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Mehrgehäusige Kondensations-Dampfturbine
Die Erfindung betrifft eine mehrgehäusige Kondensations-Dampfturbine, bei der mehrere Nieder- druck-Turbinenteile koaxial zueinander und zu den Hoch- und Mitteldruckteilen angeordnet sind und alle diese Turbinenteile direkt einen Wechselstromgenerator und eine Erregermaschine antreiben. Solche Tur- binen sind im allgemeinen für Grosskraftwerke bestimmt und erfordern wegen der schweren Maschinen- sätze besonders ausgebildete Fundamente, die eine einwandfreie Abstützung aller Teile des Maschinen- satzes gewährleisten. Hiebei müssen Veränderungen des Spieles der rotierenden Teile, insbesondere der
Wellen in Stopfbüchsen und Lagern, bei allen im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen, die bei Gross- maschinen ein sehr merkbares Ausmass erreichen können, vermieden oder wenigstens auf ein unschädli- ches Mindestmass beschränkt werden.
Hiefür sind komplizierte und grosse Fundamente notwendig, wobei gegebenenfalls noch zusätzliche Tragkonstruktionen für einzelne Teile des Maschinensatzes erforderlich sind.
Bei einer bekannten mehrgehäusigen Kondensations-Dampfturbine der eingangs beschriebenen Art sind den Niederdruckteilen der Turbine Kondensatoren zugeordnet, die unter der Turbine starr am Boden des
Fundamentes abgestützt und durch flexible und dehnbare Rohrverbindungsstücke mit den Auslässen der Absaugkammer der Niederdruckteile der Turbine verbunden sind. Bei dieser bekannten Ausführung müssen alle Abschnitte des Maschinensatzes direkt am Fundament montiert sein. Ausserdem ist bei dieser bekannten Ausführung der Zusammenbau der Maschine wegen der getrennten Montage der Turbine und der Kondensatoren sehr umständlich. Wegen der nach der Montage aller Teile erforderlichen Herstellung der Verbindungen zwischen den Absaugkammern der Turbine und den Kondensatoren müssen Zugänge in den Unterraum des Fundamentes vorgesehen sein.
Zur Behebung dieser Nachteile zielt die Erfindung darauf ab, eine mehrgehäusige KondensationsDampfturbine so auszubilden, dass alle Niederdruckteile der Turbine zu einer Einheit zusammengebaut werden können und diese Einheit als Ganzes auf ein Fundament aufgesetzt werden kann und dass die kritischen Spiele der rotierenden Teile dem Einfluss der Wärmedehungen praktisch vollständig entzogen wer den.
Diese Ziele werden gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei einer mehrgehäusigen Kondensations-Dampfturbine der eingangs erläuterten Art die Abdampfkammern der Niederdruckteile und der Kondensator unmittelbar miteinander starr verbunden sind und eine Brückenkonstruktion bilden, die an einem Ende auf einem Tragblock aus bewehrtem Beton oder Stahl für die Hoch- und Mitteldruckteile der Turbine und am andern Ende auf dem entsprechenden Tragblock für den Wechselstromgenerator und die Erregermaschine aufruht.
Durch diese Verbindung des Kondensators mit den Abdampfkammem der Niederdruckteile ergibt sich ein fester brückenähnlicher Aufbau, so dass die kritischen Spiele der rotierenden Teile durch auf den Brückenaufbau einwirkende Kräfte praktisch nicht beeinflusst werden. Ausserdem vermindert die kompakte Anordnung der Abstützungen den erforderlichen Aufwand für die Betonfundamente und den Raumbedarf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Brückenkonstruktion an einem Ende verschiebbar gelagert und am andern Ende verankert, wodurch sich die Brückenkonstruktion allen beim Betrieb auftretenden thermischen Änderungen in günstiger Weise anpassen kann. Ein besonders vorteilhafter Aufbau der Brückenkonstruktion ergibt sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die seit-
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lich angeordneten Wasserkammern des Kondensators als ein Haupttragelement der Brückenkonstruktion aus- gebildet sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen schematisch in Seitenansicht bzw. im Grundriss bzw. in Endi ansicht eine erfindungsgemässe Dampfturbine, Fig. 4 ist ein-Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. l. Die
Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Abstützung des Kondensators auf einem an sich bekannten Federsatz in grösserem Massstab inAnsicht bzw. im Grundriss. Bei der in den Fig. l - 4 veranschaulichten Anlage besteht die Turbine aus einem Hochdruckteil l, einem Mitteldruckteil 2 und drei mit je zwei Abdampfkammern 10 versehenen Niederdruckteilen 12, 12' und 12", wobei alle Turbinenteile koaxial zueinander angeordnet und ) miteinander gekuppelt sind.
