DE2345637A1 - Turbine with centrifugal stage(s) - has distributor duct(s), housing attached within turbine housing - Google Patents
Turbine with centrifugal stage(s) - has distributor duct(s), housing attached within turbine housingInfo
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Abstract
Description
Patenonwäl'e * τ Ü Patenonwäl'e * τ Ü
S Si/dF 416 D1P'·'ng. C. Wallach S Si / dF 416 D1 P '·' ng. C. Wallach
Dipl. Ing. G. Koch /0. SepDipl. Ing. G. Koch / 0. Sep
Dr. T. Haibach
8 München 2 2345637Dr. T. Haibach
8 Munich 2 2345637
Koninklijke Machinefabriek Stork B.V., Hengelo, NiederländeKoninklijke Machinefabriek Stork B.V., Hengelo, Netherlands
Turbineturbine
Die Anmeldung betrifft eine Turbine für ein zusammendrückbares Medium mit einem oder mehreren Laufrädern, von denen wenigstens das Laufrad der ersten Stufe in der Zentripetalrichtung von dem Antriebsmedium durchflossen wird und nach dem Gleichdrukprinzip arbeitet, welche Stufe vonreiner oder mehreren das Zentripetallaufrad umschiiessenden Verteilerleitungen umgeben wird, wobei ein oder mehrere Regelventile, in denen eine Entalpiedifferenz des Mediums in Geschwindigkeit umgewandelt wird, sich mit der Austrittsöffnung direkt an die Eintrittsseite der Verteilerleitung(en) anschliessen und die Leitung (en), von dein Eintrittsende ab, einen allmählich abnehmenden Strömungsdurchgang aufweist (aufweisen) und sich über den ganzen Innenumfang direkt an das Zentripetallaufrad anschliessen.The application relates to a turbine for a compressible Medium with one or more impellers, one of which at least the impeller of the first stage is traversed by the drive medium in the centripetal direction and afterwards the constant pressure principle works which stage of one or more distribution lines surrounding the centripetal impeller is surrounded, with one or more control valves in which an entalpiedifferenz of the medium in speed is converted, with the outlet opening directly on the inlet side of the distribution line (s) connect and the line (s) from your entry end from, has (have) a gradually decreasing flow passage and extends directly over the entire inner circumference connect to the centripetal impeller.
Die Erfindung bezweckt, eine Turbine dieser Art zu schaffen, bei der in einfacher Weise Normierung durchgeführt werden kann, was sich im Gestehungspreis äussert. Nach der Erfindung ist innerhalb des horizontal geteilten Turbinengehäuses das ebenfalls horizontal geteilte, die Verteilerleitungen umfassende Gehäuse des Zentripetalrads befestigt, ist auf jeder der Hälften des Turbinengehäuses dasGehäuse eines Regelventils befestigt und ist bei jedem Regelventil der den Strömungsdurchgang längs des.Ventilkörpers bestimmende Teil des Gehäuses in Form eines austauschbaren Teiles ausgebildet. Sollen bei einer solchen Ausführüngsform einer Turbine andere Ein- und Ablassverhältnisse und eine andere Leistung benutzt werden, so kann nach wie vor das gleiche Turbinengehäuse und können die gleichen Abschlussorgan-The invention aims to create a turbine of this type, in which normalization can be carried out in a simple manner, which is expressed in the cost price. According to the invention is within the horizontally divided turbine housing that is also horizontally divided, the distribution lines The housing of the centripetal wheel encompasses the housing, the housing is one on each of the halves of the turbine housing Control valve and is the one that determines the flow passage along the valve body for each control valve Part of the housing designed in the form of an exchangeable part. Should different inlet and outlet ratios and a different one be used in such an embodiment of a turbine Power can be used, the same turbine housing and the same closing element can still be used.
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gehäuse mit Anschlüssen verwendet werden. Es ist nur notwendig, das Gehäuse der Zentripetalstufe an die Teile der Regelventile anzupassen, welche den Stromungsdurchgang bestimmen. Die grossten Teile lassen sich somit in grösseren Reihen herstellen und speichern. Die geschilderte Ausführ.ungsform hat ausserdem den Vorteil, dass die Teile paarweise identisch sind.housing with connections can be used. It is only necessary to attach the housing of the centripetal stage to the parts of the Adjust control valves, which determine the flow passage. The largest parts can thus be broken down into larger ones Create and save rows. The described embodiment also has the advantage that the parts are in pairs are identical.
