WO2014019976A1 - Segmentplattenventil und dampfturbinenanordnung - Google Patents

Segmentplattenventil und dampfturbinenanordnung Download PDF

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WO2014019976A1
WO2014019976A1 PCT/EP2013/065886 EP2013065886W WO2014019976A1 WO 2014019976 A1 WO2014019976 A1 WO 2014019976A1 EP 2013065886 W EP2013065886 W EP 2013065886W WO 2014019976 A1 WO2014019976 A1 WO 2014019976A1
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disk
steam turbine
loose
plate valve
fixed
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PCT/EP2013/065886
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English (en)
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Inventor
Heinz-Jürgen LATOSCHINSKI
Original Assignee
Latoschinski Heinz-Juergen
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/04Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F16K27/044Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves slide valves with flat obturating members
    • F16K27/045Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves slide valves with flat obturating members with pivotal obturating members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/06Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
    • F16K3/085Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres the axis of supply passage and the axis of discharge passage being coaxial and parallel to the axis of rotation of the plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/31Application in turbines in steam turbines

Definitions

  • the invention relates to a segment plate valve with a valve housing, with a fixedly arranged on the valve housing fixed disk, with a rotatable in the
  • Valve housing mounted loose disk and arranged with one on the valve housing and with the loose disk in
  • Open position and a closed position is rotatable, the flow openings of the loose disk and the fixed disk in the open position adjacent to each other and form flow channels and wherein the flow openings of the loose disk and the fixed disk are offset from each other in the closed position.
  • Segmented plate valves are used for flow control in a variety of different technical systems
  • Adjustment device to be changed continuously. In the closed position, the flow openings of the
  • segment plate valves can also be used, for example, for flow control in steam turbines or
  • valves are for example for
  • the hot steam exiting coaxially around the rotor from a first steam turbine is directed into a flow channel objected to the rotor.
  • Flow channel is arranged a withdrawal line, in the hot steam, for example, via a suitable in the
  • Flow channel arranged directional control valve can be passed. In this way, hot steam, for example, too
  • Heating purposes can be used or the turbine performance can be adjusted.
  • the flow channel opens into a second steam turbine, so that the non-extracted steam flows through the second steam turbine and drives.
  • Segment plate valves to develop so that when used in technical equipment such as
  • the fixed disk and the loose disk each having an axial bore, wherein on the fixed disk, a bearing element is formed and wherein the loose disk is rotatably mounted on the bearing element.
  • the segment plate valve can be arranged for example around a machine shaft, wherein the machine shaft in the
  • Axial drilling of the fixing of the loose disk is arranged. This opens up a large number of new areas of application for the segmental plate valves.
  • Axial bores for example, be adapted to a diameter of a machine shaft to be arranged in the axial bores.
  • the fixed disk and the loose disk have a more or less annular cross-section.
  • the axial bores of the loose disk and the fixed disk have a common axis.
  • the bearing element may be, for example, a plurality of concentrically arranged around the axial bore of the fixed disk on the fixed disk and rotatably mounted on the fixed disk rolling elements which bear against an inner surface of the axial bore of the loose disk, so that the loose disk rotatably mounted on the rolling elements on the fixed disk is arranged.
  • Lagerungswulst acts and that the Lagerungswulst is arranged in a Lossnaxialbohrung so that the
  • Loss rotatably mounted on the Lagerungswulst is arranged.
  • Lagerungswulst is easy, for example, in one
  • the axial bore of the loose disk is used for storage on the bearing element of the fixed disk.
  • the bearing element of the fixed disk for this purpose, for example, along a
  • a larger cross-section than the Axial bore of the fixed disk expediently a larger cross-section than the Axial bore of the fixed disk.
  • the cross section of the axial bore of the loose disk depends on the arrangement, the shape and the size of the bearing element.
  • a guide element is arranged on the loose disk, wherein the guide element with the bearing element in
  • Engaging and the loose disk is rotatably mounted on the bearing element via the guide element.
  • Loss via rollers on the Lagerungswulst is rotatably mounted. In this way, a particularly low-friction and thus easier to control adjustment of the floating disk can be made possible.
  • Valve housing, the fixed disk and the floating disk are designed in two parts. For example, it is possible that
  • Valve housing, the fixed disk and the loose disk are designed detachably connectable. In this way, it is possible to mount the segmental plate valve, first a first half of the split segment plate valve
  • segment plate valve by releasing the connection of the sub-elements, for example, from one into the axial bore of the fixed disk and the
  • the invention provides that the
  • Adjustment device is designed in two parts. In this way, for example, a first part of
  • Adjustment device to be arranged on the valve housing, while one with the first part engaged and for the establishment of the operative connection between the
  • Adjustment device and the loose disk required second part is arranged on the loose disk. This allows the
  • segment plate valve according to the invention can
  • the fixed disk is formed as a shape of the valve housing.
