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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung eines zwischen einem Hochdruckdampfraum und einem benachbart angeordneten Niederdruckdampfraum vorhandenen Ringspaltes unter Verwendung eines Dichtungsringes, wobei der Ringspalt zwischen zwei Turbinengehäusen definiert ist, die unter Bildung von Gehäuseteilfugen jeweils in zwei Gehäusehälften unterteilt sind, und wobei der Dichtungsring unter Bildung von Dichtungsringteilfugen in zwei Ringsegmente unterteilt ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Dichtungsring, der unter Bildung von Dichtungsringteilfugen in zwei Ringsegmente unterteilt ist.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Abdichtung eines zwischen einem Hochdruckdampfraum und einem benachbart angeordneten Niederdruckdampfraum vorhandenen Ringspaltes einen Dichtungsring zu verwenden. Der Ringspalt ist zwischen zwei Turbinengehäusen definiert, die unter Bildung von Gehäuseteilfugen jeweils in zwei Gehäusehälften unterteilt sind. Der Dichtungsring ist unter Bildung von Dichtungsringteilfugen ebenfalls in zwei Ringsegmente unterteilt und weist normalerweise einen I-förmigen Querschnitt auf. Im bestimmungsgemäß angeordneten Zustand greifen die einander gegenüberliegenden radialen Endbereiche des Dichtungsringes in ringförmige Aufnahmenuten, die einander gegenüberliegend an den Turbinengehäusen bzw. an deren jeweiligen Gehäusehälften ausgebildet sind, wobei die Dichtungsringe derart angeordnet sind, dass die Dichtungsringteilfugen mit den Gehäuseteilfugen fluchten.
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Die Dichtungselemente ebenso wie die ringförmigen Aufnahmenuten unterliegen während des Turbinenbetriebs Verschleißerscheinungen durch Dampferosion und durch mechanische Belastungen, insbesondere im Bereich der Dichtungsring- und Gehäuseteilfugen. Die Reparatur der Dichtungsringe ist wirtschaftlich nicht möglich, weshalb diese ausgetauscht werden müssen. Die Instandsetzung der ringförmigen Aufnahmenuten ist mit erheblichem Aufwand verbunden, womit hohe Kosten einhergehen. Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, die Standzeiten der Dichtungsringe ebenso wie der ringförmigen Aufnahmenuten zu verbessern. Eine bekannte Möglichkeit, dem Verschleiß durch Erosion entgegenzuwirken, besteht darin, eine entsprechende Materialauswahl zu treffen. Diese ist allerdings ebenfalls mit sehr hohen Kosten verbunden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Dichtungsring der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen lange Standzeiten erzielt werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dichtungsring derart ausgebildet ist und/oder zwischen den beiden Turbinengehäusen eingesetzt wird, dass die Dichtungsringteilfugen die Gehäuseteilfugen im Querschnitt betrachtet kreuzen und/oder dass die Dichtungsringteilfugen im Querschnitt betrachtet versetzt zu den Gehäuseteilfugen angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass der Verschleiß des Dichtungsringes ebenso wie der zugehörigen ringförmigen Aufnahmenuten im Bereich der Gehäuse- und Dichtungsringteilfugen, der erfahrungsgemäß maßgeblich für die Standzeit der Dichtungsanordnung ist, erheblich verringert werden kann, wenn die Dichtungsringteilfugen nicht mit den Gehäuseteilfugen zusammenfallen bzw. mit diesen fluchten. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dies durch die Ausbildung des verwendeten Dichtungsringes und/oder die Positionierung des Dichtungsringes zwischen den beiden Turbinengehäusen gewährleistet.
