DE3826508C2

DE3826508C2 - Arrangement for the storage of an axially fixed steam turbine

Info

Publication number: DE3826508C2
Application number: DE19883826508
Authority: DE
Inventors: Pierre Meylan; Peter Schwestka
Original assignee: Alstom Power Schweiz AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2008-08-05
Also published as: DE3826508A1

Abstract

Für die Auflagerung einer axial zu fixierenden Niederdruckteilturbine einer Dampfturbogeneratoranlage ist an den beiden Stirnwänden (21) des Gehäuses (1) je ein Seitenführungselement (15) vorgesehen, bestehend aus einem gekröpften, hochkant stehenden Blech mit zwei zueinander parallelen Schenkeln, von denen einer an die Stirnwand (21) und der andere an einen im Fundament (2) verankerten Armierungskasten (20) angeschweißt ist. Zwei Axialfixierungselemente (10) an den beiden Längsseiten des Gehäuses (1) bilden eine axiale Fixierung für die Dampfturbogeneratoranlage.For the support of an axially fixed low-pressure turbine part of a steam turbine generator system, a side guide element (15) is provided on each of the two end walls (21) of the housing (1) End wall (21) and the other is welded to a reinforcement box (20) anchored in the foundation (2). Two axial fixing elements (10) on the two long sides of the housing (1) form an axial fixing for the steam turbine generator system.

Description

Bei aus mehreren Teilturbinen bestehenden Dampfturbinen ist es üblich, das Gehäuse des Niederdruckteiles gegen über den Grundplatten des gesamten Turbosatzes und dessen Fundament axial festzulegen. Vom festliegenden Nieder druckteil ausgehend müssen sich die Lagerböcke, ein gege benenfalls vorhandener weiterer Niederdruckteil, der Mit teldruckteil und der Hochdruckteil sowie der Generator über Gehäuseführungen, die unter der Wellenachse angeord net sind, wegen der beim An- und Abfahren und bei Lastän derungen auftretenden Wärmedehnungen in Längsrichtung frei ausdehnen können, wobei sich Gleitplatten auf den zugehörigen Grundplatten verschieben. Um mögliche Funda mentverformungen ausgleichen zu können, ist es bekannt, zwischen den in das Fundament eingegossenen Sohlplatten und den Gleitplatten Abstützelemente vorzusehen, die leicht herausgenommen werden können, wenn die Lagerböcke mit Hilfe von Abdrückschrauben angehoben werden, wodurch es möglich ist, die Höhenlage der Lagerböcke zu ändern. Dasselbe gilt für die Mittenführungskeile zwischen den Lagerböcken und den Grundplatten, so dass sich seitliche Fundamentverformungen ohne Abbau der Lagerböcke ausglei chen lassen. For steam turbines consisting of several sub-turbines it is common to counter the housing of the low pressure part over the base plates of the entire turbo set and its Fix the foundation axially. From the fixed low Starting from the pressure part, the pedestals must counter any other low-pressure part, the Mit oil pressure part and the high pressure part as well as the generator via housing guides, which are arranged under the shaft axis are net, because of the start-up and shutdown and lastan thermal expansion in the longitudinal direction can freely expand, with sliding plates on the move the associated base plates. To possible funda It is known to be able to compensate for between the base plates cast into the foundation and to provide support elements for the slide plates which can be easily removed when the pedestals be raised with the help of jack screws, whereby it is possible to change the height of the pedestals. The same applies to the center guide wedges between the Bearing blocks and the base plates, so that lateral Align foundation deformations without dismantling the pedestals let it

