Absperrventil V13 bzw. V14 und schließlich über den Leitungszweig Ig-. mit Rückschlagklappe r5 zur Rotorwasser-Austrittsleitung L4. Der eine Zweig I₁^ bzw. I₁₈ ist ein Reservezweig, der normalerweise nur bei Ausfall des Parallelzweiges eingeschaltet wird. Mit I₂₂* ^23 ^sind Kühlwasserzu- und -abfuhrleitungen für die Kühler V/3 sowie W1, W2 bezeichnet. Die Schaltung zur Rüokspeisung des aufbereiteten Spaltwassers mit Rückspeisezweig Ig₂ und Stellventil V90 ist auszugsweise und vereinfacht mit nur einer Rückspeisepuope 160 in Fig.4 dargestellt. Die Rückspeiaepumpe 160 hat in diesem Ausführungsbeispiel die Aufgabe, sowohl, bei Betrieb als auch im Stillstand des Generators die Rückförderurr: isr Spaltwassermenge in den

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Kreislauf zu übernehmen. Ihre ordnungsgemäße Punktion ist ebenso wie in der Schaltung nach Pig. 1 besonders wichtig, da bei ihrem Ausfall unter Umständen das Wasser aus dem WasserSpeicher 11 über den Wasseranschlußkopf 9 und seine Wellenäichtungen in die Maschinenhalle auslaufen könnte. Aus diesem Gründe ist einmal eine Reservepumpe (vgl. Pig. 2) vorgesehen. Weiterhin sind für einen sicheren Betrieb der Pumpe 160 die folgenden Forderungen zu erfüllen: Die Pumpe darf weder trocken(wegen üblicher Pumpen-G-leitringdiehtung) noch mit stehendem Wasser (wegen Erwärmung) laufen» sie ist möglichst nicht intervallweise zu- und abzuschalten und schließlich darf sie nur genau so viel Mengen zurückfördern, wie ihr angeboten wird, nicht mehr, sonst würde sie Luft ansaugen, nicht weniger, sonst würde die Spaltwasserkammer K5 überlaufen. Damit nun eine dauernde umsteuerung der Pumpe mittels Wasserstandsanzeigern, Dreiwege-Magnet-Ventil usw. vermieden ist, wird die Steuerung der Pumpe selbstregelnd ausgeführt. Hierzu ist (vgl. Pig. 4) der Spaltwasserkammer K5 über eine Palleitung Ig₀ die Rückspeisepumpe 160 mit in Reihe zu ihr geschaltetem V/asserkühler W3 nachgeschaltet. Die Druckseite der Pumpe 160 ist über einen ersten Strömungswiderstand in Porin des Stellventils V9 und die Rücklaufleitung 1^2 ^i* einem zweiten Strömungswiderstand in Porra des Stellventils V90 an die Palleitung IgQ angeschlossen. Andererseits ist die Druckseite der Pumpe 160 über den ersten Strömungswiderstand V9 sowie den Sauerstoffentferner 15» den Ionenaustauscher A und die Rückflußsperre r5 mittels der Vorlaufleitung Ig^ an die Leitung 1, des Hauptkreislaufes 10 angeschlossen. Der Höhenunterschied der Pumpe 160 bezogen auf die Rotorwelle 3b und damit die Länge der Palleitung l_fi_ beträgt etwa 10 m, entsprechend einem Druckgefälle von ca. 1at. Bei dieser Höhendifferenz und einem Druck des Wasserspeichers 11 bezogen auf die Wellenachse von 0,5 kp/cm stehen also bei Stillstand und bei Betrieb des Generators auf der einen Seite der Rückflußsperre r5 konstant 1,5 kp/cm Druck an. Stellt man nun die Pörderhöhe der Pumpe 160 mittels der Ventile V9 und V90 knapp unterhalb dieses Wertes ein, so kann sie gegen diesen Gegendruck nicht fördern, solange ihr saugseitiger Vordruck eines beispiels weise bei 29 angedeuteten, sehr niedrigen Wasserstandes in der

