EP2101042A1 - Dampfturbine mit Schrumpfringen - Google Patents

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EP2101042A1
EP2101042A1 EP08004394A EP08004394A EP2101042A1 EP 2101042 A1 EP2101042 A1 EP 2101042A1 EP 08004394 A EP08004394 A EP 08004394A EP 08004394 A EP08004394 A EP 08004394A EP 2101042 A1 EP2101042 A1 EP 2101042A1
Authority
EP
European Patent Office
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inner housing
housing
steam turbine
shrink
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Withdrawn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
EP08004394A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Ulma
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
Priority to EP08004394A priority Critical patent/EP2101042A1/de
Publication of EP2101042A1 publication Critical patent/EP2101042A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F01D25/24—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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • 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
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/37—Retaining components in desired mutual position by a press fit connection

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine, comprising a rotatably mounted rotor, an inner housing arranged around the rotor and an outer housing arranged around the inner housing, wherein the inner housing has an inner housing upper part and an inner housing lower part, wherein shrink rings for compressing the inner housing lower part and the inner housing upper part are arranged.
  • shrink rings in steam turbine construction.
  • the shrink rings are in this case arranged around the inner casing of the steam turbine in order to hold this together at the high pressures occurring and to mechanically stabilize the inner casing.
  • Shrink joints have over the screw advantages of a more favorable voltage curve and, an improvement in the symmetry, which experiences a comparatively strong disturbance compared to screw.
  • the inner housing is arranged in a designed as a pot outer housing and closed with a lid, so to speak.
  • the inner casing of a steam turbine must be very thick-walled at very large pressure differences between the incoming steam and the surrounding steam be, which leads to an enlargement of the Operafugenflansche and the partial joint screws.
  • large flanges and large part-joint screws lead to a disturbance of symmetry.
  • a larger housing deformation and thus a greater radial play demand is to be expected.
  • the object of the invention is to provide a steam turbine which is suitable for very high live steam pressures.
  • a steam turbine comprising a rotatably mounted rotor, an inner housing arranged around the rotor and an outer housing arranged around the inner housing, the inner housing having an inner housing upper part and an inner housing lower part, wherein shrink rings are arranged for compressing the inner housing lower part and the inner housing upper part, wherein a seal is disposed on at least one shrink ring, the seal sealing a gap between the shrink ring and the outer housing.
  • the segment is arranged in a groove mounted on the inner housing. This only requires a simple and quick to be carried out processing of the inner housing. As a result, a quick implementation of securing the shrink ring against axial displacement is possible.
  • At least a second shrink ring is provided, which comprises a seal to the outer housing. Between the first shrink ring and the second shrink ring, a first pressure space is formed.
  • a third shrink ring is arranged such that a second pressure space is formed between the third shrink ring and the second shrink ring.
  • a plurality of pressure chambers may be formed to equalize the pressure differential from a first location between the inner housing and the outer housing and a downstream lower second location as seen in the axial direction at a lower pressure.
  • a blading area is arranged, wherein this blading area comprises a plurality of guide vanes and rotor blades.
  • bores are arranged in the inner housing, which fluidly connects the blading region with the first or second pressure chamber. This makes it possible to pressurize the pressure chamber with steam to form a certain pressure. By adjusting the pressure in the pressure chamber, suitable pressure conditions can be created, which makes the selection and configuration of the steam turbine components, such as. B. the outer housing and the inner housing, can be specifically selected.
  • the number of pressure chambers may be greater or less than two.
  • the bores can also be mounted in the outer housing in an alternative embodiment.
  • the bore is mounted in such a way in the outer housing, that a connection from the first or second pressure chamber to an external steam supply is formed.
  • an axial securing shrink ring is arranged around the inner housing, wherein the Axialommesschrumpfring rests on the outer housing to prevent axial displacement of the inner housing relative to the outer housing. Since high axial forces, which can lead to a displacement of the inner housing, in particular in high-pressure turbine sections in single-flow construction, suitable precautions must be taken to prevent this.
