DE2332149A1

DE2332149A1 - Einrichtung zur ueberwachung des kuehlwasserlaufes bei isoliermittelgekuehlten elektrischen grossmaschinen, insbesondere transformatoren

Info

Publication number: DE2332149A1
Application number: DE19732332149
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dolak
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2332149B2

Description

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5

Erf.Nr. TU/FN 72/019

Lehmann/ma. 4· 6. 1973

Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserlaufes bei isoliermittelgekühlten elektrischen Großmaschinen, inabesondere Transformatoren.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserlaufes bei isoliermittelgekühlten elektrischen Großmaschinen, insbesondere Transformatoren, die aus einem Staugefäß mit einstellbarer im Boden zentral angeordneter Ausflußöffnung besteht. ·

Für die Rückkühlung des primären Kühlmittels, im allgemeinen des Isolieröls, von elektrischen Großmaschinen, vorzugsweise Transformatoren, wird häufig Wasser im offenen Durchlauf

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verwendet. Da yon einem regelmäßigen ungestörten Wasserdurchlauf die Betriebssicherheit des Gerätes abhängt, ist es wichtig, den richtigen Durchlauf zu überwachen und Störungen rechtzeitig zu erfassen und zu melden.

Ein bekanntes Mittel zur Erfassung und Meldung des störnungslosen Durchlaufes von Kühlwasser ist ein Staugefäß, dessen Abflußöffnung so eingestellt ist, daß sich das Wasser bis zu einer bestimmten Mindesthöhe aufstaut. Wenn der Wasserdurchfluß größer wird, wird die Stauhöhe ebenfalls höher. Beim Erreichen einer bestimmten Stauhöhe wird ein Überlauf wirksam, über welchen das Mehrwasser abfließen kann. Wenn der Wasserzufluß nachläßt, sinkt die Stauhöhe im Staugefäß und ein elektrischer Fühler zur Messung der Höhe des
Wasserspiegels gibt Meidung.

Solche Staugefäße zur Kontrolle des Wasserdurchlaufes in Kühlanlagen haben noch eine zweite .Funktion, wenn sie die sekundäre Kühlung eines primären Kühlkreislaufes mit Isolieröl versorgen. Da diese Staugefäße infolge eingebauter Beruhigungsbleche eine relativ ruhige offene Oberfläche
im Umlauf des Kühlwassers enthalten, sammelt sich an dieser Oberfläche das leichtere auf dem Wasser schwimmende
Isolieröl an, wenn der primäre Isolierölkreislauf undicht wird und.Öl in den Wasserumlauf austritt. Dieses Staugefäß wird deshalb auch Ölsichttopf genannt, da schon durch Augenschein Ölspuren auf der Oberfläche festgestellt werden können.

Die bekannten Konstruktionen dieses Staugefäßes bzw. 01-sichttopfes weisen nun verschiedene Nachteile auf:
Sie sind sogempfindlich, d. h. bei einem plötzlichen,
mit Druckabfall in der Abflußleitung verbundenen

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schnelleren Abfließen des Kühlwassers würde das Staugefäß sofort leerlaufen und Störung anzeigen, wenn nicht besondere, aufwendige Maßnahmen getroffen würden, die im allgemeinen in einer Trennung der Abflußleitung in Ausflußöffnung und Auffangtrichter mit LuftZwischenraum bestehen. Ebenfalls ist bei mehr Zufluß von Kühlwasser ein äußerer Überlauf vorhanden, so daß das Gerät insgesamt laufend vom Überlauf und von der Auslauföffnung Wasserspriczer und/oder Wassernebel in die Umgebung verteilt und demgemäß besonders abgeschirmt werden muß. Außerdem sind diese bekannten Geräte nicht geeignet, wenn das Kühlwasser aus irgendwelchen Gründen mit der atmosphärisehen Luft nicht in Verbindung kommen soll.

Alle diese liachteile vermeidet eine Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserlaufes bei isoliermitteigekühlten elektrischen Großmaschinen, insbesondere Transformatoren, bestehend aus einem Staugefäß mit einstellbarer, im Boden zentral angeordneter Ausflußöffnung, bei welchem erfindungsgemäß die Ausflußöffnung von einem in das innere des Staugefäßes hineinragendem, kragenförmigen Zylinder umgeben ist, in dessen Mantel sich eine radiale Durchflußöffnung definierter Größe befindet und bei welchem koaxial zu diesem kragenförmigen Zylinder in Bezug auf diesen drehbar ein über den-Deckel des Staugefäßes herausragender zweiter Stellzylinder angeordnet ist, der ebenfalls im unteren durch den kragenförmigen Zylinder überdeckten Bereich eine radiale Durchflußöffnung definierter Größe besitzt, wobei durch Verdrehung des Stellzylinders durch das Ausmaß der Überdeckung der Durchflußöffnung in beiden Zylindern der effektive Durchflußquerschnitt einstellbar ist.

