DE1883030U - Anordnung zur wellenkuehlung an einer dampfturbine. - Google Patents

Description

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SIEMENS-SCHUCKERTWERKE . Erlangen j 2 l_v JUH 1963 Aktiengesellschaft ' Werner~von-*Siemens~Str..50

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Einrichtung zur Wellenkühlung einer Dampfturbine

Es ist bekannt, daß bei Beaufschlagung der Gleichdruckstufe einer Dampfturbine durch Düsensegmente am Austritt hinter der Düse nach innen in den Spalt zu der benachbarten Stopfbuchse Dampf abströmt, der in dem Gleichdruckrad keine Leistung abgegeben hat und infolge Drosselwirkung auf der vollen Hohe der Drosseltemperatur des Frischdampf es bleibt. Damit ergeben sich unter Umständen unerwünschte oder unzulässige Beanspruchungen der Welle, wenn, wie dies bei der Turbinenberechnung die Regel ist, der Wellenberechnung die Dampftemperatur im Radraum der Turbine zugrunde gelegt wird. Tatsächlich trifft diese Annahme genau nur auf der Austrittsseite des Regelrades zu, auf welcher der Dampf bereits Arbeit geleistet hat. Auf der gegenüberlie-

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genden Seite, wo der Dampf aus den Düsen in das Regelrad eintritt, gelangt jedoch heißer Dampf hinter der Düse zu der dem Regelrad benachbarten Stopfbuchse oder einem Ausgleichkolben. Letztere werden von dem heißen Drosseldampf durchströmt. Damit wird die Temperatur der Welle im Bereich der Stopfbuchsenabdichtung um etwa 20-50° C höher als im eigentlichen Radraum* Diese erhöhte Temperatur , ist in vielen Fällen entscheidend für die Ausführbarkeit bestimmter Durchmesser oder Verwendung bestimmter Werkstoffe. Besonders ungünstige Verhältnisse ergeben sich, wenn im Anschluß.an die Stopfbuchsen Wellenteile mit vergrößertem Durchmesser und wesentlich erhöhten Fliehkräften vorhanden sind.

Um bei derartigen Turbinen hinter der Regelstufe günstigere Verhältnisse bezüglich der Temperaturbeanspruchungen der Welle zu erzielen j hat man bereits - wie bekannt - Konstruktionen vorgesehen, bei denen die Beaufschlagung des Regelrades, d.h. die Strömungsrichtung des Dampfes gegenüber der Strömungsrichtung in den nachfolgen·* den Überdruckstufen umgekehrt wird. Solche Ausführungen·haben jedoch den Nachteil, daß.die axiale Baulänge der Maschine vergrößert wird und außerdem das Innengehäuse der Turbine wegen des Umlenkungskanals für den Dampf einen beträchtlich vergrößerten Durchmesser erhalten muß.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, unter Vermeidung einer Vergrößerung

/der der axialen Baulänge und des Innengehäusedurchmessers dem Regelrad benachbarten Stopfbüchse oder einem Ausgleichkolben Dampf einer niederen Temperatur, der gleichzeitig als Künldampf für die Welle dient, zuzuleiten.

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Gemäß der Neuerung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem in der Strömungsrichtung gesehen hinter dem Gleichdruckrad liegenden Rad«· raum der Turbine und dem Raum der vor der Gleichdruckstufe angeordneten Stopfbüchse oder einem. Ausgleichkolben vorzugsweise symmetrisch zwischen den Gehäusen angeordnete Rohrleitungen für die Zuführung von Dampf mit einer entsprechend der Arbeitsleistung in dem Regelrad ermäßigten Temperatur zur Stopfbüchse angeordnet sind. Hierbei kann dem Hauptlabyrinth zwischen letzterem und den Düseneinsätzen noch ein Zwischenlabyrinth zugeordnet sein, das entsprechend der sich aus dem Reaktionsgrad der Gleichdruckstufe ergebenden Druckdifferenz bemessen wird. Durch ein solches Zwischenlabyrinth wird erreicht,.daß nur

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eine verhältnismäßig geringe Menge des heißen Drosseldampfes in das Hauptlabyrinth überströmen kann und die Temperatur der dieses Labyrinth durchströmenden Undiehtheitsmenge im wesentlichen der Temperatur des Radraumdampfes entspricht. ■

Im folgenden soll die Neuerung näher anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, das in der Figur der Zeichnung wieder— gegeben ist, die einen Ausschnitt aus einer Turbine mit einem Hoch·» durckteil und einem-hinter einem Zwischenüberhitzer liegenden Mitteldruckteil wiedergibt. In. dieser Figur bedeuten 1· das Außengehäuse, 2 das Innengehäuse und 3> die Welle der Turbine. Der Hochdruckteil der Turbine weist ein Gleichdruckregelrad 4 mit vergrößertem Durchmesser sowie auf einem Trommelteil Überdruckstufen 5'auf. Dem als Curtis—Rad ausgebildeten Gleichdruckregelrad 4 wird der Dampf über Düseneinsätze 6 zugeführt, die mittels eines Schraubringes 7 abgedichtet in dem Innengehäuse 2"befestigt sind. 8 ist das Frischdampf zu*- leitungsrohr, welches durch das Gehäuse 1 hindurchgeführt ist. 9 bedeutet die Überdruckbeschaufelung eines Mitteldruckteiles,deren

