HU213277B - Direct steam inlet by heat effect displacement for steam turbines - Google Patents

Description

A találmány tárgya hőhatásra elmozduló frissgőzbevezetés gőzturbinákhoz. A frissgőzbevezetés a gőzturbina belső háza és külső háza között egy dugattyúgyűrűs szerkezeten át történik.

Ismeretes, hogy a nagyobb nyomásnak és/vagy magasabb hőmérsékletnek kitett gőzturbináknál úgynevezett kétburkolatos szerkezetet alkalmaznak. A burkolat helyett általában a „ház” elnevezést használják. A külső házon belül egy belső ház van. Ebben a konstrukcióban belülről kifelé hőmérséklet- és nyomáslépcsők alakulnak ki. Ez a körülmény csökkenti az egyes házak igénybevételét.

Minthogy a külső ház és a belső ház hőtágulása és összehúzódása a különböző üzemeltetési fázisokban más és más, ezért a két ház közötti gőzzáró kapcsolatnak rugalmasnak kell lennie.

Ismeretes olyan megoldás, amely szerint gőzturbináknál a belépő gőzt egy gőzzáró átvezetésen át a külső házon keresztül közvetlenül a belső házba vezetik, amelyben a gőz első expanziója történik. Ebben a konstrukcióban a külső ház csak a belső házból kilépő gőzzel kerül érintkezésbe.

A gőzturbinák belső házas kivitelei tehát a technika állásához tartoznak. Ezeket hagyományosan sarokgyűrűs szerkezetekkel, I-gyürűs szerkezetekkel vagy dugattyúgyűrüs szerkezetekkel alakítják ki.

A sarokgyűrüs szerkezetek hátránya, hogy előállításuk nehézkes és drága. Nagy illesztési pontosságú, kettős felfekvési felületeket kell ugyanis mind a gyűrűn, mind a gyűrűüléseken megmunkálni.

Az I-gyűrüs szerkezetek hátránya, hogy a gyűrű a saját síkjában nem tud relatív elmozdulásokat végezni, és ezért alkalmazhatósága korlátozott.

A dugattyúgyűrűs szerkezeteknek eddig kétféle kiviteli alakját alkalmazták.

Az első kiviteli alaknál egy laza kettős dugattyúgyűrűs hüvely van, amilyen például az US-A-4 850 794 számú szabadalmi leírásból ismert. Ennek a hüvelynek mindkét oldalán dugattyúgyürűk vannak, amelyekkel tömíteni kell a turbinának mind a külső házában, mind a belső háznál. Ez azonban tömítetlenség veszélyével jár.

A második kiviteli alak egyszeres dugattyúgyűrűs tömítés, amely csak a belső háznál tömít. Ilyen megoldás a GB-A-661822 számú szabadalmi leírásból ismert. Ennél a szerkezetnél a dugattyúgyűrűk a külső házzal mereven összehegesztett beömlőcsonkban vannak, ami technológiai szempontból gondokat okoz. A dugattyúgyürűk befogadó hornyait ugyanis csak a beömlőcsonkok behegesztése után, a turbina házainak megmunkálásakor lehet bemélyíteni. Emellett kisebb házméretű, vagyis kisebb turbináknál a hozzáférhetőség miatt különleges szerszámokra lehet szükség.

A találmány célja gőzturbináknál a frissgőzbevezetéshez szolgáló egyszeres dugattyúgyűrüs tömítéssel rendelkező szerkezet olyan továbbfejlesztése, amely olcsó, könnyen karbantartható és üzembiztos, és amely a frissgőzt egy gőzturbina külső házán át a belső házba vezeti.

Ezt a feladatot a találmány a következőképpen oldja meg. A gőzturbina külső házához behegesztett betét van hegesztve. A behegesztett betétre ászokcsavarokkal laza alkatrészként egy dugattyúgyűrű-tartó persely van kapcsolva. A dugattyúgyürűk egy ellenmozgás-perselyben csúsznak, és az ellenmozgású perselyt menetes gyűrű rögzíti a turbina belső házában.

A menetes gyűrű előnyös módon a dugattyúgyűrüs szerkezeti részlet számára védőburkolatként van kialakítva.