  • the fixed disk and the valve housing together, for example, with a suitable casting of a metal
  • Segment plate valve according to the invention is provided that on an inner surface of the Festusionnaxialbohrung a
  • Seal element is arranged. In this way, the segment plate valve, for example, against a in the
  • Axial bores arranged machine shaft are sealed, so that a flow in an air gap between the
  • the sealing element is
  • Segment plate valve can be achieved in that the flow openings of the fixed disc have an approximately rectangular cross-section. Conveniently, the approximately rectangular flow openings
  • Flow openings of the floating disk have an approximately triangular cross section or an approximately trapezoidal cross section.
  • the substantially circular or trapezoidal flow openings expediently also have rounded corners.
  • the loose disk is characterized in the
  • Air gap between the loose disk and the fixed disk in the closed position is avoided.
  • the invention also relates to a steam turbine arrangement with a first steam turbine, with a second steam turbine and between the first steam turbine and the second
  • Festinaxialbohrung the fixed disk is arranged.
  • the turbine performance can be easily adjusted by the flow area of the Flow channels is changed by rotating the loose disk according to the respective requirements.
  • the efficiency of the steam turbine assembly can be further improved by the fact that the flow openings of the floating disk and the fixed disk axially aligned
  • Turbine blades of the second steam turbine are arranged. In this way, with respect to the efficiency
  • the sealing element is a labyrinth seal member that abuts a corresponding one on the inside of the solid state axial bore of the
  • Segment plate valve arranged labyrinth seal element is adapted.
  • the invention provides that the valve housing of the Segmentplattenventils is connected to a housing of the flow channel.
  • the segment plate valve by means of arranged on the valve housing flanges with corresponding flanges of the
  • Steam turbine assembly according to the invention is provided that on the flow channel a removal valve is arranged.
  • a removal valve is arranged on the flow channel.
  • simply hot steam can be removed, for example, for heating purposes from the flow channel.
  • the amount of steam removed can be controlled in a particularly simple and accurate manner by changing the flow cross-section of the flow passages of the segmental plate valve, in that a back pressure of the steam flow in the direction of flow before the
  • Segment plate valve is varied.
  • FIG. 1 shows a schematically represented view of a
  • FIG. 2 is the one shown schematically in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematically illustrated section of an inlet side of the one shown in Figures 1 and 2
  • Segment plate valve, Figure 4 shows a schematically illustrated section of an outlet side of the one shown in Figures 1-3
  • FIG. 5 shows a schematically represented view of a loose disk
  • Figure 6 is a schematic view of a half of a valve housing and a fixed disk.
  • FIG. 1 shows a schematically represented view of a segmented plate valve 1 designed in two parts, with a valve housing 2 and an adjusting device 3 arranged on the valve housing 2.
  • a valve housing 2 of the valve 1 On the valve housing 2 of the
  • Segment plate valve 1 connecting flanges 4 are formed. About the connecting flanges 4, the segment plate valve 1, for example, not shown and to the
  • Flange 4 adapted flanges of a pipeline or the like can be set.
  • the segment plate valve 1 is formed in two parts. An upper housing half 5 and a lower housing half 6 of the valve housing 2 are connected to one another via screw connections 7.
  • FIG. 2 shows that shown schematically in FIG
  • Segment plate valve 1 from an alternative perspective.
  • the segmental plate valve 1 has a fixed disk 8 with several arranged on a circumference of the fixed disk 8
  • the fixed disk 8 has a Festidenaxialbohrung 10.
  • a Festidenaxialbohrung 10 for example, a machine shaft or a common rotor of a multi-stage steam turbine or a steam turbine arrangement can be arranged.
  • a common rotor of a multi-stage steam turbine or a steam turbine arrangement can be arranged.
  • a common rotor of a multi-stage steam turbine or a steam turbine arrangement can be arranged on an inner surface 11 of the axial bore 10 is a
  • the sealing element 12 is arranged.
  • the sealing element 12 is configured as a labyrinth seal element.
  • the fixed disk 8 is formed as a shape of the valve housing 2.
  • the upper housing half 5 of the valve housing 2 and an upper half of the disk 13 of the fixed disk 8 and the lower housing half 6 of the valve housing 2 and a lower disk half 14 of the fixed disk 8 are each made in one piece and connected to each other via the screw 7.
  • FIG. 3 schematically shows a detail of an inlet side of the segment plate valve 1 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the fixed disk 8 to be recognized in FIG. 3 from the opposite side as shown in FIG. 2 has a bearing bead 15.
  • Lagerungswulst 15 engages in a Lossidenaxialbohrung 16 a loose disk 17, so that the floating disk 17 is rotatably mounted on the Lagerungswulst 15 is arranged.
  • Loss 17 has an annular cross-section.
