DE1525418C - Druckentlastetes, einen ringförmigen Stromungskanal aufweisendes Dehnungsaus gleich Rohrstuck fur Gasturbinen - Google Patents
Druckentlastetes, einen ringförmigen Stromungskanal aufweisendes Dehnungsaus gleich Rohrstuck fur GasturbinenInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein druckentlastetes, einen nenwand des Dehnungsausgleich-Rohrstücks beringförmigen
Strömungskanal aufweisendes Deh- stehen je aus mehreren Teilen. Der vordere Abschnitt
nungsausgleichs-Rohrstück, das an das Austritts- der Außenwand wird vom Austrittsgehäuse 35 der
gehäuse einer Gasturbine anschließt, und dessen Gasturbine 31 gebildet, an welches das Zwischen-Außenwand
und Innenwand aus zwei übereinander- 5 stück 36 angeflanscht ist. Über die Stopfbüchse 25 ist
greifenden, dichtend zueinander axial verschiebbaren das Zwischenstück 36 mit dem Mittelteil 9 verbun-Teilen
besteht und durch radiale Hohlstreben gegen- den, an den das zylindrische Rohrstück 13 mit dem
einander abgestützt ist, wobei die Trennstellen der Endflansch 15 anschließt. Dieser ist, gegebenenfalls
Wände axial voneinander entfernt und wenigstens über ein Verlängerungsrohr, beispielsweise mit einem
näherungsweise auf gleichem Durchmesser liegen, die io Kamin oder einem Abhitzekessel verbunden. Durch
Innenwand als abstromseitig geschlossener Hohlkör- die Stopfbüchse 25 können sich Mittelteil 9 und Ausper
ausgebildet und der Strömungskanal nach der trittsgehäuse 35 gegeneinander axial verschieben,
ersten Trennstelle diffusorartig erweitert ist. Die Innenwand ist als Hohlkörper ausgebildet und
ersten Trennstelle diffusorartig erweitert ist. Die Innenwand ist als Hohlkörper ausgebildet und
In Rohrleitungen, welche durch Wärmedehnungen besteht, von der Turbinenseite ausgehend, aus der
Längenänderungen erfahren, werden Dehnungsaus- 15 gasdichten Verschalung 34, die das Turbinenlager 33
gleichsstücke verwendet, die in den Rohrstrang oder umgibt und auf der sich das Austrittsgehäuse 35
zwischen das Leitungsende und einen unverrückbaren durch vier um 90° versetzte, radial angeordnete Rip-Bauteil,
z. B. einen Kamin, eingeschaltet werden. Sie pen 39 abstützt. An die Verschalung 34 ist die sich
bestehen im wesentlichen aus sich übergreifenden in Strömungsrichtung erweiternde Kegelstumpffläche
Rohrteilen, die gegeneinander abgedichtet und axial 20 37 angeflanscht, die demnach mit dem Austrittsverschiebbar
sind. gehäuse 35 starr verbunden ist. Die Kegelstumpf-
Bei anderen Dehnungsausgleichstücken geht der fläche 37 und die anschließende Kegelfläche 11 wei-
kreisförmige Strömungsquerschnitt in einen ringför- sen rohrförmige Ansätze 26 bzw. 28 auf, zwischen
migen Strömungskanal über, dessen Innenwand denen die Stopfbüchse 27 angeordnet ist, wodurch
durch einen strömungsgünstigen Hohlkörper gebildet 25 diese beiden Teile der Innenwand gegeneinander
wird, der üblicherweise gegen die Außenwand durch axial verschiebbar sind. Die Stopfbüchsen 25 und 27
radiale Hohlstreben abgestützt ist. Bei diesen Aus- liegen auf ungefähr gleichem Durchmesser. Über die
führungen bestehen Außenwand und Innenwand aus Rippen 17 ist die Kegelfläche 11 mit dem Außen-
je zwei übereinandergreifenden, durch Wellrohre wand-Mittelteil 9 starr verbunden,
oder Stopfbüchsen abgedichteten, gegen einander 30 Die Außenwand des Dehnungsausgleichstücks und
axial verschiebbaren Teilen. Da besonders bei großen die genannten Teile der Innenwand, welche den
Rohrdurchmessern der Innendruck die Festpunkte Hohlkörper 38 bilden, begrenzen den ringförmigen
zu stark belastet sind, werden zur Druckentlastung Strömungskanal 10, der an den Auslaß der Gastur-
die Dichtelemente der Wandtrennstellen auf gleichem bine anschließt. Die Strömungsrichtung der Gase ist
Durchmesser angeordnet. 35 durch die Pfeile 2 angedeutet. Der Querschnitt des
Ist von der Auslaßseite einer Gasturbine bis zum Strömungskanals 10, der sich in Strömungsrichtung
Kamin ein genügender Abstand vorhanden, dann zuerst diffusorartig erweitert, nimmt bis zum Rohrkann
ein Dehnungsausgleich-Rohrstück bekannter stück 13 weiter zu, wo er in Kreisform übergeht. Der
Konstruktion eingebaut werden, was allerdings we- Strömungskanal wirkt somit in seiner Gesamtheit als
gen der sich mehrfach ändernden Strömungsquer- 40 Diffusor für die Gasturbine, so daß kein eigener DiE-schnitte
abgasseitige Druckverluste und somit Lei- fusor für die Abgase vorgesehen werden muß. Unter
stungseinbuße bedeutet. Ist jedoch der Abstand von der Voraussetzung, daß die Durchmesser der Stopfder
Gasturbine bis zum Kamin für den Einbau eines büchsen 25 und 27 mindestens angenähert gleich groß
Dehnungsausgleichstücks zu kurz, dann hatte man sind, kann der Durchmesser des Rohrstücks 13 und
sich bisher damit beholfen, daß die Abgasleitung 45 damit die Öffnung des Endflansches 15 bezüglich der
axial verschiebbar durch die Kaminwand geführt Eintrittsöffnung des Strömungskanals, d. h. der Gaswurde.
