EP1764485A1 - Vorrichtung zur Lagerung der Rotationsmaschinen einer stationären Turbogruppe - Google Patents

Vorrichtung zur Lagerung der Rotationsmaschinen einer stationären Turbogruppe Download PDF

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EP1764485A1
EP1764485A1 EP05020131A EP05020131A EP1764485A1 EP 1764485 A1 EP1764485 A1 EP 1764485A1 EP 05020131 A EP05020131 A EP 05020131A EP 05020131 A EP05020131 A EP 05020131A EP 1764485 A1 EP1764485 A1 EP 1764485A1
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rotors
rotary machine
rotary
machines
housing
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EP05020131A
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Heinz-Jürgen Dr. Gross
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • 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
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/94—Mounting on supporting structures or systems on a movable wheeled structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05D2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure

Definitions

  • the invention relates to a device for compensating thermally induced changes in length of the rotors of a stationary turbo group, with at least two rotary machines whose rotors are axially aligned with each other, wherein one of the rotary machines is placed on a foundation on a foundation.
  • Such a turbo group is for example from the US 5,447,025 known.
  • the turbo group used as a power plant includes a gas turbine and a steam turbine whose rotors are connected to a generator of a single-shaft shaft with each other.
  • the shaft train is axially fixed in a central position, whereby the gas turbine plant arranged on the one hand and the generator arranged on the other hand are each displaceable in the opposite direction via pendulum supports in the axial direction.
  • each pair of turbine housing on both sides of the inner housing arranged lever pairs are provided as housing supports, which are displaceable with a two-armed sliding lever and an articulated thereto via an axis expansion lever.
  • the object of the invention is to provide a device for compensating for thermally induced changes in length of the waves of a stationary turbo group, which allows both a particularly simple and reliable axial displacement, in particular a compensation of the thermally induced change in length.
  • each additional rotary machine is fastened in each case on a carriage which is displaceable along the axis of rotation and opposite the stationary rotary machine.
  • a first rotary machine of the turbo group is thus by means of a fixed bearing directly or directly on a foundation placed and thus rigidly connected to the foundation.
  • the second and each additional rotary machine of the turbo group is mounted on a movable carriage which, preferably equipped with carrying wheels, on the other hand parallel to the common axis of rotation of the rotors is displaceable by the support wheels are arranged on rails arranged on the foundation.
  • the first rotary machine which is set up on a foundation on the fixed bearing, provided at one end of the turbo group. All other rotary machines are arranged consecutively.
  • the rotors of the rotary machines are each a flange connection to each other coupled. This is a particularly reliable, as well as simple connection for rotors, which is also time-effectively produced and solvable. In the unlikely event of the replacement or service of one of the rotary machines, this can also be decoupled particularly quickly from the shaft train of the turbo group.
  • a rotary machine is designed as a gas turbine and a further rotary machine as an electric generator.
  • the rotary machine installed on the foundation via a fixed bearing is the gas turbine.
  • the gas turbine on the compressor side must suck in a particularly large amount of ambient air via an intake and turbine side must deliver the resulting during operation hot exhaust gas via an exhaust line, such as a heat exchanger and a subsequent chimney. Since the connection of the gas turbine to the intake house and to the hot exhaust line during operation is complex, in particular the gas turbine is fastened directly to the foundation via a fixed bearing.
  • the electric power generated by the electric generator can be relatively easily fed via flexible electrical conductors in the power grid, making it particularly suitable to be arranged on a sliding carriage as a rotating machine of the turbo group.
  • This slidable attachment of the machines may be of particular importance when the gas turbine has a conically shaped hot gas channel and whose gas turbine shaft is displaceably mounted against the flow direction of the hot gas to the column occurring in the turbine unit between outer hot gas duct wall and turbine blade tips to be minimized by rotor displacement.
  • the turbo group has a compressor for preferably liquid natural gas (LN gas)
  • LN gas liquid natural gas
  • a particularly favorable embodiment of the invention can be specified, since in the juxtaposition of multiple rotary machines particularly large changes in length or axial displacement paths occur.
  • the compressor for LN gas also requires moving supply and discharge lines for the LN gas, this connection is relatively simple, since no particularly high temperatures occur in the LN gas - in contrast to the exhaust gas of the gas turbine.
