DE19606254A1

DE19606254A1 - Vorrichtung zum Ausgleichen von Längenänderungen

Info

Publication number: DE19606254A1
Application number: DE19606254A
Authority: DE
Inventors: Robert Thomas Streeter
Original assignee: Dresser Rand Co
Current assignee: Dresser Rand Co
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1996-09-05
Also published as: FR2731263B1; US5509782A; FR2731263A1; JPH08270405A

Description

Turbinen, die mit heißen Flüssigkeiten betrieben werden, erfah ren während des Turbinenbetriebs Größenänderungen als Folge von erheblichen Temperaturänderungen in den Turbinenkomponenten. Zum Beispiel können während des Betriebs Teile einer Turbine Tempe raturen erreichen, die ausreichend hoch sind, daß die länglichen Komponenten, wie zum Beispiel die Turbinenwelle und das Turbi nengehäuse, eine erhebliche Verlängerung erfahren, die bei der Konstruktion des mechanischen Turbinenträgers in Betracht gezo gen werden muß. In einem Fall ist ein Lagergehäuse an einem Ende der Turbinenwelle vorgesehen, wobei das Lagergehäuse auf bieg samen Trägern befestigt ist, während das andere Ende der Turbi nenwelle auf festen Trägern befestigt ist. In einem derartigen System ist jede der vier Ecken des Lagergehäuses auf einem bieg samen Tragelement befestigt, bestehend aus einer oder mehreren vertikalen Platten die vertikale Abstützung bieten, aber die relativ leicht in eine Richtung parallel zur Längsachse der Turbinenwelle biegsam sind. Jedoch erfährt das innere, an das Turbinengehäuse angrenzende Ende des Lagergehäuses Betriebstem peraturen, die wesentlich höher sind als die Betriebstemperatu ren des äußeren, vom Turbinengehäuse entfernten Ende des Lager gehäuses. Diese Differenz zwischen den Betriebstemperaturen führt dazu, daß die zwei biegsamen Tragelemente an dem inneren Ende des Lagergehäuses eine größere thermische Ausdehnung erfah ren als die zwei biegsamen Tragelemente an dem äußeren Ende des Lagergehäuses, so daß die Höhenänderung des inneren Endes des Lagergehäuses größer wird als die Höhenänderung des äußeren Endes des Lagergehäuses, was zu einer Abweichung in der Ausrich tung des Lagergehäuses in bezug auf die Längsachse der Turbinen welle führt. Diese Abweichung in der Ausrichtung kann schweren Schaden sowohl an den Lagern als auch an anderen Teilen verursa chen, die als Folge der Abweichung zur Turbinenwelle versetzt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine axiale Ausdehnung einer Tur bine im Betrieb zu ermöglichen, während Abweichungen in der Aus richtung der Turbinenwelle in bezug auf die Traglager der Turbi nenwelle und auf andere Komponenten vermieden werden, die in dem Lagergehäuse angeordnet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentan spruchs 1. Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum Tra gen eines Lagergehäuses für eine Turbinenwelle. Ein Ende des Lagergehäuses trägt ein Hochdruck-Dampfeinlaßendstück des Turbi nengehäuses und wird durch mindestens ein inneres Tragelement getragen, während das äußere Ende des Lagergehäuses durch minde stens ein äußeres Tragelement getragen wird. Jedes Tragelement sorgt für eine vertikale Abstützung des Lagergehäuses, während es eine Bewegung des Lagergehäuses in eine Richtung mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle zu läßt. Das äußere Tragelement hat obere und untere ineinander greifende Auflagerelemente mit aufeinanderliegenden, geneigten Auflageflächen. Jede geneigte Auflagefläche kann eine plane Oberfläche sein, die in einem spitzen Winkel zu einer horizon talen Ebene geneigt ist und die die horizontale Fläche entlang einer Linie quer zu einer vertikalen Ebene schneidet, welche die Längsachse der Turbinenwelle enthält. So hält das äußere Trag element die Flucht des Lagergehäuses zu der Turbinenwelle wäh rend des Turbinenbetriebs unter erhöhten Temperaturen bei.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das untere, ineinander greifende Auflagerelement stationär befestigt, während das obe re, ineinandergreifende Auflagerelement mit dem Lagergehäuse durch mindestens ein längliches Element verbunden ist, das sich nach außen aus dem Lagergehäuse in eine Richtung mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle er streckt, wodurch der Abstand parallel zur Längsachse der Turbi nenwelle zwischen dem inneren Tragelement und dem äußeren Trag element vergrößert und so die Größe des Verschiebungswinkels zwischen der Lagergehäuseachse und der Längsachse der Turbinen welle reduziert wird, der andernfalls aus einer Differenz der thermischen Ausdehnung des inneren Tragelements und der entspre chenden vertikalen Höhenänderung des äußeren Tragelements resul tieren würde.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Turbinen- und Lagergehäuses;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des Lagergehäuses und seiner Träger;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Lagergehäuse von Fig. 2, wobei der drehende Getriebemechanismus der Übersicht halber weggelassen ist;

