EP1719880A1 - Steam turbine - Google Patents

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EP1719880A1
EP1719880A1 EP05009709A EP05009709A EP1719880A1 EP 1719880 A1 EP1719880 A1 EP 1719880A1 EP 05009709 A EP05009709 A EP 05009709A EP 05009709 A EP05009709 A EP 05009709A EP 1719880 A1 EP1719880 A1 EP 1719880A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam turbine
housing
lid
inner housing
outer housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05009709A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henning Almstedt
Stefan Essink
Mark-Andre Dr. Schwarz
Rainer Tamme
Andreas Ulma
Kai Dr. Wieghardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to US11/919,856 priority patent/US8192142B2/en
Priority to AT06724974T priority patent/ATE526490T1/en
Priority to EP06724974A priority patent/EP1877650B1/en
Priority to PCT/EP2006/060552 priority patent/WO2006117257A1/en
Priority to PL06724974T priority patent/PL1877650T3/en
Priority to CN2006800152046A priority patent/CN101171402B/en
Priority to JP2008509399A priority patent/JP2008540895A/en
Publication of EP1719880A1 publication Critical patent/EP1719880A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2230/00—Manufacture
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    • F05D2230/61—Assembly methods using limited numbers of standard modules which can be adapted by machining
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine with a double-shell housing, which comprises an outer housing and an inner housing arranged therein, and with a guided through the outer housing connection for supplying and / or discharging steam into the inner housing, wherein the connection designed with a pair of connection openings is, which are formed on the inner housing opposite to each other.
  • a bivalve embodiment of casings on steam turbines is preferably used when expansion of live steam or hot reheated steam occurs in the steam turbine.
  • the expansion takes place in the inner housing, which is surrounded by the outer housing, which receives the expanded steam (exhaust steam).
  • the inner housing is cooled and at the same time carries the majority of the pressure, which makes sense especially at high vapor pressures.
  • a pair of on the inner housing opposite to each other Connection openings provided with associated lines are provided with associated lines. During operation of such a steam turbine, live steam is supplied uniformly through the lines at both connection openings, as a result of which the cutting forces occurring on the inner housing due to the steam supply substantially equalize.
  • the object of the invention is to provide a steam turbine which operates economically even with a small steam volume flow, although the steam line connection can be accomplished by means of simple assembly, and in which no large cutting forces occur with steam inflow.
  • this object is achieved with a steam turbine mentioned above, which is characterized in that at a first connection opening a line for supplying and / or removing steam can be connected and the second connection opening is closed with a lid. Due to the fact that the connection opening which can be provided with the conduit and the connection openings closed with the cover are opposite one another in the inner housing, a force compensation in the inner housing is effected in the case of steam inflow through the conduit, similar to the connection of two steam supply lines to the opposite connection openings. The emergence of radial or lateral cutting forces is thereby largely prevented. In the steam turbine according to the invention, it is thus possible to connect the steam supply line firmly to the outer housing and to make the connection to the inner housing flexible. For a simple installation of the steam supply line is possible.
  • the closure of the second connection opening with the cover is designed in such a way that the cover behaves substantially like the line connected to the first opposing connection opening in the case of a vapor pressure increase in the inner housing with regard to a force acting on the inner and / or outer housing.
  • a vapor pressure increase in the inner housing with regard to a force acting on the inner and / or outer housing.
  • the connection openings are arranged opposite to each other and thus the forces generated by a vapor pressure increase on the inner housing can be derived substantially symmetrically to the outer housing and the inner housing, the emergence of cutting forces on the inner housing is largely avoided.
  • expedient embodiment of the closure of the second connection opening with the lid is designed such that the lid behaves in thermal deformations of the steam turbine with respect to a force on the inner and / or outer housing substantially as the connected to the first, opposite port opening line. Because the connection openings are arranged opposite one another, the forces caused by thermal deformations on the steam turbine are deflected symmetrically onto the inner housing and / or outer housing, as a result of which cutting forces occurring on the inner housing are largely avoided.
  • the lid is designed with a stationary fixation on the outer housing and a heat-movable coupling to the inner housing.
  • a heat-movable coupling on the inner housing can be done by plugging the lid onto a pipe socket of the connection opening with play in the direction of insertion.
  • the lid is fixed in place.