A menetes gyűrű előnyös módon külső gallérral van ellátva, amely az ászokcsavarok vakanyáját körülveszi.

Az ellenmozgás-persely előnyös módon bevezető kúppal van ellátva.

A behegesztett betét behegesztés után előnyös módon csak a homlokoldalán van megmunkálva.

A találmány szerinti frissgőzbevezetés kopás esetére biztosítja az egyes alkatrészek könnyű cserélhetőségét, és ugyanakkor minimálissá teszi a dugattyúgyűrű tömítőfelületeit. A találmány szerinti szerkezet ezenkívül a behegesztett betét és a dugattyúgyűrű-tartó persely kötőelemeinek törésekor önmagát biztosítja.

A találmány szerinti frissgőzbevezetés tehát kettős burkolatú, azaz külső házzal és belső házzal rendelkező gőzturbinák számára való, ahol a frissgőz-bevezetésnek dugattyúgyűrűs szerkezete van és ahol a gőzturbina külső házához rögzített behegesztett betét van; a találmány lényege pedig, hogy a behegesztett betéthez ászokcsavarokkal kapcsolt, axiális irányban elmozdulható dugatytyúgyürű-tartó perselye, ennek hornyaiban lévő dugatytyúgyűrűi, a dugattyúgyűrű-tartó perselyt legalább a dugattyúgyűrük szakaszán övező ellenmozgás-perselye és ezt a belső házhoz rögzítő menetes gyűrűje van.

A találmány szerinti frissgőzbevezetés egy előnyös kiviteli alakjánál az ászokcsavarok és az ellenmozgáspersely számára védőburkolatként kiképzett menetes gyűrű van.

Egy másik előnyös kiviteli alak jellemzője, hogy ászokcsavarok vakanyáit övező gallérral ellátott menetes gyűrűje van.

Célszerű kialakítása a találmány szerinti frissgőzbevezetésnek az olyan megoldás, amelynek bevezető kúppal ellátott ellenmozgás-perselye van.

Előnyös az olyan megoldás is, amelynek a külső házhoz rögzítése után csak a homlokfelületén megmunkált behegesztett betétje van.

A találmányt annak példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben az ábra segítségével. A rajzon az

1. ábra vázlatos metszet a frissgőzbevezetés tengelysíkjában, amelyről a megértés szempontjából lényegtelen részeket elhagytuk.

Egy részletesebben nem ábrázolt gőzturbina 9 külső házában egy 1 behegesztett betét van, és az a 9 külső ház falához van hegesztve. A behegesztés után az 1 behegesztett betétet a turbina 9 külső házával együtt csak a homlokoldalon kell megmunkálni.

A 2 dugattyúgyűrű-tartó persely a 4 dugattyúgyűrűkkel együtt elmozdulható alkatrészként az 5 ellenmozgásperselyben csúszik. A 2 dugattyúgyűrü-tartó perselynek és a 4 dugattyúgyürűk hornyai illeszkedési és felfekvési

HU 213 277 Β felületeinek egyszerű megmunkálására van csak szükség.

A 2 dugattyúgyürű-tartó persely 3 ászokcsavarokkal van az 1 behegesztett betéthez csavarozva. A 3 ászokcsavarokon 8 vakanyák vannak.

Az 5 ellenmozgás-persely 11 bevezető kúppal van ellátva. All bevezető kúp félkúpszöge a példakénti kiviteli alakban 7°-os. Egy 6 menetes gyűrű rögzíti az 5 ellenmozgás-perselyt a gőzturbina 7 belső házában. A 6 menetes gyűrűnek van egy felfelé álló 10 gallérja, amely körülveszi a 8 vakanyákat. A 3 ászokcsavarok törése esetén az esetleg szabaddá váló 8 vakanyákat, illetőleg csavarrészeket a 10 gallér megfogja, és ezek nem kerülhetnek idegen testként a turbina lapátsorába.

