EP3453848A1 - Dampfturbine mit anzapfkammer - Google Patents

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EP3453848A1
EP3453848A1 EP17190075.6A EP17190075A EP3453848A1 EP 3453848 A1 EP3453848 A1 EP 3453848A1 EP 17190075 A EP17190075 A EP 17190075A EP 3453848 A1 EP3453848 A1 EP 3453848A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner housing
housing
sealing ring
turbomachine according
projection
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Withdrawn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
EP17190075.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martina Holder
Yevgen Kostenko
Oliver Myschi
Uwe Zander
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 EP17190075.6A priority Critical patent/EP3453848A1/de
Priority to CN201880058213.6A priority patent/CN111065796A/zh
Priority to PCT/EP2018/071869 priority patent/WO2019048184A1/de
Publication of EP3453848A1 publication Critical patent/EP3453848A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine, in particular a steam turbine, comprising a rotatably mounted rotor, an inner housing arranged around the rotor, an outer housing arranged around the inner housing, a flow channel formed between the rotor and the inner housing, an inflow area for the inflow of steam into the flow passage, an outflow region for discharging steam from the flow channel, a bleed chamber formed between the inner casing and the outer casing, a tap which establishes a fluidic connection between the flow channel and the bleed chamber.
  • Steam turbines as an embodiment of a turbomachine generally have several sub-turbines, which are divided into high-pressure, medium-pressure and low-pressure turbine sections. The division is based on thermodynamic considerations.
  • Essential components of a steam turbine are a rotor rotatably mounted about an axis of rotation, an inner housing arranged around the rotor and an outer housing arranged around the inner housing. Between the rotor and the inner housing, a flow channel is formed. This flow channel has guide vanes arranged on the inner housing and rotor blades arranged on the rotor. A steam flowing into this flow channel flows past the guide and moving blades. The thermal energy of the steam is converted into mechanical energy of the rotor. The mechanical rotational energy of the rotor is converted into electrical energy in a generator.
  • a tap is formed in the inner housing, which produces a fluidic connection between the flow channel and a tapping chamber, which is formed between the inner housing and the outer housing.
  • the pressure in this tapping chamber leads to mechanical loads on the steam turbine, in particular of the outer housing. If the outer housing is formed divided in an axial direction, forces, caused by the pressure in the tapping chamber, act on the outer housing. The materials and fasteners such. B. screws must therefore be selected appropriately.
  • the invention seeks to remedy this situation.
  • a turbomachine in particular a steam turbine, in particular a high-pressure steam turbine, which is designed for steam at a live steam temperature of over 500 ° C., comprising a rotatably mounted rotor, an inner casing arranged around the rotor, an outer casing arranged around the inner casing, a flow channel formed between the rotor and the inner housing, an inflow region for flowing steam into the flow channel, an outflow region for discharging steam from the flow channel, a bleed chamber formed between the inner casing and the outer casing, a tap forming a fluidic connection between the flow channel and the tapping chamber, wherein the outer housing has a first sealing ring projection and a second sealing ring projection, which are arranged sealingly around the inner housing and the tapping chamber between the first and the second Dic Htringvorsprung is formed.
  • the invention thus has the aim of minimizing the pressure force caused by the bleed steam in the bleed chamber on the outer housing.
  • a tapping chamber is formed according to the invention, which is limited in the axial direction by the outer housing.
  • the outer housing sealingly rests on a first sealing ring projection and a second sealing ring projection on the inner housing and between the first sealing ring projection and the second sealing ring projection a tapping chamber is formed.
  • This tapping chamber is fluidly connected via a tap to the flow channel and is flown with a bleed steam. Because this tapping chamber is limited in the axial direction by the outer housing itself, no additional axial forces caused by the tapping pressure act on the screwing of the outer housing, so that dimensioning of the assemblies involved for these additional forces is avoided.
  • the FIG. 1 shows a cross-sectional view of a turbine formed as a steam turbine 1.