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Falleitung Ig₀ annähernd liull ist. In diesem Zustand arbeitet die Pumpe 160 in einem definierten Kreislaufbetrieb, der durch die Drosselventile V9, V90 so einstellbar ist, daß die Pumpe weniger als ihre Hennmenge fördert. Steigt nun der Wasserstand in der Falleitung Ig₀ infolge der ständig zufließenden Spaltwassermenge, beispielsweise auf den Stand 30, so wächst der Vordruck und damit auch der Druck hinter der Pumpe 160. Der Gegendruck von 1,5 kp/cra wird überschritten, und die Pumpe fördert die Spaltmenge zurück in die Leitung 1., während weiterhin eine Teilmenge des Spa.ltwassers im Kreislaufbetrieb strömt. In diesem Kreislauf strömende Wasser wird durch den Kühler W3 auf der erforderlichen niedrigen Temperatur gehalten. Wesentlich ist also hierbei, daß die Pumpe 160 in Verbindung mit der Rückflu3sperre r5 ohne sonstige Meßelemente sich selbst regelt. Durch die Druckmeßorgane 1 bis 3 und die neben diese Druckmeßorgane geschriebenen Druckwerte ist angedeutet, in welcher Größenordnung der Druck in der Praxis an den bezeichneten Stellen liegen kann.

Zur Vervollkommnung des Sicherheitssystems im Zusammenhang mit den Rückspeisepumpen 160 (vgl. Pig. 2) ist als Sicherheit gegen Ausfall beider Rückspeisepumpen 160 an die Falleitung IgQ an einer kurz unterhalb der Spaltwasserkammer K5 liegenden Anschlußstelle 31 ein in einen Abfluß 32 mündendes Überlaufrohr 33 mit Steigschleife 33a angeschlossen. Das untere U-förmig verlaufende Ende 33b des Überlaufrohres 33 enthält in seinem U-Teil 33b' eine im Normalfalle eine Luftabschluß bildende Dichtflüssigkeitssäule 34, wozu eins entsprechende Dichtflüssigkeits-Einfülleitung Ip4 mit Absperr-Organ 24a und Einfülltrichter 24b vorgesehen ist. Im Störungsfalle , d. h. wenn der Wasserstand in der Falleitung Ig₀ über das obere Ende der Steigschleife 33a steigt, wird durch die in das Überlaufrohr 33 eintretenden Wassermengen die Dichtflüssigkeit ssäule 34 in den Abfluß 32 gedruckt, so daß also aus der Spaltwa.sserkammer K5 kein Wasser in die Maschinenhalle auslaufen kann.

In die von der Spaltwasserkatmnor K5 zum Sauerstoffentferner führende Leitung, und zwar in diesem Ausführungssbeispiel in die

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Leitung IgQ , mündet wiederum die Zusatzwasserleitung j^ an der Stelle 35 niit der vom Wasserspeicher 11 kommenden Rotorv/asser-Leitung Ir verbunden ist. Mittels des Ventils V5 der Zusatzwasserleitung 1..^ kann, wie bereits erläutert, die Menge wasser'stoffgesättigten Zusatzwassers, welche dem Spaltwasser zugemischt werden soll, eingestellt werden, derart, daß in der dem Sauerstoffentferner 15 zuströmenden Spaltwassermenge immer der erforderliche WasserstoffÜberschuß aufrechterhalten bleibt. Bei einer Spaltwassermenge von ca. 1,4 to pro Stunde wurde beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine Menge von 100 bis 200 1 wasserstoff gesättigtes Zusatzwasser pro Stunde der Spaltwassermenge zugemischt, damit der erforderliehe Hp-Überschuß erhalten blieb. Der Sauerstoffgehalt hinter dem Sauerstoffentferner ergab sich bei diesem Betrieb zu 7 gg O₂ pro 1 und im Ha.uptkreisla.uf 10, 10' zu etwa. 9 Ug 0« pro 1. Dieser Sauerstoffgehalt liegt unter den in der Praxis geforderten Höchstwerten. Durch die Maßnahme der Zusatzwasser-Einspeisung ist somit erreicht, daß man unabhängig von dem Wasserstoffgas-Anteil in der Spaltwasserkammer K5, wobei diesem Gasanteil der gelöste Anteil im Spaltwasser entspricht, immer den erforderlichen WasserstoffÜberschuß in dem dem Sauerstoffentferner 15 zuströmenden Spaltwasser aufrechterhalten kann.

Selbst wenn die Kammern K5 und K6 auf dem gleichen Druckniveau stehen, kann nämlich bei momentanem Absinken bzw. Ansteigen des Spaltwasserspiegeis in Kammer K5 eine Änderung der Gasanteile auf treten, beispielsweise dadurch, daß beim Ansteigen des Spaltwasserspiegels ein Teil des Gemisches aus Kammer K5 über Wellendichtung w3 ausgestoßen wird und beim Wiederfallen des Wasser- . spiegeis eine kleine Luftraenge aus Kammer K6 angesaugt wird.

