DE1107243B

DE1107243B - Dampfturbine mit biegungsweicher Welle

Info

Publication number: DE1107243B
Application number: DEW26562A
Authority: DE
Inventors: Joseph D Conrad; Robert L Reynolds
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1959-01-09
Filing date: 1959-10-16
Publication date: 1961-05-25

Description

Dampfturbine mit biegungsweicher Welle Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit biegungsweicher Welle, mit zwei zueinander gegensinnig durchströmten Flutwegen und mit Regelung durch Düsengruppen, die im einen Flutweg in gleicher Zahl und mit gleicher Bogenlänge wie im anderen Flutweg vorgesehen sind und gleichzeitig wie diese gesteuert werden.
Bei den bekannten Turbinen dieser Art liegt jede Düsengruppe des einen Flutweges in dem - in Achsrichtung gesehen - gleichen Umfangsteil wie die zur gleichen Zeit gesteuerte Düsengruppe des anderen Flutweges. Das kann bei biegungsweicher Welle eine unerwünscht große Durchbiegung der Welle ergeben; denn infolge der der Düsengruppenregelung eigentümlichen Teilbeaufschlagung übt der Dampf, der ja hinter der teilbeaufschlagten Stufe sich aus dem beaufschlagten Umfangsteil in den restlichen Umfangsteil ausbreiten muß und daher im beaufschlagten Teil einen etwas höheren Druck als im nicht beaufschlagten Teil des Umfanges hat, eine einseitige radiale Kraft auf die Welle aus. Die Durchbiegung bringt die Gefahr der Berührung an den Schaufelspalt- und den Wellenstopfbuchsdichtungen. Jene Durchbiegung der Welle, jene Einseitigkeit der Dampfkraft soll durch die Erfindung vermieden werden.
Die Erfindung besteht darin, daß die gleichzeitig gesteuerten Düsengruppen um 180° gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird erreicht, daß die Radialkraft, die der durch eine Düsengruppe des einen Flutweges geströmte Dampf auf die Welle ausübt, derjenigen Radialkraft, die der durch die gleichzeitig gesteuerte Düsengruppe des anderen Flutweges geflossene Dampf auf die Welle ausübt, entgegengerichtet ist, daß also die auf die Welle ausgeübten radialen Kräfte, in Achsrichtung gesehen, sich stets aufheben.
Die Bauform läßt sich dadurch vereinfachen, daß je zwei gleichzeitig gesteuerten Düsengruppen ein gemeinsames Düsenventil zugeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist an sich bekannt. Man pflegt, damit der jeweils beaufschlagte Umfangsteil ununterbrochen sei und somit der beim Eintritt in den beaufschlagten Umfangsteil unvermeidliche Eintrittsstoß nur einmal je Umdrehung erfolge, die Düsengruppen in derjenigen Reihenfolge, in der sie nacheinander gesteuert werden, auch räumlich hintereinander anzuordnen. Dasselbe empfiehlt auch die Erfindung.
Die Erfindung sei an Hand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-11, Fig. 3 den Schnitt durch den Ventilkasten mit einer schematischen Darstellung der Düsengruppen und der zu ihnen führenden Leitungen.
Die Turbine ist hier als aus zwei getrennten Gehäusen 10 und 11 bestehend dargestellt. Von Erheblichkeit ist das nicht; die beiden Teile könnten auch im gleichen Gehäuse untergebracht sein. Gemeinsam ist der Läufer 46, der gleichzeitig Träger der Überdruckbeschaufelung 17 ist. Die zugeordnete Leitbeschaufelung ist mit 19 bezeichnet. Die Turbine wird von dem über den Ventilkasten 12 zugeführten Dampf in ihren beiden Flutwegen gegensinnig durchströmt. Die beiden Flutwege werden durch die bereits erwähnten überdruckbeschaufelungen gebildet, denen je eine zweireihige Gleichdruckregelstufe 16, 18, 20, 35 vorgeschaltet ist. Da man der Gleichdruckstufe gern einen größeren Durchmesser als dem Überdruckteil gibt, ist angenommen, daß die Welle 46 durch die beiden Ringwülste 14 und 33 verstärkt ist, in welche die Laufschaufeln der Gleichdruckstufe eingesetzt sind. Erforderlich ist das nicht; die Laufbeschaufelung könnte auch auf Scheiben angebracht sein und könnte auch etwa den gleichen Durchmesser wie die Überdruckbeschaufelung haben. Wichtige Voraussetzung für die Erfindung ist, daß die Welle 46 biegungsweich ist.
In dein Beispiel ist, wie bereits erwähnt, angenommen, daß jeder der beiden Flutwege in einem eigenen Gehäuse untergebracht ist. Infolgedessen ist es erforderlich, außer den an den beiden Enden des Maschinensatzes befindlichen, nicht dargestellten Labyrinthdichtungen Dichtungen 47 nahe der Wellenmitte vorzusehen.
Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß jedem Flutweg vier Düsengruppen 28 ... 31 und 37...40 zugeordnet seien, die über Dampfzuführungsrohre 23 ... 26 und 42 ... 45 mit dem Ventilkasten 12 in Verbindung stehen und durch Stege 41 voneinander getrennt sind. Für die Düsenventile _S2...55 ist die bekannte Ausführung mit einem Hubbalken 56 angenommen. der über Gestänge 57 vom Servomotor gehoben und gesenkt wird. Die Reihenfolge der Öffnungsbewegungen der Ventile 52. .. 55 ist durch die Länge der jeweils über den Hubbalken 56 hinausragenden Ventilstößel bestimmt. Ventil 52 öffnet zuerst, Ventil 55 zuletzt. Der Frischdampf wird über die Leitung 51 zugeführt.
Die Anordnung gemäß der Erfindung besteht nun darin, daß die einander gleichzeitig gesteuerten Düsengruppen der beiden Flutwege um 180° gegeneinander versetzt sind. Dem Düsenventil 52 ist bei der linken Turbinenhälfte die Düsengruppe 37 zugeordnet, mit der es über die Leitung 42 verbunden ist. Die gleiche Leitung führt auch über das Dampfzuführungsrohr 23 zu der zugeordneten Düsengruppe 28 der rechten Turbinenhälfte. Diese ist um 180e gegen jene Gruppe 37 versetzt. Zum Düsenventil 53 gehören die Düsenaruppen 38 und die gegen sie um 180° versetzte Düsengruppe 29 usf. Die Radialkräfte sind also immer gegeneinandergerichtet, und die Düsensegmente folgen einander in derjenigen Ordnung, in der sie nacheinander geschaltet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Dampfturbine mit biegungsweicher Weile. mit zwei zueinander gegensinnig durchströmten Flutwegen und mit Regelung durch Düsengruppen, die im einen Flutweg in gleicher Zahl und mit gleicher Bogenlänge wie im anderen Flutweg vorgesehen sind und gleichzeitig wie diese gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die g leichzeitig gesteuerten Düsengruppen um 180-gegeneinander versetzt sind.
2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise je zwei gleichzeitig gesteuerten Düsengruppen ein gemeinsames Düsenventil zugeordnet ist.
3. Dampfturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Flutweg in an sich bekannter Weise die Düsengruppen in derjenigen Reihenfolge, in der sie nacheinander gesteuert werden, auch räumlich hintereinandergereiht sind. In Betracht ezogene Druckschriften-Z, USA.-Patentschrift Nr. 2 304 993; Zeitschrift »Engineering«, 1958, S. 586.