Bei einer bekannten Bauart eines Turbogeneratorsatzes mit mehreren Teildampfturbinen ist zwischen einer Stirnseite der axial zu fixierenden Niederdruckteilturbine und dem ihr benachbarten Lagerbock eine Vertikalführung mittels Keil vorgesehen, welche zur seitlichen Festlegung des Au ssengehäuses sowie zum Einstellen der richtigen Höhenlage der Läuferachse gegenüber der Lagerachse des Lagerbocks dient. Diese Keilführung weist an der Stirnseite der Tur bine ein Paar paralleler, senkrechter Führungsleisten mit je einer, durch Schrauben verstellbaren Führungs schiene auf, zwischen denen ein Gleitstein geführt ist. Dieser ist Teil einer waagerechten Traverse, die mit ei nem zylindrischen Zapfen in eine Bohrung an der Stirnsei te des Lagerbocks spielfrei eingreift und mit ihren bei den Enden durch Schrauben fest mit dem Lagerbock verbun den ist.In a known type of turbine generator set with several partial steam turbines is between one end face the axially fixed low pressure turbine and the their neighboring bearing block by means of vertical guidance Wedge provided, which for the lateral fixing of the Au nozzle housing and for setting the correct altitude the rotor axis opposite the bearing axis of the bearing block serves. This wedge guide faces the front of the door bine a pair of parallel, vertical guide rails each with a guide that can be adjusted by screws rail on, between which a sliding block is guided. This is part of a horizontal traverse, which with egg a cylindrical pin in a hole in the end face te of the bearing block engages without play and with their the ends firmly connected to the bearing block by means of screws that is.

Neben einer freien vertikalen Wärmeausdehnung des Nieder druckgehäuses gegenüber dem Lagerbock gestattet diese Art der Führung auch eine freie axiale Verschiebung des Nie derdruckgehäuses bei Erwärmung, da zwischen der Untersei te des genannten Gleitsteins und dem Grund der von Füh rungsleisten begrenzten Führungsnut ein genügend grosses Spiel dafür vorgesehen ist.In addition to free vertical thermal expansion of the Nieder pressure housing opposite the bearing block allows this type the guide also has a free axial displacement of the never derdruckgehäuses when heated, because between the Untersei te of the mentioned sliding block and the reason of Füh guide rails limited enough a sufficiently large guide groove Game is intended for this.

Als Nachteil der allgemein bekannten Bauart soll auch die Schwächung des sogenannten Querriegels durch den für die Vertikalführung erforderlichen Platz vermieden werden, wobei unter dem Querriegel ein zwischen der Gehäusestirn seite der Niederdruckteilturbine und der Sohlplatte des Lagerbocks vorhandener durchgehender Fundamentstreifen auf dem Niveau des Bodens der Kraftwerkshalle zu verste hen ist. Des weiteren sollen mit der Lagerung Gleitflä chen, wie sie bei der allgemein bekannten Bauart vorhan den sind, vermieden werden.As a disadvantage of the well-known design, the Weakening of the so-called crossbar by the for Vertical guidance required space can be avoided under the crossbar one between the housing front side of the low pressure turbine section and the base plate of the Bearing blocks of existing continuous foundation strips to understand at the level of the floor of the power plant hall hen is. Furthermore, with the storage chen, as they exist in the well-known type which are to be avoided.

