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Die Erfindung betrifft Düsenkästen für Turbinen mit geteiltem Gehäuse,
wobei der Düsenkasten und das Gehäuse in einer Horizontalebene geteilt und der Düsenkasten
mit mindestens einem Arbeitsmittel-Einlaßstutzen versehen ist und der Düsenkasten
in dem ihn umgebenden Gehäuse radial wärmebeweglich zentriert angeordnet ist, wobei
die Arbeitsmittel-Einlaßstutzen des Düsenkastens gegenüber dem Gehäuse axial verschiebbar
sind.
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Ein derartiger Düsenkasten ist aus der französischen Patentschrift
1 207 717 bekannt.
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Bei diesem bekannten Düsenkasten ist ein Ausgleich der Wärmedehnung
zwischen der oberen und der unteren Düsenkastenhälfte ohne innere Spannungen nicht
möglich.
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Es ist der Aufbau eines Turbinengehäuses bekannt, bei welchem Gehäusesegmente
über Blattfedern elastisch aufgehängt sind. Diese Gehäusesegmente bilden gemeinsam
ein inneres Gehäuse, innerhalb welchem der Läufer angeordnet ist. Bei Ausdehnung
infolge Erwärmung können sich diese Gehäusesegmente wegen der zwischen ihnen und
dem äußeren Gehäuse vorgesehenen Blattfedern radial nach außen bewegen. Auch hier
können sich die einzelnen Gehäusesegmente nicht ohne weiteres gegeneinander verschieben,
ohne daß es zu einer starken änderung der inneren Spalte kommt.
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Es liegt die Aufgabe vor, den Düsenkasten so im Gehäuse anzuordnen,
daß ein Ausgleich der Wärmedehnung zwischen den Düsenkastenhälften ohne innere Spannungen
und ohne wesentliche Änderungen der inneren Spalte stattfinden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einem Düsenkasten der eingangs angegebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Düsenkastenhälften durch zumindestens
begrenzt biegeelastische Halteplatten verbunden sind, die ihrerseits in dem umgebenden
Gehäuse befestigt sind.
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Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß
infolge der erfindungsgemäßen Traganordnung die Düsenkastenhälften zwar fest miteinander
und mit dem Gehäuse verbunden sind, jedoch ein Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehnungen
zwischen den miteinander verbundenen Düsenkastenhälften einerseits und zwischen
den Düsenkastenhälften und dem Gehäuse andererseits, welches diese Teile trägt,
möglich ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt mit der
Anordnung der beiden Düsenkastenhälften innerhalb des Gehäuses und Fig.2 eine vergrößerte
Schnittansicht längs der LinielillinFig. 1.
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F i g. 1 zeigt eine Turbine mit einer Läuferwelle 11 in einem röhrenförmigen
Gehäuse 12. Bei der dargestellten Turbine tritt ein heißes, unter Druck stehendes
Arbeitsmittel über einen Satz von Einlaßöffnungen 14 in das Gehäuse ein.
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In der in der horizontalen Mittellinie X-X liegenden Ebene ist das
Gehäuse 12 in eine obere Gehäusehälfte 12 a und in eine untere Gehäusehälfte 12
b geteilt. Die beiden Gehäusehälften sind durch passende Verbindungsmittel, beispielsweise
durch Schrauben, miteinander verbunden, die in Bohrungen 22 der beiden Flansche
24 der Gehäusehälften angebracht sind, was jedoch in der Zeichnung nicht dar-
gestellt
ist. Die Läuferwelle 11 dreht sich um die Mittelachse A der Turbine. Jede Einlaßöffnung
14 ist kreisförmig und in einem nach außen gerichteten Stutzen 26 angebracht, der
jeweils ein gemeinsames Teil des Gehäuses 12 ist.
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Fig. 1 zeigt eine obere und eine untere Düsenkastenhälfte 28, 30,
die im Gehäuse 12 angeordnet sind. Die Düsenkastenhälften 28 und 30 sind jeweils
oberhalb und unterhalb der horizontalen Mittellinie X-X angeordnet. Die obere Düsenkastenhälfte
28 hat zwei zylindrische Arbeitsmittel-Einlaßbüchsen 32, die sich jeweils aufwärts
in die beiden Einlaßöffnungen 14 der oberen Turbinengehäusehälfte 12 a erstrecken.
Jede Einlaßbüchse 32 ist in einem erweiterten Teil 34 der Einlaßöffnung 14 verschiebbar
angeordnet. In der Einlaßbüchse 32 angeordnete metallische Dichtringe 36 verhindern,
daß das Arbeitsmittel zwischen der äußeren Wand der Büchse 32 und der inneren Wand
des Stutzens 26 hindurchströmt. Das Arbeitsmittel wird durch bogenförmige Leitapparatdurchlässe
39 in den Düsenkastenhälften 28 und 30 zu den Schaufeln der ersten Turbinenstufe
geleitet.