  • a suitable advantageous embodiment of the invention provides a solution, as a displacement of the inner housing can be effectively prevented.
  • a Axialommesschrumpfring is disposed against the outer housing such that a movement of the inner housing in an axial direction leads to a force which is transmitted via the shrink ring on the outer housing. The Axialommesschrumpfring experiences a counter force from the outer housing, which effectively prevents displacement of the inner housing.
  • the outer housing has a projection, wherein the Axialtechnischsschrumpfring rests against the projection.
  • the production of a projection is a comparatively easy way to accomplish a connection between the Axialtechnischsschrumpfring and the outer housing.
  • a seal is arranged between the projection and the axial securing shrink ring. This will prevents high-pressure, high-temperature steam from reaching an area designed for lower temperatures. The high temperatures could cause damage at these points.
  • the outer housing is designed as a pot housing.
  • the gradation of the pressures within the pot housing by means of, for example, piston rings which are arranged on the shrink rings, very well possible.
  • the piston rings are not disturbed by any parting joints both in the shrink ring and on the sliding surface in the pot housing.
  • the inner housing with the shrink rings and the rotor is in this case arranged in an assembly step in the form of a pot housing outer housing.
  • the substantially axially symmetrical pot housing can naturally withstand a high internal pressure.
  • a lid is arranged so to speak on the pot and firmly connected with screws or similar connection means with the outer housing.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a high pressure turbine part 20 as an embodiment of a steam turbine.
  • the high-pressure turbine part 20 is formed substantially rotationally symmetrical to a rotation axis 21.
  • Essential components of the high-pressure turbine part 20 are the rotor 22, the inner housing 23 and an outer housing 3.
  • the inner housing 23 may be made of two different materials, which are welded together at a weld 24.
  • the inner housing 23 thus has a first inner housing part 1 and a second inner housing part 2.
  • the materials of the inner housing part 1 and the second inner housing part 2 are different.
  • the steam Since, during operation, the steam first flows in the inflow region 25 between the first inner housing part 1 and the rotor 22, it is subjected to a higher thermal load than the second inner housing part 2, since the steam in the axial direction in the flow direction 26 becomes more relaxed and cooler.
  • the material for the first inner housing part 1 should therefore have heat-resistant properties.
  • the material of the second inner housing part 2 may be made of a lower heat-resistant material than with respect to the material of the first inner housing part 1.
  • the rotor 22 may also be formed of two different materials. To save material, only the thermally stressed area with a high temperature resistant material, such as nickel-based manufactured.
  • the rotor is formed from an inflow rotor part 27 and two outer rotor parts 28, 29.
  • the inflow rotor part 27 is welded to the outer rotor part 29 at a first rotor welding point 30.
  • the inflow rotor part 27 is welded to the outer rotor part 28 at a second rotor welding point 31.
  • the inflow rotor part 27 is made of a more heat-resistant material than the two outer rotor parts 28, 29.
  • the inner housing 23 is in this case divided into two and comprises an inner housing lower part, which is not shown in the figure, and an inner housing upper part 34.
  • shrink rings 4 are arranged around the inner housing 23.
  • FIG. 1 are a total of seven shrink rings 4, 5, 6 shown.
  • z. B five shrink rings 4 are arranged in the region of the blading channel 32 and carry about half of the live steam pressure.
  • the forces from the internal pressure of the live steam, which prevails in the blading channel 32, are absorbed by the shrink rings 4.
  • 25 partial joint screws 7 can be attached in the region of the inflow. Between the shrink rings 4 and the outer housing 3 seals 9 are provided.
  • the pressure in the first pressure chamber 35 and in the second pressure chamber 36 can be selectively adjusted by making bores in the inner housing 23 in fluid communication with the blading channel 32.
  • the holes are in the FIG. 1 not shown in detail.
  • the holes can be arranged distributed over the circumference. Another possibility is to provide the outer housing 3 with holes in order to establish a fluidic connection between the first pressure chamber 35 or the second pressure chamber 36 with an external steam supply.
