DK143040B

DK143040B - CONDUCTOR ASSEMBLY AT A DAMP TURBINE

Info

Publication number: DK143040B
Application number: DK495971A
Authority: DK
Inventors: A Sonnenmoser; J Spoerri
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1971-10-13
Publication date: 1981-03-16
Also published as: GB1348511A; DE2055354C3; FR2111300A5; CH522122A; DE2055354B2; AU3431671A; AU457300B2; AT310193B; DK143040C; ES198634U; DE2055354A1; JPS5334241B1; BE773882A; ES198634Y; NL7114042A

Description

(9 \fiay (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^30^0 DANMARK IS1) lm c,a F 01 D 25/24 §(21) Ansøgning nr. 4959/7I (22) Indleveret døn 15· Okt. 1971 (24) Løbedag 15· Okt. 1971 (44) Ansøgningen fremlagt og - _ fremleggelsesskriftet offentliggjort den 1 D· Π1Θ.Γ· 1 9u1(9 \ fiay (11) SUBMISSION WRITING 1 ^ 30 ^ 0 DENMARK IS1) lm c, a F 01 D 25/24 § (21) Application No. 4959 / 7I (22) Filed Done 15 · Oct. 1971 (24) Race day 15 · Oct. 1971 (44) The application submitted and - _ the petition published on 1 D · Π1Θ.Γ · 1 9h1

DIREKTORATET FORDIRECTORATE OF

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) prioritet befl*ret fra denThe PATENT AND TRADEMARK (3 °) priority is conveyed from it

15· okt. 1970, 15235/70, CH15 · Oct. 1970, 15235/70, CH

(71) BBC AKTIENGESELLSCHAPT BROWN BOVERI & CIE., Baden, CH.(71) BBC ACTIVITIES BROWN BOVERI & CIE., Baden, CH.

(72) Opfinder: Alois Sonnenmoser, Poetstragge 9, Neuenhof, CH: Johannes Spoerri, Im Park~5l2, Hausen, CH.(72) Inventor: Alois Sonnenmoser, Poetstragge 9, Neuenhof, CH: Johannes Spoerri, Im Park ~ 5l2, Hausen, CH.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:(74) Plenipotentiary in the proceedings:

Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree.The engineering firm Lehmann & Ree.

(54) Kondensatorfastgørelse ved en dampturbine.(54) Capacitor attachment to a steam turbine.

Opfindelsen angår en kondensatorfastgørelse ved en damp-turbine, f.eks. en dampturbine med stor ydelse til kernekraftværker med en HT-del og en LT-del, der er anbragte på en fælles vandret aksel, og hvor en fælles kondensator tilføres afgangsdamp fra turbinens lavtryksdel over i det mindste to afgangsstudse, af hvilke den ene er fast forbundet med kondensatoren, medens den eller de øvrige er forbundne med kondensatorens tilgangsdampstudse over vandret forskydelige forbindelser, der optager i lodret retning virkende kræfter.The invention relates to a capacitor attachment to a steam turbine, e.g. a high-performance steam turbine for nuclear power plants with a HT portion and an LT portion disposed on a common horizontal shaft, wherein a common capacitor is supplied with exhaust steam from the low-pressure portion of the turbine over at least two outlet shafts, one of which is fixed connected to the capacitor, while the other (s) are connected to the capacitor inlet vapor nozzle of horizontally displaceable connections which take up vertically acting forces.

Der kendes i princippet to måder til montering af en turbines kondensator. Ved den ene anbringelsesmåde forbindes kondensatoren fast med turbinehuset over en afgangsdampstuds, og kondensatorens bund understøttes fjedrende på et fundament. Ved en anden anbringelsesmå- 2 143040 de anbringes kondensatoren fast på fundamentet, og forbindelsen med turbinehuset eller dettes afgangsdampstuds udføres som en elastisk bælg.In principle, there are two ways of installing a turbine capacitor. In one mode of application, the capacitor is firmly connected to the turbine housing over a discharge steam nozzle, and the bottom of the capacitor is resiliently supported on a foundation. In another mode of application, the capacitor is affixed to the foundation and the connection to the turbine housing or its exhaust steam outlet is made as an elastic bellows.

