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Abdichtung der Leitschaufeln von Überdruckturbinen gegen die Trommel
Die trommelförmige Ausbildung des Turbinenläufers bei Überdruckdampfturbinen hat
den Nachteil, daß infolge des großen Umfangsspaltes zwischen Leitschaufeln und Trommel
verhältnismäßig viel Dampf von einer Stufe zur anderen übertritt, ohne die Leitschaufeln
zu durchfließen.
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Dieser Dampfverlust macht sich besonders im Hochdruckgebiet geltend,
so daß man zur Erreichung eines guten Wirkungsgrades im Hochdruckteil Druckstufen
verwendet, obgleich Überdruckstufen einen besseren Wirkungsgrad ergeben. -.
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Man hat nun diesem Übelstand dadurch abzuhelfen versucht, daß man
die Kopfringe der Leitschaufeln in entsprechenden Nuten der Trommelwand laufen ließ.
Hierdurch kann zwar eine kleine Verringerung des Leckdampfverlustes erreicht werden,
jedoch hat eine derartige Einrichtung, da der abzudichtende Spalt immer noch einen
großen Umfang- besitzt, nur wenig Zweck.
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Die Erfindung bezweckt nun, daß diese Leckverluste, abgesehen von
den üblichen Abdichtungen, dadurch herabgesetzt werden, daß der freie Durchtrittsquerschnitt
von einer Stufe zur anderen durch Verringerung des entsprechenden Trommeldurchmessers
möglichst klein gehalten wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Trommel zur Verkürzung der Ringspalte
mit Rillen versehen ist, die mindestens die Tiefe der kleinsten Schaufellänge haben
und in welche die unter Einschaltung von Zwischenstücken verlängerten Leitschaufeln
oder ihre Kopfringe eingreifen. Falls nur- die Kopfringe in die Rillen eingreifen,
werden diese so ausgeführt, daß sie bis zum Grunde reichen. Sie bilden dann zweiteilige
Ringscheiben. Die verbleibende Trommelwand kann dünn gehalten werden, da ja diese
Wandung durch die stehenbleibenden Rippen, an denen die Laufschaufeln befestigt
sind, verstärkt wird.
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Die in die Rillen eingreifenden ringförmigen Teile werden zweckmäßig
an ihrem unteren Ende oder auch an ihren Seiten, besonders an der Seite, an welcher
der Leckdampf zunächst entlang strömt, mit einer Labyrinthdichtung versehen, wenn
nicht das geringe Spiel zwischen dem umlaufenden und feststehenden Teil innerhalb
der Rillen als Labyrinth genügen sollte. Infolge dieser Rillenanordnung ist der
Dampf gezwungen, in einem kleineren Umfangsdurchmesser von einer Stufe zur anderen
überzutreten,
auch können auf einem längeren Wege Dichtungsvorrichtungen
vorgesehen sein.
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Hierdurch werden die Dampfverluste verringert, so daß auch im Hochdruckteil
Überdruckstufen Verwendung finden können.
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Da die Vermeidung von Leckdampfverlusten in den Hochdruckstufen wichtiger
ist als in den Niederdruckstufen, so wird die Rillentiefe in der Trommel zweckmäßig
derart gewählt, daß sie bei höherem Druckunterschied zwischen zwei Stufen zunimmt.
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Anstatt in der Trommelwandung tiefe Rillen anzubringen, kann man auch
eine Trommel von entsprechend geringerem Durchmesser verwenden, auf der Außenrippen
angebracht sind, an denen die Laufschaufeln befestigt werden und zwischen die die
Enden der Leitschaufeln oder ihre Kopfringe, wie oben beschrieben, eingreifen.
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Die Zeichnung zeigt die Erfindung bei einer Überdruckturbine an verschiedenen
Ausführungsbeispielen.
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Die mit den Schaufeln a versehene Trommel b
ist mit Rillen
c versehen, in welche die Leitschaufelnd entweder unmittelbar oder mittels angesetzter
Ringteile hineinragen. So ist die Leitschaufel dl bis zum Grunde der Rillen verlängert
und die Zwischenräume zwischen dieser und der benachbarten Schaufel sind innerhalb
der Rillen durch Zwischenstücke e, die mit den Schaufeln durch einen Draht f verbunden
sind, ausgefüllt. Am inneren Ende der Schaufeln und der Zwischenstücke ist eine
Labyrinthdichtung g vorgesehen. Die Schaufel dz von normaler Länge ist dagegen an
ihrem inneren Umfang mit einem Kopfring h versehen, der aus einem U-förmigen Winkelring
besteht, der seitlich der Form der Aussparung angepaßt ist und an seinem inneren
Umfang ein Labyrinth besitzt.
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Eine andere Ausführung zeigt die Schaufel d3. Hier ist an dem inneren
Ende der Leitschaufel ein Ring oder Ringteil i angesetzt, der in die Rillen hineinragt
und an seinem inneren Umfang gleichfalls durch ein Labyrinth gegen die Trommel abgedichtet
ist. Um einen glatten Durchtritt des Dampfes durch die Schaufeln zu ermöglichen,
müssen bei der dargestellten Befestigung der Ringteile mittels an den Schaufelenden
angebrachter Schwalbenschwänze zwischen letzteren Zwischenstücke vorgesehen sein.
Die Befestigung der Leitschaufeln an dem Gehäuse selbst kann hierbei gleichfalls
mittels Schwalbenschwanz erfolgen, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Schaufeln
durch Zwischenstücke k gewährleistet wird.
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Durch das Eingreifen der Leitschaufeln oder deren Ansätze in die Rillen
der Trommel wird der freie Durchtrittsspalt für den Dampf von einer Laufschaufel
zur andern verringert. Infolgedessen können auch im Hochdruckteil Überdruckstufen
ohne Gefahr übermäßiger Dampfverluste Verwendung finden, während für alle Stufen
der Wirkungsgrad erhöht wird. Die Trommel selbst kann mit der Welle auch aus einem
Stück bestehen; desgleichen braucht auch die Rillentiefe nicht überall gleich zu
sein, sondern kann an den Stellen, wo ein stärkerer Dampfdurchtritt zu befürchten
ist, zunehmen.