  • the shows FIG. 1 a cross-sectional view of a high-pressure steam turbine, which is designed for steam at a live steam temperature of about 500 ° C.
  • the steam turbine 1 has a rotor 3 rotatably mounted about a rotation axis 2. On a surface 4 of the rotor 3 blades 5 are arranged. For reasons of clarity, only one blade is provided with the reference numeral 5.
  • an inner housing 6 is arranged. On an inner surface 7 of the inner housing 6 vanes 8 are arranged. For reasons of clarity, only one vane is provided with the reference numeral 8.
  • the inner housing 6 comprises an inner housing upper part 6a and an inner housing lower part 6b, which in the FIG. 1 not shown in detail.
  • the inner housing upper part 6a is non-positively connected to the inner housing lower part 6b via a parting joint (not shown), wherein the parting line in the assembled state can be arranged horizontally, vertically or in any other position rotated about the rotation axis 2.
  • the outer case 9 includes an outer case front part 9a divided in the axial direction and an outer case rear part 9b.
  • the outer housing front part 9a is by means of a screw fastening 10 is connected to the outer case rear part 9b.
  • the outer housing 9 is thus formed as a so-called pot housing.
  • annular abutment projection 11 is formed at the outer periphery of the inner housing 6, at the outer periphery of the inner housing 6, an annular abutment projection 11 is formed.
  • the annular abutment projection 11 is formed substantially rectangular in cross-sectional view and is axially fixed in the outer housing between a housing projection 12 of the outer housing 9 and a screwed into the outer housing threaded ring 16, wherein the threaded ring 16 has an outer thread 17, which in an internal thread 18th of the outer housing front part 9a engages.
  • a seal 13 is arranged between the contact projection 11 and the housing projection 12. This is intended to prevent a vapor located in a vapor space 14, which is located between the outer housing front part 9a and the inner housing 6, from flowing along an axial direction in the direction of an outflow region 15.
  • a flow channel 19 is formed between the rotor 3 and the inner housing 6, a flow channel 19 is formed. Through the flow channel 19, a steam flows with a thermal energy. The thermal energy of the steam is converted into mechanical rotational energy of the rotor 3.
  • the steam which may have temperatures of about 500 ° C and a pressure of about 300bar, flows into the flow channel.
  • the effluent from the flow channel steam flows into the discharge area 15 and has there a lower temperature and a lower pressure.
  • a tap 21 is formed.
  • the tap 21 establishes a fluidic connection between the flow channel 19 and a tapping chamber 22.
  • This tapping chamber 22 is formed by a first sealing ring projection 23, which is formed integrally from the outer housing rear part 9b and sealingly abuts a seal 24 on an outer edge 29 of the inner housing 6.
  • the seal 24 prevents fluid communication between the discharge area 15 and the tapping chamber 22.
  • the tapping chamber 22 is defined by an inner surface 26 of the outer housing rear portion 9b. Further, in the axial direction, the tap chamber 22 is defined by a restricting surface 27 integrally formed with the annular abutment projection 11. The boundary surface 27 is arranged opposite the housing projection 12. Sealed this space with seals 13 and 33In the tapping chamber 22, therefore, the threaded ring 16 is arranged. The vapor from the flow channel 19 can flow via the tap 21 into the tapping chamber 22. The pressure of the steam in the tapping chamber 22 is greater than the pressure of the steam in the outflow region 15. This results in a force acting on the outer housing rear part 9b and the mechanical addition of the screw fastening 10.
  • FIG. 2 an embodiment of the steam turbine 1 according to the invention is shown.
  • the FIG. 2 shows a cross-sectional view of the steam turbine according to the invention 1.
  • the outer housing rear part 9b is in this case compared to the outer housing front part 9b according to the prior art (see FIG. 1 ) modified.
  • the outer case rear part 9b is formed with a second seal ring projection 28.
  • the second sealing ring projection 28 protrudes up to the periphery 25 of the inner housing 6 ran.
