DE1059926B - Turbine mit Zwischenueberhitzung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Axialdampfturbine mit Zwischenüberhitzung, die innerhalb ein und desselben Gehäuses einen dem Zwischenüberhitzer vorgeschalteten Beschaufelungsteil (Hochdruckteil genannt) und einen dem Zwischenüberhitzer nachgeschalteten Be^ schaufelungsteil (Mitteldruckteil genannt) enthält.

Es ist bekannt, zwecks Schubausgleich diese Beschaufelungsteile, also den Hochdruckteil und den Mitteldruckteil, so zu bemessen und den Dampf durch sie so in einander entgegengesetzten Richtungen hindurchströmen zu lassen, daß die Schübe der Beschaufelungsteile sich aufheben.

Die Schübe bleiben jedoch nur bei gleichmäßiger Belastung einander gleich; bei plötzlich wechselnder Last, wenn also der Mitteldruckteil infolge der verzögernden Wirkung des Zwischenüberhitzers von mehr oder weniger Dampf als der Hochdruckteil durchströmt wird, werden sie einander ungleich.

Man hat deshalb schon vorgeschlagen, jeden der beiden Beschaufelungsteile, also sowohl den Hochdruck- wie den Mitteldruckteil, in zwei einander entgegen durchströmte Unterteile zu teilen.

Eine solche Zerlegung bzw. Unterteilung läßt sich jedoch häufig nur unter großen Schwierigkeiten oder unter Umständen überhaupt nicht durchführen., wenn ein befriedigender Schubausgleich erreicht werden soll.

Die Erfindung beschreitet daher einen anderen Weg unter Benutzung der an sich bekannten Schubausgleichkolben. Sie besteht darin, daß jeder der beiden Beschaufelungsteile mit eigenem Schubausgleichkolhen, der den in dem Beschaufelungsteil auftretenden Schub aufhebt, versehen ist.

Man kann den an sich ob seines Raumbedarfes nicht beliebten Ausgleichkolben, z. B. des Mittel druckteils, dadurch klein halten, daß der Mitteldruckteil in an sich bekannter Weise aus zwei nacheinander und gegeneinander durchströmten Unterteilen besteht und daß sein Ausgleichkolben den Unterschied der Schübe dieser beiden Unterteile aufhebt.

Ferner kann man den bei Hochdruckturbinen üb^ liehen Grundsatz, die Hochdruckteile mit Teilen niederen Druckes zu umgeben und so das Druck- und Temperaturgefälle zur Umgebung zu staffeln, auch hier dadurch anwenden, daß der Hochdruckteil und die beiden Ausgleichkolben zwischen den beiden Unterteilen des Mittel druckteil es angeordnet sind.

Und wenn man nach demselben Grundsatz das Gehäuse doppelwandig, also aus Außen- und Innengehäuse bestehend ausführt, so empfiehlt sich, daß der Hochdruckteil und der zuerst durchströmte Unterteil des Mitteldruckteils im Innengehäuse, der als zweiter durchströmte Unterteil des Mitteldruckteils unmittelbar im Außengehäuse angeordnet sind bzw. Turbine mit Zwischenüberhitzung

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Wemer-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 22. Januax 1957

Homer R. Reese, Springfield, Pa.,

und Edwin G. Noyes, Chester, Pa. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

ist und daß der vom ersten zum zweiten Unterteil des Mitteldruckteils fließende Dampf durch den Spalt zwischen Außen- und Innengehäuse strömt.

Im folgenden soll die Erfindung eingehender an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, das in der Zeichnung wiedergegeben ist. Diese zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Turbine.

11 bedeutet das äußere Turbinengehäuse, welches in Achsebene unterteilt ist und ein in gleicher Weise unterteiltes Gehäuse 14 einschließt. Die Gehäuse umgeben einen Läufer 16, der sich über die äußeren Gehäusesitirnwände hinaus bis in Lagergehäuse 18 erstreckt. Mit 19 ist das Maschinenfundament bezeichnet, auf dem die Lagergehäuse 18 abgestützt sind.
Die Turbine umfaßt einen Hochdruck- und einen Mitteldruckteil. Der Hochdruckteil besteht aus einem gleichdruckbeschaufelten Unterteil 21 und einem überdruckbeschaufelten Unterteil 23. Ein ringförmiger Übertrittskanal 22 ermöglicht den Dampfübertritt zwischen den Hochdruckunterteilen 21 und

23. Der Mittel druckteil ist ebenfalls in zwei Unterteile zerlegt, die beide überdruckbeschaufelt sind und von denen der Unterteil 26 auf der rechten und der Unterteil 27 auf der linken Seite des Hochdruckteils 21, 23 angeordnet ist. Zwischen dem Hochdruckunterteil 21 und dem Mitteldruckunterteil 27 sind ein Hochdruckausgleichkolben 28 und ein Mitteldruckausgleichkolben 29 vorhanden; beide sind mit Labyrinthdichtungen bekannter Art versehen. Zwischen dem Hochdruckunterteil 23 und dem Mitteldruck-

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unterteil 26 ist ebenfalls eine Dichtung 31 vorgesehen. Die Leitschaufeln der Unterteile 21, 23 und 26 werden in je einem ringförmigen, in Achsebene geteilten Leitschaufelträger 24, 25 bzw. 30 gehalten, die in dem inneren Gehäuse 14 durch an sich bekannte Mittel (Radialbolzen od. ä.) zentrisch gelagert sind. Die Leitschaufeln des Unterteils 27 sind von zwei voneinander gesonderten Schaufelringen 35 getragen, die in dem äußeren Gehäuse 11 in bekannter Weise zentrisch gelagert sind.

Bei dem Betrieb der Turbine wird Dampf hoher Temperatur und hohen Druckes den Unterteilen 21 und 23 des Hochdruckteils aus einer geeigneten Dampfquelle (nicht dargestellt) durch Einführungskanäle 32 zugeführt, die in den Radraum vor dem gleichdruckbeschaufelten Hochdruckunterteil 21 münden. Der Dampf strömt von links nach rechts, wie in der Zeichnung durch Pfeile wiedergegeben, durch diesen Unterteil 21, den Überströmkanal 22 und durch den überdruckbeschaufelten Hochdruckunterteil 23. Von diesem Unterteil gelangt der teilweise entspannte Dampf in einen ringförmigen Ausströmkanal 33 und wird aus diesem durch einen Austrittsstutzen 34 einem Zwischenüberhitzer, der nicht dargestellt ist, zugeführt.

Von dort wird der Dampf durch den Eintrittsstutzen 37 der Turbine wieder zugeführt und gelangt durch den Ringkanal 38 in den auf der rechten Seite des Hochdruckteils gelegenen Mitteldruckunterteil 26. Nach Entspannung in diesem strömt der Dampf in einen Ringraum 41, der durch den Abstand zwischen Innengehäuse 14 und Außengehäuse 11 gegeben ist. In dem Ringraum 41 strömt der Dampf von rechts nach links und gelangt schließlich in den Mitteldruckunterteil 27. Nach weiterer Entspannung in letzterem gelangt der Dampf schließlich in den ringförmigen Austrittskanal 43 und aus diesem über einen Stutzen 44 in einen weiteren Überströmkanal 45, der dazu dient, den Dampf in den Niederdruckteil der Maschine weiterzuleiten.

Zwischen dem Hochdruckausgleichkolben 28 und dem Mitteldruckausgleichkolben 29 ist ein Ringraum 46 vorhanden, der mit dem Ausströmkanal 33 durch einen in dem Ringraum 41 liegenden Rohrkanal 47 in Verbindung steht. Ein Teil des dem Hochdruckteil zugeführten Dampfes tritt in die ringförmige Kammer 49 über und verläuft danach durch die Labyrinthdichtungen des Ausgleichkolbens 28 von rechts nach links. Ein Teil dieses beim Ausgleichkolben 28 austretenden Dampfes wird sodann durch den Kanal 47 dem Ausströmraum 33 zugeführt, während der Rest des beim Kolben 28 ausgeströmten Dampfes durch die Dichtung des Mitteldruckausgleichkolbens 29 verläuft und nach seinem Austritt aus dieser Dichtung sich mit dem dem Beschaufelungsteil 27 zugeführten Dampfstrom vereinigt.