In der CH 591 043 A5 wird eine Anordnung zur Befestigung eines sich im Betrieb dehnenden horizontalachsigen Ma schinengehäuses auf einem Fundament beschrieben. Die Be festigungselemente sind als Speichen ausgeformt, die in einer durch die Achse des Maschinengehäuses gehenden Ebe ne oder in wenigstens einer zu dieser Ebene parallelen Ebene liegen. Die Befestigungsstellen der Speichen am Ma schinengehäuse sind gegenüber den Befestigungsstellen am Fundament in axialer Richtung des Maschinengehäuses ver setzt.In CH 591 043 A5 there is an arrangement for fastening a horizontal axis dimension stretching in operation described on a foundation. The Be Fastening elements are shaped as spokes, which in a plane passing through the axis of the machine housing ne or in at least one parallel to this plane Level. The attachment points of the spokes on the Ma rail housings are opposite the fastening points on Ver foundation in the axial direction of the machine housing puts.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Konstruktion mit einer geringeren Anzahl von Elementen zu schaffen, wobei der zeitraubende Einstellvorgang vermieden werden soll.The Erfin is based on this state of the art based on the task, a simpler construction to create with a smaller number of elements the time-consuming adjustment process being avoided should.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst durch eine An ordnung zur eine Wärmedehnung des Gehäuses zulassenden Lagerung einer axial fixierten Dampfturbine, insbesondere einer Niederdruckteildampfturbine einer Dampfturbogenera toranlage, die mit den anderen Anlageteilen mechanisch zusammenwirkt und an einer Stelle ihres Gehäuses mit dem Fundament der Anlage in Richtung der Turbinenachse unver schieblich starr verbunden ist, von welcher Stelle aus sich das genannte Gehäuse und die übrigen auf dem Funda ment axialverschieblich gelagerten Anlageteile im wesent lichen ungehindert in axialer Richtung ausdehnen können, so dass für die seitliche Fixierung des Gehäuses gegen über dem Fundament an den beiden Stirnwänden des Gehäuses Seitenführungselemente in Form hochkant stehender ge kröpfter Bleche mit einem ebenen Zwischenteil und je ei nem gegenüber diesem Zwischenteil abgewinkelten gehäuse festen Schenkel und einem fundamentfesten Schenkel vorge sehen sind, die dazu bestimmt sind, mit der jeweiligen Stirnwand bzw. einem gegenüber der betreffenden Stirnwand im Fundament verankerten Armierungskasten starr verbunden zu werden und dass für die axiale Fixierung der genannten Stelle des Gehäuses an den beiden Längsseiten des Gehäu ses spiegelbildlich zur senkrechten Symmetrieebene durch die Achse der Turbinenwelle mindestens je ein Axialfixie rungselement angeordnet ist.According to the invention the object is achieved by an order for the thermal expansion of the housing Bearing an axially fixed steam turbine, in particular a low pressure steam turbine part of a steam turbine generator door system that works mechanically with the other parts of the system interacts and at one point of their housing with the Foundation of the plant in the direction of the turbine axis is rigidly connected, from which point the housing mentioned and the others on the Funda Essentially axially displaceable system parts can expand unhindered in the axial direction, so that against the lateral fixation of the housing above the foundation on the two end walls of the housing Lateral guide elements in the form of upright ge cranked sheets with a flat intermediate part and each egg Nem angled housing relative to this intermediate part fixed leg and a foundation-fixed leg are seen, which are intended with the respective Front wall or one opposite the relevant front wall reinforcement box anchored in the foundation rigidly connected to become and that for the axial fixation of the above Place the housing on the two long sides of the housing This is a mirror image of the vertical plane of symmetry the axis of the turbine shaft at least one axial fixie Rungselement is arranged.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung schematisch wiedergegebenes Ausführungs beispiel näher beschrieben.In the following the invention will be described with reference to a execution schematically represented in the drawing example described in more detail.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

In der Zeichnung stellen dar:In the drawing:

Fig. 1 axonometrisch das Gehäuse eines Niederdruckteils mit den Elementen der erfindungsgemässen Lage rung, Fig. 1 axonometrically the housing tion of a low-pressure part with the elements according to the invention capable of

Fig. 2 und 3 Auf- und Grundriss eines Axialfixierungselements der Lagerung, Fig. 2 and 3 vertical and a horizontal one Axialfixierungselements storage,

Fig. 4 und 5 ein Seitenführungselement der Lagerung, FIGS. 4 and 5, a side guide member of the storage,

Fig. 6 die Verbindung eines Seitenführungselements mit einer Stirnwand eines Niederdruckteils, Fig. 6 shows the connection of a lateral guide element with a front wall of a low-pressure part,

Fig. 7 die Anordnung der Seitenführungselemente in Be zug auf den Niederdruckteil und das Fundament, Fig. 7 shows the arrangement of the side guide elements in loading train on the low-pressure part and the foundation,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Gehäuse des Nieder druckteils, die die Anordnung der Seitenfüh rungselemente am Gehäuse zeigt. Fig. 8 is a plan view of the housing of the low pressure part, showing the arrangement of the Seitenfüh approximately elements on the housing.

