DE2060496A1 - Zylinderringdichtung - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Zylinderringdichtung

Die Erfindung betrifft eine Zylinderringdichtung für einen in einem Panzerrohr angeordneten Druckbehälter, insbesondere einer Turbomaschine.

Es ist bekannt, Turbomaschinen in einem Panzerrohr anzuordnen, wobei das Panzerrohr durch Beton umgössen wird und somit die äussere Wandung des Druckgefässes bildet, während das Panzerrohr die Dichthaut desselben darstellt.

Es ist ferner bekannt, Turbomaschinen in solchen Panzerrohren einzusetzen, wobei die einzelnen Druckstufen durch in das Panzerrohr eintretende Rohrleitungen beaufschlagt werden.

Durch die Ausschlüsse der Rohrleitungen an die Druckstufen entstehen wegen der thermischen Differenzdehnungen zwischen dem

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einbetonierten Panzerrohr und der Turbomaschine grosse Rohrreaktionskräfte. Diese können nur mit sehr aufwendigen Mitteln, beispielsweise axial verschiebbaren Bälgen, überwunden werden. Weitere Nachteile ergeben sich durch den erneuten Raumbedarf, da die Rohranschlüsse für die Montage und Demontage sowie die Ueberwachung zugänglich sein müssen.

Es können somit die erhofften Vorteile durch den Einsatz der Turbomaschine in da3 Panzerrohr nicht erreicht werden, da trotz der Vereinfachung des Aussengehäuses der Zusammenbau der Turbomaschine nur aufgrund umfangreicher Hilfsarbeiten ermöglicht wird.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die vorangeführten Nachteile zu beheben und die Rohrreaktionsküäfte von Leitschaufelträgern oder anderen Einbauten eines Druckgefässes fernzuhalten.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungegemäse dadurch gekennzeichnet, dass am Panzerrohr eine Ringnut angeordnet ist, in der ein radial geteilter und verschiebbarer Zylinderring untergebracht ist, dessen innere Umfangsflache die äussere Umfangsflache der Einbauten, insbesondere des Leitschaufelträgers, dichtend umschliesst.

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Eine vorteilhafte Lösung wird dadurch erreicht, dass der Zylinderring annähernd in radialen Stossebenen geteilt ist und mit dazwischenliegenden Dichtlippen ausgerüstet ist.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, dass die Turbomaschine ausserhalb des Panzerrohres gänzlich zusammengebaut werden kann. Daraus ergibt sich eine Vereinfachung der Montage und Demontage und eine erhebliche Raumeinsparung. Diese resultiert insbesondere aus dem einfachen Aufbau der Abdichtung w zwischen den einzelnen Druckstufen.

Ferner werden Rohrreaktionskräfte von der Turbomaschine ferngehalten, da die Rohrleitungen am Eintritt in das Panzerrohr enden und keine direkten, starren Verbindungen zum Innengehäuse der Turbomaschine bestehen. ,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Turbomaschinengruppe, die in einem Panzerrohr eingesetzt ist,

Fig. 2 eine Zylinderringdichtung in Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt nach Detail A in Fio·.?. Fig. l| einen Schnitt nach der Linie R-R In

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In Figur 1 ist eine Turbomaschinengruppe vereinfacht wiedergegeben, wobei mit 1 das Panzerrohr bezeichnet ist, welches von der Betonschale 15 umgeben ist.

Im Inneren des Panzerrohres 1 ist die auf gemeinsamer Welle 2

untergebracht angeordnete Turbomaschinengruppe^Toestehend aus der Turbine 3, den Kompressoren 4,5 und 6 und dem Innengehäuse 7.

Die Innengehäuse 7 werden im Folgenden zur Vereinfachung und Verdeutlichung nur noch "Leitschaufelträger" genannt , da sowohl an den Arbeite- als auch an den Kraftmaschinen die Leitschaufeln die gemeinsame Funktion bestimmen.

