DE571899C - Einrichtung zum Verschluss der Wellendichtungen von Dampfturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschluß der Wellendichtungen von durch stark überhitzten Dampf getriebenen Turbinen. Bei jeder Dampf turbine mit sich durch das Druckgehäuse erstreckender Welle hat der Dampf das Bestreben, durch den Ringraum zwischen der Welle und dem Turbinengehäuse zu entweichen. Im Falle von Turbinen, bei denen iiberhitzter Dampf in üblicher Temperatur, d. h. um 370 bis 400⁰ C, verwendet wird, soll die Temperatur der Welle nicht so ansteigen, daß die Ableitung der Wärme zum Lager ein gefährliches Ausmaß annimmt oder sich betriebsstörend auswirkt. Unter diesen Bedingungen wird eine Labyrinthdichtung genügender Länge verwendet, um die Menge des Dampfverlustes durch Herstellung eines Kreislaufes zu vermindern, wobei die Temperatur des Läufers durch die Wärmestrahlung zum Raum und zu den anderen Teilen der Turbine vermindert ist. Eine bestimmte Wärmemenge wird nun entlang der Welle und in die Lagerteile geleitet, wo die Temperatur unterhalb des kritischen Punktes, wie bei den Turbinen üblich, durch den Umlauf von an allen Lagern verwendeten gekühlten Öles gehalten wird. Bei hohen Dampftemperaturen nun würde die Wärmeabstrahlung von der Welle nicht in genügend hohem Maße erfolgen, um die Temperatur der Lagerlaufteile unterhalb der zulässigen Grenze zu halten, selbst wenn große Mengen gekühlten Öles verwendet werden. Jede der Dichtung unter zur Verhinderung des Ausleckens von Dampf genügend hohem Druck zugeführte Kühlflüssigkeit ist bestrebt, in den hinter der Dichtung liegenden Dampfraum einzutreten. Es ist aber bekanntlich einer der Plauptzwecke der Überhitzung des Dampfes, den Niederschlag oder die Bildung von Flüssigkeit in der Dampfkammer der Turbine zu vermeiden.

Durch die Erfindung soll bei einer durch stark überhitzten Dampf getriebenen Turbine die Hochdruckenddichtung der Welle verschlossen und der entsprechende Teil der Welle und des Lagers an der Erreichung einer unzulässig hohen Temperatur verhindert werden. Die Erfindung besteht darin, daß außerhalb der Dichtung und in Berührung mit der Welle ein Raum mit gesättigtem Dampf gefüllt ist, dessen Drude höher und dessen Temperatur niedriger ist als jene des die Turbine treibenden überhitzten Dampfes, wobei der gesättigte Dampf aus demselben Kessel wie der überhitzte Dampf entnommen werden kann.

Durch diese Anordnung wird nicht nur das Lager genügend gekühlt, ohne daß eine Gefahr des Eintretens von Flüssigkeit in die Dampfkammer besteht, sondern der gesättigte Dampf ist stets verfügbar und auf einem Druck, der jenen des überhitzten Dampfes überschreitet, ohne daß zusätzliche Hilfsmittel, wie z. B. Pumpen, verwendet werden.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung heispielsweise dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι den Schnitt durch ein Lager, Welle, erste Turbinenstufe und einen Teil eines'Tur¹ binengehäuses,

Abb. 2 und 3 je eine schematische Anordnung.

Bei der Ausführung nach Abb. 1 bezeichnet 5 die Welle, 6 die erste Turbinenstufe und 7 einen Teil des Turbinengehäuses, welches z. B. durch einen Ansatz 8 verlängert ist, so daß sich Kammern 9 und 10 ergeben. Ein Metallring 11 ist dicht auf der Welle gesichert, und zwar unmittelbar anschließend an die erste Turbinenstufe 6, und ist ein Teil des Turbinen- oder Wellendichtungsgehäuses nach einwärts und um diesen Ring gezogen und endigt in einer Labyrinthdichtung 12. Bei Betrieb wird überhitzter Dampf auf üblichem Wege bei 13 der Turbine zugeleitet. Ein Teil dieses Dampfes wird durch den Raum zwisehen dem Ring 11 und der Labyrinthdichtung 12 trotz aller Vorkehrungen entweichen. Dieser Verlust wird dadurch verhindert, daß in die Kammer 9 Dampf höheren Druckes, jedoch geringerer Temperatur als der auf die Turbinenschaufeln einwirkende überhitzte Dampf eingebracht wird. Bei jedem mit überhitztem Dampf arbeitenden Gerät ist der gesättigte Dampf unter einem höheren Druck als der überhitzte Dampf, wobei der Druckunterschied gleich ist dem durch die Reibung im Überhitzer veranlaßten Druckabfall. Demgemäß ist gesättigter Dampf stets zu einem Druck höher als jener des überhitzten Dampfes verfügbar. Durch Einführen dieses gesättigten Dampfes über einen Einlaß 14 wird daher in der Kammer 9 außerhalb der ersten Turbinenstufe ein Dichtungskörper erhalten, der einen genügend hohen Druck besitzt, um dem entweichenden überhitzten Dampf aus dem Turbineninnern zu widerstehen, und der eine genügend tiefe Temperatur besitzt, um die Welle und das Lager gegen eine unzulässige Überhitzung zu schützen. Ein zweiter Ring 15 umgibt die Welle zwischen den Kammern 9 und 10, und ist ein Teil des Gehäuses 8 nach innen gezogen und mit einer verlängerten Labyrinthdichtung 16 versehen, die auf dem Ring liegt und sich dem Entweichen des gesättigten Dampfes aus der Kammer 9 in die Kammer 10 entgegenstellt. Solcher etwa doch entweichender gesättigter Dampf kann aus der Kammer 10 durch eine Leitung 17 zu irgendeinem gewünschten Punkt abgeführt werden, wie etwa zu einer Turbinenstufe niedrigeren Druckes oder zu einer Erhitzungseinrichtung. Es ist bei gewöhnlichen Turbinen üblich, den entweichenden überhitzten Dampf einer Hochdruckstufe der Turbine in eine Stufe niedrigeren Druckes zu führen oder ihn in eine Erhitzungseinrichtung zu leiten. Ein dritter Ring 18 umgibt die Welle an der Außenseite der Kammer 10, und ist die Stirnwand des Gehäuses nach innen gezogen und mit einer weiteren Labyrinthdichtung 19 versehen, welche auf dem Ring 18 liegt und jeden Austritt des Dampfes am Ende der Welle verhindert.

