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Einrichtung zur Lagerung des Läufers von Höchstdruckdampfturbinen
und zur Dichthaltung an der Wellendurchführung Die Erfindung bezweckt, bei Höchstdruckdampfturbinen
den Leckdampfaustritt an der Hochdruckseite völlig zu vermeiden und an der Niederdruckseite
nach Möglichkeit zu vermindern. Zur Erreichung dieses Ziels ist gemäß der Erfindung
das Hochdrucklager selbstschmierend ausgebildet und dampfdicht im Turbineninneren
untergebracht, während vor dem ölgeschmierten, außerhalb des Turbinengehäuses liegenden
Niederdrucklager an der Wellendurchführung eine sich selbsttätig in Richtung der
Turbinenwelle einstellende Kohlestopfbüchse vorgesehen ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin Abb.
i eine einstufige Dampfturbine mit ihren Außenlagern im Längsschnitt und Abb.2 eine
bauliche Einzelheit im vergrößerten Maßstab darstellen. Es bezeichnen io und ii
die Gehäusehälften einer quergeteilten Turbine, die an der Teilfuge mit-Nut und
Ring i:2 versehen sind und durch Bolzen 13 zusammengehalten werden. Die Gehäusehälfte
io enthält eine Düsenkammer 1q., der das Treibmittel durch eine Leitung 15 zugeführt
wird. Von der Düsenkammer 14 wird das Treibmittel dem Laufrad 17 über Düsen 16 zugeführt.
Das Laufrad 17 besteht in dem dargestellten Beispiel mit der Welle i7 und ihren
Schäften i8 und i9 aus einem Stück. Der Wellenschaft 18 wird von einem Lager getragen,
welches vollkommen in dem Gehäuse eingeschlossen ist. Zu diesem Zweck ist die Gehäusehälfte
io mit einem Fortsatz ao versehen, dessen Flansch 21 durch eine Endplatte 22 abgeschlossen
ist. Die Platte 22 greift hierbei mit einem Ring 23 in eine entsprechende Nut des
Flansches
21 ein und ist an letzterem dusch eine Anzahl von Bolzen
24 befestigt. Der Gehäusefortsatz 2o enthält ein selbstschmierendes Lager aus einem
gegen hohe .Drücke und Temperaturen widerstandsfähigen Baustoff. Dieses Lager 25
trägt den Wellenschaft 18 und besteht vorzugsweise aus Kohle oder einem anderen
Baustoff mit selbstschmierender Eigenschaft. Die Lageroberfläche ist reit einer
Anzahl von ,in gewissen Abständen angeordneten Ringnuten 26 versehen, in denen sich
Staub oder andere Fremdstoffe sammeln können. Der Lagerkörper ist auf einem Teil
:i7 seiner Außenfläche kugelig ausgebildet. Die mit entsprechenden Kugelschalen
versehene Unterstützung besteht .aus zwei Hälften 28; 29; von denen der Teil
28 sich gegen eine Schulter 30 des Gehäusefortsatzes ao anlegt, während der.
Teil 29 gegen die kugelige Oberfläche 27 durch eine Feder 31 gepreßt wird. Die sich
an die kugelige Ausbildung 27 anschließenden zylindrischen Teile' des Lagers 25
sind von wellenförmig ausgebildeten Mänteln 32, 33 aus dünnem, nachgiebigem Stahlblech
umhüllt, um eine unabhängige Ausdehnung zwischen dem Kohlebaustoff des Lagers und
den Stahlmänteln zu gewähren. Die Ausbildung des Lagers als Kugelgelenk ermöglicht
die selbsttätige Einstellung der Lagerschalen in Richtung der Welle bei deren Verlagerung:
Das beim Abschalten der Turbine an der Hochdruckseite gebildete Kondensar kann durch
einen Kanal 3.4, der für gewöhnlich durch eine Verschlußschraube 35 geschlossen
ist, abgeführt werden. Da das Lager vollkommen in der Turbine eingeschlossen ist,
sind keinerlei Vorkehrungen nötig, um den Austritt von Leckdampf aus dem Hochdruckteil
der Turbine zu verhindern.
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Die Verwendung von überhitztem Dampf als Schmiermittel hat den Vorteil,
däß seine Zähigkeit mit der Temperatur wächst, im Gegenteil zu dem C51, dessen Zähigkeit
schnell mit steigender Temperatur abnimmt. Ein dampfgeschmiertes Lager verträgt
demnach viel eher eine Überlastung als ein ölgeschmiertes Lager.
