JPH07500892A - 特に蒸気タービンにおける中空室の熱膨張移動可能な密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 特に逍気タービンにおける中空室の熱膨張移動可能な密封装置本発明は、特に蒸 気タービンにおける外側ハウジングと内側組込物との間の中空室の熱膨張移動可 能な密封装置に関する。蒸気タービンは一般に、種々の機械的および熱的な理由 から外側ハウジングで包囲されている内側ハウジングあるいは他の内側組込物を 有している。外側ハウジングと内側組込物の異なった熱膨張によって、運転中に おいて相対移動および間隔変化が生ずる。７！Ｅ気の導入配管あるいは排出配管 は外側ハウジングと内側組込物との間の中間室を貫通して導かなければならない ので、蒸気が中間室に流入することを避けるために、蒸気配管の１成部品として 、あらゆる運転状態において相対移動および間隔変化にも拘わらず一様に密封す ることができ、中間室の中に少量の蒸気しか流入させないような密封装置が必要 である。

この問題の解決策は種々のものが知られており、特にピストンリング、自在ブン ンユあるいは中間リングの利用が知られている０本発明は特に公知の中間リング 式密封装置を改良することを目的としている。この種の中間リング式密封装置は 例えばドイツ連邦共和国特許第４００６３２７Ｃ２号公報、ドイツ連邦共和国特 許出願公開第１５７６９８６号公報およびドイツ連邦共和国特許第９７４９９２ 号公報に示されている。

管状中間リング式密封装置にとって典型的にことは、この中間リングの上端が外 側ハウジングにおいて高さ移動可能に気密に案内され、その下端が内側ハウジン グないし他の内側組込物に横方向に移動可能に保持されていることである。上端 における高さ移動可能な保持ははめ合い舌片の形で外側ハウジングの環状溝の中 にはまり込むリング上縁によって実現され、他方では内側ハウジングにおける横 方向移動可能な保持は中間リングの中にねし付きリングで固定されている内側カ ラーによって行われている。横方向移動可能性を保証するために、ねし付きリン グは過大な力で中間リングのカラーを内側組込物に押圧しないようにしなければ ならない、中間リングの内部に配置された部品は不利な圧力損失を生し、更に乱 流を引き起こすおそれがあり、この乱流は不利な条件のもとでは中間リングのフ ラッタリングを生ずる。

本発明の＆Ｉ！題は、蒸気配管などを中間室に対して密封し、その相対運動およ び中間室の大きさの変化を補償する中間リング式密封装置を作り、その場合に中 間リング内における内側組込物を回避しようとするものである。更にあらゆる運 転状態において中間リングのフラッタリングが絶対に生じないようにしようとす るものである。

この課題を解決するためには、蒸気タービンにおける外側ハウジングと内側組込 物特に内側ハウジングとの間の中間室の密封装置であって、シール要素として管 状の中間リングを有し、この中間リングの第一端部が高さ方向に移動可能に保持 され第二端部が横移動可能に保持され、中間リングが、その内部における圧力と 中間室内における圧力との間の正の差圧が常に中間リングを接触支持面に押圧す る力を生ずるように形成および配置されていることを特徴とする特に蒸気タービ ンにおける外側ハウジングと内ｇＡＭｉ込物、特に内側ハウジングとの間の中間 室の密封装置が有効である６本発明は、中間リング内部における圧力自体が中間 リングのフランクリングを阻止するために利用できるので、密封装置が横方向に 移動可能な保持に無関係に中間リングの内部における圧力と中間室内における圧 力との差圧自体によって安定化されるという認識から出発している。このように して中間リングを固定するためのねし付きリングの必要性も無くなる。

これには、中間リングが断面はぼＬ字形の管部材であり、この管部材が、ａ）　 第一端部にはめ合い舌片の形で外側ハウジングの環状溝の中にはまり込む環状縁 部を有し、 ｂ）第二端部に少なくとも一つの密封接触支持面を持ち外側に向いたリング脚部 を有し、このリング脚部が内側組込物のポット状凹所の中に横方向に移動可能に 位置し、 Ｃ）　角度を成して下向きに円錐状に延びるリング腹面を有している、ような実 施警棒が特に適している。