  • the floating disk 17 has a triangular shape
  • Loss 17 form the flow openings 18 together with the flow openings 9 of the fixed disk 8 completely open flow channels 19th
  • the adjusting device 3 is formed in two parts and has a first arranged on the valve housing 2 part 20 and a second arranged on the floating disk 16 part
  • FIG. 4 schematically shows a view of the
  • Segment plate valve 1 from an outlet side of
  • Flow openings 9 of the fixed disk 8 have a
  • a loose disk 17 is shown schematically.
  • the loose disk 17 has on an inner surface 22 of the
  • the idler pulley 17 rotatable, for example, on a
  • Lagerungswulst a solid disk are stored.
  • Figure 6 shows a diagrammatic view of the integrally formed lower half 5 and the lower half of the disc 14 of a valve housing and a fixed disc from an inlet side.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Segmentplattenventil (1) mit einem Ventilgehäuse (2), mit einer an dem Ventilgehäuse (2) drehfest angeordneten Festscheibe (8), mit einer drehbar in dem Ventilgehäuse (2) gelagerten Losscheibe (17) und mit einer an dem Ventilgehäuse (2) angeordneten und mit der Losscheibe (17) in Wirkverbindung stehenden Verstellvorrichtung (3). Die Losscheibe (17) liegt flächig an der Festscheibe (8) flächig an. Die Losscheibe (17) und die Festscheibe (8) weisen aneinander angepasste Durchflussöffnungen (9, 18) auf. Die Losscheibe (17) ist in eine Offenstellung und eine Schließstellung drehbar. Die Durchflussöffnungen (9, 18) der Losscheibe (17) und der Festscheibe (8) grenzen in der Offenstellung aneinander an und bilden Durchflusskanäle (19). Die Durchflussöffnungen (9, 18) der Losscheibe (17) und der Festscheibe (8) sind in der Schließstellung zueinander versetzt. Die Festscheibe (8) und die Losscheibe (17) weisen jeweils eine Axialbohrung (10, 16) auf. An der Festscheibe (8) ist ein Lagerungselement ausgebildet. Die Losscheibe (17) ist drehbar gelagert an dem Lagerungselement angeordnet. Die Erfindung betrifft auch eine Dampfturbinenanordnung mit einer ersten Dampfturbine, mit einer zweiten Dampfturbine und einem zwischen der ersten Dampfturbine und der zweiten Dampfturbine angeordneten Strömungskanal. Die erste Dampfturbine und die zweite Dampfturbine weisen einen gemeinsamen Läufer auf. Ein Segmentplattenventil (1) ist in dem Strömungskanal angeordnet. Der Läufer ist in der Festscheibenaxialbohrung (10) der Festscheibe (8) angeordnet.

Description

Segmentplattenventil und Dampfturbinenanordnung
Die Erfindung betrifft ein Segmentplattenventil mit einem Ventilgehäuse, mit einer an dem Ventilgehäuse drehfest angeordneten Festscheibe, mit einer drehbar in dem
Ventilgehäuse gelagerten Losscheibe und mit einer an dem Ventilgehäuse angeordneten und mit der Losscheibe in
Wirkverbindung stehenden Versteilvorrichtung, wobei die
Losscheibe an der Festscheibe flächig anliegt, wobei die Losscheibe und die Festscheibe aneinander angepasste
Durchflussöffnungen aufweisen, wobei die Losscheibe in eine
Offenstellung und eine Schließstellung drehbar ist, wobei die Durchflussöffnungen der Losscheibe und der Festscheibe in der Offenstellung aneinander angrenzen und Durchflusskanäle bilden und wobei die Durchflussöffnungen der Losscheibe und der Festscheibe in der Schließstellung zueinander versetzt sind .
Segmentplattenventile werden zur Durchflusssteuerung bei einer Vielzahl unterschiedlicher technischer Anlagen
eingesetzt. Zur Durchflusssteuerung kann ein
Öffnungsquerschnitt der von den Durchflussöffnungen der
Losscheibe und der Festscheibe gebildeten Durchflusskanäle durch Verdrehen der Losscheibe mithilfe der
Versteilvorrichtung kontinuierlich geändert werden. In der Schließstellung grenzen die Durchflussöffnungen der
Losscheibe und die Durchflussöffnungen der Festscheibe jeweils in einem Bereich der Festscheibe bzw. der Losscheibe an die Festscheibe bzw. Losscheibe an, indem keine Durchflussöffnungen angeordnet sind. In der Schließstellung ist der Durchflussquerschnitt des Segmentplattenventils daher null. Die bekannten Segmentplattenventile ermöglichen eine besonders genaue Durchflusssteuerung und einen großen
Verstellbereich.
Die bekannten Segmentplattenventile können beispielsweise auch zur Durchflusssteuerung bei Dampfturbinen bzw.
