WO2004030182A1 - Redundantes kühlsystem mit zwei kühlreisläufen für einen elektrischen motor - Google Patents

Redundantes kühlsystem mit zwei kühlreisläufen für einen elektrischen motor Download PDF

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WO2004030182A1
WO2004030182A1 PCT/DE2003/002978 DE0302978W WO2004030182A1 WO 2004030182 A1 WO2004030182 A1 WO 2004030182A1 DE 0302978 W DE0302978 W DE 0302978W WO 2004030182 A1 WO2004030182 A1 WO 2004030182A1
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cooling
redundant
cooling device
drive motor
cooling circuit
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PCT/DE2003/002978
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Hans-Jürgen TÖLLE
Reinhard Vogel
Peter Wengler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P2005/105—Using two or more pumps

Definitions

  • the invention relates to a redundant cooling device for an electric liquid-cooled submarine drive motor, with a first cooling circuit and a second cooling circuit, by means of which thermal energy can be removed from the electrical submarine drive motor.
  • the invention has for its object to provide a redundant cooling device of high performance for an electric submarine drive motor, wherein a high degree of operational reliability and redundancy is to be provided with the amount of heat to be dissipated via adapted coolant flows.
  • first cooling circuit and the second cooling circuit of the redundant cooling device in the region of the electric submarine drive motor are designed in such a way that the coolant of the first and the second cooling circuit has a stator cooling ring in which the cooling circuits are arranged, flow in opposite directions. Due to this counter-rotation of the two cooling circuits in the area of the submarine drive motor, the latter is heated to a far more uniform extent than is possible with cooling devices known from the prior art.
  • each cooling circuit can only be operated in a low speed range of the electric submarine drive motor by means of the small pump assigned to it and in an above the low speed range of the electric submarine drive motor only by means of the main pump assigned to it ,
  • the output power of the electric submarine drive motor should expediently be adaptable to the amount of heat that can then be dissipated.
  • the redundant pump units, heat exchangers, fittings, valves etc. belonging to the redundant cooling device are expediently arranged on the upper part of the electric submarine drive motor.
  • each of the two cooling circuits also has a cooling branch by means of which inverter modules assigned to the submarine drive motor can be cooled.
  • Fresh water can be provided as a coolant in both cooling circuits, to which a corrosion protection agent and possibly further additives for the biological and chemical stabilization of the water can be added, and that can be recooled by means of sea water per cooling water circuit in a water-water heat exchanger or in a water-air heat exchanger.
  • control and switching of the main and small pumps of each cooling circuit is expediently carried out by means of a power supply and switching unit, whose own cooling plates can also be cooled by means of a further cooling branch of each cooling circuit.
  • the motors of the two small pumps are operated with a fixed supply frequency and / or supply voltage.
  • the main pumps of each cooling circuit are fed via inverters in order to adapt the delivery rate of the cooling liquid and thus the amount of heat to be removed via the variable speed of the motors.
  • the motors of the main pumps are operated so that their speed and output can be adapted to the amount of heat to be dissipated.
  • the use of three-phase asynchronous motors with squirrel-cage rotors results in advantageous solutions.
  • the speed and power adjustment of the asynchronous machines with a short-circuit rotor can advantageously be done by changing the supply frequency and / or the supply voltage and / or by using pole-changing machines.
  • Each cooling circuit is expediently equipped with an expansion vessel for the cooling liquid, a device for degassing the cooling liquid, a service connection and advantageously with a pressure relief valve.
  • Temperature sensors are advantageously arranged in each of the two cooling circuits for controlling the pump output.
  • a pressure-independent quantity regulator is advantageously arranged in each of the two cooling circuits upstream of the stator cooling ring, the inverter modules and the power supply and switching unit.
  • a temperature-controlled three-way valve is present in each of the two cooling circuits.
  • a check valve is provided in the pressure side of the small pumps and the main pumps.
  • An embodiment of a redundant cooling device according to the invention shown in the single figure serves to cool a submarine drive motor 1.
