DE4313527C2 - Auflagerung für Lagergehäuse großer thermischer Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die wärmebewegliche Auflagerung der Lagergehäuse thermischer Maschinen, insbesondere von Dampfturbinen großer Leistung, bei denen gezielte Maßnahmen zur Ertüchtigung älterer Dampfturbosätze, bei­ spielsweise spezielle Gleitelemente, zur Beherrschung der Wärmedehnungs­ probleme der Maschine während transienter Betriebszustände zum Einsatz kommen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In thermischen Maschinen entstehen in Abhängigkeit von den Dimensions- und Oberflächenverhältnissen sowie von den Wärmeübergangsbedingungen und der Komponentenanordnung Wärmedehnungen der heißgehenden Turbinengehäuse und Lagergehäuse. Eine thermisch flexible Maschine verlangt daher eine Auf­ lagerung, bei welcher sich die Komponenten ungehindert dehnen können, ohne große Gleitkräfte zu erzeugen.

Dehnungsbehinderungen führen bekanntlich zu unökonomisch langen Anfahr- und Belastungszeiten der Maschinen. Zur Lösung dieser Gleitprobleme sind im Turbomaschinenbau verschiedenartige Pendelstützenkonstruktionen mit elastischen und hydraulischen Trägerelementen bekannt.

Diese technischen Lösungen der Lageranordnung lassen sich in der Regel vorteilhaft nur bei Maschinenkonzeptionen mit integrierten Lagergehäusen oder in Kombination mit festfixierten Stehlagern realisieren.

Sorgfältig gewählte Fixpunktanordnungen bei mehrgehäusigen Turbinen sind ferner eine wirksame Lösung zur Verminderung der Absolutdehnung der Gehäuse und Relativdehnungen der Läufer zu den Gehäusen während tran­ sienter und stationärer Betriebszustände.

Diese Lösungen sind jedoch technisch kompliziert, kostenintensiv und wartungs­ aufwendig.

Aus der DE-AS 12 37 387 ist zudem eine Entwicklung bekannt, die das Ausrichten der Gehäuse auf dem Fundamentrahmen erleichtern soll. Dazu wird eine einstellbare Führungsschiene am Fundamentrahmen befestigt, an deren beide Seiten, zwischen Fundamentrahmen und Maschinenteil, je eine höheneinstellbare Traggleitschiene mit Einstellkörpern angeordnet ist. Verbesserte Gleiteigenschaften in der Auflagerung werden mit dieser Lösung jedoch nicht erreicht.

Desweiteren sind, u. a. aus der DE 38 26 508 A1, Konstruktionen zur Ver­ besserung der Gleiteigenschaften bekannt, bei denen zwischen der Fuß­ fläche des Lagergehäuses und der Grundplatte an den Kontaktstellen Gleit­ platten mit niedrigen Reibungskoeffizienten und guten Verschleißeigenschaften eingebaut sind. Diese Lösung weist den Nachteil auf, daß sie aus Platzgründen nicht nachträglich in vorhandene Lagerbaugruppen integrierbar ist und damit die Möglichkeit einer Kontrolle der Gleitelemente im Rahmen der Großinstand­ setzungen der Lagergehäuse bzw. der Maschine ausschließt.

Bei Standardlösungen ist ferner eine variable Anordnung der Stützelemente zwischen Grundplatte und Gleitflächen der Lagerböcke in Bereichen der Krafteinleitung (Lagerposition der Wellen und Abstützung der Gehäusepratzen), insbesondere bei Turbineneinheiten mit Gleitproblemen, nicht immer gewähr­ leistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auflagerung für das Lager­ gehäuse zu entwickeln, bei dem die Kontrolle und Auswechselung der Gleit­ elemente ohne Demontage des Lagers bzw. der Maschine möglich ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In die Grundplatte sind, über die Auflagefläche des Lagergehäuses verteilt, mehrere zum Rand der Grundplatte offene Nuten quer zur Dehnrichtung zur Aufnahme von Gleitsteinkassetten ein­ gearbeitet. Die eingeschobenen länglichen Gleitsteinkassetten sind mit einer Halteschraube gesichert und weisen flache Ausnehmungen zur Aufnahme und Fixierung von Gleitsteinen auf. In den Ausnehmungen sind diese Gleitsteine mit der Gleitsteinkassette verschraubt, wobei sie mittels untergelegter Distanzschei­ ben, die durch Zupaß zur Feineinstellung des Ausrichtniveaus entsprechend der statischen Biegelinie des Wellenstranges der Maschine genutzt werden, in der Höhe ausgerichtet sind. Mit den im Lagerfuß eingesetzten und befestigten Stahl­ platten bilden sie jeweils ein Gleitpaar.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind offensichtlich. Nach dem geringfügigen Anheben des Lagerbockes mit Hilfe von Abdrückschrauben, kann die Gleitsteinkassette nach Entfernen der Sicherungsschraube leicht heraus­ gezogen werden und die erforderliche Kontrolle, Wartung oder Anpassung der Gleitsteine erfolgen. Die ständige Betriebssicherheit der Maschine ist damit weitestgehend gewährleistet.