  • a displacement of the shrink rings 4 in the flow direction 26 is prevented by segments 8.
  • the segments 8 are in Flow direction 26 seen after a shrink ring 4 arranged in a groove 37. An axial displacement due to the pressure difference before and after the shrink ring 4 is thus effectively avoided.
  • the Axialommesschrumpfring 5 is seen in the flow direction 26 arranged in front of the inflow 25 and takes over the function of the axial fixation of the inner housing 23 and is sealed by a seal 10 to the outer housing 3 out.
  • the seal 10 may be, for example, a U-ring seal.
  • a threaded ring 13 transmits from the inner housing 23 resulting axial thrust forces. Instead of the threaded ring 13 screws can be used.
  • the outer housing 3 is designed as a pot housing, which means that the outer housing 3 does not comprise an axial parting line.
  • the outer housing 3 is closed by means of a lid 38.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine, wobei die Dampfturbine ein Innengehäuse (23) und ein Außengehäuse (3) umfasst und das Innengehäuse (23) mit Schrumpfringen (4) ausgebildet ist, wobei zwischen den Schrumpfringen (4) und dem Außengehäuse (3) eine Dichtung (9) angeordnet ist, die eine Dichtung (9) zwischen dem Innengehäuse (23) über den Schrumpfring (4) zum Außengehäuse (3) bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine, umfassend einen drehbar gelagerten Rotor, ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse und ein um das Innengehäuse angeordnetes Außengehäuse, wobei das Innengehäuse ein Innengehäuseoberteil und ein Innengehäuseunterteil aufweist, wobei Schrumpfringe zum Zusammendrücken des Innengehäuseunterteils und dem Innengehäuseoberteil angeordnet sind.
  • Die Verwendung von Schrumpfringen im Dampfturbinenbau ist bekannt. Die Schrumpfringe werden hierbei um das Innengehäuse der Dampfturbine angeordnet, um dieses bei den hohen auftretenden Drücken zusammenzuhalten und um das Innengehäuse mechanisch zu stabilisieren.
  • Die Verwendung von derartigen Schrumpfringen anstelle von Verschraubungen für das Zusammenhalten des Innengehäuses einer Dampfturbine ist seit langem als Stand der Technik bekannt. Schrumpfverbindungen weisen gegenüber den Schraubverbindungen Vorteile eines günstigeren Spannungsverlaufs sowie, einer Verbesserung der Symmetrie auf, die im Vergleich zu Schraubverbindungen eine vergleichsweise starke Störung erfährt.
  • Für sehr hohe Frischdampfdrücke von 250bar bis über 400bar sind besondere Konstruktionen des Innengehäuses und des Außengehäuses nötig aufgrund der aus dem Druck resultierenden großen Kräfte. Eine Möglichkeit solch hohe Kräfte zu beherrschen ist durch die Verwendung von sogenannten Topfbauarten gegeben. Hierbei wird das Innengehäuse in einem als Topf ausgebildeten Außengehäuse angeordnet und mit einem Deckel sozusagen verschlossen. Das Innengehäuse einer Dampfturbine muss bei sehr großen Druckdifferenzen zwischen dem einströmenden Dampf und dem umgebenden Dampf sehr dickwandig ausgeführt sein, was zu einer Vergrößerung der Teilfugenflansche und der Teilfugenschrauben führt. Allerdings führen große Flansche und große Teilfugenschrauben zu einer Störung der Symmetrie. Des Weiteren ist eine größere Gehäuseverformung und damit ein größerer Radialspielbedarf zu erwarten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine Dampfturbine anzugeben, die für sehr hohe Frischdampfdrücke geeignet ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dampfturbine, umfassend einen drehbar gelagerten Rotor, ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse und ein um das Innengehäuse angeordnetes Außengehäuse, wobei das Innengehäuse ein Innengehäuseoberteil und ein Innengehäuseunterteil aufweist, wobei Schrumpfringe zum Zusammendrücken des Innengehäuseunterteils und dem Innengehäuseoberteil angeordnet sind, wobei eine Dichtung auf zumindest einem Schrumpfring angeordnet ist, wobei die Dichtung einen Spalt zwischen dem Schrumpfring und dem Außengehäuse abdichtet.
  • Somit wird vorgeschlagen, das Innengehäuse mittels Schrumpfringen zusammenzuhalten. Dadurch können große Kräfte auf das Innengehäuse ausgeübt werden. Die Dichtungen zwischen den Schrumpfringen und dem Außengehäuse verhindern ein Strömen eines heißen Dampfes von einem Einströmbereich in Richtung eines Ausströmbereichs zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse. Ein Anwachsen der Temperatur des Dampfes zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse wird dadurch wirksam vermieden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • So ist es vorteilhaft, ein Segment vor dem Schrumpfring vorzusehen, wobei das Segment derart ausgebildet ist, dass ein Verschieben in axialer Richtung wirksam vermieden ist. Hochdruck-Teilturbinen als Ausführungsform einer Dampfturbine werden in der Regel einflutig ausgeführt, was zu einer im Betrieb auftretenden Axialkraft führt. Diese Axialkraft wird mittels Schubausgleichskolben ausgeglichen. Damit der Druckunterschied des Dampfes im Raum zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse in axialer Richtung nicht zu einer Verschiebung des Schrumpfrings führt, sind Segmente vorgesehen, die eine Bewegung des Schrumpfrings von einer Stelle hohen Drucks zu einer Stelle niedrigen Drucks wirksam verhindert.
  • Vorteilhafterweise wird das Segment hierbei in einer auf dem Innengehäuse angebrachten Nut angeordnet. Dies erfordert lediglich eine einfache und schnell durchzuführende Bearbeitung des Innengehäuses. Dadurch ist eine schnelle Umsetzung der Sicherung des Schrumpfrings gegen eine axiale Verschiebung möglich.
  • Vorteilhafterweise wird zumindest ein zweiter Schrumpfring vorgesehen, der eine Dichtung zum Außengehäuse umfasst. Zwischen dem ersten Schrumpfring und dem zweiten Schrumpfring wird ein erster Druckraum ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird ein dritter Schrumpfring derart angeordnet, dass ein zweiter Druckraum zwischen dem dritten Schrumpfring und dem zweiten Schrumpfring ausgebildet ist. Somit können mehrere Druckräume ausgebildet werden, um den Druckunterschied von einer ersten Stelle zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse und einer in axialer Richtung gesehenen stromabwärts liegenden zweiten Stelle mit einem niedrigeren Druck auszugleichen.
  • Zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse ist ein Beschaufelungsbereich angeordnet, wobei dieser Beschaufelungsbereich mehrere Leit- und Laufschaufeln umfasst. Vorteilhafterweise sind Bohrungen im Innengehäuse angeordnet, die den Beschaufelungsbereich mit dem ersten oder zweiten Druckraum strömungstechnisch verbindet. Dadurch ist es möglich, den Druckraum mit Dampf zu beaufschlagen, um einen bestimmten Druck auszubilden. Durch die Einstellung des Drucks im Druckraum können geeignete Druckbedingungen erstellt werden, wodurch die Auswahl und Konfiguration der Dampfturbinenkomponenten, wie z. B. dem Außengehäuse und dem Innengehäuse, spezifisch ausgewählt werden können. Die Anzahl der Druckräume kann größer oder kleiner als zwei sein.