Gemäß einer Ausführungsvariante wurde, der Hg-Gasanteil in der Spaltwasserkammer K5 auf den Wert UuIl gebracht, und zwar mittels einer zusätzlichen Absaugeeinrichtung Sa mit Saugleitung Ig^'» Stellventil V4¹ und Gebläse 21'. Hierbei wird durch die zur Gasabsaugekammer K6 führende Wellendichtung w3 eine solche Luftraenge angesaugt, daß die au3 dem Spaltwasser ausfallenden Wasserstoffmengen durch den Luftüberschuß «aterhalb der Kna.llgaskonaentra-

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zentratioE gehalten werden, das heißt, der Hp-Gasanteil geht praktisch auf Hull zurück. In diesem Pail müssen über die Zusatawasserleitung I₁, zusätzliche Mengen Hp-gesättigtes Zusatzwasser in die Leitung lg- eingespeist v/erden. Praktische Werte des Betriebs waren bei einer Spaltwasserraenge von etwa 1,4 cbm pro Stunde eine Zusatzwassermenge von etwa 1,7 cbm pro Stunde, iiin solcher Betrieb läßt sich mit den normalen, berührungslosen WeI-lendichtungen getaäß Fig. 3» 3a durchführen. Auch beim Ausführungs beispiel nach Pig. 2 kann, wie anhand der Schaltung der Fig. 1 bereits erläutert, durch verfeinerte Ausbildung der berührungslosen Wellendiehtungen w3, w4 bzw. wa erreicht werden, daß die in die Spaltwasserkammer K5 eintretenden Luftmengen und Hp-IIengon sehr klein gehalten werden können. Beispielsweise können die genannten Wellendichtungen, zumindest teilweise, als Wasserring-Stopfbuchsdichtungen gemäß Fig.3b ausgebildet sein. In der vereinfachten Darstellung der Fig. 3b ist mit 3b' ein Wellenabschnitt mit Flanschen bzw. Wellenbunden 35> 36. Auf dem Wellenabschnitt 3b¹ ist das Schaufelrad 37 mit Beschaufelung 37a befestigt, wobei sich dieses Schaufelrad 37 mit dem Wellenabschnitt 3b' unter Aufrechterhaltung eines Radialspaltes S' gegenüber der Ringfläche 38a der Dichtungstasche 38 dreht. In dieser gehäusefesten Dichtungstasche 38 in Form eines Ringkanals wird fliehkraftabhängig ein V/asserring 39 gegen die Ringfläche 36a gepreßt, und zwar auf der Seite mit dem niedrigeren Druck P2 der Wasserringteil 39a und auf der Seite mit dem höheren Druck P1 der Wasserringteil 39b. Entsprechend dem Druckverhältnis P1/P2 stellt sich die radiale Höhe der Wasserringteile 39b zu 39a ein. Damit der die Ringtasche 38 aufweisende Gehäuseteil 40 achsiale Wellenbewegungen raitmaehen kann, ist er in Achsrichtung verschieblich angeordnet und unter Zwischenschaltung von V/älr.L'igerringen 41, &■?. mit den V/ellenbunden 35, 36 und damit dem Wellenabschnitt 3b¹ axial verschieblich gekuppelt. In Umfangsriohtung dagegen ist der Ringtaschentrager 40 unverschieblich ηr,geordnet. Eir.e solche V/asserring-ütopf buahr-dichtung getraß Fi;;, '5b arbeitet nn tür·:e^ä. nur bei ;;iuh drehender Wolle ,während ;!*■■·■ Stillstand;'/ ' ^l : r:._: h:ncn dir iüchtun ■■ jiu r ■) I: ionon ;li<: i/blichet!

