Lagerung einer Maschinen-Apparategruppe einer Wärmekraftanlage Bei Wärmekraftanlagen in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf beschreibt, ist schon vorgeschlagen worden, einzelne Maschinen und Apparate, wie z. B. eine Turbine, einen Wärmeaaistauscher, einen Kühler und einen Verdichter, welche vom Ar beitsmittel nacheinander durchflossen wer den, 'zu einer einheitlichen Maschinen-Appa._ rategruppe zusammenzubauen. Wegen der verhältnismässig grossen - Durchmesser der zwischengeschalteten Apparate bildet eine solche Gruppe einen einheitlichen, steifen Körper, welcher daher selbsttragend an ein zelnen Stellen abgestützt werden kann.
Eine solche Maschinen-Apparategruppe weist an den einzelnen Stellen unterschied liche Temperaturen und demzufolge auch un- tersehiedliche Wärmedehnungen an verschie denen Stellen auf. Die Abstützung hat daher so zu erfolgen, .dass die Wärmedehnungen nicht behindert- werden, und dass aber trotz dem die Maschinenaehse stets in einer be stimmten Lage gehalten wird.
Die Erfindung betrifft nun eine Lage rung einer Maschinen-Apparategruppe einer Wärmekraftanlage, welche als einheitlicher, steifer, sich selbst tragender Körper ausge bildet ist, und welche unterschiedliche Tempe raturen und demzufolge unterschiedliche Wärmedehnungen an verschiedenen Stellen aufweist. Diese Lagerang besteht erfindw.gs- gemäss aus mindestens drei Pendelstützen mit Doppelblattgelenken, wovon mindestens eine Biegeachsen der übrigen steht. Dabei wird er reicht., dass einzelne Stellendes Körpers in be stimmter Lage gehalten werden, ohne dass aber die Wärmedehnungen des Körpers be hindert werden.
In der Zeichnung .ist als Beispiel eine Aus führungsform der erfindungsgemässen Lage rung im Zusammenhang mit einer Maschinen- Apparategruppe einer Wärmekraftanlage:, in welcher ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf beschreibt, vereinfacht dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Gruppe mit Lagerung, Fig. 2 eine axiale Ansicht von der linken Seite der Fig. 1 her und Fig. 3 eine axiale Ansicht von der rechten Seite der Fig. 1 her.
Die Maschinen-Apparategruppe besteht aus einer Hochdruckturbine 1, einer Nieder drackturbine 2, einem Wärmeaustauscher 3, einem Kühler 4 und einem Verdichter 5. Die Hochdruckturbine 1, und der Verdichter 5 sind in bekannter Weise in einem gemein samen Gehäuse 6 eingebaut.
Hocherhitztes, gasförmiges Arbeitsmittel gelangt durch einen Stutzen 7 in ;die Turbine 1, verlässt diese durch einen Stutzen 8 and wird hernach .durch .einen Stutzen 9 der Nie derdruckturbine 2 zugeführt. Nach dem Aus tritt aus der Turbine 2 durchströmt es den unmittelbar an diese Turbine angebauten Wärmeaustatischer 3 und in .axialer Fort- setzung den Kühler 4, -um sodann in den Ver dichter 5 ni gelangen.
In diesem Verdichter wird das Arbeitsmittei, welches in den Tur binen 1 und 3 entspannt wurde, wieder auf höheren - Druck gebracht. Das verdichtete Arbeitsmittel tritt aus dem Verdichter 5 durch einen Stutzen 10 aus und wird hierauf durch den Wärmeaustauscher 3 geleitet, in welchem es Wärme von dem entspannten, die Turbine 2 verlassenden Arbeitsmittel auf nimmt.
Mit 11 ist Lein Eintritts- -und mit 12 ein Attstrittsstiitzen des hochdruckseitigen Teils :des Wärmeaustauschers bezeichnet. Nach dem Austritt aus dem Wärmeatistau- scher wird das verdichtete Arbeitsmittel einem nicht gezeigten Erhitzer zugeleitet, um nachher wieder der Turbine 1 zugeführt zu werden.
