DE963523C - Doppelmantelturbine - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

S 35062 Iaf'i4c

ist als Erfinder genannt worden

Doppelmantelturbine

Die Doppelmantelturbine, d. h. die Turbine, bei der die Leitschaufeln nicht unmittelbar in das Außengehäuse, sondern in einen zentrisch wärmebeweglich eingebauten Leitschaufelträger eingesetzt sind, eignen sich besonders für hohe Drücke und Temperaturen. Es ergibt sich dann· aus der Natur der Sache, daß bei sehr hohen Anfangs drücken auch der Enddruck der Entspannung sehr hoch liegt und infolgedessen die Druckbeanspruchung des Außen,-gehäuses, das in seinem Inneren ja diesem Entspannungsenddruck ausgesetzt ist, entsprechend hoch ist. Wenn man auch die sich aus dem hohen Druck ergebenden Schwierigkeiten weitgehend durch die sogenannte Topfbauart umgehen kann, d. h. durch Wahl eines ungeteilten Außengehäuses, so bleibt doch die konstruktive Schwierigkeit bestehen, die sich aus der hohen Belastung des Gehäusedeckels ergibt. Der Entspannungsenddruck kann größenordinungsmäßig bei ioo at und darüber liegen, und das bei Temperaturen, die 400⁰ C überschreiten können. Beherrschbar sind diese Drücke und Temperaturen am Gehäusedeckel wohl; aber man kommt zu sehr großen Wandstärken und zahlreichen schweren Schrauben, die meistens nur

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schwierig unterzubringen sind. Mit den sich hieraus ergebenden Aufgaben beschäftigt sich" die Erfindung.

Sie löst sie grundsätzlich -durch eine Druckentlastung des Gehäusedeckels in der Weise, daß vor ihm ein Raum niedrigeren Druckes und möglichst auch niedrigerer Temperatur geschaffen wird. Ermöglicht wird eine derartige Entlastung durch Einbau einer Zwischenwand hinter dem Beschaufelungsaustritt. Dieser steht also jetzt nicht mehr unmittelbar mit dem durch den Gehäusedeckel begrenzten Raum in Verbindung. Der Raum zwischen der Zwischenwand und dem Gehäusedeckel wird mit einer Stelle entsprechend niedrigeren Druckes in Verbindung gebracht, etwa mit einer entsprechenden Stufe des Labyrinthes.

Das Wesen der Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 erläutert. 1 ist das Außengehäuse, 2 der das Innengehäuse bildende Leitschaufelträger. Das Außengehäuse 1 ist einteilig als Topfgehäuse ausgebildet und durch den Deckel 3 mit dem Labyrinth 4 abgeschlossen. S ist der Raum am Beschaufelungsaustritt, der also unter dem hohen Gegendruck und der hohen Endtemperatur der Entspannung steht. Der in den Raum 5 austretende Dampf wird über den Leitschaufelträger 2 hinweg nach dem am entgegengesetzten Maschinenende liegenden Abdampfstutzen (nicht dargestellt) geführt.

Bei den früheren Bauformen wurde der Abschluß des Raumes 5 durch den Deckel 3 gebildet, so daß die Schrauben 6 den Verspannung;- und Dichtungsdruck für den hohen Innendruck aufzubringen hatten. Hier soll die Erfindung günstigere Verhältnisse schaffen. Zu diesem Zweck wird jetzt eine Zwischenwand 7 eingebaut, die den Raum 5 gegenüber dem Raum 8 vor dem Gehäusedeckel 3 abgrenzt. Der Raum 8 steht über den Spalt 9 mit einem Zwischendruck des Labyrinthes 10, 4, etwa bei 20 at, in Verbindung. Man erkennt, daß bei dieser Bauform eine ganz wesentliche Druckentlastung des Gehäuse^ deckeis 3 erreicht ist, so daß er nur für geringere Beanspruchungen bemessen zu werden braucht und, was besonders wichtig ist, auch die Schrauben 6 nur wesentlich geringere Kräfte aufzunehmen haben. Man kann für die Abstützung der Zwischenwand Konstruktionen ohne Schrauben verwenden, so daß die Abstützung wesentlich vereinfacht wird. Die Abstützung ist folgendermaßen ausgebildet: Die Zwischenwand 7 besitzt einen Ringkragen 11, über den sie mit Hilfe von KeilfLächen 12 im Außengehäuse wärmebeweglich eingepaßt ist. An den Ringkragen 11 ist eine Dichtungsfläche 13 angearbeitet, mit der sie sich gegen einen Dichtungsring 14 legt. Infolge des großen! von links nach rechts wirkenden Überdruckes wird die Dichtungsfläche 13 so stark angepreßt, daß eine sichere Dichtung entsteht. Der Spalt 15 ist durch einen gleitfähigen Dichtungsring 16 überbrückt. Der Dicll·- tungsring 14 legt sich seinerseits gegen den Stützring 17, der mit Knaggen 18 in das Außengehäuse eingesetzt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Schubkraft der Zwischenwand 7 ohne Anwendung von Schraubenbolzen sicher zu beherrschen. Dk Zwischenwand ist dabei in ihrer Innenbohrung als Träger eines Teiles des Labyrinthes 10 ausgeführt.

