DE338916C - Abstands- oder Zwischenstuecke fuer mehrstufige Turbinen - Google Patents

Description

Der Zunahme des spezifischen Volumens des Treibmittels entsprechend nehmen die Schaufel· höhen in Dampf- und Gasturbinen von der Hochdruck- nach der Niederdruckseite zu. Die

. 5 Strömungsverhältnisse verlangen einen möglichst stetigen Verlauf dieser Zunahme. Außerdem muß bei voll beaufschlagten Turbinen, insbesondere bei solchen mit trommeiförmigem Läufer, die meist mit Überdruck arbeiten, der

•ίο mittlere Durchmesser der Schaufelkränze auf der Niederdruckseite größer ausgeführt werden als auf der Hochdruckseite. Im allgemeinen begnügte man sich bisher bei diesen Turbinen aus Herstellungsrücksichten mit einer absatzweisen Zunahme, der Schaufelhöhe, indem man mehrere aus Leit- und Laufkränzen bestehende Stufen zu Gruppen gleicher Schaufelhöhe zusammenfaßte. Mehrere dieser Gruppen gleicher Schaufelhöhe sitzen auf Trommelteilen gleichen

so Durchmessers, wobei dieser Durchmesser nach dem Niederdruckteil zu ebenfalls in größeren Absätzen zunimmt. Es wurde auch schon eine kegelige Ausbildung des Läufers und des Gehäuses vorgeschlagen, welche hinsichtlich der Ausnutzung der Treibmittelenergie — d. h. des günstigsten Verlaufes des Verhältnisses der Treibmittel — zur Umfangsgeschwindigkeit, der guten Ausnutzung der Austrittsgeschwindigkeit aus den einzelnen Stufen und der Vermeidung von Wirbelräumen und Spaltverlusten vorteilhafter ist. Diese Ausbildung bringt aber den Nachteil mit sich, daß die radialen Spielräume zwischen Schaufelkranz und Trommel bzw. Gehäuse bei der Herstellung nicht mit genügender Genauigkeit festgelegt und beim Zusammenbau auch nicht einwandfrei nachgeprüft; werden können. Infolge der unvermeidlichen gegenseitigen achsialen Verschiebungen des Läufers gegen das Gehäuse bei wechselnden Wärmeverhältnissen ändern sich überdies diese Spielräume um Beträge, die nicht vorausberechnet werden können. Dadurch wird die Betriebssicherheit beeinträchtigt, sofern eine Abnahme der Spielräume eintritt, während eine^Zunahme derselben die Spaltverluste vergrößert.

Gemäß vorliegender Erfindung wird durch die besondere Ausbildung der Abstands- oder Zwischenstücke und allein durch diese eine derartige Begrenzung des Treibmitteldurchgangsraumes herbeigeführt, daß die angegebenen Nachteile vermieden werden. Die Durchmesserzunahme des Treibmittelstrahles wird also lediglich in die Zwischenstücke der Schaufeln verlegt, während Gehäuse und Läufer nur zylindrische^(treppenförmige)*Ausbohrungen bzw. Ausdrehungen erhalten, deren Durchmesser nach dem Niederdruckteil hin zunehmen. Es ist bekannt, die dem Dampf ausgesetzten Begrenzungsflächen der Zwischenstücke parallel oder'geneigt zu den gegenüberliegenden Flächen, oder auch gewölbt herzustellen. Zur Durchführung der gestellten Aufgabe werden nun die den Treibmittelstrom begrenzenden Außenflächen der Schaufelzwischenstücke in Gehäuse und Welle derart ausgebildet, daß die Erzeugende des Kreiskegels, welcher die Dampfeintritts- und -austrittskanten der Zwischenstücke einer Stufe enthält, bei den Laufrädern einen größeren und bei den Leiträdern einen kleineren Winkel mit der^ Achse einschließt als die Verbindungslinie der mittleren Beaufschlagungshalbmesser der benachbarten Stufen. Dadurch wird eine gute Führung

des Dampfes in die jeweils folgende Leit- und. Laufschaufel unter tunlichster Herabsetzung der Spalt- und Wirbelverluste ermöglicht. Die Festlegung der radialen Spiele Bei der Herstellung und ihre Nachprüfung beim Zusammenbau ist dabei ebenso leicht und zuverlässig ausführbar wie bei der gruppenweisen Vereinigung von Schaufeln gleicher Höhe, und die Größe dieser radialen Spiele ist ebenso, wie dort unabhängig