Der Druck rechts von dem Ausgleichkolben 28 ist gleich dem Dampfdruck vor dem Beschaufelungsteil 21 in der Strömungsrichtung betrachtet. Der Druck in der Kammer 46, also auf der linken Seite des Hochdruckausgleichkolbens 28 und auf der rechten Seite des Mitteldruckausgleichkolbens 29, ist gleich dem Druck am Dampfaustritt aus dem Hochdruckteil, d.h. in der Ausströmkammer33. Der Druck an der linken Sehe des Ausgleichkolbens 29 ist gleich dem Druck des Dampfes, bevor er in die erste Stufe des Beschaufelungsteils 27 eintritt.

Die stationären Teile der Dichtungen der Ausgleichkolben 28 und 29 werden von Ringkörpern 51 und 52 getragen; diese sind in Achsebene geteilt und werden in an sich bekannter Weise an dem Innengehäuse durch Flansche 53 gehalten, wodurch Abdichtung der Räume 46 und 49 gegenüber dem Ringraum 41 erzielt wird. Die Dichtung 31 wird von einem Ring 56 getragen, der ebenfalls in Achsebene geteilt und an dem Innengehäuse 14 durch Flansche

ίο 57 gehalten wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat noch den Vorteil, daß infolge Auflösung des Mitteldruckteils in zwei zu beiden Seiten des Hochdruckteils liegende Unterteile die Möglichkeit geschaffen wird, durch den Zwischenraum zwischen den beiden Turbinenteilen Dampf zu führen, dessen Temperatur höher ist als die Abdampftemperatur des Unterteils 27. Hierdurch kann erreicht werden, die Temperaturdifferenzen im Bereich des Innengehäuses 14 in bezug auf den Läufer zu verringern.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axialdampfturbine mit Zwischenüberhitzung, die innerhalb ein und desselben Gehäuses einen dem Zwischenüberhitzer vorgeschalteten Beschaufelungsteil (Hochdruckteil genannt) und einen dem Zwischenüberhitzer nachgeschalteten Beschaufelungsteil (Mitteldruckteil genannt) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden. Beschaufelungsteile mit eigenem Schubausgleichkolben (28 bzw. 29), der den in dem Beschaufelungsteil (21/23 bzw." 26/27) auftretenden Schub aufhebt, versehen ist.

2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitteldruckteil in an sich bekannter Weise aus zwei nacheinander und gegeneinander durchströmten Unterteilen (26, 27) besteht und daß sein Ausgleichkolben (29) den Unterschied der Schübe dieser beiden Unterteile aufhebt.

3. Dampfturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckteil (21, 23) und die beiden Ausgleichkolben (28, 29) zwischen den beiden Unterteilen (26, 27) des Mitteldruckteils angeordnet sind.

4. Dampfturbine nach Anspruch 2 oder 3, deren Gehäuse aus einem Außen- und einem Innengehäuse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckteil und der zuerst durchströmte Unterteil (26) des Mitteldruckteils im Innengehäuse (14), der als zweiter durchströmte Unterteil (27) des Mitteldruckteils unmittelbar im Außengehäuse (11) angeordnet sind bzw. ist und daß der vom ersten zum zweiten Unterteil des Mitteldruckteils fließende Dampf durch den Spalt zwischen Außen- und Innengehäuse strömt.

5. Dampfturbine nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringraum (46) zwischen dem Hochdruckausgleichkolben (28) und dem Mitteldruckausgleichkolben (29) angeordnet und durch eine Leckdampfleitung (47) mit dem Austrittsraum (33) des Hochdruckteils verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Power«, Heft Januar 1957.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen