DE19704556C1 - Einströmabschnitt eines Turbinengehäuses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einströmabschnitt eines Turbinengehäuses einer Dampfturbine, insbesondere einer Indu­ strieturbine.

In einer Dampfturbine wird als Strömungsmedium dienender Dampf bis zur Kondensation arbeitsleistend entspannt. Eine derartige Dampfturbine oder Strömungsturbine mit einer mecha­ nischen Leistung von z. B. 5 bis 100 MW wird üblicherweise als Industrieturbine eingesetzt. Ebenso wie eine Kraftwerks­ turbine ist auch eine Industrieturbine mit einem Einströmab­ schnitt versehen, über den der Dampfturbine zugeführter Frischdampf in das Turbinengehäuse einströmt. Die Einstellung des Frischdampfstroms erfolgt mittels einer Anzahl von Stell­ ventilen, die als Einzel- oder Gruppenstellventile in einem mit dem Einströmabschnitt des Turbinengehäuses über einen Flansch verbundenen Ventilgehause angeordnet sind. Eine ent­ sprechende Flanschverbindung mit einer einzelnen Durchström­ öffnung ist z. B. aus der CH 665 450 A5 bekannt.

Bei einem Einströmabschnitt mit angeflanschtem Ventilgehäuse werden insbesondere bei hohen Dampfparametern, d. h. bei hohem Frischdampfdruck und bei hoher Frischdampftemperatur, ent­ sprechend hohe Anforderungen an die Abdichtung zwischen dem Einströmabschnitt des Turbinengehäuses und dem Stellventil­ gehäuse gestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ein­ strömabschnitt eines Turbinengehäuses anzugeben, der eine be­ sonders geeignete Abdichtung zu einem aufgesetzten Ventilge­ häuse aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei erfolgt die Abdichtung zwischen dem Einströmabschnitt des Turbinengehäuses und dem Stellventilge­ häuse innerhalb deren Flanschverbindung dadurch, daß jede einzelne einem Stellventil zugeordnete Durchströmöffnung von einer Dichtfläche umgeben ist.

Die korrespondierenden Dichtflächen im Einströmabschnitt ei­ nerseits und im Stellventilgehäuse andererseits sind jeweils zu einer allen Durchströmöffnungen gemeinsamen Dichtfläche zusammengefaßt und weisen dabei zweckmäßigerweise eine im Be­ reich zwischen benachbarten Durchströmöffnungen taillierte Außenkontur auf. Um dabei eine besonders hohe Flächenpressung im Bereich der Dichtflachen zu erzielen, weist vorteilhafter­ weise einerseits die Flanschverbindung eine an die Außenkon­ tur der Dichtfläche angepaßte Anordnung von Schraubenlöchern auf. Andererseits ist entlang der Außenkontur der Dichtfläche jeder Durchströmöffnung eine Anzahl von Schraubenlöchern mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Durchmessern für Schrauben entsprechend unterschiedlicher Dimensionierung vor­ gesehen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist innerhalb der Flanschver­ bindung im Bereich der Dichtflächen ein Nut- und Federein­ griff vorgesehen, wobei jede von z. B. vier Durchströmöffnun­ gen eine Schulterkontur zur Auflage einer korrespondierenden Kragenkontur des Ventilgehäuses aufweist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß durch Ausbildung einer Dichtfläche derart, daß diese jede einem Stellventil zugeordnete Durchströmöff­ nung vollständig umschließt eine besonders zuverlässige Ab­ dichtung zwischen dem Turbinengehäuse und dem Stellventilge­ häuse erzielt wird. Dadurch können bei einer ein entsprechen­ des Turbinengehäuse aufweisenden Dampfturbine besonders hohe Frischdampfparameter realisiert werden. Dabei wird eine be­ sonders hohe Flächenpressung im Dichtflächenbereich dadurch erzielt, daß einerseits die Außenkontur der Dichtfläche im Bereich zwischen benachbarten Durchströmöffnungen tailliert ausgeformt ist, und daß andererseits zweckmäßigerweise unter­ schiedlich dimensionierte Schrauben entlang dieser taillier­ ten Außenkontur äquidistant angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einströmabschnitt eines Turbinengehäuses mit angeflanschtem Stellven­ tilgehäuse und

