DE3837510C2 - Zweigehäusige Niederdruckdampfturbine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweigehäusige Niederdruckdampfturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Technisches Gebiet

Im besonderen handelt es sich dabei um die Abstützung des Innengehäuses einer zweigehäusigen Dampfturbine in ihrem Außengehäuse, speziell ihres Niederdruckteiles.

An eine solche Abstützung werden u. a. folgende Anforderungen gestellt, soweit sie für die vorliegende Erfindung von Belang sind:

• - Sicherstellung einer einwandfreien Führung der Welle in Bezug auf das Innengehäuse und dessen Position bezüglich des Außengehäuses;
• - Gestaltung der Führungselemente im Hinblick auf gute Gleiteigenschaften der Reibpartner;
• - nach dem Schweißen der Konsolen darf keine Bearbeitung mehr erforderlich sein;
• - das Führungsspiel muß ohne Demontage des Außen- bzw. Innengehäuses einstellbar sein; und schließlich
• - Gestaltung der Führungs- und Stützelemente mit zueinander parallelen Gleitflächen, um ein Verkanten oder Schaben während des Gleitens auszuschließen.

Bei Turbogeneratorsätzen mit mehreren Teilturbinen und einem elektrischen Generator wird der Fixpunkt gegenüber dem Funda­ ment, von dem aus sich die einzelnen Anlagenteile beidseitig im wesentlichen unbehindert axial ausdehnen können, gewöhnlich in der Niederdruckturbine vorgesehen.

Bei doppelgehäusigen Niederdruckturbinen stützt sich dabei ihr Innengehäuse statisch bestimmt auf vier im Außengehäuse vor­ handene Auflagen ab. Zwei einander quer zur Turbinenachse ge­ genüberliegende Stützen sind axial fixiert, lassen aber, abge­ sehen von der Reibung, eine unbehinderte Ausdehnung des Innen­ gehäuses radial zur Turbinenachse zu. Die zwei restlichen Stützen sind axial verschieblich und gestatten ebenfalls ra­ diale Ausdehnungen des Turbinengehäuses.

Für die Fixierung und Justierung des Innengehäuses in Umfangs­ richtung sind am Innengehäuse, vorzugsweise an dessen Gehäuseunterteil, starre Elemente vorgesehen, die mit am Außengehäuse vorhandenen, einstellbaren Mitteln, z. B. Schraube­ lementen, zusammenwirken. Mit diesen, beispielsweise, Schraub­ elementen läßt sich durch Verstellen der erwähnten starren Elemente der Unterteil des Innengehäuses in die richtige Lage gegenüber dem Außengehäuse bringen.

Technologischer Hintergrund und Stand der Technik, DE-GM 71 24 691 oder DE-PS 9 50 039

Bei einer bekannten Konzeption für die Abstützung eines Innen­ gehäuses im Außengehäuse einer Niederdruckteilturbine haben die Stützelemente am Innengehäuse die Form von Klötzen, die mit allseitigem Spiel zwischen Flanschen des Außengehäuseun­ ter- bzw. -oberteils sitzen. Durch Druckstücke an der Ober- und der Unterseite dieser Klötze und durch Schrauben zur Ver­ stellung dieser Druckstücke kann die Höhenlage dieser Klötze und damit des Innengehäuses eingestellt und das vertikale Spiel zwischen den Klötzen und den beiden Flanschauflageflächen eingestellt werden.

Für die seitliche Einstellung quer zur Turbinenachse sind an den beiden raumfesten Auflagestellen horizontalliegende Schrauben vorgesehen, die sich an Außengehäuseteilen abstützen und in den erwähnten Klötzen verschraubbar sind.

Nachteilig ist bei dieser Art der Lagerung die unbequeme Zu­ gänglichkeit zu den Verstellelementen für die Ausrichtung des Innengehäuses bezüglich des Außengehäuses.