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Um unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der oberen Düsenkastenhälfte
28 und der unteren Düsenkastenhälfte 30 und dem Gehäuse 12 zulassen zu können, ist
eine Halteplatte 38 auf der rechten Seite und eine Halteplatte 40 auf der linken
Seite des Düsenkastens vorgesehen (vgl. Fig. 1). Die Halteplatten 38 und 40 haben
im allgemeinen rechtwinklige Form und liegen senkrecht zu der horizontalen Mittelebene.
In F i g. 2 ist dargestellt, wie die Halteplatte 38 an der oberen Düsenkastenhälfte
28 mittels Schrauben 42 und Paßschrauben 44 befestigt ist. Die Platte 38 ist entsprechend
an der unteren Kastenhälfte 30 mittels Schrauben 42 und Paßschrauben 44 befestigt.
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Die Halteplatte 38 ist an den Düsenkastenhälften 28 und 30 so befestigt,
daß ein kleiner Luftspalt 46 zwischen den Düsenkastenhälften im Bereich der horizontalen
Stoßstelle übrigbleibt, damit eine Ausdehnung zwischen den Befestigungsstellen der
Halteplatte und der Stoßstelle zwischen den beiden Düsenkastenhälften möglich ist.
Die Halteplatte 38 weist einen relativ dünnen Querschnitt auf und ist, verglichen
mit der Halteplatte 40, biegeelastischer.
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Die Halteplatte 38 weist eine sich horizontal erstreckende Tragrippe
48 auf. Die Tragrippe 48 ruht auf einer Tragschulter 50 an der unteren Gehäusehälfte
12 b und ist an dieser Tragschulter mittels Schrauben 52 und Paßschrauben 54 befestigt.
Eine Beilage 56 kann zur Erleichterung des Einpassens der biegefähigen Halterplatte
38 an der Düsenkastenhälfte 28 dienen. Eine untere Beilage 58 kann entsprechend
zwischen der Tragrippe 48 und der Tragschulter 50 angeordnet sein, um die horizontale
Mittellinie der Düsenkastenhälften 28 und 30 in bezug auf die horizontale Stoßstelle
zwischen den Gehäusehälften 12 a und 12 b auszurichten. Eine obere Beilage 60 kann
ebenso zwischen der Tragrippe 48 und einer abwärts gerichteten Tragschulter 62 der
Gehäusehälfte 12 a angeordnet sein. Das Gewicht der oberen Düsenkastenhälfte 28
wird mittels der Paßschrauben 44, die in die Düsenkastenhälfte 28 eingeschraubt
sind, auf die biegefähige Halterplatte 38 über eine abwärts gerichtete Tragschulter
64 an der oberen Düsenkastenhälfte 28, die auf den oberen Rand der Halteplatte 38
einwirkt, übertragen. Das Gewicht der unteren Düsenkastenhälfte 30 wird entsprechend
auf
die Halteplatte 38 mittels einer aufwärts gerichteten Tragschulter 66, die auf den
unteren Rand der Halteplatte 38 einwirkt, und mittels der in die untere Düsenkastenhälfte
30 eingeschraubten Paßschrauben 44 übertragen.
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Die Halteplatte 40 ist in der gleichen Weise wie die Halteplatte
38 an den Düsenkastenhälften 28 und 30 mittels der Schrauben 42 und der Paßschrauben
44 befestigt. Ein Luftspalt 46 a, der gleich dem Luftspalt 46 ist, wird durch die
Halteplatte 40 an der Stoßsteile zwischen den beiden Düsenkastenhälften hergestellt.
Eine Tragrippe 48 ist auf der Halteplatte 40 vorgesehen und ruht auf einer Tragschulter
50 auf der unteren Hälfte 12 b des Gehäuses in der vorher beschriebenen Weise. In
der F i g. 1 dargestellten werden die linken Seiten der Düsenkastenhälften 28 und
30 in gleicher Weise wie die rechten Seiten zusammengehalten.
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Eine Verbiegung der Halteplatte 38 in Richtung quer zu ihrem Querschnitt
erlaubt beim Auftreten von Wärmedehnungen eine Relativbewegung zwischen den Düsenkastenhälften
28 und 30 einerseits und zwischen den Düsenkastenhälften 28 und 30 und dem Gehäuse
12 andererseits. Eine axiale bzw.
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horizontale Verschiebung der Mittellinien der Düsenkastenhälften in
vertikaler bzw. in axialer Richtung wird durch die große Steifigkeit der biegefähigen
Halteplatte 38 in ihrer Ebene vermieden.
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Eine Veränderung der relativen Lage der vertikalen Mittellinien der
Düsenkastenhälften 28 und 30 und des Gehäuses 12 wird durch Führungen 68, von denen
nur eine in der Zeichnung dargestellt ist und die in der oberen Gehäusehälfte 12
a und in der unteren Gehäusehälfte 12 b zwischen den Einlaß-
öffnungen 14 angeordnet
sind, vermieden. Die Fühningen 68 weisen jeweils einen Zapfen auf, der sich vom
Gehäuse aus in eine Öffnung in der Düsenkastenwand hinein erstreckt, so daß eine
freie radiale Bewegung der Düsenkästen gegeben ist.