Da das Gehäuse mit den Verteilerleitungen im Turbinengehäuse befestigt ist, können bei Verwendung von Medien hoher Temperatur Komplikationen infolge Wärmespannungen auftreten, da das Medium direkt in Berührung mit der Innenseite des Gehäuses der Zentripetalstufe und nicht mit dem herumliegenden Turbinegehäuse kommt.Since the housing with the distributor lines is fastened in the turbine housing, higher levels of pressure can be achieved when using media Temperature complications as a result of thermal stresses occur as the medium is in direct contact with the inside of the medium Housing of the centripetal stage and not with the turbine housing lying around.
In einer zweckdienlichen Ausführungsform ist daher gemäss der Erfindung das die Verteilerleitungen umfassende Gehäuse der ersten Stufe aus einem Material niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten hergestellt als das. Material des Turbinengehäuses. Insbesondere wird das Gehäuse der Zentripetalstufe aus austenitischem, riodulärem Gusseisen und das Turbinengehäuse aus ordentlichem Gusstahl hergestellt.In an expedient embodiment, therefore, according to According to the invention, the housing of the first stage comprising the distribution lines made of a material with a lower coefficient of expansion manufactured as the. Material of the turbine housing. In particular, the housing becomes the centripetal stage made of austenitic, riodular cast iron and the turbine housing is made of neat cast steel.
Erfindungsgemäss ist es ebenfalls besonders zweckvoll, die Regelventile durch einen engen Leckspalt an das Gehäuse der Zentripetalstufe anschliessen zu lassen ohne dass eine direkte Berührung eintritt. Bei Verwendung verschiedenartiger Materialien und infolge der Möglichkeit des Auftretens grosser Temperaturunterschiede in verschiedenen Teilen konnten bei einem festen Anschluss hohe Wärmespannungen erwartet werden. Ein biegsamer Anschluss ist schwer durchführbar. Bei einem.festen Anschluss würde ausserdem ein statisch unbestimmter Zustand entstehen. Die unter-According to the invention, it is also particularly expedient to attach the control valves to the housing through a narrow leakage gap to be connected to the centripetal step without direct contact. When using different types of Materials and due to the possibility of large temperature differences occurring in different Parts could be expected to have high thermal stresses if they were firmly connected. A flexible connection is difficult feasible. In the case of a permanent connection, a statically indeterminate state would also arise. The under-
schiedlichen Teile wären dann in zweierlei Weise miteinander verbunden. Bei Verwendung eines Leckspalts sind diedifferent parts would then be connected to one another in two ways. If a leakage gap is used, the
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unterschiedlichen Teile unabhängig voneinander bewegbar und nachdem eine bestimmte Menge Druckmedium in die Kammer zwischen den beiden Gehäusen geleckt isti\tritt ein Gleichgewichtszustand ein, bei dem weitere Ableitung verhütet wird.different parts independently movable and after a certain amount of pressure medium into the chamber If there is a leak between the two housings, a state of equilibrium occurs one that prevents further discharge.
Wenn als Druckmedium Dampf benutzt wird, kann erfindungsgemäss der zwischen dem Turbinengehäuse und dem Gehäuse der Zentripetalgehäuse gebildete Raum am niedrigsten Punkt mit einem verschliessbaren Anzapfungsstumpf versehen werden.If steam is used as the pressure medium, according to the invention the space formed between the turbine housing and the housing of the centripetal housing at the lowest point be provided with a closable tapping stub.