Aufgabe der Erfindung

Diese besteht darin, eine solche Konzeption von Abstütz- und Verstelleinrichtungen bei zweigehäusigen Niederdruckturbinen zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet, indem sie bei guter Zugänglichkeit der Verstellelemente eine rasche, mühelose und genaue Einstellung der Position des Innengehäuses relativ zum Außengehäuse ermöglicht und die eingangs gestell­ ten Anforderungen bezüglich einwandfreier Führung des Innengehäuses, guter Gleiteigenschaften der Reibpaarung und Vermeidung des Verkantens und Schabens an den Führungsflächen erfüllt. Außerdem sollen die Auflagepunkte für die Auflagerelemente an den Innenseiten der Außengehäuse keiner Nachbearbeitung bedürfen.

Die erfindungsgemäße zweigehäusige Niederdruckdampfturbine weist ein Außengehäuse auf, das über verstellbare Abstützele­ mente ein Innengehäuse aufnimmt, welche Abstützelemente inner­ halb des Außengehäuseunterteils im Bereich der Teilungsebene der beiden Gehäuse und unterhalb der Unterseite des Innenge­ häuseunterteils vorgesehen sind, und wobei die zwei Festpunkt­ auflager, von denen ausgehend die axiale Wärmeausdehnung der Turbine erfolgen kann, sowie zwei Loslager im Bereich der ge­ nannten Teilungsebene angeordnet sind, und ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Festpunktauflager und die Loslager Füh­ rungskäfige aufweisen, die auf mit dem Außengehäuseunterteil verbundenen Konsolen befestigt sind, daß die Festpunktaufla­ ger und die Loslager Auflagerpratzen aufweisen, die im Bereich der erwähnten Teilungsebene am Innengehäuseunterteil befestigt sind und in die Führungskäfige eingreifen, daß in den senk­ rechten Wänden der Führungskäfige der Festpunktauflager Schraubenspindeln zur Fixierung der Auflagerpratzen in waag­ rechter Richtung und in der waagrechten Wand der Führungskä­ fige sowie in einer waagrechten Platte der Festpunktkonsolen Schraubenspindeln zur Einstellung der Höhenlage der Abstützung vorhanden sind, daß in der waagrechten Wand der Führungskä­ fige der Loslager und in einer waagrechten Platte der Losla­ gerkonsole Schraubenspindeln zur Einstellung der Höhenlage der Abstützung vorhanden sind, und daß die unterhalb der Unter­ seite des Innengehäuseunterteils vorhandenen Abstützelemente einen mit einem Grundrahmen der Turbine verbundenen Struktur­ teil und in diesem verschraubbare Schraubenspindeln aufweisen, die dazu dienen, im Zusammenwirken mit beidseits des besagten Strukturteils vorhandenen Anschlagpratzen des Innengehäuses dieses in Umfangsrichtung zu fixieren.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrie­ ben.

Kurze Beschreibung der Figuren

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 in einem Schrägriß schematisch die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Abstützung, und die

Fig. 2-7 Details dieser Abstützung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 sind die Umrisse des Außengehäuseunterteils 1 einer Niederdruckdampfturbine schematisch durch strichpunktierte Li­ nien, jene des Innengehäuseunterteils 2 durch Vollinien ange­ deutet. Ein Grundrahmen 3 des Außengehäuseunterteiles 1 ist aus Profilstahlträgern zusammengesetzt. Zu den in der Einlei­ tung erwähnten Elementen zur Fixierung und Justierung des In­ nengehäuses quer zur Achse der Turbinenwelle gehören u. a. ein parallel zur Turbinenwelle orientierter, stark dimensionierter Kiel 4, der als raumfeste Abstützung für Verstellglieder dient, die am Innengehäuseunterteil angreifen und zur Justie­ rung von dessen Lage in Umfangsrichtung, bezogen auf die Tur­ binenachse, dienen. Gegen den Grundrahmen 3 ist der Kiel 4 durch von den inneren Ecken des Rahmens 3 in schräger Richtung ausgehende Profilstahlstreben 5 in seiner Querrichtung ver­ steift.

