Axialbeaufschlagte Dampf- oder Gasturbine mit eingesetztem Träger für die Leitschaufeln. Es ist bekannt, bei axialen Dampf- oder c-lasturbinen einen besonderen Träger für die Leitschaufeln vorzusehen, der mit dem Ge häuse an einer in bezug auf die Ausdehnung möglichst. neutralen Stelle verbunden ist, während dessen freies Ende innerhalb des Gehäuses verschiebbar gelagert ist.
Der zwi schen Gehäuse und Tragkörper vorhandene Ringraum ist hierbei durch Ringrippen in verschiedene Abteile zerlegt, so dass sie zwar einen Druckausgleich zwischen den einzelnen Abteilen zulassen, aber einen Kreislauf und damit einen Temperaturausgleich des den Ringraum anfüllenden Treibmittels erschwe ren. Das verfolgte Ziel, in jedem Abschnitt annähernd die Temperatur zu erreichen, wie sie das, zugehörige Teilstück der Innenwand des Tragkörpers besitzt, kann hierbei nur sehr unvollkommen erreicht werden, weil sich infolge des, Druckausgleiches zwischen den Abteilen während des Betriebes innerhalb des ganzen Ringraumes der gleiche Druck ein stellen wird.
Die Folge davon ist, dass der Tragkörper in seiner ganzen Länge sich nicht dem Temperaturverlauf in den aufeinander folgenden Stufen anzupassen vermag und daher wegen der unterschiedlichen Wärme dehnung gegenüber dem Turbinenläufer die Spaltabmessungen zur Erreichung hoher Be- 1:riebssicherheit und kurzer Anlaufzeiten im mer noch grösser gewählt werden müssen, als die Rücksicht auf einen wirtschaftlichen Be trieb erfordert.
Man hat auch schon durch Ringrippen dampfdicht voneinander getrennte Ringkam mern bei solchen Tragkörpern vorgeschlagen, die jedoch in ihrer radialen Ausdehnung durch das umhüllende Gehäuse gehindert wer den und durch ihr Festklemmen auch eine axiale BewegunK des Tragkörpers nicht zu lassen.
Man hat ferner vorgeschlagen, ein oder- mehrere mit dem Turbinengehäuse zusammen gegossene und allseitig von Treibmittel um spülte Tragzylinder zur Aufnahme der Leit- scheiben oder Zwischenböden vorzusehen. Da aber dort die feste Verbindung zwischen dem Tragkörper und dem Gehäuse auf der vom Drucklager abgewandten Seite liegt, ergibt sich der Nachteil, ,dass die axialen Ausdeh nungsmöglichkeiten des Tragkörpers und des Laufkörpers einander entgegengesetzt ge richtet sind.
Dies führt dazu, dass bei wech selnden Betriebs- und Erwärmungszuständen die Axialspiele zwischen Leit- und Laufschau feln und in den .Stopfbuchsen sieh in unzu lässigem Ausmass ändern, so dass ,die Gefahr des Anstreifens zwischen dem umlaufenden und dem feststehenden Teil besteht.
Diese Schwierigkeiten werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass bei einer Axialturbine mit eingesetztem Tragkörper auf die Länge des Tragkörpers verteilte, mit dem Arbeitsmittelraum in Verbindung stehende Ringkammern gegeneinander durch Dichtun gen abgeschlossen sind, die bei wechselnder Erwärmung eine freie Bewegung des Trag körpers in radialer und axialer Richtung zu lassen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführung veranschaulicht, worin Fig. 1 einen Längsschnitt der Turbine, Fig. \? eine Ansicht auf die Gehäuseteilfuge und Fig. 3 bis 10 bauliche Einzelheiten der genannten Dichtungen darstellen.
Es bezeichnen 1 das Turbinengehäuse, 2 den eingesetzten Tragkörper, 3 den Turbinen läufer und 4 die Dampfzuführung. Der Trag körper 2 ist auf der Seite des Drucklagers 5 durch Nut 6 und Kamm 7 an dem Gehäuse 1 in axialer Richtung gehalten. Auf der Aussen seite des Tragkörpers sind Ringkammern 8 angeordnet., die z. B. durch geteilte Kolben ringe 9 gegeneinander abgedichtet und durch Bohrungen 10 mit einer geeigneten Turbinen stufe verbunden sind.
