DE102013223690A1 - Sealing arrangement of a turbine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Turbine (1) mit einem ersten Turbinengehäuse (10), einem innerhalb des ersten Turbinengehäuses (10) angeordneten zweiten Turbinengehäuse (11), wobei die Turbinengehäuse (10, 11) zwischen sich einen Ringspalt (14) definieren und unter Bildung von Gehäuseteilfugen (19) jeweils in zwei Gehäusehälften (10a, b; 11a, b) unterteilt sind, sowie einem Hochdruckdampfraum (12) und einem benachbart angeordneten Niederdruckdampfraum (13), die durch einen in den Ringspalt (14) eingesetzten segmentierten Dichtungsring (15) voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind, wobei der Dichtungsring (15) in einander gegenüberliegenden ringförmigen Aufnahmenuten (17) aufgenommen ist, die in den Turbinengehäusen (10, 11) ausgebildet sind, und wobei die Turbinengehäuse (10, 11) im Bereich der ringförmigen Aufnahmenuten (17) an die Gehäuseteilfugen (19) angrenzende oder sich über die Gehäuseteilfugen (19) hinweg erstreckende Einsatzelemente (20; 24) aufweisen, die lösbar an den Turbinengehäusen (10, 11) befestigt und jeweils mit einer Nut (23) versehen sind, wobei die Nuten (23) jeweils einen Teil einer ringförmigen Aufnahmenut (17) bilden.The invention relates to a turbine (1) having a first turbine housing (10), a second turbine housing (11) arranged within the first turbine housing (10), the turbine housings (10, 11) defining therebetween an annular gap (14) and forming of housing part joints (19) are each subdivided into two housing halves (10a, b; 11a, b), and a high-pressure steam space (12) and an adjacently arranged low pressure steam space (13), which are separated by a segmented sealing ring (15) inserted into the annular gap (14) ) and are sealed from each other, wherein the sealing ring (15) is received in opposing annular receiving grooves (17) formed in the turbine housings (10, 11), and wherein the turbine housing (10, 11) in the region of the annular Receiving grooves (17) on the housing part joints (19) adjacent or on the housing part joints (19) of time extending insert elements (20; 24), which are releasably secured to the turbine housings (10, 11) and each provided with a groove (23), wherein the grooves (23) each form part of an annular receiving groove (17).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbine mit einem ersten Turbinengehäuse, einem innerhalb des ersten Turbinengehäuses angeordneten zweiten Turbinengehäuse, wobei die Turbinengehäuse zwischen sich einen Ringspalt definieren und unter Bildung von Gehäuseteilfugen jeweils in zwei Gehäusehälften unterteilt sind, sowie einem Hochdruckdampfraum und einem benachbart angeordneten Niederdruckdampfraum, die durch einen in den Ringspalt eingesetzten segmentierten Dichtungsring voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind, wobei der Dichtungsring in einander gegenüberliegenden ringförmigen Aufnahmenuten aufgenommen ist, die in den Turbinengehäusen ausgebildet sind. The present invention relates to a turbine having a first turbine housing, a second turbine housing arranged within the first turbine housing, wherein the turbine housings define an annular gap between them and are divided into two housing halves to form housing joints, and a high-pressure steam space and an adjacently arranged low-pressure steam space are separated and sealed from each other by a segmented sealing ring inserted into the annular gap, the sealing ring being received in opposed annular receiving grooves formed in the turbine housings.
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. In the prior art, it is known to use a sealing ring for sealing an existing between a high pressure steam space and an adjacent arranged low-pressure steam space annular gap. The annular gap is defined between two turbine housings, which are divided into two housing halves to form housing joints. The sealing ring is also divided into two ring segments to form sealing ring part joints and normally has an I-shaped cross-section. When arranged as intended, the opposing radial end portions of the sealing ring engage in annular grooves, which are formed opposite each other on the turbine housings or on the respective housing halves, wherein the sealing rings are arranged such that the sealing ring part joints are aligned with the housing part joints.
