DE724439C - Beschauflung fuer radial beaufschlagte Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen - Google Patents

Description

• Beschauflung für radial beaufschlagte Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf oder Gasturbinen Die Beschauflung von radial beaufschlagten Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-oder Gasturbinen, bietet die Möglichkeit, die Schaufelkränze an beiden Enden in Tragringen zu fassen. Es ist möglich, das Verhältnis der Oberfläche zur Masse dieser Tragringe durchweg :etwa gleich groß zu halten und so eine gleichmäßige Temperaturänderung dieser Ringe bei Temperaturschwankungen des Arbeitsmittels zu :erzielen. Auf diese Weise atmen die Schaufelkränze gleichmäßig bei Temperaturschwankungen, und die Abdichtungsspalte, die durch radial vorstehende Dichtungsbleche gebildet werden, bleiben erhalten. Praktisch vollkommen ist die völlig gleichmäßige Ausbildung der Tragringe bei der radial beaufschlagten Gegenlaufturbine erzielt worden, bei denen die Fußringe durch gelenkig angeordnete dünnwandige Ringe elastisch mit den Schaufelträgern verbunden sind, während die Kopfringe frei schweben. Bei den .radial. beaufschlagten Turbinen mit feststehendem Leitzeug hat man die gelenkige Abstützung der Fußringe aus Kosten- und Platzgründen verlassen und die Fußringe starr mit dem Schaufelträger verbunden. Es ist jedoch gelungen, auch hier durch dünnwandige Ausbildung der Schaufelträger (Leichtscheibe) das Verhältnis von Oberfläche zur Masse bei dem gesamten Scheibenaufbau einschließlich Fußringen in eine ähnliche Größenordnung zu bringen wie bei den frei schwebenden Kopfringen. Gewisse Unterschiede sind jedoch bestehen geblieben. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die geringen Wärmedehnungsunterschiede, die sich hieraus noch ergeben können, zu vermeiden. Nach den Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung ist für die Schnelligkeit, mit der die Tragringe den Temperaturänderungen des Arbeitsmittels folgen, letzten Endes nicht das Verhältnis der Oberfläche zur Masse der Tragringe maßgebend, sondern die in die Tragringe eindringende oder aus den Tragringen :abgegebene Wärmemenge, bezogenauf die Zeiteinheit. Unterschiede in der Größe der Oberfläche können beispielsweise durch künstlich hervorgerufene Unterschiede indem Wärmefluß durch die Flächeneinheit der Oberfläche ausgeglichen werden. Erfindungsgemäß wird daher eine Drosselung des Wärmeflusses in die Kopfringe und aus den Kopfringen im Verhältnis zu dem Wärmefluß in die Fußringe und/oder Schaufelträger und umgekehrt vorgeschlagen. Die Drosselung des Wärmeflusses kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Ein sehr einfaches Mittel besteht nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in der Verwendung eines Baustoffes geringerer Wärmeleitfähigkeit für die Kopfringe als für die Fußringe und/oder Schaufelträger. Eine besonders einfache und wirkungsvolle Ausführung zur Drosselung des Wärmeflusses kennzeichnet sich jedoch darin, daß der Wärmeübergang an der Oberfläche der Kopfringe durch Oberflächenbehandlung gegenüber dem Wärmeübergang an der Oberfläche der Fußringe und/oder Schaufelträger verringert ist. Diese Verringerung des Wärmeüberganges an der Oberfläche geschieht zweckmäßig entweder durch Blankschleifen, vorzugsweise Hochglanzpolieren der Kopftragringoberflächen oder durch chemische Erzeugung einer Schutzschicht auf der Oberfläche, z. B. durch Brünieren.
• Die Abbildung stellt als Beispiel eine Dampfturbine mit vier radial beaufschlagten Schaufelgruppen dar. Der Dampf tritt bei i in die Turbine ein, beaufschlagt die Düsen 2 und die Gleichdruckbeschauflung 3 und durchströmt anschließend die radial beaufschlagten Schaufelgruppell:l bis 7. Auf den Rückseiten der Räder 8 und 9 ist je eine Labyrinthdichtung io bzw. i i vorgesehen. Die Labyrinthdichtung i o ist außen ihit dem Radraum der Gleichdruckbeschauflung 3, also mit dem Eintrittsdruck der radial beaufschlagten Schaufelgruppe 4. verbunden, auf der inneren Hälfte über die Leitung 12 mit dem Raum 13 hinter dem Rad 9. Der Dampf aus diesem Raum 13 strömt teils über die im Rad 9 angeordneten Bohrungen 1,4 der Beschauflung 7, teils unmittelbar der Labyrinthdichtung i i zu, die den Achsschub des äußeren Teiles der Schaufelgruppe 7 etwa ausgleicht. 15 zeigt einen Anachluß für die Zu- oder Abführung von Dampf.
• Obwohl bei der gezeichneten Ausbildung beispielsweise der feststehende Schaufelträ-;er 16 und das Rad 17 möglichst dünnwandig sehalten sind, ist das Verhältnis der Oberäche zur Masse bei den Schaufelträgern un-;ünstiger als bei den Kopfringen 18 der Beschauflung q., den Kopfringen i9 und 20 der 3eschauflung 5 und den Kopfringen 2i der 3eschauflung 6. Offensichtlich ist hier die Masse der Kopfringe sehr klein im Verhältiis zur Oberfläche, so daß sich diese Kopfringe besonders schnell erwärmen und abkühlen können. Nach den Vorschlägen der Erfindung soll der Wärmefluß in diese Kopfringe und aus diesen Kopfringen im Verhältnis zu dem Wärmefluß in die Schaufelträger 16 und 17 und aus den Schaufelträgern gedrosselt werden. Es sind also beispielsweise die Kopfringe aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit hergestellt :als die Schau. felträger 16 und 17. Häufig ist es aber schwierig, einen Baustoff geringerer Wärmeleitfähigkeit zu finden, der die gleichen Ausdehnungsverhältnisse zeigt wie der Baustoff normaler Wärmeleitfähigkeit. Es ist dann zweckmäßig, sich auf eine Oberflächenbehandlung der Kopfringe zu beschränken, die den Wärmeübergang verringert. So können die Kopfringe blankgeschliffen oder hochglanzpoliert sein oder auch auf chemischem Wege mit einer Schutzschicht überzogen «-erden. Es gelingt auf diese `reise sehr einfach, die Temperaturschwankungen der Kopfringe auf die gleichen Zeitwerte zu bringen wie diejenigen der Schaufelträger.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Beschauflung für radial beaufschlagte Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-oder Gasturbinen, mit Schaufelkränzen, deren Enden in frei schwebenden Kopfringen und mit dem Schaufelträger starr verbundenen Fußringen gehalten sind. gekennzeichnet durch Drosselung des Wärmeflusses in die Kopfringe und aus den Kopfringen im Verhältnis zu dem Wärmefluß in die Fußringe und,'oder Schaufelträger und umgekehrt. z. Beschauflung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Verwendung eines Baustoffes geringerer Wärmeleitfähigkeit für die Kopfringe als für die Fußringe und/ oder Schaufelträger. 3. Beschauflung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang an der Oberfläche der Kopfringe durch Oberflächenbehandlung gegenüber dem Wärmeübergang an der Oberfläche der Fußringe und/oder Schaufelträger verringert ist. q.. Beschauflung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Blankschleifen, vorzugsweise Hochglanzpolieren der Kopftragring oberflächen. 5. Beschauflung nach Anspruch 3 oder ,l, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kopftragringe durch chemische Erzeugung einer Schutzschicht, z. B. Brünieren, isoliert ist.