DE1076145B - Hochdruckturbine mit Radialbeschaufelung der Gleichdruckregelstufe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Für die axialbeaufschlagte Überdruck-Trommel turbine für hohe Drücke und Temperaturen hat sich eine Bau form als besonders günstig erwiesen, nämlich das dem Überdruckteil vorgeschaltete Gleichdruckrad nicht ebenfalls axial, sondern radial zu beaufschlagen. Man erhält hierdurch kürzeste Strömungswege zwischen Gleichdruckstufe und Überdruckbeschaufelung ohne wesentliche Umlenkungen. Schwierig ist bei dieser Bauform die Ausbildung der radialen Aktionsradbeschaufelung. Die sonst übliche Bauweise mit eingesetzten, an Scha,ufelfüßen befestigten Einzelschaufeln kommt nicht in Betracht, da wegen der hohen Temperaturen .und der stoß artig auftretenden Kräfte die Beanspruchungen zu hoch werden. Auch ein Anschweißen der Schaufeln an dem Läufer oder einem mit diesen verbundenen Teil ist unter, Umständen aus schweißtechnischen Gründen oder im Hinblick auf Festigkeitsforderungen nicht möglich.

Gegenstand der Erfindung ist eine Hochdruckturbine der Trommelbauart mit einer Gleichdruckregelstufe mit Radialbeschaufelung und einer größeren Anzahl nachgeschalteter axialer Überdruckstufen, die sich dadurch auszeichnet, daß auf den vor den Überdruckstufen liegenden Trommelteil der Turbine wärmebeweglich zentriert ein Ring mit einer aus dem Vollen seitlich eingearbeiteten Radialbeschatifelüng für die Regelstufe aufgesetzt ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Kombination bietet die Möglichkeit zur besonders vorteilhaften und betriebssicheren Ausführung von Überdruckturbinenläufern für höchste Temperatur- und Druckbeanspruchungen. Wesentlich ist dabei, daß in der Hochdruckregelstufe jegliche Schaufelbefestigung und Befestigungsteile vermieden sind. Infolge des Einarbeitens der Schaufeln der Regelstufe in einen gesonderten, wärmebeweglich auf der Welle zentrierten Ring ist eine bedeutende Vereinfachung des Trommelläufers erzielt, da ein damit zusammenhängender Scheibenkörper größeren Durchmessers vermieden ist. Hierdurch werden innere Spannungen innerhalb des Läufers, die durch große Durchmesserunterschiede der Läuferteile bedingt sind, vermieden. Trotz des Herausarbeitens der Beschaufelung aus vollem Material ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung verhältnismäßig günstige Fertigungsverhältnisse für den Schaufelring der Regelstufe, dessen Handhabung infolge beschränkter Abmessungen bequem möglich ist. Berücksichtigt man ferner, daß der Schaufelring ohne weiteres aus besonderem, den hohen Temperaturen angepaßtem Material — wie austenitischem Stahl — hergestellt werden kann, so ergibt sich, daß die erfindungsgemäßeAnordnung in jeder Beziehung einen Fortschritt in der Ausbildung von Läufern für höchste

Hochdruckturbine mit Radialbeschaufelung der Gleichdruckregelstufe

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Carl Brennecke, Mülheim/Ruhr-Saarn,
ist als Erfinder genannt worden

Temperaturen und Drücke mit einer Regelstufe darstellt.

Bemerkt sei, daß an sich für Radialturbinen aus dem Vollen herausgefräste Schaufelkränze bekannt sind, wobei jedoch der zusammenhaltende Ringkörper die Kopfenden der Schaufeln verbindet und die einzelnen Schaufeln auf der Fußseite einzeln in Nuten von Läuferscheiben eingesetzt sind. Dem Merkmal einer aus dem Vollen herausgefrästen Beschaufelung kommt daher eine selbständige Bedeutung an sich nicht zu. Es ist weiter auch bereits bekanntgeworden, bei Turbinenläufern der Gleichdruckbauart mit auf Scheiben des Läuferkörpers aufgeschweißten Schaufein auf der Hochtemperaturseite der Turbine an Stelle einer aus dem Vollen herausgearbeiteten Läuferscheibe eine besondere, aus warmfestem Material bestehende Läuferscheibe anzuordnen.