Die Fig. 1 zeigt schematisch das Gehäuse 1 des Nieder druckteils eines Dampfturbinenkraftwerks in Beziehung zum Fundament 2 der Anlage. Der Gehäuseunterteil 3 der Turbi ne liegt teilweise in einem Fundamentausschnitt 4, dessen Grundriss durch die Kanten 5 auf dem Niveau des Bodens der Maschinenhalle angedeutet ist. Zwischen dem Funda mentausschnitt 4 und den benachbarten Fundamentausschnit ten 6 und 7 der beidseits des Niederdruckteils angeordne ten Teile der Anlage, z. B. eines Mitteldruckteils und ei nes Generators, sind sich quer erstreckende Fundament streifen, sogenannte Querriegel 8, 9 erhalten, welche die nicht dargestellten Lagerböcke aufnehmen. Fig. 1 shows schematically the housing 1 of the low pressure part of a steam turbine power plant in relation to the foundation 2 of the plant. The lower housing part 3 of the Turbi ne is partly in a foundation cutout 4 , the outline of which is indicated by the edges 5 at the level of the floor of the machine hall. Between the Funda mentausschnitt 4 and the adjacent Fundamentausschnit th 6 and 7 of the two sides of the low-pressure part angeordne th parts of the system, for. B. a medium pressure part and egg nes generator, stripes extending across the foundation, so-called crossbars 8 , 9 are obtained, which accommodate the bearing blocks, not shown.

Zur Verbindung des Gehäuses 1 mit dem Fundament 2 dienen je ein Paar Axialfixierungselemente und Seitenführungs elemente. Die Axialfixierungselemente 10 haben die Form eines Winkelblechs und sind beidseits des Gehäuseunter teils 3 am Fixpunkt der Anlage vorgesehen, von dem aus sich axial nach beiden Seiten die Anlageteile beim Anfah ren, bei Laständerungen und beim Abstellen im wesentli chen unbehindert ausdehnen können. Der waagerechte Schen kel 11 dieses Winkelblechs ist an einer Längsrippe 12 des Gehäuses 1 angeschweisst, wogegen der senkrechte Schenkel 13 auf bekannte Weise in einem Armierungskasten 14 be kannter Bauart verankert ist (siehe hierzu die Fig. 2 und 3). In Fig. 1 sind die vorerwähnten Elemente 10 bis 14 nur auf einer Seite gezeichnet, auf der gegenüberliegen den Längsseite des Gehäuses ist die Anordnung dieser Ele mente spiegelbildlich gleich.To connect the housing 1 to the foundation 2 each serve a pair of axial fixing elements and side guide elements. The Axialfixierungselemente 10 have the shape of an angle plate and are provided on both sides of the lower housing part 3 at the fixed point of the system, from which axially to both sides of the system parts at start-up, load changes and when parking in Chen essentially wesentli expand. The horizontal angle 11 of this angle plate is welded to a longitudinal rib 12 of the housing 1 , whereas the vertical leg 13 is anchored in a known manner in a reinforcement box 14 be known type (see FIGS . 2 and 3). In Fig. 1, the aforementioned elements 10 to 14 are only drawn on one side, on the opposite side of the long side of the housing, the arrangement of these elements is mirror image the same.

