DE443607C - Dampf- oder Gasturbine - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, außerhalb der beiden üblichen Endlager von Turbinenwellen ein drittes Lager anzuordnen, das als Vorspannung der Welle wirkt und deren Durchbiegung verringert, so daß der Wellendurchmesser kleiner gehalten werden kann. Dessenungeachtet hat man bisher der auf der Eintrittsseite des Treibmittels befindlichen Stopfbuchse den gleichen oder sogar

ίο einen größeren Durchmesser gegeben wie dem auf der gleichen Seite befindlichen Lager. Dadurch wurden die Stopfibüchsenverluste auf der Eintrittsseite größer als eigentlich mit Rücksicht auf die notwendigen Festigkeitsverhältnisse nötig wäre.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß bei Turbinen der angegebenen Art, bei denen die Durchbiegung der Welle durch außerhalb der beiden Hauptlager wirkende Verspannungskräfte verkleinert wird, der Durchmesser der Hochdruckstopfbüchse kleiner gehalten werden kann als der Durchmesser des auf der Hochdruckseite angeordneten Turbinenlagers, und daß auf diese Weise die Stopfbüchsenverluste herabgesetzt werden können. Wo ein Kammlager vorhanden ist, kann diese Verringerung des Durchmessers der Hochdruckstopfbüchse durchgeführt werden, ohne daß ein besonderes drittes, als Verspannungskraft wirkendes Stützlager ange-

ordnet wird, indem das Kammlager gleichzeitig als die Durchbiegung der Turbinenwelle verringerndes Stützlager ausgebildet wird.

Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.

• Beim Ausführungsbeispiele nach Abb. ι ist r der Läufer einer Hochdruckturbine, bei ίο welchem die Laufräder mit der Welle aus ,einem Stück bestehen; I ist das vordere, I₁ das rückwärtige Turbinenlager, k das Kammlager, s ist die vordere und ^₁ die rückwärtige Hochdruckstopfbüchse. Die Wellendurchmesser der Stopfbuchsen sind mit d, (I₁ und die Lagerdurchmesser mit d₂ und d_s bezeichnet. Die punktierte Linie f veranschaulicht die Durchbiegung der Welle des Turbinenläufers r. Wenn außerhalb der Lager Z, I₁ Stützen vorgesehen sind, wie dies beispielsweise durch entsprechende Ausbildung des Kammlagers k erfolgen kann und durch die Auflagefläche L (Abb. 1) kenntlich gemacht ist, dann wird die Durchbiegung des Turbinenläufers r nicht nach der Linie /, sondern viel günstiger nach der strichpunktierten Linie f_x verlaufen. Dadurch wird erreicht, daß die kritische Drehzahl des Turbinenläufers erhöht wird, und die Wellendurchmesser, insbesondere aber die Durchmesser der Stopfbüchsen klein und daher auch deren Baulänge verhältnismäßig kurz gehalten werden kann. Die Stopfbüchsendurchmesser d, d_t sind hierbei kleiner als die Lagerdurchmesser d„, dz, und unter Berücksichtigung, daß sich die durch die mechanische Kraftübertragung bedingte Verdrehungsbeanspruchung vom ersten Laufrad nach rückwärts über Lager I₁ überträgt, kann der vordere Stopfbüchsendurchmesser d bedeutend kleiner sein als der Durchmesser Ci₁ der rückwärtigen Stopfbüchse J₁, wodurch vorteilhafterweise die unter dem höchsten Treibmitteldruck mit kleinen spezifischen Treibmittelvolumen stehende Hochdruckstopfbüchse s und deren Wellendurchmesser d am kleinsten ausfallen. Um auch die. Undichtigkeitsverlus.te innerhalb der Turbine auf das Mindestmaß herabzusetzen, sind die zwischen den einzelnen Laufrädern des Turbinenläufers r befindlichen Wellendurchmesser nicht größer als die Stopfbüchsendurchmesser. Vorteilhaft nehmen die Wellendurchmesser zwischen den Laufrädern vom vorderen Stopfbüchsendurchmesser d bis auf den rückwärtigen Stopfbüchsendurchmesser d_x allmählich zu, wie dies auch beispielsweise in Abb. r dargestellt ist. Es bleiben hierbei trotz der allmählich zunehmenden Wellendurchmesser die Undichtigkeitsverluste gering, da der fortschreitenden Ausdehnung des Treibmittels in der Turbine entsprechend der Treibmitteldruck kleiner und dessen spezifisches Volumen großer wird.

Um die Teilung der auf dem Läufer befindliehen Stopfbüchsenteile zu vermeiden und deren Auf- und Abbau zu vereinfachen, können an den Lagerstellen I, I₁ besondere Büchsen auf die Turbinenwelle aufgesetzt werden, damit die Lager die notwendigen Durchmesser d₂ und d_s erhalten.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Abb. 2 ist außerhalb des Lagers / eine besondere Stütze Z₃ vorgesehen, wodurch die Durchbiegung des Turbinenläufers nicht nach der punktierten Linie/, sondern nach der strichpunktierten Linie f_x verläuft. Im übrigen ist die Anordnung ähnlich der Abb. 1.

Die Stützen zwecks Verminderung der Durchbiegung, Erhöhung der kritischen Drehzahl oder Verringerung der Wellen-, besonders aber der Stopfbüchsendurchmesser können selbstverständlich nach Notwendigkeit in beliebiger Zahl an den jeweils geeigneten Stellen angebracht und hierfür auch entsprechende Maschinenteile der Turbine, wie beispielsweise das bereits vorerwähnte Kammlager in geeigneter Weise ausgebildet und verwendet werden.

Durch die Erfindung erhalten die Wellendurchmesser des Turbinenläufers die kleinstmöglichen Abmessungen, wobei auch gleichzeitig die mit Rücksicht auf die Festigkeit günstigste Wellengestaltung erhalten bleibt.

Claims (2)

95 Patentansprüche:

1. Dampf- oder Gasturbine, bei welcher die Durchbiegung der Welle durch außerhalb der beiden Lager angeordnete Verspannungskräfte verkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der auf der Hochdruckseite befindlichen Stopfbüchse kleiner ist als der Durchmesser des auf derselben Seite befindlichen Turbinenlagers.

2. Dampf- oder Gasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammlager gleichzeitig als die Durchbiegung der Turbinenwelle verringerndes Stützlager ausgebildet ist, um ohne An- n₀ Ordnung eines besonderen dritten Lagers den Stopfbüchsendurchmesser auf der Hochdruckseite kleiner halten zu können als den Lagerdiurcfamesser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.