DE2052231A1

DE2052231A1 - Dichtungsanordnung, insbesondere fur Gasturbinenanlagen

Info

Publication number: DE2052231A1
Application number: DE19702052231
Authority: DE
Inventors: Edward George David Rugby Warwickshire Andrews (Großbritannien) P
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1969-10-25
Filing date: 1970-10-23
Publication date: 1971-05-13
Also published as: US3726433A; GB1282611A; FR2066553A5; JPS4923485B1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GONTHER KOCH 20522 DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, 2jJ. Okt. 1970

UNSER ZEICHEN lÜ ΟΟ,ί - K/Hl

Rolls-Royce Limited, Derby / England

Dichtungsanordnung, insbesondere für Gasturbinenanlagen ä

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung und, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf eine Dichtung, die bei einer Gasturbinenanlage Verwendung finden kann.

Es ist eine Gasturbinenanlage mit einem Kernreaktor als Wärmequelle bekannt, bei welcher die Turbomaschinen und Wärmeaustauscher in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, das in einer Ausnehmung des Druckgefäßes des Kernreaktors angeordnet und aus diesem längs der Achse des Gehäuses unabhängig ä von dem Kernreaktor entnehmbar ist. Das Gehäuse weist wenigstens zwei nicht zugängliche radial verlaufende Kanäle auf, die dichtend mit weiteren Kanälen verbunden sind, die mit dem Kernreaktor kommunizieren und getrennt werden müssen, urn die Entnahme des Gehäuses zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine lösbar befestigte Dichtung für diese Zwecke zu schaffen.

Gemäß der Erfindung weist eine Dichtung, die eine Dichtungsverbindung zwischen zwei geschlossenen Oberflächen herstellen

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soll, einen ersten Abschnitt auf, der in dichtender Berührung mit der Umfangsfläche der einen Oberfläche steht oder einstückig mit dieser hergestellt ist, und außerdem ist ein zweiter Teil vorhanden, der dichtend mit dem Umfang der anderen Oberfläche zusammenwirkt und mit Mitteln·versehen ist, um die Temperatur zu ändern, so daß eine Freigabe vom Umfang der anderen Oberfläche erfolgen kann.

Vorzugsweise weist der zweite Teil einen Preßsitz über dem Umfang der anderen Oberfläche auf.

Die ersten und zweiten Abschnitte können ringförmig sein und sie können im wesentlichen koaxial zueinander liegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die ersten und zweiten Abschnitt durch einen im wesentlichen zylindrischen flexiblen Teil miteinander verbunden, der vorzugsweise so angeordnet ist, daß im Gebrauch jene Seite, die dem geringeren Strömungsmitteldruck ausgesetzt ist, dichter benachbart zur Prägeanordnung liegt.

Die Mittel zur Veränderung der Temperatur des zweiten Teiles bestehen vorzugsweise aus einer Heizeinrichtung z.B. wenigstens einer elektrischen Heizspule, die koaxial zu dem zweiten Teil angeordnet und vorzugsweise darinnen eingebettet liegt.

Der zweite Teil kann wenigstens eine Kolbenringdichtung aufweisen, die in Eingriff mit dem Umfang der anderen Oberfläche steht.

Nachstehend wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Schnittansicht eines vorgespannten

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Betongefäßes 10 für einen Kernreaktor. Das Druckgefäß 10 ist mit einer zylindrischen Aushöhlung 12 versehen, die eine Stahlauskleidung 14 trägt und koaxial hierzu ein zylindrisches Stahlgefäß 16 besitzt. Das Gefäß 16 paßt in die Auskleidung 14 mit einem kleinen Zwischenraum 17 ein und ist aus dieser Auskleidung längs der Achse des Gefäßes 16 entnehmbar. Innerhalb des Gefäßes 16 ist eine nicht dargestellte Turboanlage und/oder Wärmeaustauscher einer Turbinenanlage mit geschlossenem Kreislauf angeordnet, bei der der Kernreaktor die Wärmequelle bildet. Derartige Kraftanlagen sind an sich bekannt. ä

Der Umfang des Gefäßes 16 ist mit mehreren radial gerichteten öffnungen versehen, von denen eine bei 18 dargestellt ist. Diese öffnungen stehen mit einem Teil der Turboanlage oder einem der Wärmeaustauscher innerhalb des Gefäßes 16 und mit dem Kernreaktor oder einem anderen Gefäß sonstwo innerhalb des Druckgefäßes 10 in Verbindung. Die öffnung 18 steht tatsächlich mit einem Hingkanal 20 innerhalb des Gefäßes 16 und einem Kanal 21 in Verbindung, der radial bezüglich des Gefäßes 16 durch den Beton des Druckgefäßes 10 hinduroh verläuft. Um einen Leckstrom des Gases durch die öffnung 18 hindurch zu vermeiden, sind zwei im axialen Abstand zueinander liegende im wesentliche identische Dichtungskörper 22 vorgesehen, die koaxial das Gehäuse 16 umgeben und In dem Zwischenraum 17 vorgesehen sind, und zwar auf Jeder Seite der öffnung 18.

