203622. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyorsforgású, léghűtéses turbógenerátorok terhelhetőségének szabályozására és elrendezés az eljárás foganatosítására
HU 203622B tározzuk meg. Az eljárás forganatosítására alkalmas elrendezésnél a turbógenerátomak tömítésekei lezárt belső tere, ehhez pneumatikus vezetéken keresztül kapcsolódó körléghűtő rendszere és légadagoló szerkezete van, amely tartalmaz kompresszort, levegőtartályt, továbbá nyomásmérőt, és a találmány szerint a vezetékhez nyomásszabályozó szelep csatlakozik, amelynek vezérlő bemenete szabályozó szervvel van összekötve, és a szabályozó szerv bemenete a forgórész tekercselés hőmérsékletét mérő egységgel van összekötve. Egy előnyös kiviteli alaknál a hőmérsékletet mérő egységet a forgórész tekercselésének ellenállását mérő egység képezi. A találmány szerinti megoldást a továbbiakban példá kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az: 1. ábra ismét intenzív közvetlen vezetőhűtésű turbógenerátor forgórésztekercselés hornyának vázlatos keresztmetszeti képe, a 2. ábra az 1. ábrán vázolt tekercselés egy elemi részletének távlati képe, amely hőmérséklet-távolság diagramot is tartalmaz, 3. ábra a találmány szerinti elrendezés vázlata, 4. ábra a forgórésztekercselés hőmérsékletének változását szemléltető diagramsorozat a tekercselésben keletkező veszteségi teljesítmény függvényében, és az 5. ábra a 4. ábrához kapcsolódó diagramsorozat, amely a hatásfok változását szemlélteti a terhelés függvényében. A találmány szerinti eljárás megértéséhez a turbógenerátor forgórésztekercselését alkotó réz és az azt hűtő levegő között kialakuló hőátadás viszonyait célszerű először elemezni. Ebból a célból az 1. ábrán a hivatkozott és az 1 456 068 Isz. GB szabadalomból ismert kombinált levegőbetáplálásó, rövid hűtőcsatomákkal rendelkező közvetlen hűtésű forgórész tekercselésének egy horonyban elhelyezett vázlatos metszetét szemléltettükA rézből készült tekercselés egyes meneteit egymástól szigetelés választja el, és minden menetben egy vagy több keresztirányú 1 hűtőcsatorna található. Az 1 hűtőcsatornák a hűtőlevegő áramlása szempontjából párhuzamosan kapcsolódnak, beömlési oldaluk a horony baloldali 2 csatornájából nyílik. A 2 csatorna hűtőlevegővel való táplálása felülről, 3 légrés irányából és alulról 4 szellőzőhoronyból történik. Az 1 hűtőcsatornák kiömlési oldalai a horony jobboldali 5 csatornájával közlekednek, ahonnan a felmelegedett levegőa légrés hányában távozik. A hűtőlevegő áramlását az 1. ábrán nyilak szemléltetik. A hivatkozott pick-up rendszerű hűtés esetén az alsó betáplálás, a szellőzőhorony felől megadott hűtés esetén pedig a felső betáplálás hiányzik. A 2. ábrán a tekercselés egy részlete látható, amelyen szaggatott vonal jelöl egy kiválasztott 1 hűtőcsatornát és a teljes vonallal jelölt téglatest azt a réztérfogatot jelöli, amelynek hűtését a kiválasztott 1 hűtőcsatorna biztosítja. Közvetlenül az 1 hű főcsatorna fölött a hűtőlevegő hőmérsékletének és a réz hőmérsékletének Atgill. Atrváltozatát tüntettük fel az 1 hűtőcsatorna mentén. Miután a réz igen jó hővezető, hőmérséklete a rö3 vid csatorna mentén a konduktív hőáramlás következtében állandónak vagy közel állandónak tekinthető. A belépő hűtőlevegő az 1 hűtőcsatornában felmelegszik és kilépéskor hőmérséklete alig különbözik a rézétől. A levegő hőmérséklete a csatorna végére Atgitértékkel növekszik, és a réz hőmérséklete At]* Atnír tékkel magasabb a beáramló hűtőlevegő hőmérsékleténél. Bár a réz hűtése az itt hivatkozott ismert megoldásoktól eltérő módon is megoldható, a találmány szerinti eljárás használata olyan hűtési rendszert feltételez, amelynél az egyes hűtőcsatomák teljes hossza mentén a réz hőmérséklete lényegében állandó, azaz mintegy legfeljebb 5 °C értékhatáron belül állandó legyen, és ez a hőmérséklet 5 °C értékhatáron belül állandó legyen, és ez a hőmérséklet lényegében azonos legyen a kilépő levegő hőmérsékletével, azaz annál legfeljebb mintegy 10 °C-kal legyen magasabb. Az ilyen hűtéseket tekintjük intenzív közvetlen vezetőhűtéses megoldásoknak. Az intenzív közvetlen vezetőhűtéses turbógenerátorok forgórésze a súrlódási veszteségek csökkentése érdekében általában megnövelt hosszal és viszonylag kis átmérővel rendelkezik, hossz-átmérő arányuk általában 3-5 között van. Most a 3. ábrára hivatkozunk, amelyen a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas elrendezés vázlatát szemléltettük. Az intenzív közvetlen vezetőhűtéses forgórésszel ellátott, léghűtéses 10 turbógenerátor állórésztekercselés hűtőrendszeréhez kapcsolódó vízzel táplált 11 és 12 hőkicserélőkkel rendelkezik, melyek be- és kiömlései 13 és 14 csatlakozásokon keresztül hűtővíz keringető rendszerhez csatlakoznak. A10 turbógenerátor forgórészének a szerkezeti házból kinyúló tengelyvégei 15, 16 tömítésekkel vannak ellátva, amelyek lehetnek a hidrogénhűtésű turbógenerátorokhoz szokásosan használt olajkenésű tengelyzárak vagy szűk hézaggal működő száraz, pl. széngyűrűs tengelyzárak. A forgórész hűtési rendszeréhez 17 vezeték csatlakozik, amely 18 és 19 nyomásszabályozó szelepeken át 20 levegőtartállyal van összekötve. A szabad légtérből levegő a 21 szűrőn, két párhuzamosan üzemeltethető 22,23 kompresszoron és 24 szárítón keresztül juthat a 20 levegőtartályhoz. A 20 levegőtartályban jellegzetesen 10 bar körüli nyomás uralkodik, amelyet 25 nyomásmérő jelez. A 17 vezetékben és igya 10 turbógenerátor belsejében a nyomást 26 nyomásmérő méri. A 18 nyomásszabályozó szelep 27 mágneses szeleppel kiiktatható. A 18,19 nyomásszabályozó szelepek segítségével a 10 turbógenerátorban uralkodó nyomás mintegy 1,01 és 2 bar között folyamatosan szabályozható. A szabályozás megoldható kézi vezérléssel, de automatikus működtetéssel is. A 10 turbógenerátor üzemi jellemzőit mérő és jelző műszereket az egyszerűség kedvéért a 3. ábrán nem tüntettük fel. A 3. ábrán vázolt elrendezés lehetővé teszi, hogy a nagyteljesítményű 10 turbógenerátor belső terében a hűtőlevegő nyomását az atmoszférikus értéktől kezdve folyamatosan mintegy 2 bar értékig növeljük és állandó szinten tartsuk. Mintemlítetük, a 10 turbógenerátor légsúrlódási veszteségei a kis forgórész-átmérőből adódóan vi4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
