DE2932725A1

DE2932725A1 - Einrichtung zur regelbaren dampfabzapfung bei entnahmeturbinen

Info

Publication number: DE2932725A1
Application number: DE19792932725
Authority: DE
Inventors: Karl Stieger
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1979-08-13
Publication date: 1981-01-29
Also published as: JPS5618007A; US4349312A; CH642717A5; DE2932725C2

Description

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Einrichtung zur regelbaren Dampfabzapfung bei Entnahmeturbinen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur regelbaren Dampfabzapfung bei Entnahmeturbinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Entnahmeturbinen werden aus irgendeiner Stufe Volumenströme für Heiz- oder Prozesszwecke abgezapft. Der abzuzapfende Dampfstrom kann durch eine externe oder eine interne Regelung beeinflusst werden. Die externe Regelung geschieht durch ein in der Abzapfleitung angeordnetes Drosselorgan, wobei immer ein vom Drosselungsgrad dieses Drosselorgans abhängiger Dampfstrom durch den hinter der Entnahmestelle liegenden Turbinenteil strömt. Die durch diesen Turbinenteil strömende Dampfmenge lässt sich also bei dieser Regelung nicht beliebig verkleinern.

Diesen Nachteil vermeidet die interne Regelung, bei der sich der hinter der Entnahmestelle in der Turbine verbleibende Dampfstrom zwischen Null und 100 Prozent variieren lässt. Praktisch ist hierbei der Kleinstwert des Dampfstromes hinter der Entnähmesteile gleich der für die Kühlung der restlichen Beschaufelung erforderliche Spüldampfstrom. 030065/0580

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Bei bekannten Einrichtungen zur internen Regelung kann der Dampfstrom an der Entnahmestelle, die von dem dahinter liegenden Turbinenteil durch einen am Gehäuse und an der Turbinenwelle abgedichteten Zwischenboden separiert ist, durch eine Reihe von aussen am Gehäuse angebrachten Ventilen in einen durch den erwähnten Zwischenboden führenden Kanal mehr oder weniger gedrosselt hinter die Entnahmestelle gebracht werden. Der Drosselungsgrad der Ventile bestimmt wiederum den in die Abzapfleitung strömenden Dampfanteil.

Diese Bauart einer internen Regelung beansprucht infolge der Ventile, des Zwischenbodens und der Umlenkung des besagten Kanals stromabwärts hinter den Zwischenbodens in axialer Richtung sehr viel Platz. Entsprechend dieser grossen axialen Baulänge sind auch die Lagerabstände der Turbinenwelle sehr gross mit der Gefahr niedriger kritischer Drehzahlen. Dazu kommen die Schwierigkeiten mit der Abdichtung des Zwischenbodens gegenüber der Turbinenwelle. Ein weiterer, praktisch bedeutsamer Nachteil liegt in der Gefahr von Gehäuse Verformungen infolge ungleichmässiger Erwärmung, da aus herstellungstechnischen und betrieblichen Gründen die Ventilreihe an der Gehäuseoberseite angeordnet wird und das Gehäuse aus diesem Grunde unxymmetrisch ist. Schliesslich ist die Dampfströmung in der Ventilreihe und im erwähnten Kanal strömungstechnisch äusserst ungünstig.

Die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung entstand aus der Aufgabe, eine interne Regeleinrichtung für die Dampfentnahme bei Entnahmeturbinen zu schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile der bekannten Ausführungen vermeide^ q _{Q 8} g / _{Q 5} g _Q

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Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 und 2 Längsschnitte der oberhalb der Achse der

Turbinenwelle liegenden Teile der Einrichtung, und zwar in Fig. 1 im geschlossenen und in Fig. 2 im voll geöffneten Zustand, und

Fig. 3 ein Detail der Einrichtung im Grundriss.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnen 1 und 2 das Turbinengehäuse bzw. den Entnahmestutzen für die Abzapfleitung. Die Turbinenwelle ist mit 3 und der Leitschaufelträger einer Hochdruckstufe mit h bezeichnet. Ein Teil des Leitschaufelträgers 5 der in Strömungsrichtung folgenden Niederdruckstufe ist rechts in den Figuren sichtbar.

Zwischen Hoch- und Niederdruckstufe ist im Gehäuse 1 auf bekannte Weise mittels einer Ringnut 6 ein Zwischenboden eingeklemmt, der eine Nabe 8 mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Regeltrommel 9 aufweist. Diese ist in der Bohrung der Nabe 8 axialverschieblich, aber gegen Verdrehen gesichert gelagert und besitzt zwei Endflanschen 10 und 11, die in jeweils einer ihrer Extremlagen mit den Stirnseiten der Nabe 8 zum Anschlag kommen und somit als Wegbegrenzungen für die axiale Verschiebung dienen.

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Einwärts des linken Endflansches 10 befindet sich in der Bohrung der Regeltrommel 9 eine Labyrinthdichtung 12, die in ihrer linken Endlage gegenüber einer Zylinderfläche 13 an einem Wulst 14 der Turbinenwelle 3 zu liegen kommt.