Jeder der Dichtungskörper 22 besteht aus einem relativ dünnen flexiblen zylindrischen Körper 24 koaxial zu dem Gehäuse 16 und er besitzt an einem Ende einen radial nach außen vorstehenden Plansch 26 höherer Starrheit und am anderen Ende einen nach innen vorspringenden Plansch 28 mit größerer Starrheit. Die radial äußere Umfangsoberflache des Flansches 26 wird in Dichtberührung mit der inneren Umfangsoberfläche der

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Auskleidung l6 durch Bolzen JO gehalten. Wenn erforderlich, kann der Flansch 26 jedoch auch an der Auskleidung 14 angeschweißt oder einstückig mit dieser hergestellt sein. Die radial innere Umfangsoberfläche des Flansches 28 bildet einen dichten Sitz, vorzugsweise einen Preßsitz, um die äußere Umfangsoberfläche des Gehäuses 16 unter allen normalen Arbeitstemperaturen der Triebwerksanlage, der die Dichtungskörper 22 ausgesetzt sind, zu halten. Der Flansch 28 ist mit mehreren, z.B. drei axial im Abstand zueinander liegenden Nuten ^2 ausgestattet, die Kolbenringdichtungen ^4 enthalten. Die Dichtungen J54 können durch labyrinthartige Dichtungen ersetzt werden, und sie könnten auch in der äußeren Oberfläche des Gefäßes 16 anstatt in der Inneren Oberfläche des Flansches 28 ausgebildet sein.

Auf diese Weise definieren die beiden Dichtungskörper 22 zwischen sich einen abgedichteten Ringraum in dem Zwischenraum 17, der die öffnung 18 enthält.

Im Betrieb wird die radial äußere Oberfläche des Teiles 24 einem höheren Druck ausgesetzt als die radial innere Oberfläche. Sie biegt sich daher radial nach innen, bis sie durch die radial äußere Oberfläche des Gehäuses 16 getragen wird. Bei anderen Anwendungen kann der Dichtungskörper 22 so angeordnet sein, daß jene Seite des Teils 24, die dem niedrigeren Druck ausgesetzt ist, in der Nähe einer Prägeoberfläphe liegt.

In den Flansch 28 sind drei elektrische Heizspulen 36 koaxial hierzu eingebettet. Falls erforderlich, könnten die Heizspulen J>6 auch an einer geeigneten äußeren Oberfläche des Flansches 28 vorgesehen werden oder durch Kanäle ersetzt sein, durch die ein heißes Strömungsmittel geleitet wird. Wenn es erforderlich ist, das Gehäuse l6 axial aus der Ausnehmung 12 zu entfernen, werden die Heizspulen 36 erregt, wodurch der Flansch 28 erhitzt wird und sich ausdehnt, bis er nicht mehr mit der äußeren Umfangsoberfläche des Gehäuses 16 in Verbindung steht. Dann kann das Gehäuse 16 weggezogen werden.

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Die Dichtungskörper 22 schaffen so eine gute Dichtung rings um die Öffnung 18, wenn die Spulen J>6 nicht erregt sind. Jedoch kann durch Erregung der Spulen 36 von ferne her ein Abheben von dem Gehäuse l6 erfolgen, um dessen Wegziehen zu ermöglichen.

Es können zahlreiche Abwandlungen hinsichtlich der Ausbildung der Dichtungskörper 22 getroffen werden. So könnten die Plansche 26 und 28 beide nach außen oder innen vorstehen. Außerdem könnte der Plansch 28 dichtend durch Bolzen oder ä

durch Verschweißung am Gehäuse l6 festgelegt sein oder einstückig mit diesem hergestellt sein und schließlich könnte der Plansch 26 in einem Preßsitz innerhalb der Auskleidung 14 liegen und mit Kanälen versehen sein, durch welche ein Kühlmittel, beispielsweise flüssiger Stickstoff zugeführt wird, um eine Entkupplung durch Zusammenziehen zu bewirken. Außerdem könnte der Preßsitz durch kontinuierliche Kühlung oder Erhitzung aufrecht erhalten werden und dann könnte die Kühlung oder Heizung abgeschaltet werden, um die Zufuhr von Wärme oder Kälte zu unterbrechen. Außerdem könnte der abgedichtete Raum, d.h. der Zwischenraum 17 auch anders als kreisringförmig ausgebildet sein: z.B. könnte die Auskleidung 14 und das Gehäuse 16 durch ovale Bauteile ersetzt werden, die konzentrisch ™ angeordnet sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

l.y Dichtung zur Herstellung einer dichtenden Verbin-

oung zwischen zwei geschlossenen Oberflächen, insbesondere für Kernreaktor-Turbinenanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil dichtend am Umfang der einen Oberfläche festgelegt oder einstückig mit dieser verbunden ist, und daß ein zweiter Teil in Dichtungseingriff mit der Oberfläche des anderen Bauteiles steht und daß Mittel vorgesehen sind, um die Temperatur eines der Teile derart zu ändern, daß der Dichtungssitz zwischen den Teilen aufgehoben wird.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil im Preßsitz auf dem Umfang der äußeren Oberfläche aufsitzt.

jj. Dichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet , daß der erste und zweite Teil ringförmig gestaltet sind.

4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Teil im wesentlichen koaxial zueinander liegen.

5. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Teil durch einen im wesentlichen zylindrischen flexiblen Abschnitt miteinander verbunden sind.

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6. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Änderung der Temperatur des zweiten Teiles aus einer Heizvorrichtung bestehen.

7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung wenigstens eine elektrische Heizspule aufweist, die koaxial zu dem zweiten Teil liegt.

8. Dichtung nach Anspruch J, dadurch gekenn- f zeichnet, daß jede Heizspule innerhalb des zweiten Teiles eingebettet liegt.

9· Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Teil wenigstens eine Kolbenringdichtung aufweist, die mit dem Umfang der anderen Oberfläche zusammenwirkt.

10982 Γι /HRQ

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