DE2653932A1

DE2653932A1 - Zweistufige gasturbine

Info

Publication number: DE2653932A1
Application number: DE19762653932
Authority: DE
Inventors: Karl-Johan Nordstroem; Christer Dipl Ing Olson
Original assignee: Stal Laval Turbin AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1976-11-27
Publication date: 1977-06-16
Also published as: US4079587A; SE7513892L; SE395747B; GB1561882A; FR2334826A1

Description

Zweistufige Gasturbine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwei- oder auch, mehrstufige Gasturbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.In einer solchen Turbine werden das zentrale Teil des Zwischenteils, die unmittelbar an das Zwischenteil angrenzenden Turbinenscheiben und vor allem die Streben der von dem heißen Gas ausstrahlenden Hitze ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zwei— oder mehrstufige Gasturbine der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die eben genannten Bauteile wirksam gekühlt werden«,

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine mindestens zweistufige Gasturbine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 -vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles der Erfindung soll diese näher erläutert werden. Es zeigen:

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Fig. 1 nchernatisch eine zweistufige Turbine im Axialschnitt,

Fig. 2 detaillierterund in vergrößertem Maßstab den in Fig. 1 durch einen Kreis abgegrenzten Teil , der geruäß der Erfindung ausgebildet ist_p

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie I1I-III in Fig. 2„

Fig. 1 zeigt eine zweistufige Gasturbine mit Hochdruckstufe 1 und Niederdruckstufe 2. Die Rotoren beider Stufen haben Wellenzapfen 3,4 bzw. 5,6, die in entsprechenden Turbinengehäusen 7 bzw. 8 gelagert sind. Zur Lagerung der beiden mittleren Wellenzapfen ist ein Zwischenteil 9 vorhanden, zu dem ein Mantel 10 und ein zentrales Teil 11 gehören, die mittels hohler, vorzugsweise radialer Streben 12 verbunden sind. In dem Raum zwischen, dem Mantel 10 und dem zentralen Teil 11 des Zwischenteils 9 erstreckt sich ein ringförmiger Gaskanal 13, der die beiden Stufen miteinander verbindet. . ^

Die Erfindung ist nicht auf zweistufige Turbinen beschränkt, sondern kann bei allen mehrstufigen Turbinen verwendet werden, bei denen zwei Stufen mittels eines Zwischenteiles 9 miteinander verbunden sind.

Fig. 2 zeigt im größeren Maßstab den in Fig. 1 eingekreisten Teil des Zwischenteils 9. Soweit in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen wiein Fig. 1 verwendet werden, handelt es sich um die gleichen Teile. Fig. 2 zeigt die unmittelbar am Zwischenstück liegenden Turbinen-

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scheiben:1.4^r und, -15 .de^beiden; Turbinenstufen 1 und 2*. Die? Wellorizapfen.,,4 und 5 sind_;vin Lagern-. 16, 17 des zentralen. Teils gelog.^r-t das mittels der "radialen Streben 12., von denen in Pig. 2 eine gezeigt ist, vom Mantel ,10,getragen wird. V/ie aus,dem in Fig. 3

gezeigten.Querschnitt III-III der Strebe 12 hervorgeht, hat die-■·"''■- ; -/-'-'- : .· η !;:ti j t-, :>-'ί.'. -ί -■·■■.·■·. ■ ^; '·*

se ein stromlinienförmiges Profil, um den Gasstrom im Gaskanal 13 möglichst wenig zu behindern. Die Strebe 12 ist mit einer wärmeisolierenden Schicht 18 umgeben, die sich teilweise odtr ganz auch über die Innenseite des Mantels 10 und die Außenseite des zentralen Teils 11 erstreckt.

Zwischen den TurbinenscLeiben 14 und 15 und dem zentralen Teil'11 sind sowohl nach außen zum Gaskanal 13 wie nach innen zu en HSumen 19 und 20 an den Lagern 16 und 17 Dichtungen angeordnet. Die Dichtungen können als zylindrische Plansche 21, 22 am zentralen Teil und 23, 24 an den Turbinenscheiben ausgebildet sein, wobei sich zwischen diesen Flanschen enge Dichtungsspalte bilden, die eventuell mit nicht dargestellten Labyrinthprofilen versehen sein können. ....... · , . , : . · .

Zur Kühlung der Streben 12, des zentralen Teils 11 und der Turbinenscheiben 14, 15 ist jede Strebe mit einer inneren Leitung 25. versehen, die im ,wesentlichen dasselbe Profil wie die Strebe, _:. hat, was .aus Fig. 3 hervorgeht. Das innere Ende, dieser Leitung . ,. geht in, einen_ im wesentlichen, zylindrischen, axialen Kanal 2,6

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üljfir, der an den Turlv? '■■i.urchei\/tin 14 und. 15 '·-wischen dc-n Dichtungen am zentralen Teil mündet.

Wird. Kühlluft durch die Leitung· 2-5 geleitet, so teilt sich di ·:. α im Kanal 26 in z-wei axiale Ströme, die danach durch die äußeren Dichtungsspalte 21, 23 und äe inneren Dichtungsspalte 22,. 24 weiteretromen» Der Druck der Kühlluft wird so beraesBen, daß er nach dem Druckabfall in den Dichtungen 21 , 23 nur unb deutend über dem Druck im Gaskanal 13 liegte Dadurch wird, sicharges teilt,, daß das im Kanal 13 befindliche heiße G-as nicht zur Turbineav.el 1 e strömt,, Andererseits soll der Strom durch die Spalte 21, 23 -~uf das für die Kühlung der Turbinenscheibe notwendige Kaß begrenzt sein.

Die Kühlluft, die die Spalte zwischen 22, 24 passiert und deren Druck 1 "Atm nur unibedeutend übersteigt,, strömt in die Raune 19 und 20 an den Lagergehäusen 16 und 1? und durch Bohrungen 29 in. das Innere des zentralen Teils 11. Von dort aus strömt die Kühl-

luft hinaus in.den Zwischenraum zwischen der inneren Leitung 25 und der Innenseite der Strebe 12, die dabei gekühlt wird. Die Kühlluft wird in einer ringförmigen Kammer zwischen dem Mantel 10 des Zwischenteils und einem dünnen Außenmantel 27 gesammelt, von wo sie durch die Öffnung 28 zum Schornstein abgeleitet wird.

Das Zu- und Ableiten von ,Kühlluft erfolgt also durch das Innere der Streben, ΐ2,. die dabei zusammen mit weiteren Teilen des

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ls 9 νηύ äen Turb.iiH-rriclifiiben ?:oküblt wird, ohne len Ca.-sV.anal 13 verfiifcljare Raum bi.?i--chr;Jr!kt wirt!»

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Leerseite

Claims

- Patentansprüche;

1J Zweistufige Gasturbine, bei der die beiden Stufen durch ein Zwischenteil getrennt sind, welches einen äußeren Mantel, der das Turbinengehäuse der beiden Stufen verbindet, und ein zentrales Teil enthält, welches für jeden der Rotoren je. ein Endlager bildet, wobei die beiden Teile zwischen sich einen ringförmigen, die beiden Turbinenstufen verbindenden Gaskanal bilden und das zentrale Teil mittels Streben im Mantel aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Strebe (12) hohl ist und eine Leitung (25) für Kühlluft zur Kühlung der unmittelbar am Zwischenstück (9) angrenzenden Turbinenscheiben (14» 15) der beiden Turbinenstufen umschließt und daß die Kühlluft von den Turbinenscheiben durch Öffnungen (29) in das Innere des Zwischenteils fließen und von dort durch den Raum zwischen der Leitung (25) und der Innenseite der Strebe (12) unter gleichzeitiger Kühlung der Strebe abfließen kann.

2ο Zweistufige Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Zwischenteil (9) und jeder Turbinenscheibe (14, 15) sowohl nach außen zum Gaskanal (13) wie als auch nach innen zur Turbinenwelle hin Spaltdichtungen (21, 23 bzw. 22, 24) angeordnet sind.

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c. 11 c it; 76

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3. Zweistufige Gasturbine nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Kühlluftleitung (25) und der Innenseite der Strebe (12) an allen Stellen gleich groß ist.

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