Fig. 4 eine Ansicht des inneren Endes des Lagergehäuses aus Fig. 2;

Fig. 5 eine Ansicht des äußeren Endes des Lagergehäuses aus Fig. 2;

Fig. 6 einen Schnitt durch das Lagergehäuse entlang einer ver tikalen Ebene, welche die Turbinenwellenachse enthält; und

Fig. 7 eine Seitenansicht des äußeren Tragelements.

Fig. 1 zeigt eine Turbine 11 mit einem Turbinengehäuse 12, die eine untere Turbinengehäusehälfte 13 und eine obere Turbinenge häusehälfte 14 hat, die miteinander entlang ihrer in Längsrich tung verlaufenden, seitlichen Flansche 15 und 16 verbunden sind, um eine Turbinenwelle 10 und die anderen internen Turbinenkom ponenten (nicht gezeigt) einzukapseln. Ein Hochdruck-Dampfeinlaß 17 ist in einem zweiten Endstück 18 oder Hochdruckeinlaß-End stück des Turbinengehäuses 12 vorgesehen, während ein Niederdruck-Abdampfauslaß 19 in einem ersten Endstück 21 oder Niederdruck-Abdampfendstück des Turbinengehäuses 12 vorgesehen ist. Das Niederdruck-Abdampfendstück 21 der unteren Turbinenge häusehälfte 13 wird starr durch ein Paar vertikaler Turbinenge häuseträger 22 getragen, die an gegenüberliegenden Seiten der unteren Turbinengehäusehälfte 13 angeordnet und mit einem Fun dament 20 durch Schrauben 23 verschraubt sind. Das Hochdruck- Dampfeinlaßendstück 18 des Turbinengehäuses 12 wird flexibel von einem Lagergehäuse 25 getragen, so daß jede Längenausdehnung des Turbinengehäuses 12 entlang der Längsachse der Turbinenwelle 10 durch das flexibel getragene Lagergehäuse 25 aufgenommen wird.

Das Lagergehäuse 25 hat eine obere Lagergehäusehälfte 26 und eine untere Lagergehäusehälfte 27, die miteinander entlang ihrer in Längsrichtung aufeinanderliegenden, sich seitlich erstrecken den Flansche 28 und 29 verbunden sind, um sowohl geeignete Trag lager 73 und Axiallager 75 und 76 für die Turbinenwelle 10 als auch mindestens im wesentlichen ein Ende der Turbinenwelle 10 einzukapseln. Ein Antriebsmechanismus 30 ist an dem Ende des Lagergehäuses 25 in einer Entfernung vom Turbinengehäuse 12 befestigt. Der Antriebsmechanismus 30 kann zum Einkuppeln der Turbinenwelle 10 verwendet werden, um die Turbinenwelle 10 bei einer niedrigen Umdrehung während des Anfahrbetriebs und auch während des Abkühlbetriebs rotieren zu lassen, nachdem die Tur binenkomponenten auf erhöhte Betriebstemperaturen aufgeheizt wurden, um Verformungen der Turbinenwelle und der anderen rotie renden Komponenten zu vermeiden.

