DE1930674U

DE1930674U - Bruehrungsfreie wellenabdichtung fuer hochtourige kreiselpumpen, insbesondere hochdruckkesselspeisepumpen.

Info

Publication number: DE1930674U
Application number: DEK45375U
Authority: DE
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1963-08-02
Filing date: 1963-08-02
Publication date: 1966-01-05

Description

RA.<t9U83*-2.8.63

Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft

Berührungsfreie Wellenabdichtung

Die Erfindung betrifft eine berührungsfreie Wellenabdichtung für hochtourige Kreiselpumpen, insbesondere Hochdruckkesselspeise«· pumpen»

In manchen Fällen werden bei der Kraftwerksplanung Hochdruckvorwärmer vor die Hauptkesselspeisepumpe geschaltet» Dadurch wird der Einsatz von Vorpumpen notwendig, die auf verhältnismäßig hohe Zwischendrücke fördern, um den nötigen Druck in den Hockdruckvorwärmern sicherzustellen. An der Wellenabdichtung der Hauptpumpe ist es dabei notwendig, den von einer normalen Packungsstopfbuchse nicht mehr wirtschaftlich zu beherrschenden Zulaufdruck in einem Drosselspalt vor der Packungsstopfbüchse auf einen ausreichend kleinen Wert abzubauen» Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, daß das Wasser unter den der Austrittstemperatur des Hochdruckvorwärmers entsprechenden Sättigungsdruck entspannt werden muß, was zu einer Teil-Verdampfung und damit zu Trockenlauf und Ausfall der Packungsstopfbüchse führt. Diese Schwierigkeit wird allgemein dadurch behoben, daß kälteres Speisewasser mit einem etwas höheren Druck als dem Zulaufdruck der Hauptpumpe einer vom abzudichtenden Pumpeninneren durch einen Drosselspalt getrennten Sperrkammer zugeführt und in einem weiteren schon oben erwähnten Drosselspalt, der sogenannten Entspannungsdrossel, auf einen über den Sättigungsdruck dieses kälteren Wassers liegenden Druck entspannt wird, sowie vor der Packungsstopfbüchse wieder abge-

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führt und beispielsweise in eine Zwischenstufe der Vorpumpe zurückgeleitet wird« ι

Bei hochtourigen Kreiselpumpen ist man gezwungen, die Wellenabdichtung berührungsfreis d,h« ohne Packungsstopfbüchse auszuführen, weil auch dann, wenn diese Stopfbüchse selbst druckseitig nur mit kalter Flüssigkeit in Berührung ist, die entstehende Reibungswärme nicht mehr abgeführt werden kann» Eine sowohl im Betrieb als auch im Stillstand wirksame berührungsfreie Wellenabdichtung ist bekannt (deutsches Patent 1 102 506, Kl₀ 47f,25). Es handelt sich dabei um eine hydrodynamische Wellenabdichtung» bei der eine Dichtflüssigkeit im Spalt zwischen einem feststehenden und einem umlaufenden Teil durch die Pumpwirkung von in einem dieser Teile angebrachten Schraubennuten gegen den abzudichtenden Druck gefördert wird, wobei diese Schraubennuten auf den Zylinderflächen einer zwischen der Welle und dem Gehäuse angeordneten und unabhängig von der Welle angetriebenen Hülse oder auf deren zylindrischen Gegenflächen an der Welle und am Gehäuse angeordnet sind»

Würde die Wellenabdichtung einer Kesselspeisepumpe höheren Zulaufdruckes berührungsfrei ausgeführt werden, so würde eine erhebliche Speisewassermenge in die Atmosphäre dringen und müßte erst wieder neu aufbereitet werden, um wieder als sauerstofffreies Speisewasser zur Verfügung zu stehen. Auch bei Einbau einer der genannten berührungsfreien Schraubennutendichtungen, die sowohl im Stillstand als auch im Betrieb der Kesselspeisepumpe wirkt, ließe^J sich insbesondere im Stillstand der Pumpe ein hoher Verlust kalten Speisewassers nicht vermeiden, da die Schraubennutendichtung