  • the redundant cooling device has two mutually independent cooling circuits 2, 3, of which in the single figure the first cooling circuit 2 is shown on the left of the submarine drive motor 1 and the second cooling circuit 3 on the right of the submarine drive motor 1.
  • the first cooling circuit 2 flows through a stator cooling ring 4 of the submarine drive motor 1 in the exemplary embodiment shown in the figure in a clockwise direction, whereas the second cooling circuit 3 flows through the stator cooling ring 4 of the submarine drive motor 1 counterclockwise.
  • the two cooling circuits 2 and 3 correspond in terms of their design, so that only the first cooling circuit 2 with regard to its individual components etc. will be explained in more detail below.
  • the second cooling circuit 3 is constructed in a corresponding manner, its functions also being designed accordingly.
  • the first cooling circuit 2 has a main pump 5 and a small pump 6, the output of which is significantly lower than that of the main pump 5.
  • the coolant circulation in a partial load range of the submarine drive motor 1 can be implemented by means of the small pump 6.
  • the main pump 5 of the first cooling circuit 2 remains switched off.
  • the main pump 5 of the first cooling circuit 2 is in operation in the exemplary embodiment shown above the partial load range of the submarine drive motor 1.
  • the small pump 6 can be switched off.
  • Motors 7 and 8 of the small and main pumps ⁇ and 5 are designed as asynchronous motors with short-circuit rotor in the illustrated embodiment.
  • the two motors 7, 8 of the small 6 and main pump 5 of the first cooling circuit 2 is a power supply and Assigned switching unit 9, the electrical part of which is not shown in the single FIGURE and by means of which the supply frequency and / or the supply voltage can be varied as required.
  • An independent supply voltage is provided for the motors 8 of the main pumps 5 and the motors 7 of the small pumps 6 of the two cooling circuits 2, 3.
  • a coupling valve 12 and 13, respectively, is arranged in each of these two conduits 10, 11 and can be switched over using a common hand lever.
  • the dome valves 12, 13 are open, it is possible to use a single main pump, e.g. to operate by means of the main pump 5, i.e. the coolant circuit in both cooling circuits 2, 3 can be maintained by means of a single main pump 5. In this operating state, only a smaller total amount of coolant can be circulated at the submarine drive motor 1, so that the power of the submarine drive motor 1 must be reduced in accordance with the amount of heat that can still be dissipated.
  • the coolant is recooled in both cooling circuits 2, 3 by means of a water-water heat exchanger 17, in which the coolant of the cooling circuits 2, 3 is recooled by means of sea water.
  • the two water-water heat exchangers 17 as well as the two main 5 and the two small pumps 6, expansion vessels 21, pressure-independent flow regulators 16, 19, 20 and all the necessary fittings of the two cooling circuits 2, 3 are built on the submarine drive motor 1 ,
  • the cooling circuits 2, 3 each have a cooling branch 14 by means of which inverter modules 15 arranged in it can be cooled. Upstream of the inverter modules 15, the pressure-independent quantity regulator 16 is arranged in this cooling branch 14.
  • each cooling circuit 2, 3 is arranged in a further cooling branch 18 of the first 2 or second cooling circuit 3, the further pressure-independent quantity regulator 19 being arranged upstream of the power supply and switching unit 9 in this further cooling branch 18.
  • the further pressure-independent quantity regulator 20 is provided in each of the two cooling circuits 2, 3 upstream of the stator cooling ring 4 of the submarine drive motor 1.
  • each of the two cooling circuits 2, 3 there is the expansion vessel 21, in which the cooling liquid can expand and degas via a degassing device 27.
  • a pressure relief valve 28 is provided in each of the cooling circuits 2, 3.
  • a temperature sensor 23 for temperature-dependent control of the small 6 and main pumps 5 is installed in the expansion vessel 21.
  • the cooling of the cooling liquid via the water-water heat exchanger 17 is controlled by means of sea water via a temperature-controlled three-way valve 25.