Wie die Fig. 2-5 zeigen, ist das innere Ende 31, welches das Ende des Lagergehäuses 25 in der Nähe von dem Turbinengehäuse 12 ist, auf einem Paar biegsamer innerer Tragelemente 32 und 33 befestigt. Wie in den Fig. 2-5 gezeigt ist, enthält jedes der biegsamen inneren Tragelemente 32 und 33 zwei sich vertikal er streckende Platten 34 und 35, wobei ihre unteren Enden an einer unteren Befestigungsplatte 36 und ihre oberen Enden an einer oberen Befestigungsplatte 37 befestigt sind. Die untere Befesti gungsplatte 36 ist mit einer Bodenplatte 38 durch Schrauben 39 verschraubt. Zwei Anschläge 41 erstrecken sich von gegenüber liegenden Seiten der unteren Lagergehäusehälfte 27 horizontal nach außen, wobei jeder Anschlag 41 auf der Deckfläche jeweils einer oberen Befestigungsplatte 37 angeordnet ist. Die oberen Anschlagsoberflächen der Anschläge 41 sind in einer horizontalen Ebene angeordnet, die auch die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält. Jeder Anschlag 41 hat eine untere Keilnut 42 in seiner oberen Anschlagsoberfläche, wobei sich die untere Keilnut 42 von der Längsachse der Turbinenwelle 10 radial nach außen erstreckt. Jede obere Befestigungsplatte 37 ist an den jeweiligen Anschlä gen 41 durch Schrauben 43 festgeschraubt. Jeder Anschlag 41 bil det das entfernte Ende eines Tragarms 44, der Teil der unteren Lagergehäusehälfte 27 ist. Ein Paar Tragarmenden 46 erstrecken sich von dem Einlaßende der unteren Turbinengehäusehälfte 13 des Turbinengehäuses 12 parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 nach außen, so daß sie auf den Anschlägen 41 aufliegen. Eine obere Keilnut 47 ist in der unteren Oberfläche von jedem Tragar mende 46 ausgebildet, um einen Keil 72 innerhalb der überein anderliegenden Keilnuten 42 und 47 aufzunehmen. Der Keil 72 hält die Ausrichtung des Anschlags 41 und des Tragarmendes 46 in einer Richtung parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 auf recht, während eine relative Bewegung zwischen dem Tragarmende 46 und dem Anschlag 41 in eine Richtung radial zur Längsachse der Turbinenwelle 10 ermöglicht wird. So wird das Hochdruck- Einlaßendstück 18 des Turbinengehäuses 12 und das innere Ende 31 des Lagergehäuses 25 in der Maschinenmittellinie getragen, d. h. auf der Horizontalebene, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält. Dieses Mittellinientragen des Turbinengehäuses 12 bedeutet, daß die Mittellinie des Turbinengehäuses 12 in Über einstimmung mit der Mittellinie der Turbinenwelle 10 bleibt, wenn Temperaturwechsel auftritt. Da jede Veränderung der Verbin dung zwischen dem Turbinengehäuse 12 und der Turbinenwelle 10 vermieden wird, ist kein Bedarf an lateral oder radial geneigten Auflageflächen, die das Turbinengehäuse 12 beweglich tragen.

Jede der Platten 34 und 35 ist mit ihrer Breite quer zur Längs achse der Turbinenwelle 10 ausgerichtet, während die Wand jeder Platte 34 und 35, die sich parallel zur Längsachse der Turbinen welle 10 erstreckt, wesentlich schmaler ist als die Breitseite jeder der Platten 34 und 35. Die Platten 34 und 35 sind stark genug, um das Lagergehäuses- 25 und das Hochdruckeinlaß-Endstücks 18 des Turbinengehäuses 12 vertikal zu tragen, wobei die Wände jeder der Platten 34 und 35 so sind, daß die Platten 34 und 35 relativ leicht in eine Richtung parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 biegsam sind, so daß Veränderungen der Länge des Turbinengehäuses 12, die aus der Aufnahme von heißer Flüs sigkeit resultieren, leicht durch das Verbiegen der Platten 34 und 35 aufgenommen wird. Während jeder der biegsamen Platten träger 32 und 33 dargestellt ist, als sei er aus zwei biegsamen Platten 34 und 35 hergestellt, kann jeder der biegsamen Platten träger 32 und 33 aus einer einzigen biegsamen Platte oder aus drei oder mehr biegsamen Platten gefertigt sein. Jede möglichen Mittel, z. B. Schweißen, können verwendet werden, um die Enden der biegsamen Platten 34 und 35 an der unteren Befestigungsplat te 36 und an der oberen Befestigungsplatte 37 zu befestigen.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, enthält das Lagergehäuse 25 ein ringförmiges Traglager 73, z. B. ein Schrägkugellager, ein Hül senlager etc., das die Turbinenwelle 10 umschließt und konzen trisch zu dieser ist, um die Turbinenwelle 10 durch das Lager radial zu tragen. Ein Druckring 74 erstreckt sich radial von der Turbinenwelle 10 nach außen und ist zwischen den ringförmigen Axiallagern 75 und 76 angeordnet, die sich ebenfalls im Lagerge häuse 25 befinden. Der Druckring 74 bewegt sich mit dem Lagerge häuse 25, wenn sich die Turbinenwelle 10 aufgrund von Tempera turschwankungen in Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht.

Eine Kupplung 77 ist so angeordnet, daß sie das Ende der Turbi nenwelle 10 mit dem drehenden Antriebsmechanismus 30 verbinden/ lösen kann.

Wie die Fig. 2-5 zeigen, hat das äußere Ende 51, welches das vom Turbinengehäuse 12 entfernte Ende des Lagergehäuses 25 ist, ein Paar länglicher Tragbalken 52 und 53, die sich mindestens im wesentlichen horizontal von der unteren Lagergehäusehälfte 27 in eine Richtung parallel zur Längsachse der Turbinenwelle nach außen erstrecken. Ein oberes, ineinandergreifendes Auflagerele ment 54 ist an der Unterseite der entfernten Enden der längli chen Tragbalken 52 und 53 befestigt, so daß es sich quer zur vertikalen Ebene erstreckt, welche die Längsachse der Turbinen welle 10 enthält. Ein Blech 55 ist auf den Deckflächen der läng lichen Tragbalken 52 und 53 befestigt, um den Abstand zwischen den länglichen Tragbalken 52 und 53 zu bewahren und eine starre Tragstruktur zu liefern. Ein unteres, ineinandergreifendes Auf lagerelement 56 ist fest an den oberen Enden zweier vertikaler Plattenelemente 57 und 58 befestigt, so daß sich das untere, ineinandergreifende Auflagerelement 56 quer zur vertikalen, die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthaltenden Ebene erstreckt. Die unteren Enden der zwei vertikalen Plattenelemente 57 und 58 sind an einer Befestigungsplatte 59 befestigt, die an der Boden platte 38 durch Schrauben 60 festgeschraubt ist.

Das untere, ineinandergreifende Auflagerelement 56 hat eine obere Auflagefläche 62, die eine plane Oberfläche und in bezug auf eine Horizontalebene geneigt ist, so daß die Schnittlinie der planen oberen Auflagefläche 62 und der horizontalen Ebene eine Linie ist, die rechtwinkelig auf der vertikalen Ebene steht, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält. So bildet die plane obere Auflagefläche 62 eine obere Kante 63 und eine untere Kante 64, wobei die obere Kante 63 entfernter von dem inneren Ende 31 des Lagergehäuses 25 ist als die untere Kante 64.