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 Standzeit der Dichtungsanordnung zu erhöhen und die Instandsetzung möglichst einfach und preiswert zu gestalten. Eine bekannte Möglichkeit, dem Verschleiß durch Erosion entgegenzuwirken, besteht darin, eine entsprechende Materialauswahl zu treffen. Diese ist allerdings ebenfalls mit sehr hohen Kosten verbunden. During operation of the turbine, the sealing elements as well as the annular receiving grooves are subject to signs of wear due to steam erosion and due to mechanical loads, in particular in the area of the sealing ring and housing joints. The repair of the sealing rings is not economically possible, which is why they must be replaced. The repair of the annular grooves is associated with considerable effort, which involves high costs. Against this background, it is desirable to increase the service life of the seal assembly and make the repair as simple and inexpensive as possible. One known way to counteract erosion wear is to make appropriate material choices. However, this is also associated with very high costs.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbine der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Dichtungsanordnung eine hohe Standzeit aufweist und/oder sich einfach und bequem instandsetzen lässt. Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a turbine of the type mentioned, the seal assembly has a long service life and / or can be easily and conveniently repair.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Turbine der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Turbinengehäuse im Bereich der ringförmigen Aufnahmenuten an die Gehäuseteilfugen angrenzende oder sich über die Gehäuseteilfugen hinweg erstreckende Einsatzelemente aufweisen, die lösbar an den Turbinengehäusen befestigt und jeweils mit einer Nut versehen sind, wobei die Nuten jeweils einen Teil einer ringförmigen Aufnahmenut bilden. Erfindungsgemäß werden also in dem vom Verschleiß am stärksten betroffenen Bereich der Gehäuseteilfugen separate Einsatzelemente eingesetzt, die, wenn sie verschlissen sind, einfach und bequem durch neue Einsatzelemente ausgetauscht werden können. Entsprechend lässt sich die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung einfach instand setzen, indem die Einsatzelemente und der Dichtungsring ausgetauscht werden. Eine Instandsetzung der an den Turbinengehäusen ausgebildeten Aufnahmenuten kann zeitlich hinausgezögert werden, da diese in Bereichen entfernt von den Gehäuseteilfugen während des Betriebs weniger beansprucht werden. Insgesamt lassen sich auf diese Weise erhebliche Kosteneinsparungen erzielen. To achieve this object, the present invention provides a turbine of the type mentioned above, which is characterized in that the turbine housing in the region of the annular grooves on the housing partitions adjacent or extending beyond the Gehäuseteilugen away insert elements which releasably secured to the turbine housings and respectively are provided with a groove, wherein the grooves each form part of an annular receiving groove. According to the invention, therefore, separate insert elements are used in the region of the housing partitions most affected by wear, which, when worn out, can be easily and conveniently replaced by new insert elements. Accordingly, the seal assembly of the invention can be easily repaired by replacing the insert members and the seal ring. A repair of the grooves formed on the turbine housings grooves can be delayed in time, since they are less stressed in areas away from the housing joints during operation. Overall, significant cost savings can be achieved in this way.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante sind im Bereich jeder Gehäuseteilfuge zwei Einsatzelemente vorgesehen, die im Bereich der Gehäuseteilfuge aneinanderstoßen, wobei ein Einsatzelement an der einen Gehäusehälfte und das andere Einsatzelement gegenüberliegend an der anderen Gehäusehälfte lösbar befestigt ist. Bei dieser Variante können trotz weiterhin bestehender Gehäuseteilfuge im Bereich der ringförmigen Aufnahmenut sehr gute Ergebnisse erzielt werden. According to a first variant of the invention, two insert elements are provided in the region of each housing part, which abut one another in the region of the housing part, wherein an insert element on one housing half and the other insert element is detachably attached to the other half of the housing. In this variant, despite continuing existing Gehäuseteilfuge in the annular receiving groove very good results can be achieved.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Variante ist pro Gehäuseteilfuge jeweils ein Einsatzelement vorgesehen, das sich über die Gehäuseteilfuge hinweg erstreckt. Bei dieser zweiten Variante wird die Gehäuseteilfuge im Bereich der ringförmigen Aufnahmenut vollständig eliminiert, wodurch noch bessere Ergebnisse erzielt werden können. According to a second variant of the invention, one insert element is provided for each housing part, which extends over the housing part. In this second variant, the housing part in the area of the annular receiving groove is completely eliminated, whereby even better results can be achieved.
