DE811469C

DE811469C - Zwischenboden fuer Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE811469C
Application number: DEP4649A
Authority: DE
Inventors: Raimund Boek; Oskar Jebens
Original assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Current assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-08-20

Description

Zwischenboden für Dampf- oder Gasturbinen Die Zwischenböden von Scheibenturbinen können sich bei Änderungen der Dampfternperatur werfen, da dann die an die Dampfkanäle grenzenden Umfangsteile den Temperaturänderungen schneller folgen als die mehr nach der Mitte zu liegenden Teile. Die Folge ist ein Klaffen der Scheiben in der Teilebene sowie Unrundwerden der Zwischenböden und unter Umständen selbst ein Verziehen des Gehäuses bzw. des Gehäuseeinsatzes, welcher die Zwischenböden trägt. Auch wenn die Zwischenbodenhälften zentriert aufgehängt sind, werden an die Gehäuse doch noch erhebliche Kräfte durch Reibung übertragen. Besonders bei solchen Zwischenböden, die von ungeteilten Büchsen kraftschlüssig umfaßt werden, ist es wesentlich, daß nicht nur die Gehäuse, sondern auch die Zwischenböden an ungleichmäßigen Dehnungen gehindert werden.
Um Zwischenböden von sowohl verhältnismäßig geringem Gewicht als auch mit schneller Temperaturangleichung zu schaffen, werden diese gemäß der Erfindung in Hohlbauweise ausgeführt, indem das Material wie bei einem Doppel-T-Träger möglichst auf die äußeren Fasern verteilt wird. Demnach bestehen diese Zwischenböden aus Platten, welche durch hochkant stehende dünne Rippen miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird das Material weit besser ausgenutzt als bei den bisher üblichen vollen Zwischenböden, indem zur Aufnahme der, gleichen Belastung weniger Material nötig ist. Vorteilhafterweise sind ferner die Hohlräume mit Dampfein- und -austrittsöffnungen versehen, in der Weise, daß stets eine Dampfströmting in den Hohlräumen stattfindet. Gegenüber den üblichen vollen Zwischenböden ist deshalb bei Temperaturschwankungen erstens viel weniger Masse aufzuwärmen bzw. abzukühlen, zweitens ist die wärmeaustauschende Oberfläche mindestens verdoppelt worden. Es wird daher eine schnelle Temperaturangleichung erreicht, die besonders bei solchen Turbinen von Bedeutung ist, welche schnell aufeinanderfolgende Manöver machen müssen, Wie z. B. Schiffsturbinen.
Die Dampfströmung in den Hohlräumen der Zwischenböden kann in verschiedener Weise erzielt werden. Normalerweise wird allein schon die Fliehkraftwirkung der glatten Radscheibenflächen genügen, um eine lebhafte Strömung im Zwischenboden zu bewirken. In Fällen, welche besonders lebhafte Strömung verlangen, kann der diese Strömung bewirkende Überdruck dadurch begünstigt werden, daß die Laufradscheibe unterhalb der Zwischenbodeneintrittsöffnungen einen ringförmigen Ansatz erhält, welcher mit schrägen Einschnitten versehen ist und durch die Fliehkraftwirkung einen Überdruck im Raum zwischen Laufrad und Zwischenboden in Richtung nach außen erzeugt. Dieser Überdruck führt zu einer lebhaften Ringströmung durch den Hohlraum des Zwischenbodens.
Es können auch aus dem Hohlraum Öffnungen oder ein Ringschlitz zu einem Raum im Labyrinth der Zwischenbodenstopfbüchse führen, wobei es vollauf genügen kann, hinter der ersten Dichtungslamelle auszumünden. Dem zur hinteren Stopfbüchse strömenden Dampf steht dann einmal der Weg an der ersten Lamelle vorbei zur Verfügung, andererseits der Weg durch den Hohlraum des Zwischenbodens. Da letzterer im Querschnitt sehr viel größer gehalten wird als der erste Labyrinthquerschnitt, wird ein großer Teil des Zwischenbodenstopfbüchsendampfes durch den Hohlraum gehen. In der Regel wird es sogar genügen, dem Zwischenbodenlabyrinth eine oder einige in axialer Richtung dichtende Labyrinthstufen mit verhältnismäßig großem Spiel vorzubauen, so daß die Zwischenbodenstopfbüchse genau wie sonst mit allen Lamellen zur Niederhaltung des Stopfbüchsverlustes dient.