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Im Ausführungsbeispiel nach Pig. 2, 3 ist ebenfalls in der Austrittskammer-Leitung 1- ein Drosselventil V6 mit Rückschlagklappe r1 vorgesehen. In diesem !Falle läßt sieh, mit dem Drosselventil ¥6 der Überdruck Pjjj in der Aus tritt skammer K3, "bezogen auf den im Wasserspeicher 11 herrschenden Überdruck P~ des Wasserstoffgases bzw. auf den Druck in der Druckausgleichskammer KA-, auf einen solchen Mindestwert einstellen, daß unter allen Umständen Kavitation in den Austrittsbohrungen der Welle vermieden wird. Nach einer empirisch gefundenen Annäherungsfunktion liegt hierbei der Mindestwert zweckmäßig bei Pjjf^6 . jJtTq. Ein günstiges Druckwertepaar für den praktischen Betrieb ist z. B. Pjjj = 3»5 kp pro cm bei P„ = 0,2 kp/cm . Auf diese Weise kann eine Entgasung des V/assers im Bereich der Austrittsbohrungen 6c praktisch vermieden werden.

Der in Pig. 2 etwas genauer dargestellte Wasserspeicher ist ein im wesentlichen U-förmiges Gefäß, dessen einem U-Schenkel 110 das Rotor-Austrittsv/asser über Leitung 1, zugeführt und von dessen anderem U-Schenkel 111 das Hp-gesättigte Wasser über Leitung Ic abgeführt wird. Im Gegenstrom zu dieser Wasserströmung wird das Hg-Spülgas über Leitung I^ dem U-Schenkel 111 zugeführt und nach Durchströmen des Gasraumes 11b am Ende des U-Schenkels 110 über- Leitung I₁₂ wieder abgeführt (vgl. Pfeil 112 für die Wasserströmung und Pfeil 113 für die Hp-Strömung). Aufgrund dieses vorteilhaften Gegenstromes kann mit nur geringen Hp-Spülgasmengen ausgekommen werden; im praktischen Betrieb waren hierfür etwa 100 Nl/h H₂ erforderlich.

An den äußeren Hauptkreislauf 10, 10' ist über die Leitungen Ip,- , l₂gj ^27' "*"28 ^UTi^ ^29 ^^as Ständerkühlsystera 43 angeschlossen. Dieses Standerkühlsystem 43 wird im folgenden nicht bis ins Einzelne gehend erläutert, da es zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Erwähnt sei lediglich das Folgende: Zwischen der Haupt zuleitung l₂c_S äie ^{aiQ de}** Stelle 44 mit der Leitung 1, verbunden ist, und dem Wasserspeicher 11 liegt ein Zweig 43a für die Versorgung der Kühlkanäle der Ständerwicklunrs stäbe, ein Zweig 43b zur Druckplattenkühlung des linken Maschi-

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nenendes, ein Zweig 43c zur Druckplattenkühlung des rechten Maschinenendes sowie ein Zweig 43d zur Kühlung der Durchführungen 45 und Ringleitungen 46. 43a 1 ist die Zuleit- und 43a2die Ableit-Sammelringkammer für die Wasserkühlung der Standerwicklungs-8täbe. Durch die Ventile V15, V16, V17, V18 läßt sich die Durchflußmenge des Kühlwassers für die genannten Zweige einstellen; in Verbindung mit dem Ventil V19 in der Rotor-Wassereintrittsleitung 1, ist somit eine Aufteilung der über Leitung 1, zuströmenden Kühlwassergesamtmenge an dem Verzweigungspunkt 44 möglich, wobei der eine Anteil über Leitung Ige zum Ständerkühlsystem 43 und der andere Anteil zu den Kühlkanälen des Rotors 3 strömt. In Verbindung mit der Tatsache, daß das Innere des Generators 1, wie üblich, mit einer Hp-Gasfüllung zu versehen, die auch dann, wenn sie gegenüber der Außenatmosphäre einen Überdruck aufweist, wegen ihrer geringen Dichte nur geringe Ventilationsverluste bei laufendem Rotor 3 verursachen kann, ist es besonders vorteilhaft, daß das Kühlwasser wasserstoffgesättigt ist. H₂-Gas, welches durch die als Isolierstrecken dienenden Ständer-Wasser-Zu- and -Ableitschläuche aus Teflon für die Ständerwicklung (nicht näher dargestellt) diffundiert, gelangt somit in den Wasser-Kühlkreislauf, so daß somit der Kühlkreislauf nicht verunreinigt werden kann.

Die zueinander parallel geschalteten Kühler- bzw. Wärmetauscher W1, W2 sind normalerweise beide in Betrieb; sie sind so ausgelegt, daß im ITotbetrieb, wenn nur einer eingeschaltet ist, dieser etwa 60 bis 70 $ der liennkühlleistung übernehmen kann. Der erläuterte Sauerstoffentferner 15 mit Palladium-Katalysator ist in Verbindung mit den berührungslosen Wellendichtungen des dargestellten Wassera.nschlußkopfes 9 besonders vorteilhaft, da auf diese Weise ein sicherer Betrieb ohne aufwendiges Dichtsystem möglich ist.

