DE565542C - Radialbeaufschlagte Gegenlaufturbine - Google Patents

Description

Bei der radialbeaufschlagten Gegenlaufturbine ist die Zunahme des Beaufschlagungsdurchmessers von Kranz zu Kranz abhängig von der Schaufel- und Spaltbreite. Hieraus ergeben sich Schwierigkeiten für die Verwendung dieser Turbinenart in hohen Druckgebieten. Man hat diese Schwierigkeiten schon früher erkannt und deshalb vorgeschlagen, den hochgespannten Dampf nicht sofort in der radialbeaufschlagten Turbine zu verarbeiten, sondern dieser eine axialbeaufschlagte Turbine vorzuschalten, die sich für Dampf höheren Druckes besser eignet, und erst deren Abdampf in der radialbeaufschlagten Turbine weiterzuverarbeiten. Man kommt auf diese Weise zur Zweigehäusebauart, die in jedem Fall teurer und umfangreicher als die Eingehäusebauart ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die radialbeaufschlagte Gegenlaufturbine als Eingehäusemaschine so auszubilden, daß sie auch Dampf hohen und höchsten Druckes wirtschaftlich verarbeiten kann. Zu diesem Zweck wird der bisher in einem getrennten Gehäuse untergebrachte axialbeaufschlagte Teil in das Gehäuse der radialbeaufschlagten Turbine hineinverlegt, und die Erfindung besteht darin, daß die gegenläufigen Teile gleichzeitig Träger, einer vielstufigen axialbeaufschlagten Überdruckbeschaufelung sind. Der Dampf tritt also zunächst in die Gegenlaufkränze mit vorwiegend axialer Dampfströmung ein und gelangt erst aus diesen in die Laufkränze mit vorwiegend radialer Dampfströmung. Die axialbeaufschlagten Gegenlaufkränze des Hochdruckteiles eignen sich besonders zur Verarbeitung hochgespannten Dampfes, da der Beaufschlagungsdurchmesser von Stufe zu Stufe gleichgehalten werden oder um ein beliebig kleines Maß zunehmen kann. Die radialbeaufschlagten Kränze eignen sich dagegen besser für die Entspannung des Dampfes im niederen Druckgebiet.

Diese Bauart bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß beim Übergang aus dem axialin den radialbeaufschlagten Teil ein Teil der Dampfmenge abgeführt werden kann, oder daß an der gleichen Stelle-zusätzliche Dampfmengen eingeführt werden können. Dadurch kann die Überlastbarkeit der Maschine auf besonders einfache Weise erreicht werden. Die Maschine kann ohne große Änderungen als Zwei druckmaschine verwendet werden, indem ihr Dampf niederer Spannung zugesetzt wird, der sich mit dem die axialbeaufschlagte Schaufelung verlassenden Dampf mischt und gemeinsam mit ihm in der radialbeaufschlagten Schaufelung weiter entspannt wird. Auf die gleiche Weise kann die Turbine als Frischdampfspeichermaschine betrieben werden.

Auch für die Entnahme von Heizdampf als Anzapfmaschine kann die geschilderte Turbinenbauart eingerichtet werden, indem zwischen der axial- und der radialbeaufschlagten Beschaufelung eine Labyrinthdichtung angeordnet wird. Mit Ausnahme des Lässigkeitsverlustes dieser Dichtung wird bei Anzapfbetrieb die ganze in der axialbeaufschlagten

Beschaufelung arbeitende Dampfmenge abgeführt, von wo aus sie zum Teil den Heizvorrichtungen und zum anderen Teil über ein Regelventil der radialbeaufschlagten Beschaufelung wieder zugeführt wird. Die Maschine wirkt in diesem Falle wie eine Anzapfturbine mit gesteuerter Anzapfstelle. Die gleiche Einrichtung kann zur Verwendung kommen, wenn Zwischenüberhitzung des ίο Dampfes vorgesehen wird. Das Überströmventil kommt dann in Fortfall. Der Dampf verläßt die Maschine, nachdem er die axialbeaufschlagten Stufen durchströmt hat, und gelangt nach Durchströmen des Zwischen-Überhitzers in die radialbeaufschlagten Überdruckstufen. Handelt es sich um Maschinen großer Leistungen, so können den radialbeaufschlagten Gegenlaufstufen in bekannter Weise axialbeaufschlagte Überdruckstufen angefügt werden.