A találmány szerinti szerkezet előnyei részletezve a következők:

- az 1 behegesztett betétet a behegesztés után a 9 külső ház megmunkálásakor csak a homlokoldalon kell megmunkálni, vagyis az illeszkedési és felfekvési felületeket kell esztergálni, és a menetes furatokat kell elkészíteni,

- a 2 dugattyúgyűrü-tartó perselyt a turbina felállítási helyén, egyszerűen lehet cserélni; a 4 dugattyúgyűrű kopásakor az utánmunkálások a 9 külső házon (és a 7 belső házon) elmaradnak,

- a 3 ászokcsavarok alkalmazása a dugattyúgyűrűtatró perselyek felcsavarozására csere esetén még hoszszabb üzemidő után is problémák nélkül lehetővé teszi a kötés oldását,

- a 3 ászokcsavarok táguló szára induláskor kiegyenlíti a hideg csavar és a forró persely közötti hosszváltozásokat,

- a 2 dugattyúgyűrü-tartó persely, mint elmozdulható alkatrész illeszkedési és felfekvési felületeinek és a 4 dugattyúgyürűk hornyainak egyszerű a megmunkálása,

- a laza alkatrészek készletezése nem okoz problémákat,

- mivel a 3 ászokcsavarok 8 vakanyáit a 6 menetes gyűrű őket körülvevő 10 gallérja összeszerelés után biztosítják, ezért a 3 ászokcsavaroknak a 8 vakanya alatti eltörése esetén a vakanyák nem eshetnek a turbina lapátsorába, ami jelentős károkat okozhatna,

- azzal, hogy a 6 menetes gyűrű a dugattyúgyűrűs szerkezet számára védőburkolatként van kiképezve, az egész gyűrűs szerkezet a gőzturbina gyorsítás szempontjából semleges áramlási holttértartományában van, ami különösen akkor fontos, ha a 7 belső ház saját kilépő gőze ellenirányban áramolja körül.

Emellett a 6 menetes gyűrű, mint burkolat, megakadályozza, hogy a 2 dugattyúgyűrü-tartó perselyek falvastagságában a belépő gőz hőmérséklete és a 7 belső házból kilépő gőz hőmérséklete közötti különbséggel nagyságrendileg megegyező hőmérséklet-különbségek lépjenek fel. Minél alacsonyabb értékén tudjuk ezt a hőmérséklet-különbséget tartani, annál kisebb lesz a hőmérsékletkülönbségből eredő igénybevétel a dugattyúgyűrü-tartó persely axiális irányában a 4 dugattyúgyürűk hornyainak fenekén, vagyis ott, ahol a horonyhatás következtében a legnagyobb igénybevétel jelentkezik.

Claims (5)

1. Hő hatására elmozduló frissgőzbevezetés gőzturbinákhoz, ahol a gőzturbina belső háza (7) és külső háza (9) között dugattyúgyűrűs szerkezet van, és ahol a gőzturbina külső házához (9) rögzített behegesztett betét (1) van, azzal jellemezve, hogy a behegesztett betéthez (1) ászokcsavarokkal (3) kapcsolt, axiális irányban elmozdulható dugattyúgyűrü-tartó perselye (2), ennek hornyaiban lévő dugattyúgyűrűi (4), a dugattyúgyűrü-tartó perselyt (2) legalább a dugattyúgyűrűk (4) szakaszán övező ellenmozgás-perselye (5) és ezt a belső házhoz (7) rögzítő menetes gyűrűje (6) van.

2. Az 1. igénypont szerinti frissgőzbevezetés, azzal jellemezve, hogy az ászokcsavarok (3) és az ellenmozgás-persely (5) számára védőburkolatként kiképzett menetes gyűrűje (6) van.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti frissgőzbevezetés, azzal jellemezve, hogy az ászokcsavarok (3) vakanyáit (8) övező gallérral (10) ellátott menetes gyűrűje (6) van.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti frissgőzbevezetés, azzal jellemezve, hogy bevezető kúppal (11) ellátott ellenmozgás-perselye (5) van.

5. Az 1%. igénypontok bármelyike szerinti frissgőzbevezetés, azzal jellemezve, hogy a külső házhoz (9) rögzítése után csak a homlokfelületén megmunkált behegesztett betétje (1) van.