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Längsverschiebliche und drehbare Gehäuseabstützung für Kreiselmaschinen,,
insbesondere radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbinen Um starr gelagerte Gehäuse
von. Kreisielmaschinen, insbesondere radial beaufschlagten Dampf- oder Gasturbinen,
so abzustützen, daß eine sichere Einhaltung der Gleichmittigkeit von Maschinen-
und Lagerg zehäuse und damit aller ruhenden und umlaufenden Beschauflungs- und Abdichtungsteile
gesichert ist, werden üblicherweise Maschinen- und Lagergehäuse gegeneinander oder
gegen den gleichen Lagerbock abgestützt. Bei Maschinen mit heißem- Arbeitsmittel,
wie Turbinen oder Verdichtern, ist, wie bekannt, die Auflagerung von vorstehenden
Pratzen des. Maschinengehäuses etwa in Höhe der Wellenmitte, vorzugsweise neben
dien. Lagerdeckeln, besonders vorteilhaft, da die Auflagerung in Höhe der Wellenmitte
den Einfiuß der Wärmedehnung auf die gegenseitige Höhenlage von Gehäuse-und Wellenmitte
ausschließt. Liegen die Gehäusepratzen auf dem Lagerbock selbst auf, so ist die
absolute Höhenlage der Mitten durch den ölgekühlten LagerbQ,ck-b@estimmt und damit
@ebenfalls von der Gehäusetemperatur pralktisch unabhängig.
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Solange diese Form der Gehäuseabstützung bei Kreiselmaschinen von
üblichem Gewicht für die Leistungseinheit und üblichen Abmessungen Verwendung fand
-und solange die Ansprüche an das einzuhaltende Geringstmaß an Dichtungsspiel mit
Rücksicht auf die biei axial geteilten Gehäusen unvermeidlichen Verziehungen in
üblichen Grenzen blieben, hat diese Form: der Abstützung befriedigt. Die :erhöhten
Anforderungen an die innere Dichtheit der Kreiselmaschinen, die insbesondere mit
der Entwicklung,der Höchstdruckturhinen auftreten, können aber mit der bisher üblichen
Ausführungsform nicht voll befriedigt werden. Gerade die Entwicklung der nicht gegenläufigen,
radial b-eaufschlagten Turbine mit der durch diese Bauform gegebenen Möglichkeit
wärmeelastischen Aufbaues und der teilfugeinlos:en Ausbildung der Gehäuse gestattet
an sich die Ausschaltung aller sonstigen Einflösse,
die sonst zur
Abnutzung der Dichtungsspalte zu. führen pflegen, wenn nur jede noch so geringe
Abweichung von Gehäuse- und Wellenmitten vermieden wird.
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Besonderer Berücksichtigung bedürfen bei diesen überlegungen die Rohrleitungen,
da diese bei hohen Drücken gegenüber .dem Durchmesser der Turbinengehäuse -einen
verhältnismäßig größeren Durchmesser besitzen als bei Anlagen mit den üblichen niedrigen
oder mittleren Drücken; denn diese Rohrleitungen üben infolge ihrer Steifigkeit
erhebliche Kräfte aus, so daß gefährliche Beanspruchungen oder Formänderungen .der
Gehäuse oder der Lagerung der Turbinenläufer jentstehen können. Um auch unter diesen
erschwerten Umständen die Sicherheit der Lagerung zu gewährleisten, hat man bekanntlich
daran gedacht, das Gehäuse mitsamt den Lagern des Turbinenläufers durch zylindrische
Hälse an beiden Enden unabhängig von fester Abstützung längsverschieblich und drehbar
zu lagern., so daß es den Formänderungen der angeschlossenen Rohrleitungen frei
folgen kann. Dieser Weg ist jedoch nur bei sehr kleinen Hochdruckgehäusen gangbar.
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Wenn die an das Gehäuse anschließenden Rohrleitungen richtig verlegt
sind, können bei der an sich richtig durchgeführten Maschinengehäuseabstützung der
bekannten, oben zuerst beschriebenen Art fühlbare Mittenverlagerungen nur noch von
Verwerfungen. als Folge des Drebrnornentes herrühren, das die ruhende Beschauflung
an das Maschinengehäuse abgibt. Gerade bei der vorherrschenden Entwicklung zu hohen
Drücken des Arbeitsmittels wächst dieses Drehmoment im Verhältnis zu den Gehäuseabmessungen
und -gewichten stark an. Die Gehäuseteile, die das Drehmoment an die Abstützstelle
weitergeben, haben also zum Teil zusätzlich zu dem Gehäusegewicht die Kraft zu übertragen,
die mit der Entfernung des Auflagepunktes von. der Wellenmitte als Hebelarm das
Gegenmoment aufbringt, zum Teil werden sie hierdurch entlastet. Ist das Gehäuse
auf dem Lagerbock abgestützt, so wird auf diesen das Drehmoment übertragen. Bei
hohen Drelunamenten und kleinen Abmessungen der Maschinenteile sind die Hebelarme
kurz und die durch das Drehmament ausgeübten Kräfte groß, so daß eine Verwerfung
und ein Verkanten unvermeidlich ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, den nachteiligen
Einfluß des Gehäusedrehmoinentes möglichst zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
daß von den zwei am gleichen Maschinengehäuseende vorgesehenen Pratzen je eine an
jeder Seite der Wellienmitte in gleichem Abstand von dieser auf einem um die Wellenmitte
drehbaren Stützkörper ruht und das Drehmoment des Maschinengehäuses unter Umgehung
dieses Stützkörpers auf das Fundament übertragen ist. Der um die Wellenmitte drehbare
Stützkörper ist bei hoher Arbeitstemperatur des Maschinengehäuses vorteilhaft durchFliissigkeit,
am besten durch das Lageröl, gekühlt. Eine einfache Anordnung ergibt sich durch
Ausbildung der Lagergehäuse als um die Wellenmitte drehbare Stützkörper.
