CH365389A - Multi-casing high temperature turbine - Google Patents

Multi-casing high temperature turbine

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Publication number
CH365389A
CH365389A CH6914059A CH6914059A CH365389A CH 365389 A CH365389 A CH 365389A CH 6914059 A CH6914059 A CH 6914059A CH 6914059 A CH6914059 A CH 6914059A CH 365389 A CH365389 A CH 365389A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
guide vane
vane carrier
control stage
turbine
casing
Prior art date
Application number
CH6914059A
Other languages
German (de)
Inventor
Veenhoff Ferdinand
Steinack Karl
Goltz Hartmut
Original Assignee
Licentia Gmbh
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  

      Mehrgehäusige        Hochtemperaturturbine       Die     Erfindung    betrifft eine     mehrgehäusige        Hoch-          temperaturturbine    mit einem inneren,     axialgeteilten          Leitschaufelträger    und einem     axialgeteilten    Aussen  gehäuse sowie mit einer an einer Stirnseite der Tur  bine angeordneten Regelstufe.  



  Bei der modernen Turbinenauslegung, insbeson  dere solcher     Turbinen,    die mit 600  C und darüber  fahren, ist es     erforderlich,    dass     Konstruktionen    ge  schaffen werden, die neben einem hohen     thermischen     Wirkungsgrad der Turbine ein Höchstmass an Be  triebssicherheit     und    eine weitgehend einfache Revi  sionsmöglichkeit für den Betriebsingenieur aufweisen.  Das Kriterium für die eigentliche Gehäusekonstruk  tion :einer     Turbine    ist im wesentlichen in der Druck  differenz zu sehen, die durch den     Regelstufendruck     auf die umgebenden Bauteile     bedingt    ist.  



  Werden in diesem Zusammenhang die bekannten  Gehäusebauarten einmal aufgezählt, so ist zunächst,  wenn die     Druckdifferenzen    es zulassen - der Aufbau       einer    Turbine mit     geteiltem        Innen.-    und     geteiltem     Aussengehäuse zu nennen. Das: Innengehäuse ist da  bei als     Leitschaufeltr'äger    ausgebildet. Der     Regelstu-          fendruck    wird hier vom Innengehäuse aufgenommen.

    Eine andere     Bauart    ist die Turbine ohne Innen  gehäuse, bei der der     Regelstufendruck    vom Aussen  gehäuse aufgenommen werden muss.     Weiterhin    gibt  es noch Turbinen mit Innengehäuse     und    entweder       Stirneinströmung    oder     Mitteneinströmung    des Ar  beitsmittels. Bei der ersteren muss     wiederum    das die  Regelstufe umgebende Innengehäuse die     Druckdiffe-          renz    zwischen     Regelstufendruck    und     dem    Gegen  druck aufnehmen.

   Bei der letztgenannten     Bauart    muss  der die Regelstufe umgebende Bauteil die     Druckdif-          ferenz    vom     Regelstufendruck    zu dem Druck aufneh  men, dessen     Maximum    durch die Grössenordnung des       geteilten        Aussengehäuses        erfahrungsgemäss    (Teil  fugendichtung) möglich ist.

   Entsprechend     erfolgt       dann die     Stufenaufteilung        für    die erste und zweite       Flut    der nachfolgenden     Stufen.        Können    nun     mit    den  vorstehend     aufgezählten    Bauweisen die     Druckdiffe-          renzen    im Bereich der Regelstufe nicht mehr be  herrscht werden, so     muss    zu einer Bauweise über  gegangen werden, die Gegenstand der     Erfindung    ist.

    Vorausgesetzt wird eine     mehrgehäusige        Hochtempe-          raturturbine    mit einem     inneren,        axialgeteilten        Leit-          schaufelträger    und     einem        axialgeteüten    Aussen  gehäuse.  



