DE2142845A1 - Turbinengehäuse - Google Patents

Description

Anmelder: General Electric Company, 159 Madison Avenue, New York, N.Y., USA

Turbinengehäuse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Turbinengehäuse für federnde Fluid-Turbinen und insbesondere auf den Innengehäuse-Aufbau einer Niederdruck-Dampfturbine.

Die Niederdruckeinheiten von großen Dampfturbinen sind oft so angeordnet, daß die Turbinenteile für den niedrigsten Druck in einem Innengehäuse angeordnet sind, das in einem Außengehäuse oder einem Abgas-Abzug untergebracht ist, der zu dem Kondensor bzw. Vadfchter führt. In dem Raum zwischen dem Innen- und Außengehäuse herrscht ein Vakuum, das etwa dem Abgas- oder Kondensor-Druck entspricht. Während sich der Dampfdruck im Innern des Innengehäuses ändert, wenn sich der Dampf von einer Schaufel- und Düsenmembranstufe zur nächsten ausdehnt.

Niederdruckturbinen sind im allgemeinen so ausgelegt, daß eine Dampfentnahme an verschiedenen Stellen entlang den Niederdruck-Turbinenteilen ermöglicht ist, um verschiedene Vorwärmer für Speisewasser zu speisen. Es müssen dann Kanäle in dem Innengehäuse vorgesehen sein, um den entnommenen Dampf aus den einzelnen Turbinenstufen abzuleiten und über Leitungen von dem Außengehäuse oder Abgas-Abzug wegzuleiten. Die Entnahmekanäle sind im allgemeinen zwischen den in Längsrichtung angeordneten, radial verteilten Wandungen und den Mantelwänden des Innengehäuses ausgebildet.

Hierbei ist es allgemein üblich, das Innengehäuse in zwei oder mehrere Abschnitte zu unterteilen, um die stationären, die Turbinenstufen voneinander trennenden Düsen-Membranen

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bzw. Zwischenboden ebensowie den Rotor selbst herausnehmen zu können. Bisher sind die Innengehäuse entlang einer horizontalen Verbindungsstelle in obere und untere Abteile unterteilt, die etwa in Höhe der horizontalen Mittellinie der Turbine angeordnet sind; die oberen und unteren Düsen-Membranhälften sind im allgemeinen auch an dieser horizontalen Mittellinie gehaltert. Da in dem Raum zwischen dem Außen- und Innengehäuse Vakuum herrscht, muß ein druckdichter Abschluß an der horizontalen Verbindungsstelle zwischen den oberen und unteren Innengehäusehälften vorhanden sein. Da weiterhin die Kanäle für die Dampfentnahme im Inneren des Innengehäuses an dieser Mittellinie ziemlich breit sind, sind bei den bisher bekannten Ausführungsformen zusätzliche VerbindungsodeF Verschlußbolzen an der Innenseite des Innengehäuses angeordnet, um eine ausreichende Abdichtung zu schaffen. Diese im Inneren des Innengehäuses angeordneten Verbindungsbolzen können nur über Öffnungen in der Umhü I lungs wandung des Innengehäuses erreicht werden.

" Sowohl aus Gründen der Zeitersparnis als auch zur Sicherheit des Personals sollten an

der Innenseite der Mantelwandung des Innengehäuses keine Schrauben vorhanden sein. Weiterhin wird durch die Verbindungsteile und Flansche, die zur Abdichtung der Verbindungsstelle in Höhe der horizontalen Mittellinie vorhanden sein müssen, der Dampfstrom sowohl in die Entnahmekanäle als auch in dem Raum zwischen den* Innen- und Aussengehäusen behindert.

Aufgabe der Erfindung:ist es daher, einen Innengehäuseaufbau für eine Niederdruck-Dampfturbine zu schaffen, bei der die Verbindungseinr ichtungen zur Abdichtung der oberen und unteren Innengehäuse-Hälften an der Außenseite des Innengehäuses angeordnet sind. Weiterhin sollen diese Verbindungseinrichtungen an den Gehäusehälften so angeordnet sein, ^ daß sie den Dampfstrom so wenig wie nur irgend möglich behindern.

Gemäß der Erfindung ist daher die horizontale Verbindungsstelle an dem Innengehäuse in der Hauptsache über der horizontalen Mittelliris der Turbine angeordnet, und zwar an einer Stelle, wo der Abdichtbereich an den Entnahme- bzw. Abscheidungskanälen schmaler ist; die Verbindungsteile sind an der Außenseite des Innengehäuses angeordnet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wenden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. la eine Schnittdarstellung durch eine Hälfte einer Niederdruck-Dampfturbine gemäß dem Stand der Technik^

Fig. Ib eine ähnliche Uuerschnittsdarstellung durch die andere Hälfte einer Niederdruck-Dampfturbine gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch eine Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik entlang der Linien H-Il der Fig. la und

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch eine Ausführungsform gemäß der Erfindung entlang den Linien HI-III der Fig. Ib.