Ved den førstnævnte anbringelsesmåde af kondensatoren udsættes fundamentet og turbinehuset for skiftende belastninger ved drift og stilstand, hvilket medfører de ulemper, at fundamentet ved stilstand udsættes for en punktbelastning over fjedrene, medens turbinehuset næsten aflastes, og at kondensatorens bund under turbinens drift hvælves indad som følge af det i kondensatoren herskende undertryk, hvorved fjedrene delvis aflastes, hvorimod turbinehuset trykkes sammen.In the former mode of application of the capacitor, the foundation and turbine housing are subjected to changing loads during operation and standstill, which causes the disadvantages that the foundation is subjected to a point load over the springs at a standstill, while the turbine housing is almost unloaded and as a result the condenser bottom is curved inwards as a result. of the condensing pressure prevailing in the capacitor, whereby the springs are partly relieved while the turbine housing is compressed.

Ved den anden anbringelsesmåde af kondensatoren skal fundamentet i modsætning til den førstnævnte anbringelsesmåde af kondensatoren foruden turbinens belastning også optage hele belastningen af den på grund af undertrykket i kondensatoren optrædende mod turbinen rettede kraftpåvirkning, samtidig med at også de af kondensatorens var-meudvidelser betingede kræfter indvirker på fundamentet. Det er derfor nødvendigt at udføre fundamentet væsentligt kraftigere og navnlig at dimensionere forankringen under hensyntagen til, at der her optræder større kræfter end ved den førstnævnte anbringelsesmåde. Dette medfører nødvendigheden af kraftige fundamentsplader, som ikke blot skal bære turbinens bundplade,men også skal kunne modstå de nævnte kraftpåvirkninger .In the second mode of operation of the capacitor, in contrast to the first mode of application of the capacitor, in addition to the load of the turbine, the foundation must also absorb the full load of the force effect directed against the turbine due to the pressure of the capacitor, while also influencing the forces of the capacitor's thermal expansion. on the foundation. It is therefore necessary to carry out the foundation considerably more strongly, and in particular to dimension the anchorage, taking into account that there are greater forces acting here than in the former method of application. This results in the necessity of strong foundation plates, which must not only support the turbine base plate, but also be able to withstand the mentioned forces of force.

Begge anbringelsesmåder af kondensatoren er desuden behæftede med den fælles ulempe, at rummet eller højden under turbinens bundplade er stærkt begrænset, og at rum- og pladsforholdene indskrænkes stærkt på grund af de specielle fundamentssokler eller kraftige fundamenter .In addition, both modes of the capacitor are subject to the common disadvantage that the space or height below the turbine bottom plate is severely limited and that the space and space conditions are severely restricted due to the special foundation bases or strong foundations.

Det er ganske vist fra beskrivelsen til dansk patent nr. 31.894 kendt over en fast forbindelse mellem turbinens udstrømningsåbning og kondensatorens indstrømningsåbning at ophænge kondensatoren uden anvendelse af andre understøtninger for denne. Denne anbringelsesmåde af kondensatoren har imidlertid på grund af de forekommende varme-udvidelser hidtil ikke kunnet anvendes ved kondensator, som over flere damptilgangsstudse skal forbindes med en turbine med flere dampafgangsstudse.It is admittedly known from the specification of Danish Patent No. 31,894 over a fixed connection between the turbine outlet opening and the capacitor inflow opening to suspend the capacitor without the use of other supports for it. However, this mode of application of the capacitor has not, because of the present heat expansions, been possible for a capacitor which must be connected to a turbine with several steam outlet sockets over several steam supply sockets.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en afgangsdampforbindelse, ved hjælp af hvilken de nævnte ulemper elimineres, uden at den totale fundamentsbelastning øges. Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at hvert sit uafhængigt af de øvrige turbinehuse på turbinefundamentet understøttet LT-hus har afgangsdampstudse, der er indrettet til at føre aflastet damp til den fælles kondensator, og at der mellem afgangsdampstudsene og tilgangsdampstudsene 3 U3040 som bevægelig forbindelse eller forbindelser er anbragt mod trykpåvirkning bøjningsstive og i deres længderetning ikke-eftergivelige lasker, der i det væsentlige strækker sig vinkelret på det fælles stødplan for husene og over et styrkemæssigt dertil afpasset midterafsnit af laskelængden kan udbøje frit i med turbineakslen parallelle retninger, hvorved studsene i den eller de bevægelige forbindelser kan forskydes i forhold til hinanden i samme retninger.Herved opnås, at fundamentet ikke udsættes for de i forbindelse med de beskrevne kendte anbringelsesmåder nævnte påvirkninger, idet kondensatoren og turbinehuset her danner en enhed med fælles forankring i fundamentet.Endvidere opnås, at rummet neden under turbineanlægget bliver mere tilgængeligt, således at det er muligt at indbygge rørledninger i dette rum på en væsentlig mere enkel måde, idet rummet kan udnyttes i hele dets højde. Samtidig opnås at nødvendigt hjælpeudstyr,f.eks. pumper, kan anbringes mere tilgængeligt under turbinens bundplade, og at monteringen af anlægget lettes. Afgangsdampforbindelsen ifølge opfindelsen frembyder desuden den fordel, at uregelmæssig kastning mellem de ved hjælp af laskerne forbundne studse samt endvidere varmeudvidelser ikke medfører fare for beskadigelse af turbinehuset. En yderligere fordel ved afgangsdampforbindelsen ifølge opfindelsen er, at den ikke kræver vedligeholdelse, og at den er af enkel konstruktion, samt at forbindelsens tætnende og dens mekanisk belastede dele er adskilte fra hinanden.The object of the present invention is to provide an exhaust vapor compound by which the aforesaid disadvantages are eliminated without increasing the total foundation load. This task is solved according to the invention in that, independently of the other turbine houses supported on the turbine foundation, each has a steam vapor nozzle arranged to supply unloaded steam to the common capacitor, and that between the outlet steam nozzles and the access steam nozzles 3 as a movable connection or connections are disposed against pressure bending rigid and in their longitudinal direction non-resilient lugs extending substantially perpendicular to the common impact plane of the housings and being able to bend freely in parallel directions with the turbine shaft over a centered portion of the welding length, or the movable connections can be displaced relative to each other in the same directions. that space below the turbine plant becomes more accessible so that it is possible to incorporate pipelines in this space in a substantially simpler way, as the space can be utilized throughout its height. At the same time, necessary auxiliary equipment, e.g. pumps, can be placed more accessible under the turbine base plate and the installation of the system is facilitated. The exhaust vapor connection according to the invention furthermore offers the advantage that irregular throwing between the plugs connected by the lasers as well as heat extensions does not pose a risk of damage to the turbine housing. A further advantage of the exhaust vapor compound according to the invention is that it does not require maintenance and that it is of simple construction, and that the seal sealing and its mechanically loaded parts are separate from each other.