Fig. 2 im Querschnitt II-II die Flanschverbindung gemäß Fig. 1 mit einer Dichtfläche im Bereich von Durch­ strömöffnungen des Einströmabschnitts.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt den oberen Bereich eines Einströmabschnitts 1 ei­ nes Turbinengehäuses einer Dampfturbine, auf den ein Ventil­ gehäuse 2 mit im Ausführungsbeispiel vier Stellventilen 3 aufgesetzt und über eine Flanschverbindung 4, 5 mit diesem verschraubt ist. Zur Verschraubung sind eine Anzahl von bol­ zenförmigen Schrauben 6 vorgesehen, die im Bereich einer der Anzahl der Stellventile 3 entsprechenden Anzahl von Durch­ strömöffnungen 7 am Flanschumfang verteilt angeordnet sind. Die Schrauben c stehen mit dem Verbindungsflansch 4 des Ein­ strömabschnitts 1 in Gewindeeingriff.

Die dampfseitige Verbindung zwischen jedem Stellventil 3 des Ventilgehäuses 2 und einem im Innern des Einströmabschnitts 1 wärmebeweglich befestigen Düsengehäuse 8 erfolgt über je­ weils ein im Ventilgehäuse 2 befestigtes und als Diffusor ausgebildetes Schutzrohr 9. Die dampfseitige Abdichtung zwi­ schen dem oder jedem Schutzrohr 9 und dem Düsengehäuse 8 er­ folgt mittels im Düsengehäuse 8 wärmebeweglich angeordneten und in der Art von Kolbenringen ausgebildeten Ringpaketen 10.

Das oder jedes Schutzrohr 9 hält einerseits eine hohe Frisch­ dampftemperatur von in Richtung des Pfeils 11 über die Stell­ ventile 3 und durch die Durchströmöffnungen 7 in den Ein­ strömabschnitt 1 einströmendem Frischdampf sowie andererseits einen hohen Frischdampfdruck von dessen Gehäuse fern. Dabei stellt sich in einem zwischen jedem Schutzrohr 3 und den Ge­ häusewänden des Ventilgehäuses 2 und des Einströmabschnitts 1 geschaffenen Ringraum 12 der beim Betrieb der Dampfturbine im Innern des Einströmabschnitts 1 des Turbinengehäuses herr­ schende Kammerdruck ein.

Die Abdichtung zwischen dem Einströmabschnitt 1 und dem Ven­ tilgehäuse 2 erfolgt durch Flächenpressung zweier metalli­ scher Dichtflächen aufeinander, die sich ohne Zwischenlage von zusätzlichem Dichtmaterial gegenüberstehen. Dazu ist in der Art einer Nut- und Feder-Verbindung im Randbereich jeder Durchströmöffnung 7 des Einströmabschnitts 1 eine umlaufende Schulterkontur 13 geschaffen, in die eine korrespondierende Kragenkontur 14 des Ventilgehäuses 2 eingreift.

Fig. 2 zeigt die durch die Schulterkontur 13 geschaffene Dichtfläche 15 des Verbindungsflansches 4 des Einströmab­ schnitts 1. Die Innenkontur der Dichtfläche 15 entspricht der Öffnungskontur der einzelnen im Ausführungsbeispiel kreisför­ migen Durchströmöffnungen 3, so daß diese von der Dichtflä­ che 15 jeweils vollständig umschlossen sind. Dabei ist die radiale Stegbreite F der Dichtfläche 15 bei jeder Durchström­ öffnung 3 in deren Außenbereichen kleiner als die radiale Stegbreite F'/2 im Bereich zwischen benachbarten Durchström­ öffnungen 3. Die Dichtflächen der Kragenkontur 14 des Verbin­ dungsflansches 5 des Ventilgehäuses 2 sind kreisförmig ausge­ bildet, wobei deren Stegbreite geringfügig kleiner ist als die Stegbreite F der Dichtfläche 5.

