Absperrorgan für den Dampfweg einer Dampfturbine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ab sperrorgan für den Dampfweg einer Dampfturbine.
Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindung in Turbinen mit einem relativ grossen Dampfdurchsatz volumen angewandt werden.
Bekannt ist ein Absperrorgan für den Dampfweg einer Dampfturbine, das aus einem unbeweglichen Ring mit Schlitzen besteht, der einen beweglichen, ebenfalls mit Schlitzen versehenen Ring umfasst. Bei Drehung des äusseren Ringes fallen seine Schlitze teilweise oder ganz mit den Schlitzen des unbeweglichen Ringes zusammen, wodurch der Durchlassquerschnitt des Absperrorgans geändert wird (siehe beispielsweise Dampfturbinen von A. W. Schtschegljaew, Moskau, 1967, S. 360 und 36l).
Beim Betrieb der bekannten Absperrorgane des er wähnten Typs im Dampfwege einer Dampfturbine tre ten Schwierigkeiten auf, und zwar infolge der relativ grossen Reibung die bei Drehung des drehbaren Teiles entsteht (die zylindrischen Reibflächen besitzen einen relativ grossen Halbmesser). Deshalb muss man einen Antrieb relativ hoher Leistung benutzen. Ausserdem ist die Dichtheit dieser bekannten Absperrorgane relativ schlecht.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseiti gung der erwähnten Schwierigkeiten und die Schaffung eines Absperrorgans für den Dampfweg einer Dampf turbine, das bei relativ einfacher Konstruktion das Aus einandernehmen der Dampfturbine vereinfacht, eine ho he Dichtheit aufweist und verhältnismässig geringe Kräfte zum Bewegen des drehbaren Ringteiles erfordert.
Das erfindungsgemässe Absperrorgan für den Dampfweg einer Dampfturbine enthält einen mit Schlit zen versehenen, drehbar gelagerten und einen unbeweg lichen, die Turbinenwelle umschliessenden Ring, welche Ringe koaxial zueinander angeordnet sind, und ist da- durch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring innerhalb des unbeweglichen Ringes angeordnet ist und auf einem ringförmigen Nabenvorsprung eines benachbarten Zwi schenbodens mit einer Ringstütze aufliegt, die als Trenn wand dient, welche das direkte Einströmen des durch die Schlitze eintretenden Dampfes zur Turbinenwelle im Bereich des drehbaren Ringes verhindert.
Bei einer bevorzugten Ausführung dieses Absperr organs sind im Spalt zwischen den Ringen rund um die Schlitze Abdichtungselemente angeordnet.
Der wesentliche Vorteil einer solchen Ausführung besteht darin, dass die Kräfte, die zur Bewegung des drehbaren Ringes notwendig sind, etwa um die Hälfte verringert werden, weil der Durchmesser des ringförmi gen Nabenvorsprunges des nächsten Zwischenbodens, der als Stütze für den drehbaren Ring dient, kleiner als der Durchmesser des unbeweglichen Ringes gemacht werden kann; der bei den bekannten Ausführungen der Ansperrorgane die Stütze des beweglichen Teiles darstellt. Die Anwendung von Abdichtungselementen, die im Spalt zwischen den Ringen rund um die Schlitze angeordnet werden, gewährleistet eine hohe Dichtheit des Absperrorgans.
Nachstehend werden Ausführungsvarianten der vor liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich nung beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Zylinderteiles einer einflutigen Turbine im Bereich eines Absperrorgans gemäss der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1; Fig. 3, 4 und 5 einzelne Teile des Absperrorgans im vergrösserten Massstab; Fig.6 einen Längsschnitt eines Teiles einer zwei flutigen Turbine im Bereich eines Absperrorgans ge- mäss der vorliegenden Erfindung.
Das Absperrorgan einer einflutigen Dampfturbine 1 mit Zwischenüberhitzung des Dampfes (Fig. 1 und 2, in denen nur ein Teil der Turbine gezeigt ist), ist im Dampfwege dieser Turbine angeordnet und besitzt einen unb,:weglichen Ring 2 mit Schutzen 3, denen Dampf aus dem Sammelraum 4 zugeführt wird.