Abstract

Eine redundante Kühlvorrichtung für einen elektrischen U-Boot-Antriebsmotor (1) hat einen ersten Kühlkreislauf (2) und einen zweiten Kühlkreislauf (3), mittels denen Wärmeenergie vom elektrischen U-Boot-Antriebsmotor (1) abtransportierbar ist. Um ein hohes Maß an Betriebssicherheit und Redundanz zur Verfügung zu stellen, wird vorgeschlagen, dass die Kühlmittel des ersten Kühlkreislaufs (2) und des zweiten Kühlkreislaufs (3) im Bereich des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) einen Ständerkühlring (4) des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) zueinander gegenläufig durchströmen.

Description

REDUNDANTES KÜHLSYSTEM MIT ZWEI KÜHLKREISLAUFEN FÜR EINEN ELEKTRISCHEN MOTOR
Die Erfindung bezieht sich auf eine redundante Kühlvorrichtung für einen elektrischen flüssigkeitsgekühlten U-Boot- Antriebsmotor, mit einem ersten Kühlkreislauf und einem zweiten Kühlkreislauf, mittels denen Wärmeenergie vom elektri- sehen U-Boot-Antriebsmotor abtransportierbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine redundante Kühlvorrichtung hoher Leistungsfähigkeit für einen elektrischen U-Boot-Antriebsmotor zur Verfügung zu stellen, wobei mit der abzuführenden Wärmemenge über angepasste Kühlmittelströme ein hohes Maß an Betriebssicherheit und Redundanz zur Verfügung gestellt werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Kühlkreislauf und der zweite Kühlkreislauf der redundanten Kühlvorrichtung im Bereich des elektrischen U-Boot- Antriebsmotors so ausgeführt sind, dass das Kühlmittel des ersten und des zweiten Kühlkreislaufs einen Ständerkühlring, in welchem die Kühlkreisläufe angeordnet sind, in zueinander gegenläufigen Richtungen durchströmen. Durch diese Gegenläufigkeit der beiden Kühlkreisläufe im Bereich des U-Boot- Antriebsmotors wird dieser in weitaus gleichmäßigerem Ausmaß entwärmt als das bei aus dem Stand der Technik bekannten Kühlvorrichtungen möglich ist.
Um den an einen elektrischen U-Boot-Antriebsmotor gestellten Betriebsbedingungen hinsichtlich der unterschiedlichen Leistungsabgabe gestellten Anforderungen vorteilhaft zu genügen, ist es zweckmäßig, jedem Kühlkreislauf eine Haupt- und eine Kleinpumpe mit einer im Vergleich zur Hauptpumpe erheblich geringeren Leistung zuzuordnen, wobei die Haupt- und die Kleinpumpe jedes Kühlkreislaufs vorteilhaft voneinander unabhängige VersorgungsSpannungen aufweisen.
Entsprechend kann zur Erhöhung des Wirkungsgrads des gesamten Antriebssystems jeder Kühlkreislauf in einem niedrigen Drehzahlbereich des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors ausschließlich mittels der ihm zugeordneten Kleinpumpe und in einem oberhalb des niedrigen Drehzahlbereichs des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors ausschließlich mittels der ihm zugeordneten Hauptpumpe betreibbar sein.
Wenn zwischen den beiden redundanten Kühlkreisläufen Überleitungen vorgesehen sind, in denen jeweils ein Kuppelventil angeordnet ist, können bei Ausfall eines Kühlkreislaufs, z.B. wegen Ausfall der Pumpen oder Pumpenmotoren, die Kuppelventile durchgeschaltet werden, wobei dann die Kühlmittelumwälzung beider Kühlkreisläufe durch die noch funktionierenden Pumpen realisiert werden kann.
Da in diesem Fall nur eine reduzierte Pumpenleistung mit einem entsprechend reduzierten Kühlmittelstrom zur Verfügung steht, sollte zweckmäßigerweise die Abgabeleistung des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors an die dann abführbare Wärmemenge anpassbar sein.
Die zur redundanten Kühlvorrichtung gehörenden redundanten Pumpenaggregate, Wärmetauscher, Armaturen, Ventile usw. sind zweckmäßigerweise auf dem oberen Teil des elektrischen U- Boot-Antriebsmotors angeordnet.
