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Regelvorrichtung für Strömungmaschinen, insbesondere Dampfturbinen
Züsatz zum Hauptpatent ...... (P 14 26 879.2) Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung
fdr Strömungsmasohinen, insbesondere Dampfturbinen, nach dem Hauptpatent ......
(P 14 26 879.2) mit zwischen zwei Leitkörperkränzen angeordnetem, verstellbarem
Ringschieber, bei der die Durchlaßbffnungen in den Leitkörperkrinzen zueinander
so versetzt sind, daß jeweils eine DurchlaBöffnung des einen Leitkörperkranzes einem
Steg des anderen Leitkörperkranzes gegenübersteht und die Durohlaßöffnungen des
Ringschiebers durch Stege begrenzt sind, deren Mittenabstand im wesentlichen gleich
dem Mittenabstand der versetzten Durohlaßo'ffnungen in den Leitkörperktänzen ist.
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Obwohl bei dieser Regelvorrichtung im geschlossenen Zustand starke
AxialdrUoke auf den Ringsohieber vermieden sind, wirken, insbesondere bei hohen
Dampfdrücken, trotsdem noch Axialkräfle, die ein leichtes Drehen des Ringschiebers
behindern. Diese Axialkräfte werden durch die Stegbreite bestimmt, die sich wegen
der erforderlichen Festigkeit nur bis zu einem bestimmten SSße beschränken läßt.
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Es ist Zweck der Erfindung, die zur Drehung des Ringschiebers erforderlichen
Kräfte weiterhin zu verringern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelvor richtung so
auszubilden, daß auf den Ringschieber keine oder nur geringe Axialkräfte ausgeUbt
werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an den
radialen Kanten der in den beiden Leitkörperkränzen befindlichen Durchlaß öffnungen
auf der dem Ringsohieber zugewandten Seite Dichtleisten so angeordnet sind, daß
sie im geschlossenen Zustand der Regelworrichtung von den Stegen des Ringschiebers
abgedeckt werden und einander gegenUberliegende Dichtleiseen Je nach der gewEnschten
axialen Anpressung des Ringschiebers gegen den stromunteren Leitkörperkranz in axialer
Durchflußriohtung gesehen sich überdecken oder zueinander versetzt sind.
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Bei sich Uberdeokender Anordnung der Dichtleisten heben sich die auf
den Ringechieber im geschlossenen Zustand der Regelvorrichtung ausgeübten axialkräfte
auch im Bereich der Dr¢htleisten auf. Bei versetzter Anordnung der einander gegenttberliegenden
Dichtleisten verbleibt im Bereich der ichtleisten eine auf den Ringsohieber wirkende
Axialkraft deren Größe und Richtung Je nach dem Grad der gegenseitigen Versetzung
der Dichtleisten frei gewählt werden kann.
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Besonders bei DtLengruppenregelung kommt es auf größtmögliche Dichtheit
der Regelvorrichtung im geschlossenen bzw.
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teilweise geschlossenen Zustand an. Um trotz der Verwendung der nur
eine begrenzte Dichtbreite aufweisenden Dichtleisten eine befriedigende Abdichtung
zu erzielen, empfiehlt es sich, zur Einstellung bzw. Nashetellung des Spiels an
den Dichtleisten zwischen den gegeneinander geriohteten Auflageflächen der Leitkörperkränze
auswechselbare Beilagen anzuordnen.
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Durch die Beilagen kann das kleinatzulässige axiale Spiel
zvrischen
den Beststehenden Beitkörperkränzen und dem beweglichen Ringschieber bei der l;ontage
eingestellt bzw.
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bei einer späteren Revision gegebenenfalls nachgestellt werden. Dadurch
kann größtmögliche Dichtheit erreicht werden, ohne daß ein Klemmen oder E'ressen
des Ringschiebers zu befürchten ist.
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Nach einem Merkmal des Hauptpatentes ...... (P 14 26 879.2) sind bei
der Düsengruppenregelung die in den feststehenden Leitkörperkranzen angeordneten
Durchlaßöffnungen unterschiedlich breit ausgebildet und die in dem Ringsohieber
befindlichen Durchlaßöffnungen weisen gleiche Breite auf.
