DE1915267B2

DE1915267B2 - Einstroemkasten fuer duesengruppenregelung von dampfturbinen

Info

Publication number: DE1915267B2
Application number: DE19691915267
Authority: DE
Inventors: Rudolf 4231 Hamminkeln FOIp 7 16 Wickl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1969-03-26
Publication date: 1971-05-06
Also published as: GB1272559A; CH504613A; US3642381A; DE1915267A1; FR2039942A5

Description

zufuhröffnung vorgesehen, durch welche der Steuer- 15 besonders zweckmäßig erwiesen. Dieser ist in bevorbalken in das Innere des Einströmkastens einbring- zugter Ausführungsform der Erfindung so ausgebilbar ist, und außerdem weist der Einströmkasten eine, det, daß die Steuerspindeln an ihrem Kupplungsende Vielzahl von seinen tragenden Querschnitt schwä- einen Fortsatz in Form eines Hammerkopfes und chenden Durchgangsbohrungen auf, die zur Auf_r einen mit Abstand vom Kupplungsende angeordneten nähme des Widerlagers für die Befestigung eines 20 Anschlag aufweisen, daß der Steuerbalken denanschraubbaren Deckels dienen, der die Durchführ- Hammerköpfen entsprechende, in seine Längsrichbohrungen für die Ventilspindeln enthält. Da der tung weisende schlitzartige Aussparungen aufweist Deckel längs seines Flansches und außerdem zwi- '"'"* und daß nach Einführen des Kupplungsendes in die sehen seinen beiden Ventilspindel-Durchf ührbohrun- jeweiligen Aussparungen des Steuerbalkens durch gen dampfdicht mit dem Einströmkasten verschraubt 25 Drehen der Steuerspindeln um etwa 90° letztere mit werden muß, sind eine Vielzahl derartiger Durch- ihren Hammerköpfen den Steuerbalken an seiner führbohrungeri im Einströmkastenmantel erforderlich Unterseite hintergreifen und der Kraftschluß in der mit entsprechenden, , vom Inneren; des Einström- einen Bewegungsrichtung der Steuerspindel herkastens her einsetzbaren Verschlußdeckeln. Auf diese gestellt ist, wobei durch den an der Steuerbalken-Weise ist eine Mehrzahl von Abdichtstellen mit sehr 30 Oberseite anliegenden Anschlag der Kraftschluß in genau zu bearbeitenden Paßflächen gegeben. Bei sehr der anderen Bewegungsrichtung herstellbar ist.
hohen Dampfdrücken und Temperaturen könnte sich , Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist bei eine solche Schwächung des tragenden Querschnittes einem Einströmkasten mit an seinem einen Ende andurch geringfügige Verformung und ein Undicht- geordnetem Frischdampf zuführstutzen und Schnellwerden einer der vielen Dichtstellen bemerkbar 35 schlußventil die Anordnung so getroffen, daß an das machen. Beim bekannten Einströmkasten kann dar- andere Ende des Einströmkastens ein Tragkörper ; Über hinaus bei aufgesetztem Frischdampf-Zuführ- für den Regelventilantrieb der Dampfturbine angestutzen der Steuerbalken nicht mehr in den Einström- flanscht ist, wobei die mit den Steuerspindeln gekopkasten eingefügt werden, bzw. es muß zwecks Inspek- pelten Ahtriebsschwingen in einer quer zur Turbinention der Verschlußstücke der Frischdampfzuführ- 40 achse angeordneten Vertikalebene bewegbar sind, stutzen und gegebenenfalls das daran befestigte Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist Schnellschluß ventil abgeschraubt werden. bei einem Einströmkasten mit an seinen beiden En-

Es liegt die Aufgabe vor, einen Einströmkasten den angeordneten Frischdampf zuführstutzen und zu schaffen,'. welcher bei Einfügbarkeit des Steuer- Schnellschlußventilen die Anordnung so getroffen,' balkens über stirnseitige Öffnungen außer den not- 45 daß der Einströmkasten zwischen seinen beiden wendigen Steuerspindeldurchführöffnungen keine Lochverbindungen mit Flanschen zum Befestigen weiteren, seinen tragenden Querschnitt schwächen- eines Tragkörpers für einen Regelventil-Antrieb der

Dampfturbine versehen ist, dessen mit den Steuerspindeln gekoppelte Antriebsschwingen in an sich bekannter Weise in zwei zur Turbinenachse parallelen Vertikalebenen bewegbar sind.

den und abzudichtenden Durchführbohrungen in seinem Mantel aufweist und bei welchem der Steuerbalken nicht nur von einem Ende einfügbar ist.

Diese Aufgabe wird bei Einströmkästen der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst: a): Die Deckel für die Steuerspindeldurchführungen sind für jede Steuerspindel als Einzeldeckel ausgeführt und auf entsprechende Lochverstärkun-" - gen des Einströmkastens aufgeschraubt; b) der Einströmkasten weist auf jeder Stirnseite eine Öffnung zur Montage des Steuerbalkens auf.

Einströmkästen mit je einer Öffnung an den beiden Stirnseiten sind an sich bei Dampfturbinen bekannt (USA.-Patentschrift 2 978 223), jedoch handelt es sich hierbei um eine Ausführungsform mit einem Schlitz auf der Deckseite des Einströmkastens, weleher durch einen den gesamten Einströmkasten abdeckenden Deckel abgeschlossen wird. Derartige Einströmkästen sind durch die Schwächung ihres

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Aufriß zum Teil im Schnitt den die Einströmkastenpartie enthaltenden Oberteil einer Dampfturbine mit Innengehäuse, Außengehäuse und einem angebauten Regelventilantrieb,

F i g. 2 eine Ansicht längs der Linie H-II aus 60. Fig. 1, ..■■.',,

Fig. 2a zum Teil im Schnitt den Gegenstand nach F i g. 1, jedoch verkleinert und mit unterer Hälfte und am rechten Ende des Einströmkastens angebautem Schnellschlußventil,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in Gesamt-Ansicht, zum Teil im Längsschnitt, einer Entnahme-Gegendruckturbine mit zwei Einströmkastenpartien, ·

F i g. 4 zum Teil im Querschnitt eine Gehäuseansicht längs der Linie IV-IV aus Fig. 3 auf die Einströmkastenpartie des Hochdruckteiis.

