DE1815471C - Zum Ausgleich von Wärmedehnungen geeignete Abstützung eines hydroelektrischen Rohrturbinensatzes - Google Patents

Description

der Führung der Flüssigkeit fest verankert sind

und den Einlaurprofilteil des Rohrturbinensatzes

tragen, dadurch gekennzeichnet, daß 15

die Zuganker (3) durch Biegen oder beidseitiges Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Ausgleich

Nachgeben die axialen Verschiebungen des Rohr- von Wärmedehnungen geeignete Abstützung ei.ies

turbinensatzes aufnehmen können und daß die hydroelektrischen Rohrturbinensatzes. im allgemei-

ein'.itifseitige Abstützung einen Wärmedehnungs- nen eines solchen Satzes mit großem Durchmesser

kompensator hat, der aus einem abgedichtet an- 20 und horizontaler Achse.

geordneten metallischen Ringkörper besteht, der Bei solchen Rohrturbinensätzen sind im allgcmei-

axial verformbar ist und den "inlaufprofilteil (5) nen für die Abstützung des stromlinienförmig ausge-

mit dem Trägstem (4) des einlaufseitigen Lagers bildeten gesamten Gehäuses zwei Abstützungen vor-

verbindet. gesehen, von denen die eine in Richtung der äußeren

2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Strömung hinter und die andere vor dem elektrischen kennzeichnet, daß der Wärmedehnungskompen- Generator angeordnet ist.

sator aus e .em im Q'ierschnitt U-förmig geboge- Die ablaufseitige oder hintere Abstützung besteht nen Meta'.lring (7) besteh* bei dem die beiden meistens aus den Schaufeln eines ersten Leitschaufel-Schenkel des »U<- dichtend in zwei Flanschen be- kranzes, die im Beton der Wasserführung über einen festigt sind, von denen der v':r 3 starr mit dem Ein- 30 äußeren Haltering festgelegt sind die Leitschaufeln laufprofilteil (5) und der andere starr mit dem sind dann derart ausgelegt, daß sie allein oder gege-Tragstern (4) des einlaufseitigen Lagers des Sat- benenfalls in Verbindung mit Zugankern oder andezes verbunden ist, an dem eine den Metallring (7) ren Elementen, die einen Teil der vertikalen BeIaschützende Ringabdeckung (11) befestigt ist. stungen aufnehmen, aber in axialer Richtung nach-

3. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 giebig sind, einen TeU der axialen, hydraulischen kennzeichnet, daß auf dem oder an dem Tragstern Kräfte übernehmen und andererseits auch die Dreh-(4) für das einlaufseitige Lager de/ Wärmedeh- momente am Turbinensatz aufzunehmen in der Lage nungskompensator in Form eines U-förmigen ivle- sind.

tallringes (7) über einen lösbaren, mehrteiligen Die Einlaufseitige oder vordere Abstützung besteht Flanschring (13) befestigt ist, dessen Ausbau eine 4" meist aus einem horizontalen oder vertikalen Stützaxiale Verschiebung des Tragsterns zwecks Aus- arm oder aus zwei einander kreuzenden Armen, die baues des Generators (2) des Rohrturbinensatzes starr in dem äußeren Beton festgelegt sind, um eine gestattet, und an dem Tragstern (4) eine den Me- einwandfreie Abdichtung der Verbindung zwischen tallring (7) schützende Ringabdeckung (11) ange- dem Arm und dem Beton zu gewährleisten. Diese bracht ist. 45 Arme, die zwar nicht unbedingt notwendig für das

4. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch ge- einwandfreie axiale Halten ues Turbinensatzes erforkennzeichnet, daß der Wärmedehnungskompen- derlich sind, werden im allgemeinen vorgesehen, um sator aus einer metallischen, biegsamen Ring- einen Zugang in das Innere des Gehäuses des Turbischeibe (7') besteht, die in axialer Richtung nach- nensatzes zu ermöglichen sowie ferner das Hingiebig ist, einea zentralen Befestigungs-Ring- 5<> durchdringen von ausbaubaren Bauteilen des Turbiflansch (T a) zum Festlegen an einem ringförmi- nensatzes, wie Einzelteile des Axialdrucklagers, und gen Innenbund (4' a) des Tragsterns (4) aufweist sie dienen auch für das Hindurchführen der Leitungsund ferner mit einem Umfangs-Ringflansch (T b) schienen für die Strcmüeferung des Generators, versehen ist, der zur dichten Befestigung an einem Außerdem werden diese Arme auch zur Unterbrin-Flansch (5' a) des Einlaufprofilteils (5) dient, daß 55 gung von sekundären Zubehörteilen und als ölvordie biegsame Ringscheibe der Einwirkung des hy- ratsbehälter für den Turbinensatz ausgenutzt. Infoldraulischen Außendruckes durch eine zwischen gedessen sind die Abmessungen dieser Arme derart, dem Umfang des Kompensators und einer ent- daß das Trägheits- oder Widerstandsmoment der versprechenden inneren Zylinderfläche(4 b) des deren oder einlaufseitigen Abstützung in der gleichen Tragsterns angeordnete Dichtung (20) entzogen 60 Größenordnung liegt wie das der ablaufseitigen oder ist, wobei gegebenenfalls durchtretende Leck- hinteren Abstützung; es ist dann aber unmöglich, die oder Sickerflüssigkeit in einer zwischen dem beiden Abstützungen für eine Berechnung der Vertei-Kompensator und dem Tragstern gebildeten lung der Axialbeanspruchungen zu trennen; dies gilt Ringkammer (21) gesammelt werden kann, die auch insbesondere für die Beanspruchungen, die sich mit einer Ablaufleitung (22) zum Ablaufen der 65 aus der Wärmedehnung des Generators ergeben.
Sickerflüssigkeit und zum Verhindern eines Bei Rohrturbinensätzen mit einem Generator, der Druckanstieges in der Kammer versehen ist. ein selbstgekühltes Gehäuse hat, können die Wärme-

5. Abstützung nach Anspruch 4, dadurch ge- dehnungsbeanspruchungen der Abstützungen ein

Mehrfaches der durch hydraulische Kräfte bedingten verankert sind. Die Abmessungen dieser Arme sind

Beanspruchungen erreichen und infolgedessen zu un- derart gewählt, daß man über sie einen Zugang zu

zulässig hohen Spannungen in den geschweißten oder dem Turbinensatz erhält, daß auszubauende Bauele-

verschraubten Verbindungen der Abstützungen sowie mente hindurchgeführt werden können und daß sie

zum Loslösen vom Beton führen. 5 außerdem übliches Zubehör aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwischen dem Einlaufprofilteil 5 und dem Trag-

zum Ausgleich von Wärmedehnungen geeignete Ab- stern 4 ist ein ringförmiger Wärmedehnungskompen-

stützung eines hydroelektrischen Rohrturbinensatzes sator in Form eines Metallringes angeordnet, der

so zu gestalten, daß eine freie, axiale Dehnung des axiale Verschiebungen des Rohrturbinengehäuses auf

Generatorgehäuses möglich ist, so daß die beiden io Grund von Wärmedehnungen des Generatorgehäuses

Abstützungen des hydroelektrischen Rohrturbinen- zuläßt.

satzes von den auf Wärmedehnungen zurückzufüh- Wie die F i g. 2 zeigt, hat der Metallring 7 im rarenden Beanspruchungen freigestellt werden. dialen Querschnitt die Form eines U; er ist mit ebe-

Gemäß der Erfindung besteht bei einer zum Aus- nen Ringflächen Ta zum Anlegen an einen starr mit gleich von Wärmedehnungen geeigneten Abstützung 15 dem Einlaufprofilteil 5 verbundenen Flansch Sa ve-eiiKs hydroelektrischen Rohrturbinensatzes mit einer sehen und andererseits mit ebenen Ringflächen zum ablaufseitigen Abstützung, die von dem vorderen Anlegen an einen Flansch 4 α des Tragsterns 4. Zur leitschaufelkranz gebildet ist, und mit einer einlauf- festen Befestigung dienen Schrauben oder Bolzen 8; seilten Abstützung, die den Tragstern des einlaufsei- Dichtungen 10 gewährleisten eine einwandfreie Abti^-11 Lagers des Turbinensatzes haltende, radiale Zug- 20 dichtung an beiden Verbindungsstellen. Um den Meander und mindestens zwei starre Arme aufweist, tallring herum ist eine Ringabdeckuug 11 angeorddic im Beton der Führung der Flüssigkeit fest veran- net, die nur einseitig an dem Tragstern 4 festgelegt ist kc:i sind, die Lösung darin, daß die Zuganker durch und nach außen hin die Stetigkeit des äußeren Profils Biegen oder beidseitiges Nachgeben die axialen Ver- des Rohrturbinensatzmantels sowie außerdem einen Schiebungen des Rohrturbinensatzes aufnehmen kön- as Schutz des Wärmedehnungskompensators gewährlei nen und daß die einlaufseitige Abstützung einen stet.