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Die ungleiche Breite von Durchlaßöffnsngen und Stegen in dem stromunteren
Ieitkörperkranz macht es erforderlich, daß das Strömungsmittel, bevor es dem Leitschaufeigitter
zuströmt, durch eine Dampficammer geleitet wird, um die Strömung zu vergleichmäßigen.
Diese Dampfkammer kompliziert den Aufbau der Biaschine und vergrößert deren Rauminanspruchnahme
und das Maschinengewicht. Außerdem verliert das Strömungsmittel in der Dampfkammer
GeschwindigkeitsenerEie.
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Es ist ferner bekannt, bei Regelvorrichtungen für Düsengruppenregelung
mit Ringschieber und nur einem Leitkörperkranz den Durchlaßöffnungen im beweglichen
Ringschieber in Richtung der Reihenfolge des uiffnens abnehmende Breite zu geben
und im" feftstehenden Leitkörperkranz die Breite der Durchlaßöffnungen einerseits
und die Breite der Stege andererseits gleichzumachen, wobei jedoch die Breite der
Stege ungleich der Breite der Durchlaßöffnungen ist. Bei diesen Regelvorrichtungen
besteht der Nachteil, daß die Breite der Stege im feststehenden Leitkörperkranz
um sovielmal größer sein muß als die Breite der Durchlaßöffnungen vne die Anzahl
der zu regelnden Düsengruppen beträgt.
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Dema'uiu£ge können im feststehenden Leitkdrperkranz nur entsprechend
weniger Durchlaßöffnungen an ordnet werden, als z.B. bei einer Regelung mit nur
einer vollbeaufschlagten DUsengrupl)e, also Drosselregelung.
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Diese Regelvorrichtung hat außerdem einen nicht entlasteten Ringschieber,
sie ist also mit dem Mangel behaftet, daß der aingschieber großen Axialkraftef)
auegesetzt ist und daß damit bei seiner Drehung großer Rei bungsvEderstand zu überwinden
ist. Ferner ist auch bei dieser Regelvorrichtung eine zwischengeschaltete Dampfkammer
erforderlich.
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Die Erfindung hat den weiteren Zweck, diese Nachteile zu beseitigen.
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Die durch die BrSindung zu lösende weitere ausgabe besteht drin, die
Regelvorrichtung für Dusengruppenregelung so auszubilden, daß das Strömungsmittel
nach seinem Durchtritt durch die Durchlaßöffnungen des stromunteren Leitkörperkranzes
dem Leitschaufelgitter unmittelbar zuströmt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Dusengrupoenregelung
die Durchlaßöffnungen der Leltkörperkränze gleiche Breite haben und diese im wesentlichen
gleich der Breite der Stege der Leitköroerkränze ist und daß unter verwendung von
den Durchfluß des Strömungsmittels in an sich bekannter Weise in Öffnungsrichtung
der Regelvorrichtung nacheinander freigebenden Durchlaßöffnungen die Stege des Ringschiebers
unterschiedliche Dichtbreiten aufweisen.
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Die Erfindung wird nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher
erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Schnitt durch eine
geschlossene Regelvorrichtung für Drosselregelung mit Dichtleisten, die in axialer
Durchflußrichtung gesehen, sich überdecken. Der Schnitt geht durch die t.litte der
Höhe der Durchlaßöffnungen;
Fig. 2: einen Schnitt einer Regelvorrichtung
wie in Fig. 1, jedoch mit Dichtleisten, die in axialer Durchflußrichtung gesehen
zueinander versetzt sind, Fig. 3: einen Lüngsschnitt durch die Regelvorrichtung
mit einer Beilage gemäß der Erfindung, Fig. 4: einen Schnitt wie in Fig. 2, jedoch
für Düsengruppenregelung, Fig. 5: einen Schnitt wie in Fig. 4, jedoch in voll geöffneter
Stellung.
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Die in den Figuren dargestellten Regelvorrichtungen haben jeweils
zwei feststehende Leitkörperkränze 1; 2, zwisdhen denen ein drehbarer Ringschieber
3 angeordnet ist. Die beiden Beitkörperkränze 1; 2 weisen Durchlaßöffnungen 4 bzw.