  • the line for compensating the forces acting on the housing is fastened analogously to the cover at the opposite connection opening, a particularly simple assembly of the steam supply line results. That is, the line is also heat-movable on the inner housing, such as by attaching to a pipe socket coupled to the associated connection opening and fixed to the outer housing stationary. Furthermore, this arrangement results overall in an ideal cushioning of pipe deformation.
  • the lid is essentially cup-shaped.
  • the cup shape structurally approximates the pipe shape of the pipe.
  • the mechanical behavior between the steam supply pipe and cover is even better adapted to each other, resulting in an optimal force balance effect.
  • the open edge portion of the substantially cup-shaped lid is attached to the outer housing, in particular flanged.
  • the attachment by means of a flange allows a very secure fixation of the lid on the outer housing, whereby the stability of the overall system is increased.
  • the bottom portion of the substantially cup-shaped lid arranged on the inner housing in particular movably sealed. This avoids the escape of steam, which would considerably reduce the efficiency of the steam turbine. Nevertheless, the lid remains movable relative to the inner housing, whereby thermal expansions of the housing material are allowed when exposed to steam.
  • a channel for draining the inner and / or outer housing is formed in the lid.
  • This condensate formed in the inner housing or outer housing can be removed from the turbine. Stagnant condensate remaining in the turbine can, due to the different heat transfer, lead to asymmetrical structures or housing deformations. As a result, it can even lead to game bridging in extreme cases.
  • a discharge channel in this area i. in which the lid connected to the introduction opening nearby lid particularly effective for the rapid removal of the condensate.
  • unbalanced housing deformations can be avoided and the mechanical behavior of rotor to stationary housing can be improved. In this way, radial play can be minimized in the mechanical design, which leads to an increase in efficiency.
  • a lid for closing an opening is further provided according to the invention, which for closing a connection opening of a steam turbine with a clam shell housing, which comprises an outer housing and an inner housing disposed therein, and a guided through the outer housing, the connection opening having port for supplying and / or removing steam is formed in the inner housing.
  • the Fig. I is a sectional view of a steam turbine according to the invention.
  • a shaft 11 which is surrounded by an inner housing 2.
  • This can be axisymmetric, but does not necessarily have to be symmetrical.
  • an outer housing 1 which may also be designed axially symmetric, arranged.
  • live steam or hotter steam or exhaust steam which is hotter can be fed or removed into the inner casing 2 under high pressure.
  • the shaft 11 is driven. Then, the expanded steam is passed through the cavity between the outer housing 1 and the inner housing 2, whereby cooling of the inner housing 2 is effected.
  • the steam turbine has a connection 3 for supplying and / or discharging steam into the inner housing 2, which is guided through the outer housing 1 both from the left side and from the right side with reference to the FIGS.
  • This connection 3 has two mutually opposite connection openings 4 and 5 on the inner housing 2.
  • the connection openings 4 and 5 are each carried out with a pipe extension 13 and 14, respectively.
  • the line 6 is attached to the supply and / or discharge of steam.
  • the line 6 is flanged to the outer housing 1 and thus fixed thereto fixed.
  • the second connection opening 5 opposite the first connection opening 4 is provided with a second pipe extension 14 corresponding to the first pipe extension 13. Then a cup-shaped lid 7 is attached.
  • the cup-shaped cover 7 has a bottom portion 9 for sealing the second connection opening 5 and an open edge portion 8. This open edge portion 8 is flanged to the outer housing 1.
  • the lid 7 is fixed in the same manner as the connecting line 6, namely fixed to the outer housing 1.
  • a ring projection 15 is formed at the bottom of the bottom section 9, i. on the outside of the cup.
  • This annular shoulder 15 is attached to the second pipe socket 14 of the connection opening 5.
  • a heat-movable seal is provided between the annular shoulder 15 and the second connection opening 5, for compensating for thermal deformations or relative displacements caused by an increase in the internal pressure in the inner housing 2 both in the radial and in the axial direction between the inner and outer housings 2 and 1.
  • This heat-movable seal is carried out in the present case by means of a second L-ring 12 '.
  • the sealing of the connection opening 5 remains without restriction.
  • the L-rings 12 and 12 simultaneously seal the interior of the inner housing 2 from the intermediate space between the outer housing 1 and the inner housing 2.
  • L-rings 12 and 12 ' it is also possible to use any type of piston rings, corrugated pipe compensators or any other type of sealing which at the same time allow sealing as well as relative movements between inner housing and outer housing.
  • the cover 7 has a channel 10 for draining the inner housing.
  • the immediate expansion of the introduced through the introduction line 6 into the interior 2 of the steam turbine steam forms a considerable amount of condensed liquid, which is led out through the drainage channel 10 from the interior of the steam turbine.

