CH250480A - Zweiflutige Gasturbine. - Google Patents

Description

      Zwei$utige    Gasturbine.    Es     ist    bei grossen     Dampfturbineneinheiten     bekannt, zwei     Niederdruckteile    in einem     Ge-          häu2e    zu einer     sogenanuten        "doppelflutigen"          Turbine    zu     vereinigen,    wobei ein Drucklager  an einem der beiden Enden der     Turbine    da  für sorgt, dass der Läufer gegenüber dem Ge  häuse seine Lage wahrt,

   so dass die Schau  felspiele axial und radial angenähert und  für den     praktischen    Betrieb genügend genau  eingehalten     werden.     



  Dies ist bei Dampfturbinen ohne weiteres  möglich, weil der     Niederdruckteil    sehr  mässigen Temperaturen von im Mittel nicht  über 80  C unterworfen     ist,    welche verhält  nismässig     kleine    Dehnungen im     Gefolge     haben.

   Nicht so bei     Gasturbinen.    Bei     zwei-          oder    mehrstufigen     Gasturbinenanlagen    wird  in der Regel zwischen je     zwei    Stufen     die          Gastemperatur    wieder auf die Anfangs  temperatur des Prozesses oder zum min  desten auf :eine dieser     angenäherte    Tempera  tur gebracht. Eine     zweiflutip        Gasturbine     hat deshalb     mittlere    Temperaturen     in    der  Grössenordnung von 500 C.

   Die Dehnungen  von Läufer und Gehäuse und auch     die        rela-          tive    Dehnung zwischen Läufer und Gehäuse  sind     deshalb    so gross, dass es nicht ohne       schwerwiegende    Nachteile möglich ist, die  beiden Teile, Läufer und Gehäuse,

   von     einem     am Ende der     Turbine    befindlichen     Fixpunkt     aus sich dehnen zu     lassen.    Es     entstehen    dabei  absolute Dehnungen von     Gehäuse    und Läufer  bis zu 20 und mehr mm und     relative    Dehnur  gen zwischen     diesen    zwischen 5 und 10 mm.

      Diese relativen     Dehnungen    wirken sich auf       das        Schaufelspiel    .der beiden in entgegen  gesetzten     Richtungen    durchströmten Hälften  der     Turbine    so aus, dass in     einer        derselben          das    Spiel     vergrössert,        in    der     andern    verklei  nert wird, und zwar gilt dies sowohl für die  radialen als auch für die axialen Spiele.

   Da=  durch wird     einerseits    der Wirkungsgrad des       einen        Turbinenabschnittes    stark beeinträch  tigt und     anderseits    die Betriebssicherheit des  andern     vermindert,    indem die Schaufeln zum  Streifen kommen können und sich starke Än  derungen im Endschub der Turbine     ergeben,     denen unter Umständen das Drucklager nicht  gewachsen     ist.     



  Dieser Übelstand     wird    gemäss der Erfin  dung dadurch behoben, dass     der    Rotor einer       zweiflutigen    Gasturbine in deren     Stato.r        ver-          mittels    zweier in axialer     Richtung    verschieb  bar     angeordneter        Drucklager    so gehalten       wird,

          dass    die senkrecht auf der     Rotorachse     stehende     Symmetrieebene    der beiden     Be-          schauflungshälften        des    Rotors unter allen       Betriebsverhältnissen    angenähert mit der ent  sprechenden     Symmetrieebene    der     Beschauf-          lung    des     Stators        zusammenfällt.     



  In der     Zeichnung    sind mehrere     Aus-          führungsbeispiele    einer     :solchen        zweiflutigen     Gasturbine dargestellt.  



       Fig.    1 stellt im     Längsschnitt        eine        Gas-          turbine    mit zwei ausserhalb der     Turbine    se  parat     aufgestellten    verschiebbaren Druck  lagern dar:           Pig.    2 und 3 zeigen in     Aufriss    und     Grund-          riss    eine     vorteilhafte    weitere Ausbildung der       Erfindung    durch eine zweckmässige Gleitkeil  führung     des        Turbinengehäuses.     



