Mehrgehäusige Dampfturbine, deren Hochdruckteil über ein Übersetzungsgetriebe auf die Welle des Niederdruckteils arbeitet. Die Erfindung betrifft eine mehrgehäu- sige Dampfturbine, deren Hochdruckteil über ein Übersetzungsgetriebe auf die Welle des Niederdruckteils arbeitet. Derartige Ge triebeturbinen sind vorwiegend für .die Ver arbeitung hoher Anfangsdrücke geeignet, da in solchen Fällen die Dampfvolumina auf der 13oehdruckseite klein sind, was kleine Rad durchmesser und hohe Umdrehungszahlen be dingt, wenn die Schaufelabmessungen nicht zu klein ausfallen sollen.
Ein weiterer Grund für die Wahl der eingangs erwähnten Bau art war der, dass die teuren Baustoffe, die beim Verarbeiten von hohen Temperaturen zu verwenden sind, dann nur für .den Aufbau des Hochdruckteils, der sogenannten Vor schaltturbine, zu verwenden sind, nicht aber auch für den Niederdruckteil.
Bis jetzt sind solche mehrgehäusige Tur binen mit Übersetzungsgetriebe zwischen dem Hoch- und Niederdruckteil als achsial durchströmte Turbinen ausgebildet worden. Im Gegensatz dazu ist der Hochdruckteil nach vorliegender Erfindung mindestens zum Teil als von innen nach aussen durchströmte Radialturbine ausgebildet; der Niederdruck teil ist dagegen in an sich bekannter Weise ganz als Achsialturbine ausgebildet.
Bei mehrgehäusigen Turbinen, bei denen der Hoch- und Niederdruckteil gleichachsig angeordnet sind, ist es allerdings bereits be kannt, den in einem eigenen Gehäuse unter gebrachten Hochdruckteil als Radialturbine und den Niederdruckteil als Achsialturbine auszubilden.
Die hiermit erstmalig vor geschlagene Ausbildung mindestens eines Teils des Hochdruckteils einer mehrgehäusi- gen Dampfturbine, deren Hochdruckteil über ein Übersetzungsgetriebe auf die Welle des Niederdruckteils arbeitet, als eine von innen nach aussen durchströmte Radialturbine be dingt eine ganze Anzahl besonderer Vorteile.
So einmal einen guten Wirkungsgrad, da die Umfangsgeschwindigkeit u des Läufers von innen nach aussen zunimmt und demzufolge die absoluten Austrittsgeschwindigkeiten c, äus den Leitschaufeln gegen den Aussen umfang hin auch gross gewählt werden müs sen, um ein günstiges Verhältnis u : c:, zu bekommen, was für die Erzielung eines guten Wirkungsgrades wichtig ist.
Demzufolge können .die gegen den Aussenumfang des Läufers der Radialturbine hin gelegenen Schaufeln verhältnismässig lang gewählt wer den, weil dort das Dampfvolumen bereits gross ist. Lange Schaufeln bedingen aber kleinere Spaltverluste. Wird das Gehäuse der Radialturbine aus zwei Hälften her gestellt, die in Richtung seines Umfanges aneinander gefügt sind, so ermöglicht die Bauart nach .der Erfindung ferner einen leichteren Zusammen- und Ausbau sowohl der Radial-, als auch der Achsialturbine. Zu folge der hohen Drehzahl, mit welcher die Radialturbine läuft, kann zudem der Durch messer ihrer Laufscheibe klein bemessen werden,
was wiederum annehmbare Achsial- schübe ergibt.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind ver schiedene Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes beispielsweise in verein fachter Darstellungsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 einen achsialen Schnitt durch eine Ausführungsform, bei welcher die Stufen der Radialturbine in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, während Fig. 2 einen achsialen Schnitt durch eine Ausführungsform zeigt, bei welcher die Stu fen des Hochdruckteils in zwei getrennten, in Reihe geschalteten Gehäusen unterge bracht sind;
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Hochdruckteil eine Druckstufe mit zwei Geschwindigkeitsstufen und eine dieser Druckstufe nachgeschaltete, von innen nach aussen durchströmte Radialturbine auf weist; Fig. 4 zeigt schliesslich eine Ausfüh rungsform mit vierteiligem Hochdruckteil, von dem eine erste Druckstufe mit zwei Ge schwindigkeitsstufen zusammen mit einer zweiten Druckstufe ein Ritzel antreibt, das in ein Zahnrad eingreift, mit dem ein zwei- tes, von zwei Radialturbinen des Hochdruck teils angetriebenes Ritzel zusammenarbeitet,
wobei diese zwei Radialturbinen in bezug aufeinander in Reihe geschaltet und jener zweiten Stufe nachgeschaltet sind.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine von innen nach aussen .durchströmte Radialturbine, wel cher der Dampf in Richtung des Pfeils A durch einen Stutzen 2 zuströmt. Der Läufer 3 dieser Turbine ist fliegend auf einer Welle 4 angeordnet, auf der das Ritzel 5 eines Übersetzungsgetriebes sitzt. 4' bezeichnet ein Kammlager, das zur Aufnahme .des Achsial- sehubes dient, und 4\ sind zwei Traglager für die Welle 4. Das Ritzel 5 greift in ein Zahnrad 6 ein, welches auf einer Welle 7 einer Niederdruckturbine 8 sitzt.