Dampfturbinenanordnungen eingesetzt werden. Bei
Dampfturbinenanordnungen, bei denen mehrere Dampfturbinen nacheinander von heißem Dampf durchströmt und auf diese Weise angetrieben werden, werden Ventile beispielsweise zur
Entnahme heißen Dampfs aus dem Strömungskanal eingesetzt. Zu diesem Zweck wird der koaxial um den Läufer aus einer ersten Dampfturbine austretende heiße Dampf in einen beanstandet zu dem Läufer angeordneten Strömungskanal geleitet. An dem
Strömungskanal ist eine Entnahmeleitung angeordnet, in die heißer Dampf beispielsweise über ein geeignetes in dem
Strömungskanal angeordnetes Wegeventil geleitet werden kann. Auf diese Weise kann heißer Dampf beispielsweise zu
Hei zungs zwecken verwendet werden oder die Turbinenleistung angepasst werden.
Der Strömungskanal mündet in eine zweite Dampfturbine, so dass der nicht entnommene Dampf die zweite Dampfturbine durchströmt und antreibt. Durch die für die Entnahme bzw. Durchflusssteuerung erforderliche mehrfache Umleitung des heißen Dampfs von der ersten Dampfturbine zu der zweiten Dampfturbine wird dem heißen Dampf Energie entzogen, so dass der Gesamtwirkungsgrad der Dampfturbinenanordnung sinkt.
Zudem ist eine bezüglich des Wirkungsgrads erwünschte zu dem Läufer koaxiale Anstromungsrichtung von Turbinenschaufeln der zweiten Dampfturbine nicht oder nur mit einem erheblichen Aufwand möglich. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad der Dampfturbinenanordnung weiter reduziert bzw. die
Herstellungskosten der Anlage erhöht. Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, die bekannten
Segmentplattenventile so weiter zu entwickeln, dass bei ihrem Einsatz in technischen Anlagen wie beispielsweise
Dampfturbinenanordnungen oder dergleichen eine weitere
Wirkungsgradverbesserung und Kostensenkung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Festscheibe und die Losscheibe jeweils eine Axialbohrung aufweisen, wobei an der Festscheibe ein Lagerungselement ausgebildet ist und wobei die Losscheibe drehbar gelagert an dem Lagerungselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Segmentplattenventil beispielsweise um eine Maschinenwelle angeordnet werden, wobei die Maschinenwelle in den
Axialbohrungen der Festschreibung der Losscheibe angeordnet ist. Dadurch wird eine Vielzahl neuer Einsatzgebiete für die Segmentplattenventile erschlossen.
Die Durchmesser der Axialbohrungen der Festscheibe und der Losscheibe sowie die Größen der Festscheibe und der
Losscheibe können einfach an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So können die Durchmesser der
Axialbohrungen beispielsweise an einen Durchmesser einer in den Axialbohrungen anzuordnenden Maschinenwelle angepasst werden. Je nach Durchmesser der Axialbohrungen und Größe der Festscheibe und der Losscheibe weisen die Festscheibe und die Losscheibe einen mehr oder weniger ringförmigen Querschnitt auf . Zweckmäßigerweise weisen die Axialbohrungen der Losscheibe und der Festscheibe eine gemeinsame Achse auf.
Bei dem Lagerungselement kann es sich beispielsweise um mehrere konzentrisch um die Axialbohrung der Festscheibe an der Festscheibe angeordnete und an der Festscheibe drehbar gelagerte Rollelemente handeln, die an einer Innenfläche der Axialbohrung der Losscheibe anliegen, so dass die Losscheibe auf den Rollelementen drehbar gelagert an der Festscheibe angeordnet ist.
Bei einer besonders vorteilhaften und kostengünstig
herstellbaren Ausgestaltung des Segmentplattenventils ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei dem
Lagerungselement um einen an einem Rand einer
Festscheibenaxialbohrung ausgebildeten kreisförmigen
Lagerungswulst handelt und dass der Lagerungswulst in einer Losscheibenaxialbohrung angeordnet ist, so dass die
Losscheibe drehbar gelagert auf dem Lagerungswulst angeordnet ist. Der Lagerungswulst bzw. die Festscheibe mit der
Lagerungswulst ist einfach beispielsweise in einem
Gussverfahren aus einem geeigneten Metall herstellbar.
Zweckmäßigerweise wird die Axialbohrung der Losscheibe zur Lagerung auf dem Lagerungselement der Festscheibe verwendet. Zu diesem Zweck können beispielsweise entlang einer
Innenfläche der Axialbohrung der Losscheibe geeignete
Gleitelemente angeordnet sein. Zur Lagerung der Losscheibe auf dem Lagerungswulst oder den Rollelementen oder ähnlichen Lagerungselementen der
Festscheibe weist die Axialbohrung der Losscheibe
zweckmäßigerweise einen größeren Querschnitt auf, als die Axialbohrung der Festscheibe. Der Querschnitt der Axialbohrung der Losscheibe ist abhängig von der Anordnung, der Form und der Größe des Lagerungselements. Es ist aber auch möglich und zweckmäßigerweise vorgesehen, dass an der Losscheibe ein Führungselement angeordnet ist, wobei das Führungselement mit dem Lagerungselement in
Eingriff steht und die Losscheibe über das Führungselement auf dem Lagerungselement drehbar gelagert ist.
Um die Lagerung der Losscheibe auf dem Lagerungswulst weiter zu verbessern ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die
Losscheibe über Laufrollen auf dem Lagerungswulst drehbar gelagert angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine besonders reibungsarme und damit einfacher zu steuernde Verstellung der Losscheibe ermöglicht werden.
Und das Segmentplattenventile einfach beispielsweise auf eine Maschinenwelle montieren und demontieren zu können ist erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen, dass das
Ventilgehäuse, die Festscheibe und die Losscheibe zweiteilig ausgestaltet sind. Beispielsweise ist es möglich das
Ventilgehäuse, die Festscheibe und die Losscheibe entlang einer durch die gemeinsame Achse der Axialbohrungen der
Festscheibe und der Losscheibe verlaufenden Ebene zweiteilig auszugestalten, wobei die jeweiligen Teilelemente des
Ventilgehäuses, der Festscheibe und der Losscheibe lösbar verbindbar ausgestaltet sind. Auf diese Weise ist es zur Montage des Segmentplattenventils möglich, zunächst eine erste Hälfte des zweigeteilten Segmentplattenventils
beispielsweise an einer Maschinenwelle anzuordnen und
anschließend die zweite Hälfte an der Maschinenwelle
anzuordnen und mit der ersten Hälfte zu verbinden. Zur Verbindung der Teilelemente können beispielsweise geeignete Schraubverbindungen oder dergleichen verwendet werden.
Ebenso einfach ist es möglich, dass Segmentplattenventil durch Lösen der Verbindung der Teilelemente beispielsweise von einer in den Axialbohrung der Festscheibe und der
Losscheibe angeordneten Maschinenwelle zu demontieren.
Um die Montage und Demontage des Segmentplattenventils weiter zu vereinfachen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die
Versteilvorrichtung zweiteilig ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein erster Teil der
Versteilvorrichtung an dem Ventilgehäuse angeordnet sein, während ein mit dem ersten Teil in Eingriff stehender und für die Herstellung der Wirkverbindung zwischen der
Versteilvorrichtung und der Losscheibe erforderlicher zweiter Teil an der Losscheibe angeordnet ist. Dadurch kann die
Losscheibe einfach montiert und demontiert werden. Das erfindungsgemäße Segmentplattenventil kann
vorteilhafterweise besonders kostengünstig dadurch
hergestellt werden, dass die Festscheibe als Ausformung des Ventilgehäuses ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Festscheibe und das Ventilgehäuse gemeinsam beispielsweise mit einem geeigneten Gussverfahren aus einem Metall
hergestellt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Segmentplattenventils ist vorgesehen, dass auf einer Innenfläche der Festscheibenaxialbohrung ein
Dichtungselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Segmentplattenventil beispielsweise gegen eine in den
Axialbohrungen angeordnete Maschinenwelle abgedichtet werden, so dass eine Strömung in einem Luftspalt zwischen der
Maschinenwelle und den Innenflächen der Axialbohrungen vermieden wird. Beim Dichtungselement handelt es sich
zweckmäßigerweise um ein Labyrinthdichtungselement.
Besonders gute Strömungseigenschaften des
Segmentplattenventils können dadurch erreicht werden, dass die Durchflussöffnungen der Festscheibe einen näherungsweise rechteckigen Querschnitt aufweisen. Zweckmäßigerweise weisen die näherungsweise rechteckigen Durchflussöffnungen
abgerundete Ecken und einen ringsegmentförmigen Querschnitt auf .
