DE624623C - Radialbeaufschlagte Turbine mit ringfoermigen Dampfkammern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
24. JANUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 624623 KLASSE 14 c GRUPPE 22 oi

Die möglichst wirtschaftliche Ausnutzung des Dampfes in der Turbine hat immer mehr dazu geführt, in den Entspannungsverlauf des Dampfes Entnahmestellen, insbesondere für Dampf zu Vorwärmezwecken, ■■ einzufügen. Bei der axialbeaufschlagten Turbine ist die Anordnung von Entnahmekanälen verhältnismäßig einfach. Bei der radialbeaufschlagten Turbine hingegen bestehen Schwierigkeiten, wie die verschiedenen Versuche zur Lösung dieser Frage beweisen. Man hat beispielsweise an dem die Turbinenwelle konzentrisch umgebenden Frischdampfkanal, der in der Regel von einem Überlastkanal umschlossen wird, noch einen dritten Ringkanal angeordnet und dabei sämtliche Kanäle in einem einzigen Schmiede- oder Gußstück untergebracht. Diese Ausführung ist zur Vermeidung unzulässig hoher ■ Wärmespannungen nur bei Tur- binen mit geringem Temperatürgefälle möglich, also nur bei einer Minderzahl von Gegendruckturbine^ Würde man die Entnahmestelle nahe an die Frischdampfeintrittsstelle legen, so wäre das Temperaturgefälle ebenfalls gering. Dabei wäre aber der Hauptzweck, nämlich dem Entnahmedampf möglichst viel Arbeit zu entziehen, verfehlt. Außerdem wäre bei Überlastung der Turbine, el. h. bei Zuführung des Frischdampfes in eine spätere Stufe, die Entnahme ganz ausgeschaltet.

Dieser Mangel der dreifachen Dampfkammer hat dazu geführt, die Entnahmekammer von der Frischdampf kammer zu trennen. Da bei vielen radialbeaufschlagten Turbinen, insbesondere bei allen Gegenlaufturbinen, der Entnahmedampf die zur Aufnahme des Axialschubes vorhandene^ als Labyrinthdichtungen ausgeführten Druckausgleichsscheiben in axialer Richtung zu durchströmen hat, lag es nahe, die Entnahmekammer an dem feststehenden Teil der Druckausgleichsscheiben zu befestigen. Dies bedingt, daß die Druckausgleichsscheibe in zwei aufeinanderfolgende Teile zerlegt wird und die Entnahmekammer nach der Trennungsstelle, die zugleich die Durchgangsstelle für den Entnahmedampf bildet, am äußeren Teil der feststehenden ■" Ausgleichsscheibe,, der an^ genähert dieselbe Temperatur wie die Entnahmekammer aufweist, befestigt wird. Immerhin werden hierbei infolge der Verwendung von-Körpern verschiedener Gestaltung unter dem Einfluß der hohen Temperatur und der verschiedenen Drücke in der mit feinen Spielen arbeitenden Druckausgleichsscheibe Spannungen und Verwerfungen eintreten. Insbesondere wird dies dann der

*) Von demPatentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Georg Barth in Laufambolz l·. Nürnberg und Dißl^-I-ng. Jakob Pfister in Nürnberg.

Fall sein, wenn die Entnahmekammer, wie dies aus Platzmangel bei einigen Bauformeri nicht anders möglich ist, keinen Ring, sondern ein Bogenstück bildet. -Hier-bedingen·. schon die nur auf einem Teil des Umfänges" angebrachten. Bohrungen für die Befestigungsschrauben und für den Dampfdurchtritt ein Verziehen der Druckausgleichsscheibe. Diese Ausführung hat. weiter den Nachteil, ίο daß der Entnahmedampf einseitig' aus der Turbine herausgezogen wird und somit die , äußeren Laufringe eine ungleichmäßige Beaufschlagung erfahren, der Wirkungsgrad der Maschine also verschlechtert wird. . ■

Diese Mängel sollen bei der, vorliegenden Erfindung vermieden werden. Sie stellt eine Einrichtung zur Befestigung der einen Teil für sich bildenden Dampfentnahmekanimer in Verbindung mit der äußeren feststehenden Druckausgleichsscheibe in der Weise dar, daß sowohl innere und äußere Druckausgleichsscheibe, Frischdampf-' und Enthahmekammer sich frei ausdehnen können, ohne dabei ihre zentrische Lage zu verlieren tind ohne daß dabei Ündichtheiten nach dem Abdampfraum oder einem anderen Teil der Turbine mit niedrigerer Spannung auftreten. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung nur die innere Dampfkammer, die einen Dampfraum oder mehrere aufweist, mit-der feststehenden Druckausgleichsscheibe verbunden und Träger der äußeren Dampfkammer.

Die Abbildungen zeigen. Ausführungsbei-'spiele, die sich auf radialbeäufschlagte Gegenlaufturbinen bekannter Bauart 'beziehen. Es sei zunächst Abb. ι erläutert. Die- ringförmige Frischdampfkammer 1 erhält ihren Zufluß durch ein Rohr oder mehrere Rohre 2, Durch öffnungen 3 in dem Turbinenrad -■ tritt der ■40 Dampf in einen Raum 4 und gelängt von da durch die inneren Lauf ringe 5 bis zur Überlaststelle 5. Diese empfängt bei Überlastung Dampf aus dem Ringkanal 7,- der durch ein Ventil oder mehrere-Ventile mit dem Ririgraum ι in Verbindung steht. Vom Raum 6 aus strömt der Dampf weiter durch mittlere ■ Schaufelringe-S nach dem Entnahmeraum 9 und von hier durch die äußeren Ringe Iq und die äxialbeaufschlagten-Stufen ii, die nur bei größeren Turbinen vorhanden sind.