Bei bereits installierten Turbogeneratoren bzw. elektrischen Maschinen, welche berührungsbehaftete Wellendichtungen im Zusammenhang mit den Rotorwosser-Zuleit- und -Ableitstellerj aufweisen,

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ka.ian ein solcher Sauerstoffentferner auch, mit Vorteil als zusätzliches Sicherheitselement in die Aufbereitungs- und Rückkühlanlage eingebaut werden, und zwar für den Pail, daß durch Undichtwerden einer Wellendichtung Luft in den Spaltwasser-Kreisla.uf einbringen sollte, wobei es zusätzlich hierzu notwendig ist, E^-. gesättigtes Zusatzwasser in den erforderlichen Mengen dem Op-angereicherten Spaltwasser zuzumischen. Hierdurch lassen sich auf einfache Weise unerwünschte Korrosionen im Rotor-' und Statorwasser-Kreislauf vermeiden, ohne daß der Turbogenerator bzw. die elektrische Maschine sofort abgeschaltet werden müßte.

18 Ansprüche
6 Figuren

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Claims

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- 26 Patentansprüche

Einrichtung zur Versorgung der Kühlkanäle von Rotoren elektrischer Maschinen mit Kühlwasser, vorzugsweise für Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Rotorwicklung, bestehend aus einer die Rotorwelle flüssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Eintrittskaramer, von welcher das unter Druck stehende Kühlwasser den Kühlkanälen zuleitbar ist, einer die Rotorwelle flUssigkeitsdicht zum Außenraum umgebenden Austrittskaramer,von welcher das aufgewärmte und in seinem Druck um das Druckgefälle ■in den Kühlkanälen verminderte Kühlwasser wieder ableitbar ist, einem zwischen Ein- und Austrittskammer liegenden äußeren Kreislaufteil zur Aufbereitung des Wassers und Rückleitung von der Austrittskamroer zur Eintrittskammer, mindestens einer das Kühlwasser iuj Kreislauf fördernden Kühlwasserpumpe, einer Wasseraufbereitungs- und Rückkühlanlage im äußeren Kreislaufteil, durch welche dap Kühlwasser gefiltert, von Lufteinschlüssen und gelösten unerwünschten Bestandteilen, wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Cu-Ionen befreit und damit unterhalb eines Höchstwertes der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gehalten wird, sowie mit einer der Austrittskaramer in Richtung auf den Außenraum vorgeschalteten Spaltwasserkammer, dadurch gekennzeichnet, daß (a) zwischen der Spaltwasserkammer einerseits und der Austrittskammer sowie dem Außenraum andererseits berührungslose Wellendichtungen angeordnet sind, daß (b) die Spaltwasserkammer an eine Pumpe angeschlossen ist, welche das Spaltwasser aus dieser Kammer abpumpt, daß (c) der Kühlwasserkreislauf an eine das Kühlwasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle angeschlossen ist, daß (d) der Spaltwasserkammer im Kühlkreislauf ein als Sauerstoffentferner dienender Aufbereitungsbehälter nachgeschaltet ist, welcher als Kontaktraittel einen Palladium-Katalysator enthält, und durch welchen der Sauerstoff des hindurchleitbaren, aus der Spaltwasserkommer abgesaugten Luft-Wasserstoff-Wa.sser-Geraisches in Reaktion mit dem Wasserstoff unter Bildung von Wasser bringbar ist, ferner gekennzeichnet durch (e) Mittel zur Aufrechterhaltung eines

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solchen Wasserstoff-Überschusses relativ zum Sauerstoffgehalt in' dem dem Sau er st of f-Ent ferner zuströmenden Wasser und eine solche Regenerier-Kapazität "bzw. spezifische Belastbarkeit des Sauerstoff entferners, daß die (^-Konzentration itn Wasserkreislauf unterhalb eines oberen Grenzwertes bleibt.

Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem als Wasserausdehnungsgefäß dienenden Wasserspeicher, über dessen Wasserspiegel ein Wasserstoffgas enthaltender, ein Druckgaspolster bildender Gasraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wasser mit Wasserstoffgas sättigende Gasquelle in.den Gasraum des Speichers mündet und an den Gasraum eine Gasabsaugung angeschlossen ist, wodurch eine ständige Wasserstoffströ'tnung im Gasraum erzielbar ist.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die von der Spaltwasserkammer zum Sauerstoffentferner führenden Leitung eine Zusatzwasserleitung mündet, in welche wasserstoffgesättigtes' Wasser a.us dem Viasserspeicher einspeisbar ist, wobei die Zusatzwassermenge mittels eines Durchsatzstellorgans entsprechend der Spaltwasserzusatnmensetzung im Sinne des erforderlichen Wasserstoffüberschusses einstellbar ist.

Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer an einem Wellenende des Rotors angeordneten mitumlaufenden Scha.ftpumpe sowie einem dieses Wellenende umgebenden feststehenden Kühlwasser-Anschlußkopf mit Ein- und Austrittska.ramer, wovon die Ein-" trittskammer an einer Zentralbohrung der Welle und die Austrittskammer an einen diese Bohrung umgebenden Ringkanal angeschlossen ist, wobei eine entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des in der Z'entralbohrung der Welle fließenden Kühlwassers in die Zentralbohrung fördernde Scha.ftpumpe vorgesehen ist, welche das Kühlwasser aus einer vorgeschaltete^ . Saugkammer in die nachgescha.lt ete Eintrittskammer und von., hier in die Zentralbohrung fördert, und wobei zwischen dem hohlen Wellenende und dem dieses Wellenende und das Puoipen-

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rad der Schaftpumpe als Außengehäuse umgebenden Kühlwasser-Anschlußkopf die Eintrittskammer, die Sa.ugka.mmer und die Austrittskammer axial aufeinanderfolgend angeordnet sind und zwischen Saug- und Austrittskammer eine Trennwand mit ■berührungsloser Wellendichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltwasserkamraer in axialer Richtung gesehen auf die Austrittskammer folgt und innerhalb des Kühlwasser-Anschlußkopf es angeordnet ist, wobei zwischen der Spaltwasserkammer und der Austrittskammer eine mit der berührungslosen Wellendichtung versehene weitere Trennwand angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spaltwasser- und der Austrittskammer eine mit Kühlwasser gefüllte Druckausgleichskammer mit einem Druckniveau angeordnet ist, das zwischen dem der Austrittskammer und dem der Spaltwasserkammer liegt, und daß die Wellenspalte, welche zwischen der Druckausgleichskammer einerseits und der Spaltwasserkammer und der Austrittskammer andererseits liegen, durch berührungslose Wellendichtungen abgedichtet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckausgleichskammer eine in den Wasserraum des Wasserspeicher mündende Druckausgleichsleitung angeschlossen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltwasserkammer in Richtung auf den Außenraum eine Gasabsaugekammer vorgeschaltet ist, welche auf praktisch dem gleichen Druckniveau liegt wie die Spaltwasserkammer, gegenüber dem Außenraum durch eine Gasabsaugung angeschlossen ist, durch welche über die Abschlußwellendichtung Luft in einer solchen Menge a.nsaugbar ist, daß der von Spaltwasserkammer über die zwischengeschaltete Wellendichtung zur Gasabsaugekamraer gelangende Wasserstoff unterhalb der Knallgaskonzentration bleibt.

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8. Einrichtung nach." Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Gasabsaugekammer und der Spaltwasserkammer angeordnete Weilendichtung zumindest teilweise als eine Wasserring-Stopfbuehsdichtung ausgebildet ist,

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 Ms 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskammer, die Druckausgleichskammer, die Spaltwasserkammer und die Gasabsa.ugeka.mmer unter Zwische'nfügung radialer Trennwände aocial aneinandergereiht sind und am Innenumfang der Trennwände die feststehenden Elemente der jeweiligen Wellendichtungen befestigt sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3 mit einer im Hauptkreis-

