DE2426949A1

DE2426949A1 - Axial flow turbine nozzle ring clamp - has clamping rings for the nozzle ring flange and sealing rings

Info

Publication number: DE2426949A1
Application number: DE19742426949
Authority: DE
Inventors: Otto Ing Grad Grohrock
Original assignee: Kuehnle Kopp and Kausch AG
Current assignee: Howden Turbo GmbH
Priority date: 1974-06-04
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1975-12-18

Abstract

The axial flow steam turbine has a fastening and sealing arrangement clamping the diaphragm ring with nozzles. This ring is subject to a high pressure difference between its inlet and outlet side and it is held reliably by a relatively simple arrangement. The clamping system has outside (3) and internal (4) clamping rings of different diameters which are welded on the housing (2). These rings hold circular packing seals (5, 6) and projecting flanges (7, 8) of the nozzle plate (1). The annular seal formed by the cylindrical surfaces of the housing and of the nozzle ring for the sealing packings has a rough machined surface for improving seal retention.

Description

Befestigung-und Dichtung des Dusenringes einer Dampfturbine Beschreibung Die Erfindung befaßt sich mit der Befestigung und Dichtung des DUsenringes einer Dampfturbine, und zwar einer Turbine mit axialer Durchströmung.Fastening and sealing of the nozzle ring of a steam turbine Description The invention is concerned with the attachment and sealing of the DUsenringes a Steam turbine, namely a turbine with axial flow.

Solche Dusenringe werden bei Gleichdruckturbinen verwendet, bei denen in einer Stufe ein großes Gefälle, d.h. eine relativ große Druckdifferenz verarbeitet wird, wobei diese Druckdifferenz zwischen dem Eintritt in den Düsenring und dem Austritt aus diesem wirksam ist. Bei diesen Gleichdruckturbinen besteht der Düsenring wegen der hohen Beanspruchung durch die große Druckdifferenz meist aus einem vollen Ring. Die Erfindung bezweckt, die Befestigung dieses Düsenringes und dessen Abdichtung am Frischdampfkanal des Turbinengehäuses besonders betriebssicher und einfach zu gestalten.Such nozzle rings are used in impulse turbines where a large gradient, i.e. a relatively large pressure difference processed in one stage is, this pressure difference between the entrance to the nozzle ring and the Exit from this is effective. In these impulse turbines there is a nozzle ring mostly from a full one because of the high stress caused by the large pressure difference Ring. The aim of the invention is to fix this nozzle ring and to seal it on the main steam duct of the turbine housing, particularly reliable and easy to design.

Es ist bekannt, die Düsenringe mit einem Flansch zu versehen und am Frischdampfgehäuse anzuschrauben. Diese Flanschverbindung erfordert jedoch wegen der großen Schraubenkräfte erhebliche Abmessungen, für die ein Platz im Turbinengehäuse gewöhnlich nicht zur Verfügung steht. Eine Schweißverbindung läßt sich mit wesentlich geringerem Platzbedarf ausführen und wird deshalb insbesondere bei hohen Dampfdrücken häufig verwendet. Diese Schweißverbindung ist jedoch relativ empfindlich gegenüber den im Betrieb unvermeidlich auftretenden Spannungen, die sich insbesondere aus den Temperaturdifferenzen beim Anfahren und Abstellen der Dampfturbine ergeben. Es können daher nach längerem Betrieb Risse auftreten, da keine genügende Verformungsmöglichkeit besteht.It is known to provide the nozzle rings with a flange and on To screw on the main steam housing. However, this flange connection requires due the large screw forces are considerable Dimensions for which a place is usually not available in the turbine housing. A welded joint can be carried out with much less space and is therefore in particular Often used at high vapor pressures. However, this weld joint is relative sensitive to the inevitable voltages that occur during operation in particular from the temperature differences when starting and stopping the Steam turbine surrender. Cracks can therefore occur after prolonged operation, because there is no sufficient possibility of deformation.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Befestigung und Dichtung des Düsenringes einer solchen Dampfturbine mit axialer Durchströmung am Frischdampfkanal des Turbinengehäuses so auszuführen, daß sowohl ein geringer Platzbedarf wie eine gute Festigkeit und Betriebssicherheit erreicht wird, wobei insbesondere die Gefahr der Rißbildung wegen der wechselnden Temperaturbeanspruchung ausgeschlossen wird.The invention has the task of fastening and sealing of the nozzle ring of such a steam turbine with axial flow on the live steam duct of the turbine housing so that both a small footprint as a good strength and operational safety is achieved, in particular the risk the formation of cracks due to the changing temperature stress is excluded.