ίο von den achsialen Verschiebungen von Gehäuse und Läufer; andererseits sind auch Wirbelräume innerhalb des Treibmittelweges vermieden, das für die vorteilhafte Ausnutzung der Treibmittelenergie so wichtige Verhältnis der Treibmittelzur Umfangsgeschwindigkeit kann in allen Stufen auf den günstigsten Wert gebracht werden. In dem durch die Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel stellt α das Gehäuse und b den trommeiförmigen Läufer dar. Mit c sind die Leitschaufeln, mit d die Laufschaufeln, mit β die Zwischenstücke der Leitschaufelkränze und mit f diejenigen der Laufschaufelkränze bezeichnet. Die Schaufelhöhe und der mittlere Beaufschlagungsdurchmesser nehmen von Stufe zu Stufe zu. Räume, welche Veranlassung zu Wirbeln geben könnten, sind an den Übergangsstellen tunlichst vermieden. Gehäuse und Läufer erhalten keine kegeligen, sondern nur zylindrische Ausbohrungen bzw. Ausdrehungen. Auch die Begrenzung sämtlicher Schaufeln c und d bzw. der Schaufeldeckbänder g ist zylindrisch. Die Spaltraumhöhen sind also von durch Temperaturänderungen veranlaßten achsialen Ver- : Schiebungen unabhängig. Die den Treibmittelstrom begrenzenden Flächen der sämtlichen Zwischenstücke haben im Ausführungsbeispiel Gerade als Erzeugende.

Die Neigung der Erzeugenden der dem Treibmittelstrahl ausgesetzten Begrenzungsflächen h der Laufradzwischenstücke f gegen die Achse ist nun gemäß der Erfindung größer als die der Verbindungslinie I-I der mittleren Beaufschlagungshalbmesser entsprechende Neigung, so .daß. das Treibmittel in den jeweils folgenden Schäufelkranz hineingeleitet wird. Aus dem gleichen Grunde und mit dem gleichen Erfolge wird die Neigung der Erzeugenden der dem Treibmittelstrahl ausgesetzten Begrenzungswände i der Leitradzwischenstücke β entsprechend kleiner gewählt als diejenige der mittleren Beaufschlagungslinie I-I. Die Verluste durch die Schaufeispalte und durch die Deckbänder sind dadurch auf ein Mindestmaß beschränkt. Die Erzeugenden der Begrenzungsflächen der Zwischenstücke können dabei, wie gezeichnet, Gerade oder Kurven beliebiger Form sein, die obige Bedingungen erfüllen.

Claims (1)

1. ' Patent-Anspruch:

   Äbstands- oder Zwischenstücke für mehrstufige Turbinen, insbesondere der Trommelbauart (Überdruckturbinen) mit kranzweise .... zunehmendem Beaufschlagungshalbmesser, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung ihrer den Treibmittelstrom begrenzenden Außenflächen, daß die Erzeugende des Kreiskegels, welcher die Dampfeintrittsund -austrittskanten ' der Zwischenstücke eines Schaufelkranzes enthält, bei den Laufrädern einen größeren und bei den Leiträdern einen kleineren Winkel mit der Achse einschließt als die Verbindungslinie der mittleren Beaufschlagungshalbmesser der benachbarten Stufen, so daß eine möglichst stetige Zunahme der Schaufelhöhen und der Beaufschlagungsdurchmesser nach der Abdampfseite hin bei nur zylindrischer Ausbohrung bzw. Abdrehung von Gehäuse und Läufer herbeigeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.