DE969620C

DE969620C - Hydro turbine generator set with vertical shaft, radial nozzle and overhung generator rotor

Info

Publication number: DE969620C
Application number: DEST601D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Storek
Original assignee: HERBERT STOREK DIPL ING
Current assignee: HERBERT STOREK DIPL ING
Priority date: 1943-08-27
Filing date: 1943-08-27
Publication date: 1958-07-03

Description

Wasserturbinen-Generatorsatz mit lotrechter Welle, radialem Leitapparat und fliegend angeordnetem Generatorrotor Es ist bekannt, bei einem Wasserturbinen-Generatorsatz mit lotrechter Welle, radialem Leitapparat und fliegend angeordnetem Generatorrotor die beiden Radiallager und das Axiallager im Raum zwischen der Generatorrotornabe und dem Leitraddeckel anzuordnen und an dem Leitraddeckel abzustützen. Es ist auch bekannt, den Stator des Generators an einem, den Wasserturbinen-Generatorsatz nach oben abschließenden Deckel aufzuhängen, der sich auf eine nach oben geführte zylindermantelförmige Verlängerung eines konisch sich nach oben erweiternden Turbinendeckels stützt, der seinerseits mittels Stützschaufeln auf dem Turbinenfundament abgestützt ist. Hierdurch gelingt es, das Statorgewicht sicher auf das Fundament zu übertragen.Water turbine generator set with vertical shaft, radial nozzle and overhung generator rotor It is known in a water turbine generator set with vertical shaft, radial diffuser and overhung generator rotor the two radial bearings and the axial bearing in the space between the generator rotor hub and to be arranged on the stator cover and supported on the stator cover. It is also known, the stator of the generator on one, the water turbine generator set after To hang up the top cover, which is on a top-shaped cylinder jacket Extension of a conical upwardly widening turbine cover which supports is in turn supported by means of support blades on the turbine foundation. Through this succeeds in safely transferring the stator weight to the foundation.

Es ist ferner bekannt, den Generator unmittelbar auf dem Turbinendeckel zu befestigen, wobei jedoch der Generatorrotor nicht fliegend gelagert ist.It is also known to place the generator directly on the turbine cover to be attached, but the generator rotor is not overhung.

Von dem vorbeschriebenen Stande der Technik ausgehend, bezieht sich die Erfindung auf die konstruktive Gestaltung eines Wasserturbinen-Generatorsatzes mit lotrechter Welle, radialem Leitapparat und fliegend angeordnetem Generatorrotor, bei dem die beiden Radiallager und das Axiallager im Raum zwischen der Generatornabe und dem Leitraddeckel angeordnet und auf diesem abgestützt sind. Durch die neue Gestaltung soll eine weitgehende Verminderung und Verbilligung der verbindenden und tragenden Bauelemente ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Wicklungsteil des Stators des Generators unmittelbar auf dem Leitraddeckel stehend angeordnet ist. Der Leitraddeckel wird dadurch verstärkt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Nabe des Rotors des Generators in an sich bekannter Weise mit ihrer Unterseite unmittelbar auf dem Axiallager des Maschinensatzes abgestützt. Der Leitraddeckel kann dabei seine übliche, bewährte und keine besonderen Aufwendungen erforderlich machende Bauform haben.Based on the prior art described above, relates the invention on the structural design of a water turbine generator set with vertical shaft, radial diffuser and overhung generator rotor, in which the two radial bearings and the axial bearing in the space between the generator hub and the stator cover are arranged and supported on this. The new design is intended to largely reduce and make the connecting and load-bearing components are made possible. This is according to the invention achieved in that the winding part of the stator of the generator directly the stator cover is arranged upright. The stator cover is strengthened as a result. In a further embodiment of the invention, the hub of the rotor of the generator is shown in FIG in a manner known per se with its underside directly on the axial bearing of the Machine set supported. The stator cover can do its usual, tried and tested and do not have a design that would require special expenditure.