  • a further seal 29 is arranged between the second sealing ring projection 28 and the inner housing 6, a further seal 29 is arranged.
  • the tapping chamber 22 is according to the invention now limited by the first sealing ring projection 23 and the second sealing ring projection 28.
  • the tapping chamber 22 is formed between the first seal ring projection 23 and the second seal ring projection 28.
  • a threaded ring 30 is formed in front of the tapping chamber 22.
  • This threaded ring 30 is fluidically connected via one or more compensation line (s) 31 connected to the discharge area 15, whereby in the annular space 30 always approximately the same pressure as in the discharge area 15 sets, even if in case of damage or similar case steam flows past the landing projection 11 into the annular space 30. Therefore, this precaution has been taken, which precludes an uncontrolled pressure increase in the annulus 30 in the aforementioned case of damage.
  • a second compensation line 32 is arranged in the second sealing ring projection 28, which produces a fluidic connection between the tapping chamber 22 and the threaded ring 30.
  • the effect of the equalization line 32 can be described as follows: It is possible that, when omitting the equalization line 32, temperature layers are formed in the threaded ring 30 during operation, which lead to different thermal and mechanical loads on the outer housing 9 and the inner housing 6.
  • the second compensation line (s) 32 By the second compensation line (s) 32, a forced flow is achieved, which is ensured by the comparison with the first equalization line 31 small dimensions of the second compensation line that only a relatively small volume flow of steam from the tapping chamber 22 flows into the threaded ring 30 and the pressure in Threaded ring 30 remains approximately identical to the pressure in the discharge area 15.
  • the skillful arrangement of one or more compensation line (s) 32 prevents the formation of temperature layers in the annular space 30, as it were.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine (1), mit einer Anzapfkammer (22), die zwischen einem ersten Dichtringvorsprung (23) und einem zweiten Dichtringvorsprung (28) angeordnet ist, wobei der erste Dichtringvorsprung (23) und der zweite Dichtringvorsprung (28) integral mit dem Außengehäuse (9) ausgebildet ist und dichtend am Innengehäuse (6) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, umfassend einen drehbar gelagerten Rotor, ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse, ein um das Innengehäuse angeordnetes Außengehäuse, einen zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse ausgebildeten Strömungskanal, einen Einströmbereich zum Einströmen von Dampf in den Strömungskanal, einen Ausströmbereich zum Ausströmen von Dampf aus dem Strömungskanal, eine Anzapfkammer, die zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ausgebildet ist, eine Anzapfung, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal und der Anzapfkammer herstellt.
  • Dampfturbinen als Ausführungsform einer Strömungsmaschine weisen in der Regel mehrere Teilturbinen auf, die in Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruck-Teilturbinen aufgeteilt werden. Die Aufteilung erfolgt anhand thermodynamischen Überlegungen. Wesentliche Bauteile einer Dampfturbine sind ein um eine Drehachse drehbar gelagerter Rotor, ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse und ein um das Innengehäuse angeordnetes Außengehäuse. Zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse ist ein Strömungskanal ausgebildet. Dieser Strömungskanal weist am Innengehäuse angeordnete Leitschaufeln und am Rotor angeordnete Laufschaufeln auf. Ein in diesen Strömungskanal strömender Dampf strömt an den Leit- und Laufschaufeln vorbei. Die thermische Energie des Dampfes wird hierbei in mechanische Energie des Rotors umgewandelt. Die mechanische Rotationsenergie des Rotors wird in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt.
  • Es existieren Ausführungsformen von Dampfturbinen, die mit sogenannten Anzapfungen ausgebildet sind. Mit diesen Anzapfungen ist es möglich, einen Dampf aus dem Strömungskanal zu entnehmen und zu anderen Zwecken zu verwenden. Beispielsweise kann solch ein entnommener Anzapfdampf zum Vorwärmen von Speisewasser verwendet werden. In der Regel wird dazu eine Anzapfung im Innengehäuse ausgebildet, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal und einer Anzapfkammer herstellt, die zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ausgebildet ist.
  • Der Druck in dieser Anzapfkammer führt zu mechanischen Belastungen der Dampfturbine, insbesondere des Außengehäuses. Sofern das Außengehäuse in einer axialen Richtung aufgeteilt ausgebildet ist, wirken Kräfte, hervorgerufen durch den Druck in der Anzapfkammer, auf das Außengehäuse. Die Werkstoffe und die Verbindungselemente wie z. B. Schrauben müssen daher geeignet ausgewählt werden.
  • Die Erfindung möchte hier Abhilfe schaffen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Dampfturbine anzugeben, bei der die mechanischen Belastungen, hervorgerufen durch den Anzapfdampf, möglichst gering sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine, ganz insbesondere eine Hochdruckdampfturbine, die für Dampf mit einer Frischdampftemperatur von über 500°C ausgebildet ist, umfassend einen drehbar gelagerten Rotor, ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse, ein um das Innengehäuse angeordnetes Außengehäuse, einen zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse ausgebildeten Strömungskanal, einen Einströmbereich zum Einströmen von Dampf in den Strömungskanal, einen Ausströmbereich zum Ausströmen von Dampf aus dem Strömungskanal, eine Anzapfkammer, die zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ausgebildet ist, eine Anzapfung, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal und der Anzapfkammer herstellt, wobei das Außengehäuse einen ersten Dichtringvorsprung und einen zweiten Dichtringvorsprung aufweist, die dichtend um das Innengehäuse angeordnet sind und die Anzapfkammer zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtringvorsprung ausgebildet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Mit der Erfindung wird somit das Ziel verfolgt, die Druckkraft , hervorgerufen durch den Anzapfdampf in der Anzapfkammer, auf das Außengehäuse zu minimieren. Dies wird erreicht, indem erfindungsgemäß eine Anzapfkammer ausgebildet wird, die in axialer Richtung durch das Außengehäuse begrenzt ist. Dies wird erreicht, indem das Außengehäuse dichtend über einen ersten Dichtringvorsprung und einen zweiten Dichtringvorsprung am Innengehäuse anliegt und zwischen dem ersten Dichtringvorsprung und dem zweiten Dichtringvorsprung eine Anzapfkammer ausgebildet ist. Diese Anzapfkammer ist über eine Anzapfung strömungstechnisch mit dem Strömungskanal verbunden und wird mit einem Anzapfdampf beströmt. Dadurch, dass in axialer Richtung diese Anzapfkammer durch das Außengehäuse selbst begrenzt wird, wirken keine durch den Anzapfdruck hervorgerufenen zusätzlichen axialen Kräfte auf die Verschraubung des Außengehäuses, sodass eine Dimensionierung der betroffenen Baugruppen für diese zusätzlichen Kräfte vermieden wird.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterungen dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt.
  • Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren, wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Querschnittansicht einer Dampfturbine im Topfdesign gemäß dem Stand der Technik,
    Figur 2
    eine Querschnittansicht einer Dampfturbine im Topfdesign gemäß der Erfindung.
  • Die Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht einer als Dampfturbine 1 ausgebildeten Strömungsmaschine. Insbesondere zeigt die Figur 1 eine Querschnittansicht einer HochdruckDampfturbine, die für Dampf mit einer Frischdampftemperatur von über 500°C ausgebildet ist. Die Dampfturbine 1 weist einen um eine Rotationsachse 2 drehbar gelagerten Rotor 3 auf. An einer Oberfläche 4 des Rotors 3 sind Laufschaufeln 5 angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich eine Laufschaufel mit dem Bezugszeichen 5 versehen. Um den Rotor 3 ist ein Innengehäuse 6 angeordnet. An einer inneren Oberfläche 7 des Innengehäuses 6 sind Leitschaufeln 8 angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich eine Leitschaufel mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Das Innengehäuse 6 umfasst ein Innengehäuse-Oberteil 6a und ein Innengehäuse-Unterteil 6b, welches in der Figur 1 nicht näher dargestellt ist. Das Innengehäuse-Oberteil 6a ist über eine nicht näher dargestellte Teilfuge mit dem Innengehäuse-Unterteil 6b kraftschlüssig verbunden, wobei die Teilfuge im Zusammengebauten Zustand horizontal, vertikal oder in jeder beliebigen anderen um die Rotationsachse 2 verdrehten Lage angeordnet sein kann.
