<B>Wärmekraftanlage</B> mit <B>einer ein Aussengehäuse und ein Innengehäuse aufweisenden Turbine.</B> Die Erfindung betrifft eine Wärmekraft anlage, in welcher ein gasförmiges Arbeits mittel einen Kreislauf beschreibt, wobei es in verdichtetem Zustand auf höhere Temperatur gebracht, wird, hernach in einer Turbine ent spannt, darauf gekühlt und in einem Ver dichter wieder verdichtet wird.
Bei solchen Anlagen ist es bekannt, die Turbine in der Weise auszubilden, dass sie ein Aussengehäuse und ein Innengehäuse auf weist., wobei das der hohen Temperatur des Arbeitsmittels ausgesetzte Innengehäuse prak tisch keine Beanspruchung durch den Innen druck aufzunehmen hat. Dieser wird vielmehr durch das kühlere Aussengehäuse aufgenom men. Der Zwischenraum zwischen den beiden Gehäusen ist in der Regel. mit watteartigem Isolierstoff ausgefüllt und steht durch Aus- gleiebsMcher beispielsweise mit dem Einström- st.utzen in Verbindung, wobei dann der Druck im Zwischenraum gleich dem Druck des Ar beitsmittels am Eintritt in die Turbine ist.
Das Einbringen des Isolierstoffes in den Gehäusezwischenraum erfordert hierbei viel Sorgfalt, um eine gleichmässige Kühlhaltung des Aussengehäuses zu erreichen, insbesondere da die Isoliermatten konstruktionsbedingt ver schieden dick ausfallen.
Die Erfindung bezweckt nun, bei einer Anlage der eingangs beschriebenen Gattung, ],ei welcher die Turbine ein Aussengehäuse und ein Innengehäuse aufweist, eine möglichst gleichmässige Temperatur des Aussengehäuses, ohne Verwendung eines festen Isolierstoffes, zu erhalten und gleichzeitig noch weitere Ziele, wie Kühlung des Läufers und Fernhal ten von hocherhitztem Arbeitsmittel von den Stopfbüchsen, zu erreichen.
Erfindungsgemäss ist hierbei der Zwi schenraum zwischen dem Aussengehäuse und dem Innengehäuse dieser Turbine einerseits mit mindestens einer Stelle des Kreislaufes verbunden, an welcher das Arbeitsmittel nied rigere Temperatur und höheren Druck hat als das der Turbine zuströmende Arbeitsmittel, und steht anderseits mit mindestens einer Stopfbüchse der Turbine in der Weise in Verbindung,
dass kühleres Arbeitsmittel von der genannten Stelle höheren Druckes des Kreislaufes durch den Zwischenraum zwischen Aussengehäuse und Innengehäuse und durch die Stopfbüchse zu einem Teil zwecks Küh lung und Absperring des heissen Arbeitsmit tels von der Welle gegen den Turbinenläufer strömt und zu einem andern Teil auf einen niedrigeren Druck entspannt.
Eine Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes ist in der beiliegenden Zeich nung in vereinfachter Darstellung beispiels weise veranschaulicht.
Bei der dargestellten Wärmekraftanlage beschreibt ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf. Verdichtetes Arbeitsmittel wird hierbei nacheinander in einem Wärmeaustau sches 1 und in einem Erhitzer 2 auf höhere Temperatur gebracht. Es gelangt hierauf durch eine Leitung 3 in eine Turbine 4, ent spannt in dieser Turbine, wird darauf im Wärmeaustauscher 1 durch das verdichtete Arbeitsmittel und in einem Kühler 5 durch Kühlwasser gekühlt und endlich in einem Verdichter 6 wieder verdichtet, um durch eine Leitung 7 wieder in den Wärmeaustauscher I. zu gelangen, so dass der Kreislauf sich schliesst.
Die Turbine 4 weist ein Aussengehäuse 8 und ein von diesem durch einen Zwischen raum 9 getrenntes Innengehäuse 10 auf. Das Arbeitsmittel tritt durch einen Eintrittsstut zen 11 ein, beaufschlagt die Schaufelung eines Läufers 12 und tritt durch ein Abström- gehäuse 13 aus. -Mit 14 und 15 sind zwei nebeneinander hochdruckseitig auf der Läu ferwelle angeordnete Teile einer Stopfbüchse bezeichnet. Der Zwischenraum 9 zwischen Aussen gehäuse 8 und Innengehäuse 10 ist einerseits durch eine Leitung 16 mit einer Stelle 17 des Kreislaufes verbunden.
Diese Stelle liegt nvi- schen dem Wärmeaustauscher 1 und dem Er hitzer 2. An dieser Stelle hat das Arbeitsmit tel eine niedrigere Temperatur und einen höheren Druck als das der Turbine durch den Eintrittsstutzen 11 zuströmende Arbeitsmit tel, da es noch nicht der Erhitzung im Erhit zer 2 unterworfen wurde und ferner beim Durchströmen des Erhitzers und der Leitung 3 bis zum Eintritt in die Turbine einen Druck verlust erleidet.