  Die Erfindung besteht     darin,    dass der Leitschau       felträger    von einem ungeteilten     Innengehäuse    um  geben ist, wobei der     Axialschub    sowohl des     Leit-          schaufefrägers    als auch des     Innengehäuses    durch  eine jeweils an einer Seite jener     Baueinheiten    vor  gesehene Fixierung     im    Aussengehäuse von letzterem  aufgenommen wird.  



  In der Zeichnung ist schematisch ein Ausfüh  rungsbeispiel nach der     Erfindung    wiedergegeben.  Um den     Rotor    20 herum befindet sich der axial  geteilte     Leitschaufelträger    12, der gemäss der Erfin  dung in ein     ungeteiltes        Innengehäuse    13 eingebracht  ist.

   Das Innengehäuse sowie der     Leitschaufelträger          sind    jeweils an     einem    Ende durch die Fixierung 14  und 15 gegenüber dem     Aussengehäuse    11     arretiert.     Ausserdem ist der     Leitschaufelträger        jeweils        in    zwei  Ebenen durch die     Zentriermittel    21     und    22 im In  nengehäuse     wärmebeweglich    gelagert. Die Turbine  hat .eine     Stirneinströmu        ng    23 zur Regelstufe 16. Die  nachgeschalteten Stufen sind mit 17 ' bezeichnet.

   Die       Abdichtung    des     Leitschaufelträgers    gegenüber dem       Innengehäuse        erfolgt        durch        AustenitKolbenringe    18,  die vermöge     ihres    grösseren Ausdehnungskoeffizien  ten den gewünschten     Dichtdruck    erzeugen. Die ein  zelnen Kammern zwischen den     Austenit-Kolbenrin-          en    sind mit     dien        Kammern    zwischen den einzelnen  g<B>g</B>       Stufen    17 durch     Entlastungsbohrungen    19 verbunden.

        Dadurch wird der     Leitschaufelträger    stufenweise       druckentlastet.    Um das Innengehäuse     herum    mit  Abstand zum Innengehäuse ist ein     Mantelzylinder    26  vorgesehen, der in Verbindung mit der Kammer 24  steht, in die die erste     Absaugung    25 aus der Stopf  buchse 27 der Regelstufe 16 mündet. Dadurch wird  erreicht, dass das Innengehäuse durch einen geführ  ten     Arbeitsmittel:strom    auch von aussen beheizt wird,  was dazu     beiträgt,    dass Temperaturdifferenzen und  dadurch hervorgerufene Wärmespannungen herab  gesetzt werden.

   Durch die     Möglichkeit,    dass bei einer  derartigen Turbine     ein    geteiltes Aussengehäuse vor  gesehen werden kann, ist     eine    gute Zugänglichkeit  zu den     Stopfbuchsen    27 bis 30     gegeben.     



  Die     Vorteile    der     beschriebenen    Konstruktion sind  im wesentlichen darin zu sehen, dass durch die An  ordnung der Kolbenringe bzw. der Entlastungsboh  rungen zwischen dem     Leitschaufelträger    und dem un  geteilten Innengehäuse eine     stufenweise    Druckent  lastung des     Leitschaufelträgers        erfolgt.    Dadurch wird  erreicht, dass     unerwünschte,    die Verformung des ge  teilten     Leitschaufelträgers    begünstigende Beanspru  chungen vermieden werden.

   Daraus ergibt sich wie  derum, dass die     Anstreifmöglichkeiten    des Rotors an  die ihn umgebenden Bauteile     ebenfalls    weitestgehend  herabgesetzt werden. Durch die Anordnung des     Man-          telzylinders    um das Innengehäuse     herum    wird durch  das aus der ersten     Absaugung    der     Regelstufenstopf-          buchse    herbeigeführte     Arbeitsmittel        in,    den Zwischen  raum zwischen Innengehäuse und     Mantelzylinder    eine       Beheizung    des Innengehäuses von aussen her erzielt.