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Mit dieser Einrichtung gemäß der Erfindung werden die Aufgaben, die einem solchen Gerät auferlegt werden können, in optimaler Weise erfüllt: eine zuverlässige Durchflußkontrolle des Kühlwassers, bei Bedarf auch mit Fernanzeige; die Durchflußmenge des Wassers nach Bedarf einstellbar und von außen ablesbar; leichte Möglichkeit zur optischen Überwachung des Austritts von Öl aus dem primären Kühlkreislauf in das Kühlwasser; weitgehende Unempfindlichkeit gegen einen Sog in der Abflußleitung, so daß eine Unterbrechung der Abflußleitung in Austrittsdüsen und Auffangtrichter vermieden werden kann. :.

Durch Anbringung einer geeigneten Skale kann der Verdrehungswinkel des Stellzylinders gegenüber dem Staugefäß ablesbar gemacht werden, wodurch der Querschnitt der freien Durchflußöffnung und damit die Durchflußmenge des Kühlwassers direkt ablesbar sind.

Wird im inneren Stellzylinder, in der Höhe der gewünschten Spiegelfläche des gestauten Wassers, eine Überlauf-Öffnung angeordnet, so kann ein gegebener Mehranfall an Kühlwasser über diese Überlauföffnung in die Abflußleitung fließen, wobei bei geeigneter Bemessung der Überlauföffnung praktisch ein Mehranfall von etwa 100 ?o des Normaldurchsatzes ohne Störungen bewältigt werden kann. Hierbei bleiben das Gerät und die Umgebung vollständig trocken, da kein Wasserspritzer nach außen dringen kann.

Anhand der anliegenden Zeichnung werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, weitere Einzelheiten, sowie ihre Wirkungsweise näher erläutert.

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In dem Staugefäß 1 befindet sich ein koaxialer Zylinder 2 wesentlich kleineren -Durchmessers, der sich mit einem kurzen kragenförmigen, die Ausflußöffnung im Boden des Staugefäßes umfassenden Zylinderstutzen 3 im unteren Bereich überdeckt.

Unmittelbar über dem Boden des Staugefäßea befindet sich im kragenförmigen Zylinder 3 eine kleine Entleerungs-Öffnung 4, durch die sich das Staugefäß 1 bei Außerbetriebnahme, d. h. bei Abstellung des Wasserzuflusses, von selbst entleert.

Im Überdeckungsbereich der beiden Zylinder 2 und 3 sind in beiden Zylindern etwa gleich große Öffnungen 10 angeordnet, so daß durch eine Verdrehung des Stellzylinders 2 gegenüber dem kragenförmigen Zylinderstutzen 3 der effektive Querschnitt dieser Durchflußöffnung 10 beliebig einstellbar ist und damit der Wasserabfluß geregelt werden kann. An geeigneter Stelle, im Beispiel gezeigt auf dem oberen Rand des kragenförmigen Zylinders 3, können Anschläge angebracht sein, die das Verdrehen des Stellzylinders 3 gegenüber dem kragenförmigen Zylinder 3 zwischen Null und voller Öffnung begrenzen.

Das Kühlwasser tritt nun durch den Einlaufstutzen 8, der zur Verhinderung einer zu starken Wasserbewegung tangential in das Staugefäß einleitet, ein und wird durch die über dieser Einleitungszone angebrachte Beruhigungsbleche 5 so beruhigt, daß sich eine Bewegung des Wassers im oberen Bereich nicht mehr bemerkbar macht. An einer Wasserstandsmarke oder Skala 6 kann die Höhe des aufgestauten Wasserspiegels von oben abgelesen werden.

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Zur elektrischen Überwachung des Kreislaufes und gegebe« nenfalls für die Fernanzeige taucht ein Fühlorgan 12 in die Wasseroberfläche ein, das bei Absinken des Wasserspiegels und damit Gefährdung der gekühlten Maschinen durch Ausbleiben des Kühlwasserstromes Meldung macht, bzw. Alarm gibt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird im Stellzylinder 2 in der gewünschten Höhe des Wasserspiegels eine Überlauföffnung angebracht, durch die bei Mehranfall des Wassers dieses Zuviel, ohne Störungen oder Durchfeuchtung der Umgebung zu verursachen, abfließen kann.

Will man von der laufenden Überwachung auf Ölspuren aus Undichtigkeiten des primären Kühlkreislaufes durch das Personal unabhängig werden, bzw. will man eine Fernanzeige erzielen, wird zweckmäßigerweise ein elektrischer Öldetektor 11 angebracht, dessen Fühlorgan gerade die Wasseroberfläche im Staugefäß abtastet.