       Fig.    4 bis 6     stellen    in Längsschnitt,       Grundriss    und     Ansicht    in Richtung der hori  zontalen     Mittelachse    eine Gasturbine mit auf  dem Turbinengehäuse selbst abgestützten       verschielbbaren    Drucklagern dar.  



       Fig.    7 und 8 zeigen im     Längsschnitt    Aus  führungsformen der verschiebbaren Druck  lager in grösserem     Massstabe.     



  Sowohl     der    Rotor     a        (Fig.    1) als auch das  Gehäuse b sind, bezogen auf die Mittelebene  1-2,     symmetrisch,    und die beiden Druck  lager<I>c, d,</I> welche nach     Fig.    7 und 8     feder-          belastet    sind, sorgen dafür, dass die     Symme-          trieebene    1-2 der beiden     Beschauflungshälf-          ten    des Rotors, welche senkrecht auf dessen  Achse steht,

   unter allen     Betriebsverhältnissen          angenähert    mit der     entsprechenden    Symme  trieebene der     Beschauflung    des     Stators    zu  sammenfällt.

       Erleichtert    wird dies, wenn das  Gehäuse in den beiden Symmetrieebenen 1--2       senkrecht    zur Welle und     3-4,    welch letztere  eine senkrechte     Agialebene        ist        (Fig.    2 und 3),  durch     Gleitkeile    e, f so geführt wird, dass  selbst bei .den grossen Längs- und     Quer-          dehnungen,        denen    das     Gehäuse    bei den       starken        Temperaturänderungen    unterworfen  ist,

   der     Schnittpunkt    der     Schnittgeraden    der  beiden Symmetrieebenen mit     der    Achse un  beweglich     bleibt.    Statt die Lager, wie in       Fig.    1 dargestellt, auf     separate    Lagerböcke       abzustützen,    können die verschiebbar gelager  ten Drucklager c, d auch nach     Fig.    4, 5 und 6  auf dem     Turbinengehäuse    selbst     abgestützt     sein.

   Sie verschieben sich dann bei einer Aus  dehnung des Gehäuses mit     diesem,    so dass  sich auf die     Stellung    der Drucklager nur die  Differenz der     Dehnungen    von Gehäuse     und     Läufer     auswirkt.    Auf diese Weise     wird    die  relative Bewegung des Druckkammes zum       LageTgehäuse    und     damit    die Änderung der       Federspannung        vermindert.    Es     ist    zweck  mässig, die Federn g, h der beiden Druck  lager, wie in     Fig.    7 und 8 gezeigt, so anzu  ordnen,

   dass     sie    gegen die Mitte 1-2 der         Maschine    drücken. Sie werden     dann    bei der  Dehnung des Rotors     a    stärker gespannt, was  erwünscht ist, da der stärkeren Dehnung  auch eine höhere Belastung der Maschine ent  spricht, bei der grössere     Schubkräfte    auf die       Beschauflung    auftreten können.  



  Der Rotor kann sich also zwar verlän  gern, aber nur vom Mittelpunkt aus nach  beiden Seiten, indem     Richtkräfte    auf die La  ger     ausgeübt    werden, welche diese     Mittellage          aufrechterhalten..     



  Auch ist es- zweckmässig, diesen Federn       eine        Vorspannung    zu geben, damit der Rotor  im     Stillstand    und beim Anfahren schon ge  nügend starke Richtkräfte erfährt.  



  Bei der Auslösung einer     einseitig    wirken  den     Kraft,    wie beispielsweise einer Reibungs  kraft in der     Kupplung,    welche das Verblei  ben des     Rotarmittels    in der Symmetrieebene  vorübergehend stören kann, würde unter  Umständen durch die     Änderung    der Feder  kräfte     einerseits    und des     Endschubes    infolge       Spieländerung    anderseits ein Pendeln des  Rotors auftreten     können.    Um dies zu verhin  dern, kann man, wie     in        Fig.    7 und 8 gezeigt,

    den Träger .der     Drucklagersegmente    als Kol  ben ausbilden, welcher     zusammen    mit dem       Federgehäuse        .einen        zylindrischen    Raum bil  det, der, mit<B>01</B> gefüllt, durch starke Dämp  fung     eine    solche     Pendelbewegung    verhindern  oder rasch abdämpfen wird.  