    Die Temperaturdifferenz und     die    Wärmespannungen  werden in der Wandung des     Leitschaufelträgers    und  des Innengehäuses durch diese Massnahme ebenfalls  herabgesetzt. Hinsichtlich der Betriebssicherheit bzw.  der Betriebsüberwachung ergibt sich durch den Auf  bau der     Turbine    eine leichte Zugänglichkeit zu den       lagerseitigen    Stopfbuchsen bei der Aufdeckung des  Aussengehäuses, das nun durch     das    vorgesehene un  geteilte Innengehäuse     als        axialgeteiltes        Aussengehäuse          ausgeführt    werden kann.



      Multi-casing high-temperature turbine The invention relates to a multi-casing high-temperature turbine with an inner, axially divided guide vane carrier and an axially divided outer housing and with a control stage arranged on one end face of the turbine.



  With modern turbine design, especially turbines that run at 600 C and above, it is necessary to create constructions which, in addition to a high degree of thermal efficiency of the turbine, provide the highest level of operational safety and a largely simple revision option for the production engineer exhibit. The criterion for the actual housing construction: a turbine can essentially be seen in the pressure difference that is caused by the control stage pressure on the surrounding components.



  If the known housing designs are listed once in this context, the construction of a turbine with a divided inner and outer housing must first be mentioned, if the pressure differences allow it. The inner casing is designed as a guide vane carrier. The regulating stage pressure is taken up by the inner housing.

    Another design is the turbine without an inner housing, in which the control stage pressure has to be absorbed by the outer housing. There are also turbines with an inner casing and either face flow or center flow of the working medium. In the case of the former, the inner housing surrounding the control stage must in turn absorb the pressure difference between the control stage pressure and the counter pressure.

   In the latter design, the component surrounding the control stage must absorb the pressure difference between the control stage pressure and the pressure, the maximum of which is possible based on experience (partial joint seal) due to the order of magnitude of the divided outer housing.

   The levels for the first and second tide of the subsequent levels are then divided accordingly. If the pressure differences in the area of the control stage can no longer be controlled with the construction methods listed above, then a change must be made to a construction method which is the subject of the invention.

    A multi-casing high-temperature turbine with an inner, axially split guide vane carrier and an axially-quality outer casing is required.



  The invention consists in that the Leitschaufelträger is given by an undivided inner housing, the axial thrust of both the Leitschaufefrägers and the inner housing by a fixation provided on one side of those units in the outer housing of the latter.



  In the drawing, an exemplary embodiment is shown schematically according to the invention. The axially divided guide vane carrier 12 is located around the rotor 20 and is introduced into an undivided inner housing 13 according to the invention.

   The inner housing and the guide vane carrier are each locked at one end by the fixation 14 and 15 relative to the outer housing 11. In addition, the guide vane carrier is mounted in two planes by the centering means 21 and 22 in the inner housing in a heat-movable manner. The turbine has a front inflow 23 to the control stage 16. The downstream stages are designated 17 '.

   The guide vane carrier is sealed against the inner casing by means of austenite piston rings 18, which, due to their greater expansion coefficients, generate the desired sealing pressure. The individual chambers between the austenite piston rings are connected to the chambers between the individual g <B> g </B> stages 17 by relief bores 19.

        This gradually relieves the pressure on the guide vane carrier. Around the inner housing at a distance from the inner housing, a jacket cylinder 26 is provided, which is in communication with the chamber 24 into which the first suction 25 from the stuffing socket 27 of the control stage 16 opens. This ensures that the inner housing is also heated from the outside by a guided working fluid flow, which helps to reduce temperature differences and the resulting thermal stresses.

   The possibility that a divided outer housing can be seen in front of such a turbine provides good accessibility to the stuffing boxes 27 to 30.



  The advantages of the construction described are essentially to be seen in the fact that through the arrangement of the piston rings or the relief bores between the guide vane carrier and the un-split inner casing, a gradual pressure relief of the guide vane carrier takes place. It is thereby achieved that undesirable stresses which favor the deformation of the divided guide vane carrier are avoided.

