DE960328C - Abdichteinrrichtung an einem Gehaeuse fuer Gas- oder Dampfturbinen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. MÄEZ1957

A 18625 Ia/46f

Die Erfindung richtet sich auf eine Abdichteinrichtung in einem Gehäuse für Gas- oder Dampfturbinen, welches aus einem in einer axialen Ebene geteilten Außengehäuse und einem in einer axialen Ebene geteilten, im Außengehäuse abgestützten Innengehäuse besteht, zur Abdichtung des einströmseitigen Zwischenraumes zwischen Innengehäuse und Außengehäuse in axialer Richtung gegen den abströmseitigen Zwischenraum zwischen den Gehäusen.

Gehäuse dieser Art werden insbesondere dann verwendet, wenn das unter Druck stehende Treibmittel hohe Temperaturen .aufweist. Das Innengehäuse dient dann zur Führung des Treibmittelstromes und als Träger der Leitapparate der Turbine und ist gegen das Außengehäuse isoliert. Der Druck des Treibmittels wird vom Außengehäuse aufgenommen, welches wegen der im Zwischenraum liegenden Isolierschicht'geringere Temperatur aufweist als das Innengehäuse, so daß der Baustoff ao höhere Beanspruchung auszuhalten vermag.

Bei den bisher bekannten Bauarten ist das Außengehäuse dann noch w.eiter gegen die Umgebung isoliert. Sie lassen es nicht zu, daß das Außengehäuse relativ kalt, also auf nur geringer Übertemperatur gegen die Umgebung gehalten wird, da nämlich dann in jenem Teil des Innengehäuses, mit dem sich dieses auf das Außengehäuse abstützt, starke Temperaturgefälle auftreten, welche zu hohen Wärmespannungen führen. Es ist dabei zu beachten, daß dieser Teil gleichzeitig einen dichten Abschluß des einströmseitigen

■ Zwischenraumes zwischen Innengehäuse und Außengehäuse gegen den abströmseitigen Zwischenraum zu bilden hat, um zu verhindern, daß Treibmittel unter Umgehung der Schaufelung von der Eintrittsseite zur Austrittsseite der Turbine gelangen kann.

Wärmebewegliche Verbindungen zwischen Innen- und Außengehäuse, beispielsweise mittels Dreipunktaufhängung oder mittels sogenannter TeIeskopbefestigung, und ebenso eine Flanschverbindung zwischen Innen- und Außengehäuse sind bekannt. Die Erfindung richtet sich aber nicht auf die Abstützung des Innengehäuses im Außengehäuse, sondern auf die Abdichtung des einströmseitigen gegen den abströmseitigen Zwischenraum zwischen den beiden Gehäusen und bezweckt, ein Turbinengehäuse zu schaffen, bei welchem das Außengehäuse relativ kalt gehalten werden kann und bei welchem trotzdem keine hohen Wärmespannungen auftreten und der Zwischenraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse in axialer Richtung gut abgedichtet ist. Das Außengehäuse muß dann nicht gegen die Umgebung isoliert sein. Dieses Ziel wird nach der Erfindung erreicht durch mindestens zwei einteilige koaxial angeordnete Ringe, welche gegeneinander in radialer Richtung ein durch ein einteiliges Dichtungsblech überbrücktes Spiel aufweisen. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine gute Abdichtung des Zwischenraumes zwischen Innengehäuse und Außengehäuse in axialer Richtung herbeigeführt, so daß verhindert wird, daß das Treibmittel unter Umgehung der Schaufelung von der Eintrittsseite zur Austrittsseite der Turbine gelangen kann und ferner erreicht wird, daß das Außengehäuse relativ kalt bleibt und trotzdem keine hohen Wärmespannungen auftreten.

Das einteilige Dichtungsblech ist zweckmäßigerweise ein dünnes gewelltes Blech. Ferner ist es von Vorteil, wenn die einteiligen Ringe durch mindestens drei Keile gegeneinander zentriert sind, welche radiale Verschiebungen zulassen.

Der innerste Ring ist zweckmäßig mit dem Innengehäuse fest verbunden. Er kann dabei am niederdruckseitigen Ende des Innengehäuses befestigt sein.

