DE3420389A1

DE3420389A1 - Double shell housing of turbines

Info

Publication number: DE3420389A1
Application number: DE19843420389
Authority: DE
Inventors: Jan-Erik Dipl.-Ing. Siggenthal Station Bertilsson; Alfred Rieden Häusermann
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-12-05

Abstract

The housing, especially in the case of high pressure and medium pressure component turbines of steam turbines, is designed with a double shell, that is with an inner housing (5) and an outer housing (3). By using the double shell construction both pressure differentials and temperature differences can be distributed. The cladding (4) ensures that the relatively cold exhaust steam (2) cannot flow around the inner housing (5). Hot fresh steam (1), which is drawn from the piston seal (7) flows through between cladding (4) and inner housing (5). <IMAGE>

Description

Doppelmantelgehäuse von Turbinen Double casing of turbines

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelmantelgehäuse von Turbinen gemäss Oberbegriff des Anspruchs.The present invention relates to a double jacket casing for turbines according to the preamble of the claim.

Hochdruck- und Mitteldruck-Gehäuse von Dampfturbinen werden heute, wie auch in der Zeitschrift "VGB Kraftwerkstechnik 63", Heft 5, Mai 1983, S. 397, vermerkt ist, von den meisten Herstellern zweischalig ausgeführt.High-pressure and medium-pressure housings of steam turbines are nowadays as also in the magazine "VGB Kraftwerkstechnik 63", issue 5, May 1983, p. 397, is noted, most manufacturers have a double-shell design.

Durch diese Aufteilung wird der Innendruck von zwei Druckschalen aufgenommen.This division means that the internal pressure is absorbed by two pressure shells.

Mit steigenden Frischdampfdrücken und -temperaturen hat sich diese sogenannte Doppelmantelkonstruktion für Hochdruck- und Mitteldruck-Teilturbine schon seit vielen Jahren etabliert. Durch die Aufteilung der Druckdifferenzen sowie der Temperaturunterschiede konnten die Wandstärken von Innengehäuse und Aussengehäuse stark reduziert werden. Das Hochdruck-Innengehäuse ist indessen, insbesondere beim Anfahren und Lastwechselbetrieb, relativ grossen thermischen Beanspruchungen unterworfen. Aber auch bei Grundlast stellt sich zwischen Aussen- und Innenwand des Innengehäuses eine Temperaturdifferenz ein, deren Grösse vom theoretischen Temperatursprung zwischen Frischdampf und dem das Innengehäuse umströmenden Abdampf abhängig ist.With increasing live steam pressures and temperatures, this has increased So-called double-shell construction for high-pressure and medium-pressure turbine sections established for many years. By dividing the pressure differences as well as the The wall thicknesses of the inner casing and the outer casing could vary in temperature can be greatly reduced. The high-pressure inner housing is meanwhile, especially when Start-up and load change operation, subject to relatively high thermal loads. But even with base load there is between the outer and inner walls of the inner housing a temperature difference, the size of which differs from the theoretical temperature jump between Live steam and the exhaust steam flowing around the inner housing is dependent.

Nachteilig an diesem Konzept ist, dass der heisse Innenteil von relativ kaltem Abdampf umspült wird, was bewirkt, dass durch die Temperaturunterschiede über der Wanddicke eine hohe thermische Beanspruchung entsteht, welche zu bleibender Deformation des Innengehäuses führen kann.The disadvantage of this concept is that the hot inner part of the relative cold exhaust steam is washed around, which causes the temperature differences A high thermal load arises over the wall thickness, which has to be permanent Deformation of the inner housing can result.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Doppelwandgehäuse der eingangs genannten Art die Temperaturunterschiede über der Wanddicke des Innengehäuses zu minimieren.The invention aims to provide a remedy here. The invention lies in the The object is based on the temperature differences in a double-walled housing of the type mentioned to minimize over the wall thickness of the inner housing.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch gelöst, dass das Innengehäuse zumindest teilweise von einer Verschalung ummantelt ist und zwischen Verschalung und Innengehäuse heisses Arbeitsmittel hindurchströmt, welches aus der Kolbendichtung in genügender Menge entnommen werden kann. Abströmungsseitig weist die Verschalung eine Anzahl von Oeffnungen auf, durch welche das Arbeitsmittel dann abströmen kann.According to the invention, this is achieved in that the inner housing at least is partially encased by a casing and between casing and inner housing hot working medium flows through it, which from the piston seal in sufficient Quantity can be taken. On the outflow side, the casing has a number of openings through which the working fluid can then flow out.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass am Innengehäuse keine thermischen Beanspruchungen entstehen.The main advantage of the invention is that on Inner housing no thermal stresses arise.

Im folgenden ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt und näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung unwesentlichen Elemente sind nicht dargestellt. In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung des Dampfes ist mit Pfeilen bezeichnet.The following is an embodiment of the with reference to the drawing Subject matter of the invention shown in simplified form and explained in more detail. All for that direct understanding of the invention insignificant elements are not shown. In the figures, the same elements are provided with the same reference symbols. the The direction of flow of the steam is indicated by arrows.

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Hochdruckteil einer Dampfturbine, bei der die zweischalige Bauweise zur Anwendung gelangte und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Hochdruckteil gemäss Schnittlinie A-A in Fig. 1.Show it: Fig. 1 is a longitudinal section through the high pressure part a steam turbine in which the double-shell construction was used and FIG. 2 shows a cross section through the high pressure part according to section line A-A in FIG. 1.

