DE6809708U - Mehrschalige axiale, drosselgeregelte dampfturbine fuer hohe druecke und temperaturen. - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine mehrsohalige axiale, drosseiregulierte Dampfturbine für hohe Drücke und Temperaturen mit einem Innengehäuse teil und einem Iieitschaufelträgerteil, die in Achsebene geteilt sind.

Eine derartige Dampfturbine ist aus der Zeitschrift " Technische Mitteilungen », Heft 1/1964, Seite 44, insb. Bild 6, bekannt. Hierbei sind die Innengehäuse- und Leitschaufelträgerteile als axial voneinander getrennte Bauteile ausgeführt und über mehrere radiale Halterungon im Außengehäuse gehalten. Dor in Achsebene geteilte Innengehäuseteil wird dabei mit Schrumpfringen zusammengehalten. Der Innengehäuseteil ist druckentlastet, da durch den Ringspalt zwischen den axial aufeinanderfolgenden Innengehäuse- und Leitschaufelträgerteilen teilentspannter Dampf in den Raum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse übertreten kann. Die zahlreichen vorhandenen ρ Aufhänge- und Zentrierstellen bedingen jedoch einen erheblichen bau- und montagetechnischen Aufwand. In der DT-PS 1 140 947 ist ferner eine düsenregulierte Turbine beschrieben, bei der ebenfalls Innengehäuse- und Leitschaufelträgerteile ala voneinander getrennte Bauteile axial aufeinanderfolgen. Auch . hierbei sind eine Mehrzahl ron Aufhänge- und Zentrierelecenten erforderlich, so daß der Bauaufwand und der montagetechnische Aufwand relativ große ist·

Aus der Zeitschrift ⁿ Brennstoff- Wärme - Kraft», Nr. 1/1964, Seite 24, Bild 5 ist weiterhin eine raehrachalige Axialturbine in a) düsenregulierter und b) drosselregulierter Ausführung mit einem Außengehäuse in Topfbauart bekannt, bei der jedoch kein Innengehäuse, sondern lediglich ein Leitschaufelträger vorhanden ist. Eine Druckentlastung ist hierbei nicht vorgesehen, so daß das Topfgehäuse praktisch vom vollen Prischdampfdruck beaufschlagt wird.

Ausgehend von einer Dampfturbine der eingangs beschriebenen Art liegt der vorliegenden Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine mehrschalige axiale Dampfturbine für hohe Drücke und

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^Mehrschalige axiale, drosselgeregelte Dampfturbine für hoho I

Drücke und Temperaturen, S

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Temperaturen zu schaffen, die ein großes Druck- und Temperaturgefälle verarbeiten kann und beider neben einer Druckentlastung des Außengehäuses und des Innengehäuses die Anzahl der Aufhänge- und Zentrierstellen sowie der bau- und oontagetechnische Aufwand erheblich reduziert sind.

Die Neuerung besteht dabei in der Kombination folgender Merkmale:

a) das Außengehäuse ist in Topfbauart mit achsnormaler Teil fuge am abströmseitigen Ende ausgeführt,

b) Innengehäuseteil und Leitschaufelträgerteil sind zu einer I einzigen, in Achsebene geteilten Ianenschale baulich zusammengefaßt,

c) die Innenschala weist nach mehreren Beschaufelungsstufen Entlastungskanäle auf, die den Ringraum zwischen Innen-Schale und Außengehäuse mit einem auf einem Zwischendruck liegenden Stufendruck verbinden,

d) die Innenschale ist allein am abströcsöitigen Ende durch eine axial feste und dampfdichte sowie radial-zentrisch wärmebewegliche Aufhängung am Außengehäuse verspannt.

Durch diese Merkmals-Kombination wird ein äußerst einfacher Aufbau der Innenschale erreicht, durch den einerseits höchst« Beanapruchungec sicher beherrscht werden können und durch den sich andererseits eine sehr einfache Montage und Festlegung der Innenschale im Au3engehäuse mit einem eindeutig definierten Fixpunkt ergeben.

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprlichen genannt.

Anhand einer schematischea Zeichnung ist der Aufbau eines Ausführungsbeispiels nach der Neuerung näher erläutert. Dabei zeigen

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dampfturbine nach der Neuerung und

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie H-II nachPig. 1 im Bereich der FrischdampfZuführungen zur I3nen schale. „.3_

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Pig. 1 zeigt eine mehrsehalige Dampfturbine in Axialbauart,

und zwar eine Hochdruckteilturbine mit einer Oberdruckbesohaufelung, welche für hohe Drücke und Temperaturen geeignet ist. Die an nicht näher ersichtliche weitere Turbinenteile anzukuppelnde und in geeigneter Porm zu lagernde Welle 1 ist mit axial aufeinanderfolgenden Laufschaufelkränzen 2 versehen, welche innerhalb des Beschaufelungskanales 3 gemeinsam mit den am inneren Umfang der Innenschale 4 angeordneten, gleichfalls axial aufeinanderfolgenden Leitschaufelkränzen 5 die Überdruckbeschaufelung bilden. Die Innensohale 4 ist in Achsebene geteilt (vgl. Fig.3), sie besteht aus den beiden Innenschalenhälften 4a und 4b, welche innerhalb der axialen Teilfuge 6 durch Planschschrauben 7 zusammi «geflanscht sind. Die Innenschale 4 stellt, wie ersichtlich, einen Leitschaufelträger und ein Innengehäuse in einem dar. Zi diesem Zweok ist die Anordnung so getroffen, daß vom einßtrömseitigen Ende 8 der Innenschale 4 in Entspannungsrichtung (Pfeil 9) des Besohaufelungskanala 3 gesehen hinter mindestens einer Beschaufelungsstufs 10 Entlastungskanäle 11 in der Innenschale 4 vorgesehen sind. Diese Entlastungskanäle 11 verbinden den zwischen der Innenschale 4 und dem Außengehäuse 12 liegenden Raum 13 mit einem auf einem Zwischendruck liegenden Stufenraum 14. Dieser Zwischendruckraum 14 unö dementsprechend der Gehäuseraum 13 sind gegenüber dem am abströmseitigen Ende 15 der Innenschale 4 liegenden Raum 16 durch einen die Innenschale 4 axial fest und dampfdicht sowie radial-zsntrisca-wärmebeweglich am Außengehäuse 12 verspannende Aufhängung 17 abgetrennt. Die Aufhängung 17 ist durch einen Uhde-Brettschneider-Verschluß gebildet, welcher einen Ringkragen 17a der Innenschale A unter Einfügung eines elastischen Dichtungsringes 18 in axialer Richtung gegen eine Schulter 19 am inneren Umfang des Außengehäuaes 12 verspannt. Der elastische Dichtungsring 18 ist vorzugsweise, wie dargestellt, als U-Ring auegeführt, der ic einer entsprechenden Ringnut gelagert ist und sich mit ". eeiaen beiden Schenkeln elastisch gegen die Planken dieser Ringnut legt* Der Ringkragen 17a der Innenschale 4, wird« wie dargestellt, am äußeren Umfang noch von Paßstücken und fluten mit achjsparallelen Paßflächen und radialer DehnungawöglAohkeit een-

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trifcrt und durch formschlüssig zusammenfügbare rand in die Nut 20 einftigbare Ringteile 21 gegen Axialverschiebung gehalte, die Ringteile 21 wiederum werden durch den Stktzring 22 in radialer Richtung gehalten. Gefälleaufwärts zur AMi>ängung

die Inrsnschale in einer weiteren aohsnormalen Ebene

durbh eine axial-und raaial-zentriseh-wärmebewegliche Aufhängung 23 zentriert. Diese wird gebildet durch an sich bekannte, im Außengehäuse 12 gelagerte Radialbolzen 23a mit nicht näher ersichtlicher exzentrischer Buchse und Gleiteteinen 23b. An letzteren ist die Innensohale 4 axial verschiebllch gelagert und kann durch Verstellen der Radialbolzen radial und in Umfangsrichtung genauestens zent*!?i*rt werden.

Das Außengehäuse 12 ist als Topfgehäuse ausgebildet mit einem einströmseitigen Gehäuseteil 12a und einem abströmseitigen Gehäuseteil 12b, welche Teile mit achsnormaler Teilfuge 24 unter Einfügung eines elastischen Sichtungsringes 25, vorzugsweise gleichfalls eines Ü-Ringes, dampfdicht zuaammenge flanscht sind, wobei die Lage der Flanschschrauben durch die Linien 14a angedeutet ist. Im übrigen bedeuten: 26 eine Wellendichtung auf der Einströmseite 8 der Innenschale 4, bestehend aus einer Diohtungsschale mit axialer Teilfuge, wobei zur Lagerung und Zentrierung eine entsprechend den Elr/juienten 2Z ausgebildete Lager- und Zentrieranordnung 27 verwendet ist, 26a eine Ausgleichskolbenanordnung und 26b eint Labyrinthdichtung innerhalb der Wellendichtung 26% 28 einen auf das einströmseitige Ende des Außengehäuses 12 dampfdicht aufgesetzten Diohfeungsdeokcl; 29 eine weitere Wellendichtung am abströtnseitigen Ende 15 eier Innen schale mit einer sinngemäß zur Lager- und Zentrieranordnung 27 bzw. 23 ausgebildeten weiteren Lager- und Zentrieranordnung 30, deren Bolzen allerdings r&dial verlängert tiiud, 31 den zugehörigen Diohtungsdeckel, 32 jeweils elastische, vorzugsweise gleichfalls U-förmige 2iob,tungsringe zwischen der Wellendichtung 26 bsw. 29 einerseits und antsprocbenden AnlageaohuUmu im Außengehäuee 12 andererseJ.te, 33 Axiallabyrinthe äei* gsaairatön wellendichtung«*, *4 der mit dem Abetrömraum 16 kom^ünisiierende Abdai^fstutzet« fier an ei*** Zwifloh^abcrhitzer oder eine nachgeschaltete Turbinen-

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stufe angeschlossen sein kann

|i Wie Pig. 1 und 2 zeigen, ist die Innenschale 4 an ihrem zuströmseitigeB Ende 8 mit Dampfeinlaßstutzen 35 und eine die Welle 1 umgreifende Dichtungs schale 36 bildenden Ar.formungen versehen. Es handelt sich hierbei, wie ersichtlich, um eine drosselregulierte Maschine, bei der der Frischdampf über die entsprechenden Frischdampfeinsätze 37» welche über eine radial- und axial- bewegliche und dampfdichte Winkelringverbindung 38 an die Einlaßstutzen 35 angeschlossen sind, dem Einströmraum 39 und von hier dem Beschaufelungskanal 9 zugeführt wird. Die Dampfeinsätze 37 sind von außen in entsprechende Aufnahmeöffnungen 40 des Außengehäuses 12 einfügtar und an Riagkragen 41 von in die Stutzenbohrungen 40 einschraubbaren Überwurfmuttern 42 gegen den inneren Dampfdruck gehalten, wobei zur Dichtung in eine PJLngnut 43 zwischen

Oberwurfmutter 42 und Ringkragen 41 ein elastischer, U-förmiger Dichtungsring 44 eingefügt ist und der Ringraum 43 an eine nicht dargestellte Leckabsau^ung angeschlossen ist. Die je einer Innenschalenhälfte 4a, 4b zugeordneten beiden Dampfeinlaßstutzen 35 bzw. 35' und dementsprechend die daran angeschlossenen Frischdampfeinsätze 37 bzw. 37' bilden mit ihren Achsen 45» wie ersichtlich, einen Winkel kleiner als 90 , wobei ir dem einen Winkel ß größer als 90° überstreichenden Teilfugensektorbereich 46 der Innenechals 4 der für die Teilfugenflansehe 6 und- schrauben 7 erforderliche Raum vergrößert ist.