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auch bei laufender Pumpe und folglich erst recht bei Stillstand der Pumpe mit Rücksicht auf die Sauerstoffsperrung stets in Richtung zur Atmosphäre durchströmt werden müßte,

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine berührungsfreie Wellenabdichtung für Kreiselpumpen zu schaffen, die nur einen geringen Speisewasserverlust aufweist» ,

Der Lösung dieser Aufgabe liegt der Gedanke zu Grunde, daß sich die Menge des in die Atmosphäre entweichenden und somit durch Sauerstoffentnahme unbrauchbar werdenden Sperrwassers enorm verringern läßt, wenn dafür gesorgt wird, daß das teilweise sich in die Atmosphäre entspannende Sperrwasser statt eines in der Grössenordnung des Pumpenzulaufdruckes liegenden Druckes einen solchen Druck aufweist, der lediglich etwas über dem Atmosphärendruck liegt« Die erfindungsgemäße Lösung besteht daher in der Schaffung einer Wellendichtung der eingangs genannten Art, bei welcher zwischen Atmosphäre und abzudichtendem Innenraum der Atmosphärenseite zugekehrt eine Niederdrucksperrkammer und dem Innenraum zugekehrt eine mit dem Kondensator der Dampfkraftanlage in Verbindung stehende Kondensatsperrkammer angeordnet ist, sowie zwischen Atmosphäre, Niederdrucksperrkammer, Kondensatsperrkammer und Innenraum Drosselstrecken liegen. Der Druck in der Niederdrucksperrkammer muß um ein gewisses Maß größer sein als sowohl Atmosphären- wie auch Kondensatordruck» Die Drosselstrecke zwischen Atmosphäre und Niederdrucksperrkammer dient dabei zur ■ Vermeidung hoher sauerstoffverseuchter Speisewasserrestverluste, während diejenige zwischen Niederdruck- und Kondensatsperrkammer

sowie diejenige zwischen Kondensatsperrkammer und Innenraum zur Vermeidung hoher zum Kondensator entweichender Speisewassermengen dienen.

Zweckmäßigerweise wird das in die Niederdrucksperrkammer eingeführte kalte Speisewasser der Druckleitung einer zwischen Kondensator und Niederdruckvorwärmer angeordneten Vorpumpe entnommen und in der von dieser Druckleitung abgezweigten Anzapfleitung, die zur Niederdrucksperrkammer hinführt, ein Drosselorgan eingebaut.

Es ist ferner zweckmäßig, die zwischen der Kondensatsperrkammer und dem abzudichtenden Innenraum liegende Drosselstrecke ganz oder wenigstens.teilweise in an sich bekannter Weise als Schraubennutenspaltpumpe auszubilden, von welcher Flüssigkeit im Spalt zwischen einem feststehenden und einem umlaufenden Teil gegen den abzudichtenden Druck gefördert wird. Dadurch entweicht bei passender Auslegung der Schraubennutenpumpe während des Betriebes lediglich aus der Niederdrucksperrkammer eine geringe Speisewassermenge in den Kondensator.

Zusätzlich ist es angebracht, die von der Schraubennutenspaltpumpe geförderte Flüssigkeit in bekannter Weise über eine außenliegende Rückführleitung einen Kreislauf durchlaufen zu lassen, wobei in der Rückführleitung ein Kühler und ein Drosselorgan eingebaut sind. Auf diese Weise wird die im Betrieb an der sonst unter Nullfördermenge laufenden Schraubennutenpumpe entstehende Reibungswärme von dieser abgeführt. '

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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung s

Fig« 1 zeigt ein Schaltbild der gesamten Kesselspeiseanlage und Fig» 2 zeigt die erfindungsgemäße Wellenabdichtung auf der saugseitigen Abdichtungsseite der Pumpe.

