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Teilfugenverbindung für kurzbauende, kombinierte Ausgleichskolben- und Wellendichtungsgehäuse für Dampfturbinen - Dokument DE19616238C1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19616238C1 21.08.1997
Titel Teilfugenverbindung für kurzbauende, kombinierte Ausgleichskolben- und Wellendichtungsgehäuse für Dampfturbinen
Anmelder ABB Kraftwerke Berlin GmbH, 13158 Berlin, DE
Erfinder Birke, Werner, Dr.-Ing., 13086 Berlin, DE;
Wenzel, Helmut, Dipl.-Ing., 13156 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 15.04.1996
DE-Aktenzeichen 19616238
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.08.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.08.1997
IPC-Hauptklasse F01D 3/04
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft die Ertüchtigung von Durchströmteilen einflutiger Kondensationsturbinen oder Teilturbinen mehrgehäusiger Ausführung mit Komponenten der Überdruckbauweise.
Mit neuen speziellen Verbindungselementen wird die Teilfugendichtheit des kombinierten Ausgleichkolben- und Wellendichtungsgehäuses gewährleistet, da eine Lösung mittels üblicher Flansch-Schrauben-Verbindung maschinenbedingt nicht möglich ist.
Als Verbindungselemente dienen ungeteilte Keilspannringe (7, 8 und 9) und der geteilte Doppelkegel-Spannring (11), die mittels den Verbindungsschrauben (10) mit dem Gehäuse bzw. miteinander verspannt werden und nach dem Anziehen das Gehäuse dampf- und vakuumdicht abschließen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Ertüchtigung von Durchströmteilen einflutiger Kondensationsturbinen oder Teilturbinen mehrgehäusiger Ausführung mit Komponenten der Überdruckbauweise zur Erhöhung der Effizienz älterer Gleichdruckturbinen.

Bei Überdruckturbinen tritt durch den Dampfdruck auf die Schaufeln und die Stirnseiten der Trommelabsätze eine in Richtung der Längsachse wirkende Kraft auf. Diese Kraft muß durch geeignete Maßnahmen z. B. Ausgleich- oder Entlastungskolben, ausgeglichen werden, da sie vom Drucklager nicht aufgenommen werden kann.

Funktionsbedingt ist dieser Kolben üblicherweise hochdruckseitig entgegen der Hauptströmungsrichtung angeordnet.

Im Sonderfall muß bei Ertüchtigungen älterer Maschinen mit Überdruckläufern und unveränderten Außengehäusen aus Platzgründen ein zusätzlicher Ausgleichkolben in den Bereich der Niederdruck-Wellendichtung integriert werden. Konzeptionsbedingt erfordern äußerst beengte Platzverhältnisse eine etagenartige Überlagerung der Ausgleichkolben- und Wellendichtung.

Auf Grund dieser Anordnung können sich anlagentechnisch konstruktive und montagetechnologische Probleme bei der Sicherung der notwendigen Dichtheit der horizontal geteilten Ausgleichkolbenstopfbuchse ergeben, da eine sonst bei Stopfbuchsen übliche Flansch-Schrauben-Verbindung nicht realisierbar ist.

Zur Gewährleistung einer thermisch flexiblen Konstruktion ist eine rotationssymmetrische Gestaltung einer flanschlosen Teilfugenverbindung von horizontal geteilten, hochbelasteten Hochdruck-Turbineninnengehäusen bekannt, die durch Schrumpfringe zusammengehalten werden. Die Montage der vorgewärmten Ringe auf das Innengehäuse erfolgt dort fertigungstechnologisch relativ einfach von den Stirnseiten der Baugruppe her. Diese bewährte Lösung ist für Turbinenkomponenten mit übereinander angeordneten Dichtungspartien nicht anwendbar.