Abb. ι stellt ein Ausführungsbeispiel für die Gegenlaufturbine nach der Erfindung dar. Der Dampf tritt durch das Rohr a, das -in einer Mittenbohrung der Welle b gelagert ist, ein. Der Wärmeübergang aus dem im Rohr α strömenden Dampf an die Welle b wird verhindert durch Wärmeschutzmasse, die im Ringraum c untergebracht ist, und durch Kühlöl, das den Ringraum d durchströmt. An die Welle b ist das Wellenende e befestigt, das innen das zweiteilige Futter / und außen die Nabe g des Rades h trägt. Im zweiteiligen Futter/ sind die Kränze der axialbeaufschlagten Beschaufelung i befestigt, deren Umfangskraft auf die Welle b übertragen wird. Das in mehrere Ringe unterteilte Rad h trägt die radialbeaufschlagte Beschaufelung k, deren Umfangskraft auf die Welle b übertragen wird.

Für die zweite Turbinenseite sind entsprechende Bezeichnungen gewählt, b' ist die angetriebene Welle, e das Wellenende, das einerseits die Nabeg·' der radialbeaufschlagten Schaufelträger K aufnimmt, anderseits die axialbeaufschlagten Schaufelkränze i', die unmittelbar in Nuten dieses Wellenendes sitzen.

Der Dampf gelangt durch das Rohr a zuerst in die axialbeaufschlagte Beschaufelung i, ϊ und dann in die radialbeaufschlagte Beschaufelung k, ¥. Zur besseren Raumausnutzung sind im Ausführungsbeispiel auch die Muttern / und V mit radialbeaufschlagten Schaufeln ausgestattet. Diese Muttern dienen zur Befestigung der radialbeaufschlagten Schaufelträger auf den axialbeaufschlagten Schaufelträgern. Die Stopfbüchsen m und m' sind in der bei Gegenlaufturbinen üblichen Weise angeordnet. Sie haben aber im vorliegenden Falle einen geringeren Überdruck nach außen abzudichten als bei den bekannten Turbinen dieser Art. Bevor der Dampf an diese Stopfbuchsen gelangt, ist er bereits in der axialbeäufschlagten Beschaufelung i, i' und in der auf den Muttern / und ΐ sitzenden 6s radialbeaufschlagten Schaufeln teilweise entspannt. Das gleiche gilt für die Entlastungsscheiben 0 und 0' mit den Gegenscheiben p und p' und den dazwischenliegenden Dichtungen. Auch sie haben nur einen Teil des gesamten Druckgefälles aufzunehmen. Sie übernehmen aber in gleicher Weise die Entlastung der Wellen von axialen Schüben, wie in den bekannten radialbeaufschlagten Gegenlaufturbinen. Die Einführung des Zusatzdampfes bei Überlastung der Maschine erfolgt durch die Rohre r, r' unmittelbar vor die ersten radialbeaufschlagten Stufen, die auf den Rädern h und h' befestigt sind. .

In dieser Form kann die Maschine als Kondensationsmaschine und als Gegendruckmaschine verwendet \verden. Besonders geeignet ist sie für die Verarbeitung hochgespannten Dampfes. Sie kann auch Dampf, der mit \-erschiedenen Drücken zuströmt, verarbeiten, wobei der hochgespannte Dampf durch die Leitung α in der Welle b, die durch eine gleichartige Leitung a' in der Welle V ergänzt werden kann, zuströmt. Der Niederdruckdampf kann durch die Leitungen r und r' go eintreten. Maschinen dieser Art können im Zusammenhang mit vorgeschalteten Auspuffmaschinen oder im' Zusammenhang mit Dampfspeichern betrieben werden.

