DE563895C - Vorrichtung fuer die Achsdichtung von Turbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten von Turbinenachsen.

Nimmt die Belastung eines durch eine Turbine angetriebenen Stromerzeugers allmählich ab, so wird der Druck des Betriebsdampfes allmählich derart durch das Einlaßventil gedrosselt, daß er unter den atmosphärischen Druck sinkt. Die Druckabnahme hält bis zum völligen Abschalten des Dampfeinlasses an, d. h. bis der Druck auf Null gesunken und die Turbine entlastet ist. Schließlich wird der Stromerzeuger als Motor die Turbine antreiben. Die Leerlaufverluste des Stromerzeugers werden nunmehr durch das elektrische Netz ausgeglichen.

Bei Turbinen mit Kondensator als Antriebskraft für Stromerzeuger dringt dann die Außenluft durch die Achsdichtung ein, sobald die Belastung der Turbine so weit gesunken ist, daß der Dampfdruck hinter dem Einlaßventil unter den atmosphärischen Druck sinkt. Die Luftpumpen müssen dann stärker arbeiten, um das Vakuum im Kondensator aufrechtzuerhalten. Die Turbinenschaufeln arbeiten deshalb in Luft, wodurch der Widerstand und somit auch die Verluste größer werden. Durch die Reibung entsteht eine Erhitzung, und ebenso treten noch andere Nachteile auf.

Es ist deshalb vorgeschlagen worden, eine Umgangsleitung um das Einlaßventil derart anzuordnen, daß ^abei geschlossenem Einlaßventil noch eine bestimmte Dampfmenge in die Turbinenschaufeln eindringt, um die Schaufeln zu kühlen. Es ist ferner vorgeschlagen worden, in einige Zwischenstufen der Achsdichtung Sperrdampf von höherem als atmosphärischem Druck einzuleiten. Dieser Dampf verhindert das Eindringen der Luft und tritt selbst durch die Schaufeln und Dichtungen hindurch, während ein anderer Teil des Dampfes nach außen entweicht.

Der Sperrdampf ist aber einerseits heiß und für Kühlzwecke wenig geeignet und ist auch teuer, weil er durch Brennstoffverbrauch hergestellt werden muß.

Durch die Verwendung von Wasser an Stelle von Dampf erzielt man den Vorteil, daß das Kühlmittel billig und leicht erhältlich ist, und zwar auch solches von etwa er- go forderlichem Überdruck. Das Wasser stellt ferner eine gute Sperrung gegenüber der Luft dar und ergibt eine bessere Kühlwirkung als Dampf. Die Sperrflüssigkeit nimmt die Reibungswärme der Beschaufelung auf und verdampft, so daß ein möglichst kalter Dampf für die Kühlung auf einfachste Weise und fast kostenlos erreicht wird.

Das Wasser hat beim Eindringen in die Dichtung einen derartigen Druck und eine derartige Temperatur, daß es nach der durch die Reibungsarbeit der Dichtung bedingten

weiteren Temperaturerhöhung beim Eintritt in-das Vakuum verdampft, so daß eine Beschädigung der Turbinenschaufeln vermieden wird, insbesondere weil die Dauer des Leerlaufantriebes im Vergleich zur normalen Arbeitsdauer gering ist. Ein Verspritzen des Sperrwassers nach außen wird durch eine besondere Einrichtung verhindert,

Erfindungsgemäß steht die Dichtung durch to Löcher und Bohrungen in der Turbinenachse mit dem mittleren Teil der Turbine in Verbindung, damit das Dichtungswasser diesem Teil zwecks Kühlung zugeführt wird.