Hierdurch strömt Dampf in die Zwischenkammern 8 und heizt diese allseitig auf die mittlere Stuferrtempe.- ratur auf, so dass die Erwärmung und Wärmeausdehnung des Tragkörpers bei allen Betriebszuständen derjenigen des Läufers entspricht. Die Dichtungen 9 lassen hierbei eine freie Ausdehnung des Tragkörpers zu. Tim in gleicher Weise unzulässige Verände rungen der Axialspiele in der hintern Stopf buchse zu vermeiden, ist das Stopfbüehs- gehäuse 17 mit dem Tragkörper 2 fest ver bunden.
Die Dieht.uneen 9 können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Bei der Ausführungs- form nach Fig. 3 und 4 handelt es sich um einen axial und radial geteilten Ring 11, 13, der aus vier Halbringen besteht, die um 90 zueinander versetzt eingebaut werden. Die Stossenden der Halbringe sind so ausgebildet, da.ss sie sich gegenseitig derart überlappen., dass bei Vergrösserung des Spaltes 12 bei zu nehmender Ausdehnung des Gehäuses ein Überströmen von Dampf radial nach innen oder aussen verhindert wird.
Die eine Seite von zwei Halbringen ist keilförmig ausge bildet und greift in die entsprechend V-för mig ausgebildete andere Seite der zwei andern Il:albringe ein; dadurch wird erreicht., dass die Halbringe in ihrer Federung derjenigen eines ganzen Ringes nahekommen; ausserdem wird durch die Keilwirkung ein axialer An- pressdruck gegen die Nut im Tragkörper er zeugt. Naturgemäss kann auch die Ringnut statt im Tragkörper auch im Gehäuse selbst vorgesehen sein, so dass die radialen Anpres- sungsdriicke in umgekehrter Richtung wir ken.
An Stelle von geteilten Dichtungsringen <B>1.1,</B> 13 können auch nachgiebige Rohrringe 14 (Fig. 5) oder Federringe 15 (Fig. 6) von halbkreisförmigem Querschnitt verwendet werden. Die gleiche Wirkung wird auch er zielt, wenn Dichtungen aus in Ringnuten eingestemmten, viertelkreisförmig abgeboge nen Federbleelren 16 (Fig. 7) verwendet wer den.
Um die Federwirkung zu erhöhen, kön nen die gemäss Fig. 5 geformten Rohrringe aus mehreren ineinandergesteckten schwachen Rohren bestehen. Auch können die gemäss Fig. 6 geformten Federringe von halbkreis förmigem Querschnitt und die gemäss Fig. 7 geformten abgebogenen Federbleche aus meh reren Lagen hergestellt sein. Gemäss Fig. 8 bis 7.0 besteht.
der im Gehäuse 1 und im Trag körper 2 eingesetzte Dichtungsring 18 aus mehreren übereinandergelegten Halbring- Blechlamellen. Diese Blechlamellen sind an ihrem äussern und innern Umfange durch Schweissen oder Nieten zu einem Körper ver einigt.
Die einzelnen Dichtungsringe, die die mit Dampf geeigneter Temperatur gefüllten Ringkammern gegeneinander abschliessen, sind zwischen je zwei Spannringen 19, 20 und 21, 22 im Gehäuse sowie im Tragkörper ein gespannt und mit diesen Spannringen durch Lippensclrweissung verbunden. ,An der Ge- häuset.cilfuge sind die Halbringlamellen durch Lberlappung (Fig. 10) dampfdicht. mitein ander verbunden.
Infolge der hohen Elastizität der aus La mellen zusammengesetzten Dichtungsringe wird ein Gleiten derselben an der Gehäuse wandung oder an dem Tragkörper bei Wärme dehnung des letzteren vermieden, so dass eine sonst durch Gleiten verursachte Undichtig- keit ausgeschlossen ist.
Axially loaded steam or gas turbine with an inserted carrier for the guide vanes. It is known to provide a special support for the guide vanes in the case of axial steam or c-gas turbines, the housing with the Ge on one with respect to the expansion as possible. neutral point is connected, while the free end is slidably mounted within the housing.
The annular space between the housing and the support body is divided into different compartments by annular ribs, so that although they allow pressure equalization between the individual compartments, a cycle and thus a temperature equalization of the propellant filling the annular space is difficult Section to reach approximately the temperature as it has the associated section of the inner wall of the support body, can only be achieved very imperfectly because the pressure equalization between the compartments during operation within the entire annulus will provide the same pressure.