Ved en fordelagtig udførelsesform for afgangsdampforbindelsen ifølge opfindelsen er hver laske ved sine fastgørelsessteder indspændt mellem henholdsvis på turbinens pågældende dampafgangsstuds og på kondensatorens pågældende damptilgangsstuds fastgjorte, laskens ud-bøjningsafsnit begrænsende rammeformede afstivningsorganer. Herved opnås en afstivning af laskerne, således at disse ikke blot er i stand til at optage de ved turbinens stilstand optrædende trækkræfter, men desuden kan modstå de trykkræfter, der forårsages af den på grund af et undertryk i kondensatoren optrædende mod turbinen rettede kraftpåvirkning, som søger at trykke kondensatoren og turbinen mod hinanden.In an advantageous embodiment of the exhaust vapor connection according to the invention, each liner at its attachment points is clamped, respectively, on the turbine sectional limiting members of the turbine attached to the steam outlet outlet of the turbine and to the condenser section's steam supply outlet. This provides a stiffening of the cylinders so that they are not only capable of absorbing the traction forces occurring at the turbine's standstill, but can also withstand the compressive forces caused by the pressure applied to the turbine due to the capacitor which seeks to push the capacitor and turbine against each other.

Kondensatorfastgørelsen ifølge opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til en på tegningen anskueliggjort udføreIsesform.The capacitor attachment according to the invention will then be explained in more detail with reference to an embodiment illustrated in the drawing.

Fig. 1 en principskitse af en kondensatorfastgørelse ifølge opfindelsen, fig. 2 et delbillede af en plantegning af en udførelsesform for en kondensatorfastgørelse ifølge opfindelsen, fig. 3 et snit efter linien A-B i fig. 2.FIG. 1 is a schematic sketch of a capacitor attachment according to the invention; FIG. 2 is a plan view of a plan view of an embodiment of a capacitor attachment according to the invention; FIG. 3 is a section along line A-B of FIG. 2nd