  • the single figure shows schematically a turbo group with three rotary machines, the rotors are axially aligned with each other coupled.
  • the single figure shows several rotary machines whose rotors are coupled to a common shaft strand to each other.
  • the first rotary machine 10 shown on the left in the figure is designed as an axially flowing, stationary gas turbine 11, which has a compressor 12, a combustion chamber 14 and a turbine unit 16 as essential structural components.
  • a central rotor 18 also extends through the compressor 12 and the turbine unit 16.
  • the housing 20 of the gas turbine 11 is supported by, for example, three rigid and immovable support posts 22 on a foundation 24.
  • the support posts 22 form a fixed bearing for the gas turbine 11.
  • the support posts 22 are laterally attached to the housing 20 of the gas turbine 11 at a height above the foundation 24, in which the axis of rotation 21 of the rotor 18 is located.
  • This suspension of the housing 20 allows over the entire circumference of the rotary machine 10 radial expansions of the housing 20 and also the rotor 18 mounted therein, without which therefore additional mechanical stresses in the housing 20, in the rotor 18 or in the support posts 22 occur. A bending of the housing 20 and the rotor 18 is therefore avoided.
  • the rotor 18 of the gas turbine 11 is mounted at the two axial ends of the gas turbine 11 by means of suitable radial thrust bearings 23, 25 in the housing 20.
  • the compressor side arranged and thus lying in the cooler end of the gas turbine 11 bearing 23 is adapted to move the rotor 18 against the direction of the turbine unit 16 flowing through the hot gas to the radial gaps between the conically widening in the axial direction hot gas duct wall and attached to the rotor 18 Reduce turbine blades.
  • the turbine-side bearing 25 of the rotor 18 in the hotter end of the gas turbine 11 is formed only as a radial bearing and ensures an occurring in the axial direction displacement of the rotor 18, which may be thermally induced or brought about by the bearing 23 by machine.
  • LN gas liquefied natural gas
  • the housing 32 of the compressor 26 is arranged and fixed via two rigid and immovable support posts 34 on a biaxial carriage 36. At the ends of both axes of the carriage 36 each support wheels 38 are provided, which are unrolled on a rail system.
  • the rail system comprises two rails 40, which run parallel to the axis of rotation 21 of the shaft strand 54.
  • the housing 43 of the third, designed as a generator 44 rotary machine 41 is connected in the same manner as the housing of the compressor 26 via two support posts 46 on another carriage 48 with this fixed and rigid.
  • the rotor 50 is mounted in two bearings 47 which are supported on the housing.
  • the rotor 50 of the generator 44 is also screwed axially aligned via a flange 52 at the second end of the rotor 28 of the compressor 26.
  • the rotors 18, 28 and 50 form the shaft train 54 of the turbo group 56.
  • the compressor support 26 and the generator 44 supporting support members 34, 46 are also mounted laterally on the housing 32, 43 in the height in which the axis of rotation 21 of the shaft 54 is located. This suspension allows a stress-free radial mobility of the housing 32, 43 and also the rotors 28, 50 mounted therein.
  • the rotary machine 10 connected fixedly to the foundation 24 serves as an abutment for the displaceable rotating machines 27, 41 Shifts, the further coupled via the flange 30, 52 further rotary machines 27, 41 including their housing 32, 43 tracked accordingly on the rails 40 automatically de-energized.
  • the rotors 28, 50 mounted in the further rotary machines 27, 41 accordingly do not have to compensate for the thermal expansions of adjacent machines. This relieves the housing 20, 32, 43, the rotors 18, 28, 50 and the support posts 22, 34, 46th
  • a machine for example, a single-shaft gas and steam turbine power plant can be given with extended life, in which the thermal expansion of the individual components such as gas turbine, steam turbine, compressor and / or generator can be compensated particularly simple and inexpensive ,

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längenänderungen der Rotoren (18,28) (50) einer stationären Turbogruppe vorgestellt. Die Turbogruppe umfaßt mindestens zwei Rotationsmaschinen (10,27,41), deren Rotoren (18,28,50) axial fluchtend aneinander gekoppelt sind, wobei eine der Rotationsmaschinen (10) über ein Festlager auf einem Fundament (24) aufgestellt ist. Die zweite Rotationsmaschine hingegen ist auf einem Wagen axial gegen die erste Roationsmaschine verschieblich befestigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längenänderungen der Rotoren einer stationären Turbogruppe, mit mindestens zwei Rotationsmaschinen, deren Rotoren axial fluchtend aneinander gekoppelt sind, wobei eine der Rotationsmaschinen über ein Festlager auf einem Fundament aufgestellt ist.
  • Eine derartige Turbogruppe ist beispielsweise aus der US 5,447,025 bekannt. Die als Kraftwerksanlage eingesetzte Turbogruppe umfasst eine Gasturbine und eine Dampfturbine, deren Rotoren mit dem eines Generators zu einem einwelligen Wellenstrang miteinander verbunden sind. Um thermische Dehnungen einzelner Rotoren der einwelligen Kraftwerksanlage schadlos zu ermöglichen, ist der Wellenstrang in einer mittigen Lage axial fixiert, wodurch die einerseits angeordnete Gasturbinenanlage und der andererseits angeordnete Generator jeweils in entgegengesetzter Richtung über Pendelstützen in Axialrichtung verschiebbar sind.
  • Außerdem ist aus der DE 196 06 254 A1 eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Längenänderungen eines an einem Ende starr befestigten Turbinengehäuses bekannt, bei dem das andere Ende von einem axial verschiebbaren Lagergehäuse getragen wird.
  • Ferner ist aus der Offenlegungsschrift DE 25 32 456 eine Gehäuseabstützung für im Betrieb sich dehnende, horizontalachsige Gehäuse, insbesondere für Turbomaschinengehäuse bekannt, bei denen höhenverstellbare und in Axialrichtung bewegliche Abstützungen zur Aufnahme von Vertikal- und Tangentialbewegungen vorgesehen sind.
  • Die Lagerung der Turbogehäuse auf beweglichen Pendelstützen hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, da diese bei einer axialen Verschiebung der Gehäuse ebenfalls radiale Verschiebungen herbeiführen, wodurch nachteilige mechanische Spannungen in den Wellen hervorgerufen werden können.
  • Des Weiteren ist aus der EP 0 374 645 A1 eine Turbogruppe bekannt. Sie zeigt einen Mehrgehäusedampfturbosatz mit einer Hochdruckteilturbine, einer Mitteldruckteilturbine und einer Niederdruckteilturbine, wobei die Läufer aller Turbinen auf einem gemeinsamen Wellenstrang sitzen. Ein zwischen der Mitteldruckteilturbine und der Hochdruckteilturbine angeordnetes Axiallager fixiert den Wellenstrang axial in beide Richtungen. Zur Aufrechterhaltung der benötigten axialen Spiele und um die thermisch bedingten Längenänderungen der Wellen der einzelnen Teilturbinen auszugleichen, sind für jedes Teilturbinengehäuse beidseitig der Innengehäuse angeordnete Hebelpaare als Gehäusestützen vorgesehen, die mit einem zweiarmigen Schiebehebel und einem an diesem über eine Achse angelenkten Dehnungshebel verschiebbar sind.
  • Diese Anordnung zur Längenänderungskompensation des Wellenstrangs ist vergleichsweise aufwändig.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längenänderungen der Wellen einer stationären Turbogruppe, die sowohl eine besonders einfache als auch zuverlässige axiale Verschiebbarkeit, insbesondere eine Kompensation der thermisch bedingten Längenänderung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung schlägt für eine gattungsgemäße Turbogruppe vor, dass jede weitere Rotationsmaschine jeweils auf einem entlang der Drehachse, gegenüber der feststehenden Rotationsmaschine verschieblichen Wagen befestigt ist.