Der letzte Niederdruckteil 12"ist direkt mit einem Wechselstromgenerator 4 gekuppelt, der seinerseits mit einer Erregermaschine 5 gekuppelt ist.
Der Hochdruckteil l und der Mitteldruckteil 2 der Turbine sind gemeinsam auf einem am einen Ende des Fundamentes ausgebildeten Betonblock 6 abgestützt und der Wechselstromgenerator 4 und die Erreger- maschine 5 sind auf einem am andern Ende des Fundamentes angeordneten Betonblock 7 montiert.
Gemäss der Erfindung sind die Abdampfkammern 10 der Niederdruckteile 12, 12' und 12" unmittelbar starr mit einem Kondensator 9 verbunden, der in einer zwischen den beiden Betonblöcken 6 und 7 ausge- sparten Fundamentgrube 8 untergebracht ist. Infolge der starren Verbindung der Abdampfkammern 10 der
Niederdruckteile 12, 12' und 12" mit dem Kondensator sind die genannten Teile zu einer festen Brücken- konstruktion vereinigt, die an ihrem einen Ende auf dem den Hochdruckteil 1 und den Mitteldruckteil 2 der Turbine tragenden Betonblock 6 und an ihrem andern Ende auf dem den Wechselstromgenerator 4 und die Erregermaschine 5 tragenden Betonblock 7 des Fundamentes abgestützt ist und die Fundamentgrube 8 selbsttragend überbrückt. überbrückt.
Die Brücke ist an den Stellen A und B derart am Betonblock 6 verankert, dass zwar eine Ausdehnung in Richtung quer zur Turbinenachse auf den Auflagern R und T möglich ist, die Brücke aber am Beton- block in axialer Richtung festgehalten ist. Ausserdem ist die Brücke in ihrer Mittelebene an den Stellen C und D so verankert, dass die Mittelebene gegen. seitliche Verschiebung festgehalten ist. Der Schnitt- punkt X, der durch die Punkte C und D gehenden Mittelebene der Brücke mit der Verbindungslinie der
Verankerungspunkte A und B stellt daher einen Festpunkt der gesamten Brücke dar.
Das andere Ende der Brücke ist an den mit dem Betonblock 7 verbundenen Auflagern U und S frei ver- schiebbar.
Die übrigen Teile der Turbine, also die Hoch-, Mittel- und Niederdruckteile, sind alle mit dem dem
Punkt X benachbarten Ende der Brücke verbunden, so dass sie sich von diesem Punkt X weg thermisch aus- dehnen können. Sie werden aber durch übliche Führungssysteme V bezüglich der Achse des Turbinensatzes in der richtigen Lage gehalten.
Ein erheblicher Teil der Festigkeit des Brückenaufbaues rührt von den Wasserkammern 13 und 14 des
Kondensators her. Da diese wassergekühlt sind, ist die Gefahr von Verwerfungen oder andern thermischen
Verformungen stark vermindert. Die kühlende Wirkung des Wassers erstreckt sich infolge der Wärmelei- tung bzw. infolge des örtlichen Umlaufes von Wasser im Brückenaufbau von den Wasserkammer 13, 14 auch auf den oberen Teil des Brückenaufbaues 10.
Die Konstruktion gewährleistet, dass die kleinen Arbeitsspiele zwischen den umlaufenden und festste- henden Teilen der Turbine auch bei Einwirkung veränderlicher Kräfte auf den Brückenaufbau nicht unzu- lässig beeinflusst werden. Ein Extremfall in dieser Beziehung ergibt sich, wenn während des Turbinenbe- triebes infolge eines Schadens Wasser aus dem Kondensator verlorengeht. Dadurch wird die auf die Brücke einwirkende Gewichtsbelastung bis zu 251o vermindert und infolgedessen hebt sich die Mitte der Brücke unter Verminderung der Brückendurchbiegung gegenüber den Brückenenden an.
In diesem Falle muss der Gefahr vorgebeugt werden, dass sich gewisse Teile, wie z. B. Stopfbüchsen, quer zur Längsachse einer Welle nach oben bewegen, wodurch sich eine Verminderung der Arbeitsspiele und schwerwiegende Verreibungen der Welle ergeben könnten. Die erfindungsgemässe Brückenkonstruktion ist gegen derartige Einflüsse unempfindlich, weil die Turbinenwelle längs der Brücke auf dieser durch mehrere Lager K, L, M, N, P und Q abgestützt ist. Diese Lager bewegen sich in gleichem Ausmass wie die
Brücke selbst nach oben, so dass die Welle im ganzen die gleiche Durchbiegung wie die Brücke annimmt und die Arbeitsspiele daher im wesentlichen unbeeinflusst bleiben.
Wenn die Brückenkonstruktion entspre- chend stark dimensioniert ist, können die bei einer solchen Biegung in der Welle bzw. deren Abschnitten und in der Brücke auftretenden Beanspruchungen in annehmbaren Grenzen gehalten werden.
In manchen Fällen erweist es'sich in der Praxis als zweckmässig, dass ein Teil des Arbeitsgewichtes der Niederdruckturbinen und der Kondensatoren durch ähnlich wie bei elastischen Maschinenabstützungen
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ausgebildete Federanordnungen 11 aufgenommen wird. Diese Federn sind in der Kondensatormulde 8 an- geordnet und ruhen auf Sockelplatten 16 auf. Die Federvorspannung kann innerhalb gewisser Grenzen ein- gestellt werden.
Eine solche Federanordnung ist beispielsweise in den Fig. 5 und 6 genauer dargestellt. Zwischen einer an der Unterseite des Kondensators 9 entweder sich nur abstützenden oder mit ihm verbundenen Platte 22 und einer einstellbaren Platte 23 sind Druckfedern 21 angeordnet. Durch die Platte 23 sind Einstellschrau- ben 24 geschraubt, die sich an einer Grundplatte 25 abstützen, welche ihrerseits auf der Sockelplatte aus
Beton aufsitzt.
Durch Einschrauben der Schrauben 24 in die Platte 23 werden die Federn 21 stärker gespannt, wodurch der Anteil des von den Federn aufgenommenen Gewichtsanteiles der Brücke erhöht wird.
Die Erfindung ergibt einen einfachen inneren Gesamtaufbau der Niederdruckturbinen, des Kondensators und der unterstützenden Fundamente bei mehrströmigen Maschinen, beispielsweise bei der gezeigten Maschine mit sechsströmigem Auslass. Sie macht auch eine Betonunterstützung, die üblicherweise entlang der Seiten des Kondensators verläuft, unnötig und ermöglicht die Ausbildung einer insgesamt niedrigeren und kürzeren Maschine, was schliesslich die erforderliche Grösse der Fundamente und des Turbinenhauses sowie die Kosten dieser Teile vermindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrgehäusige Kondensations-Dampfturbine, bei der mehrere Niederdruckteile koaxial zueinander und zu den Hoch- und Mitteldruckteilen angeordnet sind und alle diese Turbinenteile direkt einen Wechselstromgenerator und eine Erregermaschine antreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdampfkammern (10) der Niederdruckteile (12, 12', 12") und der Kondensator (9) unmittelbar miteinander starr verbunden sind und eine Brückenkonstruktion bilden, die an einem Ende auf einem Tragblock (6) aus bewehrtem Beton oder Stahl für die Hoch- und Mitteldruckteile (1, 2) der Turbine und am andern Ende auf dem entsprechenden Tragblock (7) für den Wechselstromgenerator (4) und die Erregermaschine (5) aufruht.