Ein in Fig. la dargestelltes Außengehäuse 1, das im vorliegenden Fall eine Absaugbzw. Abzugkappe ist, weist obere und untere Gehäusehälften auf, die an einer horizontalen Verbindungsstelle 2 miteinander verbunden sind und auf ein Fundament 3 aufliegen. An seiner unteren Seite ist das Außengehäuse 1 mit dem (nicht dargestellten) Kondensor bzw. Verdichter verbunden. Innerhalb des Außengehäuses ist ein Innengehäuse 4 angeordnet, das ein Oberteil 4a und ein Unterteil 4b aufweist. Die Teile 4a und 4b sind entlang einer horizontalen Verbindungsstelle 5 miteinander verbunden, die genau an der horizontal verlaufenden Mittellinie 6 des (nicht dargestellten) Turbinenrotors angeordnet ist. Die Verbindungsstelle 5 ist durch außen angebrachte Verbindungs-Schraubbolzen 7 und innen angebrachte Verbindungs-Schraubbolzen 8 abgedichtet. Durch eine abnembare Abdeckung 9 ist ein Zugang zu den innen angeordneten Schraubbolzen 8 ermöglicht.

Der Dampf strömt in Längsrichtung der Turbine durch die durch Düsenwandungen unterteilten Schaufelblätter 10, die zwischen den inneren und äußeren halbkreisförmingen Ringwandungen 11 bzw. 12 gehaitert sind. Die Teile 10, 11 und 12 bilden zusammen eine stationäre Düsenmembran bzw. einen Düsenzwischenboden, der genau an der horizontalen Mittelline 6 mittels eines Ansatzes 13 gehalten ist, der in einer entsprechenden Ausnehmung 14 in der unteren Gehäusehälfte vorgesehen ist. Abscheidungs- bzw. Entnahmekanäle 16 sind an der Innenseite des Innengehäuses 4 durch eine äußere Mantelwandung 17 und einer Anzahl radialverteilter Unterteilungswänden 18 ausgebildt. Die Mantel- sowie die radialen Wandungen sind so angeordnet, daß die Uuerschnitts-Strömungsflächen der Enfnahmekanäle 16 von der Oberseite des Innengehäuses entlang der Einheit allmählich zunehmen, bis sie schließlich im unteren Teil des Innengehäuses in eine Leitung 19 für den abgeschiedenen Dampf münden.

In Fig. 2, die ebenfalls den Stand der Technik wiedergibt, ist ein horizontaler Schnitt durch einen Teil der Turbine dargestellt, der etwas über der horizontalen Verbindungsstelle vorgenommen ist. Aus der Schnitt darstellung ist zu erkennen, daß die Anordnung der Wandungsteile des Innengehäuses 4 ziemlich verwickelt ist, um die verschiedenen Abscheiäungskanäle, beispielsweise den Kanal 16 zu schaffen und die sich ändernden Größen der äußeren Membranringe, beispielsweise der Ringe 12, 12a und 12b entlang des Dampfstroms anzupassen. Entlang der Einheit sind zusätzliche, radiale Unterteilungswandungen 18a und 18b in

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Längsrichtung verteilt angeordnet, durch die die zusätzlichen, in Umfangsrichtung verlaufenden Querwandungen I7a , I7b verbunden sind, in denen wiederum die äußeren Membranringe untergebracht sind. Durch diese Teile sind insgesamt die Fluid-Druckzonen dicht abgeschlossen, die zu der Entnahme leitung 19 führen.

Aufgrund des beträchtlichen Abstandes zwischen der äußeren Mantelwandung 17 und den verschiedenen Membranringen in Höhe der horizontalen Mittellinie ergibt sich an der Verbindungsstelle ein ziemlich großer Abdichtbereich. Dies erfordert wiederum im Innern angeordnete, horizontal verlaufende Abdichtflansche 20, durch die wiederum der Dampfstrom behindert wird. Weiterhin sind umfangreiche, im Inneren angeordnete Verschraubungen 8 notwendig, um eine ausreichende Abdichtung sicherzustellen. In der bisherigen Beschreibung ist ein Innengehäuseaufbau gemäß des Standes der Technik beschrieben, an dem selbstverständlich im Rahmen des Standes der Technik verschiedene Änderungen durchgeführt waden sind.

In den Figuren Ib und 3 ist der Gehäuseaufbau gemäß der Erfindung dargestellt. Das Außengehäuse 1 ist ebensowie vorbeschifeben angeordnet und ausgebildet; die Teile 10,11 und 12 bilden die Membran.