Das obere, ineinandergreifende Auflagerelement 54 hat eine unte re Auflagefläche 65, die eine plane Oberfläche und geneigt in bezug auf eine Horizontalebene ist, so daß die Schnittlinie der planen oberen Auflagefläche 62 und der horizontalen Ebene eben falls eine Linie ist, die rechtwinkelig auf der vertikalen Ebene steht, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält. So bildet die plane untere Auflagefläche 65 eine obere Kante 66 und eine untere Kante 67, wobei die obere Kante 66 entfernter von dem inneren Ende 31 des Lagergehäuses 25 ist als die untere Kante 67.

Das obere, ineinandergreifende Auflagerelement 54 ist oberhalb des unteren, ineinandergreifenden Auflagerelements 56 befestigt, wobei die untere Auflagefläche 65 des oberen, ineinandergreifen den Auflagerelements 54 im Eingriff mit der oberen Auflagefläche 62 des unteren, ineinandergreifenden Auflagerelements 56 steht. Mit anderen Worten hat die untere Auflagefläche 65 des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 Gleitkontakt mit der oberen Auflagefläche 62 des unteren, ineinandergreifenden Aufla gerelements 56. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jede der Auflagef lächen 62 und 65 um einen spitzen Winkel α in bezug auf die Horizontalebene 69 geneigt. So bilden das obere, ineinandergrei fende Auflagerelement 54 und das untere, ineinandergreifende Auflagerelement 56 gemeinsam ein äußeres Tragelement 71 mit variabler Höhe, das Veränderungen der vertikalen und horizonta len Positionen des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 erlaubt. Obwohl zwei oder mehr äußere Tragelemente 71 ver wendet werden könnten, wird es gegenwärtig bevorzugt, daß das äußere Tragelement 71 mindestens im wesentlichen symmetrisch in bezug auf eine vertikale Ebene ist, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält.

Ein abgeändertes äußeres Tragelement 71 ist in Fig. 7 gezeigt, wobei die obere Auflagefläche 62 für das untere, ineinandergrei fende Auflagerelement 56 durch eine Tragplatte 79 gebildet ist, die lösbar an der geneigten Auflagefläche des unteren, ineinan dergreifenden Auflagerelements 56 befestigt ist. Falls er wünscht, könnte die Tragplatte 79 an der unteren, geneigten Auf lagefläche des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54, anstatt an dem unteren, ineinandergreifenden Auflagerelement 56 befestigt werden. Außerdem könnten zwei Tragplatten vorgesehen werden, wobei jede an einem, dem oberen, ineinandergreifenden Auflagerelement 54 bzw. dem, unteren, ineinandergreifenden Aufla gerelement 56 befestigt sind. In jedem Fall vereinfacht die Gestaltung der Tragplatte 79, bei der die obere und untere Auf lagefläche parallel sind, die Herstellung und die Kosten der Tragplatte 79, so daß sie als leicht ersetzbare, preiswerte Tragoberfläche für das äußere Tragelement 71 dient.