Gemäß Fig. 1 handelt es sich um eine Dampfturbine mit Düsengrupperiregelimg. Aus F i g. 1 sind drei Düsengruppen d_v d.₂ und d_a ersichtlich, welchen Düsengruppen Regelventile r_v r„ und r., zugeordnet ,sind. Aus Fig. 1 nicht ersichtlichen, jedoch in F i g. 2 a dargestellten . weiteren Düsengruppen d, und d. sind weitere Regelventile r_i und r_s zugeordnet. Jedes der Regel ventile weist Einströmdiffusoren-Einsätze e auf, welche in die jeweiligen zu den Düsengruppen d_x bis d. führenden Kanäle 1 münden. Es handelt sich um eine Turbine mit Außengehäuse 2 und Innengehäuse 3. Die Ventilstößel V₁ bis v₅ sind am Steuerbalken 5 gelagert und durch diesen Steuerbalken in bestimmter Schließ- und Öffnungsreihenfolge betätigbar. Diese Reihenfolge wird durch die Höhe der in entsprechenden Aussparungen 6 gelagerten Führüngsbüchsen 7 für die Ventilstößel V₁ bis v₅ bestimmt, wobei noch eine Feineinstellung durch die auf die Ventilstößelenden aufgeschraubten Muttern 8 ermöglicht ist. In F i g. 1 sind sämtliche RegelventileT₁ bis ;·. geschlossen, d.h. ihre Ventilkegel 4 vom Dampfdruck im Einströmraum 80 gegen ihre Sitze in den Einsätzen e gepreßt. Mit dem Steuerbalken 5 sind kraftschlüssig in beiden Ventilbetätigungsrichtungen gekoppelt die beiden Steuerspindeln 9 und 10, welche bei 9 a und 10 a an Antriebsschwingen 11 bzw. 12 ■ angelenkt sind, wobei die Schwinge 12 im Gelenk 13 an einem Ende^chwenkbar gelagert ist und mit ihrem anderen.Ende auf der Schwinge 11 bei 14 gelenkig verbunden ist. Am Ende 11 α der Schwinge 11 ist der nicht näher ersichtliche Kraftkolben eines ölhydraulischen Kraftverstärkers angelenkt und durch die bei 11 b angreifende Druckfederanordnung 17 eine Federbelastung der Schwinge 11 im Schließsinne der Regelventile r_} bis r. erzeugt. Zum Ausgleich der rotatorischen Bewegung der Schwingen 11,12 und der translatorischen Bewegung" der Steuerspindeln 9, 10 sind letztere über Gelenke 9 b, 10 ό und Zwischenhebel 9 c, 10 c an die Schwingen 11 bzw. 12 ängelenkt. Die Schwinge 12 kann über ihr Gelenk 13 und den einstellbaren Zwischenhebel 22, welcher bei 23 an dem gehäusefesten Lagerbock 24 angelenkt ist, die erforderliche Schwenkbewegung ausführen. Der Steuerbalken 5 ist durch stirnseitige Öffnungen 25 und 26 an beiden Enden eines rohrförmigen Einströmkastens 27, welcher'mit dem Außengehäuse 2 ein Bauteil bildet, in Längsrichtung des Einströmkastens einfügbär, und die am Steuerbalken 5 angreifenden Steuerspindeln 9, 10 sind durch stutzenartige, mit Spindeldurchführbohrungen 28a und 29 a und Dichtflänschen 28 b und 29 b versehene Lochverstärkungen 28, 29 im Mantel des Einströmkastens 27 hindurchgeführt. Bei'nachträglichem Einbau des Steuerbalkens 5 dann, wenn der Regelventilantrieb 16 über seinen Tragkörper 30 bereits befestigt ist, dient die Öffnung 25 als Einfügöffnung; grundsätzlich ist jedoch der Steuerbalken auch über die dem Regelventilantrieb 16 zugewandte Öffnung 26 einschiebbar. Die Öffnung 25 dient, wie weiter unten noch erläutert, zum Anbau eines .Schnellschlußventils, so daß der Frischdampf gemäß Pfeil 31 in den Einströmraum 80 gelangt; die Öffnung 25 kann jedoch auch durch einen Dichtungsdeckel abgeschlossen werden, wenn ein Schnellschlußventil nicht erforderlich ist, vgl. hierzu den rechten Teil der Fig. 3 mit einem Hochdrucktei'l nachgeschalteter Entnahmestufe, wo der Dampf gemäß Pfeil 46 vom äbströmseitigen Ende des Hochdruckteiles direkt in den Einströmkasten 27" oder in den Entnahmestutzen 47 gelangt. Auch bei getrennt aufgestelltem Einströmkasten, der dann über Rohre mit dem Turbinengehäuse verbunden ist, kann die

beschriebene Ausführung angewendet werden. _:

Wie Fig. Γ und 2 zeigen, sind mit den Löchvcr-Stärkungen 28, 29 die Spindelführung und -abdichtung enthaltende Einzeldeckel 32,33 dampfdicht verbunden. Die in die Lochverstärkungen 28, 29 eingeschraubten Stiftschrauben sind mit 34 bezeichnet. Die Deckel 32, 33 sind jeweils durch Ringvorsprünge 35, 36 an einem entsprechenden Ringabsatz der Spindeldurchführbohrungen 28 a, 19 a zentriert, wobei zusätzliche Dichtflächen gebildet werden: Zur Abdichtung der Spindelführung nach außen sind Dichtpackungen 38 in die zentrische Bohrung 39 der Deckel 32 bzw. 33 eingefügt und durch in die Deckel eingeschraubte Muttern 40 in ihrer Lage gehalten.