Sie verwendet hierzu je einen äußeren und inneren mit dem Düsenring nicht verbundenen und am Gehäuse angeschweißten Haltering, je eine äußere und innere Stampfpackung und je einen äußeren und inneren Bund des Düsenringes, mit denen dieser in einer Eindrehung des Gehäuses in axialer Richtung gegen den Dampfdruck gehalten wird.For this purpose, it uses an outer and an inner one with the nozzle ring non-connected retaining ring welded to the housing, one outer and one inner Tamped packing and an outer and an inner collar of the nozzle ring with which this held in a recess of the housing in the axial direction against the steam pressure will.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig gezeigt, die den Raum der Stampfpackungen begrenzenden zylindrischen Flächen des Gehäuses und Düsenringes rauh gedreht auszuführen.Furthermore, it has been shown to be useful that the space of the tamped packs delimiting cylindrical surfaces of the housing and nozzle ring rough turned.

Es wird bei der Erfindung ausgegangen von einem vollen, den ganzen Umfang umfassenden Düsenring. Bei Unterteilung der Beaufschlagung in Düsengruppen sind diese im Frischdampfkanal durch einen Steg getrennt, an dem der Düsenring anliegt. Bei dem Düsenring nach der Erfindung ergibt sich eine besonders vorteilhafte Abdichtung dadurch, daß an der Stelle des die Düsengruppen trennenden Steges eine radiale Bohrung bezogen auf den Querschnitt je zur Hälfte in den Düsenring und den Gehäusesteg gebohrt ist, mit Stampfpackung gefüllt und durch eine Verschlußschraube geschlossen ist.The invention is based on a full, the whole Extensive nozzle ring. When subdividing the admission into nozzle groups these are separated in the live steam duct by a web on which the nozzle ring rests. In the case of the nozzle ring according to the invention, a particularly advantageous seal results in that at the point of the web separating the nozzle groups there is a radial bore In relation to the cross-section, half are drilled in the nozzle ring and half in the housing web is filled with tamped packing and closed by a screw plug.

In den Abbildungen Fig. 1 und 2 ist die Erfindung an einem Beispiel dargestellt. Dabei stellt Fig. 1 einen Meridianschnitt durch den Düsen- und Schaufelteil einer Gleichdruckturbinenstufe dar, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 1, d.h. in einer Ebene, in der die Eintrittsfläche des Düsenringes liegt. 1 ist der Düsenring, der in dem Frischdampfgehäuse 2 den Frischdampfkanal 6 abschließt. 3 und 4 sind zwei Halteringe, die am äußeren bzw. inneren Umfang der Gehäuseeindrehung für den Düsenring angeschweißt sind. Vor dem Anschweißen dieser Halteringe ist der Düsenring 1 sowie der äußere Stampfpackungsring 5 und der innere Stampfpackungsring 6 eingebracht. Bei dieser Stampfpackung handelt es sich um einen Dichtungswerkstoff, der in körniger Form eingebracht und durch Stampfen zu einem einheitlichen elastischen Material geformt wird. Diese Stampfpackung wird wiederum durch den Dampfdruck - in diesem Falle über den äußeren Bund 7 und den inneren Bund 8 des Düsenringes - so zusammengedrückt, daß sie an der äußeren zylindrischen Fläche im Turbinengehäuse und an der inneren zylindrischen Fläche des Düsenringes dichtend anliegt. Die Düsen sind meist in Düsengruppen zusammengefaßt, von denen einezlne abschaltbar sind. Es muß daher in der Regel zwischen den einzelnen Düsengruppen die Berührungsfläche zwischen Turbinengehäuse und Düsenring abgedichtet werden. Dies erfolgt bei der Erfindung durch die in eine radiale Bohrung 17 eingebrachte Stampfpackung 12. Die in Fig. 1 gestrichelte Bohrung liegt mit ihrer Mittellinie in der Trennfläche Düsenring-Turbinengehäuse, so daß der Querschnitt je zur Hälfte in den Düsenring und den Steg 9 des Gehäuses gebohrt ist. Nach Füllen der Bohrung mit der Stampfpackung wird sie durch die Verschlußschraube 13 abgeschlossen.In the figures Fig. 1 and 2, the invention is based on an example shown. 1 shows a meridional section through the nozzle and blade part a constant pressure turbine stage, Fig. 2 shows a section along the line A-B in Fig. 1, i.e. in a plane in which the inlet surface of the nozzle ring lies. 1 is the nozzle ring which closes the live steam duct 6 in the live steam housing 2. 3 and 4 are two retaining rings on the outer and inner circumference of the housing recess are welded on for the nozzle ring. Before these retaining rings are welded on, the Nozzle ring 1 as well as the outer tamping packing ring 5 and the inner tamping packing ring 6 introduced. This tamped packing is a sealing material, which is introduced in granular form and pounded into a uniform elastic Material is molded. This tamped packing is in turn caused by the vapor pressure - in this case via the outer collar 7 and the inner collar 8 of the nozzle ring - compressed so that they are on the outer cylindrical surface in the turbine housing and sealingly abuts the inner cylindrical surface of the nozzle ring. the Nozzles are usually combined in nozzle groups, some of which can be switched off are. As a rule, there must therefore be the contact surface between the individual groups of nozzles be sealed between the turbine housing and the nozzle ring. This is done with the Invention by the tamped packing 12 introduced into a radial bore 17 In Fig. 1 the dashed hole lies with its center line in the interface between the nozzle ring and turbine housing, so that half of the cross section is in the nozzle ring and the web 9 of the housing is drilled. After the hole has been filled with the tamped packing, it is opened by the screw plug 13 completed.

Zur zusätzlichen Verankerung der Stampfpackung 5 und 6 am Düsenring hat es sich als zweckmäßig ergeben, die begrenzenden zylindrischen Flächen des Gehäuses 2 und des Düsenringes 1 rauh zu drehen, d.h. gewissermaßen Gewindegänge einzudrehen, die in axialer Richtung einen Widerstand ergeben.For additional anchoring of the tamped packing 5 and 6 on the nozzle ring it has been found to be useful to limit the cylindrical surfaces of the housing 2 and the nozzle ring 1 to turn roughly, i.e. to turn in threads, as it were, which result in a resistance in the axial direction.

Durch die Befestigung und Dichtung des Düsenringes nach der Erfindung wird erreicht, daß die Schweißnähte der Halteringe 3 und 4, die die einzigen Schweißnähte bei dieser Verbindung sind, durch relative Wärmedehnungen zwischen dem inneren und äußeren Teil des Gehäuses nicht mehr beansprucht werden. Ihre Festigkeit kann daher mit größter Sicherheit entsprechend den vom Dampfdruck herrührenden Beanspruchungen gewährleistet werden. Die Konstruktion beansprucht sehr wenig Platz und ist wegen der einfachen verwendeten Teile sehr wirtschaftlich. Die Halteringe beispielsweise erfordern keine sehr genaue Paßbearbeitung. Die Stampfpackung gewährleistet eine Abdichtung durch ihre Elastizität bei einer Herstellungsweise, die ohne schwierige Bearbeitung von selbst eine genaue Paßform ergibt.By attaching and sealing the nozzle ring according to the invention it is achieved that the welds of the retaining rings 3 and 4, which are the only welds in this connection are due to relative thermal expansions between the inner and outer part of the housing are no longer stressed. Their strength can therefore with the greatest certainty according to the stresses resulting from the steam pressure guaranteed. The construction takes up very little space and is due to the simple parts used are very economical. The retaining rings, for example do not require very precise fit machining. The tamped packing ensures a Sealing thanks to its elasticity with a production method that is without any difficult Machining by itself results in an exact fit.

Claims

Fastening and sealing of the nozzle ring

a steam turbine claims ½) fastening and sealing of the nozzle ring a steam turbine with axial flow on the main steam duct of the turbine housing, characterized by an outer and an inner one not connected to the nozzle ring (1) and retaining ring (3, 4) welded to the housing (2), one outer and one inner ring-shaped Tamped packing (5, 6) and one outer and one inner collar (7, 8) of the nozzle ring, with which this in a recess of the housing in the axial direction against the Vapor pressure is maintained.

2. Attachment and sealing of the nozzle ring according to claim 1, characterized characterized in that the cylindrical space delimiting the tamped packing (5, 6) Surfaces of the housing (2) and nozzle ring (1) are turned rough.

7. fastening and sealing of the nozzle ring according to claim 1 in one Ring divided into groups of nozzles, characterized in that at the location of the the web (9) separating the nozzle groups has a radial bore (11) based on the Cross-section is drilled halfway into the nozzle ring and the housing web, with Tamped packing (12) is filled and closed by a screw plug (13).

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