Während des Betriebs der Turbine 11 wird die Temperatur des inneren Endes 31 des Lagergehäuses 25 höher als die Temperatur des äußeren Endes 51 des Lagergehäuses 25. Das führt dazu, daß die Temperatur der biegsamen, inneren Tragelemente 32 und 33 größer wird als die Temperatur des äußeren Tragelements 71. Das Ansteigen der Temperatur der biegsamen, inneren Tragelemente 32 und 33 führt zu einer vertikalen Verlängerung dieser biegsamen, inneren Tragelemente 32 und 33 und damit zu einem Anstieg der vertikalen Höhe des inneren Endes 31 des Lagergehäuses 25, dar gestellt durch die vertikale Position der Anschläge 41. Obwohl die niedrigeren Betriebstemperaturen des äußeren Tragelements 71 zu einer vertikalen Verlängerung der vertikalen Plattenelemente 57 und 58 führen, ist dieser Anstieg im großen und ganzen we sentlich geringer als die vertikale Verlängerung der biegsamen Platten 34 und 35. Jedoch führen die Betriebstemperaturen der Turbine 11 ebenfalls zu einer Verlängerung der Turbinenwelle 10 und des Turbinengehäuses 12 in eine Richtung parallel zur Längs achse der Turbinenwelle 10. Da das Niederdruck-Abdampfendstück 21 des Turbinengehäuses 12 auf Turbinengehäuseträgern 22 befe stigt ist, die eine axiale Bewegung des Niederdruck-Abdampfend stücks 21 verhindern, zeigt sich jede axiale Verlängerung des Turbinengehäuses 12 an dem inneren Ende 31 des Lagergehäuses 25. Dies zwingt die Platten 34 und 35 dazu, sich nach rechts zu biegen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und zwingt das Lagerge häuse 25 und die Tragbalken 52 und 53, sich ebenfalls nach rechts zu bewegen. Die nach rechts gerichteten Bewegungen der Tragbalken 52 und 53 zwingen das obere, ineinandergreifende Auf lagerelement 54 dazu, sich nach rechts und aufwärts zu bewegen, und zwar aufgrund der geneigten Form der oberen Auflagefläche 62 des unteren, ineinandergreifenden Auflagerelements 56 und der Tatsache, daß eine Bewegung des unteren, ineinandergreifenden Auflagerelements 56 durch die Befestigungsplatte 59 verhindert wird, die an die Bodenplatte 38 geschraubt ist. Der Anstieg der vertikalen Position des oberen, ineinandergreifenden Auflager elements 54 als Folge seiner Bewegung aufwärts zur geneigten oberen Auflagefläche 62 und außerdem der Anstieg der vertikalen Position des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 als Folge der thermischen Ausdehnung in vertikaler Richtung durch die vertikalen Plattenelemente 57 und 58 und der inein andergreifenden Auflagerelemente 54 und 56 ist im wesentlichen gleich dem Anstieg der vertikalen Position der Anschläge 41, der durch die thermische Ausdehnung der biegsamen Platten 34 und 35 in vertikaler Richtung verursacht wird. So kann während des Betriebs der Turbine 11 unter erhöhten Temperaturen das Ende der Turbinenwelle 10, das durch das Lagergehäuse 25 eingekapselt ist, mit der Mittellinie des Lagergehäuses fluchtend gehalten werden.

Während eines Abkühlbetriebs der Turbine 11, der einem Betrieb unter erhöhten Temperaturen folgt, sinkt die Temperatur des inneren Endes 31 des Lagergehäuses 25, was zu einer entsprechen den Verringerung der Temperatur der biegsamen Plattenträger 32 und 33 und damit zu einer Verringerung der vertikalen Höhe des inneren Endes des Lagergehäuses 25 führt, wie sie durch die An schläge 41 dargestellt ist. Obwohl diese Verringerung der ver tikalen Höhe des inneren Endes 31 größer ist als jede Verringe rung der vertikalen Höhe des äußeren Endes 51 des Lagergehäuses 25, verursacht durch die thermische Kontraktion des äußeren Tragelements 71, tritt eine entsprechende axiale Verkürzung des Turbinengehäuses 12 auf, was zu einer nach links und unten ge richteten Bewegung des unteren, ineinandergreifenden Auflager elements 54 führt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. So ist die Kombination der Verringerung der vertikalen Höhe des äußeren Endes 51 des Lagergehäuses 25, verursacht durch die thermische Kontraktion des äußeren Tragelements 71, und der Abwärtsbewegung des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 entlang der geneigten oberen Auflagefläche 62 im wesentlichen gleich dem Absinken der vertikalen Position des inneren Endes 31 des Lager gehäuses 25. Folglich kann während des Abkühlbetriebs das Ende der Turbinenwelle 10, das durch das Lagergehäuse 25 eingekapselt ist, mit der Mittellinie des Lagergehäuses 25 fluchtend gehalten werden.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß das äußere Tragelement 71 für das vertikale Tragen des äußeren Endes 51 des Lagerge häuses 25 sorgt, während eine Bewegung des äußeren Endes 51 in eine Richtung mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 zugelassen wird. Dies ermöglicht es, die Mittellinie des Lagergehäuses 25, von der Seite aus betrachtet, eben und in Übereinstimmung mit der Mittellinie der Turbinenwel le 10 zu halten, auch wenn das innere Ende 31 des Lagergehäuses 25 oder die inneren Tragelemente 32 und 33 heißer werden als das äußere Ende 51 des Lagergehäuses 25 und das äußere Tragelement 71.

