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Ringförmiger Düsenkasten für Dampf-oder Gasturbinen Die Erfindung
betrifft einen ringförmigen Düsenkasten für Dampf- oder Gasturbinen, der zentrisch
wärmebeweglich ins Gehäuse eingesetzt, mit mindestens einem gegen das Gehäuse wärmebeweglich
dampfdichten Dampfzufuhrstutzen versehen und entlang dem Umfang in mehrere durch
je ein Regelventil absperrbare Kammern geteilt ist. Solch vom Gehäuse gesonderter
Düsenkasten soll bekanntlich den Frischdampf und somit dessen hohen Druck und hohe
Temperatur vom Gehäuse fernhalten.
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Bei den bekannten Turbinen mit einem Düsenkasten dieser Art hat jede
Kammer des Düsenkastens ihren eigenen Dampfzufuhrstutzen; dort sitzen nämlich die
Regelventile am Gehäuse oder am Fundament. Solch Düsenkasten hat die unerwünschte
Eigenschaft, daß er bei Teillast nur auf einem Teil des Umfangs von Dampf durchströmt
wird, also auf diesem Teil des Umfangs heißer als auf dem anderen Teil ist und daher
Wärmespannungen erleidet.
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Man führt freilich bei einer dieser Turbinen den vom Regelventil der
ersten Teillaststufe durchgelassenen Frischdampf über den ganzen Umfang des Düsenkastens,
nämlich durch einen Hohlraum der Düsenkastenwandung um den ganzen Düsenkasten herum,
um den Kasten ringsum tunlichst gleichmäßig warm zu halten; doch hat dies die ebenfalls
unwillkommene Folge, daß die zum Warmhalten des Düsenkastens nötige Wärmemenge hier
nur der der ersten Teillaststufe entsprechenden Dampfmenge entnommen, also daß,
wenn die zweite oder eine höhere Laststufe eingeschaltet wird, der Düsenkasten im
Umfangsbereich der diesen höheren Laststufen entsprechenden Düsensegmente von heißerem,
nämlich von nicht durch Wärmeverlust an den Düsenkasten gekühltem Dampf beaufschlagt,
also immer noch über seinen Umfang hin ungleichmäßig heiß und daher immer noch Wärmespannungen
ausgesetzt wird.
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Die Erfindung soll diese Spannurigen noch weiter mildern. Sie beruht
auf dem Gedanken, die zum Warmhalten des Düsenkastens nötige Wärme dem Dampf nicht
erst, nachdem er ein Regelventil passiert hat, sondern schon, bevor er ein Regelventil
passiert hat, zu entnehmen, also die Regelventile im Düsenkasten selbst anzuordnen.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Kasten einen die Kammern an ihrem
Umfang umgebenden, ununterbrochen ringsum sich erstreckenden Dampfzufuhrkanal aufweist,
in den der- oder die Dampfzufuhrstutzen münden, und daß in der zwischen. den Kammern
und dem Dampfzuführungskanal befindlichen Umfangswand die Regelventile angeordnet
sind.
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Bekannt ist freilich eine Turbine, die wie die erfindungsgemäße einen
ringförmigen, entlang dem Umfang in mehrere Kammern geteilten Düsenkasten und einen
die Kammern an ihrem Außenumfang umgebenden, ununterbrochen ringsum sich erstreckenden
Dampfzufuhrkanal aufweist und ihre Regelventile in der zwischen den Kammern und
dem Dampfzufuhrkanal befindlichen Umfangswand hat. Jedoch ist bei jener Turbine
- sie hat Innengehäuse und Außengehäuse - der Düsenkasten aus Innengehäuse angegossen
und der Dampfzufuhrkanal durch den zwischen den Innen- und dem Außengehäuse sich
ergebenden Zwischenraum gebildet. Dort wird also das Außengehäuse vom Frischdampf
berührt, wird also der eingangs erwähnte Zweck des gesondert ins Gehäuse eingesetzten
Düsenkastens nicht erfüllt.
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Es empfiehlt sich, um der baulichen Einfachheit willen nur einen einzigen
Dampfzufuhrstutzen, und zwar um der Entwässerung willen an der tiefsten Stelle des
Düsenkastens; vorzusehen. Und es trägt ebenfalls zu baulicher Einfachheit bei, die
Achsen der Regelventile radial zur Turbinenachse anzuordnen.
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Das Ziel, daß der Düsenkasten sich ungezwungen:. soll dehnen können;
wird gefördert; wenn als Regelventile Kolbenschieber verwendet werden; denn bei
'diesen wird keine Schließkraft auf den Düsenkasten
ausgeübt. Kolbenschieber
als Regelorgane von Dampfturbinen sind bekannt.
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Damit die Schieber sich in den im Düsenkasten angeordneten Schieberbüchsen
nicht klemmen können, wenn etwa die Achsen der Schieberspindeln und der Schieberbuchsen
nicht miteinander fluchten, empfiehlt es sich, daß die Verbindung zwischen dem Schieberkörper
und der Schieberspindel gelenkig ist. Ähnliches ist bei der obenerwähnten bekannten
Turbine mit im Innengehäuse festen Regelventilen auch der Fall.
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Wenn jedoch als Regelorgane Ventile verwendet werden, dann muß, damit
der Düsenkasten sich ungehindert dehnen kann, nicht nur der Kraftweg vom Ventilteller
zur Ventilspindelbrücke elastisch sein (das geschieht beim Erfindungsgegenstand
durch Federn in der Halterung der Brücke), sondern muß auch die Dichtung zwischen
der Ventilspindel und der radial äußeren Wand des Dampfzufuhrk.anals; durch die
ja die Ventilspindel hindurchgeführt werden muß, nachgiebig sein. Dies geschieht
erfindungsgemäß dadurch, daß die Dichtung zwischen der Ventilspindel und der radial
äußeren Dampfzufuhrkanalwand des Düsenkastens durch einen Kolben bewirkt wird, der
auf der Ventilspindel und wesentlich dampfdicht in der Öffnung der Turbinengehäusewand
gleitet und durch Federkraft an die Dampfzufuhrkanalwand des Düsenkastens gepreßt
wird.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt
dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen
Schnitt nach Linie 11-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Abwicklung des Schnittes nach Linie
111-11I in Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel
unter Weglassung einiger Teile, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie IV IV in Fig. 4.
Das erste Ausführungsbeispiel hat einen mindestens annähernd ringförmigen Düsenkasten
a, der in einem Turbinengehäuse b befestigt ist. Der Düsenkasten
a
weist Düsengruppen c bis c3 der ersten Entspannungsstufe auf. Die Gruppen
c bis c2 sind je durch ein Regelorgan gesteuert. Die Düsengruppe c3 ist urigesteuert.
Die Fig. 2 zeigt nur eines der Regelorgane, einen Kolbenschieber d. Bohrungen
e und f am äußeren Umfang des Düsenkastens sind für die Aufnahme zusätzlicher Kolbenschieber
bestimmt, An das Turbinengehäuse ist eine Dampfzufuhrleitung g angeschlossen, die
in den Düsenkasten a mündet und mit ihm über eine Gleitdichtung h verbunden ist.
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Die Düsenregelventile haben eine Öffnungen k aufweisende Schieberbüchse
i für die Aufnahme des mit Dichtungsringen j ausgestatteten Kolbenschiebers
d,
der über eine Spindel m und eine Gelenkstangen bewegbar ist. Über der Büchse
i sind Führungen 23 koaxial im Turbinengehäuse befestigt. Jeder dieser Teile kann
den benachbarten Kolbenschieber d aufnehmen, wodurch die Montage und Demontage des
Turbinengehäuses erleichtert wird.
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Der Düsenkasten a wird mit Hilfe von Knaggen o, p und p1 zentrisch
wärmebeweglich und axial gehalten, wobei die Knaggen o in der horizontalen Teilfuge
24 des Turbinengehäuses angeordnet sind. Als Hilfe für die Montage sind ferner
vier in Vorsprüngen des Düsenkastens befestigte und leicht wieder entfernbare Segmente
z1 vorgesehen; mit ihrer Hilfe wird der Düsenkasten a auf die Welle z aufgeschoben
und werden beide zusammen in die untere Hälfte des Turbinengehäuses eingebaut.
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In den Fig. 4 und 5 ist das zweite Ausführungsbeispiel dargestellt.
Hier sind Ventilteller q, r, s für Steuerventile von drei gesteuerten Düsengruppen
vorgesehen. Eine Düsengruppe ist ungesteuert. Die Ventilteller q, r, s sind
über Spindeln t, u, v mit Handrädern w, x, y verbunden. Die Spindeln t, u,
v sind von Büchsen 2, 3 und 4 umgeben, die in fest angebrachten Teilen 5, 6 und
7 gleiten, gegen die sie durch Ringe 8, 9 und 10 abgedichtet sind. Die Büchsen werden
mit Hilfe von Federn 14, 15 und 16 gegen Sitze 11, 12 und 13 gedrückt. Die Ventilteller
q, r, s können von ihren Sitzen abgehoben und in die Büchsen 2, 3 und 4 hineingezogen
werden, so daß die obere Hälfte des Turbinengehäuses ahne Auseinandernehmen der
Ventile abgehoben werden kann.