Der Punkt, in welchem sich die vorliegende Erfindung von der üblichen und bekannten Art unterscheidet, ist jener, daß in einer zwischen dem Turbineninnern und der Kammer 10 eingeschalteten Zwischenkammer 9 Dichtungsdampf gehalten wird, dessen Druck höher ist als der des die Turbine antreibenden überhitzten Dampfes, und der eine niedrigere Temperatur als dieser aufweist. Es kann j eder gewünschte Druckunterschied zwischen dem Innern der Kammer 9 und dem Turbineninnern aufrechterhalten werden, und zwar durch Anordnung von Ventilen bekannter Art. Z. B. können zu diesem Zwecke handgesteuerte Organe nach Maßgabe der Abb. 2 verwendet werden, um stets einen gleichmäßigen Druckunterschied zwischen der Hochdruckdichtungskammer und der ersten Turbinenstufe aufrechtzuerhalten, während gemäß Abb. 3 eine selbsttätige Regelungseinrichtung verwendet ist, um stets den Druckunterschied zwischen der Hochdruckdichtungskammer 9 und der ersten Turbinenstufe oder Kammer A aufrechtzuerhalten.

In Abb. 2 bezeichnet 20 die Hauptdampfzuleitung zur Turbine und 21 einen Druckmesser, welcher mit der Kammer der ersten Turbinenstufe verbunden ist. Die Dichtungsdampfzuleitung 22 führt zur Dichtungskammer 9 und ist mit einem üblichen Absperrventil 23 und mit einem von Hand einzustellenden Ventil 24 versehen, durch welches der gewünschte Druck in der Kammer 9 erhalten werden kann. Ein Druckmesser 26 macht es für die bedienende Person möglich, den Grad des Druckes zu bestimmen, welcher' in der Kammer 9 vorhanden ist, während der Druckmesser 21 den Grad des Druckes in der rsten Turbinenstufe angibt. Die Ableitung des entweichenden Dampfes ist mit 10 bezeichnet.

In Abb. 3 ist die Hauptdampfzuleitung zur ersten Turbinenstufe mit 27 bezeichnet und führt eine Abzweigung 28 von dieser zu

einem üblichen Druckregelungsventil 29. Die Dampfzuleitung zur- Dichtungskammer 9 ist mit 30 bezeichnet, und ist das Druckregelungsventil 31 in dieser Leitung angeordnet und steuert den Druck in derselben. Eine Verbindung 32 führt von der Leitung 30 zum Druckregelungsventilgehäuse 29, wobei das Ventil 31 in üblicher und bekannter Weise dazu dient, um einen ständigen Unterschied zwischen dem Druck in den Leitungen 28 und 32 aufrechtzuerhalten.

Bei 33 ist ein Absperrventil angeordnet. Es können bei dieser Ausführung Druckmesser verwendet werden, jedoch sind diese nicht wesentlich. Bei 34 ist die Ableitung des entweichenden Dampfes angeordnet.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zum Verschluß der Hochdruckenddichtung der Welle und zur Vermeidung der Überhitzung derselben bei durch stark überhitzten Dampf getriebenen Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Dichtung und in Berührung mit der Welle ein Raum mit gesättigtem Dampf gefüllt ist, welcher einen höheren Druck und eine niedrigere Temperatur als der die Turbine treibende überhitzte Dampf aufweist und ebenso wie dieser vorzugsweise in demselben Ke'ssel erzeugt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, zur Dichtung von Dampfturbinenwellen, die außerhalb jedoch in Verbindung mit der Dichtung eine sie umgebende Kammer aufweisen, in die der gesättigte Dampf eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Druckregelungseinrichtung vorgesehen ist, die zwisehen dem die Turbine treibenden Dampf und dem Dichtungsdampf in der Kammer einen gleichbleibenden Druckunterschied aufrechterhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   fifehüN. ötebiiWKT in bfeH R