Anderseits steht der Gehäusezwischen- rauin 9 mit einer zwischen den beiden Stopf- büehsteilen 14 und 15 gelegenen Stelle 18 in Verbindung. Auf der Läuferseite des Stopf- Büchsenteils 14 herrscht ein niedrigerer Druck als an der Stelle 17 des Kreislaufes.
Von die ser Stelle höheren Druckes aus kann daher kühleres Arbeitsmittel durch den Zwischen raum 9 zwischen Aussengehäuse und Innen gehäuse zu einem Teil durch den Stopfbüch- senteil 14 gegen den Turbinenläufer 12 strö men, wobei es diesen Läufer kühlt und gleich zeitig das heisse, der Turbine durch den Ein trittsstutzen 11 zuströmende Arbeitsmittel von der Welle absperrt.
Zu einem andern Teil entspannt das dem Zwischenraum 9 von der Stelle 7.7 her zuströmende Arbeitsmittel durch den Stopfbüchsenteil 15 auf einen niedrigeren Druck, indem es durch diesen Stopfbüchsen teil in einen Raum 19 gelangt, welcher durch eine Leitung 20 mit einer Stelle 21 des Kreis laufes in Verbindung steht, durch welche ent spanntes Arbeitsmittel dem Kühler 5 zu strömt und an welcher somit ein niedrigerer Druck herrscht. Der Raun 19 ist gegen die Atmosphäre durch eine Stopfbüchse 22 ab gedichtet.
Gegebenenfalls können aber auch die Leitinig 20 und die Stopfbüchse 22 weg gelassen werden, wobei der durch den Stopf büchsenteil 15 auf einen niedrigeren Druck entspannende Teil des Arbeitsmittels auf den Atmosphärendruck entspannt.
Durch das ständig durch den Zwischen raum 9 und die Stopfbüchse 14, 15 strömende kühlere Arbeitsmittel wird nun das Aussen gehäuse auf einer solchen Temperatur gehal ten, dass es die Beaiispruehiing durch den Innendruck aufzunehmen vermag.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Turbine steht das Aussengehäuse nieder- druckseitig unmittelbar mit dem durch die Turbine strömenden Arbeitsmittel in Berüh rung, welches an der Austrittsseite eine tie fere Temperatur aufweist. Das von der vor dem Erhitzer liegenden Stelle 17 des Kreis laufes dem Zwischenraum 9 zufliessende Ar beitsmittel hat. etwa eine gleich hohe Tem peratur. Das ganze Aussengehäuse wird somit im wesentlichen auf einer Temperatur gehal ten, die gleich hoch ist wie die Temperatur des die Turbine verlassenden Arbeitsmittels.
Der Gehäusezwischenraum kann aber auch statt mit einer Stelle zwischen Wärmeaustau- scher und Erhitzer mit einer beliebigen an dern Stelle des Kreislaufes verbunden werden, an welcher das Arbeitsmittel niedrigere Tem peratur und höheren Di-tiek hat als das der Turbine zuströmende Arbeitsmittel.
Insbesondere ist bei der dargestellten An lage noch zusätzlich eine durch ein absperr bares Ventil 23 beherrschte Leitung 24 vor gesehen, welche gestattet, den Gehäusezwi schenraum 9 mit einer Stelle 25 des Kreislau fes zu verbinden, die sich nach dem Austritt des Verdichters 6 befindet. Bei geöffnetem. Ventil 23 ist hierbei der Zwischenraum 9 zwi schen dem Aussengehäuse und dem Innen gehäuse der Turbine mit zwei Stellen höheren Druckes des Kreislaufes, nämlich den Stellen 17 und 25, verbunden, an welchen das Arbeits mittel verschiedene Temperatur aufweist. Das Ventil 23 stellt hierbei ein Mittel dar, welches die von der Stelle 25 dem Gehäusezwischen raum 9 zuströmende Arbeitsmittelmenge zu regeln gestattet.
Durch entsprechende Einstellung des Ven tils 23 ist es bei einer solchen Aiisführimgs- form möglich, die Temperatur des dem Zwi schenraum zuströmenden Arbeitsmittels und damit die Temperatur des Aussengehäuses auf einen -ewünsehten Wert einzuregulieren.
Zwecks besserer Beaufsehlagung des Au ssengehäuses durch das zur Kühlhaltung die nende Arbeitsmittel kann der Zwischenraum zwischen dem Aussengehäuse und dem Innen gehäuse statt wie gezeichnet nur an einer Stelle, auch an mehreren Stellen mit minde stens einer Stelle höheren Druckes des Kreis laufes verbunden sein.
<B> Thermal power plant </B> with <B> a turbine having an outer housing and an inner housing. </B> The invention relates to a thermal power plant in which a gaseous working medium describes a cycle, whereby it is in a compressed state to a higher temperature is brought, is then relaxed in a turbine, then cooled and compressed again in a compressor.
In such systems, it is known to design the turbine in such a way that it has an outer housing and an inner housing. The inner housing exposed to the high temperature of the working medium has to absorb virtually no stress from the internal pressure. Rather, this is absorbed by the cooler outer housing. The space between the two housings is usually. Filled with cotton wool-like insulating material and is connected, for example, to the inflow stub by means of an expansion joint, the pressure in the space then being equal to the pressure of the working fluid at the inlet to the turbine.