* Von der Entnahmekammer 9 führt, ein ringförmiger Kanal um die Nabe, des Rades 12 herum durch eine ringförmige^:öffnung der in einen inneren Teil 13 und einen äußeren Teil 14 geteilten umlaufenden Druckausgleichsscheibe. Der Dampf strömt dann durch einen ebenfalls ringförmig ausgebildeten Kanal, der ." gleichfalls, in zwei Teile 15 und 16 zerlegten feststehenden Druckausgleichsscheibe in die 6b ringförmige Entnahmekammer 17. Aus ihr erfolgt die Abführung des Dampfes durch einen Rohrstutzen oder zweckmäßig mehrere symmetrisch_fauf den Umfang verteilte Rohrstutzen 18 mit anschließender Rohrleitung.,

Das mit einem Wärmeschutzmittel umgebene Entnahmegehäuse 19 sowie die Druckausgleichsscheibe 16 werden vom Dampf gleicher Temperatur durchströmt und weisen . aus diesem Grunde die gleiche Temperatur auf. Diese beiden Teile können durch Schrauben fest miteinander verbunden sein oder aus einem Stück bestehen. Die Scheibe 16 bildet hierbei zugleich die eine Begrenzungswand, der Entnahmekammer 17. Dagegen weist das Gehäuse 19 Temperaturen auf, die sich sowohl von jener der Frischdampf- und Überlastkammer 20 als auch von jener der Druckausgleichsscheibe 15 erheblich unterscheiden., Teil 19 darf daher weder mit der Dampfkammer 20 noch mit der Ausgleichsscheibe 15 in fester Verbindung stehen.

Gemäß der Erfindung ist daher ferner die Eritnahmekätnmer 19- durch die Verwendung radial gerichteter Paßbolzen 21 mit einem Ring 22 derart-verbunden, daß zwischen ihrem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser des Ringes 22 ein kleiner Spalt "besteht, der die freie Beweglichkeit der Kammer 19 gegenüber dem Ring 22 in jeder "Weise gestattet. Da der Ring 22 auf der go Dampfkammer 20 angebracht ist, bleibt auch die- zentrische Läge der Entnahmekammer stets gewährleistet. Er liegt mit seinen Seitenflächen einerseits an der Dampfkammer 20, andererseits an der Ausgleichsscheibe i£ an, \vobei er die für die Dampfkammer und die Druckausgleichsscheibe gleiche Temperatur ebenfalls annimmt. Infolge des 'Überdruckes, der zwischen den Ausgleichsscheiben 13 und 1.5 herrscht, wird an den aus auf geschliffenen Flächen bestehenden Dichtflächen 23' und 24 eine wirksame Abdichtung erzielt, die durgh Anbringung von Schrauben 25 noch erhöht werden kann.' Die Dichtstelle 24 erlaubt die radiale Verschiebung der Teile 15 und 19 gegeneinander ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung. Der Ring 22 gewährleistet -bei der Herstellung der Bohrungen für die Bolzen 21 ^gemeinsam im Ring 22 und in deni Entnahmegehäuse 19 volle Zugänglichkeit. Diese Bohrungen bei Weglassen des Ringes 22, in der Dampfkammer 20 oder der mit einem entsprechenden Flansch versehenen Aüsgleichsscheibe 15 unterzubringen, gelingt entweder gar nicht oder doch nur mit Hilfe verwickelter Vorrichtungen. • Bei der Ausführungsform nach der Abb. 2 ist der zwischengelegte Ring in Fortfall gekommen. ■ Dafür ist an die innere Dampfkammer eine Art Ringfiansch angedreht, gegen den sich die äußere Dampfkammer mit einer Wand 19 anlegt. Die Bolzen 21 sind

nach wie vor radial angeordnet, und zwar besteht auch bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit, die Bohrungen für die Bolzen gleichzeitig in der äußeren Dampfkammer und in der äußeren Wand der inneren Dampf* kammer zu bohren.

Bei der Xusführungsform nach der Abb. 3 sind die Radialbolzen durch Keile ersetzt, die einerseits in einen Flansch der inneren

ίο Dampfkammer und andererseits in die Wand der äußeren Dampfkammer .eingesetzt sind. Da man auch bei dieser Ausführungsform die Nuten für die Keile in· beiden Teilen gleichzeitig fräsen kann, ist auch hier ein genauer Sitz gewährleistet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Radialbeaufschlagte Turbine mit ringförmigen Dampfkammern und mit Druckausgleichsscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß nur die innere Dampfkammer, die einen Dampfraum oder mehrere aufweist, mit der feststehenden Druckausgleichsscheibe verbunden und Träger der äußeren Dampfkammer ist.

2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Dampfkammer auf einen Ring aufgeschoben ist, der einerseits fest an der inneren Dampfkammer anliegt oder mit ihr verschraubt ist und der andererseits mittels radial gerichteter Paßbolzen mit der äußeren Dampfkammer so verbunden ist, daß deren freie "radiale Beweglichkeit unter Beibehaltung der axialen Lage gewährleistet ist.

• 3. Turbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innendurchmesser der äußeren Dampfkammer und dem Außendurchmesser des Ringes Spiel bestehtj das zur Erreichung der genauen achsgleichen Lage erst nach dem Bohren der Löcher für die Radialbolzen an einem der zunächst mit Passung versehenen Teile (19 und 22) angedreht ist.

4. Turbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Druckausgleichsscheibe aus zwei konzentrischen, durch den Entnahme-. dampfkanal voneinander getrennten Teilen besteht, von denen der eine zugleich eine Wand der äußeren Dampfkammer bildet.

Hierzu I Blatt Zeichnungen