5 auf, die zueinander so versetzt sind daß jeweils eine Durchlaßöffnung 4 bzw 5
des einen Leitkörperkranzes 1 bzw. 2 einem Steg 6 bzw. 7 des anderen lseitkörperkranzes
1 bzw. 2 gegenüberstehen. Im Ringschieber 3 befinden sich Durchlaßöffnungen 8, die
durch Stege 9 begrenzt sind. Der Mittenabstand 10 der Stege 9 ist im wesentlichen
gleioh dem Mittenabstand 11 der versetzten Durohlaßöffnungen 4; 5 in den Leitkörperkränzen
1; 2.
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Erfindungsgemäß befinden sich an den radialen Kanten dieser Durchlaßöffnungen
4;5 auf der dem Xingschieber 3 zugewandten Seite Dichtleisten 12. Diese werden im
geschlossenen Zustand der Regelvorrichtung von den Stegen 9 des Ringschiebers 3
abgedeckt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die einander gegenüberliegenden
Dichtleisten 12 so ausgebildet und angeordnet, daß sie sioh in axialer Durchflußri¢htung
des
Strömungsmittels gesehen überdecken. Dadurch heben sloh die
au9 den Ringschieber 3 wirkenden Axialkräfte auch im Bereich der Dichtleisten 12
gegenseitig auf; der P.ingschieber 3 ist also von axialen Kräften vollständig entlastet.
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Bei dem Ausführungsbeisplel nach Fig. 2 sind die sich gegenüberliegenden
Dichtleisten 12 in axialer DurchfluB-richtung gesehen zueinander versetzt angeordnet.
Hierbei verbleibt im Bereich der Dichtleisten 12 eine au9 den Ringschieber 3 wirkende
axiale Kraft, deren Größe je nach lahl der gegenseitigen Versetzung der einander
gegenüberliegenden Dichtleisten 12 an den beiden leitkörperkränzen 1; 2 frei gewählt
werden kann, um ein stabiles Anliegen des Schiebers am stromunteren Leitkörperkranz
mit bestimmten geringen Kräften zu erzielen.
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In Fig. 3 ist zwischen den gegeneinander gerichteten Auflageflächen
13 der Leitkörperkränze 1; 2 eine Beilage 14 angeordnet. Durch Wahl der geeigneten
Dicke dieser Beilage. 14 kann das kleinstzulässige Spiel zwischen den feststehenden
Leitkbrperkränzen 1; 2 und dem beweglichen Ringschieber 3 bei der Montage eingestellt
bzw. bei einer späteren Revision erforderlichenfalls nachgestellt werden, so daß
größtmögliche Dichtheit erreicht ist, ohne daß ein Klemmen oder Fressen des Ringschiebers
3 zu befürchten ist.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen das Aus£hrungsbeispiel einer Düsengruppenregelung
jeweils in voll geschlossener bzw. voll geöffneter Stellung mit im wesentlichen
gleflohbreiten Stegen 6; 7 und Durchlaßöffnungen 4; 5 der Leitkörperkrinze 1; 2
und mit Stegen 9 des Ringschiebers 3, die 9Ur eine Regelung mit vier DUsengruppen
I - IV vier verschiedene Diohtbreiten aufweisen derart, daß von der geschlossenen
Stellung (Fig 4) ausgehend, der Ringschieber 3 auf dem
eg nach rechts
gehend nacheinander die Durohlaßquerschnitte zu den Düsengruppen I - IV freigibt
bis er in der voll geöffneten Stellung der Regelvorrichtung (Fig. 5) steht. Die
Durohflußrichtung ist mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet. Der Einfachheit
und Übersichtlichkeit halber sind je Düsengruppe nur 2 Düsen gezeichnet rforden.
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Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele
gebunden, so können die Stege 9 des Itingschiebers 3 strömungsgünstig profiliert
ausgebiltet sein. Bei Düsengruppenregelung können auch mehr oder weniger büsengruppen
gewählt werden.