Auf dem Umfang der Nabe 8 des Zwischenbodens ist ein Stellring 15» gegen axiale Verschiebung gesichert, schwenkbar gelagert. Er besitzt einen schraubenförmigen Führungsschlitz 16 (siehe Fig. 3)_s sowie einen Verstellarm 17, der durch ein an ihm angreifendes Gestänge, symbolisiert durch die Gabel 17 einer Gabelstange, vorzugsweise durch eine mechanische, mechanisch-hydraulische oder rein hydraulische Verstelleinrichtung, geschwenkt werden kann. Diese Schwenkbewegung wird durch den im Stellring 15 vorgesehenen schraubenförmigen Schlitz 16, in den ein Gleitstein 19 eingreift, in eine axiale Verschiebung der Regeltrommel 9 umgewandelt. Der Gleitstein 19 sitzt ebenso wie ein zweiter Gleitstein 20, der in einem geraden Führungsschlitz 21 der Nabe 8 gleiten kann und als Verdrehsicherung für die Trommel 9 bei der Verschiebung dient, schwenkbar auf einem im Mantel der Trommel 9 festsitzenden Bolzen 22.

Das Spiel zwischen der Labyrinthdichtung 12 und der Zylinderfläche 13 der Turbinenwelle wird man praktisch so gross bemessen, dass der Drosselspaltquerschnitt in der in Fig. gezeigten, geschlossenen Stellung gerade soviel sogenannten Spüldampf auf die Niederdruckseite überströmen lässt, wie zur Kühlung der leerlaufenden Niederdruckbeschaufelung erforderlich ist. In der in Fig. 2 dargestellten, voll offenen Stellung ebenso wie in allen Zwischenstellungen erhält man durch eine gegenständliche Regeltrommel in Verbindung mit

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einer entsprechenden Gestaltung des Wulstes Ik der Turbinenwelle einen strömungstechnisch sehr günstigen ringförmigen Kanal mit einer axialsymmetrischen Strömung. Das Gehäuse kann in diesem Bereich im wesentlichen axialsymmetrisch ausgeführt werden, woraus eine gleichmässige Wärmeausdehnung über den ganzen Gehäuseumfang resultiert und ein Verziehen des Gehäuses vermieden wird. Es wird überdies gegenüber der eingangs erwähnten Bauart mit am Gehäuse aufgesetzten Ventilen beträchtlich an Baulänge gespart, was im Verein mit dem einfächeren Aufbau eine nennenswerte Verbilligung bedeutet. Insbesondere kann damit auch der Lagerabstand der Welle verkürzt werden, wodurch die Welle bei gleichem Durchmesser gegenüber der bekannten Bauart steifer wird, so dass die kritischen Drehzahlen höher liegen, oder aber bei gleichen kritischen Drehzahlen leichter ausgeführt werden kann.

Schliesslich weist diese Bauart noch den Vorteil auf, dass sie am Durchtritt der Welle durch die Bohrung der Regeltrommel keine Dichtungsprobleme schafft.

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Claims

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Patentansprüche

/ Ij Einrichtung zur regelbaren Dampfabzapfung bei Entnahmeturbinen, bei denen aus einer Stufe des Schaufelkanals Dampf für Heiz- oder Prozesszwecke entnommen wird, gekennzeichnet durch eine in einer Nabe (8) eines im Turbinengehäuses (1) befestigten Zwischenbodens (7) zwischen zwei Anschlägen axialverschieblich und konzentrisch zur Turbinenwelle (3) gelagerten und diese umgebende Regeltrommel (9)j durch am dampfeintrittsseitigen Ende der Bohrung der Regeltrommel (9) vorhandene Dichtelemente (12), die dazu bestimmt sind, im Zusammenwirken mit einer Zylinderfläche (13) der Turbinenwelle (3) einen ringförmigen Drosselspalt zu bilden, dessen Querschnitt durch axiales Verschieben der Regeltrommel (9) zwischen einem Kleinstwert und einem Grösstwert variierbar ist und den entnehmbaren Dampfstrom bestimmt, sowie durch Mittel (15 bis 22) zum Verschieben der Regeltrommel (9) ·
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeltrommel (9) zwecks Begrenzung ihres axialen Verschiebeweges zwei zum Anschlag mit den Stirnseiten der Nabe (8) bestimmte Endflanschen (10, 11) aufweist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Drosselspaltquerschnitt so bemessen ist, dass er den Durchfluss des zur Kühlung des Niederdruckteiles der Turbine erforderlichen Spüldampfstromes ermöglicht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verschieben der Regeltrommel aus einer hydraulisch betätigbaren Gabelstange (18), einem um die Nabe (8) des Zwischenbodens (7) schwenkbaren Stellring

(15) mit einem schraubenförmigen Führungsschlitz (l6) und einem Verstellarm (17), an dem die Gabelstange (18) angreift, zwei Gleitsteinen (19) 20), die auf einem im Mantel der Regeltrommel (9) festsitzenden Bolzen (22) schwenkbar gelagert sind, und einen geraden Führungsschlitz (21) in der Nabe (8) des Zwischenbodens (7) bestehen, wobei der schraubenförmige Führungsschlitz (16) den einen Gleitstein (19) und der gerade Führungsschlitz (20) den zweiten Gleitstein (20) aufnimmt.

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