Jeder der beiden Kühlkreisläufe hat gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung weiterhin einen Kühlzweig, mittels dem dem U-Boot- Antriebsmotor zugeordnete Wechselrichtermodule kühlbar sind.
Als Kühlmittel kann in beiden Kühlkreisläufen Frischwasser vorgesehen werden, dem ein Korrosionsschutzmittel und ggf. weitere Zusätze zur biologischen und chemischen Stabilisierung des Wassers zugesetzt sein können, und das je Kühlwasserkreislauf in einem Wasser-Wasser-Wärmetauscher oder in einem Wasser-Luft-Wärmetauscher mittels Seewasser rückkühlbar ist.
Die Steuerung und Schaltung der Haupt- und Kleinpumpe jedes Kühlkreislaufs erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer Stro - versorgungs- und Schalteinheit, deren eigene Kühlplatten e- benfalls mittels eines weiteren Kühlzweigs jedes Kühlkreislaufs kühlbar sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung werden die Motoren der beiden Kleinpumpen mit einer festen Speisefrequenz und/oder Speisespannung betrieben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung werden die Hauptpum- pen jedes Kühlkreislaufs über Wechselrichter gespeist, um ü- ber die veränderbare Drehzahl der Motoren die Fördermenge der Kühlflüssigkeit und damit der abzuführenden Wärmemenge anzupassen. Die Motoren der Hauptpumpen werden so betrieben, dass deren Drehzahl und Leistung an die abzuführende Wärmemenge angepasst werden kann.
Durch die Verwendung von Drehstromasynchronmotoren mit Käfigläufer ergeben sich vorteilhafte Lösungen. Die Drehzahl- und Leistungsanpassung der Asynchronmaschinen mit KurzSchlußläu- fer kann in vorteilhafter Weise durch Änderung der Speisefrequenz und/oder der Speisespannung und/oder durch Verwendung von polumschaltbaren Maschinen geschehen.
Für jede der Haupt- und Kleinpumpen ist vorteilhaft eine un- abhängige Speisespannung vorgesehen. Jeder Kühlkreislauf ist zweckmäßigerweise mit einem Ausdehnungsgefäß für die Kühlflüssigkeit, einer Einrichtung zur Entgasung der Kühlflüssigkeit, einem Serviceanschluß und vorteilhaft mit einem Überdruckventil ausgerüstet.
Vorteilhaft sind in jedem der beiden Kühlkreisläufe zur Steuerung der Pumpenleistung Temperaturfühler angeordnet.
Zur Sicherung der bedarfsgerechten Versorgung der zu kühlen- den Baueinheiten mit Kühlmittel ist vorteilhaft in jedem der beiden Kühlkreisläufe stromauf des Ständerkühlrings, der Wechselrichtermodule und der Stromversorgungs- und Schalteinheit ein druckunabhängiger Mengenregler angeordnet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung ist in jedem der beiden Kühlkreisläufe ein temperaturgesteuertes Dreiwegeventil vorhanden.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn in der Druckseite der Kleinpumpen und der Hauptpumpen jeweils ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
Außerdem können in vorteilhafter Weiterbildung der erfin- dungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung in den Verbindungsleitungen zwischen der redundanten Kühlvorrichtung und dem U- Boot-Antriebsmotor beidseitig sperrende Schnellkupplungen angeordnet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung prinzipiell dargestellt ist.
Eine in der einzigen Figur gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen redundanten Kühlvorrichtung dient dazu, einen U-Boot-Antriebsmotor 1 zu kühlen. Hierzu weist die redundante Kühlvorrichtung zwei voneinander unabhängige Kühlkreisläufe 2, 3 auf, von denen in der einzigen Figur der erste Kühlkreislauf 2 links des U-Boot- Antriebsmotors 1 und der zweite Kühlkreislauf 3 rechts vom U- Boot-Antriebsmotor 1 dargestellt ist.