Der die Radialturbine 1 verlassende Dampf gelangt durch eine Leitung 9 in die ganz als Ach sialturbine ausgebildete Niederdruckturbine 8, aus der er bei 10 austritt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungs form besteht der rasch laufende Hochdruck teil aus zwei Radialturbinen 11, 12, deren Laufräder in getrennten Gehäusen unter gebracht und auf derselben Welle zu beiden .Seiten des gemeinsamen Übersetzungsgetrie bes 5, 6 angeordnet sind.
8 bezeichnet hier wiederum eine ganz als Achsialturbine aus gebildete Niederdruckturbine. Der Dampf gelangt bei dieser Ausführungsform durch den Stutzen 13 vorerst in die von innen nach aussen durchströmte Radialturbine 11 und hierauf .durch die Leitung 14 in die Radial turbine 12, die er gleichfalls von innen nach aussen durchströmt. Der Abdampf der Ra dialturbine 12 strömt durch eine Leitung 15 in die Achsialturbine B.
Um auch bei ganz hohen Drücken gute Wirkungsgrade und bei Teillast günstige Dampfverbräuche zu erhalten, ist es zweck mässig, den Hochdruckteil zum Teil als Druckstufe mit mindestens einer Geschwin digkeitsstufe und zum Teil als von innen nach aussen durchströmte Radialturbine aus zubilden und diese jener Druckstufe nachzu- schalten. Fig. 3 zeigt eine solche Ausfüh rungsform. In - dieser Figur bezeichnet 16 eine Druckstufe mit zwei Geschwindigkeits stufen, deren Laufrad in einem besonderen Gehäuse angeordnet ist und mindestens bei Teillast partial beaufschlagt wird.
Dieser Druckstufe 16 ist eine von innen nach aussen durchströmte, mit einem besonderen Gehäuse versehene Radialturbine 17 nachgeschaltet. Druckstufe 16 und die Radialturbine 17 trei ben auf dasselbe Ritzel 18, zu dessen beiden Seiten sie auf derselben Welle 19 angeordnet sind.
In Fällen, wo der Frischdampfdruck so hoch ist, dass .dessen Verarbeitung mit gutem Wirkungsgrad selbst in raschlaufenden Ra dialturbinen noch Schwierigkeiten bereitet, empfiehlt es sich, im Hochdruckteil zwei hintereinander geschaltete Radialturbinen und mindestens noch eine diesen vorgeschal tete Druckstufe mit mindestens einer Ge schwindigkeitsstufe vorzusehen. Fig. 4 zeigt eine solche Ausführung.
Hier weist der Hochdruckteil eine Druckstufe 20 mit zwei Geschwindigkeitsstufen, eine zweite Druck stufe 21 und zwei in Reihe geschaltete, von innen nach aussen durchströmte Radialturbi- nen 22, 23 auf, von denen die Radialturbine 22 den Abdampf der Druckstufe 21 erhält. Die Druckstufen 20, 21 sind auf derselben Welle 24 zu beiden Seiten eines von ihnen angetriebenen -Ritzels 25 angeordnet, wäh rend die Radialturbinen 22, 23 auf derselben Welle 26 zu beiden Seiten eines von ihnen angetriebenen Ritzels 27 angeordnet sind.
Die Ritzel 25, 27 greifen in dasselbe Rad 28 ein, das auf der Welle der Niederdrucktur- bine 29 sitzt, die als reine Achsialturbine ausgebildet ist.
Multi-casing steam turbine, the high-pressure part of which works on the shaft of the low-pressure part via a transmission gear. The invention relates to a multi-housing steam turbine, the high-pressure part of which works on the shaft of the low-pressure part via a transmission gear. Such gear turbines are mainly suitable for processing high initial pressures, since in such cases the steam volumes on the 13oehdruckseite are small, which causes small wheel diameters and high numbers of revolutions if the blade dimensions are not to be too small.
Another reason for choosing the type of construction mentioned at the beginning was that the expensive building materials, which are to be used when processing high temperatures, are then only to be used for the construction of the high-pressure part, the so-called upstream turbine, but not also for the low pressure part.
Up to now, such multi-housing turbines have been designed as turbines with a transmission gear between the high and low pressure parts. In contrast to this, the high-pressure part according to the present invention is at least partially designed as a radial turbine with a flow from the inside to the outside; the low pressure part, however, is designed entirely as an axial turbine in a manner known per se.
In multi-housing turbines, in which the high and low pressure parts are arranged coaxially, it is already known to design the high pressure part placed in its own housing as a radial turbine and the low pressure part as an axial turbine.
The design of at least part of the high-pressure part of a multi-housing steam turbine, the high-pressure part of which works via a transmission gear on the shaft of the low-pressure part, as a radial turbine with a flow from the inside to the outside, results in a number of special advantages.
So once a good efficiency, since the circumferential speed u of the rotor increases from the inside out and consequently the absolute exit speeds c, äus the guide vanes towards the outer circumference must also be selected large in order to get a favorable ratio u: c :. , which is important for achieving good efficiency.
Accordingly, the blades facing the outer circumference of the rotor of the radial turbine can be chosen to be relatively long because the steam volume is already large there. Long blades, however, result in smaller gap losses. If the housing of the radial turbine is made from two halves that are joined together in the direction of its circumference, the design according to the invention also enables easier assembly and disassembly of both the radial and the axial turbine. Due to the high speed at which the radial turbine runs, the diameter of its rotor disk can also be made small,
which in turn gives acceptable axial thrusts.
On the accompanying drawings, ver different embodiments of the invention are illustrated, for example, in a simplified manner of representation, namely shows: Fig. 1 is an axial section through an embodiment in which the stages of the radial turbine are housed in a single housing, while FIG shows an axial section through an embodiment in which the stages of the high pressure part are accommodated in two separate housings connected in series;
3 shows an embodiment in which the high-pressure part has a pressure stage with two speed stages and a radial turbine connected downstream of this pressure stage and with a flow through it from the inside to the outside; 4 finally shows an embodiment with a four-part high pressure part, of which a first pressure stage with two speed stages together with a second pressure stage drives a pinion that engages a gear with which a second, partly driven by two radial turbines of the high pressure Pinion works together,
these two radial turbines being connected in series with respect to one another and being connected after that second stage.
In Fig. 1, 1 denotes a radial turbine flowed through from the inside to the outside, to which the steam flows in the direction of the arrow A through a nozzle 2. The rotor 3 of this turbine is arranged overhung on a shaft 4 on which the pinion 5 of a transmission gear is seated. 4 'denotes a comb bearing which serves to accommodate the axial hub, and 4 \ are two support bearings for the shaft 4. The pinion 5 engages a gearwheel 6 which is seated on a shaft 7 of a low-pressure turbine 8.
The steam leaving the radial turbine 1 passes through a line 9 into the low-pressure turbine 8, which is designed entirely as an axial turbine, from which it exits at 10.
In the embodiment shown in Fig. 2, the fast-running high pressure part consists of two radial turbines 11, 12, the wheels of which are placed in separate housings and on the same shaft on both sides of the common transmission gear 5, 6 are arranged.
8 here again designates a low-pressure turbine designed entirely as an axial turbine. In this embodiment, the steam first passes through the nozzle 13 into the radial turbine 11, which flows through from the inside to the outside, and then through the line 14 into the radial turbine 12, which it also flows through from the inside to the outside. The exhaust steam of the Ra dialturbine 12 flows through a line 15 into the axial turbine B.
In order to achieve good efficiencies even at very high pressures and favorable steam consumption at part load, it is advisable to design the high-pressure part partly as a pressure stage with at least one speed stage and partly as a radial turbine with a flow from the inside to the outside and to simulate this pressure stage. switch. Fig. 3 shows such a Ausfüh approximate shape. In this figure, 16 denotes a pressure stage with two speed stages, the impeller of which is arranged in a special housing and is subjected to partial load at least at part load.
This pressure stage 16 is followed by a radial turbine 17 provided with a special housing, through which flow flows from the inside to the outside. Pressure stage 16 and the radial turbine 17 drive ben on the same pinion 18, on both sides of which they are arranged on the same shaft 19.
In cases where the live steam pressure is so high that it is still difficult to process it with good efficiency even in high-speed radial turbines, it is advisable to provide two radial turbines connected in series and at least one upstream pressure stage with at least one speed stage in the high-pressure section . Fig. 4 shows such an embodiment.
Here the high-pressure part has a pressure stage 20 with two speed stages, a second pressure stage 21 and two series-connected radial turbines 22, 23 with flow from the inside to the outside, from which the radial turbine 22 receives the exhaust steam of the pressure stage 21. The pressure stages 20, 21 are arranged on the same shaft 24 on both sides of a pinion 25 driven by them, while the radial turbines 22, 23 are arranged on the same shaft 26 on both sides of a pinion 27 driven by them.
The pinions 25, 27 mesh with the same wheel 28 that is seated on the shaft of the low-pressure turbine 29, which is designed as a purely axial turbine.