CH360076A - Dampf- oder Gasturbine für hohe Drücke und hohe Temperaturen - Google Patents

Description

  Dampf- oder Gasturbine für hohe Drücke und hohe Temperaturen    Die Erfindung betrifft eine Dampf- oder Gas  turbine für hohe Drücke und hohe Temperaturen,  mit einteiligem Innengehäuse und zweiteiligem  Aussengehäuse.  



  Es ist eine     Hochdruck-Dampfturbine    bekannt,  bei der in einem zweiteiligen Aussengehäuse ein ein  teiliges Innengehäuse angeordnet ist, in welchem  die Turbinenstufen eingebaut sind. Bei dieser Aus  führung sind alle Stufen der Hochdruckturbine  schwer zugänglich.  



  Die     Erfindung    bezweckt nun, eine Doppel  gehäuseturbine herzustellen, deren Stufen besser zu  gänglich sind, die zudem leichter und billiger ist,  weniger Platz beansprucht und deren beide Gehäuse  günstig belastet sind. Bei einer Dampf- oder Gas  turbine der eingangs beschriebenen Art sind zu  diesem Zweck erfindungsgemäss ein oder mehrere  mit höherem Druck arbeitende Turbinenstufen im  einteiligen Innengehäuse eingebaut, während weitere,  mit geringerem Druck arbeitende Stufen im zwei  teiligen Aussengehäuse eingebaut sind.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung  veranschaulicht. Es zeigen:       Fig.    1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine  Dampfturbine nach der Linie     I-I    der     Fig.2    und       Fig.    2 einen Querschnitt durch die Turbine nach  der Linie     II-II    der     Fig.    1.  



  Die dargestellte Dampfturbine weist ein einteili  ges Innengehäuse 1 und ein zweiteiliges Aussen  gehäuse 2 auf. Im einteiligen Innengehäuse 1 sind  mehrere mit höherem Druck arbeitende Turbinen  stufen mit Laufrädern 3 und Leiträdern 4 einge  baut. Weitere, mit geringerem Druck arbeitende  Stufen mit Laufrädern 5 und Leiträdern 6 sind im  zweiteiligen Aussengehäuse 2 eingebaut.    Das einteilige, keine vorstehenden Flansche be  sitzende Innengehäuse 1 mit den Stufen 3, 4 höhe  ren Druckes beansprucht in radialer Richtung prak  tisch den gleichen Platz wie die im zweiteiligen  Aussengehäuse 2 untergebrachten Stufen 5, 6 nied  rigeren Druckes und dabei grösseren Durchmessers,  so dass sich eine einfache     Aussengehäuseform    und  eine äusserst gedrängte Turbinenbauart ergibt.

   Dabei  sind nur die mit höherem Druck arbeitenden Stufen  3, 4 der     Einteiligkeit    des Gehäuses 1 wegen schwerer  zugänglich, während die mit niedrigerem Druck ar  beitenden Stufen 5, 6 im zweiteiligen Aussen  gehäuse 2 gut ein- und ausbaubar sind. Die     Flansch-          losigkeit    des Innengehäuses hat weiter den Vorteil,  dass     eine    ungleichmässige     Erwärmung    des Innen  gehäuses beim Anfahren und damit verbundene  Wärmespannungen und     Deformierungen    vermieden  werden.  



  Das einteilige Innengehäuse 1 ist auf der Dampf  eintrittsseite durch eine die Turbinenwelle 8 um  schliessende Stopfbüchse 7 gegen den das Innen  gehäuse umgebenden Raum abgeschlossen. Mehrere       Durchführungsstutzen    9 führen den unter hohem  Druck stehenden Frischdampf unmittelbar zum Inne  ren des Innengehäuses 1. In dem zwischen diesem  und dem Aussengehäuse 2 freibleibenden Raum 10  befindet sich das unter geringerem Druck stehende,  von den Stufen 3, 4 nach den Stufen 5, 6 strömende  Arbeitsmittel.  



  Das zweiteilige Aussengehäuse 2 steht also durch  wegs unter einem diesen geringeren Druck nicht  übersteigenden Druck. Das     einteilige    Innengehäuse 1  ist durch die     Druckdifferenz    zwischen dem im Raum  10 strömenden Dampf niedrigerer Spannung und  dem hochgespannten Frischdampf belastet, der im  Raume 11 zwischen der     Innengehäusewand    und dem       Leitschaufelpaket    4 stagniert.     Obwohl    der der Tur-           bine    zugeführte Dampf unter höchstem Druck steht,  sind also durch die geschilderte Ausbildung     Innen-          und    Aussengehäuse nur niedriger Druckbelastung  ausgesetzt.