Zweckmäßigerweise ist die Außenkontur 16 der Dichtfläche 15 im Bereich zwischen den Durchströmöffnungen 3 tailliert aus­ gestaltet und dabei weitestgehend an die Gesamtkontur der An­ ordnung der Durchströmöffnungen 3 angepaßt. An diese Außen­ kontur 16 angepaßt ist vorteilhafterweise auch die Anordnung von Schraubenlöchern 17, 18 zur Aufnahme der Schraubenbol­ zen 6. Dabei sind die Schraubenlöcher 17, 18 mit jeweils gleichem radialen Abstand zur entsprechenden Durchströmöff­ nung 3 angeordnet, so daß jede Durchströmöffnung annähernd vollständig von Schraubenlöchern 17, 18 umgeben ist. Dies gewährleistet nach einer Verschraubung eine besonders zuver­ lässige Abdichtung jeder einzelnen Durchströmöffnung 3 und damit der gesamten Flanschverbindung 4, 5.

Zur Erzielung einer besonders hohen Flächenpressung zwischen der Dichtfläche 15 des Einströmabschnitts 1 und der korre­ spondierenden Dichtflächen des Ventilgehäuses 2 weisen die Schraubenlöcher 17 und 18 einen unterschiedlichen Durchmes­ ser d₁ bzw. d₂ auf. Entsprechend sind die jeweiligen Schrau­ benbolzen 6 unterschiedlich dick. Die Schraubenlöcher 18 mit vergleichsweise großem Durchmesser d₂ sind zweckmäßigerweise lediglich im Bereich zwischen den Durchströmöffnungen 7 und damit in den Taillenbereichen der Außenkontur 16 der Dicht­ fläche 15 vorgesehen. Dabei sind in den beiden äußeren Tail­ lenbereichen jeweils beidseitig drei sich jeweils gegenüber­ stehende Schraubenlöcher 18 mit großem Durchmesser d₂ symme­ trisch angeordnet, während im mittleren Taillenbereich der Außenkontur 16 der Dichtfläche 15 beidseitig jeweils nur zwei sich jeweils gegenüberliegende Schraubenlöcher 18 desselben Durchmesser d₂ vorgesehen sind.

Claims (4)

1. Einströmabschnitt eines Turbinengehäuses einer Dampfturbi­ ne, mit einer mindestens zwei Durchströmöffnungen (7) aufwei­ senden Flanschverbindung (4, 5) zu einem Ventilgehäuse (2) für Stellventile (3), wobei die Flanschverbindung (4, 5) eine jede der Durchströmöffnungen (7) vollständig umschließende Dichtfläche (15) aufweist, und wobei die Flanschverbin­ dung (4, 5) eine an die Außenkontur (16) der Dichtfläche (15) angepaßte Anordnung von Schraubenlöchern (17, 18) zur Aufnah­ me von Schrauben (6) aufweist.

2. Einströmabschnitt nach Anspruch 1, wobei die Dichtflä­ che (15) zwischen benachbarten Durchströmöffnungen (7) eine taillierte Außenkontur (16) aufweist.

3. Einströmabschnitt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei entlang der Dichtfläche (15) jeder Durchströmöffnung (7) eine Anzahl von Schraubenlöchern (17, 18) mit mindestens zwei un­ terschiedlichen Durchmessern (d₁, d₂) vorgesehen ist.

4. Einströmabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Randbereich jeder Durchströmöffnung (7) eine Schulterkon­ tur (13) zur Auflage einer korrespondierenden Kragenkon­ tur (14) des Ventilgehäuses (2) vorgesehen ist.