  • Um das Innengehäuse 6 ist ein Außengehäuse 9 angeordnet. Das Außengehäuse 9 umfasst ein in axialer Richtung geteiltes Außengehäuse-Vorderteil 9a und ein Außengehäuse-Hinterteil 9b. Das Außengehäuse-Vorderteil 9a wird mittels einer Schraubbefestigung 10 mit dem Außengehäuse-Hinterteil 9b verbunden. Das Außengehäuse 9 ist somit als ein sogenanntes Topfgehäuse ausgebildet.
  • Am äußeren Umfang des Innengehäuses 6 ist ein ringförmiger Anlegevorsprung 11 ausgebildet. Der ringförmige Anlegevorsprung 11 ist in einer Querschnittansicht gesehen im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und ist zwischen einem Gehäusevorsprung 12 des Außengehäuses 9und einem in das Außengehäuse eingeschraubten Gewindering 16 axial im Außengehäuse fixiert, wobei der Gewindering 16 ein äußeres Gewinde 17 aufweist, das in ein inneres Gewinde 18 des Außengehäuse-Vorderteils 9a eingreift.
  • Zwischen dem Anlegevorsprung 11 und dem Gehäusevorsprung 12 ist eine Dichtung 13 angeordnet. Diese soll verhindern, dass ein in einem Dampfraum 14, der sich zwischen dem Außengehäuse-Vorderteil 9a und dem Innengehäuse 6 befindet, befindlicher Dampf entlang einer axialen Richtung in Richtung eines Ausströmbereichs 15 strömt.
  • Zwischen dem Rotor 3 und dem Innengehäuse 6 ist ein Strömungskanal 19 ausgebildet. Durch den Strömungskanal 19 strömt ein Dampf mit einer thermischen Energie. Die thermische Energie des Dampfes wird dabei in mechanische Rotationsenergie des Rotors 3 umgewandelt.
  • In einem Dampfeinströmbereich (nicht dargestellt) strömt der Dampf, der Temperaturen von über 500°C und einen Druck von über 300bar aufweisen kann, in den Strömungskanal. Der aus dem Strömungskanal ausströmende Dampf strömt in den Ausströmbereich 15 und weist dort eine niedrigere Temperatur und einen niedrigeren Druck auf. Nach einer Anzapfstufe 20 ist eine Anzapfung 21 ausgebildet. Die Anzapfung 21 stellt eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal 19 und einer Anzapfkammer 22 her. Diese Anzapfkammer 22 wird gebildet durch einen ersten Dichtringvorsprung 23, der integral aus dem Außengehäuse-Hinterteil 9b ausgebildet ist und über eine Dichtung 24 an einer äußeren Umrandung 29 des Innengehäuses 6 dichtend anliegt. Die Dichtung 24 verhindert eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Ausströmbereich 15 und der Anzapfkammer 22. Des Weiteren wird die Anzapfkammer 22 begrenzt durch eine innere Oberfläche 26 des Außengehäuse-Hinterteils 9b. Des Weiteren wird in axialer Richtung die Anzapfkammer 22 begrenzt durch eine Begrenzungsfläche 27, die integral mit dem ringförmigen Anlegevorsprung 11 ausgebildet ist. Die Begrenzungsfläche 27 ist gegenüber des Gehäusevorsprungs 12 angeordnet. Abgedichtet wird dieser Raum mit Dichtungen 13 und 33In der Anzapfkammer 22 ist demnach auch der Gewindering 16 angeordnet. Der Dampf aus dem Strömungskanal 19 kann über die Anzapfung 21 in die Anzapfkammer 22 strömen. Der Druck des Dampfes in der Anzapfkammer 22 ist größer als der Druck des Dampfes in dem Ausströmbereich 15. Daraus resultiert eine Kraft, die auf das Außengehäuse-Hinterteil 9b wirkt und die Schraubbefestigung 10 zusätzlich mechanisch belastet.