Besonders gut eignet sich die erfindungsgemäße Lösung für eine nachträgliche Integration der Gleitverbindungen während der Rekonstruktionsmaßnahme einer Maschine. Bei weitergehenden Ertüchtigungsmaßnahmen, z. B. einem Läufer­ austausch, ist zudem problemlos, durch entsprechendes Abarbeiten der Kassettengrundfläche die Höhe veränderbar und die Lagerstellung kann der Biegelinie des Läufers angepaßt werden. Die Kassetten, die im einfachen Formschluß in den Nuten mit Passungsspiel die Reibkraft der Maschine aufnehmen, ermöglichen zudem die optimale Anordnung der Gleitsteine entsprechend der Krafteinleitung und sind in ihrer Anzahl und Flächengröße jederzeit einem geänderten Auflagedruck anpaßbar. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergibt sich aus dem Merkmal des Anspruchs 2.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Zwischenlagergehäuses mit den Gleitstein­ kassetten.

Fig. 2 Die Draufsicht auf die Grundplatte des Zwischenlagergehäuses.

Das Lagergehäuse 1 einer mehrgehäusigen Kondensationsturbine größerer Leistung gleitet mit den in den Lagerfuß 2 eingesetzten gehärtet und geschliffenen Stahlplatten 3 auf den selbstschmierenden Gleitflächen 4 der Gleitsteine 5, die in Ausnehmungen der Kassetten 6 mit exzentrisch angeord­ neten Halteschrauben 7 befestigt sind. Mittels untergelegten und angepaßten Distanzscheiben 8 erfolgt die Höhenausrichtung der Gleitsteine 5.

Die Kassetten 6 mit der vorgefertigten Höhe "h" werden in der Grundplatte 9, in quer zur Dehnrichtung der Maschine verlaufenden Nuten 10 gehalten und mit einem Arretierungsbolzen 11 gesichert.

Zum Anheben des Lagergehäuses 1 werden Abdrückschrauben 12 verwendet, die sich auf der Oberfläche der Grundplatte 9 abstützen.

Nach der Entlastung der Gleitflächen 4 mit den Abdrückschrauben 12 und dem Entfernen der Arretierungsbolzen 11 kann der seitliche Aus- bzw. Einschub der Kassetten 6 erfolgen. Der Kassettenbaustein ist vorteilhafterweise als Standardelement mit variabler Länge und Gleitsteinanzahl konzipiert. Ihre Anzahl und Anordnung erfolgt in Abhängigkeit von der Belastungsintensität des Lagergehäuses 1.

Die im Lagerfuß 2 eingesetzten Stahlplatten 3 werden unter Berücksichtigung der maximalen Wärmedehnung mit der Exzentrizität "e" zu den Gleitsteinen 5 montiert, während das vertikale Spiel "s" zwischen der Stahlplatte 3 und der Kassette 6 der Sicherung einer definierten Gleitflächenbelastung dient. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die im Beispiel gewählte Kreisform der Stahlplatten 3 und der Gleitsteine 5 für den Erfolg nicht aus­ schlaggebend ist und beliebig gestaltet werden kann.

Claims (2)

1. Auflagerung für Lagergehäuse von thermischen Maschinen mit zwischen Lagergehäusefuß und Grundplatte angeordneten Traggleitschienen, die mit höheneinstellbaren, scheibenförmig ausgebildeten Einstellkörpern ausge­ stattet sind und zusätzlich im Lagerfußrand befindlichen Abdrückschrauben zum Anheben des Lagergehäuses, gekennzeichnet dadurch, daß in die Oberfläche der Grundplatte (9), quer zur Dehnrichtung des Lagergehäuses (1), flache und nachträglich integrierbare, zum Grundplattenrand offene Nuten (10) mit eingeschobenen Kassetten (6) angeordnet sind, in deren variabel anordenbare Ausnehmungen, mit unterlegten Distanzscheiben (8) höhenausgerichtete Gleitsteine (5) befestigt sind, die jeweils mit einer der entsprechend Belastungsintensität im Lagerfuß (2) befestigten Stahlplatte (3) ein Gleitpaar bilden.

2. Auflagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stahlplatten (3) mit der Exzentrität "e" zu den Gleitsteinen (5) montiert sind.