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umlaufender Teil auf dem Wellenabschnitt 10 mit vergrößertem und zunehmendem Durchmessers angeordnet ist. Der Überdurekbeschauf eluiig wird der Arbeitsdampf über die Dampfzuleitung 11 zugeführt, welche abgedichtet durch das Außengehäuse 1 hindurchgeführt ist. Zwischen der Gleichdruckstufe des Regelrades 4 und den Düseneinsatzkammern einerseits und der Überdruckbeschaufelung 9 andererseits ist eine Labyrinthdichtung 13 angeordnet. Diese Abdichtung wird durch das Hauptlabyrinth 13a und das Zwischenlabyrinth 13b gebildet. Der zwiseher den beiden Labyrinthteilen liegende Zwischenraum 15 ist nun neuerungsgemäß über symmetrisch verteilt angeordnete Leitungen 16 in_dem Raum 17 zwischen Innengehäuse 2 und Außerngehäuse 1 mit dem in der Strömungsrichtung des Dampfes hinter der Gleichdruckregelstufe liegenden Radraum 18 verbunden. l6a, l6b sind Dampfeinführungen·, die den Anschluß der Verbindungsleitungen 16 taxi die genannten Räumen er*, möglichen. Man erkennt, daß durch die Leitungen 16 aus dem Radraum dem Hauptlabyrinth 13 Dampf zugeführt wird, der entsprechend denr Temperaturgefälle in der Gleichdruckregelstufe um etwa 30 - 50° unter der Temperatur de.s von der Düse 6 dem Regelrad 4 zuströmenden Dampfes liegt. Durch die Zuleitung von Dampf aus dem Radraum, der infolge Arbeitsleistung bereits beträchtlich abgekühlt wird, kann die Wellentemperatur in dem Bereich des Hauptlabyrinthes 13a beträchtlich herabgesetzt werden, was im· Hinblick auf die Beanspru*·* chungen der Welle von wesentlicher Bedeutung, ist« Diese Kühlwirkung ·■ erstreckt sich sowohl auf den Wellenteil im Bereiche des Hauptlabyrinths mit dem dahinterliegenden Wellenteil als auch auf den vorgeschalteten Wellenteil im Bereiche des Zwischenlabyrinthes und der Düsenkammer 12. zwar kann der Düsenkammer 12 noch aus dem SpaXt hinter der Düse jetwas Dampf erhöhter Temperatur zuströmen, indessen kann

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diese Leckdampfmenge durch das Zwisehenlabyrinth 13a sehr klein gehalten werden, da für die Leckdampfströmung nur ein verhältnismäßig kleines Drückgefälle in Betracht kommt, das sich aus dem Reaktionsgrad der Gleichdruckstufe.ergibt« -

Die neuerungsgemäße Anordnung bietet den Vorteil, daß ohne größere Komplikationen durch die Entnahme von Dampf aus der der Gleichdruckregelstufe nachgeschalteten Radkammer eine wirksame Wellenkühlung in dem Bereich der Labyrinthdichtung neben den Düseneinsätzen herbeigeführt werden kann.

Die Neuerung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es könnte beispielsweise die Zwlschenlabyrinthdichtung-13b. am Umfange der Welle unter Umständen weggelassen werden, wenn die Spalten zwischen den Düsen und dem Regelrad klein genug gehalten sind, daß die Düsenleckdampfmenge gering im Verhältnis zu der aus dem Radraum dem Hauptlabyrinth 13 zuströmenden Dampfmenge ist*

3 Schutzansprüche
1 Figur

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Claims (2)

RA.VOI 324*22.6.61 PLA 63/1383 Schutzansprüche

1. zur Welenkühlung einer Dampfturbine, bei der der Frischdampf über Düseneinsätze einem Gleichdruckregelrad und anschließend ohne Umlenkung einer auf einem Trommelteil angeordneten Beschaufelung zuströmt., mit einer neben der Gleichdruckstufe angeordneten Stopfbuchse oder Ausgleichkolben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem in der Strömungsrichtung gesehen hinter dem Gleichdruck'-·, rad liegenden Radraum der Turbine und dem Raum der vor der Gleichdruckstufe angeordneten Stopfbüchse oder einem AusgleIchkolben vorzugsweise symmetrisch zwischen den Gehäusen angeordnete Rohrleitungen für die Zuführung von Dampf mit einer entsprechend der Arbeitsleistung in dem Regelrad ermäßigten Temperatur zur Stopfbüchse angeordnefsind.

2. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung aus dem Hauptlabyrinthteil und einem vorgeschalteten Zwischenlabyrinthteil besteht, wobei letzterer nur für den sich aus dem Reaktionsgrad der Gleichdruekstufe entsprechenden Druckabfall be messen ist und einen Einströmraum.für den dem Radraum entnommenen Kühldampf von dem Raum zwischen Welle und Düsenkammern abtrennt.

y. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die -an dem. Radraum angeschlossenen Leitung-en, gleichen Raum Vor der Labyrinthdichtung einmünden,in den die durch entsprechende Spaltausbildung möglichst klein gehaltene Menge des Düsenleckdampfes einströmt.

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