Im Bereich der Verbindungsstellen dieser Streben 5 mit dem Kiel 4 sind in diesem die erwähnten Verstellglieder zur Lage­ justierung des Innengehäuses quer zur Ebene des Kiels 4 ver­ schraubbar angeordnet. Ihre Lage und Gestalt gehen aus den Fig. 2, 3 und 4 hervor. Wegen der Kleinheit der Darstellung sind diese Verstellglieder in Fig. 1 nicht dargestellt. Sie bestehen aus Schraubenspindeln 6 mit einem Vierkantansatz 7 an ihrem einen Ende und einer sphärischen Vertiefung 8 an ihrem anderen Ende zur Aufnahme eines balligen Druckstückes 9 mit einer ebenen Fläche, über die sich die Schraubenspindeln 6 auf An­ schlagpratzen 10 abstützen, die sich von der Unterseite des Innengehäuseunterteils aus nach unten erstrecken, siehe Fig. 2. Fig. 2 zeigt die Anordnung der Pratzen 10 am Innengehäuseunter­ teil 2, aus Fig. 3, die dem in Fig. 4 eingetragenen Schnittver­ lauf III-III entspricht, geht hervor, daß die Pratzen 10 und somit auch die Schraubenspindeln 6 in Längsrichtung der Tur­ bine hintereinander zu beiden Seiten des Kiels 4 angeordnet sind.

In gleicher Weise wie am vorderen Ende der Turbine ist am hin­ teren Ende eine gleiche, aus zwei Spindeln 6 mit den Druckstücken 9 und zwei Pratzen 10 bestehende Justiereinrich­ tung für eine Teiloperation der Einstellung und Fixierung des Innengehäuses vorgesehen. Die zusätzlich dafür erforderlichen Elemente in Höhe der Teilungsebene des Turbinengehäuses werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 5 bis 7 beschrieben.

Diese Elemente sind gemäß Fig. 1, jeweils paarweise, an den beiden Längsseiten der Flanschen des Innengehäuseunterteils angeordnet.

In Fig. 1 ist eine dieser vier Verstelleinheiten, die diese Elemente bilden, mit 11 bezeichnet. Ihre Ausbildung im Detail zeigen die Fig. 5 bis 7. Der Innengehäuseunterteil 2 weist je zwei im Bereich der Gehäuseflanschen vorgesehene Auflagerprat­ zen 12 bzw. 13 auf. Die vorderen, mit 12 bezeichneten sind ge­ genüber dem Außengehäuse in Richtung der Wellenachse 14 un­ verschieblich, bilden also die axialen Festpunkte der Anlage, von der aus sich das Innengehäuse der Niederdruckteilturbine sowie die übrigen, mit der axial fixierten Niederdruckteiltur­ bine gekuppelten Anlagenteile bei Erwärmung im wesentlichen unbehindert axial ausdehnen können. Quer zur Wellenachse 14 sind die zwei Festpunktauflagerpratzen 12 in Festpunktfüh­ rungskäfigen 15 im wesentlichen spiel frei verschieblich einge­ spannt. Das Innengehäuse kann sich also quer zur Wellenachse frei ausdehnen. Die Fig. 1, 5 und 6 zeigen die Lagerung dieser Pratzen 12 in ihren Käfigen 15. Diese sind auf Festpunktkonso­ len 16 festgeschweißt, die ihrerseits mit dem Außengehäuse fest verbunden sind, d. h., bei Gußgehäusen mit diesen aus einem Stück bestehen oder bei geschweißten Gehäusen mit diesen vorzugsweise durch Schweißen verbunden sind. Die Kä­ fige 15 bilden rechteckige, an zwei gegenüberliegenden Seiten offene Kästen, in welche die Pratzen 12 eingreifen. Durch je zwei horizontale und vertikale Schraubenspindeln 17 bzw. 18 der aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Art lassen sich die Pratzen über die dazwischengeschalteten Druckstücke 9 in hori­ zontaler und vertikaler Richtung fixieren, wobei aber, wie oben bemerkt, bei auftretenden Wärmedehnungen eine radiale Verschiebung, quer zur Turbinenachse, nicht wesentlich behin­ dert wird.

Die Fig. 7 zeigt in einem Schnitt, analog dem in Fig. 5 einge­ tragenen Schnittverlauf VI-VI, einen der beiden Lospunktfüh­ rungskäfige 19, die in gleicher Weise wie die Festpunktfüh­ rungskäfige 15 mit Konsolen 20 starr verbunden sind. Ihre An­ ordnung geht aus Fig. 1 hervor. Die Fig. 7 zeigt, daß die ver­ schieblichen Auflagerpratzen 13 nur in vertikaler Richtung durch Schraubenspindeln 22 und die balligen Druckstücke 9 fi­ xiert sind. Parallel und quer zur Wellenachse sind sie, abge­ sehen von der Reibung, frei verschieblich, behindern also die Wärmedehnung nicht. Um den Innengehäuseunterteil probleinlos von oben in den Außengehäuseunterteil einführen bzw. aus ihm her­ ausheben zu können, weisen die Käfige 15 und 19 eine abnehm­ bare Traverse 21 auf, die durch Schrauben 24 mit den beiden senkrechten Seitenteilen 23 der Käfige verbunden sind.