The consequence of this is that the entire length of the supporting body cannot adapt to the temperature profile in the successive stages and, because of the different thermal expansion compared to the turbine rotor, the gap dimensions to achieve high operational reliability and short start-up times are always larger must be chosen as the consideration of an economical operation requires.
It has also been proposed that annular chambers separated from one another in a vapor-tight manner by means of annular ribs in such support bodies, which, however, are hindered in their radial expansion by the enveloping housing and also prevent axial movement of the support body due to their clamping.
It has also been proposed to provide one or more support cylinders that are cast together with the turbine housing and flushed with propellant on all sides to accommodate the guide disks or intermediate floors. However, since there the fixed connection between the support body and the housing is on the side facing away from the thrust bearing, there is the disadvantage that the axial expansion possibilities of the support body and the running body are directed opposite one another.
This leads to the fact that with changing operating and heating conditions, the axial play between guide and rotating blades and in the stuffing boxes change to an inadmissible extent, so that there is a risk of rubbing between the rotating and the stationary part.
These difficulties are avoided according to the invention in that in an axial turbine with an inserted support body distributed over the length of the support body, annular chambers connected to the working medium space are sealed against each other by seals which, with alternating heating, allow free movement of the support body in radial and to let axial direction.
The invention is illustrated in the drawing in an exemplary embodiment, in which FIG. 1 shows a longitudinal section of the turbine, FIG. a view of the housing part joint and FIGS. 3 to 10 show structural details of said seals.
It denotes 1 the turbine housing, 2 the supporting body used, 3 the turbine runner and 4 the steam supply. The support body 2 is held on the side of the thrust bearing 5 by groove 6 and ridge 7 on the housing 1 in the axial direction. Annular chambers 8 are arranged on the outside of the support body. B. by split piston rings 9 sealed against each other and connected through holes 10 with a suitable turbine stage.
As a result, steam flows into the intermediate chambers 8 and heats them on all sides to the mean stage temperature, so that the heating and thermal expansion of the supporting body corresponds to that of the rotor in all operating states. The seals 9 allow the support body to expand freely. In order to avoid impermissible changes in the axial play in the rear stuffing box in the same way, the stuffing box housing 17 is firmly connected to the support body 2.
The Dieht.uneen 9 can be designed in various ways. The embodiment according to FIGS. 3 and 4 is an axially and radially divided ring 11, 13, which consists of four half-rings which are installed offset by 90 to one another. The butt ends of the half-rings are designed so that they overlap each other in such a way that when the gap 12 increases and the housing expands, steam is prevented from flowing radially inwards or outwards.
One side of two half-rings is wedge-shaped and engages in the correspondingly V-shaped other side of the two other II: albringe; This means that the springiness of the half rings comes close to that of a whole ring; In addition, the wedge effect creates an axial contact pressure against the groove in the support body. Naturally, the annular groove can also be provided in the housing itself instead of in the supporting body, so that the radial contact pressures act in the opposite direction.
In place of split sealing rings <B> 1.1, </B> 13, flexible tubular rings 14 (FIG. 5) or spring rings 15 (FIG. 6) with a semicircular cross section can also be used. The same effect is also he aims when seals from caulked in annular grooves, quarter-circle bent NEN Federbleelren 16 (Fig. 7) used who the.
In order to increase the spring effect, the tubular rings shaped according to FIG. 5 can consist of several nested weak tubes. The spring rings formed according to FIG. 6 with a semicircular cross-section and the bent spring steel sheets formed according to FIG. 7 can also be made from several layers. According to Fig. 8 to 7.0 there is.
the sealing ring 18 used in the housing 1 and in the supporting body 2 consists of several superimposed half-ring sheet metal plates. These sheet metal lamellas are united on their outer and inner circumference by welding or riveting to form a body.
The individual sealing rings, which seal off the annular chambers filled with steam at a suitable temperature, are clamped between two clamping rings 19, 20 and 21, 22 in the housing and in the support body and connected to these clamping rings by lip welding. The half-ring lamellas on the housing joint are vapor-tight by overlapping (Fig. 10). connected with each other.
As a result of the high elasticity of the sealing rings composed of lamellas, sliding of the same on the housing wall or on the support body in the event of thermal expansion of the latter is avoided, so that a leakage otherwise caused by sliding is excluded.