   Dabei lassen sich durch     Ändern    des  Verhältnisses der Stufenanzahl des Innengehäuses 1  zu der des Aussengehäuses 2 die Druckbelastungen  der beiden Gehäuse, beispielsweise auch unter Be  rücksichtigung der. Temperaturen der Gehäuse, auf  einander abstimmen.  



  Der Frischdampf tritt in der Mitte des Aussen  gehäuses 2 ein, fliesst durch die Stufen 3, 4 im ein  teiligen Innengehäuse 1 und dann in entgegengesetz  ter Richtung aussen am Innengehäuse 1 vorbei und  weiter durch die Stufen 5, 6 im Aussengehäuse 2.  Der entspannte Dampf verlässt die Turbine durch  einen Stutzen 12.  



  An der     Eintritts-Wellenstopfbüchse    7 des Ge  häuses 1 ist eine Ringkammer 13 angeordnet. Diese  Kammer 13 ist mit einer Stufe des Turbinenteiles 5,  6 über Leitungen 14 verbunden, damit kein Frisch  dampf aus dem Innenraum des Innengehäuses 1  in den Raum 10 ausströmen kann.  



  Die Leiträder 6 sind zu Paketen zusammen  gefasst, die in das zweiteilige Aussengehäuse 2     ein-          gesetzt    sind. Die Leiträder könnten aber auch ein  zeln unmittelbar in das Gehäuse 2 eingesetzt sein.  Weiter könnten sie in einen im zweiteiligen Aussen  gehäuse 2 gelagerten, ebenfalls zweiteiligen     Leit-          radträger    eingesetzt werden.  



  Das Innengehäuse kann auch so angeordnet wer  den, dass alle Stufen der Turbine vom Arbeitsmittel  axial in der gleichen Richtung durchströmt werden.  



  In diesem Fall ist eine     Stopfbüchsabsaugung    ent  sprechend der Ringkammer 13 und Leitung 14 des  in der Zeichnung dargestellten     Ausführungsbeispieles     besonders     vorteilhaft.    Durch sie wird hier bewirkt,  dass in dem das Innengehäuse umgebenden Raum  nicht heisser Frischdampf, sondern in den Stufen  des Innengehäuses entspannter, kühlerer Dampf  strömt.  



  Im Raume 11     undloder    im Raume 10 bzw. den  diesen Räumen entsprechenden Räumen der Aus  führungsform     mit    gleichgerichteter     Arbeitsmittelströ-          mung    können     Isolierungen    eingebaut werden.  



  Die     Isolierungen    können beispielsweise einen  den zu isolierenden Teil     umschliessenden    Zwischen  mantel aufweisen, zwischen dem und dem genannten  Teil sich stagnierender Dampf befindet.  



  Innerhalb des Zwischenmantels oder innerhalb  eines um den zu kühlenden Teil angebrachten Rohr  systems kann aber auch Dampf niederer Tempera  tur als Kühlmittel strömen. Die     Kühlmittelkanäle     können dann während der     Anfahrperiode    der Tur  bine zum Heizen des betreffenden Gehäuses mit  Dampf beschickt werden.  



  Das einteilige Innengehäuse 1 ist im zweiteiligen  Aussengehäuse 2 auf Höhe der     Wellenmitte    abge  stützt. Zur Abstützung werden     vorteilhafterweise          Stützflächen    angeordnet, die in Ebenen     liegen,    in  denen praktisch auch die Turbinenachse liegt.    Diese Ebenen können unter Umständen auch  schräg im Raume liegen, wobei die     Abstützflächen     dann unter oder über der Wellenmitte liegen.  



  Zur Fixierung des Innengehäuses 1 im Aussen  gehäuse 2 werden     zweckmässigerweise    entsprechende       ineinandergreifende    Vorsprünge der beiden Gehäuse  vorgesehen.  



  Für die Fixierung in axialer Richtung werden  diese Vorsprünge     vorteilhafterweise    in der Ebene  der Durchführungsstutzen 9 für den Frischdampf  eintritt angeordnet. An den Stellen, wo die Durch  führungsstutzen liegen, sind dabei die genannten  Vorsprünge unterbrochen.  



