Turbine Die Erfindung betrifft eine durch ein gasförmi ges Medium betriebene Turbine.
In mit verhältnismässig hochgespanntem und er hitztem Dampf gespeisten Turbinen ist es vom Stand punkt der Gehäusegestaltung und mit Rücksicht auf das thermisch bedingte Verziehen erwünscht, den im Turbinengehäuse angeordneten Düsenkasten, welcher dem hochgespannten und hocherhitzten Dampf aus gesetzt ist, als ein vom Turbinengehäuse getrenntes Stück auszubilden. Es ist ferner in Dampfturbinen einheiten, bei welchen ein hoher Wirkungsgrad er strebt wird, erwünscht eine Anzahl Düsengruppen vorzusehen, von denen einige durch eigene Organe zu- und abgeschaltet werden.
Der Zweck der Erfindung in erster Linie ist, Mit tel zu schaffen, welche die Erfüllung dieser Anforde rungen gestatten.
Die Erfindung betrifft eine durch ein gasförmiges Medium betriebene Turbine. Zur Verwirklichung des erwähnten Erfindungszweckes besitzt die erfindungs gemässe Turbine einen annähernd ringförmigen Dü senkasten, welcher im Turbinengehäuse durch Be festigungsmittel gehalten ist, die eine radiale und axiale Dehnung bezüglich des Turbinengehäuses ge statten, und der erwähnte Düsenkasten enthält eine Reihe Düsengruppen, von denen eine oder einige getrennt steuerbar sind.
Zweckmässig sind zwei horizontale Träger für den Düsenkasten vorgesehen, welcher gegen Drehung und Axialverschiebung durch Radialkeile gesichert ist, die den Düsenkasten in allen Richtungen halten, dabei jedoch eine Biegsamkeit der an der Basis des Düsen kastens angeordneten Dampfzufuhrleitung gestatten.
In der beiliegenden Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Turbine, Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II-11 der Fig. 1, Fig.3 einen abgewickelten Schnitt gemäss der Linie 111-III der Fig. 2, Fig.4 einen Vertikalschnitt durch eine modifi zierte Form der erfindungsgemässen Turbine, wobei einige Teile entfernt wurden,
und Fig. 5 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV der Fig. 4.
In der in den Fig. 1-3 rein beispielsweise dar gestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des ist ein getrennter Düsenkasten mit einem an nähernd ringförmigen Gehäuse a im Turbinengehäuse b angeordnet, welcher Düsenkasten Dampfdüsen c der ersten Stufe trägt.
Zum Steuern der jeweils zu belastenden Düsengruppen sind Absperrorgane vor gesehen, welche den Dampffluss im Düsenkasten zum entsprechenden, die zu belastenden Düsen enthalten den Abschnitt des Düsenkastens beherrschen. Es ist lediglich ein derartiges Organ mit Schieber d darge stellt worden, welchem vier Düsen c zugeordnet sind.
Ein ähnliches, jedoch nicht dargestelltes Organ ist auch bei e zum Steuern von sechs Düsen cl und bei f zum Steuern von vier Düsen c2 vorgesehen. Fünfzehn Düsen c3 arbeiten ohne Kontrolle.
Zum Düsenkasten a wird der Dampf durch ein einziges Einlassrohr g zugeführt, welches am Fuss punkt der vertikalen Achse des Zylinders angeordnet und an einem Flansch des Turbinengehäuses ange schraubt ist, und deren Verbindung mit dem Düsen- kasten durch eine mittels Kolbenringen h abgedichtete Muffe erfolgt.
Jedes Organ zum Steuern der Düsen besitzt eine Hülse<I>i,</I> in welcher ein Schieber<I>d</I> vorgesehen ist, welcher mit an der inneren Fläche der Hülse anlie genden Kolbenringen<I>j</I> ausgerüstet ist. Die Hülsen<I>i</I> besitzen Schlitze k, welche, wenn geöffnet, das Durch strömen des Dampfes zu den Düsen gestatten.
Die mit Schlitzen versehenen Hülsen i liegen gleichachsig mit rohrförmigen Führungsteilen 23, welche Montage und Demontage der Turbine er leichtern, indem die Schieber vollkommen aus dem Düsenkasten a zurückgezogen werden können, ohne die Deckelflansche des Steuerorgangehäuses von den Flanschen des Turbinengehäuses lösen zu müssen. Die Schieber<I>d</I> sind durch Gelenkstücke<I>n</I> an Spin deln m befestigt, welche mit Gewinde versehen sind; beim Steuern der erwähnten Schlitze k gestattet diese Konstruktion eine radiale Bewegung des Schiebers.