Im Inneren des unbeweglichen Ringes 2 ist Ein drehbarer Ring 5 angeordnet, der aus zwei miteinan der verschraubten Teilen besteht. lm Inneren des Ringes 5 ist die Turbinenwelle 6 angeordnet. In diesem Ring sind Schlitze 7 vorgesehen, durch welche der Dampf hindurchströmt. Mit seiner Ringstütze 8 liegt der Ring 5 auf dem ringförmigen Nabenvorsprung 9 eines näch sten Zwischenbodens 10 auf. Der Zwischenboden 1O ist im Zylinder der Dampfturbine 1 mit Hilfe von Keilfe dern (in der Zeichnung nicht abgebildet) befestigt; beim Abheben der oberen Zylinderhälfte verbleibt der Zwi schenboden 10 in der unteren Zylinderhälfte zusammen mit dem drehbaren Ring 5.
Der drehbare Ring 5 besitzt eine Öse 11, an der die Stange eines doppeltwirkenden Stellmotors 12 ange schlossen ist. Bei Verschiebung der Stange des Stell motors 12 dreht sich der drehbare Ring 5, wobei sich die Schlitze 7 dieses Ringes bezüglich der Schlitze 3 des unbeweglichen Ringes 2 verschieben und der Durch- lassquerschnitt des Absperrorgans geändert wird.
In der Ringstütze 8 des drehbaren Ringes 5 ist eine Lagerschale 13 (Fig. 3) eingepresst, die aus zwei oder mehreren Teilen besteht und deren Oberfläche bei den in der Zone dieser Hülse auftretenden Dampftempera turen verschleissfest ist. Die Ringstütze 8 des drehbaren Ringes 5 liegt mit der Lagerschale 13 auf dem ring förmigen Nabenvorsprung 9 des nächsten Zwischenbo dens 10 auf. Infolge des relativ geringen Innendurch messers dieser Lagerschale und einer gleichbleibend klei neren Reibungszahl ist die zur Verschiebung des dreh baren Ringes 5 notwendige Kraft relativ gering.
Im Spalt zwischen den Ringen 2 und 5 sind rund um die Schlitze 3 und 7 Abdichtungselemente 14 (Fig. 4) und 16 (Fig. 5) angeordnet. Die Abdichtungselemente 14 (Fig. 4) verhindern das Ausströmen des Dampfes in Achsrichtung in den Spalt zwischen den Ringen 2 und 5 bei geschlossener Stellung des Absperrorgans. Diese Elemente sind in Gestalt von Ringen ausgeführt, die aus mehreren Teilen bestehen und in Nuten 15 unter gebracht sind, die im drehbaren Ring 5 vorgesehen sind. Die Abdichtungselemente 16 (Fig. 5) verhindern das tangentiale .Ausströmen des Dampfes zwischen die einander berührenden zylindrischen Flächen der Ringe 2 und 5 bei geschlossener Stellung des Absperrorgans.
Die Abdichtungselemente 16 stellen Profilstäbe dar, die aus mehreren Teilen bestehen und in Nuten 17 des drehbaren Ringes 5 eingesetzt sind. Ein Kanal 18 ver bindet die Nut 17 unter dem Abdichtungselement 16 mit der Hochdruckdampfseite, weshalb das Abdichtungs element 16 an die Oberfläche des unbeweglichen Rin ges 2 mit seinem Vorsprung 19 angedrückt wird. Das Dampfdruckgefälle wirkt nur auf jene Fläche des Ab dichtungselementes 16 ein, die sich zwischen dem Vor sprung 19 und einem Vorsprung 20 der Nut 17 befindet. Deswegen ist die Kraft, mit der das Abdichtungselement <B>16</B> an den unbeweglichen Ring 2 angedrückt wird, nicht gross und hängt von der Lage des Vorsprunges 19 auf dem Abdichtungselement 16 ab.
In einer zweiflutigen Turbine 21, die in Fig. 6 dar gestellt ist, besitzt ein drehbarer Ring 22 symmetrisch liegende Ringstützen 23, die auf zwei ringförmigen Na benvorsprüngen 24 zweier benachbarter Zwischenböden 25 aufliegen. Dadurch wird das einfache Auseinander nehmen des Turbinenzylinders, der Schutz der Turbi nenwelle 6 gegen die Einwirkung des Dampfes, der durch die Schlitze des Zwischenbodens strömt, gewähr leistet, was für eine Dampfturbine mit Zwischenüberhit zung des Dampfes (anstelle des Dampfrückstromes in die Turbine nach Zwischenüberhitzung) von besonderer Bedeutung ist.
Es ist nur eine relativ geringe Kraft zur Verschiebung des drehbaren Ringes erforderlich, wobei eine hohe Dichtheit des Absperrorgans gewährleistet ist.