Abstract

The turbine has a double-walled housing that is formed with an outer housing (1) and an inner housing (2). A connection (3) is guided by the outer housing and formed with connection openings (4, 5) that are formed opposite to one another at the inner housing. A pipeline for supplying and/or dissipating the stream into the inner housing is attached to one of the connection openings, and another connection opening is covered with a cover (7). The cover is provided with a fixation at the outer housing and a coupling at the inner housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einem zweischaligen Gehäuse, welches ein Außengehäuse und ein darin angeordnetes Innengehäuse umfasst, und mit einem durch das Außengehäuse geführten Anschluss zum Zu- und/oder Abführen von Dampf in das Innengehäuse, wobei der Anschluss mit einem Paar von Anschlussöffnungen gestaltet ist, welche am Innengehäuse einander gegenüberliegend ausgebildet sind.The invention relates to a steam turbine with a double-shell housing, which comprises an outer housing and an inner housing arranged therein, and with a guided through the outer housing connection for supplying and / or discharging steam into the inner housing, wherein the connection designed with a pair of connection openings is, which are formed on the inner housing opposite to each other.

Eine zweischalige Ausführung von Gehäusen an Dampfturbinen wird bevorzugt verwendet, wenn in der Dampfturbine eine Expansion von Frischdampf oder heißem zwischenüberhitztem Dampf erfolgt. Dabei erfolgt die Expansion in dem Innengehäuse, das von dem Außengehäuse umgeben ist, welches den expandierten Dampf (Abdampf) aufnimmt. Auf diese Weise wird das Innengehäuse gekühlt und trägt gleichzeitig den Großteil des Druckes, was insbesondere bei hohen Dampfdrücken sinnvoll ist. Um durch thermische Dehnungen hervorgerufene radiale bzw. seitliche Schnittkräfte, die unter anderem zu ungewünschten Verformungen bzw. Verlagerungen des Innengehäuses führen und sich damit nachteilig auf Wirkungsgrad und Einsatzbereich der Dampfturbine auswirken, auszugleichen, ist bei den vorbekannten Dampfturbinen ein Paar von am Innengehäuse einander gegenüberliegend ausgebildeten Anschlussöffnungen mit zugehörigen Leitungen vorgesehen. Beim Betrieb einer solchen Dampfturbine wird durch die Leitungen an beiden Anschlussöffnungen gleichmäßig Frischdampf zugeführt, wodurch sich die durch die Dampfzuführung am Innengehäuse auftretenden Schnittkräfte im Wesentlichen ausgleichen.A bivalve embodiment of casings on steam turbines is preferably used when expansion of live steam or hot reheated steam occurs in the steam turbine. In this case, the expansion takes place in the inner housing, which is surrounded by the outer housing, which receives the expanded steam (exhaust steam). In this way, the inner housing is cooled and at the same time carries the majority of the pressure, which makes sense especially at high vapor pressures. In order to compensate for radial or lateral cutting forces caused by thermal expansions, which lead to undesired deformations or displacements of the inner housing and thus adversely affect the efficiency and range of application of the steam turbine, in the previously known steam turbines, a pair of on the inner housing opposite to each other Connection openings provided with associated lines. During operation of such a steam turbine, live steam is supplied uniformly through the lines at both connection openings, as a result of which the cutting forces occurring on the inner housing due to the steam supply substantially equalize.

Bei diesen vorbekannten Dampfturbinen tritt jedoch das Problem auf, dass die Dampfzuführung an die Dampfturbine über zwei Anschlüsse bei geringem Volumenstrom und einer nicht entsprechenden Strängigkeit des Kesselanschlusses unwirtschaftlich ist. Die Verwendung einer Dampfturbine mit lediglich einer Anschlussöffnung ist dann sinnvoll, führt jedoch, wie vorstehend bereits ausgeführt, zum Entstehen von großen radialen bzw. seitlichen Schnittkräften, was sich nachteilig auf den Wirkungsgrad und den Einsatzbereich der Dampfturbine auswirkt. Eine Verringerung der Schnittkräfte bei Einzelleitungsanschluss lässt sich zwar erzielen, indem die Zuführleitung fest mit dem Innengehäuse verbunden wird und zur wärmebeweglichen Gehäusedurchführung flexibel am Außengehäuse (z.B. über einen Kompensator) angeschlossen wird. Dieser Ansatz erfordert jedoch eine aufwändige Montage und führt zu einer direkten Übertragung von Rohrleitungsverformungen auf das Innengehäuse mit der damit verbundenen Gefahr einer Überbrückung der Radialspiele.In these known steam turbines, however, the problem arises that the steam supply to the steam turbine via two ports at low flow and a non-corresponding strandedness of the boiler connection is uneconomical. The use of a steam turbine with only a connection opening is then useful, but leads, as already stated above, to the emergence of large radial or lateral cutting forces, which adversely affects the efficiency and range of application of the steam turbine. Although it is possible to reduce the cutting forces in the case of a single-line connection, the supply line is firmly connected to the inner housing and flexibly connected to the outer housing (eg via a compensator) for heat-conducting housing feed-through. However, this approach requires a complex assembly and leads to a direct transfer of pipe deformation on the inner housing with the associated risk of bridging the radial play.

Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik stellt sich die Erfindung daher die Aufgabe, eine Dampfturbine bereitzustellen, die auch bei kleinem Dampfvolumenstrom wirtschaftlich arbeitet, trotzdem der Dampfleitungsanschluss mittels einfacher Montage zu bewerkstelligen ist, und bei der keine großen Schnittkräfte bei Dampfeinströmung auftreten.In view of these problems in the prior art, therefore, the object of the invention is to provide a steam turbine which operates economically even with a small steam volume flow, although the steam line connection can be accomplished by means of simple assembly, and in which no large cutting forces occur with steam inflow.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer eingangs genannten Dampfturbine gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer ersten Anschlussöffnung eine Leitung zum Zu- und/oder Abführen von Dampf anschließbar sowie die zweite Anschlussöffnung mit einem Deckel verschlossen ist. Dadurch, dass die mit der Leitung versehbare Anschlussöffnung und die mit dem Deckel verschlossene Anschlussöffnungen einander im Innengehäuse gegenüberliegen, wird, ähnlich wie beim Anschluss zweier Dampfzuführleitungen an die einander gegenüberliegenden Anschlussöffnungen, ein Kraftausgleich im Innengehäuse bei Dampfeinströmung durch die Leitung bewirkt. Das Entstehen von radialen bzw, seitlichen Schnittkräften wird dadurch weitgehend verhindert. Bei der erfindungsgemäßen Dampfturbine ist es damit möglich, die Dampfzuführleitung fest am Außengehäuse anzuschließen und die Verbindung mit dem Innengehäuse flexibel zu gestalten. Damit ist eine einfache Montage der Dampfzuführleitung möglich.According to the invention this object is achieved with a steam turbine mentioned above, which is characterized in that at a first connection opening a line for supplying and / or removing steam can be connected and the second connection opening is closed with a lid. Due to the fact that the connection opening which can be provided with the conduit and the connection openings closed with the cover are opposite one another in the inner housing, a force compensation in the inner housing is effected in the case of steam inflow through the conduit, similar to the connection of two steam supply lines to the opposite connection openings. The emergence of radial or lateral cutting forces is thereby largely prevented. In the steam turbine according to the invention, it is thus possible to connect the steam supply line firmly to the outer housing and to make the connection to the inner housing flexible. For a simple installation of the steam supply line is possible.

In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführungsform ist der Verschluss der zweiten Anschlussöffnung mit dem Deckel derart gestaltet, dass der Deckel sich bei einer Dampfdruckerhöhung im Innengehäuse hinsichtlich einer Krafteinwirkung am Innen- und/oder Außengehäuse im Wesentlichen wie die an der ersten gegenüberliegenden Anschlussöffnung angeschlossenen Leitung verhält. Damit wird ein optimaler Kraftausgleich am Innengehäuse und/oder am Außengehäuse bewerkstelligt. Dadurch, dass die Anschlussöffnungen einander gegenüberliegend angeordnet sind und damit die durch eine Dampfdruckerhöhung am Innengehäuse erzeugten Kräfte im Wesentlichen symmetrisch auf das Außengehäuse und das Innengehäuse abgeleitet werden können, wird das Entstehen von Schnittkräften am Innengehäuse weitgehend vermieden.In an embodiment which is advantageous according to the invention, the closure of the second connection opening with the cover is designed in such a way that the cover behaves substantially like the line connected to the first opposing connection opening in the case of a vapor pressure increase in the inner housing with regard to a force acting on the inner and / or outer housing. For an optimal force balance on the inner housing and / or on the outer housing is accomplished. Characterized in that the connection openings are arranged opposite to each other and thus the forces generated by a vapor pressure increase on the inner housing can be derived substantially symmetrically to the outer housing and the inner housing, the emergence of cutting forces on the inner housing is largely avoided.

In erfindungsgemäß zweckmäßiger Ausführungsform ist der Verschluss der zweiten Anschlussöffnung mit dem Deckel derart gestaltet, dass der Deckel sich bei Wärmeverformungen an der Dampfturbine hinsichtlich einer Krafteinwirkung am Innen- und/oder Außengehäuse im Wesentlichen wie die an der ersten, gegenüberliegenden Anschlussöffnung angeschlossene Leitung verhält. Dadurch, dass die Anschlussöffnungen gegenüberliegend angeordnet sind, werden die durch Wärmeverformungen an der Dampfturbine hervorgerufenen Kräfte symmetrisch auf das Innengehäuse und/oder Außengehäuse abgeleitet, wodurch am Innengehäuse auftretende Schnittkräfte weitgehend vermieden werden.In accordance with the invention expedient embodiment of the closure of the second connection opening with the lid is designed such that the lid behaves in thermal deformations of the steam turbine with respect to a force on the inner and / or outer housing substantially as the connected to the first, opposite port opening line. Because the connection openings are arranged opposite one another, the forces caused by thermal deformations on the steam turbine are deflected symmetrically onto the inner housing and / or outer housing, as a result of which cutting forces occurring on the inner housing are largely avoided.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn der Deckel mit einer ortsfesten Fixierung am Außengehäuse und einer wärmebeweglichen Ankopplung am Innengehäuse gestaltet ist. Eine solche wärmebewegliche Ankopplung am Innengehäuse kann etwa durch ein Aufstecken des Deckels auf einen Rohransatz der Anschlussöffnung mit Spiel in Steckrichtung geschehen. In diesem Fall wird bei Wärmeverformungen des Innengehäuses, bei denen die Anschlussöffnung auf das Außengehäuse zu oder von diesem weg bewegt wird, diese Relativbewegung durch das Spiel zwischen dem Deckel und der Anschlussöffnung ausgeglichen. Am Außengehäuse wird der Deckel hingegen ortfest fixiert. Da vorteilhafterweise die Leitung zum Ausgleich der auf das Gehäuse einwirkenden Kräfte analog zum Deckel an der gegenüberliegenden Anschlussöffnung befestigt wird, ergibt sich eine besonders einfache Montage der Dampfzuführleitung. Das heißt, die Leitung wird ebenfalls wärmebeweglich am Innengehäuse, wie etwa durch Aufstecken auf einen Rohransatz an der zugehörigen Anschlussöffnung angekoppelt sowie am Außengehäuse ortsfest fixiert. Weiterhin ergibt sich durch diese Anordnung insgesamt eine ideale Abfederung von Rohrleitungsverformungen.Furthermore, it is inventively advantageous if the lid is designed with a stationary fixation on the outer housing and a heat-movable coupling to the inner housing. Such a heat-movable coupling on the inner housing can be done by plugging the lid onto a pipe socket of the connection opening with play in the direction of insertion. In this case, in heat deformation of the inner housing in which the connection opening is moved to the outer housing to or from this, this relative movement through the game balanced between the cover and the connection opening. On the outer casing, however, the lid is fixed in place. Since, advantageously, the line for compensating the forces acting on the housing is fastened analogously to the cover at the opposite connection opening, a particularly simple assembly of the steam supply line results. That is, the line is also heat-movable on the inner housing, such as by attaching to a pipe socket coupled to the associated connection opening and fixed to the outer housing stationary. Furthermore, this arrangement results overall in an ideal cushioning of pipe deformation.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn der Deckel im Wesentlichen becherförmig gestaltet ist. Die Becherform stellt strukturell eine Annäherung an die Rohrform der Leitung dar. Damit wird das mechanische Verhalten zwischen Dampfzuführleitung und Deckel noch besser aufeinander angepasst, wodurch sich eine optimale Kraftausgleichswirkung ergibt.Furthermore, it is expedient according to the invention if the lid is essentially cup-shaped. The cup shape structurally approximates the pipe shape of the pipe. Thus, the mechanical behavior between the steam supply pipe and cover is even better adapted to each other, resulting in an optimal force balance effect.

In zweckmäßiger Ausführungsform ist der offene Randabschnitt des im Wesentlichen becherförmigen Deckels am Außengehäuse befestigt, insbesondere angeflanscht. Damit ergibt sich eine symmetrische Befestigung des Deckels in Bezug auf die Dampfzuführleitung, welche üblicherweise im gleichen Abstand von der zugehörigen Anschlussöffnung am Außengehäuse befestigt ist. Die Befestigung mittels eines Flansches ermöglicht eine sehr sichere Fixierung des Deckels am Außengehäuse, wodurch die Stabilität des Gesamtsystems erhöht wird.In an expedient embodiment, the open edge portion of the substantially cup-shaped lid is attached to the outer housing, in particular flanged. This results in a symmetrical fastening of the cover with respect to the steam supply line, which is usually attached at the same distance from the associated connection opening on the outer housing. The attachment by means of a flange allows a very secure fixation of the lid on the outer housing, whereby the stability of the overall system is increased.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn der Bodenabschnitt des im Wesentlichen becherförmigen Deckels am Innengehäuse angeordnet, insbesondere beweglich abgedichtet ist. Damit wird ein Entweichen von Dampf vermieden, was den Wirkungsgrad der Dampfturbine erheblich verringern würde. Trotzdem bleibt der Deckel relativ zum Innengehäuse beweglich, wodurch thermische Dehnungen des Gehäusematerials bei Dampfeinwirkung zugelassen werden.Furthermore, it is inventively advantageous if the bottom portion of the substantially cup-shaped lid arranged on the inner housing, in particular movably sealed. This avoids the escape of steam, which would considerably reduce the efficiency of the steam turbine. Nevertheless, the lid remains movable relative to the inner housing, whereby thermal expansions of the housing material are allowed when exposed to steam.

In erfindungsgemäß zweckmäßiger Ausführungsform ist in dem Deckel ein Kanal zum Entwässern des Innen- und/oder Außengehäuses ausgebildet. Damit kann im Innengehäuse bzw. Außengehäuse gebildetes Kondensat aus der Turbine abgeführt werden. In der Turbine verbleibendes, stehendes Kondensat kann, aufgrund des unterschiedlichen Wärmeübergangs, zu unsymmetrischen Strukturen bzw. Gehäuseverformungen führen. Als Folge kann es im Extremfall sogar zu Spielüberbrückungen führen. Da durch die sofortige Expansion des Dampfes beim Einführen in die Dampfturbine zugleich eine große Menge an Kondensat anfällt, ist ein Abführkanal in diesem Bereich, d.h. in dem der mit der Leitung verbundenen Einführöffnung nahe gelegenen Deckel besonders wirksam für die schnelle Abführung des Kondensats. Somit können unsymmetrische Gehäuseverformungen vermieden und das mechanische Verhalten von Rotor zu stehendem Gehäuse verbessert werden. Auf diese Weise können in der mechanischen Auslegung Radialspiele minimiert werden, was zu einer Wirkungsgradsteigerung führt.In accordance with the invention expedient embodiment, a channel for draining the inner and / or outer housing is formed in the lid. This condensate formed in the inner housing or outer housing can be removed from the turbine. Stagnant condensate remaining in the turbine can, due to the different heat transfer, lead to asymmetrical structures or housing deformations. As a result, it can even lead to game bridging in extreme cases. Since the immediate expansion of the steam at the time of introduction into the steam turbine results in a large amount of condensate, a discharge channel in this area, i. in which the lid connected to the introduction opening nearby lid particularly effective for the rapid removal of the condensate. Thus, unbalanced housing deformations can be avoided and the mechanical behavior of rotor to stationary housing can be improved. In this way, radial play can be minimized in the mechanical design, which leads to an increase in efficiency.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe, nämlich der Bereitstellung einer Dampfturbine, bei der keine großen Schnittkräfte auftreten und trotzdem die Dampfzufuhr mittels einer einfachen Montage zu bewerkstelligen ist, wird ferner erfindungsgemäß ein Deckel zum Verschließen einer Öffnung bereitgestellt, welcher zum Verschließen einer Anschlussöffnung einer Dampfturbine mit einem zweischaligen Gehäuse, welches ein Außengehäuse und ein darin angeordnetes Innengehäuse umfasst, und einem durch das Außengehäuse geführten, die Anschlussöffnung aufweisenden Anschluss zum Zu- und/oder Abführen von Dampf in das Innengehäuse ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausführungen des Deckels sind in den Ansprüchen 11 bis 15 aufgeführt, die damit verbundenen Vorteile ergeben sich analog aus den vorstehenden Ausführungen zu vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Dampfturbine.To achieve the above object, namely the provision of a steam turbine, in which no large cutting forces occur and still steaming is done by a simple installation, a lid for closing an opening is further provided according to the invention, which for closing a connection opening of a steam turbine with a clam shell housing, which comprises an outer housing and an inner housing disposed therein, and a guided through the outer housing, the connection opening having port for supplying and / or removing steam is formed in the inner housing. Advantageous embodiments of the cover are listed in claims 11 to 15, the advantages associated therewith are analogous to the above statements on advantageous embodiments of the steam turbine according to the invention.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeichnung zeigt:

  • die Fig. eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dampfturbine mit einem an einer Anschlussöffnung befestigten Deckel.
Hereinafter, an embodiment of the invention with reference to the schematic drawing, which is expressly referred to all essential to the invention, explained. In the drawing shows:
  • a sectional view of an embodiment of a steam turbine according to the invention with a lid attached to a connection opening.