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Gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung ist der Dichtungsring mittig oder außermittig in zwei Ringsegmente unterteilt, wobei die Dichtungsringteilfugen miteinander fluchten. Für den Fall, dass der Dichtungsring mittig unterteilt ist, wird der Versatz zwischen den Dichtungsringteilfugen und den Gehäuseteilfugen durch eine entsprechende Montage des Dichtungsringes realisiert. Hierbei wird der Dichtungsring derart gedreht eingesetzt, dass die Dichtungsringteilfugen nicht mit den Gehäuseteilfugen zusammenfallen. Ist der Dichtungsring hingegen außermittig geteilt, so wird unabhängig von der Montage des Dichtungsringes stets ein Versatz zwischen den Dichtungsringteilfugen und den Gehäuseteilfugen gegeben sein, wenn die jeweiligen Turbinengehäuse eine mittige Teilung aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist der Dichtungsring mittig oder außermittig in zwei Ringsegmente unterteilt, wobei die Dichtungsteilfugen nicht miteinander fluchten. Dies hat zur Folge, dass sich die Dichtungsringteilfugen und die Gehäuseteilfugen bei mittig geteilten Turbinengehäusen unabhängig von der Montage lediglich kreuzen können, was bereits zu einer wesentlichen Verbesserung der Standzeiten führt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Dichtungsringteilfugen in radialer Richtung gestuft ausgebildet.
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Alternativ oder zusätzlich können sich die Dichtungsringteilfugen zumindest teilweise quer zur radialen Richtung erstrecken. Beispielsweise können sich die Dichtungsringteilfugen in einem vorbestimmten Winkel zur radialen Richtung erstrecken.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung zudem einen Dichtungsring, der unter Bildung von Dichtungsringteilfugen in zwei Ringsegmente unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring außermittig in zwei Ringsegmente unterteilt ist, wobei die Dichtungsringteilfugen miteinander fluchten
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ferner einen Dichtungsring, der unter Bildung von Dichtungsringteilfugen in zwei Ringsegmente unterteilt ist, wobei der Dichtungsring erfindungsgemäß mittig oder außermittig in zwei Ringsegmente unterteilt ist, wobei die Dichtungsringteilfugen nicht miteinander fluchten.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die Dichtungsringteilfugen in radialer Richtung gestuft ausgebildet sein.
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Alternativ oder zusätzlich können sich die Dichtungsringteilfugen zumindest teilweise quer zur radialen Richtung erstrecken.
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Vorteilhaft ist der Dichtungsring aus Stahl hergestellt.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Dichtungsringes zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
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1 eine Längsschnittansicht einer Niederdruckdampfturbine;
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2 eine schematische Schnittansicht des in 1 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichneten Ausschnitts entlang der Linie I-I, die eine erste Variante eines Dichtungsringes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 eine schematische Schnittansicht des in 1 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichneten Ausschnitts entlang der Linie I-I, die eine zweite Variante eines Dichtungsringes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine schematische Schnittansicht des in 1 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichneten Ausschnitts entlang der Linie I-I, die eine dritte Variante eines Dichtungsringes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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5 eine schematische Schnittansicht des in 1 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichneten Ausschnitts entlang der Linie I-I, die eine vierte Variante eines Dichtungsringes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartig ausgebildete Bauteile.
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1 zeigt eine Turbine 1, bei der es sich um eine Niederdruckdampfturbine handelt. Die Turbine 1 umfasst einen mit Schaufeln versehenen Läufer 3, der an seinen freien Enden mithilfe entsprechender Lager 4 und 5 gelagert ist. Während des Betriebs der Turbine strömt Dampf in Richtung des Pfeils 6 in einen Einlass 7 in die Beschaufelung des Läufers 3 ein und tritt durch einen Auslass 8 wieder aus dieser aus. Die Turbine 1 ist von einem Außengehäuse 9 umgeben. Innerhalb des Außengehäuses 9 sind ein äußeres Innengehäuse 10 und ein inneres Innengehäuse 11 vorgesehen, die jeweils in zwei Gehäusehälften unterteilt sind, vorliegend jeweils in eine obere Gehäusehälfte 10a, 11a und in eine untere Gehäusehälfte 10b, 11b. Die Innengehäuse 10 und 11 definieren zwischen sich einen Hochdruckdampfraum 12 und einen Niederdruckdampfraum 13, die durch einen zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 verbleibenden Ringspalt 14 voneinander getrennt sind. Dieser Ringspalt 14 ist durch einen Dichtungsring abgedichtet, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 näher erläutert wird.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht des äußeren Innengehäuses 10 und des inneren Innengehäuses 11, zwischen denen sich ein Dichtungsring 15 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt. Das äußere Innengehäuse 10 ist mittig in eine obere Gehäusehälfte 10a und eine untere Gehäusehälfte 10b unterteilt, wodurch eine Gehäuseteilfuge 16 definiert wird. Das innere Innengehäuse 11 ist mittig in eine obere Gehäusehälfte 11a und eine untere Gehäusehälfte 11b unterteilt, wodurch eine weitere Gehäuseteilfuge 17 gebildet wird. Der Dichtungsring 15 ist in zwei ringförmigen Aufnahmenuten (nicht gezeigt) gehalten, die einander gegenüberliegend am äußeren Innengehäuse 10 und am inneren Innengehäuse 11 ausgebildet sind. Der Dichtungsring 15 ist bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Variante mittig in zwei Ringsegmente 15a und 15b unterteilt, wobei die durch die Segmentierung gebildeten Dichtungsringteilfugen 18 und 19 miteinander fluchten, und derart zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 eingesetzt, dass die Dichtungsringteilfugen 18 und 19 versetzt zu den Gehäuseteilfugen 16 und 17 angeordnet sind.
