Dampf- oder Gasturbine. Dampf- oder Gasturbinen, deren Welle in den Stopfbüchsen gleich grosse Durchmesser hat, die aber grösser sind als die Wellen durchmesser in den Lagern, sind bekannt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Wellendurchmesser in den Stopfbüchsen gleich denen in den Lagern auszuführen, um die Undichtigkeitsverluste nach Möglichkeit zu verringern. Bei hohem Stopfbiichsendruck bleiben aber trotzdem die LTndichtigkeitsver- luste verhältnismässig gross und die Stopf büchsen müssen sehr lang sein, was besonders bei Grossdampf- oder Grossgashochdrucktur- binen nachteilig wirkt.
Die Beseitigung dieser Übelstände ist der Zweck der vorliegenden Erfindung. Sie be steht darin, dass die Welle des Turbinenrotors in den Stopfbüchsen ungleiche Durchmesser besitzt, welche kleiner sind als die Durch messer der Welle in den Lagern, um dadurch die Undichtigkeitsverluste besonders in Hoch druckturbinen zu verringern und um mit ver hältnismässig kurzen , Stopfbüchsen auszu kommen. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist r der Rotor einer Hochdruckturbine, bei welchem die Laufscheiben mit der Welle aus einem Stück bestehen;<I>1</I> ist das vordere, h. das rückwärtige Turbinenlager, k das Kamm lager, s ist die vordere und si die rückwär tige Hochdruchstopfbüchse. Die Wellendurch messer sind in den Stopfbüchsen mit d, dt und in den Lagern mit dz und da bezeichnet. Die punktierte Linie f veranschaulicht die Durchbiegung der Welle des Turbinenrotors r.
Wenn ausserhalb der Lager 1, li Stützen vor gesehen sind, wie dies beispielsweise durch entprechende Ausbildung des Kammlagers k erfolgen kann und durch die Auflagefläche 12 (Fig. 1) kenntlich gemacht ist, dann wird die Durchbiegung des Turbinenrotors r nicht nach der Linie f, sondern viel günstiger nach der strichpunktierten Linie fi verlaufen.
Dadurch wird erreicht, dass die kritische Drehzahl des Turbinenrotors erhöht wird, und die Wellen- durchmesser, insbesondere in den Stopfbüchsen sehr klein und daher auch die Baul#inge der Stopfbüchsen verhältnismässig kurz gehalten werden kann.
Die Wellendurchmesser d, di sind hierbei kleiner als die Wellendurchmesser d:, d3 und unter Berücksichtigung, dass sich die durch die mechanische Energieübertragung bedingte Torsionsbeanspruchung vom ersten Laufrad nach rückwärts über das Lager 1i überträgt, ist der Wellendurchmesser d in der vordern Stopfbüchse bedeutend kleiner aus geführt als der Durchmesser di in der rüek- wärtigen Stoffbüchse si,
wodurch vorteilhafter weise die unter dem höchsten Treibmittel druck und kleinem spezifischen Treibmittel volumen stehende Hochdruckstopfbüchse s und deren Wellendurchmesser d am kleinsten ausfallen.
Um auch die Undichtigkeitsverluste inner halb der Turbine auf das Mindestmass herab zusetzen, sind die zwischen den einzelnen Laufrädern des Turbinenrotors r befindlichen Wellendurchmesser nicht grösser als der Wel lendurchmesser di in der hintern Stopfbüchse. Vorteilhaft nehmen die Wellendurchmesser zwischen den Laufrädern vom Durchmesser d in der vordern Stopfbüchse bis auf den Durch- m,esser di in der rückwärtigen Stopfbiichse allmählich zu, wie dies auch beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist.
Es bleiben hierbei trotz der allmählich zunehmenden Wellen durchmesser die Undichtigkeitsverluste gering, da der fortschreitenden Ausdehnung des Treib mittels in der Turbine entsprechend der Treib- mitteldruck kleiner und das spezifische Treibmittelvolumen grösser wird.
Uin die Teilung der auf dem Rotor be findlichen Stopfbüchsenteile zu vermeiden und deren .Montage und Demontage zu verein fachen, können an den Lagerstellen 1, 1i be sondere Büchsen auf die Turbinenwelle auf gesetzt werden, damit die Lager die notwen digen Durchmesser d_ und ds erhalten.
Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig.:2 ist ausserhalb des Lagers l eine besondere Stütze 1,3 vorgesehen, wodurch die Durch biegung des Turbinenrotors nicht nach der punktierten Linie f, sondern nach der strich. punktierten Linie fi verläuft. Im übrigen ist die Anordnung ähnlich der Fig. 1.
Die Stützen zwecks Verminderung der Durchbiegung, Erli;hung der kritischen Dreh zahl oder Verringerung der Wellendurch messer, besonders in den Stopfbüchsen, kön nen selbstverständlich nach Notwendigkeit in beliebiger Zahl an den jeweils geeignetsten Stellen angebracht und hiefür auch entspre chende Maschinenteile der Turbine, wie bei spielsweise das bereits vorerwähnte Kamm lager in geeigneter Weise ausgebildet und verwendet werden.
Steam or gas turbine. Steam or gas turbines whose shaft in the stuffing box has the same diameter, but which are larger than the shaft diameter in the bearings, are known. It has also already been proposed that the shaft diameters in the stuffing boxes should be designed to be the same as those in the bearings, in order to reduce leakage losses as far as possible. At high stuffing box pressure, however, the leakage losses remain relatively large and the stuffing boxes must be very long, which is particularly disadvantageous in the case of large steam or large gas high-pressure turbines.
Eliminating these inconveniences is the purpose of the present invention. It consists in the fact that the shaft of the turbine rotor in the stuffing boxes has unequal diameters, which are smaller than the diameter of the shaft in the bearings, in order to reduce the leakage losses, especially in high-pressure turbines, and to come out with relatively short stuffing boxes . The drawing shows a schematic representation of two exemplary embodiments of the invention.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, r is the rotor of a high-pressure turbine, in which the running disks and the shaft consist of one piece; <I> 1 </I> is the front, h. the rear turbine bearing, k the comb bearing, s is the front and si the rear high-pressure stuffing box. The shaft diameters are marked d, dt in the stuffing boxes and dz and da in the bearings. The dotted line f illustrates the deflection of the shaft of the turbine rotor r.
If outside the bearings 1, li supports are seen in front, as can be done, for example, by appropriate design of the comb bearing k and is indicated by the support surface 12 (Fig. 1), then the deflection of the turbine rotor r is not according to the line f, but run much cheaper after the dash-dotted line fi.
The result is that the critical speed of the turbine rotor is increased and the shaft diameter, especially in the stuffing boxes, can be kept very small and therefore the length of the stuffing boxes can be kept relatively short.
The shaft diameters d, di are smaller than the shaft diameters d :, d3 and taking into account that the torsional stress caused by the mechanical energy transfer is transferred backwards from the first impeller via the bearing 1i, the shaft diameter d in the front stuffing box is significantly smaller listed as the diameter di in the backward cloth can si,
as a result, the high pressure stuffing box s and its shaft diameter d which are under the highest propellant pressure and the small specific propellant volume are the smallest.
In order to reduce the leakage losses within the turbine to a minimum, the shaft diameters between the individual impellers of the turbine rotor r are not larger than the shaft diameter di in the rear stuffing box. Advantageously, the shaft diameters between the running wheels gradually increase from diameter d in the front stuffing box to diameter di in the rear stuffing box, as is also shown, for example, in FIG.
In spite of the gradually increasing shaft diameter, the leakage losses remain low, since the propellant pressure becomes lower and the specific propellant volume increases as the propellant expands in the turbine.
In order to avoid the division of the stuffing box parts on the rotor and to simplify their assembly and disassembly, special sleeves can be placed on the turbine shaft at bearings 1, 1i so that the bearings have the necessary diameters d_ and ds .
In the embodiment according to FIG. 2, a special support 1, 3 is provided outside the bearing 1, whereby the bending of the turbine rotor is not according to the dotted line f, but according to the dashed line. dotted line fi runs. Otherwise, the arrangement is similar to FIG. 1.
The supports for the purpose of reducing the deflection, achieving the critical speed or reducing the shaft diameter, especially in the stuffing boxes, can of course be attached in any number as required at the most suitable points and for this purpose also corresponding machine parts of the turbine, as in For example, the already mentioned comb stock can be designed and used in a suitable manner.