CH619507A5

CH619507A5 -

Info

Publication number: CH619507A5
Application number: CH348377A
Authority: CH
Inventors: Andrew Dipl Ing Woodger
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-03-21
Publication date: 1980-09-30
Also published as: FR2385031B1; DE2717617A1; US4204804A; DE7712485U1; FR2385031A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstützung einer Turbogruppe, bestehend aus einer Helium-Hochtemperatur-Turbine mit einem Verdichter und einem Generator, wobei die Turbogruppe in einem vorgespannten Druckbehälter angeordnet ist, welcher auf einem Fundament abgestützt ist.

Bei den heute bekannten Kraftwerkskonzepten, insbesondere bei Anlagen mit Hochtemperatur-Helium-Turbomaschinen, sind in einem Spannbetonbehälter der Reaktorkern, die Wärmetauscher und darunter eine oder mehrere Turbinen in horizontalen Stollen untergebracht. Dabei ist die Anlage der Turbinen auf verschiedene Arten möglich, beispielsweise können diese sternförmig, achsparallel zueinander oder hintereinander angeordnet sein. Bei allen diesen Anordnungen sind die Komponenten des Hauptkreislaufes in einem Spannbetonbehälter integriert.

Bei diesen bekannten Anlagen werden die Turbomaschinen zum Aus- und Einbau fertig montiert auf Spezialfahrwerken in den Spannbetonbehälter-Stollen eingeschoben. Diese Fahrwerke werden auf Schienen bewegt, welche am unteren Teil des Stollens eingebaut sind. Beispielsweise wird die Turbomaschine so angeordnet, dass der Gaseintritt zur Turbine nahe am Reaktoraustritt liegt. Nach dem Einbau der Turbine wird der Stollen durch einen Spannbetonstopfen druckfest abgedichtet. Das Turbinengehäuse, welches aus Ober- und Unterteil besteht, ist in mehreren Ebenen koaxial im Betongehäuse abgestützt.

Dadurch ergeben sich verschiedene Nachteile, welche zum Teil darin bestehen, dass durch die Vorspannung am Umfang, sowie durch in vertikaler Richtung angeordnete Spannkabel, der Spannbetonbehälter plastisch verformt wird. Dadurch erfährt die Achse des Maschinenstollens in den meisten Fällen eine Durchbiegung. Die Turbomaschine selbst kann erst nach dem Vorspannen des Spannbetonbehälters ausgerichtet werden. Die auftretenden Deformationen des Spannbetonbehälters während der Betriebszeit, welche durch Betriebseinflüsse, wie Druck und Temperatur des Arbeitskreislauf es verursacht werden, sind schwer im voraus zu ermitteln. Diese Deformationen gehen jedoch beim Abstellen, d. h. bei Druck- und Temperaturentlastung wieder in den Ursprungszustand zurück.

Allerdings überlagert sich nach längerer Betriebszeit eine zusätzliche bleibende Deformation, welche durch das Relaxieren des Spannbetonbehälters verursacht wird, deren Grösse nicht vorausberechenbar ist.