Bevorzugt sind die Einzelelemente lösbar in Aussparungen aufgenommen, die in den Turbinengehäusen ausgebildet sind. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau. Preferably, the individual elements are releasably received in recesses formed in the turbine housings. This results in a very simple structure.
Vorteilhaft sind die Einsatzelemente aus Stahlblech hergestellt, was mit einer guten Verschleißfestigkeit und geringen Kosten einhergeht. Alternativ können die Einsatzelemente natürlich auch aus anderen verschleißfesteren Materialien gefertigt sein. Advantageously, the insert elements are made of sheet steel, which is associated with good wear resistance and low cost. Alternatively, the insert elements can of course be made of other wear-resistant materials.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines oder mehrerer mit einer Nut versehenen Einsatzelemente als Teil einer einen segmentierten Dichtungsring aufweisenden Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines zwischen einem Hochdruckdampfraum und einem benachbart angeordneten Niederdruckdampfraum einer Turbine vorhandenen Ringspaltes, wobei der Ringspalt zwischen zwei jeweils in zwei Gehäusehälften unterteilten Turbinengehäusen definiert ist, und wobei die Nut jedes Einsatzelementes einen Teil einer ringförmigen, den Dichtungsring aufnehmenden Aufnahmenut bildet. Furthermore, the present invention relates to the use of one or more grooved insert elements as part of a sealing ring having a segmented seal ring for sealing an existing between a high-pressure steam space and an adjacent low pressure steam space of a turbine annular gap, wherein the annular gap between two each divided into two housing halves turbine housings is defined, and wherein the groove of each insert element forms a part of an annular, the sealing ring receiving groove.
Das zumindest eine Einsatzelement ist, wie zuvor bereits ausgeführt, bevorzugt aus einem Stahlblech hergestellt, wobei auch andere verschleißfeste Materialien verwendet werden können. The at least one insert element is, as stated above, preferably made of a steel sheet, although other wear-resistant materials can be used.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. That's it
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartig ausgebildete Bauteile. The same reference numbers refer to the same or similar components below.
Der Dichtungsring
Die Einsatzelemente
Wie es eingangs bereits beschrieben wurde, unterliegt die Dichtungsanordnung im Bereich der Gehäuseteilfugen einem besonders hohen Verschleiß. Dank der erfindungsgemäßen Verwendung von aus besonders verschleißfestem Material hergestellten Einsatzelementen im Bereich der Gehäuseteilfugen kann dieser Verschleiß zum einen verringert werden. Zum anderen lassen sich die Einsatzelemente Dank ihrer lösbaren Anordnung an den Turbinengehäusen im Rahmen einer Instandsetzung der Dichtungsanordnung problemlos und kostengünstig durch neue Einsatzelemente austauschen, wenn diese verschlissen sind, was mit einer großen Kostenersparnis einhergeht. As has already been described, the sealing arrangement in the region of the housing part joints is subject to particularly high wear. Thanks to the use according to the invention of insert elements made of particularly wear-resistant material in the area of the housing part joints, this wear can be reduced on the one hand. On the other hand, the insert elements can be easily and inexpensively replaced by new insert elements thanks to their detachable arrangement on the turbine housings as part of a repair of the seal assembly, if they are worn, which is associated with a large cost savings.
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. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
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