In Figur 2 ist eine Weiterbildung der Erfindung dargestellt, in welcher dieses Ölfühlorgan als Schwimmer ausgebildet ist, so daß es immer exakt auch kleinste auf der Wasserfläche schwimmende ölspuren erfassen kann, auch wenn der Wasserspiegel infolge Druckschwankungen im Versorgungssystem etwas steigt oder sinkt. Eine weitere Lösung ist die Anbringung einer Bypaßleitung 19 in Höhe des Wasserspiegels. Ein geringer Teil des Wasserdurchsatzes wird über ein Ölspurenmeßgerät geleitet, das am Topf selbst oder an einer anderen geeigneten Stelle befestigt wird.

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Weiter ist in Figur 2 dargestellt, daß das Staugefäß 1 durch einen dicht schließenden Deckel 16 abgeschlossen ist, wobei der Stellzylinder 2 gegenüber diesem Deckel durch eine Stopfbuchse 14 abgedichtet ist. Im Deckel ist ein durchsichtiges Schauglas 15 eingelassen, durch das die Wasserstandsmarkierung 6, sowie der Wasserspiegel beobachtet werden können.

Für bestimmte Anwendungsfälle, insbesondere in Kernkraftwerken, ist es notwendig, das Wasser vollständig vor einem Sauerstoffzutritt zu schützen. In solchen Anlagen wird ein voll entsalztes Wasser verwendet, in,welchem der verbleibende Sauerstoff durch Zugabe von Hydrazin oder Natriumnitrit gebunden ist. Um keinen neuen Sauerstoff in das Wasser eindringen zu lassen, muß auch die Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserlaufes gemäß der Erfindung vollständig abgedichtet sein. Dies erfolgt durch den Abschluß des Staugefäßes 1 mittels des Deckels 16, wie in Figur 2 dargestellt; hierbei wird die notwendige Be- und Entlüftung beispielsweise über ein auf dem Staurohr aufgesetztes der Luft Sauerstoff entziehendes Filter bewirkt. Ein solches der durchströmenden Luft Sauerstoff entziehendes Filter ist beispielsweise eine Natron-Kalk-Vorlage .

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein zuverlässiges Gerät gegeben zur Überwachung der Durchlaufmenge von Kühlwasser durch elektrische Großgeräte, insbesondere Transformatoren, das gleichzeitig eine zuverlässige Überwachung der Maschinen auf mögliche Leckstellen des primären Ölkreislaufes ermöglicht, insbesondere auch bei vollkommenen Luftabgeschluß des Kühlwasserkreislaufes.

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Claims

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5

Erf.Nr. TU/FN 72/019

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Pat entansprüche

M. !Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserlaufes bei — isoliermittelgekühlten elektrischen Großmaschinen, insbesondere Transformatoren, bestehend aus einem Staugefäß mit einstellbarer im Boden zentral angeordneter Ausflußöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußöffnung von einem in das innere des Staugefäßes hineinragenden, kragenförmigen Zylinder (3) umgeben ist, in dessen Mantel sich eine radiale Durchflußöffnung (to) definierter Größe befindet und daß koaxial zu diesem kragenförmigen Zylinder (3) in Bezug auf diesen drehbar ein über den Deckel-des Staugefäßes herausragender zweiter Stellzylinder (2) angeordnet ist, der ebenfalls im unteren durch den kragenförmigen Zylinder überdeckten Bereich eine radiale Durchflußöffnung (10) definierter Größe besitzt, wobei durch Verdrehung des Stellzylinders (2) durch das Ausmaß der Überdeckung der Durchflußöffnungen (10) in beiden Zylindern der effektive Durchflußquerschnitt einstellbar ist.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare effektive Durchflußquerschnitt an einer Winkelskala (17) von außen ablesbar ist.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (2) im oberen Bereich eine Überlauföffnung (9) besitzt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Wasserspiegels im Staugefäß (1) durch einen elektrischen Fühler (12) überwacht ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres elektrisches Fühlorgan (11) zur Feststellung von Ölspuren auf der Wasseroberfläche angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlorgan (11) als Schwimmer ausgebildet ist. ( Figur 2 ).
7· Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Staugefäß (1) und dem Zylinder (3) eine Nebenschlußleitung (19) angebracht ist, an_tdie ein Ölspurenmeßgerät (20) anschließbar ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des Staugefäßes (1) durchsichtig oder mit einem durchsichtigen Fenster (15) zur optischen Kontrolle des Wasserspiegels ausgestattet ist. ( Figur 2 ).

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Gefäßes in dem die Ausflußöffnung umgebenden kragenformigen Zylinder (3) ein kleinerer Entleerungsausfluß (4) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Staugefäß (1) und zu diesem der Stellzylinder (2) mittels einer Stopfbuchse (14) vollständig abgedichtet sind und auf dem Stellzylinder (2) ein der einströmenden oder eingesaugten Luft sauerstoffentziehender Filter (18) angeordnet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß' der Filter (18) eine Natron-Kalk-Vorlage ist.

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