Wärmedehnungskompensator hat, der aus einem ab- Die F i g. 3 zeigt eine Einbauvariante des Wärme-

godichtet angeordneten metallischen Ringkörper be- dehnungskompensators, die das Ausbauen des Gene-

stcht, der axial verformbar ist und den Einlaufprofil- rators durch eine oberhalb des Rohrturbinensatzes

teil mit dem Tragstern des einlaufseitigen Lagers ver- 30 vorgesehene öffnung 12 (s. F i g. 1) ermöglicht, die in

bindet. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den der Decke der hydraulischen Wasserführung oder des

I !nteransprüchen angegeben. Rohres vorgesehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Der Wärmedehnungskompensator in Form eines

Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Es U-förmigen Metallringes und der Flansch 4 a des

zeigt 35 Tragsteras4 sind mit Hilfe eines mehrteiligen

Fi 1 eine schematische Gesamtdarstellung eines Flanschringes 13 miteinander verbunden. Das Ab-

hydro ktrischen Rohrturbinensatzes, der mit einem bauen der Sektoren dieses mehrteiligen Flanschringes

Wärmedehnungskompensator ausgestattet ist, macht eine axiale Verschiebung des Tragsterns 4 bis

F i g. 2 einen vergrößert dargestellten Schnitt durch zum Anschlag des Flansches 4 α am Flansch 5 a des

den Wärmedehnungskompensator und seine Befesti- 40 Einlaufprofilteils 5 möglich; dadurch ergibt sich zwi-

gung, sehen dem Gehäuse 2 und dem Tragstern 4 ein freier

Fig.3 einen Schnitt ähnlich Fig 2, der aber eine Zwischenraum, der gleich der axialen Länge des

Variante eines Wännedehnungskompensaiors dar- Wärmedehnungskompensators ist und es gestattet,

stellt, das Gehäuse 2 von seiner hinteren Abstützung zu lö-

F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Wärmedeh- 45 sen, um ihn durch die öffnung 12 nach oben heraus-

nungskompensator, der zwischen dem Tragstern des zuziehen.

einlaufseitigen Lagers des Turbinensatzes und dem Nach der F i g. 4 besteht der Wärmedo.hnungskom-

Nasenprofilteil angeordnet ist. pensator aus einer biegsamen Ringscheibe 7', die in

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung eines hydro- axialer Richtung nach beiden Seiten auslenkbar ist;

elektrischen Rohrturbinensatzes mit einem Generator, 50 diese membranart'ge Ringscheibe ist mit ihrer zentra-

der ein selbstkühlendes Gehäuse hat, zeigt die ablauf- len öffnung an einem Ringflansch T α und mit ihrem

seitige oder hintere Abstützung, die in bekannter äußeren Umfang an einem Ringflansch 7' b dicht an-

Weise durch Stützleitschaufeln 1 α des vorderen Leit- geschweißt.

schaufelkranzes 1 gebildet wird, der durch seinen du- Der Ringflansch 7' α ist durch Schrauben 13 an