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Die Gehäusehälfte io besitzt eine Bohrung 36, _ die mit einer Verschlußschraube
37 versehen ist und dazu dient, den zwischen der Dampfeintrittseite des Laufrades
17 und der anliegenden Gehäusewand vorhandenen Spalt prüfen zu können. Der Wellenschaft
i 9 wird in üblicher Weise durch ein ölgeschmiertes Lager 38 getragen, welches außerhalb
des Turbinengehäuses angeordnet ist. Das aus dem Laufrad 17 austretende Treibmittel
wird durch eine Leitung 39 abgeführt, die durch eine Schweißstelle 39' in einer
Bohrung der Gehäusehälfte i r befestigt ist.
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Um den Austritt von Leckdampf längs des Wellenschaftes ig zu verhindern,
ist eine besondere Dichtung vorgesehen, die in dem durch Schweißstellen 41, 42 in
dem Niederdruckgehäuse ii befestigten Stopfbuchsengehäuse 40 untergebracht ist.
Diese Dichtung besteht aus einer ungeteilten Büchse 43 aus Kohle, deren zylindrische
Bohrung 44 in Abständen mit Ringnuten 45 versehen ist, die zur Aufnahme von Staub
u. dgl. dienen. Die Büchse wird von einem Stahlmantel 46 umschlössen, der mit Falten
47 versehen ist, um eine unabhängige Ausdehnung zwischen dem Kohlekörper und dem
Stahlmantel zu gewährleisten. Die Kohlepackung bildet zwei Dichtungsflächen, von
denen die eine durch die zylindrische Bohrung längs des Wellenschaftes i9 und die
andere durch die Endfläche 48 gebildet wird, welche mit der kugeligen Oberfläche
eines Ringes 49 zusammenwirkt. Dieser' Ring 49 legt sich gegen eine Schulter 5o
des Gehäusefortsatzes 4o an und bildet einen Ringspalt 5oa mit der Welle (Abb. 2).
Die Kohledichtung wird gegen den Ring 49 durch eine Druckfeder 51 gedrückt, die
sich einerseits gegen einen durch Schweißstellen 53 auf dem Mantel 46 befestigten
Ring 52 und andererseits gegen einen Ring 54 abstützt, der durch einen Spreizring
55 des Gehäusefortsätzes 40 gehalten wird. Der Läufer und insbesondere seine Wellenschäfte
18; 1g sind sehr leicht ausgeführt, so daß während des Betriebes eine Verkrümmung
der Wellenachse eintreten kann, wobei die Oberflächen des Ringes 49 und der Kohledichtung
43 eine Relativbewegung zueinander ausführen. Da die Oberflächen dieser .beiden
Teile von kugelförmiger Gestalt sind und ihr Mittelpunkt nahe am Lager 38 liegt,
so ist eine ständige Berührung zwischen den beiden Dichtungsflächen bei jeder Lage
der Kohledichtung ge-Währleistet. Die hohlrunde Endfläche der Kohledichtung ist
mit einer Anzahl von , gleichmittigen Nuten 56 versehen, um den Druckunterschied
zu beiden Seiten des Kohleringes auszugleichen. Während des Betriebs dichtet die
Köhlebüchse 43 längs der Wellendurchführung und an ihren Endflächen zusammen mit
dem Ring 49 im radialen Sinn ab. Der die Kohlebüchse 43 umgebende Ringraum 57 steht
mit der Dampfaustrittseite der Turbine durch einen Spalt 58 in Verbindung, der durch
den Ring 54 und den Mantel 46 gebildet wird.
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Es ist außerdem noch eine zusätzliche Köhlepackung vorgesehen, die
aus einem metallenen Haltering 6o und einem Kohlering 59 besteht. Der Kohlering
59 wird durch eine Feder 62 gegen den Ring 6o gedrückt und ist in der Kammer 63
untergebracht, aus i welcher etwaig eintretendes Leckmittel durch die Bohrung 64
abgezogen werden kann.
Rechts von der zusätzlichen Kohlepackung
sind zwei Labyrinthstopfbüchsen 65, 66 vorgesehen, deren Zähne gegen den Wellenschaft
z9 abdichten. Diese Labyrinthstopfbüchsen bilden untereinander und zusammen mit
der Kohlepackung 59 Kammern 67, 68, aus denen eingedrungenes Leckmittel durch die
Boh-, rungen 69, 7o abgeführt wird