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Die von der Abstützung unabhängige übertragung der Umfangskraft des
Gehäusedrehmomentes an einen auf die Maschinengehäuselage,rung einflußlosen Festpunkt
muß so vargenommen werden, daß seitliche Verschiebungskräfte hierdurch möglichst
nicht entstehen. Oft läßt :es sich schwer vermeiden, daß diese Umfangskraft als
-einfache Sieitenkraft auf die Gehäuseabstützung wirksam wird. Um den Einfluß dieser
Seitenkraft weitmöglichst zu verringern, geht die Aufgabenstellung der vorliegenden
Erfindung auch noch dahin, die absolute Größe der Umfangskraft so klein wie möglich
zu halten. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, daß
die Umfangskraft des Gehäusedrehmomientes durch einen den Maschinengehäusedurchrnesser
vergrößernden Hebelarm auf den Festpunkt übertragen wird, was zweckmäßig durch Anordnung
eines mehrere Meter langen Hebelarmnes zur üjbertragung des Gehäusedrehmomnentes
auf den Festpunkt geschieht. Durch Anordnung des Festpunktes im Kellerflur unterhalb
des Maschinengehäuses kann jeder störende Einfluß des langen Hebelarmes leicht ausgeschaltet
werden.
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Die Abb. r stellt Eine Endansicht, die Abb. z eine Draufsicht und
die Abb.3 einen Seitenschnitt eines Turhinengehäuseendes mit dem dieses abstützenden
Lagerbock dar. Es ist r das axial ungeteilte Gehäuse einer radialbcaufschlagten
Dampfturbine mit ruhendem Leitzeug. Dex Enddeckel z dieses Gehäuses weist Pratzen
3 auf, mit denen sich das Turbinengehäuse in Höhe der Wellenmitte auf dem Unterbeil
q. des Lagergehäuses stützt. In diesem Lagergehäuse befinden sich das Lauflager
5 und das Drucklager 6, welche die Welle 7 halten. Zur seitlichen Festlegung der
Gehäusemitte gegenüber der Wellenmitte befindet sieh am Enddeckel a noch unten ein
Vorsprung 3, der über einen Führungskeil 9 in einen entsprechenden Vorsprung to
des Lagergehäuseunterteils q. eingreift. Um nun mit Sicherheit zu. vermeiden, daß
über die Berührungsflächen der Pratzen 3 und des Führtungskeilesq durch die gleichzeitige
tibertragung des Mas,chineng@ehäusedrehmomentes Verwindungskräfte auf das Lagergehäuse
4. und den dieses abstützenden Lagerbock r r ausgeübt werden, welche die Wellenmitte
gegenüber
der Gehäusemitte verschieben würden, ist das. Lagergehäuse
q. im Lagerbock i i drehbar um die Wellenmitte gelagert. Zu diesem Zweck weist der
Lagerbock zwei halbkreisförmige Nuten 12 und 13 auf, in welche die ,ebenfalls halbkreisförmigen
Vorsprünge 1q.und 15 des Lagergehäuses q. eingreifen. Die Mittelachse, um die diese
halbkreisförmigen Flächen laufen, liegt etwa auf Wellenmitte. Auf die genaue Lage
der Mittelachse kommt @es nicht an, da sich die Winkelbeträgq, um die das Lagergehäuse
unter dem Gehäusiedrehmoment verdreht wird, in unmeßbar kleinen Grenzen halten.
Zweck der Drehmöglichkeit ist ja nicht die Drehung selbst, sondern nur die sichere
Verhinderung auftretender elastischer Verfermungen. Die Schultern 16 und 17 halten
das Lagergehäuse derart fest, daß diese Form der Auflagerung der starren Auflagerung
völlig ,gleichwertig ist.
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Um das Maschinengehäuse.drehmom-ent unmittelbar unter Umgehung der
Abstützung in möglichst einfacher Wess,e auf das Fundament zu übertragen, ist sein.
mehrere Meter langer Hebelarm 18 mit Schrauben 19 am Tu:rbinengehäus:e selbst angeschraubt.
Seine Lage zum Turbinengehäuse ist durch die Kegelstifte 2o gesichert. Das nicht
eingezeichnfete andere Ende des Hebelarmes 18 ist unten im Kellerflur gegen jede
Bewegung in Umfangsrichtung der Wellendrehung starr gesichert. Verschiebungsmöglichkeit
in Längsrichtung des Hebels und des Turbinengehäuses gegenüber diesem Festpunkt
ist aber gegeben. Die große Länge des Hebelarmes setzt die zur Aufnahme des Gehäusedrehmomentes
erforderliche Umfangskraft wesentlich herab, und damit auch die auf die Gehäuseabstützung
wirkende, gleich große Seitenkraft. Auf diese Weise bleiben Gehäuse- und Wellenmitte
genau in Deckung.
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Es ist aber natürlich auch möglich, das Gehäusedrehmoment an zwei
gegenüberliegenden Festpunkten, die beide die gleiche'Entfernung von der Wellenmitte
haben, abzunehmen. Bei gleichmäßiger Übertragung dex Umfangskräfte auf beide Festpunkte
kann dann das Auftreten einer auf die Gehäuseabstützung wirkenden Seitenkraft überhaupt
vermieden werden.