  • Eine erste Rotationsmaschine der Turbogruppe ist somit mittels eines Festlagers direkt bzw. unmittelbar auf einem Fundament aufgestellt und somit starr mit dem Fundament verbunden. Die zweite und jede weitere Rotationsmaschine der Turbogruppe ist auf einem verfahrbaren Wagen befestigt, der, vorzugsweise ausgestattet mit Tragrädern, dagegen parallel zur gemeinsamen Drehachse der Rotoren verschiebbar ist, indem die Tragräder auf am Fundament angeordneten Schienen abrollbar sind. Dabei ist die erste Rotationsmaschine, welche über das Festlager auf einem Fundament aufgestellt ist, an einem Ende der Turbogruppe vorgesehen. Alle anderen Rotationsmaschinen sind aufeinander folgend angeordnet. Aufgrund der thermischen Längenänderungen der Rotoren, die beim Betrieb der Turbogruppe auftreten, werden die zweite und jede weitere dem Wellenstrang zugehörige Rotationsmaschine gegenüber der feststehenden Rotationsmaschine dementsprechend entlang der Drehachse der Rotoren verschoben. Mit der Erfindung wird eine sehr einfache Vorrichtung zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längenänderungen angegeben, die insbesondere sich dadurch kennzeichnet, dass auf zwischen zwei unmittelbar benachbarten Rotationsmaschinen vorgesehene Kupplungen verzichtet und deren Kosten eingespart werden können. Ferner wird durch den Wegfall der Kupplungen die rotierende Masse des Wellenstranges signifikant vermindert, sodass das Starten der Rotationsmaschinen besonders effizient ausgeführt werden kann. Außerdem wird durch die Verringerung der im Wellenstrang eingesetzten Vorrichtungen die Ausfallwahrscheinlichkeit der Gesamtanlage reduziert. Zudem ist das Trennen der einzelnen Rotationsmaschinen voneinander sehr einfach, da lediglich die Wellenverbindung gelöst werden muss, um die Rotationsmaschinen voneinander zu trennen. Kupplungen müssen hierfür nicht mehr demontiert werden. Anstelle von Tragrädern sind auch andere geeignete Mittel zum Verschieben einsetzbar, beispielsweise Kufen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Rotoren der Rotationsmaschinen jeweils über eine Flanschverbindung aneinander gekoppelt. Dies ist eine besonders zuverlässige, wie auch einfache Verbindung für Rotoren, welche darüber hinaus zeitgünstig herstellbar und lösbar ist. Im unwahrscheinlichen Falle des Austausches oder des Services einer der Rotationsmaschinen kann diese außerdem besonders schnell vom Wellenstrang der Turbogruppe abgekoppelt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Rotationsmaschine als eine Gasturbine und eine weitere Rotationsmaschine als elektrischer Generator ausgebildet. Dabei ist die über ein Festlager auf dem Fundament aufgestellte Rotationsmaschine die Gasturbine. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Gasturbine verdichterseitig eine besonders große Menge an Umgebungsluft über ein Ansaughaus ansaugen muss und turbinenseitig das beim Betrieb entstehende heiße Abgas über eine Abgasstrecke, beispielsweise einen Wärmetauscher und einen nachfolgenden Schornstein abgeben muss. Da die Anbindung der Gasturbine an das Ansaughaus und an die im Betrieb heiße Abgastrecke aufwändig ist, wird insbesondere die Gasturbine über ein Festlager unmittelbar an dem Fundament befestigt. Relativbewegungen zwischen dem Gehäuse der Gasturbine bzw. den darin angeordneten Strömungskanälen für die Gase und den vorgelagerten und nachgelagerten Komponenten der Kraftwerksanlage treten damit nicht auf, so dass die Strömungskanäle an die Komponenten der Kraftwerksanlage zuverlässig und dicht angebunden werden können. Dagegen kann die vom elektrischen Generator erzeugte elektrische Leistung vergleichsweise einfach über flexible elektrische Leiter in das Stromnetz eingespeist werden, wodurch sich dieser besonders eignet, um auf einem verschiebbaren Wagen als Rotationsmaschine der Turbogruppe angeordnet zu sein.
  • Diese verschiebbare Befestigung der Maschinen kann von besonderer Bedeutung sein, wenn die Gasturbine einen konisch geformten Heißgaskanal aufweist und deren Gasturbinenwelle entgegen der Strömungsrichtung des Heißgases verschiebbar gelagert ist, um die in der Turbineneinheit auftretenden Spalte zwischen äußerer Heißgaskanalwand und Turbinenlaufschaufelspitzen durch eine Rotorverschiebung zu minimieren.
  • Insbesondere, wenn die Turbogruppe einen Kompressor für vorzugsweise Flüssig-Natur-Gas (LN-Gas) aufweist, kann eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung angegeben werden, da bei der Aneinanderreihung mehrerer Rotationsmaschinen besonders große Längenänderungen bzw. axiale Verschiebewege auftreten. Obwohl der Kompressor für LN-Gas ebenfalls bewegliche Zuführ- und Abführleitungen für das LN-Gas benötigt, ist diese Anbindung vergleichsweise einfach, da keine besonders hohen Temperaturen im LN-Gas auftreten - im Gegensatz zum Abgas der Gasturbine.
  • Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Zeichnung erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt schematisch eine Turbogruppe mit drei Rotationsmaschinen, deren Rotoren axial fluchtend aneinander gekoppelt sind.
  • Die einzige Figur zeigt mehrere Rotationsmaschinen, deren Rotoren zu einem gemeinsamen Wellenstrang aneinander gekoppelt sind. Die erste, in der Figur links dargestellte Rotationsmaschine 10 ist als axial durchströmte, stationäre Gasturbine 11 ausgebildet, welche als wesentliche strukturelle Bestandteile einen Verdichter 12, eine Brennkammer 14 sowie eine Turbineneinheit 16 aufweist. Ein zentraler Rotor 18 erstreckt sich zudem durch den Verdichter 12 und die Turbineneinheit 16.
  • Das Gehäuse 20 der Gasturbine 11 wird von beispielsweise drei starren und unbeweglichen Tragstützen 22 auf einem Fundament 24 abgestützt. Die Tragstützen 22 bilden dabei ein Festlager für die Gasturbine 11.
  • Die Tragstützen 22 sind seitlich am Gehäuse 20 der Gasturbine 11 in einer Höhe über dem Fundament 24 befestigt, in der auch die Drehachse 21 des Rotors 18 liegt. Diese Aufhängung des Gehäuses 20 ermöglicht über den gesamten Umfang der Rotationsmaschine 10 radiale Dehnungen des Gehäuses 20 und auch des darin gelagerten Rotors 18, ohne das deswegen zusätzliche mechanische Spannungen im Gehäuse 20, im Rotor 18 oder in den Tragstützen 22 auftreten. Eine Verbiegung des Gehäuses 20 bzw. des Rotors 18 wird demnach vermieden.
  • Der Rotor 18 der Gasturbine 11 ist an den beiden axialen Enden der Gasturbine 11 mittels geeigneter Radial-Axiallager 23, 25 im Gehäuse 20 gelagert. Dabei ist das verdichterseitig angeordnete und somit im kühleren Ende der Gasturbine 11 liegende Lager 23 geeignet, den Rotor 18 entgegen der Richtung des die Turbineneinheit 16 durchströmenden Heißgases zu verschieben, um die Radialspalte zwischen der in Axialrichtung sich konisch erweiternden Heißgaskanalwand und der am Rotor 18 befestigten Turbinenlaufschaufeln zu verringern. Das turbinenseitige Lager 25 des Rotors 18 im heißeren Ende der Gasturbine 11 ist lediglich als Radiallager ausgebildet und gewährleistet eine in Axialrichtung auftretende Verschiebung des Rotors 18, welche thermisch bedingt oder auch vom Lager 23 maschinell herbeigeführt sein kann.
  • Benachbart zur Gasturbine 11 ist als weitere Rotationsmaschine 27 ein Kompressor 26 für verflüssigtes Naturgas (LN-Gas) vorgesehen. Dessen ebenfalls von zwei im Gehäuse 32 angeordneten, sich an diesem abstützenden Lagern 29 beidseitig gelagerter Rotor 28 ist über eine verschraubte Flanschverbindung 30 an den Rotor 18 der Gasturbine 11 gekoppelt. Die Rotoren 18, 28 weisen eine gemeinsame Drehachse 21 auf und fluchten axial. Das Gehäuse 32 des Kompressors 26 ist über zwei starre und unbewegliche Tragstützen 34 auf einem zweiachsigen Wagen 36 angeordnet und befestigt. An den Enden beider Achsen des Wagens 36 sind jeweils Tragräder 38 vorgesehen, die auf einem Schienensystem abrollbar sind. Das Schienensystem umfasst zwei Schienen 40, die parallel zur Drehachse 21 des Wellenstrangs 54 verlaufen.
  • Das Gehäuse 43 der dritten, als Generator 44 ausgebildeten Rotationsmaschine 41 ist in gleicher Art und Weise wie das Gehäuse des Kompressors 26 über zwei Tragstützen 46 auf einem weiteren Wagen 48 mit diesem fest und starr verbunden. Ebenso wie der Rotor 28 des Kompressors ist der Rotor 50 in zwei Lagern 47 gelagert, die sich am Gehäuse abstützten. Der Rotor 50 des Generators 44 ist ebenfalls über eine Flanschverbindung 52 an dem zweiten Ende Rotor 28 des Kompressors 26 axial fluchtend verschraubt. Somit bilden die Rotoren 18, 28 und 50 den Wellenstrang 54 der Turbogruppe 56.
  • Die den Kompressor 26 und den Generator 44 tragenden Tragstützen 34, 46 sind ebenfalls seitlich an deren Gehäuse 32, 43 in der Höhe befestigt, in der die Drehachse 21 des Wellenstrangs 54 liegt. Diese Aufhängung ermöglicht eine spannungsfreie radiale Beweglichkeit der Gehäuse 32, 43 und auch der darin gelagerten Rotoren 28, 50.
  • Treten thermisch bedingte axiale Dehnungen oder auch maschinell herbeigeführte axiale Verschiebungen mindestens eines Rotors 18, 28 und/oder 50 auf, so dient die fest mit dem Fundament 24 verbundenen Rotationsmaschine 10 als Gegenlager für die verschieblichen Rotationsmaschinen 27, 41. Je nach Richtung der Dehnungen bzw. Verschiebungen werden die über die Flanschverbindungen 30, 52 angekoppelten weiteren Rotationsmaschinen 27, 41 einschließlich ihres Gehäuses 32, 43 auf den Schienen 40 dementsprechend selbsttätig spannungsfrei nachgeführt. Die in den weiteren Rotationsmaschinen 27, 41 gelagerten Rotoren 28, 50 müssen dementsprechend die thermischen Dehnungen benachbarter Maschinen nicht ausgleichen. Dies entlastet die Gehäuse 20, 32, 43, die Rotoren 18, 28, 50 sowie die Tragstützen 22, 34, 46.
  • An den Stellen der Flanschverbindungen 30, 52 waren bisher Kupplungen erforderlich, was die Anregung, d.h. das in Drehung versetzen des Wellenstranges 54 aufgrund der durch die Kupplungen erhöhten dynamischen Masse erschwert hat. Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung kann nun eine Maschinenanlage, beispielsweise auch eine einwellige Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerksanlage, mit verlängerter Lebensdauer angegeben werden, bei denen die Wärmedehnungen der einzelnen Komponenten wie Gasturbine, Dampfturbine, Kompressor und/oder Generator besonders einfach und kostengünstig ausgeglichen werden können.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Ausgleichen von thermisch bedingten Längenänderungen der Rotoren (18, 28, 50) einer stationären Turbogruppe (56),
    mit mindestens zwei Rotationsmaschinen (10, 27, 41), deren Rotoren (18, 28, 50) axial fluchtend aneinander gekoppelt sind,
    wobei eine der Rotationsmaschinen (10) über ein Festlager auf einem Fundament (24) aufgestellt ist und die mindestens eine andere Rotationsmaschine (27, 41) jeweils auf einem (10) entlang der Drehachse (21) gegenüber der feststehenden Rotationsmaschine (10) verschieblichen Wagen (36, 48) befestigt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    bei der jeder verschiebbare Wagen Tragräder (38) aufweist, die auf im Fundament (24) angeordneten Schienen (40), welche sich parallel zur Drehachse (21) der Rotoren erstrecken, abrollbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    bei der die Rotoren (18, 28, 50) der Rotationsmaschinen (10, 27, 41) jeweils über eine Flanschverbindung (30, 52) aneinander gekoppelt sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    bei der eine Rotationsmaschine (10) als eine Gasturbine (10) und eine Rotationsmaschine (41) als elektrischer Generator (44) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    bei der die über ein Festlager auf dem Fundament (24) aufgestellte Rotationsmaschine (10) die Gasturbine (11) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    bei der die Turbogruppe (56) eine als Kompressor (26) für vorzugsweise Flüssig-Natur-Gas ausgebildete Rotationsmaschine (27) aufweist.
EP05020131A 2005-09-15 2005-09-15 Vorrichtung zur Lagerung der Rotationsmaschinen einer stationären Turbogruppe Withdrawn EP1764485A1 (de)

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