Der Hohlraum der Achse steht durch Querbohrungen mit der die Achse umgebenden Dichtung'in Verbindung, ist aber z.B. durch einen Pfropfen gegen die Außenluft abgeschlossen.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der ao Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt; es zeigen:

Abb. ι einen Axialschnitt durch einen Teil der Turbine mit einer Einrichtung nach der Erfindung (die Zeichnung zeigt einen im as wesentlichen schematischen Schnitt durch die rechte obere Hälfte einer solchen Turbine), Abb. 2 eine abgeänderte Ausführungsform. Die dargestellte Turbine ist eine radial beaufschlagte Gegenlaufturbine. Am Achszapfen ι ist das dreigeteilte Turbinenrad 2, 3, 4 durch den Bolzen 5 befestigt- Das gezeigte Turbinenrad 2, 3, 4 trägt jeden zweiten Schaufelring der Beschaufelung 6, während die übrigen Schaufelringe an dem nicht gezeigten linken Turbinenrad befestigt sind. Die Dampfverteilungskammer 7, die zwei konzentrische Ringräume 8, 9 enthält, ist im ■ Turbinengehäuse 10 gelagert, und zwischen dieselbe und das Turbinenrad ist eine Labyrinthdichtung 11 mit zwei die Dichtungsringe tragenden Platten 12, 13 eingesetzt. Die erste ist an dem Turbinenrad befestigt und die zweite an der Dampfverteilungskammer 7, dadurch die innere Seitenwand derselben bildend.

Zwischen die Dampfverteilungskammer 7 und die Turbinenachse 1 ist eine Achsdichtung 14 gleichfalls als Labyrinthdichtung eingesetzt. Ein mit Regelventil ausgerüstetes Rohr 15 (oder mehrere solche) führt in das Innere der Achsdichtung 14 hinein. Durch dieses (oder diese) Rohr wird bei dem obengenannten Synchronlaufen Wasser in die Dichtung eingeleitet, welche dadurch ganz ausgefüllt wird, so daß es der Luft unmöglich ist, von außen durch die Dichtung hineinzudringen, und gleichzeitig die Temperatur erniedrigt wird. Von der Einlaufstelle dringt das Wasser teils nach außen und kann durch das sogenannte Achsenleckrohr 16 abgeleitet werden und teils nach dem Innern der Turbine zu. Dies letztgenannte Wasser wird dabei in größerem oder kleinerem Maße zum Verdunsten gebracht und nimmt in sich Wärme von der Dichtung auf, deren Dichtungskanten sich infolge allzu starker Erwärmung so stark abnutzen können, daß sie beim normalen Betrieb so viel Spiel erhalten, daß das Lecken schädlich wird.

Durch eine Bohrung 17 im Zapfen 1 oder deren mehrere kann das Druckwasser in den ausgehöhlten Zapfen und durch diesen und den gleichfalls hohlen Bolzen 5 zu der Mitte der Turbine hineingeleitet werden. Ein Pfropfen 18 wird dabei zur Abdichtung gegen die Außenluft in den Zapfen 1 eingeschraubt. Abb. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführung, bei der die Ableitung des Kältemittels von der Dichtung zur Turbinenmitte durch eine radiale Bohrung 19 oder deren mehrere und daran anschließende axiale Bohrungen 20 sowie in der Anlagefiäche zwischen dem Achszapfen und der Nabe des Turbinenrades angebrachte Nuten 21 erfolgt.

Eine Kühl- und Dichtungsvorrichtung der oben beschriebenen Art kann auch in Verbindung mit der Dichtung 11 vorgesehen werden. Auf der Zeichnung ist hierfür ein Rohr 19 gezeigt, das zu zwei verschiedenen Punkten der Dichtung hinführt, welche oberhalb und unterhalb des vom Ringraum 9 zu dem Innern der Beschaufelung 6 führenden Verblndungskanals gelegen sind.

Statt Wasser kann kalter, wenig überhitzter oder gesättigter Dampf hineingeleitet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Achsdichtung von Turbinen, dadurch gekennzeichnet, - daß die Dichtung durch Löcher und Bohrungen in der Turbinenachse mit den mittleren Teilen der Turbine in Verbindung steht, damit das Dichtungswasser diesen Teilen zwecks Kühlung derselben ■ zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 an Turbinen mit hohler Achse, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum der Achse durch Querbohrungen (17) mit der die Achse umgebenden Dichtung (14) in Verbindung steht, dagegen durch einen Verschluß, z. B. Pfropfen (18), gegen die Außenluft abgeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen