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Zentrisch wärmebewegliche Verbindung von Gehäuseteilen bei Dampf- oder Gasturbinen
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Betriebszustandsänderungen der Turbine nur teilweise eliminieren und besitzen ausserdem noch den Nachteil, dass die aus dem eigentlichen Tur- binengehäuse natürlich abströmende Wärme- menge über die verhältnismässig grossen Berüh- rungsflächen einer Flanschverbindung in den
Getriebekasten bzw. in das thermisch ohnedies hoch beanspruchte Lager bevorzugt abgeleitet wird. Zu dieser Erwärmung durch Leitung kommt noch die Strahlungswärme. Durch die damit bedingte einseitige Erwärmung des Ge- triebekastens bzw. des Lagergehäuses besteht erhöhte Gefahr eines Verzuges des Getriebe- kastens bzw. Lagergehäuses, wodurch eine Ver- lagerung der Turbinenläuferachse erfolgen kann.
Wenn diese thermisch hervorgerufenen Ver- lagerungserscheinungen einen bestimmten, mecha- nisch bedingten Toleranzbereich überschreiten, ist mit Lager- und Labyrinthschäden, unter
Umständen mit einem Totalschaden der Turbine zu rechnen.
Es wurden auch Ausführungen eines Wärme- strahlungsschutzes bei Dampfturbinen bekannt, bei denen mittels eines zwischen dem Turbinen- gehäuse und dem Lagergehäuse angeordneten, doppelwandigen, von einem Kühlmittel durchflossenen Schirmes eine Erwärmung des Lagergehäuses durch Wärmestrahlung weitgehend vermieden wird. Die Verbindung der einzelnen Teile erfolgte aber wieder durch den wärmetechnisch ungünstigen Schraubflansch.
Einen Fortschritt gegenüber den bis jetzt bekanntgewordenen Ausführungen stellt die Anordnung gemäss der Erfindung dar, wobei nicht nur der Wärmeübergang durch direkte Leitung vom Turbinengehäuse zum Lagergehäuse bzw. dem Getriebekasten auf ein Mindestmass unter Wahrung der Vorteile einer zentrisch wärmebeweglichen Verbindung reduziert wird, sondern auch die Wärmestrahlung vom warmen zum kalten Gehäuseteil sehr klein gehalten werden kann.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung
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Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse bzw. Getriebekasten bei einer Dampfturbine mit
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fliegend angeordnetem Laufrad in Fig. 1 in einem Längsschnitt nach I-I in Fig. 2 und in Fig. 2 im Schnitt nach II-II in Fig. 1 dargestellt ist.
Mit 1 ist das Turbinengehäuse, mit 2 das Getriebe bzw. Lagergehäuse bezeichnet und 3 sind die zur zentrisch wärmebeweglichen Befestigung erforderlichen Radialbolzen. Die Radialbolzen 3 mit kreisförmigem, elliptischem oder beliebig geformtem Querschnitt werden durch Verschluss- schrauben J oderähnliche bekannteKonstruktionen gegen Verschiebung gesichert.
Der Getriebekasten bzw. das Lagergehäuse 2 ist mit kreissegmentförmigen Flanschen versehen, die so konzentrisch angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein radialer Spalt 4 verbleibt. Die Segmentflansche berühren sich nur auf einer relativ sehr kleinen Fläche 10. Die Anordnung der Flansche erfolgt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in der Form, dass sie oben und unten unterbrochen sind. Durch diese Ausnehmungen wird durch Kaminwirkung ein von der Umgebung gespeister Frischluftstrom von unten nach oben fliessen. Die im Zwischenraum zwischen Turbinengehäuse und Lager- bzw. Getriebegehäuse erwärmte Luft wird dann wieder an die Umgebung abgeführt. Zur Abschwächung der Wärmestrahlung ist zwischen Turbinengehäuse und Getriebekasten ein Schirmblech 6, das auch zur Frischluftführung dient, angeordnet.
Der Raum zwischen Turbinengehäuse 1 und Schirmblech 6 wird vorteilhaft mit einem wärmeisolierenden Stoff gefüllt, um die Temperatur des Schirmbleches durch Wärmestrahlung praktisch nicht zu beeinflussen. In Fig. 1 ist mit 7 der Turbinenläufer, mit 8 die Labyrinth-Wellendichtung mit Leckmengenabsaugeanzapfung 11 bezeichnet. 9 stellt eines der beiden Lager dar, in denen der Turbinenläufer geführt ist.
Durch die Verwendung von Radialbolzen als Verbindungselement und symmetrische Gestal- tung der erwähnten kreissegmentförmigen Flanschen wird ein Verziehen des Getriebekastens oder Lagergehäuses vollkommen verhindert. Die Wärmedehnungen des Turbinengehäuses werden durch die Radialbolzen 3 in radialer Richtung aufgenommen, so dass gegenüber der Turbinenläuferachse keinerlei Verlagerungen auch bei hohen Dampftemperaturen vorkommen. Dazu kommt noch durch Schaffung einer infolge natürlicher Wärmekonvektion bedingten Luftströmung zwischen den Gehäuseteilen eine zusätzliche Kühlung und eine Abschirmung der Wärmestrahlung des heissen Turbinengehäuses, so dass das bisher thermisch hoch beanspruchte Turbinenlager 9 praktisch keinerlei thermischen Beanspruchungen von der Dampfseite her ausgesetzt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zentrisch wärmebewegliche Verbindung zwischen dem eigentlichen Turbinengehäuse und dem Getriebekasten bzw. Lagergehäuse bei Dampf- oder Gasturbinen mittels Radialbolzen von beliebig geformtem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei symmetrisch angeordnete, kreissegmentförmige Flanschen sowohl am Turbinengehäuse (1) als auch am Ge-
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