Mit 13 und 14 sind Anschlussstutzen für Kühlwasserleitungen bezeichnet.
Die Maschinen-Apparategruppe 1, 2, 3, 4, 5 bildet einen einheitlichen, steifen, sich selbst tragenden Körper. Das in den Verdich ter 5 eintretende Arbeitsmittel ist verhältnis mässig kalt. Wird für die Turbine, wie es üblich ist, .ein vom Aussengehäuse isoliertes Innengehäuse vorgesehen, so bleibt das ganze Gehäuse verhältnismässig kalt.
Gegen die Niederdruckturbine 2 hin nimmt aber die Temperatur der Gruppe allmählich zu. Es treten somit unterschiedliche' Tempe raturen und demnach unterschiedliche Dehnungen an verschiedenen Stellen auf.
Die Lagerung der Gruppe besteht aus vier Pendelstützen, von denen zwei mit 15 und Die die Pendelstützen restlichen zwei 15 mit bestehen 16 bezeichnet je aus einer sind. Blattfeder 17, welche im mittleren Teil durch seitlich angefügte Körper 18. verstärkt ist.
Die Blattfedern 17 sind finit ihren obern Enden etwa in Achshöhe auf beiden Seiten des Wärmeaustauschers 3 an Stellen 19 in der Nähe von .dessen heisserem Ende befestigt. Ihre Biegeachsen verlaufen parallel zur 31a-. schinenachse. Die untern Enden der Blatt federn 17 sind an Stellen 20 in einem Funda- mentrahmen 21 eingespannt. Infolge der Verstärkungen 18 werden die Pendelstützen bei der Belastung durch das Gewicht des zu tragenden Körpers am Aus knicken verhindert.
Zwischen den Verstär kungen 18 und den Befestigiulgsstellen 19 bzw. 20 werden aber an den Blattfedern 17 noch unverstärkte Teile 22 frei gelassen, welche als Blattgelenke wirken. Es handelt sich somit bei den Pendelstützen 15 um solche mit Doppelblattgelenken.
Da die Biegeachse dieser Gelenke parallel zur Maschinenachse verläuft, lassen sie keine axiale Verschiebung -der Maschinen-Apparate- gruppe. 1-6 an den Befestigungsstellen 19 zu. Wegen der Nachgiebigkeit der Blattgelenke 22 kann sich aber der betreffende Teil der Maschinen-Apparategruppe zwischen den bei den Befestigungsstellen 19 in der Richtung senkrecht zur Achse frei ausdehnen. Die Wärmedehnung des verhältnismässig heissen Teils der Gruppe wird also nicht behindert.
Um eine seitliche Verschiebung der Maschi nenachse zu verhindern, ist unterhalb der Achse auf den Fundament-rahmen 21 ein Führungskeil 23 vorgesehen, welcher in eine Nut eines nach unten vorstehenden Teils 24 des Wärmeaustauschers 3 eingreift. Dieser Keil erlaubt wohl eine freie Verschiebung der Unterseite des Wärmeaustauschers in vert.i- kaler Richtung, nicht aber eine seitliche Ver schiebung.
Die Pendelstützen 16 sind mit ihren obern Enden an Stellen 25 beidseitig am verhältnis mässig kalten Maschinengehäuse 6- und mit ihren untern Enden an Stellen 26 am Funda ment befestigt. Diese Pendelstützen bestehen wieder aus je einer Blattfeder 27, welche in der Mitte durch beidseitig angebrachte Kör per 28 verstärkt ist. Zwischen den Verstär- kumgen und den Befestigungsstellen sind Blattgelenke 29 frei gelassen.