Das Kesselspeisewasser wird durch eine Kondensatpumpe 1 aus dem Kondensator 2 in einen Niederdruckvorwärmer 3 gepumpt, von wo aus es über einen Speisewasserbehälter 4 einer Hauptpumpe 5 zuläuft, die es über einen Hochdruckvorwärmer 6 dem Kessel·7 zuführt» Der unter Zulaufdruck stehende Saugraum β der KesseJLspeisepumpe 5 "ist durch eine Drosselstrecke 9 von dem abzudichtenden Innenräum, einer Hochdrucksperrkammer 10, getrennt« Von der Drucklietung 11-der Kondensatpumpe 1 ist über eine Zusatzpumpe 12 von etwa 2 at Förderhöhe ein kalter Speisewasserstrom abgezweigt, der über eine Rohrleitung 13 der Hochdrucksperrkammer 10 zugeleitet wird«, Eine, Kondensatorsperrkammer Ik steht über eine Leitung 1^a mit dem Kondensator 2 in Verbindung, so daß Speisewasser sich im Stillstand wie auch bei laufender Maschine aus der Hochdrucksperrkammer 10 in diese Kondensatorsperricammer 14 entspannen kann* Durch die zusätzliche Anordnung zwischen einer feststehenden Gehäusebüehse 15 und einer umlaufenden Weilenbuchse 16 angebrachten Schraubennuten 17 wird bei laufender Speisepumpe durch Pumpwirkung dieser Schraubennuten der Ausfluß von kaltem Speisewasser in den Kondensator 2 von der Hochdrucksperrkammer 10 her überhaupt vermiedene Hinter der Kondensatorsperrkammer 14 ist eine Niederdrucksperrkammer 19 angebracht, in die ©ine von der Druckleitung der Kondensatpumpe 1 oder der Zusätzpumpe 12 abgezweigte Anzapfleitung 20 mündet₍ in der ein Drosselorgan 21 angeordnet ist. Aus der Niederdrucksperr·* kammer I9 entspannt sich das Speisewasser teilweise über einen

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Drosselspalt 22 in die Kondensatorsperrkammer 14 und teilweise über einen Drosselspalt 23 in den mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Leckwasserauffangraum 25, Um bei Betrieb der Speisepumpe ein Herausdringen von Flüssigkeit aus dem Auffangraum 2$ in die Atmosphäre wirkungsvoll zu verhindern, ist auch an der Wellendurchführung vom Auffangraum 25 ins Freie noch eine Schraubennutendichtung 26 angebracht. Zur Abführung der an der Schraubennutendichtung 17 im Betrieb der Pumpe erzeugten Reibungswärme dient eine über einen Kühler 27 und ein Drosselorgan 28 geführte Kühl- * kreislaufrückführleitung 29. ·

Claims

Ansprüche

ο Berührungsfreie Wellenabdichtung für hochtourige Kreiselpumpen, insbesondere Hochdruckkesselspeisepumpen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Atmosphäre und abzudichtendem Innenraum (1O) der Atmosphärenseite zugekehrt eine Niederdrucksperrkammer (19) und dem Innenraum zugekehrt eine mit dem Kondensator (2) der Dampfkraftanlage in Verbindung stehende Kondensatsperrkammer (14) angeordnet ist, sowie zwischen Atmosphäre, Niederdrucksperrkammer (19)j KondensatSperrkammer (14) und Innenraum (10) Drosselstrecken liegen.

2, Berührungsfreie Wellenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Niederdrucksperrkammer (19) eingeführte kalte Speisewasser der Druckleitung (11) einer zwischen Kondensator (2) und Niederdruckvorwärmer (3) angeordneten Vor= pumpe (1) entnommen und in der von dieser Druckleitung abgezweigten Anzapfleitung (20), die zur Niederdrucksperrkammer (19) hinführt, sich ein Drosselorgan (21 ) befindet,,

3» Berührungsfreie Wellenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen der KondensatSperrkammer (i4) und dem abzudichtenden Innenraum (1O) liegende Drosselstrecke teilweise oder ganz in an sich bekannter Weise als Schraubennutenspaltpumpe (17) ausgebildet ist, von welcher Flüssigkeit im Spalt zwischen einem feststehenden (15) und einem umlaufenden Teil (16) gegen den abzudichtenden Druck gefördert wird,

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Berührungsfreie Wellenabdichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schraubennutenspaltpumpe (17) geförderte Flüssigkeit in bekannter Weise über eine außenliegende Rückführleitung (29) einen Kreislauf durchläuft, wobei in der Rückführleitung (29) ein Kühler (27) und ein Drosselorgan (28) eingebaut.:sind.