DEP0018036DA - Vorrichtung zur Sicherung der richtigen Rotorlage für Dampfturbinen, Gasturbinen, Wasserturbinen, Kompressoren und Gebläse - Google Patents

Description

Jede Turbine erleidet einen Axialschub, sei er durch den Dampfschub beim Stoss auf die Schaufeleintrittskanten oder sein er infolge irgendwelcher Durchmesserunterschiede der Welle oder durch Reaktion in der Beschaufelung hervorgerufen. Dieser Schub muss durch ein Drucklager aufgenommen werden. Das Drucklager dient aber auch gleichzeitig dazu, das genaue Schaufelspiel einzuhalten.

In Fig. 2 ist der vordere Lagerbock einer Dampfturbine dargestellt. Der Axialschub wird von dem Druckring a der Welle auf die mit Weissmetall gefütterten Tragflächen b des Drucklagers übertragen, wobei der Ölfilm zwischen Druckring und Tragfläche eine metallische Berührung verhindert. Von der Dicke dieses Ölfilmes hängt es einzig und allein der einwandfreie Lauf der Turbine ab. Reisst nun durch irgendwelche unvorhergesehenen Zwischenfälle, z.B. durch Kurzschluss des Generators, wodurch schwere Stösse entstehen können, oder durch plötzliche starke Überlastungen, Versagen des Ölkreislaufes, emulgiertes Öl usw. der Ölfilm ab und tritt infolgedessen metallische Berührung zwischen Druckring und Tragfläche ein, dann beginnt der Weissmetallbelag im Bruchteilen von Sekunden wegzuschmelzen. Der Rotor c wird in Dampfrichtung von vorn nach hinten gedrückt, die Leiträder kommen mit den Laufrädern im Innern der Turbine zum Anstreifen, die Schaufeln werden abgerissen usw. kurz und gut, ist nicht sofortiger Zugriff des Maschinisten möglich, der den Schnellschluss der Turbine ausklinkt und dadurch das Dampfschnellschlussventil zuschlägt, dann wird ein unübersehbarer Schaden angerichtet, der nur durch grossen Kosten- und Zeitaufwand wieder ersetzt werden kann.

Diese Gefahr der Havarie wird durch die nachstehend beschriebene, in Fig. 1 und 2 dargestellte Sicherheitsvorrichtung vermieden. Tritt nämlich eine Verschiebung der Welle aus oben angeführten Gründen nur um einige Zehntel-Millimeter ein, dann beginnt der in Fig. 1 dargestellte Apparat zu wirken und schlägt das Dampfschnellschlussventil zu.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des in Fig. 1 und 2 dargestellten Apparates ist nun folgender:

Gegen den vorderen Lagerbock 1 des Kopfendes der Turbine ist ein Gehäuse 2 angeschraubt, welches mit einem Deckel 3 versehen ist. Im Gehäuse 2 befindet sich ein von aussen verstellbarer Aussenschieber 4, der durch eine Verstelleinrichtung 5 so eingestellt werden kann, dass der belastete Innenschieber 6 mit dem Aussenschieber 4 schneidend steht und eine Steuerkante bildet, d.h. das Innere des Lagerbockes 1 vom Gehäuse 2 der Sicherheitsvorrichtung getrennt wird. Dieser Stand kann durch eine Noniusteilung, welche auf der Verstelleinrichtung 5 und auf der angegossenen Warze auf Deckel 3 markiert ist, jederzeit kontrolliert werden ( siehe Fig. 3 ). Der Innenschieber 6 ist am Umfang mit Löchern 7 versehen, welche in eine zentrische Bohrung 8 münden. Am hinteren Ende der Bohrung 8 befindet sich ein Kragen 9, der durch Überwurfmutter 10 dem Innenschieber 6 mit der Turbinenwelle c schiebbar kuppelt. Die Turbinenwelle c dreht sich also mit der Überwurfmutter um den Kragen 9 des feststehenden Innenschiebers 6. Durch diese horizontal verschiebbare Kupplung des Innenschiebers mit der Turbinenwelle wird ein am vorderem Ende des Innenschiebers 6 angebrachtes Zeigerwerk 11 betätigt, wodurch die Verschiebung auf einer Skala abgelesen werden kann. Seitlich am Gehäuse 2 der Sicherheitsvorrichtung befindet sich ein Ölanschluss 12, wodurch es möglich ist, Drucköl aus der Zentralölleitung 14, welche Drucköl von der Ölpumpe 18 erhält, zu entnehmen. Dieser unter Druck stehende Ölstrom passiert vorher die seitlich an der Sicherheitsvorrichtung angebrachte Öldruckausklinkvorrichtung Fig. 1 und bewegt den Kolben 13 unter Zusammendrücken der Feder 15, bis die Feder 15 dem Öldruck das Gleichgewicht hält. Unterhalb der Kolbenspindel befindet sich der Ausklinkhebel 19, der bei wegfallendem Öldruck durch die Federkraft 15 weggedrückt wird, wodurch das Dampfschnellschlussventil d zugeschlagen wird.