Die Kupplung zwischen den Steuerspindeln 9, 10 einerseits und dem Steuerbalken andererseits erfolgt durch montagetechnisch günstigen Formschluß in der Weise, daß die Steuerspindeln 9, 10 mit ihrem Kupplungsende einen Fortsatz in Form eines Hammerkopf es 9 d bzw. 10 d auf weisen und einen mit Abstand vom Kupplungsende angeordneten, unter Umständen verstellbaren Anschlag 9 c bzw. 10 c. Der Steuerbalken 5 weist nun den Hammerkopf en 9 rf, 10α* entsprechende, in ihre Längsrichtung weisende schlitzartige Aussparungen 5 α auf, wobei nach Einführen der Kupplüngsenden in diese Aussparungen 5 a und durch Drehen der Steuerspindeln 9, 10 um etwa 90° diese mit ihren Hammerköpf en 9 d, Wd — so wie in F i g. 1 dargestellt — den Steüerbalken 5 an seiner Unterseite 5 b hintergreifen; Hierdurch ist der Kraftschluß in der einen Bewegungsrichtung der Spindeln 9, 10 (Pfeil 41) hergestellt. Der Kraftschluß in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung, d.h. in Schließrichtung der Regelventile /γ bis r₅, wird durch die an der Oberseite Sc des Steuerbalkens anliegenden Anschläge, die mit der Spindel aus einem Stück gefertigt sind, 9e, 1Oe hergestellt; es kann jedoch auch durch verstellbare Muttern unter Toleranzausgleich eine feste Verbindung hergestellt sein.

Die Fig. 2a bis 4 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen, abhängig von der Zuordnung der

, Schnellschlußventile und des Regelventilantriebs zum Einströmkasten. Fig. 2a entspricht Fig. 1, wobei zusätzlich die untere Hälfte 3 α des Außengehäuses 2 mitgezeichnet ist und der Einströmkasten 27 an seinem rechten Ende mit einer rohrförmigen Gehäuseanformung 42 zur Bildung eines Frischdampfzuführstutzens 43 und zum Anbau eines Schneilschlußventils 44 versehen ist. Diese Anformung 42 ist in Fig. 1 der besseren Übersichtlichkeit wegen fortgelassen, wobei die Verbindung zwischen Anformung 42 und Einströmkasten 27 durch Schweißen oder durch eine Flanschverbindung oder wie dargestellt durch direktes Angießen erfolgen kann. Im letztgenannten Fall ist eine Flanschverbindung 45 zwischen der rechten. Hälfte 44 α des Schnellschlußventils 44 und der Rohranformung 42 vorgesehen. Wiees Fig. 1 und Fig. 2 a zeigen, ist an das andere Rohrende des Einströmkastens 27 (Öffnung 26) der Tragkörper 30 für den Regelventil-Antrieb angeflanscht, wobei die mit den Steuerspindeln 9, 10 ge-

koppelten Äntriebsschwingen 11, 12 in einer quer zur Turbinenachse angeordneten Vertikalebene bewegbar sind.

Andere Variationen sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wobei eine Entnahme-Gegendruckturbine der Scheibenbauärt gezeigt ist. Gleiche Teile zu Fig. 1 und 2 tragen die gleichen Bezugszeichen, jedoch unter Hinzufügung eines Striches (Fig. 4 und Schnittebene IV-IV) bzw. unter Hinzufügung zweier Striche (rechter Einströmkasten). Die Anordnung ist ίο — wie ersichtlich —- für die Frischdampf eins trömpartie gernäß Schnittebene IV-IV und F i g. 4 derart getroffen, daß zu beiden Seiten der Turbinenachse je eine Anf ormung 42' mit jeweils einem Schnellschlußventil 44' und einem Frischdampfzuführungsstutzen 43' vorgesehen sind. Zur Befestigung des Regelventil-Antriebs steht hierbei an den beiden Enden des Einströmkastens 27' zwar kein Raum zur Verfügung, jedoch sind zwischen seinen beiden Lochverstärkungen 28', 29' Flansche 52 zum Befestigen eines Tragkörpers 53 für einen solchen Regelventilantrieb angeordnet, bei dem die mit den Steuerspindeln 9', 10' gekoppelten Antriebsschwingen 11', 12' in zwei zur Turbinenachse parallelen Vertikalebenen 54, 55 bewegbar sind.