Weiterhin ist von Nachteil, dass der Maschinenstollen nicht in der neutralen Zone des generell aufrechtstehenden Spannbetonbehälters, welcher den Reaktor aufnimmt, angeordnet werden kann. In diesem Falle wäre eine Deformation der Horizontalachse des Maschinenstollens nicht zu befürchten. Da jedoch dieser Raum vom integrierten Kernreaktor beansprucht wird, lässt sich eine derartige Anordnung nicht realisieren. Durch eine Anordnung des Maschinenstollens unter der Reaktorkaverne im unteren Teil des Spannbetonbehälters, und zwar in horizontaler Richtung und senkrecht zur Behälterlängsachse, ergibt sich eine periphere Lage des Maschinenstollens im unteren Teil des Spannbetonbehälters, weshalb mit einer Durchbiegung der Stollenachse gerechnet werden muss. Wenn nun die Turbomaschine im Maschinenstollen direkt abgestützt ist, biegt sich diese im Betrieb gemeinsam mit dem Stollen durch. Zusätzlich dazu verändert sich die Achslage des Generators zum übrigen Wellenstrang der Turbomaschine infolge der Spannbetonbehälter-Deformation ebenfalls. Diese Bewegungen verursachen sowohl im Gehäuse der Turbomaschine wie auch im gesamten Wellenstrang eine Deformation, woraus eine zusätzliche Belastung der Wellenlager eintritt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abstützung zu schaffen, welche die vorstehend aufgeführten Nachteile nicht aufweist und bei welcher jede Art von Deformationen von der Turbomaschine und vom Generator ferngehalten werden kann, und bei welcher die Turbogruppe auf einfache Weise montiert und bei eventuellen Reparaturen durch Fernbedienung gefahrlos und einfach instandgestellt werden kann.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Fundament und der Turbogruppe höhenverstellbare und in Axialrichtung bewegliche, den Druckbehälter gasdicht durchdringende Tragelemente mit Fixierungen zur Aufnahme von Vertikal- und Tangentialbewe-gungen unabhängig von Deformationen des Druckbehälters angeordnet sind.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn an den Tragelementen Pratzen angreifen, die an den Längsseiten der Turbogruppe angeordnet sind.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung ist darin zu erblicken, dass der Turbosatz und der Druckbehälter unabhängig voneinander am Fundament abgestützt sind, wobei im Druckbehälter auftretende Deformationen nicht auf die Turbogruppe übertragen werden, da die Turbogruppe durch die höhenverstellbaren und in Axialrichtung beweglichen Stützen unabhängig von der Achslage des Druckbehälters ausgerichtet werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tragelemente hydraulisch, mechanisch, oder mechanisch-hydraulisch höhenverstellbar ausgebildet sind.

Weiterhin ist es zweckmässig, wenn zwischen dem Druckbehälter und den Tragelementen Abdichtungen angeordnet sind.

Durch die Anordnung von Abdichtungen wird sichergestellt, dass kein radioaktiv verunreinigtes Helium aus dem Innenraum des Druckbehälters, in welchem die Turbogruppe angeordnet ist, nach aussen dringen kann, und andererseits das Eindringen von Luft in die Heliumatmosphäre des Druckbe-hälter-Innenraumes vermieden wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Turbinenanordnung in einem Druckbehälter,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht eines Oberteils eines Tragelementes mit Fixierung.

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Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein Druckbehälter, vorzugsweise Spannbetonbehälter, bezeichnet, in welchem ein Maschinenstollen 2 angeordnet ist, und an dessen einem Ende der Maschinenstollen 2 eine Einschuböffnung 3 aufweist, welche durch einen Betondeckel 4 druckdicht abgeschlossen werden s kann. An dem der Einschuböffnung 3 gegenüberliegenden Ende ist eine Durchführung 5 mit Dichtungen 6 für eine Welle 7 vorgesehen. Der Druckbehälter 1 ist über Stützen 8 auf einem Fundament 9 befestigt. Dabei sind die Stützen 8 so ausgelegt, dass zwischen dem Druckbehälter 1 und der Stützeno- io berfläche eine (nicht dargestellte) Gleitschicht aufgebracht ist, welche Axialverschiebungen des Druckbehälters ermöglicht. Im Maschinenstollen 2 ist eine Turbogruppe 10, welche aus mindestens einer Verdichter- und Turbinenstufe besteht, auf Tragelementen 11, auf welche sich Pratzen 12 an den Längs- is seiten der Turbogruppe 10 abstützen, gelagert. Die Turbogruppe 10 ist über die Welle 7 mit einem Generator 13 verbunden, wobei der Generator 13 entweder teilweise im Druckbehälter oder vollständig ausserhalb des Druckbehälters angeordnet sein kann. 20

Die Tragelemente 11 sind am Fundament 9 fixiert und in vertikaler Richtung höhenverstellbar ausgebidet, d.h. sie können in bekannter Weise entweder hydraulisch, mechanisch oder mechanisch-hydraulisch auf die entsprechende Höhe eingestellt werden. Die Relativverschiebung zwischen der 2s Turbogruppe 10 und dem Druckbehälter 1 bewirkt ein Gleiten der Pratzen 12 in den Aufnahmen 16 (Fig. 3) der Tragelemente 11. Zwischen den Tragelementen 11 und dem Druckbehälter 1 sind Abdichtungen 15, beispielsweise Stopfbüchsen oder Balgen, angeordnet. 30

In der Fig. 2, welche einen Querschnitt durch den Druckbehälter entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1 darstellt, sind gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 1.