   This in turn results in the fact that the rotor's ability to rub against the components surrounding it are also largely reduced. By arranging the jacket cylinder around the inner housing, heating of the inner housing from the outside is achieved by the working medium brought about from the first suction of the regulating stage stuffing box in the space between the inner housing and jacket cylinder.

    The temperature difference and the thermal stresses are also reduced in the wall of the guide vane carrier and the inner casing by this measure. With regard to operational safety and operational monitoring, the construction of the turbine results in easy access to the bearing-side stuffing boxes when the outer housing is uncovered, which can now be designed as an axially divided outer housing through the provided un-divided inner housing.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Mehrgehäusige Hochtemperaturturbine mit einem inneren, axialgeteilten Le:itschaufelträger und einem axialgeteilten Aussengehäuse sowie mit einer an einer Stirnseite der Turbine angeordneten Regelstufe, da durch gekennzeichnet, dass der Leitschaufelträger (12) von einem ungeteilten Innengehäuse (13) umgeben ist, wobei der Axialschub sowohl des Leitschaufel- trägers als auch des Innengehäuses durch eine. jeweils an einer Seite jener Baueinheiten vorgesehene Fixie rung (14, 15) im Aussengehäuse (11) von letzterem aufgenommen wird. PATENT CLAIM Multi-casing high-temperature turbine with an inner, axially split guide vane carrier and an axially split outer casing as well as a control stage arranged on an end face of the turbine, characterized in that the guide vane support (12) is surrounded by an undivided inner casing (13), with both axial thrust of the guide vane carrier as well as the inner casing by a. Fixie (14, 15) in the outer housing (11) provided by the latter on each side of those structural units. UNTERANSPRÜCHE 1. Turbine nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Leitschaufelträger (12) im Innen gehäuse (13) an der Ein- und Ausströmsei.te in je weils zwei Ebenen wärmebeweglich zentriert ist. 2. SUBClaims 1. Turbine according to patent claim, characterized in that the guide vane carrier (12) is centered in the inner housing (13) on the inflow and outflow sides in two planes each so as to be heat-movable. 2. Turbine nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d-ass zur Ab dichtung zwischen Leitschaufelträger (12) und, In nengehäuse (13) gegenüber dem Differenzdruck aus Regelstufen- und Gegendruck auf der ganzen Länge der 17berdeckung des Leitschaufelträgers durch das Innengehäuse verteilte Austenit-Kolbenringe (18) vorgesehen sind. 3. Turbine nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kolbenringe (18) gebildeten Kammern je weils mit Kammern der der Regelstufe nachfolgenden Stufen (17) verbunden sind. 4. Turbine nach Patentanspruch und. Turbine according to patent claim and sub-claim 1, characterized in that austenite is distributed over the entire length of the cover of the guide vane carrier by the inner casing for sealing between the guide vane carrier (12) and the inner casing (13) with respect to the differential pressure from the control stage and counter pressure Piston rings (18) are provided. 3. Turbine according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the chambers formed by the piston rings (18) are each connected to chambers of the stages (17) following the control stage. 4. Turbine according to claim and. Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (13) mit Abstand von einem Mantel (26) umgeben ist, so dass ein Zwischenraum entsteht, in den das Arbeitsmittel aus der ersten Absaugung (25) der Stopfbuchse (27) bei der Regelstufe (16) zur B-eheizung des Innengehäuses geleitet wird. Under claims 1 to 3, characterized in that the inner housing (13) is surrounded at a distance by a jacket (26), so that an intermediate space is created in which the working medium from the first suction (25) of the stuffing box (27) at the Control stage (16) for heating the inner housing.
CH6914059A 1958-02-14 1959-02-03 Multi-casing high temperature turbine CH365389A (en)

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DE1197096B (en) 1965-07-22

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