Die Verwendung der länglichen Tragbalken 52 und 53, die sich nach außen von dem Lagergehäuse 25 in einer Richtung mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 erstrecken und die Entfernung parallel zur Längsachse der Turbi nenwelle 10 zwischen den inneren Tragelementen 32 und 33 und dem äußeren Tragelement 71 erhöhen, reduziert die Größe des Ver schiebungswinkels zwischen der Achse des Lagergehäuses 25 und der Längsachse der Turbinenwelle 10, der andernfalls aus der Differenz der thermischen Ausdehnung der inneren Tragelemente 32 und 33 und der entsprechenden vertikalen Höhenänderung des äuße ren Tragelements 71 resultieren würde. Diese Differenz zwischen den vertikalen Höhen kann das Ergebnis von Temperaturveränderun gen verschiedener Komponenten während des Betriebs sein, z. B. verursacht durch Luftzüge mit verschiedenen Kühleffekten an den verschiedenen Komponenten zu unterschiedlichen Zeiten, oder da durch verursacht, daß sich das Verhältnis der vertikalen zur horizontalen Änderung der geneigten oberen Auflagefläche 62 von dem Verhältnis der vertikalen thermischen Ausdehnungsänderung zur axialen thermischen Ausdehnungsänderung unterscheidet. So reduziert beim Auftreten solcher Unterschiede das äußere Anbrin gen des äußeren Tragelements 71 die Auswirkung derartiger Diffe renzen.