  • In der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung der Dampfturbine 1 dargestellt. Die Figur 2 zeigt eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Dampfturbine 1. Das Außengehäuse-Hinterteil 9b wird hierbei gegenüber dem Außengehäuse-Vorderteil 9b gemäß dem Stand der Technik (siehe Figur 1) modifiziert. Das Außengehäuse-Hinterteil 9b wird mit einem zweiten Dichtringvorsprung 28 ausgebildet. Der zweite Dichtringvorsprung 28 ragt hierbei bis an den Umfang 25 des Innengehäuses 6 ran. Zwischen dem zweiten Dichtringvorsprung 28 und dem Innengehäuse 6 ist eine weitere Dichtung 29 angeordnet. Die Anzapfkammer 22 wird erfindungsgemäß nunmehr durch den ersten Dichtringvorsprung 23 und dem zweiten Dichtringvorsprung 28 begrenzt. Somit ist die Anzapfkammer 22 zwischen dem ersten Dichtringvorsprung 23 und dem zweiten Dichtringvorsprung 28 ausgebildet.
  • In axialer Richtung gesehen ist vor der Anzapfkammer 22 ein Gewinderingraum 30 ausgebildet. Dieser Gewinderingraum 30 ist über eine oder mehrere Ausgleichsleitung(en) 31 strömungstechnisch mit dem Ausströmbereich 15 verbunden, wodurch sich im Ringraum 30 immer näherungsweise der gleiche Druck wie in dem Ausströmbereich 15 einstellt, selbst wenn in einem Schadensfall oder ähnlichen Fall Dampf am Anlegevorsprung 11 in den Ringraum 30 vorbeiströmt. Daher ist dadurch Vorkehrung getroffen worden, die in dem vorgenannten Schadensfall einen unkontrollierten Druckanstieg im Ringraum 30 ausschließt.
  • Des Weiteren ist eine zweite Ausgleichsleitung 32 im zweiten Dichtringvorsprung 28 angeordnet, der eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Anzapfkammer 22 und dem Gewinderingraum 30 herstellt. Die Wirkung der Ausgleichsleitung 32 kann folgendermaßen beschrieben werden: Es ist möglich, dass bei einem Weglassen der Ausgleichsleitung 32 sich im Betrieb Temperaturschichten im Gewinderingraum 30 ausbilden, die zu unterschiedlichen thermischen und mechanischen Belastungen des Außengehäuses 9 und des Innengehäuses 6 führen. Durch die zweite Ausgleichsleitung(en) 32 wird eine Zwangsströmung erreicht, wobei durch die gegenüber der ersten Ausgleichsleitung 31 kleinen Abmessungen der zweiten Ausgleichsleitung sichergestellt wird, dass lediglich ein vergleichsweise kleiner Volumenstrom des Dampfes aus der Anzapfkammer 22 in den Gewinderingraum 30 strömt und der Druck im Gewinderingraum 30 näherungsweise identisch zu dem Druck im Ausströmbereich 15 bleibt. Durch die geschickte Anordnung einer oder mehrerer Ausgleichsleitung(en) 32 wird sozusagen die Ausbildung von Temperaturschichten in dem Ringraum 30 verhindert.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (12)

  1. Strömungsmaschine,
    insbesondere Dampfturbine (1),
    ganz insbesondere eine Hochdruckdampfturbine, die für Dampf mit einer Frischdampftemperatur von über 500°C ausgebildet ist,
    umfassend
    einen drehbar gelagerten Rotor (3),
    ein um den Rotor (3) angeordnetes Innengehäuse (6),
    ein um das Innengehäuse (6) angeordnetes Außengehäuse (9), einen zwischen dem Rotor (3) und dem Innengehäuse (6) ausgebildeten Strömungskanal (19),