Die dargestellte Bauform weist noch eine weitere Besonderheit auf. Es wurde bereits erwähnt, daß der innere Leitschaufelträger zentrisch wärmebeweglich abgestützt werden muß. Diese Abstikzung am Ende des Leitschaufelträgers kann mit der neuen Zwischenwand vereinigt werden. An· dieser sind einige Stutzen 19 auf dem Umfang verteilt angegossen, durch die hindurch Radialbolzeii 20 geführt sind. Zur Aufnahme dieser Bolzen am Innengehäuse dienen an sich bekannte Gleitsteine 21, die in Führungen 22 eingepaßt sind. Längs der Führungen 22 kann der Leitschaufelträger Längsbewegungen ausführen., während er in radialer Richtung durch die Bolzen 20 zentrisch wärmebeweglich ab- So gestützt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine andere Art der Aufhängung und Abstützung der Zwischenwand 7 gewählt. Sie ist hier mit Knaggen

²3 gegenüber dem Außengehäuse abgestützt. Die Dichtung ist nicht als Anpreßdichtung, sondern als Weichpackung ausgebildet, wobei der Werkstoff verformbares Weicheisen oder ein anderes Metali sein kann. Die Dichtung wird durch die Packung

24 geschaffen, die durch einen Ring 25, etwa aus Stahl, in eine Nut zwischen dem Ringkragen 11 der Zwischenwand und dem Außengehäuse eingedrückt wird. Zum Eindrücken dient ein Ring 26, der durch Bolzen 28 angezogen werden kann. Wenngleich die Abdichtung der Bohrung längs des BoI- zens 28 durch die Mutter genügen dürfte, erscheint es aus Sicherheitsgründen doch zweckmäßig, den Spalt 29 durch einen Gleitring 30 abzusperren.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 könnte der aus dem Spalt 9 zwischen den beiden. Dichtungsabschnitten 10 und 4 austretende Dampf den Gehäusedeckel an seiner ganzen Fläche treffen. Das kann im Hinblick auf die hohe Temperatur dieses Dampfes unerwünscht sein. Fig. 3 zeigt eine Bauform, die hierauf Rücksicht nimmt, und zwar dadurch, daß der Raum 8 rechts von der Zwischenwand 7 in mehrere Räume unterteilt Wird, die nach Druck und Temperatur gestaffelt sind, in der Weise, daß der auf dem größten Umfang liegende Teil des Gehäusedeckels nur mit der gering- no steti- Temperatur in Berührung kommt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind drei Räume geschaffen. Es sind jedoch auch ohne weiteres Bauformen mit nur zwei Räumen oder mit mehr als drei Räumen denkbar. Der Raum zwischen dem Deckel 3 und der Zwischenwand 7 ist durch zwei Gleitrinne 32 und 33 unterteilt, so daß die Räume 34» 35 und 36 entstehen. Der Raum 34 steht wie bei den anderen Beispielen mit dem Spalt 9 zwischen den Dichtungsabschnitten 10 und 4 in Verbindung, hat. also den höchsten Druck und die höchste Temperatur. Der Raum 35 ist durch eine Bohrung 37 mit dem Labyrinthabschnitt 38 in Verbindung gebracht, während der Raum 36 über die Bohrung 39 mit dem Labyrinthabschnitt 40 in Verbindung steht. Druck und Temperatur an der

Innenseite des Gehäusedeckels 3 nehmen also gestaffelt nach außen ab. Die Gleitringe 32 und 33 von L-förmigem Querschnitt werden durch einen Druckring 41 gehalten, jedoch nicht fest verspannit. Sie erlauben also radiale Verschiebungen.

Claims (7)

1. Patentansprüche;

   i. Doppelmantel turbine, insbesondere in-Topfbauform, deren Außengehäuse am Eaitspannungsende durch einen besonderen Gehäusedeckel abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaufelaustritt durch eine Zwischenwand (7) ein mit der Dampfabführung in Verbindung stehender Raum (5) abgegrenzt ist

   und' der Raum (8) zwischen dieser Zwischenwand (7) und dem Gehäusedeckel (3) mit einer Stelle niedrigeren Druckes, insbesondere mit einer entsprechenden Druckstufe des Labyrin^ thes, in Verbindung steht.
2. 2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand gleichzeitig eine Wellendichtung (10) trägt.
3. 3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand zurAufnähme von Gliedern (20, 21) zur zentrischwärmebeweglichen Abstützung des Leitschaufelträgers dient (Fig. 1).
4. 4. Turbine nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) in einer Druckfläche (13) gegenüber dem Außengehäuse abgedichtet ist (Fig. 1).
5. 5. Turbine nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Zwischenwand (7) gegenüber dem Gehäuse (1) eine verformbare Dichtung (24) dient, die über einen Druckring (25) in eine Ringnut zwischen der Zwischenwand (7) und der Innenwand des Außengehäuses (1) gepreßt wird (Fig. 2).
6. 6. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (8) zwischen der Zwischenwand (7) und dem Gehäusedeckel

   (3) durch eine oder mehrere Gleitdichtungen (32, 33) in mehrere Zwischenräume (34, 35, 36; unterteilt ist, von denen jeder mit einem Raum höheren Drucks als der ihm nächstäußere verbunden ist (Fig. 3).
7. 7. Turbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterteilung in drei Räume zwei Dichtungsringe (32, 33) von L-förmigem Querschnitt dienen, die durch einen Druckring (41) gehalten sind (Fig. 3).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 529 225, 852 247.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 708/132 11. 705513/68 5.57