4 143040 I tegningens enkelte figurer er ens dele forsynede med samme henvisningstal. Fig. 1 viser kondensatorens anbringelse i forhold til turbinebundpladen 1, og som udførelseseksempel er valgt et turbineanlæg med tre lavtrykstrin, som er sluttede til en fælles kondensator 3 på en sådan måde, at det i midten beliggende lavtrykstrin 2a's afgangsdampstuds 4 over en fast forbindelse er forbundet med kondensatoren 3's damptilgangsstuds 5. De to på hver sin side af lavtrykstrinnet 2a beliggende lavtrykstrin 2b's afgangsdampstudse 7 og 8 er derimod forbundne med kondensatorens to øvrige damptilgangsstudse 9 og 10 ved hjælp af lasker 11, der er ubevægelige i retningen af den på grund af et undertryk i kondensatoren optrædende mod turbinen rettede kraftpåvirkning, men som næsten uden bøjningsmodstand kan udbøjes i med turbinens længdeakse parallelle retninger. Denne foranstaltning er påkrævet for ikke at udsætte dampturbinens lavtrykshus for brud som følge af de i vandret retning mod dampturbinens forankringer virkende kræfter.In the individual figures of the drawing, similar parts are provided with the same reference numerals. FIG. 1 shows the position of the capacitor relative to the turbine bottom plate 1, and as an exemplary embodiment a turbine plant with three low pressure stages is connected which is connected to a common capacitor 3 in such a way that the low pressure stage 2a's exhaust steam nozzle 4 is connected over a fixed connection. On the other hand, the exhaust vapor nozzles 7 and 8 of the low pressure stage 2b located on either side of the low pressure stage 2a are connected to the other two steam access nozzles 9 and 10 of the capacitor by means of latches 11 which are movable in the direction of it due to a negative pressure. in the capacitor acting towards the turbine directed force effect, but which can be deflected almost without bending resistance in parallel with the longitudinal axis of the turbine. This measure is required so as not to subject the low pressure housing of the steam turbine to fractures due to the forces acting horizontally against the anchorages of the steam turbine.

Det afsnit 1 af laskerne 11's længde, over hvilket laskerne kan udbøjes, er begrænset ved hjælp af henholdsvis på afgangsdampstudsene 7 og 8 og damptilgangsstudsene 9 og 10 fastgjorte rammer 12, hvorved der opnås en ekstra afstivning af afgangsdampforbindelsen. Denne afstivning er påkrævet på grund af de kræfter, der skal overføres, idet lasken 11 ikke blot skal optage de ved turbinens stilstand optrædende trækkræfter, men desuden under turbineanlæggets drift skal optage hele den på grund af undertrykket i kondensatoren optrædende mod turbinen rettede kraftpåvirkning og således altså skal kunne modstå eventuelle trykkræfter. Der regnes her med en vekslende belastning, som er sammensat af træk-, bøjnings- og krumningskræfter.The portion 1 of the length of the lasers 11 over which the lasers can be deflected is limited by means of the vapor nozzles 7 and 8 and the vapor supply nozzles 9 and 10, respectively, fixed, thereby providing an additional stiffening of the vapor connection. This stiffening is required because of the forces to be transmitted, the notch 11 not only having to absorb the pulling forces occurring at the turbine's standstill, but also during the operation of the turbine system having to absorb all the force acting due to the capacitor acting against the turbine and thus thus be able to withstand any compressive forces. An alternating load is assumed here, which is composed of tensile, bending and curvature forces.

Fig. 2 viser en plantegning af en del af afgangsdampforbindelsen med de på afgangsdampstudsen 7 og på damptilgangsstudsen 9 fastgjorte rammeformede afstivningsorganer.FIG. 2 is a plan view of a portion of the exhaust steam connection with the frame-shaped stiffening means fixed on the outlet steam nozzle 7 and on the steam inlet nozzle 9.

Da de på hver sin side af den faste forbindelse beliggende laskeforbindelser er ens udformede, beskrives i det følgende kun forbindelsen mellem afgangsdampstudsen 7 og damptilgangsstudsen 9.Since the welded joints located on either side of the solid connection are similarly designed, the connection between the exhaust steam nozzle 7 and the steam inlet nozzle 9 is described below.

Afgangsdampstudsen 7 og damptilgangsstudsen 9 ender hver i en afslutningsdel henholdsvis 13 og 14. På afslutningsdelene 13 og 14 er der til aftætning af afgangsdampforbindelsen fastgjort en bælg 15. Denne bælg 15 er frit bevægelig og elastisk og tjener som tætningsbeklædning og består fortrinsvis af gummi.The outlet steam plug 7 and the steam supply plug 9 each end in one end portion 13 and 14, respectively. On the end portions 13 and 14, a bellows 15 is sealed for sealing off the exhaust steam connection. This bellows 15 is freely movable and elastic and serves as a sealing lining and preferably consists of rubber.

