DE907179C - Turbine mit einem oder mehreren Ringkoerpern - Google Patents

Description

• Turbine mit einem oder mehreren Ringkörpern Die Erfindung bezieht sich auf Dampf- und Gasturbinen mit hoher Arbeitsmitteltemperatur ,undinsbesondere auf Turbinen mit eine oder mehrere Leitschienen tragenden Ringkörpern, wie Innengehäuse, Trommeln oder Leitschienenringe, die gegen Führungsflächen eines äußeren Gehäuses anliegen und dadurch von diesem zentriert werden. Zwischen dem Ringkörper bzw. den Ringkörpern und dem Außengehäuse treten beim Anlassen oder Abschalten der Turbine und auch während. des Betriebes Temperaturunterschiede auf, die bedeutende Werte z. B. dadurch annehmen können, daß das Außengehäuse stärker als die Ringelemente gekühlt wird, oder dadurch, daß die Abmessungen des Außengehäuses stärker als die der Ringkörper sind. Diese Temperaturunterschiede verursachen bei den bekannten Ausführungsformen Verformungen dies Ringkörpers oder Innengehäuses und des Außengehäuses. Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, die Führungen zwischen den beiden Gehäusen mit so großem radialem Spielraum auszuführen, wie die Temperaturunterschiede es verlangen. Dann ist jedtoch keine Sicherheit dafür geboten, daß das Innengehäuse wirklich die gewünschte runde Form behält, unter anderem weil es sich wirft, und das Innengehäuse wird auch nicht immer gut zentriert bleiben. Dies führt dazu, daß ein :größerer Spielraum zwischen den Turbinenschaufeln und dem Innengehäuse vorgesehen sein muß, als sonst notwendig wäre. Es ist auch. nicht möglich, die Lage des Innengehäuses mit Hilfe von radialen Streben festzulegen, da diese keine zentrierende Wirkung auf das Innengehäuse haben, insbesondere nicht auf die Wandungen dies Innengehäuses in der Nähe seiner Teilfugen.
• Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und somit die Leitschienenkränze in ridh-

  tiger Lage zu halten, auch wenn große Temperatur-

  unterschiede zwischen dem Außengehäuse und: den

  Ringkörpern auftreten. Dies wird im wesentlichen

  dadurch erreicht, daß der Ringkörper oder die

  Ringkörper (Innengehäuse, Trommel; Leitschienen-

  ring), !die in an sich bekannter Weise durch in zur

  Achse parallelen Ebenen liegende Schnitte in min-

  destens zwei Teile geteilt sind, mit einem gegen-

  seitigen Spielraum am Umfang derart angeordnet

  sind, daß der Ringkörper, wenn er wärmer als das

  Außengehäuse wird, die Möglichkeit hat, sich in

  Umfangsrichtung unter Beibehaltung oder im

  wesentlichen unter Beibehaltung seiner radialen

  Lage auszuweiten. Gemäß einer weiteren, die Er-

  findung kennzeichnenden Maßnahme besitzt das

  Außengehäuse eine größere Rin.gsteifigkeit als die

  Ringkörper, so daß das Außengehäuse ausreichende

  Festigkeit erhält, um ohne schädliche Formverände-

  rung Kräfte von den aufgeschnittenen Ringkörpern

  aufzunehmen. Hieraus geht hervor, daß die

  Führungen zwischen Ringkörper und Außengehäuse

  gemäß ,der Erfindung mit geringem radialem Spiel-

  raum ausgeführt werden können, beispielsweise

  einem solchen von o,1 mm oder weniger. Die Leit-

  schienen sind an ihrem inneren Umfang mit einem

  Innenring verbunden, der, zweckmäßig ebenfalls in

  Umfangsrichtung gesehen:, geteilt ist, vorzugsweise

  in vier oder fünf Teile, zwischen denen Spalte in

  Umfangsrichtung vorhanden sind.

  Die Erfindung soll an Hand' der in der Zeichnung

  dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrie-

  ben werden. Es zeigt

  Fig. i eine Ansicht eines Teiles einer erfindungs-

  gemäß - ausgeführten Dampfturbine, teilweise im

  Schnitt,

  Fig.2 teilweise zwei der Teile, aus denen das

  Innengehäuse zusammengesetzt ist, und die zwischen

  diesen angebrachte Abdichtungsanordnung,

  Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III von

  Fig. i und 2,

  Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von

  Fig. i und 2,

  Fig. 5 einen Teil des geteilten, an der Innenseite

  der Leitschaufeln angebrachten Ringkörpers mit

  der Dichtungsanordnung in einer Seitenansicht nach

  der Linie V-V von Fig. i

  Fig. 6 zeigt diese Dichtungs!anordinung für sich

  in um go° gegenüber Fig. 5 versetzter Lage,

  Fig. 7 einen Teil einer Dampf- oder Gasturbine in

  einem Längsschnitt gemäß einer abgeänderten Aus-

  führungsform der Erfindung.

  In dem in der Zeichnung dargestellten Aus-

  führungsbeispiel bezeichnet ro ein äußeres Turbinen-

  gehäuse, das aus zwei oder mehr Teilen zusammen-

  gesetzt sein kann. Das Außengehäuse ist steif

  gegenüber Kräften, die es unrurnd drücken wollen.

  Zu diesem Zweck ist das Außengehäuse mit radialen

  Verstärkungen, z. B. Ringen 12 od. dgl., versehen.

  Ein inneres Turbinengehäuse oder eine Trommel 14,

  mit dem bzw. mit der Leitschienen 15 in mehreren

  Kränzen fest verbunden sind, ist im Außengehäuse

  zentriert, beispielsweise dadurch, daß es bzw. sie

  mit ringförmigen Vorsprüngen 16 ausgestattet ist,

  die mit sehr geringem radialem Spielraum in entsprechenden Ausnehmungen 18 im Außengehäuse geführt sind. Die Führungsflächen zwischen den Vorsprüngen und den Ausneh.mungen 18 haben vorzugsweise zylindrische Form. Die Führungsflächen brauchen sich nicht um den gesamten Umkreis der beiden Gehäuse zu erstrecken, sondern können auf eine Anzahl um den Umkreis verteilter Stellen be- schränkt sein. Das Innengehäuse :14 ist nach parallel zur Achse verlaufenden Schnittebenen in zwei oder mehr Teile geteilt. Zwischen den Teilen des Innengehäuses 14 sind (Fi.g. 2) in der Umfangsrichtung Spaltego vorhanden. Wenn daher das Innengehäuse 14 beispielsweise auf höhere Temperatur als des Außengehäuse io erwärmt wird; so kann es sich ausweiten, indem es in Umfangsrichtung sieh ausdehnt, während es gleichzeitig seine richtige radiale Lage beibehält, die durch die Führungsflächen zwischen den Vorsprüngen 16 und den Ausnehmungen.i8 bestimmt wird: Die Anpassung des Innengehäuses an,die Lage .der Führungsflächen des Außengehäuses wird dadurch ermöglicht, daß das Innengehäuse nachgiebiger als das Außengehäuse ist und sich daher nach dessen Form richtet. Die Kräfte, die sich der Ausweitung des Innengehäuses in Umfangsrichtung widersetzen, sind außerdem verhältnismäßig gering. Die verschiedenen Teile des Innengehäuses werden in ihrer richtigen Umfangslage mittels im Außengehäuse verankerter Keilverbände od. dgl. gehalten, die dann derart angeordnet sind, beispielsweise nur an einer Stelle in jedem Teil, :d!aß dieser ungehindert sich ausdehnen kann.
• Die Leitschienen 15 sind in den verschiedenen Kränzen: je mit einem Innenring 22 verbunden. Damit dieser nicht den Formveränderungen des Innengehäuses 14 in Umfangsrichtung entgegenwirkt, ist er ebenfalls am inneren Umfang geteilt, vorzugsweise in vier oder mehr Teile; die durch Spalte 24 getrennt sind, die eine ungehinderte Längenänderung der Teile relativ zueinander in Umfangsrichtung zulassen.
• Zwischen den Leitschienen sind Laufschaufeln4o angeordnet, die von .miteinander fest verbundenen Turbinenscheiben q.2 getragen werden:. Zwischen den Turbinenscheiben 42 und den Leitschienen 15 sind Dichtungskörper 46 vorgesehen, die von beliebiger bekannter Art sein können. Das Arbeitsmittel durchströmt,den ringgförmigenRaum zwischen dem Innengehäuse 14 und den Turbinenscheitern 42, in dem die Leitschienen 15 und die Schaufeln 40 angebracht sind, in Richtung von links nach rechts gemäß Fig. i.
• Die Teilungsspalte 2o zwischen den Teilen des Innengehäuses 14 können mittels z. B. längs verlaufenden und gegebenenfalls quer verlaufenden Leisten ausreichend dicht gemacht werden, so daß kein schädliches Lecken des Arbeitsmittels durch diese eintritt. Das gleiche gilt: auch für die Spalte 24 zwischen den Teilen der inneren Leitschienenringe 22.