The introduction of the insulating material into the space between the housing requires a great deal of care in order to keep the outer housing evenly cool, especially since the insulating mats are of different thickness due to their construction.
The invention now aims at a system of the type described at the outset, ei which the turbine has an outer housing and an inner housing, a uniform temperature of the outer housing, without using a solid insulating material, to obtain and at the same time other goals, such as cooling the Runners and keep away highly heated work equipment from the stuffing boxes.
According to the invention, the intermediate space between the outer casing and the inner casing of this turbine is connected on the one hand to at least one point of the circuit at which the working medium has a lower temperature and higher pressure than the working medium flowing into the turbine, and on the other hand is connected to at least one stuffing box of the turbine connected in the way
that cooler working medium from the named point higher pressure of the circuit through the space between the outer housing and inner housing and through the stuffing box to a part for the purpose of cooling and shut-off of the hot Arbeitsmit means flows from the shaft against the turbine runner and to another part at a lower pressure relaxed.
An embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawing in a simplified representation, for example.
In the thermal power plant shown, a gaseous working medium describes a cycle. Compressed working fluid is brought to a higher temperature in succession in a heat exchange 1 and in a heater 2. It then passes through a line 3 into a turbine 4, ent tensioned in this turbine, is then cooled in the heat exchanger 1 by the compressed working medium and in a cooler 5 by cooling water and finally compressed again in a compressor 6 to be passed through a line 7 again to get into the heat exchanger I., so that the circuit closes.
The turbine 4 has an outer housing 8 and an inner housing 10 separated from this by an intermediate space 9. The working medium enters through an inlet connection 11, acts on the blades of a rotor 12 and exits through an outflow housing 13. -With 14 and 15, two parts of a stuffing box arranged side by side on the high pressure side on the Läu ferwelle are referred to. The space 9 between the outer housing 8 and the inner housing 10 is connected on the one hand by a line 16 to a point 17 of the circuit.
This point is located between the heat exchanger 1 and the heater 2. At this point, the working fluid has a lower temperature and a higher pressure than the working fluid flowing into the turbine through the inlet connection 11, since it is not yet heated in the heater 2 and also suffered a pressure loss when flowing through the heater and the line 3 up to the entry into the turbine.
On the other hand, the intermediate housing 9 is connected to a point 18 located between the two tamping platform parts 14 and 15. On the rotor side of the stuffing sleeve part 14 there is a lower pressure than at point 17 of the circuit.
From this point of higher pressure, cooler working fluid can flow through the space 9 between the outer casing and the inner casing to a part through the stuffing box part 14 against the turbine runner 12, where it cools this runner and, at the same time, the turbine through the A occurs nozzle 11 blocks incoming working medium from the shaft.
On the other hand, the working fluid flowing into the space 9 from point 7.7 relaxes through the stuffing box part 15 to a lower pressure by passing through this stuffing box part into a space 19 which runs through a line 20 with a point 21 of the circuit Connection is through which ent stressed working fluid flows to the cooler 5 and at which there is thus a lower pressure. The room 19 is sealed from the atmosphere by a stuffing box 22.
Optionally, however, the Leitinig 20 and the stuffing box 22 can be omitted, with the part of the working medium which relaxes through the stuffing box part 15 to a lower pressure to atmospheric pressure.
Due to the cooler working fluid constantly flowing through the intermediate space 9 and the stuffing box 14, 15, the outer housing is now kept at such a temperature that it is able to absorb the pressure caused by the internal pressure.
In the embodiment of the turbine shown, the outer housing is in direct contact on the low-pressure side with the working medium flowing through the turbine, which has a lower temperature on the outlet side. The from the located in front of the heater point 17 of the circuit run the gap 9 flowing Ar has beitsmittel. about the same temperature. The entire outer housing is thus held essentially at a temperature which is the same as the temperature of the working medium leaving the turbine.
Instead of being connected to a point between the heat exchanger and heater, the housing space can also be connected to any point in the circuit at which the working medium has a lower temperature and a higher temperature than the working medium flowing into the turbine.
In particular, a line 24 controlled by a shut-off valve 23 is also seen in the system shown, which allows the intermediate space 9 to be connected to a point 25 of the circuit, which is located after the compressor 6 exits. When the. Valve 23 is the space 9 between tween the outer housing and the inner housing of the turbine with two points of higher pressure of the circuit, namely the points 17 and 25, connected to which the working medium has different temperatures. The valve 23 represents a means which allows the amount of working medium flowing from the point 25 to the housing space 9 to be regulated.
By appropriately setting the valve 23, it is possible with such an operating form to regulate the temperature of the working medium flowing into the intermediate space and thus the temperature of the outer housing to a desired value.
For the purpose of better exposure of the outer housing by the working medium to keep it cool, the space between the outer housing and the inner housing can be connected to at least one point of higher pressure of the circuit instead of only at one point as shown, also at several points.