1auf der Eintrittskammer, der Rotorkühlkanäle, der Austrittskammer und des Wasserspeichers fördernden Hauptpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltwasserkammer über eine Falleitung eine selbstregelnde Wasser-Rückspeisepumpe mit Wasserkühler naehgeschaltet ist, deren Druckseite über einen ersten Strömungswiderstand einerseits über eine Rücklaufleitung mit einem zweiten Strömungswiderstand an die Falleitung, andererseits über eine Vorlaufleitung mit eingeschaltetem Sauerstoff entferner und Rückflußsperre an eine Leitung des Haupt kreislaufs angeschlossen ist, deren auf die Rückflußsperre bezogener Gegendruck oberhalb des von der Pumpe erzeugten und uro den Druckverlust bis zur Rückflußsperre verminderten - Druckgefälles liegt, und daß die resultierende Förderhöhe der Pumpe durch den sich aus dem Wasserstand in der ialleitung ergebenden Vordruck derart beeinflußbar ist, daß unterhalb eines minimalen Wasserstandes die Pumpe über die '.Rücklaufleitung und den Kühler nur im Kreislauf.fördert,-wogegen der resultierende Vordruck bei Überschreiten des minimalen Wasserstandes den Gegendruck übersteigt und die Pumpe eine . dem Drucküberschuß entsprechende Teilmenge in die.Leitung des Hauptkreislaufs-förderit. ·

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Strömungswiderstand als einstellbare

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12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung an die von der Austrittskammer zum Wasserspeicher führende Rotorwasser-Austrittsleitung angeschlossen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daS als Sicherheit gegen Ausfall der Rückspeisepumpe und einer parallel liegenden Reservepumpe an die Palleitung an einer kurz unterhalb der Spaltwasserkammer liegenden Anschlußstelle ein in einen Abfluß mündendes Überlaufrohr mit Steigschleife angeschlossen ist, in dessen unterem U-förmig verlaufendem Ende eine im Normalfalle einen Luftabschluß bildende Dichtflüssigkeitssäule angeordnet ist, die im Störungsfalle durch das Überlaufwasser in den Abfluß drückbar ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg zwischen der Eintrittskammer und der der Zuführung des Kühlwassers zu den Rotorkühlkanälen dienenden Zentralbohrung ein Hauptzweig der Aufbereitungs- und Rückkühlanlage mit die Druckseite der Pumpe belastenden Verbrauchern, wie Kühlern und Filtern, eingeschaltet ist, dessen Ausgang in einen feststehenden, in die Zentralbohrung mündenden. Eintrittsstutzen angeschlossen ist, welcher von außen durch die Eintrittskammer und gegen letztere abgedichtet hindurchgeführt ist.

15. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Spaltwasserkammer an eine Gasabsaugung angeschlossen ist, und durch die Wellendichtung, welche auf der der Austrittskammer abgewandten Spaltwasserkammerseite liegt, eine solche Luftmenge ansaugbar ist, daß die aus dem Spaltwasser ausfallenden Wasserstoffmengen durch den Luftüberschuß unterhalb der Knallgaskonzentration haltbar sind, wobei in die zum Sauerstoffentferner führende Spaltwasserleitung in Anpassung an die vergrößerte Sauerstoffkonzen-

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tratioi) im Spaltwasser entsprechend vergrößerte Zusatzwassermengen einspeisbar sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung von Kavitationserscheinungön in der Aus tritt skamraer in der Austrittskammerleitung ein Drosselventil angeordnet ist, durch welches der Überdruck P₁₁₁ in der Austrittskammer, "bezogen auf den im Wasserspeicher herrschenden Überdruck P« des Wasserstoffgases nach einer empirisch ermittelten Annäherungsfunktion auf einen Mindestwert von Pjjt *v 6 · "V^g» ^z· B.

ρ p

= 3,5 kp/cm bei P„ = 0,2 kg/cm , einstellbar ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslosen Wellendichtungen als Labyrinthdichtungen mit einem solchen Radialspalt - und bei

. radialer Überschneidung mit einem solchen axialen Abstand - zwischen den feststehenden und den umlaufenden Dichtungselementen ausgebildet sind, daß unter Berücksichtigung der betriebsbedingten Axialverschiebungen und Radialbev/egungen der Welle ein Anstreifen vermieden ist.

18. Verwendung eines Sauerstoffentferners mit Palladium-Katalysator gemäß Anspruch 1 zur Entfernung des im Läufer-Kühlwasserkreislauf elektrischer Maschinen enthaltenen gelösten überschüssigen Sauerstoffes, insb. bei Turbogeneratoren mit direkt wassergekühlter Läuferwicklung, welche zu?Abdichtung des Kühlwasserkreislaufes gegenüber der äußeren Atmosphäre berührungsbehaftete Wellendichtungen aufweisen, als Sicherung für den Störungsfall des Eindringens von Luftsauerstoff in den Kühlkreislauf.

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