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Einrichtung zur Abdichtung der Welle von Dampf- oder Gasturbinen in Abhängigkeit vom Druckgefälle in der Turbine
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Betrieb von Dampf- oder Gasturbinen in Ab- hängigkeit vom Druckgefälle in der Turbine, bei der die in Segmente unterteilten und radial geführten Stopfbüchsenabschnitte bei an- und ablaufender Turbine weit und bei voller Turbinen- leistung eng eingestellt werden.
Es sind bereits Verfahren oder Einrichtungen zur selbsttätigen Einstellung des Dichtungsspaltes bei Stopfbüchsen in den Zwischenwänden von
Dampf- oder Gasturbinen in Abhängigkeit von verschiedenen Belastungen bekanntgeworden. Der Nachteil bei den bekannten Verfahren, die im wesentlichen unterschiedliche Materialstärken bei der Befestigung der Stopfbüchsen gegenüber den sonstigen Turbinenteilen oder auch kegelig angeordnete Stopfbüchsen aufweisen, ist insbesondere darin zu sehen, dass kein eindeutiges enges oder weites Spiel entsprechend den Belastungszuständen eingestellt werden kann, weil die Lastwechsel unter Umständen sehr schnell erfolgen und somit die Wärmedehnungen sich nicht rechtzeitig auswirken können.
Ferner ist bei der Ausbildung derartiger Stopfbüchsen vorgeschlagen worden, die Stopfbüchse in einzelne Segmente zu unterteilen und diese Segmente in Stopfbüchsengehäusen radial zu führen.
Beim Betrieb von Dampf- oder Gasturbinen unter Berücksichtigung der Stopfbüchsenspiele kann es bei An- und Auslauf der Turbine beim Durchlaufen durch die kritischen Drehzahlen dazu kommen, dass die Stopfbüchsspitzen die Wellen berühren. Insbesondere bei schnellen Lastwechseln der Maschine sind die bekannten Einrichtungen nicht zu verwenden, weil sie nicht genügend schnell folgen können. Das würde dazu führen, dass die Stopfbüchsspitzen beim Anlaufen zerstört würden und nicht mehr genügend abdichten. Diesen Nachteil will die Erfindung beheben.
Die Erfindung besteht darin, dass jedes Segment mit einem federbelasteten Kolben verbunden ist, der in einer Zylinderbohrung gleitet, die durch das Druckgefälle in der Turbine entweder unmittelbar oder über eine durch ein Ventil zu schaltende Leitung beaufschlagt ist.
Der Vorteil der Erfindung ist, dass in der Zy- linderbohrung, in der ein federbelasteter Kolben mit dem Stopfbüchsensegment verbunden ist, die
Lage des Stopfbüchsensegmentes in Abhängigkeit vom Druckgefälle in der Turbine eindeutig fest- gelegt ist. Dabei kann die Zylinderbohrung ent- weder unmittelbar mit dem Druckgefälle in der
Turbine in Verbindung stehen oder es kann eine
Leitung vorgesehen sein, die entsprechend den
Lastwechseln der Maschine über ein Ventil geöffnet oder geschlossen wird. Bei geschlossener
Leitung wirkt dann lediglich die Federkraft.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die mit dem Kolben zusammenwirkende Feder eine Zugfeder ist, die das Stopfbüchsensegment von der Turbinenwelle abzieht.
Es ist aber auch ohne weiteres möglich, diese Feder als Druckfeder auszubilden, die das Stopfbüchsensegment an die Welle andrückt, wobei dann aber die Zylinderbohrung mit dem Abdampfstutzen der Turbine verbunden ist. Weiterhin ist auch eine Ausbildung des Stopfbüchsensegmentes mit einer hammerkopfartigen Führung, die an sich bekannt ist, denkbar. Hiebei kann das Stopfbüchsensegment ohne Zwischenschaltung von Kolben od. dgl. durch Federkraft und Druckgefälle an die Welle angepresst oder von der Welle abgehoben werden.
In der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung wiedergegeben.
In Fig. l ist im Stopfbüchsengehäuse 11 das Stopfbüchsensegment 12 in Richtung zur Welle 13 hin beweglich angeordnet. Mit dem Stopfbüchsensegment ist ein Kolben 14 verbunden, der in der Zylinderbohrung 15 geführt ist. Durch die Zugfeder 16 wird das Stopfbüchsensegment von der Welle abgezogen, u. zw. um den Betrag des Spieles s. Links vom Stopfbüchsengehäuse sei der Druck Pi und rechts vom Stopfbüchsengehäuse der Druck P angenommen. Die Kammer 15 ist mit dem Druckgefälle in der Turbine durch einen Kanal 17 verbunden. Bei geringem Druckgefälle in der Turbine (P1-P2) zieht die Feder das Stopfbüchsensegment von der Welle ab.
Bei steigender Maschinenleistung und mit dem sich aufbauenden Druck in der Turbine wird der
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Druck P 1. grösser als der Druck P 2'so dass die Federkraft überwunden wird und das Segment in Richtung zur Welle verstellt wird.
In der Fig. 2 sind zwei nebeneinanderliegende Stopfbüchsensegmente gezeigt, die ebenfalls je mit einem Kolben in Verbindung stehen. Die Kolben sind durch die Druckfedern 18 belastet, so dass die Stopfbüchsensegmente an die Welle angedrückt werden. Die Zylinderbohrungen für die Kolben sind über Ventile 19 und 20 entweder mit dem Abdampfstutzen der Turbine oder mit einem Raum niederen Druckes ausserhalb der Turbine verbunden. Beim An- und Auslauf der Turbine werden die Ventile geöffnet, so dass bei den angenommenen Drücken in der Fig. 2 P 4 < P 2 und P 5 < P 3 wird. Dadurch heben die Segmente von der Turbine ab.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Abdichtung der Welle von Dampf- oder Gasturbinen in Abhängigkeit vom Druckgefälle in der Turbine, bei der die in Segmente unterteilten und radial geführten Stopfbüchsenabschnitte bei an- und ablaufender Turbine weit und bei voller Turbinenleistung eng ein- gestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment (12) mit einem federbelasteten Kolben (14) verbunden ist, der in einer Zylinderbohrung (15) gleitet, die durch das Druckgefälle in der Turbine entweder unmittelbar oder über eine durch einVentil (19 oder 20) zu schaltende Leitung beaufschlagt ist.