Die erwähnten, mit 15 bezeichneten Seitenführungselemente sind an den beiden Stirnseiten des Gehäuses 1 vorgesehen und haben die Aufgabe, die vom Fixpunkt ausgehenden Wär medehnungen des Gehäuses 1 aufzunehmen, dabei aber gleichzeitig eine seitliche Fixierung des Gehäuses quer zur Turbinenachse zu bilden. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein solches Seitenführungselement im Auf- bzw. Grundriss. Es handelt sich dabei um ein im eingebauten Zustand hochkant stehendes Blech mit einer aus dem Grundriss, Fig. 5, er sichtlichen schwachen Kröpfung und weist drei Abschnitte, nämlich einen gehäusefesten Schenkel 16, einen fundament festen Schenkel 17 und einen Mittelteil 18 auf. Sein ge häusefester Schenkel 16 ist, siehe Fig. 6, mit der Stirn wand 21 des Gehäuses 1 verbunden. Dazu ist in der Stirn wand 21 ein kreisrundes Loch 22 vorgesehen, dessen Rand von der Innenseite des Niederdruckgehäuses her mit dem Schenkel 16 durch eine Schweissnaht 23 verbunden wird. Der fundamentfeste Schenkel 17 wird, wie aus Fig. 4 her vorgeht, längs seiner drei freien Kanten durch eine Schweissnaht 24 mit einer Blechwand 25 eines Armierungs kastens 20 bekannter Bauart, siehe Fig. 1 und 7, verbun den. Die Fig. 8 zeigt in kleinem Massstab schematisch ei ne Draufsicht auf das Gehäuse 1 mit den an seinen beiden Stirnwänden 21 befestigten Seitenführungselementen 15.The mentioned, designated 15 side guide elements are provided on the two end faces of the housing 1 and have the task of absorbing the thermal expansions of the housing 1 starting from the fixed point, but at the same time forming a lateral fixation of the housing transverse to the turbine axis. FIGS. 4 and 5 show such a side guide member in the upward or floor plan. It is a sheet metal standing upright in the installed state with a slight offset visible from the floor plan, FIG. 5, and has three sections, namely a leg 16 fixed to the housing, a leg 17 fixed to a foundation and a middle part 18 . His ge fixed leg 16 is, see Fig. 6, with the end wall 21 of the housing 1 connected. For this purpose, a circular hole 22 is provided in the end wall 21 , the edge of which is connected from the inside of the low-pressure housing to the leg 16 by a weld seam 23 . The solid leg 17 is, as is shown in FIG. 4, along its three free edges by a weld 24 with a sheet metal wall 25 of a reinforcement box 20 of a known type, see FIGS . 1 and 7, the verbun. Fig. 8 shows on a small scale schematically egg ne top view of the housing 1 with the side guide elements 15 attached to its two end walls 21st

Die Schlitze 19 im Mittelteil 18 des Seitenführungsele ments 15 verkleinern das Widerstandsmoment in vertikaler Richtung dieses Mittelteils quer zur Turbinenachse und erhöhen somit seine Elastizität. Ansonsten müsste der Mittelteil niedriger ausgeführt werden, was bei durchge hend gleicher Blechhöhe für die beiden Schenkel 16 und 17 weniger Platz für die runde Schweissnaht 23 am Loch 22 der Stirnwand 21 des Gehäuses 1 bzw. eine kürzere Schweissnaht am fundamentfesten Schenkel 17 und damit ei ne unter Umständen nicht ausreichende Festigkeit der Schweissverbindung zur Folge hätte.The slots 19 in the central part 18 of the Seitenführungsele element 15 reduce the section modulus in the vertical direction of this central part transverse to the turbine axis and thus increase its elasticity. Otherwise, the middle part would have to be made lower, which, given the same sheet height for the two legs 16 and 17, means less space for the round weld seam 23 at the hole 22 of the end wall 21 of the housing 1 or a shorter weld seam on the leg 17 which is fixed on the foundation and thus egg ne may result in insufficient strength of the welded joint.