Der erste Kühlkreislauf 2 durchströmt einen Ständerkühlring 4 des U-Boot-Antriebsmotor 1 im in der Figur gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel im Uhrzeigersinn, wohingegen der zweite Kühlkreislauf 3 den Ständerkühlring 4 des U-Boot-Antriebsmotors 1 gegen den Uhrzeigersinn durchströmt.
Im übrigen entsprechen sich die beiden Kühlkreisläufe 2 und 3 hinsichtlich ihrer Ausgestaltung, so dass im folgenden lediglich der erste Kühlkreislauf 2 hinsichtlich seiner einzelnen Bestandteile etc. näher erläutert werden wird. Der zweite Kühlkreislauf 3 ist in entsprechender Weise aufgebaut, wobei auch seine Funktionen entsprechend ausgestaltet sind.
Der erste Kühlkreislauf 2 hat eine Hauptpumpe 5 und eine Kleinpumpe 6, deren Leistung im Vergleich zu der der Hauptpumpe 5 wesentlich geringer ist.
Mittels der Kleinpumpe 6 ist die Kühlmittelumwälzung in einem Teillastbereich des U-Boot-Antriebsmotors 1 realisierbar. Die Hauptpumpe 5 des ersten Kühlkreislaufs 2 bleibt dabei ausgeschaltet.
Die Hauptpumpe 5 des ersten Kühlkreislaufs 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel oberhalb des Teillastbereichs des U-Boot-Antriebsmotors 1 in Betrieb. Die Kleinpumpe 6 kann dabei abgeschaltet werden. Motore 7 bzw. 8 der Klein- und Hauptpumpen β bzw. 5 sind im dargestellten Ausführungsbei- spiel als Asynchronmotoren mit Kurzschlußfläufer ausgeführt. Den beiden Motoren 7, 8 der Klein- 6 bzw. Hauptpumpe 5 des ersten Kühlkreislaufs 2 ist eine Stromversorgungs- und Schalteinheit 9 zugeordnet, deren elektrischer Teil in der einzigen FIGUR nicht dargestellt ist und mittels der die Speisefrequenz und/oder die Speisespannung bedarfsabhängig variiert werden kann.
Für die Motoren 8 der Hauptpumpen 5 und die Motoren 7 der Kleinpumpen 6 der beiden Kühlkreisläufe 2, 3 ist jeweils eine unabhängige Speisespannung vorgesehen.
Zwischen den beiden redundanten Kühlkreisläufen 2, 3 sind zwei sie miteinander verbindende Überleitungen 10, 11 vorgesehen. In diesen beiden Überleitungen 10, 11 ist jeweils ein Kuppelventil 12 bzw. 13 angeordnet, deren Umschaltung über einen gemeinsamen Handhebel erfolgen kann. Bei geöffneten Kuppelventilen 12, 13 ist es möglich, die beiden Kühlkreisläufe 2, 3 mittels einer einzigen Hauptpumpe, z.B. mittels der Hauptpumpe 5, zu betreiben, d.h. der Kühlmittelkreislauf in beiden Kühlkreisläufen 2, 3 ist mittels einer einzigen Hauptpumpe 5 aufrecht erhaltbar. In diesem Betriebszustand kann nur eine geringere Gesamtkühlmittelmenge am U-Boot- Antriebsmotor 1 umgewälzt werden, so dass die Leistung des U- Boot-Antriebsmotors 1 entsprechend der dann noch abführbaren Wärmemenge zu reduzieren ist.
Die Rückkühlung des Kühlmittels erfolgt in beiden Kühlkreisläufen 2, 3 mittels jeweils eines Wasser-Wasser-Wärmetauschers 17, in dem das Kühlmittel der Kühlkreisläufe 2, 3 mittels Seewasser rückgekühlt wird.
Die beiden Wasser-Wasser-Wärmetauscher 17 sowie die beiden Haupt- 5 und die beiden Kleinpumpen 6, Ausdehnungsgefäße 21, druckunabhängige Mengenregler 16, 19, 20 und alle erforderlichen Armaturen der beiden Kühlkreisläufe 2, 3 sind auf dem U- Boot-Antriebsmotor 1 aufgebaut. Die Kühlkreisläufe 2, 3 weisen je einen Kühlzweig 14 auf, mittels dem in ihm angeordnete Wechselrichtermodule 15 kühlbar sind. Stromauf der Wechselrichtermodule 15 ist in diesem Kühlzweig 14 der druckunabhängige Mengenregler 16 angeordnet.