In Abb. 2 sind die gleichen Bezugszeichen gewählt wie in Abb. 1. Zum Unterschied von Abb. 1 weist Abb. 2 eine Abdichtung s auf, die den unmittelbaren Übertritt des Dampfes aus dem axialbeaufschlagten Teil in den radialbeaufschlagten Teil verhindert. Nachdem der Dampf die axialbeaufschlagte Beschaufelung durchströmt hat, gelangt er durch die Kanäle t und das Rohr / nach außen. Der Eintritt in die radialbeaufschlagte Beschaufelung ist nur frei für den Dampf, der durch das Rohr r in die Maschine eintritt. Durch Einbau der Abdichtung s kann also ein Teil der Dampfmenge oder auch die ganze Dampfmenge, die in der axialbeaufschlagten Beschaufelung gearbeitet hat, daran verhindert werden, in die radialbeaufschlagte Beschaufelung einzutreten. Es können beliebige Dampfmengen nach ihrer teilweisen Entspannung für Heizzwecke und chemische Zwecke entnommen werden. Wird die durch das Rohr r dem radialbeaufschlagten Teil zuströmende Dampfmenge durch ein Ventil geregelt, das unter der Herrschaft des Heizdampfdruckes steht, so stellt die Turbine eine Anzapfturbine mit gesteuerter Staustelle dar. iao Bei dieser wird eine größere Dampfmenge die axialbeaufschlagte Beschaufelung i, Ϊ

durchströmen, eine kleinere die radialbeaufschlagte Beschaufelung k, k'. Im Grenzfall des Gegendruckbetriebes wird die gesamte Dampf menge durch das Rohrr entnommen; das Rohr/· ist vom Dampfzutritt abgesperrt, und die radialbeaufschlagte Beschaufelung und die dazugehörigen Abdichtungen werden nur von der Dampfmenge durchströmt, die dem Lässigkeitsverlust der Abdichtung.? entspricht.

Schaltet man zwischen Rohr r' und Rohr r an Stelle des Regelventils einen Zwischenüberhitzer, so kann die Gegenlauf turbine in der Form der Abb. 2 auch für die Entspannung höchstgespannten Dampfes auf Kondensatordruck verwendet werden. Das Wellenende e ist in Abb. 2 zweiteilig ausgeführt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:
   20

   ι. Radialbeaufschlagte Gegenlaufturbine mitvorgeschaltetem axialbeaufschlagtem Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenläufigen Teile gleichzeitig Träger einer vielstufigen axialbeaufschlagten Überdruckbeschaufelung sind.
2. 2. Gegenlauf turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axialbeaufschlagte Teil der Beschaufelung in dem inneren freien Teil des Raumes angeordnet ist, der von dem radialbeaufschlagten Teil eingenommen wird.
3. 3. Gegenlauf turbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Dampfes zu den axialbeaufschlagten Schaufelkränzen durch die Mittenbohrung mindestens eines der Läufer erfolgt.
4. 4. Gegenlauf turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dampfzuführung zu dem Übergangsraum zwischen axialbeaufschlagtem und radialbeaufschlagtem Teil vorgesehen ist zur Zuführung entweder von Frischdampf für Überlastungszwecke oder von Dampf niederer Spannung aus vorgeschalteten Maschinen oder aus Speichern (Zweidruckturbine, Speicherturbine).
5. 5. Gegenlauf turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmung des Dampfes vom axial- in den radialbeaufschlagten Teil der Turbine durch eine Abdichtung behindert wird, die zwischen dem axial- und dem radialbeaufschlagten Teil angeordnet ist.
6. 6. Gegenlaufturbine nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf nach Durchströmung des axialbeaufschlagten Teiles einem Zwischenüberhitzer zugeführt wird, von dem aus er in den radialbeaufschlagten Teil übertritt.
7. 7. Gegenlaufturbine nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den axialbeaufschlagten Teil der Turbine verlassende Dampf ganz oder teilweise zu Heizzwecken verwendet wird und der Übertritt in den radialbeaufschlagten Teil durch ein vom Druck in der Heizdampfleitung beeinflußtes Regelorgan erfolgt.
8. 8. Gegenlaufturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schaufelträger für die axiale Beaufschlagung gleichzeitig als Zapfen für die Befestigung des oder der Schaufelträger für die radiale Beaufschlagung dienen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen