DE960328C - Abdichteinrrichtung an einem Gehaeuse fuer Gas- oder Dampfturbinen - Google Patents
Abdichteinrrichtung an einem Gehaeuse fuer Gas- oder DampfturbinenInfo
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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)
- 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. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Dichtungsblech ein dünnes gewelltes Blech ist.
- 3. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einteiligen Ringe durch mindestens drei Keile zentriert sind, welche radiale Verschiebungen zulassen.
- 4. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Ring mit dem Innengehäuse fest verbunden ist.
- 5. Abdichteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß-der innerste Ring am niederdruckseitigen Ende des Innengehäuses befestigt ist.
- 6. Abdichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Ring in eine Nut des Außengehäuses eingreift.
- 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. 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)
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