Nach der Erfindung ergibt sich eine besondere Ausführungsform, wenn den Verteilerleitungen ein rechteckiger Querschnitt erteilt wird und die Form des Durchganges des Gehäuses des Regelventils nicht rund sondern entsprechend den Verteilerleitungen rechteckig ausgebildet wird. Die runde Form des Durchganges des Gehäuses ist notwendig zum Ermöglichen eines guten Verschlusses im geschlossenen Zustand. Das die Verteilerleitungen enthaltende Gehäuse kann dann in einfacher Weise mechanisch bearbeitet werden, wenn dieses Gehäuse exzentrisch aufgespannt wird. Ueberraschend ist, dass im Vergleich zu Verteilerleitungen runden Querschnittes keine ERniedrigung des Wirkungsgrades auftritt. In bestimmten Fällen hat sich sogar eine geringe Verbesserung des Wirkungsgrades ergeben,, während gerade das Umgekehrte erwartet werden konnte, da der rechteckige Querschnitt eine grossere "nasse11 Oberfläche aufweist als ein runder Querschnitt.gleichen Durchganges.. 'According to the invention, there is a special embodiment when the distribution lines are given a rectangular cross-section and the shape of the passage of the housing of the control valve is not round but rectangular in accordance with the distribution lines. The round shape of the passage of the housing is necessary to enable a good closure when closed. The housing containing the distribution lines can then be machined in a simple manner if this housing is clamped eccentrically. It is surprising that there is no reduction in efficiency compared to distribution lines with a round cross-section. In certain cases, even a slight improvement in efficiency has resulted ,, while the reverse is just could be expected because of the rectangular cross-section, a larger wet "has 11 surface as a round Querschnitt.gleichen passage .. '
Da das Gehäuse der Regelventile auf der Aussenseite des Turbinengehäuses befestigt ist und der den Stromungsdurchgang regelnde Teil sich an die Verteilerkanäle anschliessen muss, ist eine sehr lange Führung für die Betätigungsstange des Ventilkorpers notwendig. Der Ventilkorper unterliegt einer wechselnden Druck- und Stossbe-Because the housing of the control valves is attached to the outside of the turbine housing and the flow passage regulating part has to connect to the distribution channels, a very long guide is necessary for the actuating rod of the valve body. The valve body is subject to changing pressure and shock
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belastung durch den Einfluss der Rückwirkung der Schaufeln. Es könnte somit die Gefahr eintreten, dass der Ventilkörper und die Betätigungsstangenführung in Schwingung geraten. Nach der Erfindung kann diese Gefahr dadurch behoben werden, dass eine Führungsbüchse für die Betätigungsstange des Klappenkörpers an dem nahe dem Ventilkörper liegenden Ende durch radial verlaufende Rücken mit dem Ventilgehäuse verbunden wird.load due to the influence of the reaction of the blades. There could therefore be a risk that the valve body and the operating rod guide start to vibrate. According to the invention, this risk can thereby be eliminated that a guide bush for the actuating rod of the valve body on the one near the valve body lying end is connected to the valve housing by radially extending backs.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer in.der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to an in.der drawing illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zur Achse der Zentripetalstufe einer Turbine nach der Erfindung,1 shows a section perpendicular to the axis of the centripetal stage of a turbine according to the invention,
Fig. 2 einen dem der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt, Fig. 3 in vergrössertem Masstab eine Einzelheit der Fig.FIG. 2 shows a longitudinal section corresponding to that of FIG. 1, FIG. 3 shows, on an enlarged scale, a detail of FIG.