Der äußerste Ring kann am Außengehäuse befestigt sein. Eine zweckmäßige Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der äußerste Ring in eine Nut des Außengehäuses eingreift, in der Weise, daß er sich noch in radialer Richtung dehnen kann. Er kann dabei mindestens teilweise an dem geschlitzten Abstützflansch des Innengehäuses anliegen und mit diesem Flansch gemeinsam in die Nut des Außengehäuses eingreifen.

Um zu verhindern, daß zwischen dem äußersten Ring und dem Außengehäuse noch Leckmengen von heißem Treibmittel durchströmen, wobei Gefahr bestünde, daß die Isolierschicht aufgeheizt würde, ist es zweckmäßig, in einem Bereiche, in welchem der äußerste Ring an einen Teil des Außengehäuses anliegt, in eine ringförmige Nut des Außengehäuses ein relativ kaltes Sperrmedium höheren Druckes als der hochdrucksei tig im Gehäuse herrschende Druck einzuführen.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. ι einen axialen Schnitt durch die obere Hälfte eines aus einem Innengehäuse und einem Außengehäuse bestehenden Turbinengehäuses mit der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Abdichteinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht des Abstützflansches des Innengehäuses in Achsrichtung gegen die Austrittsseite des Gehäuses gesehen, mit Schnitt durch das Innengehäuse nach der Linie IH-III der Fig. 2, und

Fig. 4 eine Teilansicht der zur Abdichtung dienenden Ringe in Achsrichtung gegen die Eintrittsseite der Turbine gesehen.

Das Turbinengehäuse weist ein Innengehäuse 1 und ein Außengehäuse 2 auf. Im Gehäuse ist ein Rotor 3 gelagert. Das Innengehäuse trägt Leitschaufeln 4. Das Strömungsmittel tritt durch ein mit dem Innengehäuse verbundenen Rohr 5 ein, expandiert in der Schaufelung der Turbine und verläßt sie durch einen Diffusor 6 und einen anschließenden Abströmraum 7.

Das Innengehäuse 1 begrenzt mit dem Außengehäuse 2 einen Zwischenraum 8, welcher Isoliermaterial enthält. Der Zwischenraum 8 steht durch Bohrungen 9 mit dem Eintrittsraum des Innengehäuses ι in Verbindung, so daß im Zwischenraum der gleiche Druck herrscht wie im Eintrittsrolir 5. Auf der Austrittsseite der Turbine umschließt dagegen das Außengehäuse einen Isoliermaterial enthaltenden Raum 10, welcher durch Bohrungen 11 mit dem Abströmraum 7 in Verbindung steht.

Die beiden Zwischenräume 8 und 10 weisen verschiedene Drucke auf und müssen daher gegeneinander abgedichtet werden, um ein Treibmittelüberströmen von der Einströmseite zur Abströmseite der Turbine unter Umgehung der Turbinenbeschaufeiung zu vermeiden.

Das Innengehäuse 1 weist einen Flansch 12 auf, welcher an mehreren Stellen des Umfanges mit radialen Schlitzen 13 versehen ist. Der Flansch greift in eine Nut 14 des Außengehäuses 2 ein.

Mit 15 und 16 sind zwei einteilige, koaxial angeordnete Ringe bezeichnet. Diese Ringe haben gegeneinander ein radiales Spiel 17.

Der innere Ring 15 ist mit dem Innengehäuse 1 fest verbunden, indem er am niederdruckseitigen Ende dieses Innengehäuses mit Schrauben 18 befestigt ist. Der äußere Ring 16 greift dagegen, gemeinsam mit dem Abstützflansch 12, in die Nut 14 des Außengehäuses 2 ein.

Mit 19 ist ein einteiliges Dichtungsblech be- iao zeichnet. Es ist mit den beiden Ringen 15 und 16 verbunden und überbrückt das Spiel 17.

Bei dem dargestellten Gehäuse stützt sich somit das Innengehäuse 1 durch den in radialer Richtung geschlitzten Flansch 12 im Außengehäuse 2 ab, 1*5 und der einströmseitige Zwischenraum 8 zwischen

Innengehäuse und AußengeHäuse ist gegen den abströmseitigen Zwischenraum io zwischen den Gehäusen durch die beiden einteiligen koaxial angeordneten Ringe 15 und 16 abgedichtet, welche gegeneinander in radialer Richtung das durch das einteilige Dichtungsblech 19 überbrückte Spiel 17 aufweisen.