Der Einströmkasten 27, 27', 27" ist, wie erwähnt, besonders gut für Hochdruck-Hochtemperatur-Turbinen geeignet. Damit auf der dem anzuflanschenden Schnellschlußventil abgewandten Seite des Einströmkastens eine wirksame Abdichtung erzielt wird, ist in dem Halsteil 530 (vgl. Fi g. 1) eine selbstdichtende Zusatzdichtung 540 angeordnet.

Claims

Patentansprüche:

1. 1Emsjtjömkasten_Jür_r3usejigruppenregelu von Dampfturbinen mit einem SteuefbalkgiLjür.^ mebrjsre Düsengruppenveritile, der' über zwei Steuersgindeln von außen bewegbar ist, wobei der Steuerbalken~~über stirnserfige"~Ofinungen in

dejL—Ungeteilten, rohrförmigen Einströmkasten

einschiebbar ist und wobei die Steuerspindelri_ durcfr~seitlich~ auf_ ^m,.„Einströmkasten_._anschraubbare Deckel_l_hindur^gef^rt_urid_abgedicjitet^fmclv geTTennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Die Deckel für_die Steuerspindeldurchführungen"sind fürjiefe SteuerspjSei_(9, Ϊ0) alsJjmzejdeck£jL(32, 33) ausgeführt und_auf entsprechende Lochyerstärkungen (28, 29) des_ Einströmkasiens (27) aufgeschraubt;
b) der Einströmkasten. (27) weist auf jeder Stirnseite] eme Öffnung (25, 26) zur Montage des Steuerbalkens (5) auf,

2. Einströmkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspindeln (9, 10) an ihrem Kupplungsende einen Fortsatz in Form eines Hammerkopfes (9 d, 10 d) und einen mit Abstand vom Kupplungsende angeordneten Anschlag (9c, 10 c) aufweisen, daß der Steuerbalken (5) den Hammerköpfen (9 d, 10 d) entsprechende, in seine Längsrichtung weisende schlitzartige Aussparungen (5 a) aufweist und daß nach Einführen des Kupplungsendes in die jeweiligen Aussparungen des Steuerbalkens durch Drehen der Steuerspindeln (9, 10) um etwa 90° letztere mit ihren Hammerköpfen den Steuerbalken (5) an seiner Unterseite (5 b) hihtergreifen und der Kraftschluß in der einen Bewegungsrichtung der Steuerspindel hergestellt ist, wobei durch den an der Steuerbalken-Oberseite (5 c) anliegenden Anschlag (9 e, 10 e) der Kraftschluß in der anderen Bewegungsrichtung herstellbar ist.

3. Einströmkasten nach Anspruch 1 mit an seinem einen Ende angeordnetem Frischdampf zuführstutzen und Schnellschlußventil, dadurch gekennzeichnet, daß an das andeje Ende des Einströmkastens (27) ein Tragkörper (30) für den Regelventilantrieb der Dampfturbine angeflanscht ist, wobei die mit den Steuerspindeln (9, 10) gekoppelten Antriebsschwingen (11, 12) in einer quer zur Turbinenachse angeordneten Vertikalebene bewegbar sind (F i g. 2 a).

4: Einströmkasten nach Anspruch 1 mit an seinen beiden Enden angeordneten Frischdampfzuführstutzen und Schnellschlußventilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkasten zwischen seinen beiden Lochverstärkungen (28', 29') mit Flanschen (52) zum Befestigen eines Tragkörpers (53) für einen Regelventilantrieb der Dampfturbine versehen ist, dessen ,mit den Steuerspindeln gekoppelten Antriebsschwingen (H', 12') in an sich bekannter Weise in zwei zur Turbinenachse parallelen Vertikalebenen bewegbar sind (F i g. 3, 4).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen