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Trag- und Zentriereinrichtung für in der Teilfuge des Gehäuses unterteilte
Leiträder von Dampf- oder Gasturbinen Die in der Teilfuge des Gehäuses unterteilten
Leiträder von Dampf- oder Gasturbinen stützen sich entweder gegenseitig ab, indem
die obere Leitradhälfte von der unteren getragen wird, oder sie sind an besonderen
Tragbolzen aufgehängt, die von im Gehäuseinneren vorgesehenen Rippen getragen werden.
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Mit den bisher bekannten Mitteln ist es nicht möglich, die Leitradhälft,-.n
an den Gehäusehälften so aufzuhängen, daß nach dem Zusammenbau die Teilfugen genau
in einer Ebene liegen. Unter anderem mußte man zur genauen Zentrierung dünne Metallstreifen
in die Radkörper einstemmen ünd diese dann zentrisch abdrehen. Durch die Erfindung
wird dieser Nachteil behoben, wobei noch der Vorteil erzielt wird, daß der Zusammenbau
und das Auseinandernehmen der Turbine erleichtert wird. Wesentlich für die Erfindung
ist, daß neben einem in der senkrechten Achse der Turbine im Gehäuse befestigten
und in eine radiale Aussparung der unteren Leitradhälfte hineinragenden Zentrierbolzen
an zwei gegenüberliegenden Stellen zu beiden Seiten der Teilfuge des Gehäuses an
ihm befestigte Tragstücke mit einstellbaren Stützschrauben vorgesehen sind, die
in Aussparungen der Leitradhälften hineinragen und so in der Lage sind, die Leiträder
abzustützen und ihre senkrechte
Einstellung sicherzustellen. Die
Schrauben zur Befestigung der Tragstücke können am Gehäuse selbst einstellbar sein,
wobei die Tragstücke zwischen einem an der Schraube angeordneten Bund und einer
aufgesetzten Mutter gehalten sind. Die Tragstücke können aber auch mit Paßsitz in
die Aussparung der Leitradhälften hineinragen und von einer einstellbaren Hohlschraube,
die auf der Befestigungsschraube sitzt, gehalten sein. Bei Turbinen mit zwischen
zwei Stufen angeordnetem Ventilkörper zur Zuführung des Dampfes aus einer Entnahme-oder
Gemischdruckstufe zu einer unteren Stufe sind Trag- und. Zentriervorrichtungen von
besonderer Bedeutung, tun die am Leitrad befestigten Ventilsitze richtig einzustellen.
Neben den Tragstützen zur senkrechten Ausrichtung der Leitradhälften ist der für
die untere L eitradhälfte vorgesehene Zentrierbolzen mit einem verstellbaren Querstift
versehen, uin damit die waagerechte Ausrichtung des Leitrades zii den Ventilsitzen
und den' am Turbinengehäuse befestigten Ventilstangen sicherzustellen.
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Auf den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i zeigt einen Querschnitt durch die Turbine.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt in vergrößertem #,lalIstabe durch eine
Halte- und Zentriervorrichtung.
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Fig. 3 veranschaulicht eine Sicherung, um ein axiales Verschieben
der L eitradhälften gegeneinander zii verhindern.
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Fig. d. und 5 zeigen in teilweisem Querschnitt zwei verschiedene Ausführungsformen
der Tragstücke in vergrößertem Maßstube.
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Fig. 6 zeigt eine Draufsicht nach Linie 6-6 der Fig.-l.
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Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Turbine mit Absperrventil
für eine Entnahme und Geinischdruckstufe.
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Fig.8 -zeigt einen dazugehörigen Querschnitt nach Linie 8-8 der Fig.
7.
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Fig. 9 zeigt eine schaubildliche Darstellung des unteren Zentrierbolzens
und Fig. io einen dazugehörigen Querschnitt. Die Anordnung nach Fig. i -neigt ein
Turbinengehäuse finit zusammengeflanschter Ober-und Unterhälfte i und -2, deren
Flansche längs einer durch die Drehachse gehenden waagerechten Ebene vereinigt und
durch Bolzen 17 miteinander befestigt sind. Diametral gegenüberliegende Teile der
Gehäuseflansche besitzen Aussparungen 18 und 20. Das aus Ober- und Unterteil 3 bzw.
16 bestehende Leitrad besteht aus einer inneren Scheibe .4, einem Außenring 5 und
enthält mehrere Leitschaufeln 6, deren Enden an der Scheibe 4 bzw. am Außenring
5 befestigt sind, um eine Ringreibe von Leitschaufeln für die Zuführung des Dampfes
zu einem von der Welle 8 getragenen, nicht dargestellten Turbinenrad zu bilden.
Zwischen der Welle 8 und der Scheibe .4 des Leitrades ist eine Abdichtung vorgesehen,
um Dampfverluste längs der Welle 8 zu verhindern. Diese Abdichtung ist von bekannter
Bauart und enthält einen aus mehreren Segmenten zusammen-; gesetzten Ring io, die
mittels die Segmente berührender Blattfedern 9, deren Enden von .Insätzen
i i gehalten werden, gegeneinander und gegen die `Felle 8 gedrückt «-erden ünd in
einer Ringaussparung der Scheibe .4 geführt sind. Eine relative axiale Bewegung
zwischen den beiden Leitradhä lften wird durch radiale Keile 1-z verhindert, die
an der unteren Leitradhälfte befestigt sind und in Nuten -23 der oberen Leitradhälfte
hineinragen. Die Leitradhälften können sich aber auch seitlich zueinander nicht
verschieben, da ein senkrechter Keil 25 (Fig.3), der in eine Aussparung 2.4
der Teilfläche der oberen L eitradhälfte 3 eingeschoben ist, in einer an der Teilfläche
der unteren Leitradhälfte 16 vorgesehenen Aussparung durch @-erschweißung 26 verankert
ist.
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Die untere Leitradhälfte 16 ist bei vorliegendem Beispiel waagerecht
in der unteren Gehäusehälfte 2 durch einen senkrechten Bolzen 13 zentriert, der
in einer Aussparung d8 im unteren Teil der unteren Gehäusehälfte befestigt und in
eine senkrechte Aussparung oder Bohrung 14 der unteren Leitradhälfte 16 eingeschoben
isst. Der Bolzen hält die untere Leitradhälfte so, daß ihre obere Teilfuge parallel
zur Teilfuge der Gehäusehälfte liegt. Eine richtige Zentrierung des Leitrades verlangt,
daß sein Mittelpunkt mit dem -Mittelpunkt oder der _lclise des Gehäuses zusammenfällt.
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Wenn die Mittelpunkte des Gehäuses und des Leitrades in den Teilfugen
liegen, sollten auch die Teilfugen der Leitradhälften sowie die Teilfugen der Gehäusehälften
in der gleichen Ebene liegen. Dies erfolgt durch richtige senkrechte Zentrierung
der Leitradhälften mittel, Tragstücken, die auf beiden Seiten des Leitrades in der
Nähe der Teilfugen angeordnet sind.
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Die untere Leitradhälfte 16 ist auf jeder Seite senkrecht durch eine
Tragstützenanordnug zentriert. Jede dieser Anordnungen enthält für die untere Leitradhälfte
auf beiden Seiten ein Tragstück 23, das in einer Aussparung 18, 2o der unteren Gehäusehälfte
2 mittels eines Bolzens 21 befestigt ist und von dein ein Teil in eine Aussparung-17
der unteren Leitradhälfte 16 hineinragt. Der Leitradkörper wird auf den Tragstücken
durch eine einstellbare Anordnung gehalten.
Zu diesem Zweck besitzt
die untere Leitradhälfte senkrechte Gewindebohrungen 27 (Fig. z), in die auf beiden
Seiten je eine Stiftschraube 28 eingeschraubt ist. Diese Stiftschraube legt sich
gegen das Tragstück 33 an. Eine Einstellung der Stiftschraub°n 28 auf beiden Seiten
der unteren Leitradhälfte ermöglicht ein Anheben oder Senken dieser Hälfte gegenüber
der unteren Gehäusehälfte. Beim Zusammenbau sind die Stiftschrauben 28 so eingestellt,
daß die Teilflächen der unteren Leitradhälfte 16 sowie der unteren Gehäusehälfte
:2 in gleicher Höhe, d. h. in der gleichen Ebene liegen. Nach dem Einsetzen der
unteren Leitradhälfte in die untere Gehäusehälfte werden die Tragstücke 23 in die
Aussparungen 47 eingeschoben und am Gehäuse durch die Bolzen 2i befestigt. Darauf
werden die Stiftschrauben 28 eingestellt.
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Die obere Leitradhälfte 3 wird vor dem Zusammenbau der beiden Gehäusehälften
senkrecht in der oberen Gehäusehälfte i durch gleiche Tragstücke i9 auf jeder Seite
der oberen Leitradhälfte zentriert. Die Tragstücke i9 sind den für die untere Leitradhälfte
benutzten gleich. Sie halten vor dem Zusammenbau der Turbinengehäusehälften die
obere Leitradhälfte 3 an der oheren Gehäusehälfte i.
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Nach dem Zusammenbau der beiden Gehäusehälften halten die Tragstücke
i 9 die obere Leitradhälfte nicht mehr, sondern verhindern nur eine Aufwärtsbewegung
dieser Hälften. Sie dienen auch noch als senkrechte Zentrierung für die obere Leitradhälfte,
wobei - diese Hälfte unmittelbar von der unteren Leitradhälfte bzw- von den Tragstützen
23 gehalten wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4. ist eine Stellschraube 29 vorgesehen,
deren unterer Teil in eine Bohrung d9 der unteren Gehäusehälfte eingeschraubt ist
und deren oberer Teil in einer Aussparung 3o dieser Gehäusehälfte liegt: Der obere
Teil der Stellschraube besitzt einen Bund 3 i und einen zylindrischen Teil 32 mit
einem Gewindeansatz 33. Auf dem Bund 3i sitzt das Tragstück 38, das vom zylindrischen
Teil 32 zentriert wird. Es ragt in eine Aussparung 4.3 der unteren Leitradhälfte
hinein und legt sich gegen eine von der Aussparung 4.3 gebildete Schulter 4.2 der
unteren Leitradhälfte an. Das Tragstück wird durch eine Gegenmutter 4.o festgehalten,
die auf den Ansatz 33 aufgeschraubt ist und dort z. B. durch eine Vernietung oder
Verschweißung 41 zwischen der Gegenmutter 40 und dem Schraubenansatz 33 verriegelt
ist. Bei der Ausführung nach Fig.5 enthält jedes Tragstück 59 eine in einer- Aussparung
51 des Gehäuses sitzende hohle Stellschraube 56, die mittels eines vorragenden,
am Gehäuse befestigten Schraubenbolzens 58 zentriert und am Gehäuse befestigt ist.
Die hohle Stellschraube 56 besitzt unten ein Außengewinde, das mit dem mit Gewinde
versehenen Tragstück 59 in Eingriff steht und es trägt.. Das Tragstück 59 besitzt
einen seitlichen Ansatz 6o, der in eine waagerechte Bohrung 61 der Leitradhälfte
mit Paßsitz eingreift. Der obere Teil der hohlen Stellschraube 56 besitzt einen
Schlitz für einen Schraubenschlüssel oder ein ähnliches Werkzeug. Wird die hohle
Stellschraube 56 gedreht, so wird das Tragstück 59 senkrecht verstellt. Nach der
Zentrierung werden die Tragstücke durch Schweißungen 63 zwischen dem Tragstück 59
und der Hohlschraube 56 festgelegt. Bei dieser Ausführung wird das Gewicht der oberen
Leitradhälften von den verstellbaren Tragstücken aufgenommen, im Gegensatz zu den
früheren Anordnungen, wo die oberen Hälften von den Tragstücken der unteren Hälften
getragen werden.
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Die in Fig.6 dargestellte Abdichtung ist vorgesehen, um längs der
Innenfläche des Gehäuses die Dampfverluste zu verringern. Der Außenteil des Leitrades
bildet einen Ringvorsprung ,65, der in eine Ringnut 66 des Gehäuses hineinragt und
den von der Nut im Gehäuse gebildeten Absatz 64. erfaßt. Die axiale Strömung des
Dampfes zwingt das Leitrad zum Anliegen an den Absatz 64. und verhindert dadurch
Leckverluste längs der Innenfläche des Gehäuses. Da sich das Leitrad im Betriebe
stärker ausdehnt als das Gehäuse, sind zwischen beiden Teilen radiale Spielräume
vorgesehen. In axialer Richtung befinden sich Spielräume 67 zwischen dem Ringvorsprung
und den gegenüberliegenden Gehäusewänden.
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Um während des Transportes oder während des Betriebes eine übermäßige
Relativbewegung in Richtung der Achse zu verhindern, sind am Leitrad bei allen Ausführungen
axiale Bruchstifte 15 vorgesehen.
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Eine richtige Zentrierung der Leiträder rizuß vor allem auch bei den
Turbinen vorhanden sein, die mit Zuführung des Dampfes aus einer Entnahme- oder
Gemischdruckstufe zu einer unteren Stufe arbeiten und bei denen die eine Leitradhälfte
einen Ventilkörper trägt, wobei die Ventilstange vom Turbinengehäuse gehalten wird.
Eine derartige Ausführung ist in den Fig. 7 bis io verdeutlicht. Die mittleren Stufen
liegen in axialer Richtung beträchtlich auseinander, und die untere Gehäusehälfte
der Turbine besitzt eine Öff-
nung 76 zwischen den beiden Stufen zwecks Entnahme
von Dampf aus der Turbine oder zwecks Zuführung von Dampf zur Turbine.
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Falls die Turbine als Entnahmeturbine
arbeitet, wird
ein Teil des aus dem Laufrad 71 austretenden Dampfes durch die Öffnung 76 abgezogen
und der andere Teil des Dampfes zur niedrigeren Druckstufe geleitet. Wird dagegen
durch die Offnung 76 Dampf zugeführt, dann wird dieser Dampf mit dem aus dem Laufrad
71 kommenden Dampf zum Leitrad 74. und in das Laufrad 75 geführt. Es ist oft erwünscht,
den Druckzustand vor dein Leitrad gemäß den Durchströmschwankungen durch die Öffnung
76 zu regeln. Dies erfolgt bei vorliegender Anordnung durch eine Ventilanordnung,
die einen am Leitrad mittels Bolzen und Verschweißung zentrierten und befestigten
Ventilkörper 73 enthält, der Ventilsitze 72 für die Zusammenarbeit mit mehreren
Kegelventilen 78 besitzt, deren Ventilstangen 77 durch eine an einer Öffnung des
Turbinengehäuses 79 befestigte Deckelplatte 8o geführt sind.
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Die obere Hälfte des Leitrades trägt den Ventilkörper 73 und enthält
mehrere Leitschaufeln 74. zur Aufnahme des Dampfes aus dem vom Körper 73 gebildeten
Kanal und zur Zuführung des Dampfes zum Laufrad 75.
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Die richtige Wirkung der Zentrieranordnung verlangt in diesem Falle,
daß das Leitrad richtig zur Fläche des Ventilkörpers, die parallel zu der den Deckel
So erfassenden Fläche 79 des Gehäuses liegt, eingestellt ist. Dies erfolgt durch
die oben beschriebenen Anordnungen zum einstellbaren Abstützen des Leitrades im
Gehäuse.
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Zur Einstellung der Leiträder am Umfang dient der Bolzen 52, dessen
dickerer unterer Teil 53 starr in einer senkrechten Bohrung 5-. im unteren
Teil der unteren Gehäusehälfte gehalten wird. Der obere Teil des Bolzens 52 ragt
in eine Aussparung 56 im.unteren Teil der unteren Leitradhälfte hinein und besitzt
eine verstellbare Querschraube 57, die im Bolzen 52 sitzt. Gemäß Fig. to ist die
Länge des Querstiftes 57 etwa gleich dem Durchmesser der Aussparung 56, und der
Durchmesser des oberen Teiles 55 des Bolzens ist kleiner als der Durchmesser der
Aussparung 56. Das vom Querstift 57 durchsetzte Ende des oberen Teiles 55 ist abgeflacht,
um eine größere Verstellung des Querstiftes zu gestatten.
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Bei dieser Anordnung kann das Leitrad durch Verstellung des Querstiftes
verdreht werden, und eine Verstellung des Querstiftes 57 nach Entfernung des Leitrades
aus dem Gehäuse bedingt eine leichte Verdrehung des Leitrades. Wenn man z. B. nach
dem Zusammenbau des Turbinengehäuses feststellt, daß die linke Seite des Leitrades
zu niedrig und deren rechte Seite zu hoch ist (Fig.8), so wird der Querstift 57
nach rechts im Uhr zeigersinn gedreht, damit er links mehr hervorragt. Dies verlangt
notwendigerweise eine geringe Drehung des Leitrades in Uhrzeigerrichtung. Um eine
solche Bewegung zuzulassen und eine richtige Abstützung der auch hier verwendeten
seitlichen Tragstücke zu gewährleisten, werden die linken Stellschrauben 81 der
Tragstücke in Uhrzeigerrichtung und die rechten Stellschrauben 81 der Tragstücke
entgegen dem Uhrzeiger gedreht (alle Schrauben sind rechtsgängig). Auf diese Weise
wird das Leitrad etwas gedreht und bleibt mit der Welle konzentrisch, wenn auch
die Oberfläche der Teilfuge nicht mehr waagerecht in einer Ebene mit der Trennfuge
des Gehäuses liegt, da es genügt, daß der Mittelpunkt des Leitrades mit dein Wellenmittelpunkt
zusammenfällt.
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Wenn man nach dem Zusammenbau des Turbinengehäuses mit dem Leitrad
feststellt, daß die linke Seite der Fläche 82 des Ventilkörpers und die Fläche 79
des Turbinengehäuses nach links zusammenlaufen, werden der verstellbare Querstift
57 und die Stellschrauben 81 der Tragstücke in ähnlicher Weise wie oben angegeben
verstellt, nur werden sie dann in entgegengesetzter Richtung als vorher gedreht.
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Es ist also möglich, auch bei Verwendung von Ventilanordnungen in
den Zwischenstufen die Ventilflächen zu den Leiträdern einzustellen und dadurch
Undichtheiten der Ventile zu vermeiden.