  Statt     vermittels    Federn kann man die       Drucklagersegmente    auch durch     Öldruck    be  lasten, nur ist dann dafür zu sorgen, dass bei       einer    Verschiebung des Rotors der     Öldruck     auf der einen     Seite    steigt, und zwar so, dass  diese     Drucksteigerung    den Rotor wieder in  seine     ursprüngliche    Lage zurückzuführen  sucht.

   Dazu wäre es nur nötig, die     in        Fig.    7  und 8     gezeichneten    Federräume, statt sie mit  Federn auszurüsten,     mit        ,Öl    von entsprechen  dem Druck zu     speisen    und dessen Einfüh  rung in     diesen    Raum durch die     Kanten    der  dort     gezeichneten        Dämpfungskolben    so zu  steuern,

   dass bei einer     unsymmetrischen    Be  wegung des Rotors aus der     Mitte    die oben       beschriebene        Druckänderung        entsteht.  

Claims (1)

1. PATP,NTANSPRtOll Zweiflutige Gasturbine, dadurch gekenn zeichnet, dass deren. Rotor (a) in ihrem Stator (b) vermittels zweier in axialer Richtung verschiebbar angeordneter Drucklager <I>(c, d)</I> so gehalten wird, dass die Symmetrieebene, (1-2) der beiden Beschauflungshälften des Rotors, welche senkrecht auf dessen Achse steht,

   unter allen Betriebsverhältnissen an genähert mit der entsprechenden Symmetrie ebene der Beschauflung des Stators zusam menfällt.

   UNTERANSPRüCHE.: 1. Zweiflutige Gasturbine nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass deren Gehäuse (b) in den beiden Symmetrieebenen, von denen die eine (1-2) senkrecht zur Welle und die andere (3--4) die senkrechte 9xialebene ist, durch Gleitkeile<I>(e, f)</I> so ge führt ist, dass selbst bei den grossen Längs- und Querdehnungen,

   denen das Gehäuse bei den starken Temperaturänderungen unter worfen ist, der Schnittpunkt der Schnitt- .geraden der beiden Symmetrieebenen mit der Achse unbeweglich bleibt.

   2. Zweiflutige Gasturbine nach Patentaa- spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, .dass die beiden verschiebbar an geordneten Drucklager<I>(c, d)</I> auf dem Tur- binengehäuse (b) abgestützt sind, so dass sich nur Differenzen zwischen den Dehnungen von Rotor (a) und Stator (b) auf die elastische Lagerung auswirken.

   3. Zweiflutige Gasturbine nach Patentau sprueh und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden verschiebbaren Lager (c, d) durch Federn<I>(g,</I> h) gegen die vertikale Symmetrieebene (1-2) der Turbine gedrückt werden. 4.

   Zweiflutige Gasturbine nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 3, da durch gekennzeichnet, dass die Federn<I>(g, h)</I> mit Vorspannung montiert sind, so dass die sich entgegenwirkenden Federkräfte der bei den Drucklager (c, d) auch im kalten Zu stande ein gewisses Mass nicht unterschreiten, damit der Rotor (a) von Anfang an eine ge- wisse Richtkraft erfährt.

   5. Zweiflutige Gasturbine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden verschiebbaren Lager <I>(c, d)</I> durch Drucköl gegela die ver- tikale Symmetrieebene (1-2) der Turbine gedrückt werden.

   6.Zweiflutige Gasturbine nach Patentan spruch und Unteranspruch . 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die beweglichen Druck lager (c, d) so angeordnet sind, dass rasche Bewegungen der Lager gedämpft werden.

   7. Zweiflutige Gasturbine nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1, 3 und 6, da durch gekennzeichnet, dass die Federräume hinter den Drucklagern (c, d) mit Öl gefüllt und so ausgebildet sind, dass sie mit den Trä gern der Segmente der Lager je einen Zylin- derraum bilden, in welchem sich der Träger wie ein Kolben bewegt.