Eine weitere Verbesserung der Strömungseigenschaften des Segmentplattenventils kann vorteilhafterweise dadurch erzielt werden, dass der Querschnitt der rechteckigen
Durchflussöffnungen der Festscheibe auf einer ersten
Festscheibenseite größer ist als der Querschnitt der
rechteckigen Durchflussöffnungen der Festscheibe auf einer zweiten Festscheibenseite, so dass sich der Querschnitt der rechteckigen Durchflussöffnungen der Festscheibe von der zweiten Festscheibenseite zu der ersten Festscheibenseite konisch vergrößert. Eine besonders gute Steuerbarkeit der sich einstellenden Durchflussmenge kann dadurch erreicht werden, dass
Durchflussöffnungen der Losscheibe einen näherungsweise dreiecksförmigen Querschnitt oder einen näherungsweise trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Die im Wesentlichen kreisförmigen bzw. trapezförmigen Durchflussöffnungen weisen zweckmäßigerweise ebenfalls abgerundete Ecken auf. Vorteilhafterweise wird die Losscheibe dadurch an der
Festscheibe angelegt, dass an dem Gehäuse ein Federhalter mit einer Feder angeordnet ist, wobei ein Gleitring zwischen dem Federhalter und der Losscheibe angeordnet ist und an der Losscheibe anliegt, wobei sich die Feder gegen den
Federhalter und den Gleitring abstützt, so dass die Feder über den Gleitring eine Kraft auf die Losscheibe ausübt und die Losscheibe auf die Festscheibe gepresst wird. Auf diese Weise kann auch eine unerwünschte Strömung in der
Schließstellung vermieden werden, da die Ausbildung eines
Luftspalts zwischen der Losscheibe und der Festscheibe in der Schließstellung vermieden wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Dampfturbinenanordnung mit einer ersten Dampfturbine, mit einer zweiten Dampfturbine und einem zwischen der ersten Dampfturbine und der zweiten
Dampfturbine angeordneten Strömungskanal, wobei die erste Dampfturbine und die zweite Dampfturbine einen gemeinsamen Läufer aufweisen.
Der Wirkungsgrad einer solchen Dampfturbinenanordnung kann dadurch weiter verbessert werden, dass ein wie vorangehend beschriebenes Segmentplattenventil in dem Strömungskanal angeordnet ist, wobei der Läufer in der
Festscheibenaxialbohrung der Festscheibe angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen axial um den Läufer angeordneten Strömungskanal zu verwenden, wobei der aus der ersten Dampfturbine austretende heiße Dampf ungehindert und ohne Umlenkung durch den Strömungskanal und die konzentrisch um die Läuferachse in der Losscheibe und der Festscheibe angeordneten Durchflussöffnungen in die zweite Turbine strömen kann. Die Turbinenleistung kann einfach dadurch angepasst werden, dass der Durchflussquerschnitt der Durchflusskanäle durch Verdrehen der Losscheibe entsprechend der jeweiligen Anforderungen geändert wird.
Der Wirkungsgrad der Dampfturbinenanordnung kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Durchflussöffnungen der Losscheibe und der Festscheibe axial fluchtend zu
Turbinenschaufeln der zweiten Dampfturbine angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine bezüglich des Wirkungsgrads
besonders vorteilhafte Anströmung der Turbinenschaufeln erreicht werden.
Um das Segmentplattenventil und den Läufer gegeneinander abzudichten und eine unerwünschte DampfStrömung durch einen Luftspalt zwischen der Innenfläche der Axialbohrungen und dem Läufer zu vermeiden ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an dem Läufer ein an die Innenfläche der Axialbohrung der
Festscheibe angepasstes Dichtungselement angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Dichtungselement um ein Labyrinthdichtungselement, das an ein entsprechendes an der Innenseite der Festscheibenaxialbohrung des
Segmentplattenventils angeordnetes Labyrinthdichtungselement angepasst ist.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilgehäuse des Segmentplattenventils mit einem Gehäuse des Strömungskanals verbunden ist. Zweckmäßigerweise wird das Segmentplattenventil mithilfe von an dem Ventilgehäuse angeordneten Flanschen mit entsprechenden Flanschen der
Strömungskanals oder der ersten oder zweiten Dampfturbine verbunden.
Bei der besonders vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Dampfturbinenanordnung ist vorgesehen, dass an dem Strömungskanal ein Entnahmeventil angeordnet ist. Auf diese Weise kann einfach heißer Dampf beispielsweise zu Heizungszwecken aus dem Strömungskanal entnommen werden. Zweckmäßigerweise ist das Entnahmeventil zwischen der ersten Dampfturbine und dem Segmentplattenventil an dem
Strömungskanal angeordnet. Auf diese Weise kann die
entnommene Dampfmenge besonders einfach und genau durch Änderung des Durchflussquerschnitts der Durchflusskanäle des Segmentplattenventils gesteuert werden, indem ein Staudruck der DampfStrömung in Strömungsrichtung vor dem
Segmentplattenventil variiert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Segmentplattenventils und der erfindungsgemäßen
Dampfturbinenanordnung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt: Figur 1 eine schematisch dargestellte Ansicht eines
Segmentplattenventils ,
Figur 2 das in Figur 1 schematisch dargestellte
Segmentplattenventil aus einer alternativen Perspektive,
Figur 3 einen schematisch dargestellten Ausschnitt einer Einlassseite des in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Segmentplattenventils , Figur 4 einen schematisch dargestellten Ausschnitt einer Auslassseite des in den Figuren 1-3 gezeigten
Segmentplattenventils , Figur 5 eine schematisch dargestellte Ansicht einer Losscheibe,
Figur 6 eine schematisch dargestellte Ansicht einer Hälfte eines Ventilgehäuses und einer Festscheibe.
Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte Ansicht eines zweiteilig ausgestalteten Segmentplattenventils 1, mit einem Ventilgehäuse 2 und einer an dem Ventilgehäuse 2 angeordneten Versteilvorrichtung 3. An dem Ventilgehäuse 2 des
Segmentplattenventils 1 sind Anschlussflansche 4 ausgebildet. Über die Anschlussflansche 4 kann das Segmentplattenventil 1 beispielsweise an nicht dargestellten und an die
Anschlussflansche 4 angepassten Flanschen einer Rohrleitung oder dergleichen festgelegt werden.
Das Segmentplattenventil 1 ist zweiteilig ausgebildet. Eine obere Gehäusehälfte 5 und eine untere Gehäusehälfte 6 des Ventilgehäuses 2 sind über Schraubverbindungen 7 miteinander verbunden.
Figur 2 zeigt das in Figur 1 schematisch dargestellte
Segmentplattenventil 1 aus einer alternativen Perspektive. Das Segmentplattenventil 1 weist eine Festscheibe 8 mit mehreren an einem Umfang der Festscheibe 8 angeordneten
Durchflussöffnungen 9 auf.
Die Festscheibe 8 weist eine Festscheibenaxialbohrung 10 auf. In der Festscheibenaxialbohrung 10 kann beispielsweise eine Maschinenwelle oder ein gemeinsamer Läufer einer mehrstufigen Dampfturbine bzw. einer Dampfturbinenanordnung angeordnet werden . Auf einer Innenfläche 11 der Axialbohrung 10 ist ein
Dichtungselement 12 angeordnet. Das Dichtungselement 12 ist als Labyrinthdichtungselement ausgestaltet. Die Festscheibe 8 ist als Ausformung des Ventilgehäuses 2 ausgebildet. Die obere Gehäusehälfte 5 des Ventilgehäuses 2 und eine obere Festscheibenhälfte 13 der Festscheibe 8 sowie die untere Gehäusehälfte 6 des Ventilgehäuses 2 und eine untere Festscheibenhälfte 14 der Festscheibe 8 sind jeweils einteilig hergestellt und über die Schraubverbindungen 7 miteinander verbunden.
In Figur 3 ist schematisch ein Ausschnitt einer Einlassseite des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Segmentplattenventils 1 dargestellt.
Die im Vergleich zu der in Figur 2 dargestellten Perspektive von der gegenüberliegenden Seite in Figur 3 zu erkennende Festscheibe 8 weist einen Lagerungswulst 15 auf. Der
Lagerungswulst 15 greift in eine Losscheibenaxialbohrung 16 einer Losscheibe 17 ein, so dass die Losscheibe 17 drehbar gelagert auf dem Lagerungswulst 15 angeordnet ist. Die
Losscheibe 17 weist einen ringförmigen Querschnitt auf. Die Losscheibe 17 weist dreiecksförmig ausgestaltete
Durchflussöffnungen 18 mit abgerundeten Ecken auf. In der in Figur 3 dargestellten Position der drehbar gelagerten
Losscheibe 17 bilden die Durchflussöffnungen 18 zusammen mit den Durchflussöffnungen 9 der Festscheibe 8 vollständig geöffnete Durchflusskanäle 19.
Die Versteilvorrichtung 3 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten an dem Ventilgehäuse 2 angeordneten Teil 20 und einen zweiten an der Losscheibe 16 angeordneten Teil
21 auf, der mit dem ersten Teil 20 in Wirkverbindung steht.
In Figur 4 ist schematisch eine Ansicht des
Segmentplattenventils 1 von einer Auslassseite des
Segmentplattenventils 1 aus dargestellt. Die
Durchflussöffnungen 9 der Festscheibe 8 weisen einen
näherungsweise rechteckigen bzw. ringsegmentförmigen
Querschnitt auf.
In Figur 5 ist schematisch eine Losscheibe 17 dargestellt. Die Losscheibe 17 weist auf einer Innenfläche 22 der
Axialbohrung 16 Laufrollen 23 auf. Auf den Laufrollen 23 kann die Losscheibe 17 drehbar beispielsweise auf einer
Lagerungswulst einer Festscheibe gelagert werden.
Figur 6 zeigt eine schematisch dargestellte Ansicht der einteilig hergestellten unteren Gehäusehälfte 5 und der unteren Festscheibenhälfte 14 eines Ventilgehäuses und einer Festscheibe von einer Einlassseite aus.