Die Erfindung sei an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.

Bei der Bauform nach Fig. 1 ist an die die Überdruckbeschaufelung tragende Trommel 1 ein Bund 2 angearbeitet, auf dessen Stirnfläche der Schaufelring 5 mit den Radialschaufeln 3 aufgesetzt ist. 4 sind die zur Beschaufelung 3 gehörenden Düsen. Der Ring 5 übergreift den Bund 2 und legt sich mit einer Schulter 6 gegen eine entsprechende Schulter des Bundes 2. Wie die Figur erkennen läßt, hat die Ringfläche 7 eine geringere Erstreckung als die Ringfläche 8. Da nun beiderseits des Ringes 5 der gleiche Druck herrscht, entsteht infolge der verschiedenen Größen der Ringflächen 7 und 8 ein einseitiger, nach rechts gerichteter Schub, durch den der Ring 5 mit seiner Schulter 6 fest gegen den Wellenbund gedrückt wird. Der Ring 5 ist

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jedoch nicht fest auf den Bund 2 aufgezogen, sondern mit einem gewissen Paßsitz. Um seine zentrischeLage, aber gleichzeitig seine Wärmebeweglichkeit zu sichern, ist eine Reihe von Radialbolzen 9 eingesetzt, die durch Verschraubungen 10 gegen Herausfallen gesichert sind.

Die auf den Ring 5 ausgeübten Kräfte sind außerordentlich groß, machen also eine entsprechende Steifigkeit dieses Ringes notwendig. Sofern die Bauform nach Fig. 1 nicht ausreichen sollte, kann man die Form nach Fig. 2 wählen. Der Aufbau ist grundsätzlich der gleiche wie bei Fig. 1, jedoch hat jetzt der Bund2 einen geringeren Durchmesser als die Trommel 1. Man kann auf diese Weise dem Ring 5 eine größere Höhe und eine entsprechend höhere Steifigkeit geben.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist wieder der Bund 2 mit dem gegenüber der Trommel 1 verringerten Durchmesser gewählt. Jedoch zeigt diese Bauform zwei Besonderheiten. Die eine ist die, daß der Ring5 jetzt in eine nabenartige Verlängerung 11 übergeht. Das, was man im Falle der Fig. 2 durch größere Ringhöhe erzielt, erreicht man bei dieser Bauform durch die Nabenverlängerung. Diese hat darüber hinaus noch den Vorteil einer größeren Stabilität als der verhältnismäßig kurzeRing nachFig. 2. Die zweite Besonderheit besteht in dem vorgezogenen Kragen 12 und seiner Gestaltung. Man schafft auf diese Weise, wie die Figur ohne weiteres erkennen läßt, einen sanften, stetigen Übergang von der radialen zur axialen Beschaufelung und erhöht durch Verringerung der Wirbelbildung den Wirkungsgrad.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hochdruckturbine mit Radialbeschaufelung der Gleichdruckregelstufe und einem eine größere Anzahl axialer Überdruckstufen enthaltenden Beschaufelungsabschnitt, dessen Laufschaufeln auf einem Trommelteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den vor den Überdruckstufen liegenden Trommelteil der Turbine wärmebeweglich zentriert ein Ring mit einer aus dem Vollen, seitlich eingearbeiteten Radialbeschaufelung aufgesetzt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beiderseitig vom Dampfdruck beaufschlagte Ring zwei Flächen (7, 8) verschiedener Größe besitzt, in der Weise, daß er durch den Dampfdruck zur Sicherung eines festen Sitzes einseitig belastet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schaufelring (5) eine Schulter (6) angearbeitet ist, die sich gegen eine entsprechende Schulter des Schaufelträgers (2) legt.

4. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelring (5) unterhalb des Schaufelkranzes zur Bildung eines glatten Strömungsweges kragenartig (bei 12) vorgezogen ist.

5. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring auf den Schaufelträger mit einer nabenartigen Verlängerung (11) aufgesetzt ist.

6. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schaufelring und Schaufelträger in an sich bekannter Weise aus verschiedenen Werkstoffen mit verschiedener Wärmedehnung bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 379 734;
britische Patentschriften Nr. 652 591, 537 720;
schweizerische Patentschrift Nr. 262 888.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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