I stedet for gummi kan også anvendes vævet materiale som yder aftætning mod omgivelserne. Bælgen er ved sine ender tætnen-de fastgjort til afslutningsdelene 13 og 14, hvilket f.eks. kan ske ved hjælp af skrueforbindelser. Laskerne 11 rager gennem udsparinger 6 ind 5 U3040 i de rammeformede afstivningsorganer 12, således at de i fastgørelsesområdet fastholdes ved deres sider i afstivningsorganerne.Instead of rubber, woven material can also be used which provides sealing to the surroundings. The bellows are sealed at their ends to the end portions 13 and 14, which e.g. can be done using screw connections. The latches 11 protrude through recesses 6 into the U3040 in the frame-shaped stiffening members 12, so that in the fastening area they are retained at their sides in the stiffening members.

Fig. 3 viser et tværsnit gennem afgangsdampforbindelsen med en laske 11 set fra siden. I denne figur ses tydeligere, hvorledes laskerne 11 rager ind i de rammeformede afstivningsorganer 12. Lasken 11 er henholdsvis ved 16 og 16b sammensvejst med henholdsvis afgangsdampstudsen 7 og damptilgangsstudsen 9. Det afsnit 1 af laskens længde, i hvilket lasken kan udbøjes, begrænses af de rammeformede afstivningsorganer 12. Dette kan på enkel måde ske ved, at det rammeformede afstivningsorgan 12 og lasken 11 sammensvejses ved laskens gennemføringssteder .FIG. 3 shows a cross-section through the exhaust vapor connection with a wick 11 seen from the side. In this figure, it is more clearly seen how the latches 11 project into the frame-shaped stiffeners 12. The latch 11 is welded at 16 and 16b, respectively, with the outlet steam nozzle 7 and the steam access nozzle 9. The section 1 of the length of the latch, in which the latch can be bent, is limited by the frame-shaped stiffening means 12. This can be done simply by welding the frame-shaped stiffening means 12 and the lug 11 at the point of discharge of the weld.

Bælgen 15 er fastgjort på henholdsvis afslutningsdelen 13's nedre og afslutningsdelen 14's øvre indadvendende flig på en sådan måde, at berøringsfladerne aftætter mod omgivelserne.The bellows 15 are secured to the lower inward tab of the end portion 13 and the upper inward portion 14, respectively, in such a way that the contact surfaces seal against the surroundings.

For at forhindre bøjningsbelastning af laskerne i pilretningen C forsynes både afgangsdampstudsen 7 og damptilgangsstudsen 9 med såkaldte hjørneankre 17. Disse hjørneankre 17, som kan bestå af rør, skal modvirke vridning eller kastning af henholdsvis afgangsdampstudsen og damptilgangsstudsen på grund af kraftpåvirkningen, der optræder som følge af undertrykket i kondensatoren, således at disse studses vægge ikke krummes og i det mindste holdes i parallelle planer.In order to prevent bending load of the lasers in the direction of arrow C, both the outlet steam nozzle 7 and the steam access nozzle 9 are provided with so-called corner anchors 17. These corner anchors 17, which may consist of pipes, must counteract the twisting or throwing of the outlet steam nozzle and the steam inlet nozzle, respectively, due of the suppressor in the capacitor so that the walls of these studs are not curved and at least kept in parallel planes.

Ved større forskelle mellem udvidelserne er det muligt at holde afgangsdampforbindelsen på en tilnærmelsesvis ensartet temperatur under driften, idet den skylles af kondensat. En anden udførelsesform for afgangsdampforbindelsen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at kondensatorens fixpunkt, d.v.s. den faste forbindelse mellem turbinehuset og kondensatoren, fortrinsvis ligger i en tænkt midterakse for længdeudvidelsen. Ved et lige antal afgangsdampforbindelser vælges som fixpunkt en af de to afgangsdampforbindelser, der ligger nærmest den tænkte midterakse, idet de mindste længdeændringer henholdsvis længdeforskydninger af husene i forhold til hinanden, optræder ved denne udførelsesform.For larger differences between the extensions, it is possible to keep the exhaust vapor compound at an approximately uniform temperature during operation, being flushed by condensate. Another embodiment of the exhaust vapor connection according to the invention is characterized in that the capacitor's fixed point, i.e. the fixed connection between the turbine housing and the capacitor, preferably located in a thought center axis for the length extension. For an equal number of exhaust vapor connections, one of the two outlet vapor connections closest to the intended center axis is selected as the fixed point, the smallest length changes or longitudinal displacements of the housings relative to each other occurring in this embodiment.