In Pig· 1 ist der Zwisehendruckraum 14 nach mehreren im Beschaufelungskanal 9 angeordneten Stufen 10, im vorliegenden jfall nach vier solcher Stufen, innerhalb einer entsprechenden Beschaufelungslücke angeordnet. Diese Stufenzahl kann nach oben oder unten variiert werden, je nachdem, welcher Zwischendruok im Raum 13 herrschen soll. Im dargestellten Fall einer drosselregulierten Maschine ist es im Einblick darauf, daß der Prischdampf im Einlaßkanal 39 noch nicht entspannt ist, eapfehlenswert, dia Entlastungökaaäle 1i erst nach einer Mehrzahl von Stufen 10 an deu Beschaufelungiskanal S anzu= ßchlieSen. Das Außengehäuse 12 ist damit diesem im Vergleich.

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Bum Einlaßdruck reduzierten Zwisebendruck ausgesetzt und die Irniengeh.au s epartie der Innen schale 4, welche vom Einlaßende bis zu eis Kanälen 11 angeordnet gedacht werden kann_f ist einer relativ geringen Druckdifferenz ausgesetzt; die Leitschaufelträgerpartie der Innenschale 4» "beginnend bei den Kanälen 11 ist im Bereich bis zur Aufhängestelle 17 ebenfalls an einer reduzierten, angemessenen, von außen nach innen wirkenden Druckdifferenz ausgesetzt und von der Aufhängestelle 17 ab "bis zum Abströmende 15 der restlichen, von innen nach außen wirkenden Druckdifferenz zwischen Kanal 9 und Raum 16· Insgesamt gesehen läßt sich so ein vorteilhafter, einer günstig verteilten Belastung ausgesetzter Aufbau der Innenschale 4 erzielen. Auch die Montage ist einfach durchführbar: die Welle 1 wird, versehen mit der Innenschale 4 und den Wellendichtungen 26, 29 in den Gehäuseteil 12a in Achsrichtung eingefügt, und nach Lagerung und Zentrierung wird der abströmseitige Teil 12b des Gehäuses aufgesetzt·

Claims (1)

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   1. Mehrsohallge axiale, drosselregulierte De,mpf turbine für hohe DrUcke und Temperaturen, mit einem Innengehäuseteil und einem Leitschaufeiträgerteil, die in Aohaebene geteilt sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) das Außengehäuse (12) ist in Topfbauart mit achsnoroaler !Dellfuge (24) am abströmseitigen Ende ausgeführt,

   b) Innengehäuseteil und Leitschaufelträgerteil sind zu einer einzigen, in Achsebene geteilten Innenschale (4)

   ί baulich zusammengefaßt,

   c) die Innenschale (4) weist nach mehreren Beschaufelungsstufen (10) Entlastungskanäle (11) auf, die den Ringraum (13) zwischen Innenschale (4) und Außengehäuse (12) einem auf einem Zwischendruok liegenden Stufenraum (14) verbinden,

   d) die Innenschale (4) ist allein am abströmseitigen Ende durch eine axial feste und dampfdichte sowie radialzentrisch-wärmebewegliche Aufhängung (17) am Außengehäuse (12) verspannt·

   2e Daapfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gefälleaufwärts zur axial festen Aufhängung (17) eine axial- und radial-zentrisch-wärmebewegliche Zentrierung (23) der Innenschale (4) vorgesehen ist·

   3. Dampfturbine nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axial festen Aufhängung (17) die Innenschale (4) an einem sich radial nach außen erstreckender Hingkragen (17a) unter Einfügung eines elastischen Dichtungsringes (19) gegen eine naoh innen ragende Schulter (18) des Außengehäuses (12) mittels justierbarer Ringteile (21) verspannt 1st·

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