DE2229510B2 - Gehäuse für eine Gasturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Gasturbine mit in axialen biegesteifen Teilabschnitten etwa zylindrisch ausgebildeten Gehäuseschalen und radial außen liegenden torusförmigen Ringräumen zur Zufuhr oder Abfuhr des Arbeitsmittels.

In der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, Essen, vom 31. Dezember 1965, auf den Seiten 2530 und 2531 ist ein derartiges Gehäuse für die Niederdruckstufe einer Dampfturbine dargestellt. Bei einem Hochdruckgehäuse muß man die Wandstärke mit dem Durchmesser des Gehäuses vergrößern, damit die durch den Überdruck auftretenden Zugkräfte in den Wänden vom Gehäuse aufgenommen werden können.

Insbesondere für Gasturbinen mit geschlossenem Gaskreislauf ist man bestrebt, einen hohen Druckpegel für das umlaufende Gas vorzusehen, um kleine Druckverhältnisse zwischen Eintritt und Austritt der Verdichter und Turbinenstufen und damit kleine Strömungsquerschnitte zu erhalten. Bei großen Gasturbinen ergeben sich damit für das Turbinengehäuse Abmessungen, die Materialanhäufungen erfordern und sich dadurch schwer herstellen lassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Gasturbine zu schaffen, bei welchem der für die Bemessung des Gehäuses wirksame Durchmesser gegenüber den bekannten Gehäusen wesentlich verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Gehäuse der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringräume nachträglich an den Gehäuseschalen befestigt und keine Biegekräfte des Gehäuses über diese Ringräume übertragbar sind, wozu die einzelnen Gehäuseschalen unter Freilassung von Durchtrittsöffnungen für das Arbeitsmittel im Bereich der Ringräume biegesteif miteinander verbunden sind.

Der hierdurch erzielbare technische Fortschritt besteht darin, daß die Wandstärke der torusförmigen Ringräume nur vom Durchmesser des Ringraumes selbst, nicht aber vom Durchmesser des Gehäuses abhängig ist. Es lassen sich also größere Gasturbinengehäuse herstellen als dies bei Einbeziehung der Ringräume in das Gehäuse möglich wäre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Gehäuse und

F i g. 2 einen Schnitt durch die Gasturbine nach F i g. 1 ,Schnittlinie H-II an einer Stelle, wo Gas sowohl abströmt als auch zugeführt wird.
Die Gasturbine besteht aus einer Welle 1 mit Teilabschnitten 2 und 3 für die Verdichtung des Gases und mit einem Teilabschnitt 4, in dem das Gas entspannt wird. Die einzelnen Teilabschnitte 2, 3 und 4 bestehen aus der Beschaufelung des Läufers und aus der Leitbeschaufelung, die am Gehäuse 5 bzw. am Leitschaufelträger 18 befestigt ist. Mehrere im einzelnen nicht dargestellte Lager 6,7,8 und 9 sorgen für eine zentrische Lagerung der Welle 1 im Gehäuse 5. Das Gehäuse 5 ist vor und hinter jedem Teilabschnitt mit Öffnungen versehen, durch welche das Gas zu- bzw.

abströmen kann. Die Öffnungen werden durch die Zwischenräume zwischen am Umfang verteilt angeordneten Rippen 10 gebildet.

Die so gebildeten Öffnungen im Gehäuse 5 verbinden das Innere des Gehäuses mit Ringräumen, die innen vom Gehäuse 5 begrenzt werden und deren Außenbegrenzung Ringleitungen 12 bis 16 bilden. Eine weitere Ringleitung 11 ist im Innern der Ringleitung 15 gelagert. Die Roht anschlüsse an den Ringleitungen 12 bis 16 sind in Fig. 1 nicht näher dargestellt. Die Ringleitungen 12 bis 16 sind zum Gehäuse hin offen und an verschiedenen Ringflächen desselben befestigt. Dadurch ergeben sich im Bereich der Ringleitungen torusförmige Abschnitte, die den Innendruck aufnehmen müssen. Für die Bemessung der einzelnen Ringleitungen ist daher nur der Querschnittsdurchmesser der Ringleitungen selbst einzusetzen, während das Gehäuse 5 im Bereich der Rippen 10 nur im Hinblick auf Biegung und Zug ausgelegt werden muß. In den Abschnitten des Gehäuses, in denen sich keine Ringleitungen befinden, muß das Gehäuse auch den Gasdruck aufnehmen können Diese Gehäuseabschnitte sind aber im Gegensatz zur genannten bekannten Gasturbine nur unwesentlich größer als die Beschaufelungen der Turbine.
Die Ring'eitung 11 ist im Innern der Ringleitung 15 angeordnet und im Gegensatz zu dieser nicht druckfest ausgeführt. Dies ist möglich, da sich sowohl außerhalb als auch innerhalb der Ringleitung 11 etwa der gleiche Gasdruck einstellt. Das in den Teilabschnitten 2 und 3 verdichtete Gas strömt lediglich über einen Abgaswär-

metauscher zum Reaktor und gelangt erhitzt wieder in das Innere der Ringleitung 11 der Gasturbine. Die Ringleitung 11 ist über am Umfang verteilt angeordnete Düsen 17 mit der Eintrittsseite des Teilabschnittes 4 verbunden. Zwischen den einzelnen Düsen 17 können dann die Rippen 10 angeordnet werden, die die Biegefestigkeit des Gehäuses 5 in diesem Bereich gewährleisten (F i g. 2). Die Austrittsseiten der Düsen 17 bilden annähernd einen Kreisringquerschnitt, so daß die Zuführung des Gases zum Teilabschnitt 4 keine Schwierigkeiten bereitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gehäuse für eine Gasturbine mit in axialen biegesteifen Teilabschnitten etwa zylindrisch ausgebildeten Gehäuseschalen und radiai außen liegenden torusförmigen Ringräumen zur Zufuhr oder Abfuhr des Arbeitsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (12 bis 16) nachträglich an den Gehäuseschalen befestigt und keine Biegekräfte des Gehäuses (S) über diese Ringräume übertragbar sind, wozu die einzelnen Gehäuseschalen unter Freilassung von Durchtrittsöffnungen für das Arbeitsmittel im Bereich der Ringräume (12 bis 16) biegesteif miteinander verbunden sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen durch am Umfang verteilte Rippen (10) gebildet sind.