Die dargestellte Tu£>ine hat ein Gehäuse 1, in dem ein Rotor 2 mit den Achszapfen 3 und 4 gelagert ist. Die Lager und die zugehörenden Abdichtung sind mit 5 und 6 bezeichnet. Der Rotor 2 hat ein zentripetal durchflossenes Laufrad 7 und drei axiale Laufräder 8 und 9. Das Gehäuse 1 hat vor den axialen Laufrädern 8 und 9 angebrachte, feststehende Führungsschaufelkränze 10 bez. 11. Das Gehäuse 1 ist horizontal in zwei Hälften 12 und 13 aufgeteilt. Mittels Flansche sind diese Hälften aneinander befestigt. Im Innern des durch die beiden HSIften 12 und 13 gebildeten Gehäuses 1 ist ein gesondertes Gehäuse für die Zentripetalstufe vorgesehen, das aus zwei Hälften 14 und 15 besteht, die durch Flansche aneinander befestigt sind. Die Hälften 14 und 15 sind im Gehäuse 1 auf die in Fig. 2 dargestellte Weise aufgehängt. Im Innern des durch die Hälften 14 undThe Tu £> ine shown has a housing 1 in which a rotor 2 is mounted with the axle journals 3 and 4. The bearings and the associated seals are denoted by 5 and 6. Of the Rotor 2 has an impeller 7 and 7 through which there is a centripetal flow three axial impellers 8 and 9. The housing 1 has in front of the axial impellers 8 and 9 attached, stationary Guide vane rings 10 and 11. The housing 1 is divided horizontally into two halves 12 and 13. Means Flanges are used to attach these halves together. Inside the housing formed by the two HSIften 12 and 13 1, a separate housing is provided for the centripetal stage, which consists of two halves 14 and 15 which are attached to each other by flanges. The halves 14 and 15 are in the housing 1 on that shown in FIG Way hung up. Inside the by the halves 14 and
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15 gebildeten Gehäuse für die Zentripetalstufe sind die Verteilerkanäle 16 und 17 gebildet, die in diesem Falle einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dies ist aus den Fig. 2 und 3 deutlich ersichtlich. Durch Flansche 18 ist auf der Hälfte 13 des Gehäuses 1 ein Regelventil mit einem Gehäuse 19 befestigt. Das Gehäuse 19 ist mit einem Zufuhrstutzten 20 versehen. Im Gehäuse 19 ist eine Führungsbüchse 21 angeordnet für eine Bedienungsstange 22, die den Ventilkörper 23 trägt. Der Ventilkörper 23 wirkt mit einem austauschbaren, im Gehäuse 19 untergebrachten Teil 24 zusammen. Der Ventilkörper 23 und der Teil 24 bestimmen den Durchgang des Regelventils und sind derart bemessen, dass im offenen Zustand des Ventilkörpers 23 eine sehr hohe Geschwindigkeit des dem Regelventil zugeführten Mediums erzielt wird. Auf der Hälfte 12 des Gehäuses 1 ist ein entsprechend ausgebildetes Regelventil mit einem Gehäuse 25 befestigt. Die unterschiedlichen Teile dieses Ventils sind nicht einzeln dargestellt. Die Führungsbüchse 21 für die Ventilstange 22 ist durch radial verlaufende Rücken 26 mit dem Gehäuse 19 verbunden. Zwischen dem austauschbaren Teil 24 und dem Teil 15 des Gehäuses der Zentripetalstufe liegt kein ^direkter Kontakt vor, da ein Spalt 27 gebildet wird. Der Raum 28 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäuse 14, 15 der Zentripetalstufe steht durch den Spalt 27 mit der-Zufuhr des Druckmediumszum Antrieb der Turbine in Verbindung. Wenn ein kondensierbares Medium verwendet wird, ist der Raum 28 mit einem verschliessbaren Anzapfungsstumpf 29 versehen. Die Abfuhr von Kondensat ist insbesondere wichtig mit Rücksicht auf die Inbetriebnahme der Turbine, da in diesem Falle keine Flüssigkeit in den Kanälen vorhanden sein darf.15 formed housing for the centripetal stage, the distribution channels 16 and 17 are formed, which in this case have a rectangular cross-section. This can be clearly seen from FIGS. 2 and 3. Through flanges 18, a control valve with a housing 19 is attached to the half 13 of the housing 1. The housing 19 is with a feed connection 20 is provided. In the housing 19 a guide bush 21 is arranged for an operating rod 22, which carries the valve body 23. The valve body 23 acts with an exchangeable part 24 accommodated in the housing 19. The valve body 23 and the part 24 determine the passage of the control valve and are dimensioned such that in the open state of the valve body 23 a very high speed of the medium supplied to the control valve is achieved. On half 12 of the Housing 1, a correspondingly designed control valve is attached to a housing 25. The different Parts of this valve are not shown individually. The guide sleeve 21 for the valve rod 22 is through radially extending back 26 connected to the housing 19. Between the interchangeable part 24 and the part 15 of the There is no direct contact with the housing of the centripetal stage, since a gap 27 is formed. The space 28 between the housing 1 and the housing 14, 15 of the centripetal stage stands through the gap 27 with the supply of the pressure medium Drive the turbine in connection. If a condensable medium is used, the space 28 is lockable with a Tap stub 29 provided. The drainage of condensate is particularly important with regard to the Commissioning of the turbine, since in this case no liquid may be present in the channels.