Bezüglich der axialen und der vertikalen Richtung und gegen Rotation ist der Düsenkasten a in der hori zontalen Trennebene der Turbine bei 24 durch vor stehende Glieder o des Düsenkastens gehalten, welche in Vertiefungen des Turbinengehäuses eingreifen; weiterer axialer und seitlicher Halt wird durch Radial keile p und p1 erzielt. Diese Anordnung gibt neben allseitiger Dehnungsfreiheit sicheren Halt in allen Richtungen.
Es sind Mittel vorgesehen, welche das Zusammen bauen des Düsenkastens a mit der Welle z gestatten, damit diese Teile miteinander in die untere Hälfte des Turbinengehäuses eingesetzt werden können. Vier Segmente z1, welche an Fortsätzen des Düsenkastens befestigt sind, bilden einen entsprechend geformten Teil um die Welle, wodurch der Düsenkasten in der korrekten Stellung an der Welle gehalten wird; nach dem der Düsenkasten im Turbinengehäuse befestigt ist, können die Segmente leicht wieder entfernt wer den.
Durch diese Anordnung sind Dampfdruck und Temperatur, welche auf das Turbinengehäuse ein wirken, durch die Expansion des Dampfes in den Düsen der ersten Stufe sehr stark reduziert; ausser dem sind die Komplikationen beim Giessen eines Turbinengehäuses in einem Stück mit einem mit ver schiedenen gesteuerten Düsengruppen ausgerüsteten Düsenkasten vermieden und das Gehäuse kann eine verhältnismässig einfache Form mit einigen kleinen Ansätzen haben.
Das thermisch bedingte Verziehen des Turbinen gehäuses wird aus folgenden Gründen reduziert: 1. Der hocherhitzte Dampf bespült die ganze innere Umfangsfläche des Düsenkastens a, welcher symmetrisch ist und sich damit unter normalen Be triebsbedingungen gleichmässig im Turbinengehäuse b ausdehnt.
2. Im Falle, dass der Dampf vom Kessel unbe- absichtigterweise Wasser mitreisst, kann das Wasser mit dem Turbinengehäuse nicht in Berührung kom men. Folglich sind die Auswirkungen eines plötz- lichen Abkühlens durch das Wasser auf den Düsen kasten beschränkt, welcher sich frei im Turbinen gehäuse zusammenziehen kann, so dass die Fluchtung des Turbinenrotors im Gehäuse ungestört bleibt.
3. Die beschränkte, für die Wärmeübertragung in Frage kommende Berührungsfläche zwischen dem Düsenkasten und dem Turbinengehäuse ergibt eine gleichmässige Gehäusetemperaur im Bereich des Dü senkastens. Dieser Faktor in Kombination mit der symmetrischen Form des in diesem Bereich liegenden Gehäuseteiles ergibt ganz wesentliche Verbesserungen im Verhalten des gesamten Turbinengehäuses bezüg lich des wärmebedingten Verziehens.
4. Eine Besonderheit dieser Konstruktion ist, dass der Düsenkasten aus einem Spezialmaterial mit hohem Kriechwiderstand gefertigt werden kann, wäh rend die übrigen Teile des Turbinengehäuses der Betriebstemperatur angepasst sein können, welche auf alle Fälle geringer ist als die Einströmtemperatur. Dadurch wird auch Reduktion der Herstellungskosten und Erleichterung der Herstellung erzielt.
In einer modifizierten Turbinenkonstruktion ge mäss den Fig. 4 und 5 sind drei Steuerventile q, r und s vorgesehen, um Gruppen von je neunzehn, fünf bzw. neun Düsen zu steuern, während siebzehn Düsen nicht gesteuert werden.
Die erwähnten Ventile sind an Spindeln<I>t,</I> as bzw. v befestigt und können in axialer Richtung durch Handräder w, x und y bewegt werden, um die Ventile zu öffnen oder zu schiessen. Die Spindeln<I>t, u</I> und v sind von Hülsen 2, 3 bzw. 4 umgeben, welche in ortsfesten Führungen 5, 6 und 7 verschiebbar und mittels Ringen 8, 9 und 10 dichtend geführt sind. Die Hülsen ruhen unter der Wirkung von Federn 14, 15 und 16 auf Sitzen 11, 12 bzw. 13 auf; die Anord nung ist so getroffen, dass jedes Ventil in seine Kam mer innerhalb der Hülsen 2, 3 oder 4 zurückge zogen werden kann, wodurch die obere Hälfte des Gehäuses abnehmbar ist, ohne die Ventile zwangs weise demontieren zu müssen.
Die Anordnung des Düsenkastens entspricht im übrigen annähernd dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es ist zu bemerken, dass bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Düsengruppen am äusseren oder inneren Umfang des Düsenkastens vorgesehen werden können.