Das in der Fig. 3 gezeigte Oberteil eines Tragelementes 11 35 weist eine Aufnahme 16 für die Pratzen 12, sowie eine Fixierung 17 auf, welche mit Schrauben 18 am Oberteil des Tragelementes 11 befestigt ist. Die Fixierung 17 wird vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mittels Fernbedienung über die Pratzen 12 gelegt und die Schrauben 18 ebenfalls fernbedient angezo- 40 gen werden können.

Die Wirkungsweise der erfinderungsgemässen Abstützung ist folgende:

Die Turbogruppe 10 wird durch die geöffnete Einschuböffnung 3 in den Maschinenstollen 2 eingeschoben, d.h. vorzugsweise auf (nicht dargestellten) Schienen, bis sie die Endlage erreicht hat. Die Turbogruppe 10 wird dann soweit angehoben, bis sie die genaue Achslage erreicht hat, dann werden die Pratzen 12 ausgefahren und die Tragelemente 11 soweit angehoben, bis die Pratzen 12 in den Aufnahmen 16 aufliegen. Danach werden über eine Fernsteuerung die Fixierungen 17 über die Pratzen 12 gelegt und mittels der Schrauben 18 mit den Tragelementen 11 verbunden. Nach Schliessen des Betondeckels 4 ist der Maschinenstollen 2 von der Aussenatmo-sphäre hermetisch abgeschlossen.

Da die Tragelemente 11 am Fundament 9 fixiert und in vertikaler Richtung einstellbar sind und weiterhin jedes Tragelement 11 zwei Gelenke 14 aufweist, kann die horizontale Relativbewegung zwischen dem Druckbehälter 1 und dem Fundament 9 kompensiert werden. Auch kann eine eventuell auftretende Deformation des Fundamentes 9 durch Neueinstellung der Tragelemente 11 bei einer Revision der Turbogruppe ausgeglichen werden. Die Längenänderungen der Tragelemente 11 sind abhängig von der Belastung, vom Druck im Stollen und von der Temperatur der Tragelemente 11. Da es sich hierbei um bekannte physikalische Grössen handelt, können diese bereits bei der Dimensionierung der Tragelemente 11 berücksichtigt werden. Die Ausbildung der Tragelemente 11 ermöglicht eine gleichmässige Längenänderung an allen Stützpunkten. Eine unterschiedliche Belastung der Tragelemente 11 durch das Drehmoment hat keinen Einfluss auf die Achslage der Turbogruppe.

Die erfindungsgemässe Abstützung der Turbogruppe 10 ermöglicht eine einfache Einstellung der genauen Achslage der Turbogruppe im Druckbehälter 1, mit einem geringen Aufwand. Die Deformationen des Druckbehälters 1 können jederzeit von der Turbogruppe 10 ferngehalten werden. Da die Turbogruppe 10 und der Generator 13 dieselbe Abstützbasis aufweisen, ist eine Verbiegung der Welle ausgeschlossen. Da die Turbogruppe 10 über die Tragelemente 11 in vertikaler Richtung festgehalten wird, entfällt eine besondere Aufhängung bzw. Einrichtung für die Abstützung im Maschinenstollen 2. Da das Fundament 9 unveränderlich ausgelegt ist, besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, die Turbogruppe 10 in mehreren Ebenen abzustützen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

619 507 PATENTANSPRÜCHE

1. Abstützung einer Turbogruppe, bestehend aus einer Helium-Hochtemperatur-Turbine mit einem Verdichter und einem Generator, wobei die Turbogruppe in einem vorgespannten Druckbehälter angeordnet ist, welcher auf einem Fundament abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fundament (9) und der Turbogruppe (10) höhenverstellbare und in Axialrichtung bewegliche, den Druckbehälter (1) gasdicht durchdringende Tragelemente (11) mit Fixierungen (17) zur Aufnahme von Vertikal- und Tan-gentialbewegungen unabhängig von Deformationen des Druckbehälters (1) angeordnet sind.

2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Tragelementen (11) Pratzen (12) angreifen, die an den Längsseiten der Turbogruppe (10) angeordnet sind.

3. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (11) hydraulisch höhenverstellbar sind.

4. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (11) mechanisch höhenverstellbar sind.

5. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (11) mechanisch-hydraulisch höhenverstellbar sind.

6. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckbehälter (1) und den Tragelementen (11) Abdichtungen (15) angeordnet sind.