In ihrer Gesamtheit ermöglichen die am Kiel 4 und die im Be­ reich der Trennebene des Innengehäuses am Außengehäuseunter­ teil 1 vorgesehenen Stütz- und Verstelleinheiten 15+9, 17, 18 bzw. 19+9, 22 das von der Erfindungsaufgabe geforderte genaue und auf rasche und mühelose Weise durchzuführende Ausrichten des Innengehäuses der Turbine bezüglich ihres Außengehäuses.

Die erfindungswesentlichen Elemente können natürlich durch äquivalente Ausführungen derselben ersetzt werden, soweit sie im Rahmen der Erfindungsidee liegen.

Claims (2)

1. Zweigehäusige Niederdruckdampfturbine, mit einem Außen­ gehäuse, das über verstellbare Abstützelemente ein Innen­ gehäuse aufnimmt, welches Abstützelemente (15, 19; 4+6+9+10) innerhalb des Außengehäuseunterteils (1) im Bereich der Teilungsebene der beiden Gehäuse und unterhalb der Unterseite des Innengehäuseunterteils (2) vorgesehen sind, und wobei die zwei Festpunktauflager, von denen ausgehend die axiale Wärmeausdehnung der Tur­ bine erfolgen kann, sowie zwei Loslager im Bereich der genannten Teilungsebene angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Festpunktauflager und die Loslager Führungskäfige (15 bzw. 19) aufweisen, die auf mit dem Außengehäuseunterteil (1) verbundenen Konsolen (16 bzw. 20) befestigt sind, daß die Festpunktauflager und die Loslager Auflagerpratzen (12 bzw. 13) aufweisen, die im Bereich der Teilungsebene am Innengehäuseunter­ teil (2) befestigt sind und in die Führungskäfige (15; 19) eingreifen, daß in den senkrechten Wänden (23) der Füh­ rungskäfige (15) der Festpunktauflager Schraubenspindeln (17) zur Fixierung der Auflagerpratzen (12) in waagrech­ ter Richtung und in der waagrechten Wand (21) der Füh­ rungskäfige (15) sowie in einer waagerechten Platte der Festpunktkonsolen (16) Schraubenspindeln (18) zur Ein­ stellung der Höhenlage der Abstützung vorhanden sind, daß in der waagrechten Wand (21) der Führungskäfige (19) der Loslager und in einer waagrechten Platte der Losla­ gerkonsole (20) Schraubenspindeln (22) zur Einstellung der Höhenlage der Abstützung vorhanden sind, und daß die unterhalb der Unterseite des Innengehäuseunterteils (2) vorhandenen Abstützelemente einen mit einem Grundrahmen (3) der Turbine verbundenen Strukturteil (4) und in diesem Schraubenspindeln (6) aufweisen, die dazu dienen, im Zusammenwirken mit beidseits des be­ sagten Strukturteils (4) vorhandenen Anschlagpratzen (10) des Innengehäuses dieses in Umfangsrichtung zu fixieren.

2. Niederdruckdampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mit dem Grundrahmen (3) verbundene Strukturteil (4) als zur Wellenachse (14) paralleler Kiel ausgebildet ist, daß die waagrechten Wände der Führungs­ käfige (15; 19) der Festpunktauflager bzw. der Loslager aus an- und abschraubbaren Traversen (21) bestehen, und daß zwischen den Druckflächen der Schraubenspindeln (6; 17, 18; 22) und den Anschlagpratzen (10) bzw. den Fest­ punktauflagerpratzen (12) und den verschieblichen Aufla­ gerpratzen (13) ballige Druckstück (9) vorhanden sind, die in sphärischen Vertiefungen (8) an den erwähnten Druck­ flächen gehalten sind.