Abänderungen sind im Rahmen der vorhergehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen dieser Erfindung möglich. Zum Beispiel können, obwohl die Auflageflächen 62 und 65 als ebene Oberflächen dargestellt sind, diese jede geeignete Form haben, die eine vertikale Bewegung des oberen, ineinander greifenden Auflagerelements 54 erlaubt, die aus der horizontalen Bewegung des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 entlang einer Linie parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 resultiert. Die Verwendung parabolischer Oberflächen, die symme trisch zu einer vertikalen Ebene parallel zu der vertikalen Ebene sind, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält, wobei die parabolische Achse zu einer horizontalen Ebene an steigt, würde die erwünschte Beziehung der vertikalen Bewegung des oberen, ineinandergreifenden Auflagerelements 54 zulassen, die durch die horizontale Bewegung des oberen, ineinandergrei fenden Auflagerelements 54 entlang einer Linie parallel zur Längsachse der Turbinenwelle 10 verursacht ist, während eine seitliche Bewegung des oberen, ineinandergreifenden Auflagerele ments 54 in eine Richtung quer zur vertikalen Ebene verhindert wird, welche die Längsachse der Turbinenwelle 10 enthält. Obwohl die inneren Tragelemente als biegsame Plattenträger dargestellt sind, können alle anderen bekannten Tragelemente verwendet wer den, die geeignet sind eine axiale Bewegung des Lagergehäuses zu ermöglichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Ausgleichen von Längenänderungen an einer Turbine (11), mit einem Turbinengehäuse (12), das eine Tur binenwelle (10) umschließt und ein Ende der Turbinenwelle (10) mit einem Ende des Turbinengehäuses (12) trägt, wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein Lagergehäuse (25) zum Umschließen von zumindest dem Ende der Turbinenwelle (10), wobei das Lagergehäuse (25) ein inneres Ende (31) angrenzend an das Turbinengehäuse (12) und ein äußeres Ende (51) entfernt von dem Turbinengehäuse (12) aufweist;
mindestens ein inneres Tragelement (32; 33), das mit dem inneren Ende (31) des Lagergehäuses (25) verbunden ist, um das innere Ende (31) des Lagergehäuses (25) vertikal abzu stützen, während es eine Bewegung des inneren Endes (31) des Lagergehäuses (25) in eine Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle (10) gestattet; und
mindestens ein äußeres Tragelement (71), das mit dem äußeren Ende (51) des Lagergehäuses (25) verbunden ist, um das äuße re Ende (51) des Lagergehäuses (25) vertikal abzustützen, während es eine Bewegung des inneren Endes (31) des Lagerge häuses (25) in eine Richtung zumindest im wesentlichen parallel zur Längsachse der Turbinenwelle (10) gestattet, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes äußere Tragelement (71) obere und untere inein andergreifende Auflagerelemente (54; 56) hat, jedes obere Auflagerelemente (54) an dem äußeren Ende (51) des Lagergehäuses (25) befestigt ist,
daß jedes untere Auflagerelemente (56) stationär befestigt ist,
daß eine obere Auflagefläche (62) des unteren Auflagerele ments (56) in bezug auf eine Horizontalebene (69) geneigt ist, so daß eine obere Kante (63) und eine untere Kante (64) derart gebildet ist, daß die obere Kante (63) des unteren Auflagerelements (56) weiter entfernt von dem inneren Ende (31) ist als dessen untere Kante (64),
daß eine untere Auflagefläche (65) des oberen Auflagerele ments (54) ebenfalls in bezug auf die Horizontalebene (69) geneigt ist, so daß eine obere Kante (66) und eine untere Kante (67) derart gebildet sind, daß die obere Kante (66) weiter entfernt von dem inneren Ende (31) ist als die untere Kante (67) des oberen Auflagerelements (54), wobei das obere Auflagerelement (54) über dem unteren Auflagerelements (56) angeordnet ist; und
daß die untere Auflagefläche (65) des oberen Auflagerele ments (54) in Gleitkontakt mit der oberen Auflagefläche (62) des unteren Auflagerelements (56) steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Tragelement (71) symmetrisch in bezug auf eine Ver tikalebene ist, welche die Längsachse der Turbinenwelle (10) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens zwei innere Tragelemente (32; 33), die mit dem inneren Ende (31) des Lagergehäuses (25) verbunden sind und das innere Ende (31) des Lagergehäuses (25) vertikal abzu stützen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß jedes der inneren Tragelemente (32; 33) eine Anzahl von sich vertikal erstreckenden, länglichen, biegsamen Platten (34; 35) umfaßt, wobei jede der biegsamen Platten (34; 35) mit ihrer Breite quer zur Längsachse der Turbinenwelle (10) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß jede der Auflageflächen (62; 65) eine plane Oberfläche hat, die in einem spitzen Winkel zur Hori zontalebene (69) durch die Längsachse der Turbinenwelle (10) geneigt ist, und deren Schnittlinie mit der Horizontalebene (69) eine Linie ergibt, die rechtwinkelig zur Längsachse der Turbinenwelle (10) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das äußere Tragelement (71) mit dem äuße ren Ende (51) des Lagergehäuses (25) durch mindestens einen Tragbalken (52, 53) verbunden ist, der sich parallel zur Längsachse der Turbinenwelle (10) von dem äußeren Ende (51) nach außen erstreckt, um den Abstand zwischen dem mindestens einen inneren Tragelement (32; 33) und dem mindestens einen äußeren Tragelement (71) zu erhöhen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß zwei innere Tragelementen (32; 33) vor gesehen sind.