Falls bei gleichbleibender axialer Steifigkeit eine grö ssere seitliche Elastizität der Axialfixierungselemente 10 quer zur Turbinenachse erhalten werden soll, so können anstelle eines einzigen Winkels zwei Winkel von entspre chend geringerer Wandstärke verwendet werden, die quer zur Turbinenachse parallel zueinander und mit geringem Abstand voneinander angebracht sind. Ihre waagerechten Schenkel sind, wie bei einem einzigen Winkel, an der Längsrippe 12 und ihre vertikalen Schenkel sind am be treffenden Armierungskasten 14 angeschweisst.If, with constant axial rigidity, a greater lateral elasticity of the axial fixing elements 10 is to be obtained transversely to the turbine axis, instead of a single angle, two angles of correspondingly smaller wall thickness can be used, which are mounted parallel to one another and at a short distance from one another transversely to the turbine axis. Their horizontal legs are, as at a single angle, on the longitudinal rib 12 and their vertical legs are welded to the armoring box 14 to be taken .

Die hier für eine Dampfturbinenanlage beschriebene Kon zeption der Lagerung ist in analoger Weise auch bei ande ren thermischen Maschinenanlagen mit voneinander räumlich getrennten, aber mechanisch zusammenwirkenden Anlagentei len anwendbar, z. B. bei Gasturbinenanlagen oder bei Appa raten und Anlagen für die chemische Verfahrenstechnik.The Kon described here for a steam turbine plant The storage is in an analogous way also with others Ren thermal machine systems with one another spatially separate, but mechanically interacting plant part len applicable, e.g. B. in gas turbine systems or Appa rates and systems for chemical process engineering.

Claims

1. Arrangement for thermal expansion of the housing ( 1 ) to be supported by an axially fixed steam turbine, in particular a low-pressure steam turbine of a steam turbine generator system, which mechanically interacts with the other system components and at one point on its housing ( 1 ) with the foundation ( 2 ) of the system is rigidly connected in the direction of the turbine axis, from which point said housing and the other on the foundation ( 2 ) axially displaceably mounted system parts can expand substantially unhindered in the axial direction, characterized in that for the lateral fixation of the Housing ( 1 ) opposite the foundation ( 2 ) on the two end walls ( 21 ) of the housing ( 1 ) Seitenfüh approximately elements ( 15 ) in the form of upright cranked sheets with a flat intermediate part ( 18 ) and one each relative to this intermediate part ( 18 ) angled housing-fixed leg ( 16 ) and a foundation th legs ( 17 ) are provided, which are intended to be rigidly connected to the respective end wall ( 21 ) or a reinforcement box ( 20 ) anchored in the foundation ( 2 ) relative to the relevant end wall ( 21 ) and for that Axial fixation of the said point of the housing ( 1 ) on the two long sides of the housing ( 1 ) mirror image to the vertical symmetry plane through the axis of the turbine shaft at least one axial fixing element ( 10 ) is arranged.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the axial fixing element ( 10 ) consists of at least one angular element, each with a horizontal and egg nem vertical leg ( 11 ) or ( 13 ), the horizontal leg ( 11 ) on the respective longitudinal side of the housing ( 1 ) and the vertical legs ( 13 ) on an anchoring box ( 20 ) anchored in the foundation ( 2 ).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that horizontal slots ( 19 ) are provided in the middle part ( 18 ) of the side guide elements ( 15 ) to increase their elasticity, that for connecting the housing-fixed legs ( 16 ) of the side guide elements ( 15 ) in the end walls ( 21 ) of the housing ( 1 ) each has a hole ( 22 ), the edge of which is welded to the leg ( 16 ) affixed to the housing, that the axial guide elements ( 10 ) are each arranged parallel to one another and at a distance from one another transversely to the turbine axis There are angular elements, the horizontal legs ( 11 ) on longitudinal ribs ( 12 ) are fastened, one of which is on the two side walls of the housing ( 1 ), and that the vertical legs ( 13 ) of these angular elements on the reinforcement boxes ( 20 ) are attached.