  Die Aufhängung des Innengehäuses im Aussen  gehäuse kann auch mittels radialer     Bolzen    15 er  folgen, wie es in     Fig.    1 für den Austrittsteil des  Innengehäuses 1 gezeigt ist. Die     Bolzen    greifen  hier in am Innengehäuse 1 befindliche axiale Keil  bahnen ein. Entsprechende Bolzen im Eintrittsteil  des Innengehäuses würden dagegen in fest mit dem  Innengehäuse verbundene Bohrungen eingreifen müs  sen, um das Innengehäuse axial zu fixieren.  



  Die gegenseitigen Berührungsflächen der genann  ten Vorsprünge werden     vorteilhafterweise    als Flächen  von     Kegeln    ausgebildet, deren Spitzen mindestens  angenähert in der Turbinenachse liegen.  



  Um eine dichte Verbindung sicherzustellen, sind  die Durchführungsstutzen 9 mit dem einteiligen  Innengehäuse 1 verschweisst.  



  Die     Regulierventilgehäuse    16 sind unmittelbar  mit den Durchführungsstutzen 9 verbunden, und  zwischen diesen und dem zweiteiligen Aussengehäuse  2 sind Stopfbüchsen 17 vorgesehen.  



  In entsprechender Weise wie bei der beschriebe  nen Dampfturbine lässt sich die Erfindung auch auf  Gasturbinen anwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dampf- oder Gasturbine für hohe Drücke und hohe Temperaturen, mit einteiligem Innengehäuse und zweiteiligem Aussengehäuse, dadurch gekenn zeichnet, dass ein oder mehrere mit höherem Druck arbeitende Turbinenstufen (3, 4) im einteiligen Innengehäuse- (1) eingebaut sind, während weitere, mit geringerem Druck arbeitende Stufen (5, 6) im zweiteiligen Aussengehäuse (2) eingebaut sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Innen gehäuse (1) auf der Arbeitsmitteleintrittsseite durch eine die Turbinenwelle (8) umschliessende Stopf büchse (7) gegen den das Innengehäuse (1) umge benden Raum abgeschlossen ist und ein oder meh rere Durchführungsstutzen (9) vorhanden sind, die das unter hohem Druck stehende frische Arbeits mittel unmittelbar zum Inneren des Innengehäuses (1) führen, während sich im freibleibenden Raum (10) zwischen Innen- (1) und Aussengehäuse (2) unter geringerem Druck stehendes Arbeitsmittel be findet. 2.

   Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels im einteiligen Innengehäuse (1) axial entgegengesetzt gerichtet ist gegenüber der Strömungsrichtung der im zweiteiligen Aussengehäuse (2) eingebauten Stufen (5, 6). 3. Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels im einteiligen Innengehäuse axial gleichgerichtet ist wie die Strömungsrichtung der im zweiteiligen Aussengehäuse eingebauten Stufen. 4.

   Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eintritts-Wellen- stopfbüchse (7) des einteiligen Innengehäuses (1) eine Ringkammer (13) angeordnet ist, die mit einer Stufe des im zweiteiligen Aussengehäuse (2) einge bauten Turbinenteiles (5, 6) verbunden ist. 5. Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Innen gehäuse von einem Zwischenmantel umschlossen ist, zwischen dem und dem Innengehäuse sich als Wärmeisolierung stagnierendes Arbeitsmittel be findet. 6.

   Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im einteiligen Innen gehäuse (1) zwischen einem Leitradträger bzw. einem Leiträderpaket (4) und der Innengehäusewand ein sich mit stagnierendem Arbeitsmittel füllender Raum (11) frei gelassen ist. 7. Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Innen gehäuse von einem Rohrsystem umgeben ist, das von Arbeitsmittel niedrigerer Temperatur als das der Turbine zugeführte Arbeitsmittel durchströmt ist. B.

   Dampf- oder Gasturbine nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem während der Anfahrperiode der Turbine zum Heizen des einteiligen Innengehäuses mit Arbeitsmittel be- schickbar ist. 9. Dampf- oder Gasturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiträder der im zweiteiligen Aussengehäuse eingebauten Stufen in einen im Aussengehäuse gelagerten zweiteiligen Leit- radträger eingesetzt sind. 10.

   Dampf- oder Gasturbine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixie rung des einteiligen Innengehäuses im zweiteiligen Aussengehäuse entsprechende ineinandergreifende Vorsprünge des Innen- und Aussengehäuses vorge sehen sind. 11. Dampf- oder Gasturbine nach Unter anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor sprünge gegenseitige Berührungsflächen aufweisen, die als Flächen von Kegeln ausgebildet sind, deren Spitzen mindestens angenähert in der Turbinenachse liegen.