Es ergibt sich auf diese Weise der Vorteil, daß nicht nur am inneren Teil des Leitraddeckels der Spurdruck des Maschinensatzes, sondern auch am Ringteil des Leitraddeckels, etwa längs des Leitschaufelbolzenkreises, das Statorgewicht dem von unten auf den Leitraddeckel wirkenden Wasserdruck entgegenwirkt.In this way there is the advantage that not only on the inside Part of the idler cover the track pressure of the machine set, but also on the ring part of the stator cover, roughly along the circle of the guide vane pin, the stator weight counteracts the water pressure acting on the stator cover from below.

Durch die unmittelbare Abstützung der Generatorrotornabe auf das Spurlager kann dieses sehr hoch gelegt werden, und es ist daher möglich, einen Teil des Spurdruckes durch schräge Radialrippen auf den weiter außen liegenden Teil des Leitraddeckels zu übertragen. Gleichzeitig ergeben sich daraus besonders geringe Beanspruchungen und damit auch geringere Dimensionen desLeitraddeckels,was sich auch im Sinne einer Verringerung der Bauhöhe desselben und damit raumsparend auswirkt.Due to the direct support of the generator rotor hub on the thrust bearing this can be set very high, and it is therefore possible to use part of the track pressure by inclined radial ribs on the part of the stator cover that is further out transferred to. At the same time, this results in particularly low stresses and thus also smaller dimensions of the guide wheel cover, which is also in the sense of a Reducing the height of the same and thus saves space.

Für die stehende Anordnung des Stators des Generators auf dem Leitraddeckel kann gemäß der Erfindung der übliche, etwa am Leitschaufelbolzenkreis liegende Verstärkungsring des Leitraddeckels der Turbine als Tragring dienen, der die bauliche Vereinigung, insbesondere das Zentrieren des Stators mit dem Leitraddeckel wesentlich erleichtert, wenn die Montage außerhalb der Werkstatt erfolgen muß, wie bei den meisten Fällen der Erstellung von Wasserkraftanlagen.For the upright arrangement of the stator of the generator on the stator cover can, according to the invention, the usual reinforcing ring, for example located on the guide vane pin circle the stator cover of the turbine serve as a support ring, which the structural union, In particular, the centering of the stator with the stator cover is made much easier, when assembly has to be done outside the workshop, as in most cases the creation of hydropower plants.

Ferner ergibt sich durch die Anordnung des Spurlagers am oberen Teil der Turbinenwelle trotz der unmittelbaren Anordnung des Generatorstators auf dem Leitraddeckel auch eine große Radiallagerentfernung und im Verein mit der über dem Schwerpunkt liegenden Aufhängung eine große Stabilität des rotierenden Systems, trotz der erzielten geringen Bauhöhe.Furthermore, the arrangement of the thrust bearing on the upper part results the turbine shaft despite the direct arrangement of the generator stator on the Idler cover also has a large radial bearing distance and in conjunction with the above Center of gravity suspension a great stability of the rotating system, despite the low overall height achieved.

Zur Erfindungserläuterung wird auf die Abbildungen verwiesen, die ein Ausführungsbeispiel eines Maschinensatzes nach der Erfindung (Abb. i) und eine Einzelheit desselben (Abb. 2) darstellen.To explain the invention, reference is made to the figures that an embodiment of a machine set according to the invention (Fig. i) and a Show detail of the same (Fig. 2).

In Abb. i ist das Turbinenlaufrad mit i bezeichnet. 2 ist dieTurbinen-undGeneratorwelle.DerLeitraddeckel3 ist so ausgebildet, gegebenenfalls aus mehrerenTeilen zusammengesetzt, daß er die beiden Radiallager 6, 7 aufnimmt und das Axiallager 2 i sich auf diesen Deckel abstützt. Der Rotor 8 des elektrischen Generators sitzt mit seiner Nabe unmittelbar auf dem Axiallager 2i des Maschinensatzes auf, und es ist der Wicklungsteil 9 des Generatorstators unmittelbar auf dem Leitraddeckel3 stehend angeordnet. Durch Stützschaufeln 5 wird die aus Maschinengewicht und Wasserdruck resultierende Belastung des Leitraddeckels 3 auf die Laufradkammer r i und auf das Fundament übertragen. io ist die von dem Fundament mit gebildete Einlaufspirale.In Fig. I, the turbine runner is denoted by i. 2 is the turbine and generator shaft. The stator cover 3 is designed in such a way, possibly composed of several parts, that it two radial bearings 6, 7 and the axial bearing 2 i is supported on this cover. The rotor 8 of the electric generator sits with its hub directly on the Axial bearing 2i of the machine set, and it is the winding part 9 of the generator stator arranged standing directly on the stator cover3. By support blades 5 is the load on the stator cover resulting from the weight of the machine and the water pressure 3 transferred to the impeller chamber r i and to the foundation. io is that of that Foundation with formed inlet spiral.

Für die vorteilhafte Verwirklichung der erfindungsgemäßen Anordnung sind die zum Antrieb der Leitradschaufeln q. dienenden Regulierteile, also der Regulierring 13 und sein zugehöriges Gestänge, in einem Raum 1a untergebracht, der sich unterhalb der Leitradschaufeln q. befindet und die Laufradkammer i i von außen umgibt. Während diese Regulierteile bei gebräuchlichen Ausführungen oberhalb des Leitraddeckels 3 angeordnet zu sein pflegen, gestattet ihre Verlegung in den Raum 12 ein ganz knappes Heranrücken des Generators an die Turbine. Diese Merkmale sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.For the advantageous implementation of the arrangement according to the invention are those for driving the stator blades q. serving regulating parts, i.e. the regulating ring 13 and its associated linkage, housed in a room 1a, which is below of the stator blades q. and surrounds the impeller chamber i i from the outside. While these regulating parts in common designs above the stator cover 3, their relocation to room 12 allows a very short one Moving the generator closer to the turbine. However, these features are not the subject the invention.

Um einen Schutz der Regulierteile gegen Rosten sowie gegebenenfalls eine Schmierung derselben zu erhalten, empfiehlt es sich, den Raum 12 mit einer für diesen Zweck geeigneten Flüssigkeit anzufüllen, etwa mit gefiltertem Betriebswasser mit Sodazusatz oder einem sonstigen, an sich für derlei Zwecke bekanntem Mittel. Auch diese Merkmale sind nicht Gegenstand der Erfindung.To protect the regulating parts against rusting and if necessary To obtain lubrication of the same, it is recommended that the space 12 with a To fill up a suitable liquid for this purpose, e.g. with filtered process water with the addition of soda or any other means known per se for such purposes. These features are also not the subject of the invention.

Da es im Hinblick auf den zur Erreichung einer geringen Bauhöhe erforderlichen, verhältnismäßig kleinen Abstand der beiden Radiallager 6, 7 notwendig erscheint, das untere Radiallager 6 so nahe als nur irgend möglich an das Laufrad i heranzurücken, wird mit Vorteil eine Stopfbüchse von sehr geringer Bauhöhe verwendet, die in Abb. 2 dargestellt ist.Since it is necessary to achieve a low overall height, a relatively small distance between the two radial bearings 6, 7 appears necessary, move the lower radial bearing 6 as close as possible to the impeller i, It is advantageous to use a stuffing box with a very low overall height, which is shown in Fig. 2 is shown.

An dem Leitraddeckel 3 ist mittels Schrauben 16 eine an sich bekannte, gewellte Membran 15 befestigt, die innen in einen die Welle :2 umgreifenden Tragring 17 übergeht. An diesem ist ein Dichtungsring 1q., etwa aus Kohle, festgehalten, der mit seiner unteren Stirnfläche an der Nabe des Laufrades i schleift und so den Wasserraum der Turbine gegenüber der die Lager 6, 7 enthaltenden Höhlung des Leitraddeckels 3 abdichtet. Ein zwischen der festen Wanne i9 und der Membran 1q. eingelegter, die Welle 2 umgreifender Schlauchringkörper 2o, dessen Fülldruck regelbar ist, gestattet es, den Dichtungsring 1q., wie an sich bekannt, mit passender Stärke und völliger Gleichmäßigkeit an einer Lauffläche des Laufrades i anzupressen.On the stator cover 3 is a known per se by means of screws 16 corrugated membrane 15 attached, the inside in a shaft: 2 encompassing support ring 17 passes. A sealing ring 1q., For example made of coal, is held on this, which grinds with its lower face on the hub of the impeller i and so the Water space of the turbine opposite the cavity of the stator cover containing the bearings 6, 7 3 seals. A between the fixed tub i9 and the membrane 1q. pickled that Shaft 2 encompassing tubular ring body 2o, the filling pressure of which is adjustable, permitted es, the sealing ring 1q., as is known per se, with the appropriate strength and complete Press uniformity on a running surface of the impeller i.

Dieser Schlauch 2o wird, um seinen Ein- und Ausbau zu erleichtern, vorteilhaft so eingelegt, daß seine Enden erst nach dem Einlegen zur Bildung eines Schlauchringkörpers miteinander verbunden werden, oder er wird zweiteilig ausgebildet.This hose 2o is, in order to facilitate its installation and removal, advantageously inserted so that its ends only after insertion to form a Hose ring body are connected to one another, or it is formed in two parts.

Zur besonders einfachen und bequemen Auswechslung des Dichtungsringes 14 kann derselbe in an sich bekannter Weise aus Sektoren bestehen, die von außen in radialer Richtung auf den Tragring 17 aufgesetzt und an ihm mittels der Schrauben 18 befestigt werden. Dieser Vorgang läßt sich ohne Ausbau sonstiger Turbinenteile durchführen, was mit Rücksicht auf den gedrängten Raum in und über dem Leitraddeckel3 von erheblichem Wert ist.For particularly easy and convenient replacement of the sealing ring 14 can consist of sectors in a manner known per se, from the outside placed in the radial direction on the support ring 17 and attached to it by means of the screws 18 are attached. This process can be carried out without removing any other turbine parts perform what with Consideration for the crowded space in and above the stator cover3 is of considerable value.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Water turbine generator set with vertical shaft, radial diffuser and overhung generator rotor, in which the two Radial bearing and the axial bearing in the space between the generator rotor hub and the stator cover are arranged and supported on this, characterized in that the winding part (9) of the stator of the generator arranged directly on the stator cover (3) standing is.

2. Water turbine generator set according to claim i, characterized in that the hub of the rotor (8) of the generator in a known manner with its underside is supported directly on the axial bearing (21).

3. Hydro turbine generator set according to claims i and 2, characterized in that between the water space of the turbine and the lower radial bearing (6) of the turbine generator shaft (2) in a known manner Way one in the longitudinal direction of the shaft (2) resilient, a sealing ring (14) bearing membrane (15) is arranged and that the sealing ring is also known Way by means of a tubular ring body (2o), the filling pressure of which can be regulated a running surface of the impeller (i) can be pressed.

4. Hydro turbine generator set according to claim i to 3, characterized in that the sealing ring (14) in on known way consists of sectors and that the individual sectors in radial Direction placed on a support ring (17) connected to the membrane (15) and are attached to this. Publications considered: German Patent Specifications No. 72o 851, 695 744, 491916 397 716,457 778, 730 762, 503 087, 719 530, 729 42 i; German patent application S 140 277 VIII d / 21 dl; Special print from »Helios«, Fach- und Export-Zeitschrift für Elektrotechnik, 1926, No. 44 and 45, p. 2; Special print from "Die Wasserkraft", a magazine for the entire water industry and hydropower technology, 1926, No. 7; Journal for the entire turbine system, 1913, p. I25; magazine "Electrical World", 1913, No. 22, p.1158; "Engineering Record" magazine, 1912, P.536.