Die Erfindung bezieht sich auf das Innengehäuse 21, das ein Oberteil 21a und ein Unterteil 21b aufweist. Eine Mantelwandung 22 und eine Reihe radial verlaufender Wandungsteile 23 bilden, wie bei der Ausführungsform gemäß.des Standes der Technik zusammen mit den äußeren Membranringen 12 Entnahmekanäle 24. Die Kanäle 24 nehmen in ihrer Uuerschnittsflache von dem oberen Teil bis zu dem unteren Teil des Gehäuses 21 zu und führen zu den Entnahme- bzw. Abscheidungsrohrleirungen 25.

Gemäß der Erfindung sind die oberen und unteren Gehäuseteile entlang einer horizontalen Verbindungsstelle 26 miteinander verbunden. Die Verbindungsstelle 26 ist etwas höher als die Mittellinie 6 der Einheit angeordnet; bei einer großen Niederdruck-Turbine liegt die Verbindungsstelle 26 in der Größenordnung von 0,6 m über der Mittellinie. Da der Radius des Innengehäuses sich von 1,2 bis auf 2,4 m (4 feet bis 8 feet) oder mehr ändert, ist die Verbindungsstelle in der Größenordnung von 1/4 bis zur Hälfte des Innengehäuse7 Radius angehoben d.h. über der Mittellinie angeordnet. Halterungspufferstücke 27, die an bestimmten radial verlaufenden Wandungen 23 angebracht sind, tragen entsprechend der Ausführungsform gemäß des Standes der Technik die Ansätze 13 für die Membran genau in Höhe der horizontal verlaufenden Mittellinie sowie herausnehmbare, vierkantige Stifte 28, die die Ansätze 13 in einer vorgegebenen Lage halten,

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Die Eirr ichtungen zur Verbindung der oberen und unteren Gehäuseteile an der horizontal vdaufenden Verbindungsstelle 26 weisen Schraubbolzen 28 auf. Diese Schraubbolzen sind alle so angeordnet, daß sie von der Außenseite des Innengehäuses 21 zugänglich sind.

Der in Fig. 3 dargestellte horizontale Schnitt liegt genau über der horizontalen Verbindungsstelle 26. Das Innengehäuse weist zusätzliche Membranringe 12, 12b sowie zusätzliche radiale Wandteile 23a und 23b auf, die die Entnahme- bzw. Abscheidungskanäle beispielsweise die Kanäle 24 begrenzen. Die <4uerschnittsflache der Kanäle 24 wird bei Annäherung an die Oberseite des Innengehäuses kleiner. Daher wird auch die gesamte Abdichtungsfläche an der höher gelegenen horizontal verlaufenden Verbindungsstelle wesnetlich kleiner als in Fig. 2 für eine vergleichbare Einheit; hierdurch sind auch die Längen der radialen Wände kürzer, Auf diese Weise läßt sich auch eine ausreichende Abdichtung an der Verbindungsstelle mittels der Schraubbolzen 28 erreichen, die alle außerhalb des Innengehäuses angeordnet sind. An der horizontal verlaufenden Verbindungsstelle können gewünschtenfalls Dichtungskeile 29 verwendet werden, um hierdurch eine zusätzliche Dichtung zu erreichen.

Bei den in Fig. la und Ib dargestellten Ausführungsformen gemäß dem Stand der Technik bzw. der Erfindung nehmen die Querschnittsflächen der Abscheidungs- bzw. Entnahmekanäle 16bzw. 24 von der Oberseite der Innengehäuse gegen die horizontal verlaufende Mittellinie hin zu. Wegen der inneren Umfangswände 17a und der großen Abdichtungsflansche 20 an der horizontal verlaufenden Mittellinie muß aber die Außenabmessung der Mantelwand 17 bei der in Fig. la dargeiellten Ausführungsform notwendigerweise größer sein als bei der in Fig. Ib dargestellten, um dieselben Sfrömungsffächen in Höhe der M.ttellinie zu schaffen; diese Bereiche sind mit den Bezugszeichen· A bzw. A' bezeichnet. Durch das Anheben der horizontalen Verbindungsstelle 26 an die angegebene Stelle, wo die Uuerschnitts-Strömungsfläche in dem Kanal 24 kleiner ist, braucht auch nur eine erheblich kleinere Fläche abgedichtet zu werden oder mit anderen Worten, der horizontale Abstand C, wo mittels der Schraubbdzen 28 die Abdichtung vorgenommen werden muß, ist erheblich kleiner als der vergleichbare horizontale Abstand C im linken Teil der Figur.