ßeren Ring i b starr in dem Beton der Wasserführung 55 einem Ringflansch 14 befestigt, der seinerseits durch

verankert ist. Schrauben 15 an einem ringförmigen Innenbund oder

Vor dem Gehäuse 2 des Generators des Rohrturbi- Innenflansch 4'α des Tragslsrns festgelegt ist. Diese nensatzes ist dieser durch radiale Zuganker 3 abge- Verbindungen sind durch Ringdichtungen 16 und 17 stützt, welche die einlaufseitige oder vordere Abstüt- abgedichtet. Der äußere Ringflansch 7' b ist durch zung gegenüber vertikalen Lasten bilden; diese Zug- 60 Schrauben 18 an einem Flansch 5'u des Einlaufproanker, die zwischen dem Tragstern 4 des einlaufsei- filteils 5 unter Einlegen einer Ringdichtung 19 festgetigen Lagers und dem Beton angeordnet sind, sitzen legt. Am äußeren Umfang des Ringflansches T b ist fest verankert im Beton und können unter der Wir- schließlich eine in axialer Richtung verformbare kung leichter axialer Verschiebungen des Turbinen- Dichtung 17 angeordnet, welche die Abdichtung zwisatzes nach den beiden Richtungen nachgeben. 65 sehen dem Ringflansch und einer zylindrischen In-

Der Einlaufprofilteil 5 des Rohrturbinensatzes nenfläche 4 b des Tragsterns 4 gewährleistet,
wird von mehreren starren Armen 6 in Form von Die Nachgiebigkeit oder Biegsamkeit der Ring-Hohlprofilen gehalten, die abgedichtet in dem Beton scheibe T gestattet den Ausgleich von theimischen

Dehnungen, wie sie in einem hydroelektrischen Rohrturbinensatz mit selbstkühlcndem Generatorgehäuse auftreten und vorhergesehen werden können.

Gegebenenfalls durch die Dichtung 20 hindurchtretende Sickerflüssigkeil wird in einer Ringkammer 21 aufgenommen, die zwischen der Ringscheibe 7' und dem Tragstern 4 gebildet ist; die Sickerflüssigkeit wird durch eine Ablaufleitung 22 abgeführt, die außerdem auch das Auftreten eines Überdruckes in der Ringkammer 21 unterbindet.

Die Dichtung 20 bewirkt, daß die biegsame Ringscheibe 7' der Einwirkung des hydraulischen Drucks an der Einlaufseite des Rohrturbinensalzes entzogen ist; die Ablaufleitung 22, welche gegebenenfalls durch die Dichtung hindurchtretende Sickerflüssigkeit abführt und keinen Überdruck in der Ringkammer 21 entstehen läßt, verhindert das Ausbilden irgendeines hydraulischen oder pneumatischen Drukkes innerhalb der Ringkammer. Andererseits kann das einwandfreie Arbeiten oder Verhalten der Dichtung 20 jederzeit durch Erfassen der durchgelassenen Sickerflüssigkeit überwacht werden, welche durch die Ablaufleitung 22 abgeführt wird. Schließlich begrenzt die Dichtung 20 auch den Flüs:;igkeitsdurchsatz im Fall eines Bruches der biegsamen Ringscheibe T.
Das Lösen der Schrauben 13, 15 und 18 macht

ίο axiale Verschiebungen des Kompensator? nach der Abiaufseite und des Ringflansches 14 nach der Einlaufseite des Rohrturbinensatzes möglich, und zwar bis in Stellungen, die in der F i g. 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. In einer derartigen Lage der betreffenden Teile können sämtliche Dichtungen 16, 17, 19 und 20 ohne Ausbau anderer Bauteile des Maschinensatzes erneuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

kennzeichnet, daß der innere Ringflansch (Ta) D ..... der biegsamen Ringscheibe (T) des Wärmedeh- Patentanspruche: nungskompeusators an der ringförmigen Wand oder Bundfläche (4'α) des Tragsterns (4) mittels

1. Zum Ausgleich von Wärmedehnungen geeig- 5 eine·; lösbaren Ringflansches (14) befestigt und so nete Abstützung eines hydroelektrischen Rohrtür- eine axiale Verschiebung des !Compensators in binensatzes mit einer ablaufseitigen Abstützung, der ablaufseitigen R^:chtung möglich ist, die einen die von dem vorderen Leitschaufelkranz gebildet Zugang zu seinen Dichtungen (16, 17, 19, 20) geist, und mit einer einlaufseitigen Abstützung, die st· tiet.

den Tragstern des einlaufseitigen Lagers des Tür- io
binensatzes haltende, radiale Zuganker und mindestens zwei starre Arme aufweist, die im Beton