Die Fig. ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dampfturbine. In deren Zentrum befindet sich eine Welle 11, welche von einem Innengehäuse 2 umgeben ist. Dieses kann achssymmetrisch ausgeführt sein, muss aber nicht zwingend symmetrisch sein. Um das Innengehäuse 2 herum ist ein Außengehäuse 1, welches ebenfalls achssymmetrisch ausgeführt sein kann, angeordnet. Über eine Dampfzuführleitung 6 kann Frischdampf oder heißer zwischenüberhitzter Dampf oder Abdampf in das Innengehäuse 2 unter großem Druck zugeführt bzw. abgeführt werden. Durch die darauf erfolgende Expansion des zugeführten Dampfes wird die Welle 11 angetrieben. Daraufhin wird der expandierte Dampf durch den Hohlraum zwischen Außengehäuse 1 und Innengehäuse 2 geführt, wodurch eine Kühlung des Innengehäuses 2 bewirkt wird.The Fig. Is a sectional view of a steam turbine according to the invention. In the center there is a shaft 11 which is surrounded by an inner housing 2. This can be axisymmetric, but does not necessarily have to be symmetrical. Around the inner housing 2 around an outer housing 1, which may also be designed axially symmetric, arranged. By means of a steam supply line 6, live steam or hotter steam or exhaust steam which is hotter can be fed or removed into the inner casing 2 under high pressure. By the subsequent expansion of the supplied steam, the shaft 11 is driven. Then, the expanded steam is passed through the cavity between the outer housing 1 and the inner housing 2, whereby cooling of the inner housing 2 is effected.

Die Dampfturbine weist einen bezogen auf die Fig. sowohl von der linken Seite als auch von der rechten Seite her durch das Außengehäuse 1 geführten Anschluss 3 zum Zu- und/oder Abführen von Dampf in das Innengehäuse 2 auf. Dieser Anschluss 3 weist zwei einander gegenüberliegende Anschlussöffnungen 4 und 5 am Innengehäuse 2 auf. Die Anschlussöffnungen 4 und 5 sind jeweils mit einem Rohransatz 13 bzw. 14 ausgeführt. An dem ersten Rohransatz 13 der ersten Anschlussöffnung 4 ist die Leitung 6 zum Zu- und/oder Abführen von Dampf angebracht. Die Leitung 6 ist am Außengehäuse 1 angeflanscht und damit ortsfest daran befestigt. Relativbewegungen zwischen Innengehäuse 2 und Außengehäuse 1, sowohl in radialer als auch axialer Richtung, etwa hervorgerufen durch thermische Verformungen des Innengehäuses 1 und durch thermische Verformungen der Leitung 6 werden durch eine wärmebewegliche Abdichtung zwischen der Leitung 6 und den ersten Rohransatz 13, die im vorliegenden Fall mittels eines ersten L-Rings 12 ausgeführt ist, ausgeglichen.The steam turbine has a connection 3 for supplying and / or discharging steam into the inner housing 2, which is guided through the outer housing 1 both from the left side and from the right side with reference to the FIGS. This connection 3 has two mutually opposite connection openings 4 and 5 on the inner housing 2. The connection openings 4 and 5 are each carried out with a pipe extension 13 and 14, respectively. At the first tubular extension 13 of the first connection opening 4, the line 6 is attached to the supply and / or discharge of steam. The line 6 is flanged to the outer housing 1 and thus fixed thereto fixed. Relative movements between the inner housing 2 and the outer housing 1, both in the radial and axial directions, such as caused by thermal deformation of the inner housing 1 and by thermal deformation of the Line 6 are compensated by a heat-resistant seal between the conduit 6 and the first tube extension 13, which is in the present case by means of a first L-ring 12 compensated.

Die der ersten Anschlussöffnung 4 gegenüberliegende zweite Anschlussöffnung 5 ist mit einem dem ersten Rohransatz 13 entsprechenden zweiten Rohransatz 14 versehen. Darauf ist ein becherförmiger Deckel 7 aufgesteckt. Der becherförmige Deckel 7 weist einen Bodenabschnitt 9 zum Abdichten der zweiten Anschlussöffnung 5 sowie einen offenen Randabschnitt 8 auf. Dieser offene Randabschnitt 8 ist am Außengehäuse 1 angeflanscht. Damit ist der Deckel 7 auf gleiche Weise wie die Anschlussleitung 6, nämlich ortsfest am Außengehäuse 1 befestigt.The second connection opening 5 opposite the first connection opening 4 is provided with a second pipe extension 14 corresponding to the first pipe extension 13. Then a cup-shaped lid 7 is attached. The cup-shaped cover 7 has a bottom portion 9 for sealing the second connection opening 5 and an open edge portion 8. This open edge portion 8 is flanged to the outer housing 1. Thus, the lid 7 is fixed in the same manner as the connecting line 6, namely fixed to the outer housing 1.