Die Stromversorgungs- und Schalteinheit 9 jedes Kühlkreislaufs 2, 3 ist in einem weiteren Kühlzweig 18 des ersten 2 bzw. zweiten Kühlkreislaufs 3 angeordnet, wobei stromauf der Stromversorgungs- und Schalteinheit 9 in diesem weiteren Kühlzweig 18 der weitere druckunabhängige Mengenregler 19 angeordnet ist.
Darüber hinaus ist in jedem der beiden Kühlkreisläufe 2, 3 stromauf des Ständerkühlrings 4 des U-Boot-Antriebsmotors 1 der weitere druckunabhängige Mengenregler 20 vorgesehen.
In jedem der beiden Kühlkreisläufe 2, 3 ist das Ausdehnungsgefäß 21 vorhanden, in welchem sich die Kühlflüssigkeit ausdehnen und über eine Entgasungseinrichtung 27 entgasen kann.
An diesem Ausdehnungsgefäß 21 befindet sich auch ein Serviceanschluß 22, z.B. zur Befüllung der Kühlkreisläufe 2, 3.
Zum Schutz der Kühlkreisläufe 2, 3 ist in jedem der Kühl- kreisläufe 2, 3 ein Überdruckventil 28 vorhanden.
Darüber hinaus ist in das Ausdehnungsgefäß 21 ein Temperatursensor 23 zur temperaturabhängigen Steuerung der Klein- 6 und Hauptpumpen 5 eingebaut.
Da beim Betrieb von jeweils nur einer Hauptpumpe 5 oder Kleinpumpe 6 in den Kühlkreisläufen 2, 3 die Rückspeisung der Kühlmittelströme über die nicht in Betrieb befindliche Haupt- 5 bzw. Kleinpumpe 6 verhindert werden muß, sind jeweils in die Druckleitungen nach der Haupt- 5 und Kleinpumpe 6 entsprechende Rückschlagventile 24 eingebaut. Um eine Betauung im Inneren des U-Boot-Antriebsmotors 1 während seines Betriebes zu verhindern, wird die Rückkühlung der Kühlflüssigkeit über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 17 mittels Seewasser über ein temperaturgesteuertes Dreiwegeventil 25 gesteuert.
Um die Wartbarkeit und die Zugänglichkeit an dem U-Boot-Antriebsmotor 1 zu erleichtern, sind alle Verbindungen zwischen den Komponenten der redundanten Kühlvorrichtung auf dem Ober- teil des U-Boot-Antriebsmotors 1 und dem U-Boot-Antriebsmotor 1 mit beidseitig selbstsperrenden Sehne11kupplungen 26 versehen.

Claims

Patentansprüche
1. Redundante Kühlvorrichtung für einen elektrischen U-Boot- Antriebsmotor (1), mit einem ersten Kühlkreislauf (2) und einem zweiten Kühlkreislauf (3), mittels denen Wärmeenergie vom elektrischen U-Boot-Antriebsmotor (1) abtransportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel des ersten (2) und des zweiten Kühlkreislaufs (3) im Bereich des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors einen Stän- derkühlring (4) des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) zueinander gegenläufig durchströmen.
2. Redundante Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, bei der in jedem Kühlkreislauf (2, 3) eine Haupt- (5) und eine Kleinpumpe (6) mit einer im Vergleich zur Hauptpumpe (5) erheblich geringeren Leistung angeordnet sind.
3. Redundante Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Haupt- (5) und die Kleinpumpe (6) jedes Kühlkreislaufs (2, 3) voneinander unabhängige VersorgungsSpannungen aufweisen.
4. Redundante Kühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der jeder Kühlkreislauf (2, 3) in einem niedrigen Dreh- zahlbereich des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) ausschließlich mittels der ihm zugeordneten Kleinpumpe (6) betreibbar ist.