• In den Fig. i bis 4 bezeichnet 26 eine derartige Leiste in Form eines Deckbleches, das z. B. mittels Niete 28 in einem der Teile des Turbinengehäuses 14 befestigt ist und sich über den Spalt 2o über den benachbarten Turbinengehäuseteil,i erstreckt. Das Blech verhindert ein Lecken in radialer Richtung. Mit 30 ist eine Querleiste bezeichnet, die mittels eines Nietes 31 im Deckblech 26 befestigt sein kann und die in einer umfänglichen Spur 32 in jedem Endteil der beiden Innenturbinengehäuseteile liegt. Die Querleiste 30 füllt den Spalt 2o aus und hindert ein Lecken des Arbeitsmittels in axialer Richtung durch den Spalt.
• In den Fig. 5 und 6 ist eine ähnliche Anordnung zur Verhinderung von Lecken durch die Spalte 24 in dem geteilten inneren Leitschienenring 22 veranschaul'icht. EinAbschirmkörper34 ist z. B. mittels Niete 36 in einem Ringteil befestigt und kann entlang dem anderen gleiten. Im rechten Winkel zum Körper 34 geht ein Vorsprung 38 ab, der ebenso wie der Körper 34 in einer Aussparung in den Endteilen der Ringteile liegt. Der Körper 34, 38 hindert ebenfalls ein Lecken des Arbeitsmittels sowohl axial wie radial.
• Die in Fig. 7 gezeigte abgeänderte Ausführungsform unterscheidet sich von, der vorbeschriebenen im wesentlichen nur dadurch, daß jeder Leitschienen'kranz 15 seinen eigenen Ring 5o hat, der somit nicht mit dem Ring des benachbarten Leitschienenkranzes verbunden ist. Die in zwei oder mehr Teilen ausgeführten Leitschienenringe 5o werden mittels Vorsprüngen und Ausne'hmungen am Außengehäuse io in gleicher Weise wie oben beschrieben getragen und zentriert. Die Spalte zwischen den Teilen der Ringkörper können in gleicher Weise -abgedichtet werden, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. Die dort veranschaulichten Dichtungsglieder können jedoch in einem Stück mit dem Innengehäuse bzw. den Ringkörpern ausgeführt sein, wie dies bei Motorkolbenringen üblich ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: a. Turbine mit einem oder mehreren. die Leitschienen tragenden Ringkörpern, die gegen Führungsflächen eines Außengehäuses anliegen und dadurch in diesem zentriert wenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (i4) nach parallel zur Achse verlaufenden Schnittebenen in mindestens zwei Teile geteilt isty die mit gegenseitigem Spiel in Umfangsrichtung derart angeordnet sind, daß der Ringkörper, wenn stärker als das Außengehäuse erwärmt, die Möglichkeit besitzt, sich in Umfangsrichtung unter Beeibehaltung oder im wesentlichen unter Beibehaltung seiner radialen Lage auszuweiten.
2. 2. Turbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,, d@aß das Außengehäuse (iio) größere Ringsteifigkeit als: der Ringkörper (i4) besitzt, so daß das Außengehäuse (io) genügende Festigkeit erhält, um ohne schädliche Formveränderung Kräfte von dem aufgeschnittenen Ringkörper aufnehmen zu können.
3. 3. Turbine nach Anspruch i oder 2, bei der die Leitschienen an ihrem inneren Umkreis mit einem Innenring verbunden sind, dadurch ge-'kenrvzeichnet, daß auch der Innenring (22) in Umfangsrichtung gesehen vorzugsweise in vier oder mehr Teile unterteilt ist, zwischen denen Dehnungsspalte liegen.
4. 4. Turbine nach Anspruch i bis 3, gekennzeichne,t,durch an den Spalten angeordnete, mit den Ringkörpern bzw. Innenringen gegebenenfalls ein Stück bildende Leisten (26), die ein Lecken des Arbeitsmittels durch die Spalte verhindern, ohne gleichzeitig die Bewegungsmöglichkeit der Teile d es Ringkörpers bzw. des Innenringes, inUmfangsrichtung einzuschränken.
5. 5. Turbine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Leisten (26) sowohl längs verlaufend angeordnet sind, d. h. den Spalten in axialer Richtung folgen:, als auch quer verlaufend, d. h. sich radial durch die Spalte erstrecken. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 376 289, 545 6o'8, 554 367, 724 321-