DE1401036A1

DE1401036A1 - Fuer hohe Temperaturen des Arbeitsmediums geeignete Waermeturbine mit einem Innen- und einem Aussengehaeuse

Info

Publication number: DE1401036A1
Application number: DE19591401036
Authority: DE
Inventors: Miroslav Budin
Original assignee: Prvnibrnenska Strojirna Zd Y K
Current assignee: Prvnibrnenska Strojirna Zd Y K
Priority date: 1959-10-28
Filing date: 1959-10-28
Publication date: 1969-01-09

Description

Für hohe Temperaturen, des Arbeitsmediung geeignete Wärmaturbine mit einem Innen- und einem Aussengehäuse. Die Erfindung bezieht sich auf eire für hohe Temperaturen des Arbeitsmediums geeignete Wärmeturbine mit einem Innen-und Aussengehäuse.
Zur Erhöhung der Reis tungsfähigket von Wärmeturbinen, werden immer höhere Temperaturen und -Drucke, für das -eintretende Arbeitsmedium in Anwendung gebracht. Da mit steigender Temperatur die Festigkeitewerte der für die Turbinengehäuse benutzten Werkstoffe sinken, sind bei einer leihe von bekannten Ausfürungen die Gehäuse, aus zwei Teilen, nämlich einem Aussengehäuse und einem Innengehäuse zusammengesetzt, welche leide zweiteilig mit einer Trennungsebene in ihrer Längsrichtung ausgeführt sind. Das Arbeitsmedium wird durch den Rohransatz, durch das Aussengehäuse und in die Düsenkammer des Innengehäuses geführt. Das Arbeitsmedium flieset durch die Düsen und die Beschaufelung hindurch und gelangt am Ende der Beschaufelung in den Raum des Aussengehäuses, von wo es in den Niederdruckteil oder Gegendruckteil der Turbine geführt wird. Es wird durch die Zusammensetzung des Gehäuses aus zwei Teilen das Temperatur- und Druckgefälle des eintretenden Mediums zwischen das Innen- und das Aussengehäuse aufgeteilt.
Die bekannten Ausführungen der Zusammensetzung des Turbinengehäuses aus zwei Teilen haben den Nachteil, dass trotz der Aufteilung des Temperaturgefälles des Arbeitsmediumsauf den Raum des Innengehäuses und den des Aussengehäuses noch immer ein zu grosser Unterschied zwischen der Temperatur der Aussenoberfläche des Innengehäuses und der Temperatur seiner Innenoberfläche vorhanden ist, da dieser durch den Wärmeunterschied des Arbeitsmediums vor und nach seiner Expansion in der Beschaufelung hervorgerufen wird. Infolgedessen entsteht in der Wand des. Innengehäuses eine Wärmespannung, welche zu der durch den Innenüberdruck verursachten Spannung hinzukommt. Wegen dieser Wärmespannung können nicht wahllos hohe Temperaturen für das Arbeitsmedium benutzt werden. Durch die Wärmespannung wird die Verwendungsdauer des Gehäuses verkürzt. Die Wärmespannung fordert besondere Aufmerksamkeit im Betrieb der Turbine. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Wärmeturbine werden die genannten Nachteile. beseitigt. Die Erfindung.
ist darin zu sehen, das das Innengehäuse der Turbine van einem Mantel umgeben ist, welcher dicht am Austrittsende der Dichtung für das Arbeitsmedium angeschlossen ist, wobei die Dichtung den Raum des Innengehäuses von dem Raum des Aussengehäuses trennt. Es wird dadurch auf der Aussenoberfläche des Innengehäuses ein Strom des Arbeitsmediums mit fast derselben Temperatur erzeugt, welche das Arbeitemedium innerhalb des Innengehäuses aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem beigeschlossenen Längsschnitt der Turbine gezeigt.
Das Arbeitsmedium gelangt in die Turbine durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Rohransatz. Das Arbeitsmedium fliesst durch das Turbinenaussengehäuse 1 in die Düserkammer des Turbineninnengehäuses 2. Es fliesst durch die Düsen 3 und die Beschaufelung 4. Hier expandiert das Arbeitsmedium auf den im Raum des Aussengehäuses herrschenden Druck.
Während der Expansion erniedrigt sich gleichzeitig entsprechend die Temperatur des durchströmenden Arbeitsmediums.Aus dem Raum des Aussengehäuses 1 wird das Arbeitsmedium durch den Stutzen 5 in den Niederdruckteil oder Gegendruckteil der Turbine abgeführt. Ein Teil des Arbeitsmediums dringt nach der Expansion in den Düsen 3 durch die Dichtung 6, 7 hindurch aus dem Raum des höheren Drucks und der höheren Temperatur in das Innengehäuse.
Die Dichtung 6, 7 ist in zwei Teile aufgeteilt. In dem ersten Dichtungsteil 6 sinkt der Druck des Arbeitsmediums auf einen Wert, der nur wenig grösser ist. als der Wert des Drucks in dem Aussengehäuse, während die Temperatur annähernd die gleiche. bleibt wie vor der Dichtung in Raum des Innengehäuses. Der zweite Dichtungsteil 7 steht in einem Abstand von dem ersten Dichtungsteil 6, wodurch ein Spalt zwischen dem ersten Dichtungsteil und dem zweiten Dichtungsteil vorhanden ist. In dem Raum des Aussengehäuses befindet sich ein Medium, dessen Temperatur kleiner ist als die Temperatur des durch die Dichtung fliessenden Mediums. Es fliesst das Medium durch die Öffnungen 8 aus dem Spalt in den Raum 10, welcher durch die Aussenoberfläche des Innengehäuses und durch einen dünnwandigen Mantel 9 begrenzt ist, welcher das Innengehäuse 2 einhüllt und an ihm, und zwar am Ende der Dichtung 6, 7, dicht angeschlossen ist. Auf der Austrittsseite für das Arbeitsmedium aus der Beschaufelung 4 vermischt sich das Medium des Raums 10 mit dem aus der Beschaufelung 4 austretenden Medium. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Temperaturen auf der Aussenoberfläche und der Innenoberfläche des Innengehäuses 2 seine gesamte Länge entlang annähernd ausgeglichen werden, da sich das Medium während seiner Strömung durch den Raum 10 sowohl auf der Aussenoberfläche des Innengehäuses 2 als auch :auf dem dünnwandigen Mantel 9, welcher auf seiner Aussenoberfläche von einem eine kleinere Temperatur aufweisenden Medium bespühlt wird, stufenweise abkühlt. Der Mantel 9 ist so angeordnet, dass er das gesamte Innengehäuse 2 einschliesslich der Schrauben an seiner in Längsrichtung verlaufenden Trennungsebene einhüllt, so dass die Schrauben und auch, die Flansche beim Inbetriebsetzen der Turbine und auch während ihres Betriebes gleichzeitig von allen