Die Hochdruck-Teilturbine besteht im wesentlichen aus Rotor 6, Innengehäuse 5 und Aussgengehäuse 3. Aussengehäuse 3 und leitschaufeltragendes Innengehäuse 5 haben einfache zylindrische Formen und sind in der Höhe der Turbinenachse horizontal geteilt.The high-pressure turbine section consists essentially of a rotor 6 and an inner casing 5 and outer casing 3. Outer casing 3 and guide vane-bearing inner casing 5 have simple cylindrical shapes and are horizontal at the level of the turbine axis divided.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Beschaufelung 11 der Teilturbine durch vier Frischdampfzuführungen 1 beaufschlagt. Die hochbelasteten Innengehäusehälften 5a, 5b werden durch mehrere nicht dargestellte Schrumpfringe zusammengehalten, welche eine nahezu vollkommene Rotationssymmetrie des Innengehäuses 5 ermöglichen und eine bessere thermische Elastizität gewährleisten. Die Aussengehäusehälften 3a, 3b können hingegen konventionell zusammengeflanscht werden. Auch die Verschalung 4 ist zweiteilig (4a, 4b) ausgelegt.As can be seen from FIG. 2, the blades 11 of the turbine section acted upon by four live steam feeds 1. The highly stressed inner casing halves 5a, 5b are held together by several shrink rings, not shown, which allow an almost perfect rotational symmetry of the inner housing 5 and a ensure better thermal elasticity. The outer housing halves 3a, 3b can however, can be conventionally flanged together. The casing 4 is also in two parts (4a, 4b).

Der Frischdampf 1 strömt durch das Aussengehäuse 3 über nicht dargestellte wärmeelastische Dampfdurchführungen in das Innengehäuse 5 zur Beschaufelung 11.The live steam 1 flows through the outer housing 3 via not shown heat-elastic steam feedthroughs into the inner housing 5 for the blading 11.

Nach erfolgter Entspannung strömt der Abdampf 2 zu einem nicht gezeigten Zwischenüberhitzer ab. Der Raum zwischen Innengehäuse 5 und Aussengehäuse 3 wird von der zylindrischen Verschalung 4 unterteilt, welche das Innengehäuse 5 weitgehend ummantelt. Eine lösbare Verbindung wird hier empfohlen. Die Distanzstücke 9 positionieren die Verschalung 4. Am Ende der Verschalung 4, strömungsseitig, weist diese am Umfang mehrere Oeffnungen 8 auf, durch welche der Kolbendampf la aus dem Verschalungsraum austreten und mit dem Abdampf 2 abströmen kann. Die Verschalung 4 ist so ausgelegt, dass der Abdampf 2 zumindest im vorderen Bereich der Beschaufelung 11 mit dem Innengehäuse 5 nicht in Kontakt kommt.After the expansion has taken place, the exhaust steam 2 flows to a not shown Reheater from. The space between the inner housing 5 and the outer housing 3 is divided by the cylindrical casing 4, which the inner housing 5 largely encased. A detachable connection is recommended here. Position the spacers 9 the casing 4. At the end of the casing 4, on the flow side, this has on the circumference several openings 8 through which the piston steam la from the casing step out and can flow off with the exhaust steam 2. The casing 4 is designed so that the Exhaust steam 2 at least in the front area of the blading 11 with the inner housing 5 does not come into contact.

Darüber hinaus wird die Kolbendichtung 7 auch ummantelt.In addition, the piston seal 7 is also encased.

Etwa im letzten Drittel der Dichtungslänge sind im Innengehäuse 5 Oeffnungen 10 angebracht, durch welche Kolbendampf la ausströmen kann. Dieser heisse Kolbendampf la durchströmt dann den durch die Verschalung 4 gebildeten Raum und erzeugt darin einen Wärmestaueffekt, so dass das Innengehäuse 5 gegen unzulässige Abkühlung durch den kalten Abdampf 2 soweit geschützt wird, dass Deformationen desselben vermieden werden können. Die Kolbendampfmenge la ist je nach Druckart der Teilturbine verschieden und sie kann durch entsprechende Auslegung der Kolbendichtung 7 leicht variiert werden.Approximately in the last third of the seal length there are 5 in the inner housing Openings 10 attached, through which piston steam la can flow out. This one is hot Piston steam la then flows through the space formed by the casing 4 and generates a heat accumulation effect, so that the inner housing 5 against impermissible Cooling is protected by the cold exhaust steam 2 to such an extent that deformations thereof can be avoided. The piston steam quantity la is depending on the type of pressure of the turbine section different and they can easily be through appropriate design of the piston seal 7 can be varied.

Allein mit der nach zwei Drittel Kolbendichtung 7 abgezogenen Dampfmenge la kann der Temperatursprung zwischen Aussen- und Innenwand des Innengehäuses 5 auf ca. 20 °Ó seines theoretisch möglichen Wertes, welcher bei unverschalter Konstruktion auftreten würde, reduziert werden.Alone with the amount of steam withdrawn after two thirds of the piston seal 7 la can be the temperature jump between the outer and inner walls of the inner housing 5 to approx. 20 ° Ó of its theoretically possible value, which is the case with a non-wired construction would occur, be reduced.

- Leerseite --- blank page -

Claims

Patent claim double casing of turbines, in particular of High-pressure and medium-pressure turbine sections, with the inner casing in its axial Extension is at least partially encased by a casing, characterized in that that the casing (4) is connected to the piston seal (7) on the inflow side and has several openings (8) distributed over the circumference on the downstream side.