Die Biegeachsen dieser Blattgelenke stehen senkrecht zur Maschinenachse. Die Pendel stützen 16 erlauben daher dem Gehäuse 6 eine freie Verschiebung in axialer Richtung, so ,dass. .die Wärmedehnung der Maschinen- Apparategruppe zwischen den axialen Fix- punkten 19 und den Stellen 25 nicht behin dert wird. Bei dem verhältnismässig kalten Maschinengehäuse 6 tritt dagegen praktisch keine Querdehnung auf. Die Beanspruchung der Blattfedern in .der Richtung senkrecht zur Biegeachse der Gelenke 29 ist daher un bedeutend.
Die erfindungsgemässe Lagerung lä,sst sich vorteilhaft. für Schiffsanlagen verwenden, bei welchen auch eine Neigung des Maschinen fundamentes im Betriebe in Betracht zu ziehen ist. Die Blattfederpendelstützen be sorgen dabei in einfacher Weise sowohl die Fixierung in .der Richtung senkrecht zum Fundament als auch in Achsrichtung, und zusammen mit einem Führungskeil verhin dern sie auch eine Querverschiebung der 1NIa- schinenachse, ohne aber die Wärmedehnungen zu behindern.
Ausser für Gasturbinen lässt sich die be schriebene Art der Lagerung beispielsweise auch für eine Maschinen-Apparategruppe verwenden, bei welcher eine Dampfturbine mit dem Kondensator zu einem einzigen steifen Körper zusammengebaut ist.
Ein Paar der Pendelstützen, beispielsweise das mit 16 bezeichnete, könnte gegebenenfalls auch durch eine einzige Pendelstütze ersetzt werden, welche zweckmässig unterhalb der Maschinenachse am Gehäuse anzugreifen hätte. Es ist aber auch die Anordnung von mehr als vier Pendelstützen denkbar, wobei diese in zwei Gruppen mit je unter sich par allelen Biegeachsen der Blattgelenke aufzu- teilen wären und die Biegeachsen der einen Gruppe zu den Biegeachsen der andern Gruppe senkrecht zu stehen hätten.
Storage of a machine-apparatus group of a thermal power plant In thermal power plants in which a gaseous working medium describes a circuit, it has already been proposed to use individual machines and devices, such as. B. a turbine, a heat exchanger, a cooler and a compressor, through which the work medium flows through one after the other, 'to assemble a unitary machine Appa._ rategruppe. Because of the relatively large diameter of the interconnected apparatus, such a group forms a uniform, rigid body which can therefore be supported in a self-supporting manner at individual points.
Such a machine / apparatus group has different temperatures at the individual points and consequently also different thermal expansions at different points. The support must therefore be carried out in such a way that the thermal expansion is not hindered and that, however, the machine axis is always kept in a certain position.
The invention relates to a position tion of a machine-apparatus group of a thermal power plant, which is formed out as a uniform, rigid, self-supporting body, and which temperatures different Tempe and consequently different thermal expansions at different points. According to the invention, this bearing arrangement consists of at least three pendulum supports with double leaf joints, at least one of which is the bending axes of the others. In doing so, it is sufficient that individual parts of the body are held in a certain position, but without the thermal expansion of the body being hindered.
As an example, the drawing shows an embodiment of the bearing according to the invention in connection with a machine / apparatus group of a thermal power plant, in which a gaseous working medium describes a circuit, shown in simplified form. 1 shows a side view of the group with a bearing, FIG. 2 shows an axial view from the left-hand side of FIG. 1, and FIG. 3 shows an axial view from the right-hand side of FIG. 1.
The machine / apparatus group consists of a high pressure turbine 1, a low draft turbine 2, a heat exchanger 3, a cooler 4 and a compressor 5. The high pressure turbine 1 and the compressor 5 are installed in a common housing 6 in a known manner.
Highly heated, gaseous working medium enters through a nozzle 7; the turbine 1 leaves it through a nozzle 8 and is then fed to the low-pressure turbine 2 through a nozzle 9. After leaving the turbine 2, it flows through the heat exchanger 3, which is attached directly to this turbine, and in an axial continuation through the cooler 4, in order to then reach the compressor 5 ni.