Die Zwischenböden der Hohlbauweise können auch mehrteilig, z. B. aus einem äußeren Düsenring und einer inneren hohlen Radscheibe, hergestellt sein. Die Düsen lassen sich dann vorteilhaft aus Ringteilen und Schaufeln aufbauen. Düsenring und Radscheibe sind mit Nut und Feder gegeneinander gesichert. In diesem Falle ist es für die Festigkeit des ganzen Zwischenbodens vorteilhaft, die Teilfuge der Scheibe gegen die Teilfuge des Düsenrings zu versetzen, vorzugsweise um go'.
Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele im Schnitt. In Abb. i ist ein Zwischenboden gezeigt, welcher aus dem Düsenring i, den beiden Platten 2 und 3 und dazwischen befindlichen, in Abb. ia im Schnitt dargestellten Stegen4 sowie dem Innenring 5 aufgebaut ist und durch die Öffnungen6 und 7 mit dem Dampfraum8 einer Turbinenstufe verbunden ist. Durch die Fliehkraft des von der Radscheibe teilweise mitgerissenen, Dampfinhaltes des Raumes 8 wird in den äußeren Teilen dieses Raumes 8 ein Überdruck erzeugt, der eine Ringströmung durch den Raum 8 und den Hohlraum 9 durch die Öffnungen 6 und 7 hindurch zur Folge hat. Der Dampf wird dabei ständig erneuert, indem innen der Zwischenstopfbüchsendampf abgezogen und dafür außen eine entsprechende Dampfmenge aus der Beschaufelung entnommen wird.
In der Ausführungsform nach Abb. 2 ist diese Strömung dadurch verstärkt, daß der Radkopf mit einem seitlichen Ringansatz io versehen ist, welcher durch vorzugsweise schräge Einschnitte unterbrochen ist und wie ein Ventilator wirkt.
In Abb. 3 mündet die untere Öffnung 7 hinter der ersten Lamelle i i der Zwischenstopfbüchse aus. Dadurch wird der Stopfbüchsendampf zum großen Teil durch den Hohlraum 9 geführt. Dasselbe ist der Fall in Abb. 4. Hier ist die Zwischenstopfbüchse in normaler Art ausgeführt und die Strömung durch den Hohlraum 9 mittels der besonderen axial gerichteten Lamelle 12 bewirkt.
Abb. 5 und 6 zeigen einen mehrteiligenZwischenboden, der aus einem äußeren geteilten Düsenring i und einer gleichfalls geteilten Radscheibe 13 besteht, die durch Nut und Feder 14 miteinanderverbunden und deren Teilfugen aus Festigkeitsgründen zweckmäßig um go' gegeneinander versetzt sind.
In Abb. i ist noch strichpunktiert eine andere Ausführung eingezeichnet, die zeigt, wie erfindungsgemäß in einfacher Weise statt des Ringansatzes io am Laufrad Einfräsungen 15 im entsprechend ver-. stärkten Laufradkopf die Ringströmung erzeugen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zwischenboden für Dampf- oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden in Hohlbauweise, z. B. nach Art eines Doppel-T-Trägers, hergestellt.ist und der Hohlraum (9) am inneren und äußeren Umfang mit dem Dampfraum (8) an einer Seite des Zwischenbodens verbunden ist.
2. Zwischenboden für Dampf- und Gasturbinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufscheibe an ihrer zu diesem Dampfraum (8) gerichteten Seite unterhalb der Schaufel mit einem seitlichen Ringansatz (io) versehen ist, dei durch vorzugsweise schräge Einschnitte unterbrochen ist, so daß er wie ein Ventilator wirkt. 3. Zwischenboden für Dampf- oder Gasturbinen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Ringansatzes (10) zur Erzeugung einer Ringströmung lediglich Einfräsungen 15 am entsprechend vergrößerten Laufradkopf vorgenommen sind. 4. Zwischenboden für Dampf- oder Gasturbinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Öffnung (7) des Hohlraumes hinter die erste oder die ersten Lamellen (ii) der Zwischenstopfbüchse verlegt ist. 5. Zwischenboden für Dampf- oder Gasturbinen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in halbringf8rmige Düsenringe und in halbringförmige Radscheiben (13) unterteilt ist, die in bekannterWeise in der Umfangsrichtung mit Nut und Feder (14) gegeneinander abgestützt sind, wobei die Teilfuge der Radscheibe gegen die des Düsenringes um go' versetzt ist.