DE1005085B

DE1005085B - Dampf- und Gasturbine fuer hohe Druecke und Temperaturen

Info

Publication number: DE1005085B
Application number: DES35439A
Authority: DE
Inventors: Carl Brennecke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-09-25
Filing date: 1953-09-25
Publication date: 1957-03-28

Description

DEUTSCHES

Für hohe Drücke und Temperaturen hat sich der m das Außengehäuse als besonderer Körper eingesetzte Leitschaufelträger deshalb als besonders günstig erwiesen, weil er nicht nur die Beherrschung der durch die Erwärmung eintretenden Dehnungen erleichtert, sondern auch, weil man bei dieser Bauform die hohen Drücke und Temperaturen auf das Innengehäuse beschränken und vom Außengehäuse fernhalten kann, das dann entsprechend kleiner und leichter wird. Die Entwicklung geht nun in Richtung immer höherer Drücke, und es zeigt sich, daß dann auch die Doppelmantelturbine zu nur schwer zu lösenden konstruktiven Aufgaben führt. Es soll z. B. eine Turbine für 300 at und 600° C gebaut werden. Dann kommt man im Hochdruckgehäuse auf einen Entspannungsenddruck von etwa 100 at bei 400° C, also zu sehr hochliegenden Betriebswerten, für die das Außengehäuse ausgelegt werden muß. Es sind weniger dessen Wandstärken, die zu Schwierigkeiten führen, als die Flanschverbindungen und deren Abdichtungen. Man erhält sehr starke Flanschschrauben, die auf dem beschränkten Raum am Flansch kaum untergebracht werden können. Dabei ist zu bedenken, daß die Schrauben nicht nur die Gehäuseteile zusammenhalten, sondern auch den Dichtungsdruck aufzubringen haben. Die Aufgabe, auch bei extrem hohen Betriebs werten zu leicht beherrschbaren Druck- und Temperaturverhältnissen im Außengehäuse zu kommen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Leitschaufelträger von einem Mantel umgeben ist, der am Beschaufelungsende zur Ermöglichung des Eintritts des Dampfes aus der letzten Entspannungsstufe in den Zwischenraum zwischen Leitschaufelträger und Mantel offen ist und über einen Stutzen, insbesondere am abgekehrten Ende, mit einer Durchführung durch das Außengehäuse in Verbindung steht. Man erhält auf diese Weise eine Bauform, die als Drei-Schalen-Bauform bezeichnet werden kann. Der Druck wird hierbei von innen nach außen in fallender Richtung gestaffelt: Radraumdruck—Entspannungsenddruck— Druck im Innern des Außengehäuses. Die nachstehenden Ausführungen werden zeigen, daß man mit der Bauform gemäß der Erfindung zu recht niedrigen Drücken am Außengehäuse kommen kann, deren Beherrschung keinerlei Schwierigkeiten bereitet.

Die Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 erläutert, in der das Außengehäuse mit 1, der zylinderförmige Leitschaufelträger mit 2 bezeichnet ist. 3 sind die Düsen, 4 die zugehörigen Verteilerkanäle, 5 die Dampfzuführung, die über das Rohr 15 durch das Gehäuse 1 nach außen herausgeführt ist. Der Dampf durchströmt die Beschaufelung 6 von links nach rechts und tritt bei 7 aus. Bei den bisher bekannten Bauformen stand der

Dampf- und Gasturbine
für hohe Drücke und Temperaturen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Carl Brennecke, Mülheim/Ruhr-Saarn,
ist als Erfinder genannt worden