In den Figuren sind aus Darstellungsgründen jeweils nur ausgewählte Elemente ansonsten gleichartiger Elemente wie beispielsweise die Durchflussöffnungen 9 der Festscheibe 8 mit Bezugszeichen versehen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Segmentplattenventil (1) mit einem Ventilgehäuse (2), mit einer an dem Ventilgehäuse (2) drehfest angeordneten
Festscheibe (8), mit einer drehbar in dem Ventilgehäuse (2) gelagerten Losscheibe (17) und mit einer an dem Ventilgehäuse (2) angeordneten und mit der Losscheibe (17) in
Wirkverbindung stehenden Versteilvorrichtung (3), wobei die Losscheibe (17) an der Festscheibe (8) flächig anliegt, wobei die Losscheibe (17) und die Festscheibe (8) aneinander angepasste Durchflussöffnungen (9, 18) aufweisen, wobei die Losscheibe (17) in eine Offenstellung und eine
Schließstellung drehbar ist, wobei die Durchflussöffnungen (9, 18) der Losscheibe (17) und der Festscheibe (8) in der Offenstellung aneinander angrenzen und Durchflusskanäle (19) bilden und wobei die Durchflussöffnungen (9, 18) der
Losscheibe (17) und der Festscheibe (8) in der
Schließstellung zueinander versetzt sind, dadurch
gekennzeichnet, dass die Festscheibe (8) und die Losscheibe (17) jeweils eine Axialbohrung (10, 16) aufweisen, wobei an der Festscheibe (8) ein Lagerungselement ausgebildet ist und wobei die Losscheibe (17) drehbar gelagert an dem
Lagerungselement angeordnet ist.
2. Segmentplattenventil (1) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lagerungselement um einen an einem Rand einer Festscheibenaxialbohrung (10) ausgebildeten kreisförmigen Lagerungswulst (15) handelt und dass der Lagerungswulst (15) in einer Losscheibenaxialbohrung (16) angeordnet ist, so dass die Losscheibe (17) drehbar gelagert auf dem Lagerungswulst (15) angeordnet ist.
3. Segmentplattenventil (1) gemäß Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Losscheibe (17) über Laufrollen (23) auf dem Lagerungswulst (15) drehbar gelagert angeordnet ist.
4. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2), die Festscheibe (8) und die Losscheibe (17) zweiteilig ausgestaltet sind.
5. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Versteilvorrichtung (3) zweiteilig ausgestaltet ist.
6. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festscheibe (8) als Ausformung des Ventilgehäuses (2) ausgebildet ist.
7. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Innenfläche
(11) der Festscheibenaxialbohrung (10) ein Dichtungselement
(12) angeordnet ist.
8. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Durchflussöffnungen (9) der Festscheibe (8) einen
näherungsweise rechteckigen Querschnitt aufweisen.
9. Segmentplattenventil (1) gemäß Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Querschnitt der rechteckigen
Durchflussöffnungen (9) der Festscheibe (8) auf einer ersten Festscheibenseite größer ist als der Querschnitt der
rechteckigen Durchflussöffnungen (9) der Festscheibe (8) auf einer zweiten Festscheibenseite, so dass sich der Querschnitt der rechteckigen Durchflussöffnungen (9) der Festscheibe (8) von der zweiten Festscheibenseite zu der ersten
Festscheibenseite konisch vergrößert.
10. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Durchflussöffnungen (16) der Losscheibe (17) einen näherungsweise
dreiecksförmigen Querschnitt oder einen näherungsweise trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
11. Segmentplattenventil (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse
(2) ein Federhalter mit einer Feder angeordnet ist, wobei ein Gleitring zwischen dem Federhalter und der Losscheibe (17) angeordnet ist und an der Losscheibe (17) anliegt, wobei sich die Feder gegen den Federhalter und den Gleitring abstützt, so dass die Feder über den Gleitring eine Kraft auf die
Losscheibe (17) ausübt und die Losscheibe auf die Festscheibe gepresst wird.
12. Dampfturbinenanordnung mit einer ersten Dampfturbine, mit einer zweiten Dampfturbine und einem zwischen der ersten
Dampfturbine und der zweiten Dampfturbine angeordneten
Strömungskanal, wobei die erste Dampfturbine und die zweite Dampfturbine einen gemeinsamen Läufer aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segmentplattenventil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in dem Strömungskanal angeordnet ist, wobei der Läufer in der Festscheibenaxialbohrung (10) der Festscheibe (8) angeordnet ist.
13. Dampfturbinenanordnung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnungen (16) der
Losscheibe (17) und der Festscheibe (8) axial fluchtend zu Turbinenschaufeln der zweiten Dampfturbine angeordnet sind.
14. Dampfturbinenanordnung gemäß einem der Ansprüche 12 oder
13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Läufer ein an die Innenfläche (11) der Festscheibenaxialbohrung (10) der
Festscheibe (8) angepasstes Dichtungselement (12) angeordnet ist.
15. Dampfturbinenanordnung gemäß einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) des Segmentplattenventils (1) mit einem Gehäuse des
Strömungskanals verbunden ist.
16. Dampfturbinenanordnung gemäß einem der Ansprüche 12 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Strömungskanal ein Entnahmeventil angeordnet ist.
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