Die Wirkungsweise ist nun folgende:

Das durch die Ölpumpe 18 ind die Leitung 14 nach der Turbine gedrückte Öl wird durch eine Abzweigleitung 20 ( Fig.1 ) über eine Drosselscheibe 21 der Ausklinkvorrichtung Fig. 1 zugeführt und unter dem Kolben 13 geleitet. Durch den Druck wird der Kolben hochgedrückt gegen die Feder 15, welche dem Öldruck das Gleichgewicht hält. Jetzt wird der Ausklinkhebel 19 von Hand nach rechts gedrückt, bis derselbe die Spindel des Kolbens 13 berührt. Dadurch wird die Klinke unter dem Schnellschlussventil d eingeklinkt, nachdem das Schnellschlussventil e geöffnet wurde, dessen Aufbau üblicher Konstruktion ist. Die Turbine kann nun auf Touren gebracht werden, und die Turbine fördert durch die Ölpumpe 18 das Öl. Das Öl fliesst nun unter dem Kolbenraum des Kolbens 13 durch die Leitung 22 zum Stutzen 12 in das Gehäuse 2 der Sicherheitsvorrichtung Fig. 2..Das Öl umspült den Aussenschieber 4, also Ringraum 23 tritt durch die am Umfang des Aussenschiebers gebohrten Löcher 7 in die Zentralbohrung 8 des Innenschiebers 6 und mündet am Kragen 9 in den Ringraum der Überwurfmutter 10, um in den Lagerbockraum durch die Drehung der Turbinenwelle c geschleudert zu werden. Der Öldruck gegen Kragen 9 drückt den Innenschieber immer gegen Überwurfmutter 10, sodass ein Hin- und Herbewegen vermieden wird. Läuft das Drucklager nun weg, wird der schneidend mit dem Aussenschieber 4 stehende stehende Innenschieber 6, also die Steuerkante nach rechts durch Überwurfmutter 10 verschoben und der Ringraum 25 geöffnet, dann kann das Öl in den Lagerbock 1 ablaufen. Durch Wegfall des Öldruckes drückt aber Feder 13 den Kolben der Ausklinkvorrichtung Fig. 2 gegen den Ausklinkhebel 19 und löst das Schnellschlussventil d - e aus, sodass die Turbine auslaufen kann. Durch Unterbrechung der Dampfzufuhr verschwindet auch die Schubbelastung auf das Drucklager, und eine Havarie ist vermieden.

Durch Wegdrücken des Ausklinkhebels 19 durch die Feder 15 schlägt der Ausklinkhebel gegen den Durckknopfschalter 16, der nach genügend Absinken der Turbinendrehzahl über ein Rückführrelais an der Schalttafel die Turbine vom Netz abschaltet und ein Mitreissen des Generators durch Fremdstrom verhindert.

Hat eine Horizontalverschiebung des Rotors ein bestimmtes Mass erreicht, drückt der durch eine Verlängerung des Innenschiebers bestätigte Zeiger 1 gegen einen Kontakt 26, wodurch ein Läutewerk 17 in Tätigkeit gesetzt wird und der Maschinist auf höchste Gefahr hingewiesen wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Sicherung der richtigen Rotorfolge für Dampfturbinen, Gasturbinen, Wasserturbinen, Kompressoren und Gebläse, dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende der Welle (c) ein in ein Gehäuse (2) eingebauter Innenschieber (6) so angeordnet ist, dass derselbe beim Verschieben der Welle mitgenommen wird und eine Steuerkante öffnet, wodurch der im Ölkreislauf befindliche Öldruck wegfällt und über eine federbelastete Ausklinkvorrichtung (Fig. 1) das Dampfschnellschlussventil (d.e) der Turbine zuschlagen und die Turbine abgestellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass duch einen Durchmesserunterschied am Aussenschieber (4) der Druck des abströmenden Öles am hinteren Ende des Innenschiebers (6) so gross ist, dass der Innenschieber (6) stets ohne Spiel gegen die Vorderkante des Kragens (9) drückt, und dass dadurch bei evtl. Verschiebung des Rotors (c) der Innenschieber (6) direkt mitgenommen wird.

3. Vorrichtungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Wegfall des Öldruckes freiwerdende Federkraft der Ausklinkvorrichtung Fig. 1 gleichzeitig einen Druckknopfschalter (16) betätigt, der über ein Rückführrelais nach genügendem Absinken der Drehzahl die Turbine vom Netz abschaltet und dadurch ein Mitreissen des Generators durch Fremdstrom verhindert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Innenschieber (6) eine Wellenlageanzeigevorrichtung (11) mit betätigt wird, welche in ihrer Endlage, d.h. wenn der Rotor (c) der Turbine eine höchstzulässige horizontale Verschiebung erreicht hat, eine Alarmvorrichtung (17) in Tätigkeit setzt und auf höchste Gefahr hinweist.