DE715073C

DE715073C - Radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbine

Info

Publication number: DE715073C
Application number: DES139683D
Authority: DE
Inventors: Oscar Anton Wiberg
Original assignee: SVENSKA TURBINFAB AB
Current assignee: SVENSKA TURBINFAB AB
Priority date: 1938-12-30
Filing date: 1939-12-30
Publication date: 1941-12-13

Description

Radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbine In radial beaufschlagten Dampf- oder Gasturhinen ist es bereits bekannt, zwischen der umlaufenden Turbinenscheibe, durch welche Dampfzuführungskanäle zur Beschaufelung der Turbine führen, oder zwischen jeder solchen Turbinenscheibe und einer feststehenden Dampfkammer eine Labyrinthdichtung einzusetzen, um das Auslecken des Treibmittels zu verhindern. Im wesentlichen besteht eine derartige La-. byrinthdichtung aus zwei senkrecht zur Achse der Turbine angeordneten ringföirmigen Platten, die auf ihren einander zugekehrten Flächen hülsenähnliche Vorsprünge tragen, die gegenseitig zwischeneinander eingreifen und für gewöhnlich an ihren freien Enden Dichtungskanten _ aufweisen, die sich nach innen und/oder nach außen nahe der henachharten Hülse erstrecken, ohne jedoch dieselbe zu berühren. Die eine dieser Platten wird von der Turbinenscheibe getragen und läuft mit derselben um, während die andere Platte an der Dampfkammer befestigt `ist und somit still steht. Die feststehende Platte ebenso wie die umlaufende Platte sind an ihrem inneren Umfang der hohen Anfangstemperatur des Treibmittels ausgesetzt. Bei der umlaufenden Plätte hat diese hohe Temperatur in Verbindung mit den Beanspruchungen, die durch die Fliehkraft bedingt werden, zur Folge, daß diese Platte das Bestreben hat, nach außen zu kriechen. Dieses,Kriechen tritt nicht nur im Verhältnis zur feststehenden Labyrinthplatte, sondern auch im Verhältnis zur umlaufenden Turbinenscheibe auf, und zwar weil die umlaufende L abyrinthplatte durch den durch das Labyrinth--leckenden Dampf der Anfangstemperatur eine stärkere Erwärmung erfährt als die Turbinenscheibw insbesondere wenn die letztere derart gebaut: ist, daß ein Wärmeausgleich zwischen der in radialer Beziehung äußeren und inneren Teilen derselben zustande kommen soll. Das genannte Kriechen der umlaufenden Labyrinthplatte ist ein Nachteil, .dessen Beseitigung wünschenswert erscheint, unter anderem weil es zum Anstreifen der Dichtungsteile des Labyrinths führen kann. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen. Da der Nachteil vor allem bei solchen Turbinen auftritt, die mit hohen Temperaturen arbeiten, ist die Erfindung für solche Turbinen von großer Bedeutung.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, die umlaufende Labyrinthplatte an ihrem die Dampfzuführungskanäle umgebenden inneren Teil fest an der Turbinenscheibe zu verankern, -so daß eine radiale Auswärtsbewegung der Labyrinthplatte im Verhältnis zur Turbinenscheibe ausgeschlossen ist.
In der Zeichnung ist ein axialer Schnitt eines Teiles einer Turbine dargestellt, bei welcher eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise verwendet wird.
Es bezeichnet A die geometrische Achse der Turbine und P eine senkrecht auf der Turbinenachse stehende Ebene durch die :Mitte der Beschaufelung der Turbine. r ist ein Achszapfen und 2 ist der Nabenteil einer auf dem Achszapfen befestigten Turbinenscheibe. Die Turbinenscheibe ist in bekannter Weise mit durchgehenden Kanälen 3 versehen, die zum Zuführen des Treibmittel, wie z. B. des Dampfes, von der Dampfkammer -. zur Beschaufelung :der Turbine dienen. Zwischen der Dampfkammer q. und der Turbinenscheibe 2 ist eine radial verlaufende Labyrintbdichtung eingeschaltet, um das Auslecken des Dampfes zwischen den umlaufenden und den feststehenden Teilen der Turbine zu verhindern. Die Labyrinthdicbtung besteht aus einer von der Turbinenscheibe 2 getragenen, d. h. umlaufenden, ringförmigen Platte 5 und einer von der Dampfkammer 4. getragenen, d. h. feststehenden, ringförmigen Platte 6, die beide senkrecht zur Achse A- angeordnet sind und auf ihren einander zugekehrten Flächen Dichtungselemente tragen, die in der Zeichnung als gleichmutige, zwischenein.ander eingreifende Hülsen wesenhaft "dargestellt sind.
Die umlaufende Labyrinthplatte 5 trägt auf ihrer der Turbinenscheibe zugekehrten Fläche, -a.nd zwar an ihre-in die Dampfzufiihrungskam:äle umgebenden inneren Teil, eine Anzahl von ringförmigen Absätzen oder Flanschen 7, die, in radialer Richtung gerechnet, unmittelbar . aufeinanderfolgen und nach außen durch mit der Achse A gleichmittige Zylinierflächen begrenzt sind. Die Turbinen-:eibe trägt entsprechende Absätze oder 1 arische 8, .die nach innen durch gleich-@:tittige Zylinderflächen begrenzt sind, gegen °-@'welche die Zylinderflächen der Absätze oder Flansche 7 anliegen. Durch diesen Eingriff wird die Labyrinthplatte 5 fest an der Turbinenscheibe gesichert, und jedes Kriechen der I_abyrinthplatte nach außen ist deshalb aus-geschlossen.
Es ist zwar an sich bekannt, bei radial beaufschlagten Turbinen zwischen Labyrinthplatte und Turbinenscheibe Vor- und Rücksprünge anzuordnen. Doch dienen diese lediglich der Zentrierung, während sie wegen ihres verhältnismäßig großen Abstandes ein kriechen des zwischen den Absätzen liegenden Teiles der Labyrinthplatte nicht verhindern können.
Die Absätze oder Flansche 7, 8 sind z«-eckmäßig so bemessen, daß zwischen den übrigen Flächen derselben Zwischenräume y entstehen, die die Wärmeübertragung zwischen der Turbinenscheibe untl der Labvrinthplatte erschweren.
Die Zylinderflächen der Absätze oder Flansche 7, 8 können durch-kegelige Flächen ersetzt werden, d. h. Flächen, die den Mantelflächen von abgestumpften Kegeln entsprechen.
Die Anordnung von mehreren ringförmigen Absätzen oder Flanschen außerhalb einander, und zwar in unmittelbarer Aufeina=nderfolge, ist dadurch bedingt, daß ein einziger solcher ringförmiger Absatz oder Flansch eines kleinen Radius, der sich somit in der Nähe der mittleren öffnung der Labyrinthplatte befindet, das Kriechen des außerhalb dieses Absatzes befindlichen Teiles der Platte nicht verhindern kann. Es ist deshalb erforderlich, wie in der Zeichnung angedeutet, -mehrere radial außerhalb einander liegende, unmittelbar aufeinanderfolgende Absätze oder Flansche zu verwenden. Zu bemerken ist jedoch, daß derartige Absätze oder Flansche nicht auf dem äußeren Teil der Labyrinthp:latte vorzusehen sind, weil dieser Teil eine niedrigere Temperatur hat und somit selbst dem Kriechen des inneren Teiles der Platte entgegenwirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbine, bei welcher zwischen der finit Dampfzuführungskanälen versehenen unilaufenden Turbinenscheibe oder jeder derselben und einer feststehenden Dampfkammer eine Labyrinthdichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet. <iaß der die .Dampfzuführungskanäle umgebende innere Teil der an die Turbinenscheibe anstoßenden Platte der 4abyrinthdichtung auf seiner der Turbinenscheibe zugekehrten Seite zwei oder mehrere rinförmige Absätze oder Flansche trägt, die in radialer Richtung unmittelbar aufeinanderfolgen und je eine mit der Turbinenachse gleichmittige, zylinderförmige oder kegeli.ge äußere Umfangsfläche aufweisen, während die der Labyrinthplätte zugekehrte Seite der Turbinenscheibe ähnliche Absätze oder Flansche trägt, die in radialer Richtung abwechselnd,mit den erstgenannten Absätzen oder Flanschen angeordnet sind und je eine mit der Turbinenachse gleichmittige, zylinderförmige oder kegelige innere Umfangsfläche aufweisen,, gegen welche die äußeren Umfangsflächen der Flanschen der Labyrinthplatte anliegen.
2. Turbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß de ringförmigen Absätze oder Flansche derart bemessen sind, daß Zwischenräume zwischen den übrigen Flächen derselben entstehen.