Wenn der Gasturbine noch ein Abhitzekessel auslaßseite der Gasturbine, beliebig groß gewählt
nachgeschaltet ist, wodurch der Gegendruck ansteigt, werden; das Dehnungsausgleichstück bleibt entwird
die Abdichtung etwas schwierig, besonders lastet.
dann, wenn durch Wärmespannungen auch seit- 50 Da die Abgasleitung einer Gasturbine (Rohrstück
liehe Kräfte auf die abzudichtenden Rohrleitungen 13) im allgemeinen einen großen Innendurchmesser,
wirken. beispielsweise von 3 m aufweist, können auch die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein an Hohlrippen 17 verhältnismäßig groß dimensioniert
eine Gasturbine anschließendes Dehnungsausgleich- werden, ohne die Strömung im Kanal 10 nachteilig
Rohrstück kurzer axialer Erstreckung zu schaffen, 55 zu beeinflussen. Es ist deshalb möglich, durch Ein-
das hinsichtlich der auf alle Wandteile wirkenden stieg in eine Hohlrippe 17 zum Turbinenlager 33 zu
Druckkräfte entlastet ist und einen kleinen Strö- gelangen und dort Kontroll- oder Revisionsarbeiten
mungswiderstand aufweist. vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Um die Stopfbüchsen 25 und 27 von radialen Kräf-Dehnungsausgleich-Rohrstück
gelöst, bei welchem 60 ten zu entlasten, ist die Kegelstumpffläche 37 an das Austrittsgehäuse der Gasturbine den vorderen ihrem stopfbüchsenseitigen Ende mittels Pendel-Abschnitt
der Außenwand bildet, das hintere Tür- stützen 41 am Mittelteil 9 der Außenwand aufbinenlager
im Inneren der als Hohlkörper ausgebil- gehängt.
deten Innenwand liegt und mindestens eine Hohl- Das im Hohlkörper 38 des Dehnungsausgleichstrebe
eine Verbindung zwischen Hohlkörperinnerem 65 Stücks untergebrachte Lager 33 der Gasturbine findet
und Atmosphäre herstellt. durch die Rippen 39 die notwendige Abstützung nach
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der außen. Mindestens eine, üblicherweise zwei Rippen
Erfindung schematisch dargestellt. Außen- und In- 17 sind hohl ausgebildet, und stellen so eine Verbin-
dung zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem Innenraum des Hohlkörpers 38 her, in welchem
nun temperatur- und druckmäßig atmosphärische Bedingungen herrschen. Die Kühlung des Innenraums
erfolgt mittels der Hohlrippen durch Kaminwirkung, die durch zusätzliche Mittel noch unterstützt
werden kann. Sollte dies für die Kühlung des Innenraums noch nicht genügen oder wenn keine
unnötigen Wärmeverluste auftreten sollen, dann kann der ganze Hohlkörper gegen den Strömungskanal 10
wärmeisoliert werden. Die Umgebungstemperatur des Lagers wird durch diese Maßnahmen so weit abgesenkt,
daß die bisher notwendige Kühlölmenge verkleinert werden kann. Die Ölzu- und -abfuhr erfolgt
zweckmäßigerweise durch eine Hohlrippe. Durch die Druckentlastung des Innenraums ist es nun nicht
mehr möglich, daß Abgase in den Ölkreislauf des Lagers gelangen, das, wenn nötig, noch gekapselt
werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ergibt sich eine viel kürzere Baulänge als bei einem von der
Gasturbine getrennten Dehnungsausgleichstück. Dies kann also in vielen Fällen auch dort verwendet werden,
wo bisher aus Platzgründen die Anordnung eines Dehnungsausgleichstücks nicht möglich war.
Die Durchführung der Rohrleitung durch die Kamin- oder Kesselwand muß nicht mehr axial beweglich
sein, sondern kann als leicht abzudichtender Festpunkt ausgebildet werden.
Claims (2)
1. Druckentlastetes, einen ringförmigen Strömungskanal aufweisendes Dehnungsausgleich-Rohrstück,
das an das Austrittsgehäuse einer Gasturbine anschließt und dessen Außenwand und Innenwand aus zwei übereinandergreifenden.
dichtend zueinander axial verschiebbaren Teilen besteht und durch radiale Hohlstreben
gegeneinander abgestützt ist, wobei die Trenn stellen der Wände axial voneinander entfernt und
wenigstens näherungsweise auf gleichem Durchmesser liegen, die Innenwand als abstromseitig
geschlossener Hohlkörper ausgebildet und der Strömungskanal nach der ersten Trennstelle diffusorartig
erweitert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Austrittsgehäuse (35, 36) der Gasturbine (31) den vorderen Abschnitt der
Außenwand (35, 36, 9,13) bildet, das hintere Turbinenlager (33) im Inneren der als Hohlkörper
(38) ausgebildeten Innenwand (34, 37, 11) liegt und mindestens eine Hohlstrebe (17) eine Verbindung
zwischen Hohlkörperinnerem und Atmosphäre herstellt.
2. Dehnungsausgleich-Rohrstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende
(26) des vorderen Abschnitts (34, 37) der Innenwand (34, 37, 11) mit dem hinteren Abschnitt (9,
13) der Außenwand (35, 36, 9, 13) durch Pendelstützen (44) verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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