Ziel der Erfindung ist es, die Teilfugendichtheit und damit die Funktionssicherheit des Gehäuses mit speziellen neuen Verbindungselementen zu gewährleisten, da eine Konstruktion- und Montagelösung mittels üblicher Flansch-Schrauben-Verbindung maschinenbedingt nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilfugenverbindung zu schaffen, bei der die als Zielstellung notwendige Dichtheit der Teilfuge des Gehäuses montagegerecht möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gehäusehälften mit ungeteilten Keilspannringen, die mittels an der lagerseitigen Stirnfläche des Gehäuses angeordneten Schrauben angezogen werden, eine Verspannung der Gehäuseteilfuge bewirken.

Die Keilspannringe werden vor dem Einlegen des Läufers in das Gehäuse vorübergehend an der Stirnfläche desselben gelagert. Die Montage des Stopfbuchse erfolgt koaxial zu den Dichtflächen des Ausgleichkolbens des Läufers über Teilfuge und durch Einschwenken des Gehäuseunterteils. Die Aufhängung und Führung des Gehäuses wird über im Unterteil angeordnete Spezialpratzen und eine mittig angeordnete Paßfeder gesichert.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 den Schnitt durch einen Ausgleichkolben mit kombinierter Ausgleichkolben- und Wellendichtung im Niederdruckteil einer Turbine.

Die dargestellte Lösungskonzeption für die Ertüchtigung der Niederdruckflut einer Mitteldruck-Teilturbine größerer Leistung mit dem alten Niederdruckgehäuse 1, dem Einbaulagergehäuse 2 und der Lagerschale 3 sowie der neuen Läuferkomponente 4 in Überdruckbauart zeigt den integrierten Ausgleichkolben 5, das Gehäuse 6 mit der Unterhälfte 6a und Oberhälfte 6b.

Die ungeteilten Keilspannringe 7, 8 und 9 sind nach dem Verspannen mittels Verbindungsschrauben 10 dargestellt. Die strichpunktierte Lage zeigt die Ringe vor der Montage. Der Doppelkegel-Spannring 11 ist aus Montagegründen mit Teilfuge in Vertikalebene geteilt und mit dem ungeteilten Keilspannring 9 mittels Verbindungsschrauben 10 verspannt. Der exzentrisch angeordnete Zylinderstift 12 in den Keilspannringen fixiert ihre Montagelage in den Läuferaufnahmen vor dem Verspannen des Gehäuses.

Die Dichtungen sind in Durchblickbauweise mit bekannten, radial federnden Ringsegmenten 13 ausgeführt, um schädliche Folgen beim eventuellen Anstreifen zu verhindern.

Zur Aufnahme des Reaktionsschubes ist die Wand 14 an der Verbindungsstelle des Gehäuses 6 mit dem Niederdruckgehäuse 1 konstruktiv versteift.

Nach der Endmontage des Gehäuses 6 und Aufsetzen des ND-Oberteiles 1 werden beide Komponenten mit den Schrauben 15 vakuumdicht verbunden.

Kanäle der Zu- und Abführung des Sperrdampfes sowie Dichtungselemente sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Bezugszeichenliste

1 Niederdruckgehäuse

2 Einbaulagergehäuse

3 Lagerschale

4 neue Läuferkomponente

5 integrierter Ausgleichkolben

6 Gehäuse (bestehend aus Unterhälfte 6a und Oberhälfte 6b, nicht dargestellt)

7, 8, 9 ungeteilte Keilspannringe

10 Verbindungsschraube

11 geteilter Doppelkegel-Spannring

12 Zylinderstift

13 federnde Ringsegmente

14 Wand


Anspruch[de]
  1. 1. Teilfugenverbindung für Wellendichtungen zur Ertüchtigung von Dampfturbinen mit Läuferkomponenten der Reaktionsbauart, gekennzeichnet dadurch, daß die rotationssymmetrischen Gehäusehälften der kurzbauenden, kombinierten Ausgleichkolben- und Wellendichtung mit den radial federnden Ringsegmenten (13) durch die ungeteilten Keilspannringe (7), (8) und (9) und den geteilten Doppelkegel-Spannring (11) nach Anzug der Verbindungsschrauben (10) dampf- und vakuumdicht verspannt werden.
  2. 2. Teilfugenverbindung für Wellendichtungen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der ungeteilten Keilspannringe und der geteilten Doppelkegel-Spannringe variiert werden kann.






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