  • Die Bohrungen können in einer alternativen Ausführungsform ebenso in das Außengehäuse angebracht werden. Dabei wird die Bohrung derart in das Außengehäuse angebracht, dass eine Verbindung von dem ersten oder zweiten Druckraum zu einer externen Dampfzuführung entsteht.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Axialsicherungsschrumpfring um das Innengehäuse angeordnet, wobei der Axialsicherungsschrumpfring am Außengehäuse anliegt, um ein axiales Verschieben des Innengehäuses gegenüber dem Außengehäuse zu verhindern. Da insbesondere in Hochdruck-Teilturbinen in einflutiger Bausweise hohe Axialkräfte entstehen, die zu einem Verschieben des Innengehäuses führen können, müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, um dies zu verhindern. Eine geeignete vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung bietet eine Lösung, wie ein Verschieben des Innengehäuses wirksam verhindert werden kann. Dabei wird ein Axialsicherungsschrumpfring derart gegen das Außengehäuse angeordnet, dass eine Bewegung des Innengehäuses in einer axialen Richtung zu einer Kraft führt, die über den Schrumpfring auf das Außengehäuse übertragen wird. Der Axialsicherungsschrumpfring erfährt eine Gegenkraft von dem Außengehäuse, was ein Verschieben des Innengehäuses wirksam verhindert.
  • Vorteilhafterweise weist das Außengehäuse einen Vorsprung auf, wobei der Axialsicherungsschrumpfring an dem Vorsprung anliegt. Die Fertigung eines Vorsprungs ist eine vergleichsweise einfache Möglichkeit, eine Verbindung zwischen dem Axialsicherungsschrumpfring und dem Außengehäuse zu bewerkstelligen.
  • Vorteilhafterweise ist zwischen dem Vorsprung und dem Axialsicherungsschrumpfring eine Dichtung angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass Dampf mit hohen Drücken und hohen Temperaturen in einen Bereich gelangen könnte, der für niedrigere Temperaturen ausgelegt ist. Die hohen Temperaturen könnten an diesen Stellen Schäden hervorrufen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Außengehäuse als Topfgehäuse ausgebildet. In dieser Kombination ist die Abstufung der Drücke innerhalb des Topfgehäuses mittels beispielsweise Kolbenringen, die auf den Schrumpfringen angeordnet sind, sehr gut möglich. Die Kolbenringe sind sowohl im Schrumpfring als auch an der Gleitfläche im Topfgehäuse nicht durch irgendwelche Teilfugen gestört. Das Innengehäuse mit den Schrumpfringen und dem Rotor wird hierbei in einem Montageschritt in das als Topfgehäuse ausgebildete Außengehäuse angeordnet. Das im Wesentlichen axialsymmetrische Topfgehäuse kann naturgemäß einem hohen Innendruck standhalten. Somit kann solch eine ausgebildete Dampfturbine mit einem Dampf beaufschlagt werden, der sehr hohe Temperaturen und sehr hohe Drücke aufweist. In einem weiteren Montageschritt wird ein Deckel sozusagen auf den Topf angeordnet und mit Schrauben oder ähnlichen Verbindungsmitteln mit dem Außengehäuse fest verbunden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Querschnittsansicht durch den oberen Teil einer Hochdruck-Teilturbine.
  • Die Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Hochdruck-Teilturbine 20 als Ausführungsform einer Dampfturbine. Die Hochdruck-Teilturbine 20 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse 21 ausgebildet. Wesentliche Komponenten der Hochdruck-Teilturbine 20 sind der Rotor 22, das Innengehäuse 23 und ein Außengehäuse 3. Das Innengehäuse 23 kann aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein, die an einer Schweißstelle 24 miteinander verschweißt sind. Das Innengehäuse 23 weist somit ein erstes Innengehäuseteil 1 und ein zweites Innengehäuseteil 2 auf. Die Werkstoffe des Innengehäuseteils 1 und des zweiten Innengehäuseteils 2 sind unterschiedlich. Da im Betrieb der Dampf zunächst im Einströmbereich 25 zwischen dem ersten Innengehäuseteil 1 und dem Rotor 22 strömt, wird dieser thermisch stärker belastet als der zweite Innengehäuseteil 2, da der Dampf in axialer Richtung in Strömungsrichtung 26 entspannt und kühler wird.
  • Der Werkstoff für das erste Innengehäuseteil 1 sollte daher warmfeste Eigenschaften aufweisen. Der Werkstoff des zweiten Innengehäuseteils 2 kann aus einem geringer warmfesten Material gefertigt sein als gegenüber dem Material des ersten Innengehäuseteils 1.
  • Der Rotor 22 kann ebenso aus zwei unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Um Material einzusparen, wird lediglich der thermisch belastete Bereich mit einem hochwarmfesten Material, beispielsweise aus Nickel-Basis, gefertigt. Dazu ist der Rotor aus einem Einströmrotorteil 27 und zwei äußeren Rotorteilen 28, 29 ausgebildet. Das Einströmrotorteil 27 wird an einer ersten Rotorschweißstelle 30 mit dem äußeren Rotorteil 29 verschweißt. Des Weiteren wird an einer zweiten Rotorschweißstelle 31 das Einströmrotorteil 27 mit dem äußeren Rotorteil 28 verschweißt. Das Einströmrotorteil 27 wird aus einem warmfesteren Material ausgebildet als die beiden äußeren Rotorteile 28, 29.
  • Im Betrieb strömt Dampf über den Einströmbereich 25 durch den Beschaufelungskanal 32. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der Figur 1 die Leitschaufeln, die am Rotor 22 angeordnet sind und die Leitschaufeln, die am Innengehäuse 23 angeordnet sind, nicht näher dargestellt. Im Ausströmbereich 33 der Hochdruck-Teilturbine 20 strömt der Dampf aus der Hochdruck-Teilturbine 20 in der Regel zur Überhitzung zum Kessel und dann zu einer Mitteldruck-Teilturbine.
  • Das Innengehäuse 23 ist hierbei zweigeteilt und umfasst ein Innengehäuseunterteil, was in der Figur nicht dargestellt ist, und ein Innengehäuseoberteil 34. Um die hohen Drücke, die im Beschaufelungskanal 32 herrschen, zu beherrschen, sind Schrumpfringe 4 um das Innengehäuse 23 angeordnet. In der Figur 1 sind insgesamt sieben Schrumpfringe 4, 5, 6 dargestellt. Dabei sind z. B. fünf Schrumpfringe 4 im Bereich des Beschaufelungskanals 32 angeordnet und tragen etwa die Hälfte des Frischdampfdrucks. Die Kräfte aus dem Innendruck des Frischdampfs, der im Beschaufelungskanal 32 herrscht, werden über die Schrumpfringe 4 aufgefangen. Zusätzlich können im Bereich der Einströmung 25 Teilfugenschrauben 7 angebracht werden. Zwischen den Schrumpfringen 4 und dem Außengehäuse 3 sind Dichtungen 9 vorgesehen. Im Raum 11, der zwischen dem Innengehäuse 23 und dem Außengehäuse 3 liegt, herrschen die höchsten Temperaturen und die höchsten Drücke. Daher ist es erforderlich, den Raum 11 vom ersten Druckraum 35 strömungstechnisch über die Dichtung 9 zu trennen. Somit kann der Druck im Raum 11 in Strömungsrichtung 26 über die Dichtungen 9 abgebaut werden, so dass im zweiten Druckraum 36 ein wesentlich geringerer Druck als im Raum 11 herrscht.
  • Der Druck im ersten Druckraum 35 und im zweiten Druckraum 36 kann gezielt eingestellt werden, indem Bohrungen im Innengehäuse 23 eine strömungstechnische Verbindung mit dem Beschaufelungskanal 32 herstellen. Die Bohrungen sind in der Figur 1 nicht näher dargestellt. Die Bohrungen können über den Umfang verteilt angeordnet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht, das Außengehäuse 3 mit Bohrungen zu versehen, um eine strömungstechnische Verbindung herzustellen zwischen dem ersten Druckraum 35 oder dem zweiten Druckraum 36 mit einer externen Dampfzuführung.
  • Ein Verschieben der Schrumpfringe 4 in Strömungsrichtung 26 wird durch Segmente 8 verhindert. Die Segmente 8 werden in Strömungsrichtung 26 gesehen nach einem Schrumpfring 4 in einer Nut 37 angeordnet. Ein axiales Verschieben infolge der Druckdifferenz vor und nach dem Schrumpfring 4 wird somit wirksam vermieden.