In this compressor, the working medium, which was relaxed in the turbines 1 and 3, is brought back to higher pressure. The compressed working medium emerges from the compressor 5 through a nozzle 10 and is then passed through the heat exchanger 3, in which it absorbs heat from the relaxed working medium leaving the turbine 2.
With 11 is an inlet and with 12 an access support of the high-pressure side part: the heat exchanger. After exiting the heat exchanger, the compressed working medium is fed to a heater (not shown) in order to be fed back to the turbine 1 afterwards.
With 13 and 14 connecting pieces for cooling water lines are designated.
The machine-apparatus group 1, 2, 3, 4, 5 forms a uniform, rigid, self-supporting body. The working fluid entering the compressor 5 is relatively cold. If, as is usual, an inner housing isolated from the outer housing is provided for the turbine, the entire housing remains relatively cold.
Towards the low-pressure turbine 2, however, the temperature of the group gradually increases. There are therefore different temperatures and accordingly different expansions at different points.
The storage of the group consists of four pendulum supports, two of which are denoted by 15 and the two remaining pendulum supports consist of 15 and 16 are each denoted by one. Leaf spring 17, which is reinforced in the middle part by laterally attached bodies 18.
The leaf springs 17 are finitely attached to their upper ends approximately at the height of the axis on both sides of the heat exchanger 3 at points 19 in the vicinity of its hotter end. Your bending axes run parallel to the 31a. machine axis. The lower ends of the leaf springs 17 are clamped at points 20 in a foundation frame 21. As a result of the reinforcements 18, the pendulum supports are prevented from buckling when loaded by the weight of the body to be carried.
Between the reinforcements 18 and the fasteners 19 and 20, however, unreinforced parts 22 are left free on the leaf springs 17, which act as leaf joints. The pendulum supports 15 are thus those with double leaf joints.
Since the bending axis of these joints runs parallel to the machine axis, they do not allow any axial displacement of the machine / apparatus group. 1-6 at the fastening points 19. Because of the flexibility of the leaf joints 22, however, the relevant part of the machine / apparatus group can expand freely between the fastening points 19 in the direction perpendicular to the axis. The thermal expansion of the relatively hot part of the group is not hindered.
In order to prevent lateral displacement of the machine axis, a guide wedge 23 is provided below the axis on the foundation frame 21, which engages in a groove of a downwardly protruding part 24 of the heat exchanger 3. This wedge allows the underside of the heat exchanger to be freely displaced in the vertical direction, but not sideways.
The pendulum supports 16 are attached with their upper ends at points 25 on both sides of the relatively moderately cold machine housing 6- and with their lower ends at points 26 on the Funda ment. These pendulum supports again consist of a leaf spring 27, which is reinforced by 28 in the middle by attached Kör on both sides. Leaf joints 29 are left free between the reinforcements and the fastening points.
The bending axes of these leaf joints are perpendicular to the machine axis. The pendulum support 16 therefore allow the housing 6 a free displacement in the axial direction, so that. . The thermal expansion of the machine / apparatus group between the axial fixed points 19 and the points 25 is not hindered. In the case of the relatively cold machine housing 6, on the other hand, there is practically no transverse expansion. The stress on the leaf springs in the direction perpendicular to the bending axis of the joints 29 is therefore unimportant.
The storage according to the invention can be advantageous. Use for ship systems where the machine foundation inclination must also be taken into account during operation. The leaf spring pendulum supports provide a simple fixation in the direction perpendicular to the foundation as well as in the axial direction, and together with a guide wedge they also prevent transverse displacement of the machine axis without, however, hindering the thermal expansion.
Except for gas turbines, the type of storage described can also be used, for example, for a machine / apparatus group in which a steam turbine with the condenser is assembled into a single rigid body.
A pair of pendulum supports, for example the one designated by 16, could optionally also be replaced by a single pendulum support, which would expediently have to act on the housing below the machine axis. However, the arrangement of more than four pendulum supports is also conceivable, whereby these would have to be divided into two groups, each with parallel bending axes of the leaf joints and the bending axes of one group would have to be perpendicular to the bending axes of the other group.