5. Redundante Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, bei der jeder Kühlkreislauf (2, 3) oberhalb des niedrigen Drehzahlbereichs des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) mittels der ihm zugeordneten Hauptpumpe (5) betreibbar ist.
6. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zwischen deren beiden redundanten Kühlkreisläufen (2,
3) Überleitungen (10, 11) vorgesehen sind, in denen jeweils ein Kuppelventil (12, 13) angeordnet ist.
7. Redundante Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Kühlmittelumwälzung der beiden bei geöffneten Kuppelventilen (12, 13) miteinander verbundenen Kühlkreisläufe (2, 3) mittels einer der beiden Hauptpumpen (5) realisierbar ist, wobei die Abgabeleistung des elektrischen U-Boot- Antriebsmotors (1) an die dann abführbare Wärmemenge anpassbar ist.
8. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, deren redundante Pumpenaggregate, Wärmetauscher, Armaturen, Ventile usw. auf dem oberen Teil des elektrischen U-Boot-Antriebsmotors (1) angeordnet sind.
9. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, deren beide Kühlkreisläufe (2, 3) jeweils einen Kühlzweig (14) aufweisen, mittels dem dem U-Boot- Antriebsmotor (1) zugeordnete Wechselrichtermodule (15) kühlbar sind.
10. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Kühlmittel in den beiden Kühlkreisläufen (2, 3) in je einem Wasser-Wasser-Wärmetauscher (17) oder Wasser-Luft-Wärmetauscher mittels Seewasser rück- kühlbar ist.
11. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, bei der der Haupt- (5) und der Kleinpumpe (6) jedes Kühlkreislaufs (2, 3) eine Stromversorgungs- und Schalteinheit (9) zugeordnet ist, deren eigene Kühlplatten mittels eines weiteren Kühlzweigs (18) jedes Kühlkreislaufs (2, 3) kühlbar sind.
12. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Motoren (7) der beiden Kleinpumpen
(β) jedes Kühlkreislaufs (2, 3) mit einer festen Speisespannung und/oder Speisefrequenz betrieben werden.
13. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Hauptpumpen (5) jedes Kühlkreislaufs
(2, 3) über Wechselrichter gespeist werden, um über die veränderbare Drehzahl der Motoren (8) die Fördermenge der Kühlflüssigkeit und damit der abzuführenden Wärmemenge anzupassen.
14. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, bei der die Motoren (8) der beiden Hauptpumpen
(5) als Drehstromasynchronmotoren mit Käferläufer ausgebildet sind.
15. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei der für jede Haupt- (5) und Kleinpumpe (6) eine unabhängige Speisespannung vorgesehen ist.
16. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der jeder Kühlkreislauf (2, 3) ein Ausdeh- nungsgefäß (21) für die Kühlflüssigkeit aufweist.
17. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der jeder Kühlkreislauf (2, 3) eine Entgasungseinrichtung (27) und einen Serviceanschluss (22) für die Kühlflüssigkeit aufweist.
18. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der jeder Kühlkreislauf (2, 3) ein Überdruckventil aufweist.
19. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der in jedem der beiden Kühlkreisläufe (2, 3) ein Temperatursensor (23) angeordnet ist.
20. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei der in jedem der beiden Kühlkreisläufe (2, 3) stromauf des Ständerkühlrings (4) , stromauf der Wechsel- richtermodule (15) und stromauf der Stromversorgungs- und Schalteinheit (9) jeweils ein druckunabhängiger Mengenregler (20, 16, 19) angeordnet ist.
21. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei der in jedem der beiden Kühlkreisläufe (2, 3) ein temperaturgesteuertes Dreiwegeventil (25) vorhanden ist.
22. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 21, bei der in der Druckseite der Kleinpumpen (6) und der Hauptpumpen (5) jeweils ein Rückschlagventil (24) vorhanden ist.
23. Redundante Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der in den Verbindungselementen zwischen der redundanten Kühlvorrichtung und dem U-Boot-Antriebsmotor (1) beidseitig sperrende Sehne11kupplungen (26) angeordnet sind.
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