  • Der Axialsicherungsschrumpfring 5 ist in Strömungsrichtung 26 gesehen vor dem Einströmbereich 25 angeordnet und übernimmt die Funktion der axialen Fixierung des Innengehäuses 23 und wird durch eine Dichtung 10 zum Außengehäuse 3 hin abgedichtet. Die Dichtung 10 kann beispielsweise eine U-Ringdichtung sein. Ein Gewindering 13 überträgt aus dem Innengehäuse 23 resultierende axiale Schubkräfte. Statt des Gewinderings 13 können Schrauben verwendet werden.
  • Das Außengehäuse 3 ist als Topfgehäuse ausgebildet, was bedeutet, dass das Außengehäuse 3 keine axiale Teilfuge umfasst. Das Außengehäuse 3 wird mittels eines Deckels 38 verschlossen.

Claims (10)

  1. Dampfturbine,
    umfassend einen drehbar gelagerten Rotor (22),
    ein um den Rotor (22) angeordnetes Innengehäuse (23) und ein um das Innengehäuse (23) angeordnetes Außengehäuse (3), wobei das Innengehäuse (23) ein Innengehäuseoberteil (34) und ein Innengehäuseunterteil aufweist,
    wobei Schrumpfringe (4) zum Zusammendrücken des Innengehäuseunterteils und dem Innengehäuseoberteils (34) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Dichtung (9) auf zumindest einem Schrumpfring (4) angeordnet ist,
    wobei die Dichtung (9) einen Spalt zwischen dem Schrumpfring (4) und dem Außengehäuse (3) abdichtet.
  2. Dampfturbine nach Anspruch 1,
    wobei Segmente (8) vor dem Schrumpfring (4) vorgesehen sind,
    wobei das Segment (8) derart ausgebildet ist,
    dass ein Verschieben in axialer Richtung wirksam vermieden ist.
  3. Dampfturbine nach Anspruch 2,
    wobei das Segment (8) in einer auf dem Innengehäuse (23) eingebrachten Nut (37) angeordnet ist.
  4. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei ein erster und ein zweiter Schrumpfring (4) derart in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind,
    dass ein erster Druckraum (35) zwischen dem ersten und zweiten Schrumpfring (4) ausgebildet ist.
  5. Dampfturbine nach Anspruch 4,
    wobei ein dritter Schrumpfring (4) derart angeordnet ist, dass ein zweiter Druckraum (36) zwischen dem dritten Schrumpfring (4) und dem zweiten Schrumpfring (4) ausgebildet ist.
  6. Dampfturbine nach Anspruch 4 oder 5,
    wobei zwischen dem Rotor (22) und dem Innengehäuse (23) ein Beschaufelungsbereich, umfassend mehrere Leit- und Laufschaufeln angeordnet ist,
    wobei zumindest eine Bohrung im Innengehäuse (23) angeordnet ist, die den Beschaufelungsbereich mit dem ersten oder zweiten Druckraum (35, 36) strömungstechnisch verbindet.
  7. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei ein Axialsicherungsschrumpfring (5) um das Innengehäuse (23) angeordnet ist,
    wobei der Axialsicherungsschrumpfring (5) am Außengehäuse (3) anliegt, um ein axiales Verschieben des Innengehäuses (23) gegenüber dem Außengehäuse (3) zu verhindern.
  8. Dampfturbine nach Anspruch 7,
    wobei das Außengehäuse (3) einen Vorsprung aufweist, wobei der Axialsicherungsschrumpfring (5) an dem Vorsprung anliegt.
  9. Dampfturbine nach Anspruch 8,
    wobei zwischen dem Vorsprung und dem Axialsicherungsschrumpfring (5) eine Dichtung (10) angeordnet ist.
  10. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Außengehäuse (3) als Topfgehäuse ausgebildet ist.
EP08004394A 2008-03-10 2008-03-10 Dampfturbine mit Schrumpfringen Withdrawn EP2101042A1 (de)

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