An der Unterseite des Bodenabschnitts 9, d.h. an der Becheraußenseite ist ein Ringansatz 15 ausgebildet. Dieser Ringansatz 15 ist am zweiten Rohransatz 14 der Anschlussöffnung 5 angebracht. Zwischen dem Ringansatz 15 und der zweiten Anschlussöffnung 5 ist eine wärmebewegliche Abdichtung zum Ausgleichen von Wärmeverformungen oder von durch Ansteigen des Innendrucks im Innengehäuse 2 hervorgerufenen Relativverschiebungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zwischen Innen- und Außengehäuse 2 bzw. 1 vorgesehen. Diese wärmebewegliche Abdichtung ist im vorliegenden Fall mittels eines zweiten L-Rings 12' ausgeführt. Bei der durch die Relativverschiebungen erfolgenden Axialverschiebung zwischen dem zweitem Rohransatz 14 und dem Ringansatz 15 des Deckels 7 bleibt jedoch die Abdichtung der Anschlussöffnung 5 ohne Einschränkung bestehen.At the bottom of the bottom section 9, i. on the outside of the cup a ring projection 15 is formed. This annular shoulder 15 is attached to the second pipe socket 14 of the connection opening 5. Between the annular shoulder 15 and the second connection opening 5, a heat-movable seal is provided for compensating for thermal deformations or relative displacements caused by an increase in the internal pressure in the inner housing 2 both in the radial and in the axial direction between the inner and outer housings 2 and 1. This heat-movable seal is carried out in the present case by means of a second L-ring 12 '. In the case of the axial displacement between the second tubular extension 14 and the annular shoulder 15 of the cover 7, which takes place as a result of the relative displacements, however, the sealing of the connection opening 5 remains without restriction.

Die L- Ringe 12 bzw. 12' dichten gleichzeitig den Innenraum des Innengehäuses 2 vom Zwischenraum zwischen Außengehäuse 1 und Innengehäuse 2 ab. Alternativ zu den L-Ringen 12 bzw. 12' können auch jede Art von Kolbenringen, Wellrohrkompensatoren oder jede andere Art der Abdichtung verwendet werden, welche gleichzeitig Abdichten sowie relative Bewegungen zwischen Innengehäuse und Außengehäuse zulassen.The L-rings 12 and 12 'simultaneously seal the interior of the inner housing 2 from the intermediate space between the outer housing 1 and the inner housing 2. As an alternative to the L-rings 12 and 12 ', it is also possible to use any type of piston rings, corrugated pipe compensators or any other type of sealing which at the same time allow sealing as well as relative movements between inner housing and outer housing.

Weiterhin weist der Deckel 7 einen Kanal 10 zum Entwässern des Innengehäuses auf. Durch die sofortige Expansion des durch die Einführleitung 6 in den Innenraum 2 der Dampfturbine eingeführten Dampfes bildet sich eine beträchtliche Menge an kondensierter Flüssigkeit, die durch den Entwässerungskanal 10 aus dem Innenraum der Dampfturbine herausgeleitet wird.Furthermore, the cover 7 has a channel 10 for draining the inner housing. The immediate expansion of the introduced through the introduction line 6 into the interior 2 of the steam turbine steam forms a considerable amount of condensed liquid, which is led out through the drainage channel 10 from the interior of the steam turbine.

Claims (15)

Dampfturbine mit einem zweischaligen Gehäuse,
welches ein Außengehäuse (1) und ein darin angeordnetes Innengehäuse (2) umfasst,
und einem durch das Außengehäuse (1) geführten Anschluss (3) zum Zu- und/oder Abführen von Dampf in das Innengehäuse (2), wobei der Anschluss mit einem Paar von Anschlussöffnungen (4, 5) gestaltet ist, welche am Innengehäuse (2) einander gegenüberliegend ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einer ersten Anschlussöffnung (4) eine Leitung (6) zum Zu- und/oder Abführen von Dampf anschließbar sowie die zweite Anschlussöffnung (5) mit einem Deckel (7) verschlossen ist.Steam turbine with a two-shell housing,
which comprises an outer housing (1) and an inner housing (2) arranged therein,
and a connection (3) guided through the outer housing (1) for supplying and / or removing steam into the inner housing (2), wherein the connection is designed with a pair of connection openings (4, 5) which are arranged on the inner housing (2 ) are formed opposite each other,
characterized in that
a line (6) for supplying and / or removing steam can be connected to a first connection opening (4) and the second connection opening (5) is closed by a cover (7). Dampfturbine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verschluss der zweiten Anschlussöffnung (5) mit dem Deckel (7) derart gestaltet ist, dass der Deckel sich bei einer Dampfdruckerhöhung im Innengehäuse (2) hinsichtlich einer Krafteinwirkung am Innen- und/oder Außengehäuse (2, 1) im Wesentlichen wie die an der ersten, gegenüberliegenden Anschlussöffnung (4) angeschlossene Leitung (6) verhält.Steam turbine according to claim 1,
characterized in that
the closure of the second connection opening (5) with the cover (7) is designed such that the lid at a vapor pressure increase in the inner housing (2) with respect to a force on the inner and / or outer housing (2, 1) substantially as the the first, opposite connection opening (4) connected line (6) behaves. Dampfturbine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verschluss der zweiten Anschlussöffnung (5) mit dem Deckel (7) derart gestaltet ist, dass der Deckel sich bei Wärmeverformungen an der Dampfturbine hinsichtlich einer Krafteinwirkung am Innen- und/oder Außengehäuse (2, 1) im Wesentlichen wie die an der ersten, gegenüberliegenden Anschlussöffnung (4) angeschlossene Leitung (6) verhält.Steam turbine according to claim 1 or 2,
characterized in that
the closure of the second connection opening (5) with the cover (7) is designed in such a way that the cover, in the case of thermal deformations on the steam turbine, acts essentially like the one on the first one, with respect to a force acting on the inner and / or outer housing (2, 1). opposite port (4) connected line (6) behaves. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (7) mit einer ortsfesten Fixierung am Außengehäuse (1) und einer wärmebeweglichen Ankopplung am Innengehäuse (2) gestaltet ist.Steam turbine according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the cover (7) is designed with a stationary fixation on the outer housing (1) and a heat-movable coupling on the inner housing (2). Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (7) im Wesentlichen becherförmig gestaltet ist.Steam turbine according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the lid (7) is designed substantially cup-shaped. Dampfturbine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der offene Randabschnitt (8) des im Wesentlichen becherförmigen Deckels (7) am Außengehäuse (1) befestigt, insbesondere angeflanscht ist.Steam turbine according to claim 5,
characterized in that
the open edge portion (8) of the substantially cup-shaped lid (7) is fastened to the outer housing (1), in particular flanged to it. Dampfturbine nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bodenabschnitt (9) des im Wesentlichen becherförmigen Deckels (7) am Innengehäuse (2) angeordnet, insbesondere beweglich abgedichtet ist.Steam turbine according to claim 5 or 6,
characterized in that
the bottom section (9) of the substantially cup-shaped cover (7) is arranged on the inner housing (2), in particular movably sealed. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Deckel (7) ein Kanal (10) zum Entwässern des Innen- und/oder des Außengehäuses (2, 1) ausgebildet ist.Steam turbine according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
in the cover (7) a channel (10) for dewatering of the inner and / or the outer housing (2, 1) is formed. Deckel (7) zum Verschließen einer Öffnung,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel zum Verschließen einer Anschlussöffnung einer Dampfturbine mit einem zweischaligen Gehäuse, welches ein Außengehäuse (1) und ein darin angeordnetes Innengehäuse (2) umfasst, und einem durch das Außengehäuse geführten, die Anschlussöffnung aufweisenden Anschluss (3) zum Zu- und/oder Abführen von Dampf in das Innengehäuse ausgebildet ist.Cover (7) for closing an opening,
characterized in that
the lid for closing a connection opening of a steam turbine with a two-shell housing, which comprises an outer housing (1) and an inner housing (2) disposed therein, and a guided through the outer housing, the connection opening having port (3) for feeding and / or discharging is formed by steam in the inner housing. Deckel (7) nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch
einen ersten Kopplungsabschnitt (8) zum Ankoppeln an das Außengehäuse (1) und einen zweiten Kopplungsabschnitt (9) zum Ankoppeln an das Innengehäuse (2).Lid (7) according to claim 9,
marked by
a first coupling portion (8) for coupling to the outer housing (1) and a second coupling portion (9) for coupling to the inner housing (2). Deckel (7) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Kopplungsabschnitt (8) zur ortsfesten Fixierung des Deckels am Außengehäuse (1) und der zweite Kopplungsabschnitt (9) zur wärmebeweglichen Ankopplung des Deckels am Innengehäuse (2) der Dampfturbine ausgebildet ist.Lid (7) according to claim 9 or 10,
characterized in that
the first coupling section (8) for stationary fixing of the lid on the outer housing (1) and the second coupling section (9) for heat-mobile coupling of the lid on the inner housing (2) of the steam turbine is formed. Deckel (7) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
gekennzeichnet durch
eine im Wesentlichen becherförmige Gestaltung mit insbesondere einem offenen Randabschnitt (8) als erstem Kopplungsabschnitt und einem Bodenabschnitt (9) als zweitem Kopplungsabschnitt.Lid (7) according to one of claims 9 to 11,
marked by
a substantially cup-shaped design with in particular an open edge portion (8) as a first coupling portion and a bottom portion (9) as a second coupling portion. Deckel nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der offene Randabschnitt (8) am Außengehäuse (1) der Dampfturbine befestigbar, insbesondere anflanschbar ist.Lid according to claim 12,
characterized in that
the open edge portion (8) on the outer casing (1) of the steam turbine fastened, in particular can be flanged. Deckel nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bodenabschnitt (9) zum Anordnen am Innengehäuse (2) der Dampfturbine ausgebildet ist, insbesondere am Innengehäuse abdichtbar ist.Lid according to claim 12 or 13,
characterized in that
the bottom section (9) is designed to be arranged on the inner housing (2) of the steam turbine, in particular to be sealable on the inner housing. Deckel nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
gekennzeichnet durch
einen Kanal (10) zum Entwässern des Innen- und/oder des Außengehäuses (2, 1) der Dampfturbine.Lid according to one of claims 9 to 14,
marked by
a channel (10) for dewatering the inner and / or outer casing (2, 1) of the steam turbine.
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