Dank der zweiteiligen Ausführungsform, dem gesonderten Gehäuse der Zentripetalstufe und dem .austauschbaren TeilThanks to the two-part embodiment, the separate one Housing of the centripetal stage and the exchangeable part
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der Regelventile kann unter Aufrechterhaltung der gleichen Abmessungen der Gehäuse 19 und 25 der Regelventile und der Hälften 12 und 13 des Turbinengehäuses eine Anpassung an bestimmte Verhältnisse bewerkstelligt werden, indem ein anderes Gehäuse 14,15 und ein anderer austauschbarer Teil 24 verwendet werden. Die schweren.Teile lassen sich somit in grossen Reihen herstellen und als Vorrat speichern. Da bei Verwendung eines Mediums hoher Temperatur z.B. Hochdruckdampfs infolge thermischer Spannungen Komplikationen eintreten können, kann das Gehäuse 14,15 aus einem Material mit anderem Dehnungskoeffizienten hergestellt werden als das Gehäuse 1. Das Turbinengehäuse 1 kann z.B. aus Gusstahl bestehen, während das Gehäuse 14, 15 aus austenitischem, nodularem Gusseisen hergestellt werden könnte. Dank dem Spalt 27 zwischen dem austauschbaren Teil 24 und dem Gehäuse 14,15 der Zentripetalstufe werden die auftretenden thermischen Spannungen gleichfalls beschränkt. Es ergibt sich hier ein besonders einfacher Anschluss da der Raum 28 geschlossen ausgebildet werden kann. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass durch den Spalt 27 leckendes Medium bereits eine starke Druckerniedrigung erfahren hat, so dass das Gehäuse 1 nicht hochdruckbeständig zu sein braucht. Die Verteilerkanäle 16 und 17 haben einen rechteckigen Querschnitt, wodurch eine sehr einfache Bearbeitung bei einer exzentrischen Aufspannung der beiden Gehäusehälften 14 und 15 durchführbar ist. Im austauschbaren Tiel 24 ergibt sich ein Uebergang von dem runden Querschnitt an der Stelle des Verschlussteiles des Ventilkörpers 23 in den rechteckigen Querschnitt an der Stelle des Anschlusses an den Verteilerkanal 17. Der runde Querschnit des austauschbaren Teiles 24 des Gehäuses ist zum Erzielen eines guten Verschlusses des Regelventils im geschlossenen Zustand notwendig. Die gewählte Bauart der Turbine erfordert eine sehr lange Führung für die Ventilstange 22. Dank den Stützrippen 26 wird verhütet, dass der Ventilkörper 23 und die Führungsbüchse 21 bei veränderlicher Druck- und Stoss-the control valves can while maintaining the same dimensions of the housing 19 and 25 of the control valves and the Halves 12 and 13 of the turbine housing an adaptation to certain conditions can be achieved by another Housing 14,15 and another replaceable part 24 can be used. The heavy parts can thus be broken down into large Create rows and save them as a supply. Since when using a medium of high temperature, e.g. high pressure steam Complications can occur as a result of thermal stresses, the housing 14, 15 can be made of one material with another Expansion coefficients are manufactured as the casing 1. The turbine casing 1 can for example consist of cast steel, while the housing 14, 15 could be made of austenitic nodular cast iron. Thanks to the gap 27 between the Exchangeable part 24 and the housing 14,15 of the centripetal stage, the thermal stresses that occur are likewise limited. This results in a particularly simple connection since the space 28 can be designed to be closed. An additional advantage consists in the fact that the medium leaking through the gap 27 already results in a strong pressure reduction has learned, so that the housing 1 does not need to be resistant to high pressure. The distribution channels 16 and 17 have one rectangular cross-section, which makes machining very easy with an eccentric clamping of the two housing halves 14 and 15 is feasible. In the exchangeable handle 24 there is a transition from the round cross-section at the location of the closure part of the valve body 23 in the rectangular cross section at the location of the connection to the manifold 17. The round cross-section of the replaceable part 24 of the housing is to achieve a Good closure of the control valve when closed is necessary. The chosen type of turbine requires a very long guide for the valve rod 22. Thanks to the support ribs 26 it is prevented that the valve body 23 and the guide bush 21 with variable pressure and shock
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belastung zu Schwingen anfangen. Eine solche veränderliche Belastung kann infolge der Rückwirkung der Schaufeln des Laufrads 7 auf den Ventilkörper leicht eintreten.start to swing. Such a variable load can result from the retroactive effect of the The blades of the impeller 7 easily enter the valve body.
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1973
- 1973-09-10 DE DE19732345637 patent/DE2345637A1/en active Pending
- 1973-09-10 DE DE19732345636 patent/DE2345636A1/en active Pending
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