Da die Abmessung C bei der Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik so groß war, reicht die mit den Schraubbolzen 7 erzielte Kraft zur Abdichtung des Innengehäuses nicht aus, sodaß die im Inneren vorgesehenen Schraubbolzen 8 sowie die Flansche20 vorgesehen werden müssen. Durch die im Inneren vorgesehenen Schraubbolzen und Flansche wird das

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Zusammensetzen des Gehäuseaufbaus erschwert und es führt weitohin zu der vorerwähnten Vergrößerung des Durchmessers der Mantelwandung des Innengehäuses, um dadurch die erforderliche Strömungs-yuerschnittsflache zu schaffen. Der Entnahmekanal wird obendrein durch den Halterungsblock und die Ausnehmung 14 eingeengt, was zu einer weiteren Vergrößerung der Abmessung C führt.

Da somit der Abstand zwischen dem Innen- und Außengehäuse größer wird, wenn die horizontale Verbindungsstelle angehoben wird, steht mehr Raum für die außen angebrachten Verschraubungsflansche zir Verfügung, die die Schraubbolzen 28 aufnehmen; mit dem Aufbau gemäß der Erfindung wird daher auch die Strömungsfläche des Dampfes zu dem Kondensor zwischen dem inneren und äußeren Gehäuse weniger behindert.

Wenn der obere Teile des Innengehäuses in Fig. Ib abgenommen wird, können die Schaubbolzen 28 ohne weiteres herausgeschraubt werden, ohne daß ein Zugang in der ManteIwandung des Innengehäuses vorgesehen sein muß, wie es bei der Auführungsform gemäß des Standes der Technik der Fall ist. Wenn dann die vierkantigen Stife 28 herausgenommen sind, können die Membranteile ohne weiteres hochgehoben und gegebenenfalls herausgenommen werden.

Der Aufbau des Innengehäuses in einer Niederdruck-Dampfturbine mit einer höher gelegten horizontalen Verbindungsstelle gemäß der Erfindung stellt demnach gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung dar. Die Abnahme des oberen Teils des Innengehäuses ist erheblich erleichtert und es sind Kanäle für den Dampfstrom geschaffen, ohne daß die Aussenabmessungen des Außengehäuses insgesamt größer geworden sind.

Patentansprüche

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Claims (4)

1. -7- 2U28A5

   Patentansprüche

   ( 1 .turbinengehäuse für eine Fluid-Turbine mit einem Rotor mit einer Anzahl Schaufelräder und mit einer Anzahl die Schaufelräder voneinander trennender stationärer Zwischenbodenmembranen und mit Außenringen zur Unterteilung der Bereichsallmählich abnehmenden Fluid-Drucks, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außengehäuse (1) vorgesehen ist, an dessen Unterseite ein niedriger Fluid-Druck als in den Membranbereichen herrscht, daß ' ein Innengehäuse (21) in dem Außengehäuse (1) angeordnet ist und eine Mantelwandung (22) sowie mehrere verteilt angeordnete, radial verlaufende Wände (23) aufweist, die zusammen mit den Außenmembranringen (12) Abscheidungskanäle an den Membran-Druckbereichen (24) begrenzen, daß die Kanäle in ihrer Querschnittsfläche von der Oberseite des Innengehäuses zu der horizontalen Mittellinie (6) des Rotors zunehmen, daß das Innengehäuse (21) in einen oberen (21a) und einen unteren (21b) Gehäuseteil entlang einer horizontal verlaufenden Verbindungsstelle (26) unterteilt ist, die erheblich höher als die Mittellinie (6) angeordnet ist, wodurch die Abdichtungsfläche an der Verbindungsstelle (26) kleiner als sie bei Anordnung in Höhe der Mittellinie wäre, und daß Verschraubungseinrichtungen(28) die oberen und unteren Gehäuseteile (21a, 21b) dicht miteinander verbinden und von der . Außenseite des Innengehäuses (21) zugänglich sind.
2. 2. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbodenmembranen genau in Höhe der horizontal verlaufenden Mittellinie (6) auf Halterungspolstern (27) aufliegen, die an den radial verlaufenden Wänden (23) an dem unteren Gehäuseteil (21b) befestigt sind, und daß herausnehmbare Stifte (28) die Membranen in der vorgesehenen Lage halten.
3. 3. Turbinengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal verlaufende Verbindungsstelle (26) in einem Abstand über der horizontalen Mittellinie (6) angeordnet ist, der in der Größenordung von 1/4 bis 1/2 des Radius des Innengehäuses liegt.
4. 4. Turbinengehäuse nach einem Der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufenden Wandungen (23) Dichtungskeile (29) aufweisen, die an der horizontal verlaufenden Verbindungsstelle (26) angeordnet sind.

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