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3 zeigt eine Ansicht analog zu 2, wobei anstelle des Dichtungsringes 15 ein Dichtungsring 20 gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 eingesetzt ist. Der Dichtungsring 20 ist außermittig in zwei Ringsegmente 20a und 20b unterteilt, wobei die durch die Segmentierung entstehenden Dichtungsringteilfugen 21 und 22 miteinander fluchten. Bei dieser Ausbildungsvariante des Dichtungsringes 20 ist es unabhängig von der Montage des Dichtungsringes 20 zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 stets sichergestellt, dass die Dichtungsringteilfugen 21 und 22 versetzt zu den Gehäuseteilfugen 16 und 17 angeordnet sind.
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4 zeigt eine Ansicht analog zu 2, wobei anstelle des Dichtungsringes 15 ein Dichtungsring 23 gemäß einer dritten Variante der vorliegenden Erfindung zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 eingesetzt ist. Der Dichtungsring 23 ist mittig in zwei Ringsegmente 23a und 23b unterteilt, wobei die durch die Segmentierung entstehenden Dichtungsteilfugen 24 und 25 nicht miteinander fluchten. Genauer gesagt erstrecken sich die Dichtungsringteilfugen 24 und 25 gradlinig quer zur radialen Richtung in einem Winkel α. Dabei ist der Dichtungsring 23 derart zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 montiert, dass die Dichtungsringteilfugen 24 und 25 versetzt zu den Gehäuseteilfugen 16 und 17 angeordnet sind bzw. eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Gehäuseteilfugen 16 und 17 jeweils lediglich in einem Punkt kreuzen.
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5 zeigt eine Ansicht analog zu 2, wobei zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 anstelle des Dichtungsringes 15 ein Dichtungsring 26 gemäß einer vierten Variante der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist. Der Dichtungsring 26 ist mittig in zwei Ringsegmente 26a und 26b unterteilt, wobei die durch die Segmentierung entstehenden Dichtungsringteilfugen 27 und 28 nicht miteinander fluchten. Genauer gesagt sind die Dichtungsringteilfugen 27 und 28 in radialer Richtung jeweils gestuft ausgebildet. Der Dichtungsring 26 ist derart zwischen dem äußeren Innengehäuse 10 und dem inneren Innengehäuse 11 eingesetzt, dass die Dichtungsringteilfugen 27 und 28 versetzt zu den Gehäuseteilfugen 16 und 17 angeordnet sind bzw. eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Gehäuseteilfugen 16 und 17 jeweils nur in einem Punkt kreuzen.
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Die in den 2 bis 5 dargestellten erfindungsgemäßen Varianten sind dahingehend von Vorteil, dass die Dichtungsringteilfugen stets versetzt zu den Gehäuseteilfugen angeordnet sind, wodurch der für die Standzeit der Dichtungsanordnung maßgebliche Verschleiß im Bereich der Gehäuseteilfugen stark reduziert werden kann gegenüber Dichtungsringteilfugen, die mit den Gehäuseteilfugen fluchten. Der Versatz zwischen den Dichtungsringteilfugen und den Gehäuseteilfugen wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung des Dichtungsringes und/oder durch die Montage desselben zwischen den Turbinengehäusen erzielt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