Schaufelaustritt 7 mit dem durch das Außengehäuse 1 begrenzten Raum 8 in Verbindung, so daß das Außengehäuse nach Druck und Temperatur am Entspannungsende bemessen werden mußte. Bei der Bauform gemäß der Erfindung wird jedoch der Raum 8 gegenas über dem Schaufelaustritt 7 abgegrenzt, und zwar durch folgende Konstruktion: Um den Leitschaufelträger 2 ist ein Mantel 9 gelegt, und zwar wird er zweckmäßig zusammen mit dem Leitschaufelträger 2 als gemeinsames Gußstück hergestellt. Auf diese Weise entsteht ein Zwischenraum 10, der mit dem Schaufelende 7 in Verbindung steht, nach außen jedoch durch Labyrinthe 11 und 12 abgeschlossen ist. Der Raum 8 steht seinerseits mit dem Spalt 13 zwischen den Labyrinthabschnitten 11 und 14 in Verbindung, steht also unter dem hier herrschenden Labyrinthdruck. An welche Stelle man den Spalt 13 legt, ist eine Frage der Konstruktion. Es sei angenommen, es herrsche hier ein Druck von 25 at, also ein Druck, der für die Bemessung des Außengehäuses und seiner Schrauben 16 keinerlei Schwierigkeiten bietet, um so weniger, als auch die Dampftemperatur an dieser Stelle nicht sehr hoch ist. Der Schnitt nach Fig. 2 läßt erkennen, wie verhältnismäßig klein die Schrauben 16 ausfallen. Allerdings ist bei einem axial geteilten Leitschaufelträger auch für ihn eine Flanschverbindung mit Schrauben erforderlich (Fig. 2). Da aber der Leitschaufelträger nur unter einem Differenzdruck steht und wesentlich kleinere Abmessungen als das Außengehäuse besitzt, sind die Verspannungsverhältnisse ebenfalls ohne besondere Schwierigkeiten durch die Schrauben 17 beherrschbar, wobei noch zu beachten ist, daß etwaige geringe Undichtheiten dieser Flanschverbindung deshalb nicht gefährlich sind, weil der Leckdampf in den Raum 8

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und nicht nach außen austritt. Man kann außerdem den Druck dadurch abbauen, daß man in die Teilfuge eine Nut 18 einsticht, die man über eine Bohrung 19 mit dem Raum 10 in Verbindung setzt.

Der Dampf tritt am Schaufelende'7 aus und wird durch den Zwischenraum 10 über den Leitschaufelträger 2 hinweg nach dem am linken Ende liegenden Stutzen 20 geführt, so daß eine dauernde Dampfströmung aufrechterhalten und das Entstehen ruhender Dampfpolster vermieden wird. Der Abdampfstutzen 20 wird in ähnlicher Weise nach außen geführt, wie es für die Dampfzuführung 5., 15 gezeigt ist (Fig. 3). Zur Abdichtung dient in diesem Fall ein Ring 21 von L-förmigem Querschnitt, der sowohl radiale wie axiale Dehnungsbewegungen zwischen Außen- und Innengehäuse zuläßt.

Claims

Patentansprüche:

1. Dampf- oder Gasturbine für hohe Drücke und Temperaturen mit einem in ein Außengehäuse zentrisch wärmebeweglich eingesetzten Körper, insbesondere in Form eines Zylinders, als Leitschaufelträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitschaufelträger (2) von einem Mantel (9) umgeben ist, der am Beschaufelungsende (7) zur Ermöglichung des Eintritts des Dampfes aus der letzten Entspannungsstufe in den Zwischenraum zwischen Leitschaufelträger und Mantel offen ist und über einen Stutzen, insbesondere am abgekehrten Ende, mit einer Durchführung durch das Außengehäuse in Verbindung steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel zusammen mit dem Einsatzkörper aus einem Stück besteht und zusammen mit diesem zentrisch wärmebeweglich im Außengehäuse abgestützt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Außengehäuse, Mantel und Leitschaufelträger in einer Achsebene unterteilt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Mantelende als Dichtungsträger ausgebildet ist.

5. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischdampfzuführungen durch den Mantel hindurchgeführt sind, insbesondere eingegossen sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel am geschlossenen Ende zur Bildung eines Dichtungsträgers axial verlängert ist.

7. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Teilfuge des aus Leitschaufelträger (2) und Mantel (9) bestehenden Einsatzkörpers mindestens eine Nut eingearbeitet ist, die mit dem Dampfkanal des Einsatzkörpers in Verbindung steht (Abb. 2).

8. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem den Leitschaufelträger (2) umgebenden Mantel (9) und dem Außengehäuse (1) mit einer Stelle geringeren Dampfdruckes verbunden ist, als innerhalb des Mantels herrscht, insbesondere mit einer Zwischenstufe entsprechenden Druckes der Labyrinthdichtung, und daß dieser Zwischenraum an dem dem Beschaufelungsende abgekehrten Ende mit einer Abströmung versehen ist, so daß in ihm eine Dampfströmung aufrechterhalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 852 247, 317 531.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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