    einen Einströmbereich zum Einströmen von Dampf in den Strömungskanal (19),
    einen Ausströmbereich (15) zum Ausströmen von Dampf aus dem Strömungskanal (19),
    eine Anzapfkammer (22) die zwischen dem Innengehäuse (6) und dem Außengehäuse (9) ausgebildet ist,
    eine Anzapfung (21), die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal (19) und der Anzapfkammer (22) herstellt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Außengehäuse (9) einen ersten Dichtringvorsprung (23) und einen zweiten Dichtringvorsprung (28) aufweist, die dichtend um das Innengehäuse (6) angeordnet sind und
    die Anzapfkammer (22) zwischen dem ersten (23) und dem zweiten (28) Dichtringvorsprung ausgebildet ist.
  2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1,
    wobei das Innengehäuse ein entlang der Rotationsachse (2) unterteiltes Innengehäuse-Oberteil(6a) und ein Innengehäuse-Unterteil (6b) aufweist, wobei das Innengehäuse-Oberteil (6a) und das Innengehäuse-Unterteil (6b) eine Teilfuge aufweisen.
  3. Strömungsmaschine nach Anspruch 2,
    wobei die Teilfuge des Innengehäuses (6) im zusammengebauten Zustand horizontal, vertikal oder in jeder beliebigen anderen um die Rotationsachse (2) verdrehten Lage angeordnet ist.
  4. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    wobei das Außengehäuse (9) als Topfgehäuse ausgebildet ist.
  5. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der erste Dichtringvorsprung (23) und der zweite Dichtringvorsprung (28) dichtend um das Innengehäuse (6) anliegen.
  6. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Außengehäuse (9) einen durch einen Gehäusevorsprung (12) und dem zweiten Dichtringvorsprung (28) gebildeten umlaufenden Ringraum (30) aufweist.
  7. Strömungsmaschine nach Anspruch 6
    ,wobei das Innengehäuse (6) mit einem ringförmigen Vorsprung (11) in dem durch den Gehäusevorsprung (12) und dem zweiten Dichtringvorsprung (28) gebildeten umlaufenden Ringraum (30) liegt und durch einen eingeschraubten Gewindering (16) in axialer Richtung fixiert ist.
  8. Strömungsmaschine nach Anspruch 6 oder 7,
    wobei der zwischen dem zweiten Dichtringvorsprung (28) und dem Gehäusevorsprung (12) ausgebildetet Ringraum (30) durch einen ersten Ausgleichskanal (31) strömungstechnisch mit dem Ausströmbereich (15) verbunden ist.
  9. Strömungsmaschine nach Anspruch 6,7 oder 8,
    mit einem zweiten Ausgleichskanal (32), der eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Ringraum (30) und der Anzapfkammer (22) herstellt.
  10. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Rotor (3) aus X13CrMoCoVBNb9-2-1 oder X14CrMoVNbN10-1 ausgebildet ist.
  11. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Außengehäuse (9) aus einem Außengehäuse-Vorderteil (9a) und einem Außengehäuse-Hinterteil (9b) ausgebildet ist und das Innengehäuse (6) und das Außengehäuse-Vorderteil (9a) aus GX13CrMoCoVBnb9-2-1 ausgebildet sind.
  12. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Außengehäuse (9) aus 9 - 12 Gew.-% Cr-Stahl ausgebildet ist.
EP17190075.6A 2017-09-08 2017-09-08 Dampfturbine mit anzapfkammer Withdrawn EP3453848A1 (de)

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