Am äusseren Umfang der Leitschaufelträger 7 sind neben den Eintritts-oder Austrittsöffnungen der jeweiligen Maschine die Zylinderringdichtungen vorgesehen. Hierbei wird derart vorgegangen, dass im Panzerrohr 1 an den angegebenen Stellen Nutengehäuse 13 vorgesehen sind, in denen die Zylinderringe 8 dichtend, jedoch beweglich untergebracht sind. Diese Zylinderringe werden vor dem Einschieben der Turbomaschinengruppe in den Ringnuten 14 versenkt und nach Justierung der Lage ausgefahren und an den Leitschaufelträger 7 bzw. dessen äusseren Umfang dichtend angepresst. Dabei entstehen jeweils zwischen zwei benachbarten Zylinderringen 8 druckdichte Abschlüsse, die einen Aufbau verschiedener Druckniveaus zwischen den Eintritten

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9a, 9b und 9c der Kompressoren und der Arbeitsgasleitung der Turbine 3 sowie den Austritten 10a, b, und c der Kompressoren und der Abgasleitung 12 der Turbine 3 zulassen.

Die Rohre der Leitungen 9 bis 12 sind gleichfalls von Beton umschlossen, wobei in einfacher Weise eine Wärmeisolierung vorgesehen werden kann, wie bei der Arbeitsgasleitung 11 und dfer Abgasleitung 12 angedeutet ist, um den Beton 15 gegen die Hitze zu schützen.

Da der Leitschaufelträger 7¹ der Turbine 3 hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wird an diesem auch eine Isolation 16 angeordnet. Die Abführung der Wärme oder der Schutz gegen die Wärmeeinwirkung kann aber auch durch das Einsetzen von Bypassleitungen unterstützt werden, wozu vom Höchstdruckkompressor 6 nicht gezeigte Durchführungen in den Ringraum 33 einmünden, welche relativ kühlere Luft oder Gas einführen und nach Aufnahme einer bestimmten Wärmemenge über die Abgasleitung 12 abströmen.

Ferner ist es möglich, das Panzerrohr durch den Einbau von Rohren in den Beton zu kühlen.

Das Panzerrohr 1 ist durch den mit dem Leitschaufelträger 7' der Turbine verbundenen Boden 3¹I, und den Ankerring 35 abge-

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schlossen. Auf der gegenüberliegenden Seite führt der gezeigte Wellenstummel 36 über eine Schleuse 37 zum nicht gezeigten Generator.

Fig.2 zeigt eine Ansicht der Zylinderringdichtung, wobei das Panzerrohr 1 durch die strichlierte Linie angedeutet ist, und 13 das Nutengehäuse darstellt, auf dem die Zylindergehäuse 25 aufsitzen. Aussen ist wiederum die Betonschale 15 angedeutet.

Der Zylinderring 8 1st in der Figur in jener Stellung dargestellt, die einer Abdichtung bei eingefahrenem Turbomaschinensatz gleichkäme. Es ist erkennbar, dass der Zylinderring 8 in Ringsegmente 19 unterteilt ist, wobei die Stossebenen 20 derselben in radialer Richtung verlaufen. Es 1st jedoch leicht möglich, davon abzuweichen, wenn die Bewegung der Segmente bei Aenderung des Durchmessers.berücksichtigt wird.

Zur Uebertragung der Bewegung auf die Ringsegmente 19 sind in den Enden derselben Gleitnuten 26 vorgesehen, in die die Mitnehmer 21 eingreifen. An den Mitnehmer 21 ist eine Kolbenstange 22 befestigt, die mit dem Kolben 23 im Zylinder 24 starr verbunden ist," der im Zylindergehäuse 25 angeordnet ist.

Die Mitnehmer sind so aufgebaut, dass sie nicht nur Ungleichheiten mindestens teilweise ausgleichen, sondern auch auf die

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Ringsegmente 19 gleichmässige Anpresskräfte übertragen.

Zur völligen Abdichtung wird zwischen den radialen Stossebenen 20 eine nicht gezeigte Dichtlippe vorgesehen, die in einfacher Weise angebracht werden kann, und daher nicht beschrieben werden braucht.

Pig.3 zeigt das Detail A der Zylinderringdichtung nach Fig.2 im Schnitt, wobei gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile bezeichnen. Im besonderen ist die Teilung der Ringsegmente 19 und 19a erkennbar, die aus dem eigentlichen Ringsegment 19, dem Klemmsegment 27 und einem Dichtstreifen 28 bestehen. Ferner ist die Verschiebeeinrichtung 18 mit Kolben 23, Zylinder 2H_t Zylindergehäuse 25, Kolbenstange 22 und Mitnehmer 21 in den Gleitnuten 26 wiedergegeben.

Zur Verdeutlichung des Aufbaus.der Zylinderringdichtung ist in Fig.¹! ein Schnittbild nach der in Fig.3 eingezeichneten Linie B-B dargestellt. Dabei ist neben den in Fig.3 erkennbaren Teilen die Ausbildung der Ringnut I¹J gezeigt, wobei ein O-Ring 29 für die Radialabdichtung sorgt und zur Fixierung des Zylinderringes 8 in der Ringnut 1*1 Distanzbleche 30 eingesetzt sind.

Die Dichtstreifen 28 sind mittels des Klemmsegmentes 27 auf dem Ringsegment 19 befestigt, so dass durch diese nach Anpres-

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sen des Zylinderringes 8 an den Leitschaufelträger 7 die axiale Abdichtung gewährleistet wird.

Zur Hin- und Herbewegung des Kolbens 23 sind eine Druckmittelleitung 31 und eine Entriegelungsleitung 32 vorgesehen. Vorzugsweise kann hierbei das Fördermedium als Druckmittel verwendet werden und den Zylinderring 8 an den Leitschaufelträger 7 anpressen. Zur Entriegelung wird OeI als Druckmittel verwendet.

Die Dichtstreifen sind vorzugsweise aus Elastomeren oder Kunststoffen gefertigt, wenn die Temperaturen der Förderoder Arbeitsmedien in niedrigen Bereichen liegen. Dagegen ist es ohne grösseren Aufwand möglich, das Dichtstreifenmaterial υ. durch Metall oder hitzebeständige Gewebe zu ersetzen, wenn die Zylinderringdichtung beispielsweise bei Gasturbinen mit hohen Gastemperaturen angewandt wird.

Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes ist auf Turbomaschinen nicht begrenzt, denn es könnten andere maschinenbauliche Einheiten mit verschiedenen Systemdrücken zwischen deren Einbauten in äquivalenter Weise abgedichtet werden.

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Claims (4)

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1. Zylinderringdichtung für eine in einem Panzerrohr angeordnete Turbomaschine, dadurch gekennzeichnet, dass am Panzerrohr (1) eine Ringnut (1*1) angeordnet ist, in der ein radial geteilter und verschiebbarer Zylinderring (8) untergebracht ist, dessen innere Umfangsfläche die äussere Umfangsfläche der Einbauten, insbesondere des Leitschaufelträgers (7)»dichtend umschliesst.

2. Zylinderringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderring (8) annähernd in radialen Stossebenen (20) geteilt ist und mit dazwischen liegenden Dichtlippen ausgerüstet ist.

3. Zylinderringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (18) des Zylinderringes (8) in radialer Ebene aus mindestens einem Kolben (23) mit/einer Druckmittelleitung (3D und einer Entriegelungsleitung (32) gebildet ist, und der Kolben (23) über eine Kolbenstange (22) mit dem im Zylinderring (8) gelagerten Mitnehmer (21) verbunden ist.

4. Zylinderringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei parallel nebeneinander

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liegenden Zylinderringen (8) die Zu- (9,11) oder Abführungen (10,12) des Förder- oder Arbeitsmediums vorgesehen sind.

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