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Claims

P a t e n t a n@ '

1.) Für hohe Temperaturen des Arbeitsmediums geeignete Wärmeturbine mit einem Innen- und Aussengehäuse und mit einer Zuführung des Arbeitsmediums in das Innengehäuse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Innengehäuse (2) von einem Mantel (9) eingehüllt ist, welcher dicht am Austrittsende der Dichtung (6, 7) des Innengehäuses für das Arbeitsmedium angeschlossen ist, wobei die Dichtung zur Trennung des Raums des Innengehäuses (2) vom Raum des Aussengehäuses (1) dient. 2.) Wärmeturbine nach 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtung am Innengehäuse (2) in zwei Teile (6, 7) aufgeteilt ist und der Raum zwischen diesen beiden Teilen (6, 7) durch Öffnungen bzw. Kanäle (8) sowohl mit dem Raum des Innengehäuses (2) als auch mit dem durch den Mantel (9) gebildeten Raum (10) verbunden ist. 3.) Wärmeturbine nach den Ansprüchen 1, 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durch die Aussenoberfläche des Innengehäuses (2) und durch die Innenoberfläche des Mantels (9) begrenzte Raum (10) auf der Seite der Turbine, an welcher das Arbeitsmedium aus der Beschaizfelung (¢) gelangt, für den Raum des Aussengehäuses (1) offen ist.