リング腹面に作用する中間リングの内部における圧力は密封接触支持面を内側ハ ウジングのボット状凹所の底に押圧するので、中間リングの上部範囲における（ １かな乱流力はフラッタリングをもはや発生ずることはない。

リング脚部の下側においてそこに到達するおそれのある蒸気あるいは液体にまり で上述の効果を無効にするような対抗圧力が形成されないことを保証するために 、リング脚部の下側の接触支持面のそばの外側に底空隙が存在し、この底空隙が 少なくとも一つのつりあい開口を介して中間室に連通していると有利である。

これによってリング脚部の下側の接触支持面のそばに常に中間リングの内部より も小さな圧力がかかるので、中間リングの内部と中間室との間の差圧によって精 確に規定された力が接触支持面に与えられる。密封接触支持面の下側にも到達す るおそれのある蒸気あるいは他の流体は中間室の中に排出でき、対抗圧力を形成 することはない。

一般には、一つあるいは複数個のつりあい開口をリング脚部自体に孔あるいは切 欠きとして形成すると有利である。しかし原理的にはつりあい開口は流路の形で 内側ハウジングあるいは保持プレートに設けることもできる。

密封装置全体の組立および安定化のために、リング脚部の外側が保持プレートで 内側組込物に保持され、その際リング脚部が特に保持プレートによってバイアス 圧をもって内側組込物に押圧されていると有利である。このようにして非常に低 い差圧でも密封作用が保証される。中間リングの内部に配置されたねじ付きリン グと異なり、保持プレートは単純な構造部品であり、これは例えばボルトによっ て内側ハウジングに取り付けられ、上からリング脚部に押圧される。互いに並ん で配置された複数個の中間リングは唯一の保持プレートで取り付けることもでき 、このことは特に組立の際に大きな利点を生ずる。

中間リングの大きさに応じて、リング脚部がその下方の外側に取付は特に中間リ ングに過大な曲げ力が生ずるのを避けるための補助的な接触支持面を存している 必要がある。

中間リングは有利には中間室を通って内側組込物に通じている蒸気配管の構造部 品であり、特に大きく膨張した蒸気を内側岨込物内に存在する本来の蒸気タービ ンに案内する蒸気配管である。

図面に本発明の実施例が示されζおり、第１図は本発明に基づ（密封装置の縦断 面図、第２図は第１図における部分■の拡大図（リング脚部における追加的な補 助支持面の部分図）である。

第１図には、タービンにおける外側ハウジング１と内側ハウジング２との間の蒸 気配管の貫通部が示されている。７Ｊ気りの流れ方向は矢印で示されている。外 側ハウジングは舅通部の範囲に蒸気配管に対して同心的に配置された環状溝１１ を有しており、この環状溝１１の中に、中間リング３の第一端部３１における環 状縁が溝・舌片継手の形で高さ方向に移動可能に気密にはまり込んでいる。環状 溝１１は、両ハウジング間の中間室４の幅のあらゆる変化を補償することができ るようにするために十分な深さを存している。中間リング３はその断面がほぼＬ 字形をしており、下向きに先細になっているので、蒸気流れ方向に対して例えば ３０’の鋭角αを成している円錐状リング腹面３２が形成されている。第二端部 ３３における外側に向いたカラー状リング脚部は接触支持面３７で内側ハウジン グ２におけるＬ字形凹所６の底の上に戦っている。Ｌ字形凹所６はそれが外側ハ ウジングｌと内側ハウジング２との相対運動の補償作用として中間リング３の横 方向の移動を許すような幅を有している。リング脚部３３の下側の接触支持面３ ７のそばに底空ｒ４５が存在し、この底空隙５は少なくとも一つのつりあい開口 ３４によって中間室４に連通している。このようにして底空建５には中間室４と 同し圧力Ｐ２がかかっている。蒸気導入配管および中間リング３の内部における 圧力Ｐ１は従って、この圧力Ｐ１が中間室４内における圧力Ｐ２より大きいとき （これは実際にすべての運転状態に当てはまる）、円錐状リング腹面３２により 常に所定の力で中間リング３の接触支持面３７を内側ハウジング２に押圧する。

乱流による中ｒｇＩリング３のフラノクリングは、この所定の力によりおよび中 間リング３の内部の乱流を未然に防止する障害物のない形状によって確実に避け られる。

中間リング３を保持するためにねし８にねし込まれた保持ポルト７によって固定 された保持プレート９が使用されている。保持プレート９はバイアス圧をもって リング脚部上縁３６を押圧し、これによって蒸気圧ＰＩが低い場合でも最低押圧 力を保証している。中間リング３における曲げモーメントの発生を避けるために 、第２図に示されているようにリング脚部３３に補助接触支持面３５が必要とさ れる。一つの保持プレート９で場合によっては複数個の中間リング３を並列的に 固定することができる。

本発明は中間リングによって相対運動を補償する安定した密封を可能とし、その 場合中間リング内における内側組込物の回避によって圧力損失が減少され、組立 がＷｉ単化される。

ＦＩＧ　２ ＡＮＨＡＮ（３９＋　ＮｈＪ　ＥＦ：　Ｘ　Ａ　ＮＩ　ＮＥ：　Ｘ　ＥＥ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．蒸気タービンにおける外側ハウジング（１）と内側組込物、特に内側ハウジ ング（２）との間の中間室（４）を密封するための装置であって、シール要素と して管状の中間リング（３）を有し、この中間リング（３）の第一端部（３１） が高さ方向に移動可能に保持され、第二端部（３３）が横方向に移動可能に保持 され、中間リング（３）が、その内部の圧力（Ｐ１）と中間室（４）内の圧力（ Ｐ２）との間の正の差圧（Ｐ１−Ｐ２）が常に中間リング（３）を接触支持面（ ３７）に押圧する力を生ずるように形成および配置されていることを特徴とする 、特に蒸気タービンにおける外側ハウジングと内側組込物、特に内側ハウジング との間の中間室の密封装置。
2. ２．中間リング（３）が断面ほぼＬ字形の管部材であり、この管部材が、ａ）第 一端部（３１）にはめ合い舌片の形で外側ハウジング（１）の環状溝（１１）の 中にはまり込む環状縁部を有し、ｂ）第二端部（３３）に少なくとも一つの密封 接触支持面（３７）を持ち外側に向いたりング脚部を有し、このリング脚部が内 側組込物のＬ字形凹所（６）の中に横方向に移動可能に位置し、 ｃ）角度（α）を成して下向きに円錐状に延びるリング腹面（３２）を有してい る、 ことを特徴とする請求の範囲１記載の装置。
3. ３．リング脚部（３３）の下側の接触支持面（３７）のそばの外側に底空隙（５ ）が形成され、この底空隙（５）が少なくとも一つのつりあい開口（３４）を介 して中間室（４）に連通していることを特徴とする請求の範囲２記載の装置。
4. ４．つりあい開口（３４）がリング脚部（３３）における孔あるいは切欠きであ ることを特徴とする請求の範囲３記載の装置。
5. ５．リング脚部（３３）の外側が保持プレート（９）で内側組込物に保持されて いることを特徴とする請求の範囲１ないし４の１つに記載の装置。
6. ６．リング脚部（３３）が保持プレート（９）によってバイアス圧をもって内側 組込物に押圧されていることを特徴とする請求の範囲５記載の装置。
7. ７．リング脚部（３３）が外側に補助的な接触支持面（３５）を有していること を特徴とする請求の範囲５又は６記載の装置。
8. ８．保持プレート（９）がボルト（７）によって内側組込物に固定されているこ とを特徴とする請求の範囲５ないし７の１つに記載の装置。
9. ９．中間リング（３）が中間室（４）を通って内側組込物に通じている蒸気配管 の構造部品であることを特徴とする請求の範囲１ないし８の１つに記載の装置。