Das Dichtungsblech 19 ist dabei ein dünnes gewelltes Blech.

Infolge der radialen Schlitzung treten nun im Abstützflansch keine Ringspannungen auf. Der Flansch ist gegen ein radiales Temperaturgefälle weitgehend unempfindlich, und es werden Wärmespannungen vermieden. Die zwischen den Schlitzen liegenden Flanschteile können sich in radialer Richtung frei ausdehnen. Mit Hilfe der Ringe 15 und 16 wird aber trotzdem eine gute Abdichtung des Zwischenraumes zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse erreicht.

ao In diesen Ringen werden zwar noch gewisse Wärmespannungen auftreten. Infolge der Unterteilung in zwei Ringe werden aber die Wärmespannungen in zulässigen Grenzen gehalten, da sich jeder Ring für sich dehnen kann.

Statt zwei Ringe können bei der erfindungsgemäßen Ausführung auch mehrere koaxial angeordnete Ringe zur Abdichtung verwendet werden, welche gegeneinander ein radiales, durch ein Dichtungsblech überbrücktes Spiel aufweisen. Zwecks Aufnahme des axialen Druckes müssen dann die Ringe durch Versetzungen radial übereinandergreifen, jedoch so, daß eine radiale Dehnung nicht verhindert wird. In dieser Weise werden die Wärmespannungen noch weiter vermindert.

Die beiden Ringe 15 und 16 sind gegeneinander durch drei Keile 20 zentriert, von denen einer in der Fig. 4 dargestellt ist.

Der äußere Ring 16 liegt in einem Bereiche 21 an einen Teil 22 des Außengehäuses 2 an. In dem Auflagebereich ist der Teil 22 mit einer ringförmigen Nut 23 versehen, in welche durch eine Leitung 24 relativ kaltes Sperrmedium eingeführt wird. Dieses hat einen höheren Druck als der im Zwischenraum 8 hochdruckseitig im Gehäuse herrgehende Druck. Damit wird verhindert, daß selbst geringste Mengen von heißem Strömungsmittel als Leckmengen den Zwischenraum 8 durchqueren und im Auflagebereich 21 unter Umströmen des Ringes 16 nach der Austrittsseite des Gehäuses gelangen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Abdichteinrichtung in einem Gehäuse für Gas- oder Dampfturbinen, welches aus einem in einer axialen Ebene geteilten Außengehäuse und einem in einer axialen Ebene geteilten, im Außengehäuse abgestützten Innengehäuse besteht, zur Abdichtung des einströmseitigen Zwischenraumes zwischen Innengehäuse und Außengehäuse in axialer Richtung gegen den abströmseitigen Zwischenraum zwischen den Gehäusen, gekennzeichnet durch mindestens zwei einteilige koaxial angeordnete Ringe, welche gegeneinander in radialer Richtung ein durch ein einteiliges Dichtungsblech überbrücktes Spiel aufweisen.
2. 2. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Dichtungsblech ein dünnes gewelltes Blech ist.
3. 3. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einteiligen Ringe durch mindestens drei Keile zentriert sind, welche radiale Verschiebungen zulassen.
4. 4. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Ring mit dem Innengehäuse fest verbunden ist.
5. 5. Abdichteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß-der innerste Ring am niederdruckseitigen Ende des Innengehäuses befestigt ist.
6. 6. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Ring in eine Nut des Außengehäuses eingreift.
7. 7. Abdichteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Ring mindestens teilweise an einem geschlitzten Abstützflansch des Innengehäuses anliegt und mit diesem gemeinsam in die Nut des Außengehäuses eingreift.
8. 8. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Ring in axialer Richtung an einen Teil des Außengehäuses anliegt und daß im Bereiche der Berührungsfläche im Außengehäuse in eine ringförmige Nut ein Sperrmedium höheren Drukkes als der hochdruckseitig im Gehäuse herrsehende Druck eingeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 732 801, 483 214, ioo 107;

   schweizerische Patentschrift Nr. 282 188;

   französische Patentschrift Nr. 1 003 299;

   britische Patentschrift Nr. 617 763;

   Escher Wyss Mitteilungen, Bd. 23/24 (1950/51)·, ιος S. 89;

   Loschge-Schnakig, »Konstruktionen aus dem Dampfturbinenbau«, Berlin, 1938, S. 33 und 41.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 509 630/201 1.56 (609 843 3.57)