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Diisengehäuse für axial beaufschlagte Dampfturbinen.
Die Erfindung betrifft axiale Dampfturbinen. Dampfturbinen dieser Art, welche mit hoher Überhitzung und hohem Druck arbeiten, werden für gewöhnlich so gebaut, dass die Berührung des Hoohdruck- dampfes mit dem Turbinengehäuse tunlichst vermieden wird, um Deformationen des letzteren hintanzuhalten. Dies geschieht gewöhnlich durch abnehmbare in das Turbinengehäuse eingesetzte Düsengehäuse, in welche der Hochdruckdampf eingeleitet wird, um durch die darin enthaltenen Düsen zum ersten Laufkran zuströmen. Ausser an jenen Stellen, wo die Düsengehäuse durch das Turbinengehäuse reichen, oder an ihm befestigt sind, sind sie, einmal eingesetzt, nicht in Berührung mit letzterem, so dass die Wärme des durch sie strömenden Hochdruekdampfes nicht unmittelbar zum Gehäuse geleitet wird.
Bei einer bisher benutzten Bauart wurden die Düsengehäuse in Öffnungen in der Gehäusestirnwand eingesetzt, die über den vollen Kreisbogen des Einlasses rechten und daher das Gehäuse beträchtlich schächten, wobei überdies der Dampf nur auf etwa der Hälfte des Umfanges des ersten Laufrades eingelassen werden konnte. In solchen Fällen ist bei Turbinen von grosser Leistung die radiale Abmessung der Düsen und der zugehörigen Laufradschaufeln sehr beträchtlich und da die Spielraumverluste des ersten Turbinenrades mit der radialen Länge der Schaufeln und dem Umfang jenes Teiles des Kranzes wachsen, durch welchen kein Dampf strömt, so können diese Verluste ungebührlich hoch werden.
Bei einer andern Bauart werden die Düsengehäuse seitlich durch einen Schlitz im Mantel des Turbinengehäuses eingeschoben ; hiebei ist der Schlitz so gross, dass er das Turbinengehäuse sehr erheblich schwächt. Der Dampfeinlass ist hier auch bloss auf etwa eine Hälfte des Umfanges des Rades beschränkt.
Die Erfindung bezweckt ein Düsengehäuse zu schaffen, welches derart eingerichtet ist, dass die
Notwendigkeit langer und breiter Schlitze im Turbinengehäuse zur Einführung der Düsengehäuse entfällt und dadurch die Festigkeit des Gehäuses erhalten bleibt. Der Bogen für den Dampfeinlass in die Turbine kann gleichfalls beträchtlich vergrössert werden, wodurch bei einer Turbine für eine gegebene Leistung die radiale Länge der Schaufeln verringert werden kann.
Diese Zwecke werden gemäss der Erfindung durch ein Düsengehäuse erreicht, das an einem Ende geschlossen ist und an seiner Dampfeintrittsstelle am Turbinengehäuse befestigt wird. Da die Befestigung- stelle an einem Ende des Düsengehäuses angebracht ist, so kann letzteres in seiner Längsrichtung ange- nähert tangential zu dem Laufkranz in das Turbinengehäuse durch eine verhältnismässig kleine Öffnung an seiner Seite eingesetzt werden.
In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Draufsicht, Fig. 2 ein Aufriss, Fig. 3 eine Endansicht und Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 eines Düsengehäuses. Fig. 5 ist eine Endansicht zum Teilschnitt nach der Linie V-V der Fig. 6 des Hochdruckendes einer Dampfturbine mit Düsengehäusen nach Fig. 1-4, Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.
In Fig. 1-4 besteht das Düsengehäuse aus einem gekrümmten sich gegen ein Ende verjüngenden Rohr, das am engeren Ende 2 geschlossen und am andein Ende mit einem Flansch 3 ausgestattet ist, wodurch es am Turbinengehäuse befestigt werden kann. An einer Seite des Rohres ist eine Anzahl von Öffnungen 4 angebracht, durch welche Dampf aus dem Inneren des Düsengehäuses in die Düsenkanäle 5 strömt, die wie gezeigt, zweckmässig von Leitschaufehl 6 gebildet werden können, welche zwischen zwei Seitenwänden 7, 8 an einer ebenen Fläche 9 des Düsengehäuses befestigt sind. Die Ansätze zu beiden Seiten des Düsengehäuses dienen zu einem später zu beschreibenden Zwecke.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Turbine mit drei Düsengehäusen der in Fig. 1-4 dargestellten Art, wobei zwei derselben in die obere Hälfte des Turbinengehäuses 12 urch Öffnungen 20 und das dritte durch eine Öffnung 20 an der Seite der unteren Hälfte des Turbinengehäuses eingesetzt ist. Die Ränder dieser Öffnungen 20 weisen Auflageflächen auf, an welchen die Flanschen 3 der Düsengehäuse durch Bolzen befestigt sind. Anschläge 14, 15 des Turbinengehäuses verhindern axiale Bewegungen der Düsengehäuse, indem Ansätze 10, 11 der Düsengehäuse in Nuten der Anschläge 14, 15 eingreifen (Fig. 6), was zur Aufnahme des Reaktionsdruekes der Dampfstrahlen durch die Düsengehäuse beiträgt.
Die Düsengehäuse sind mit dem Dampfkasten 16 durch Rohre 17, 18 und 19 verbunden, wobei geeignete Ventile den Dampf zutritt zu den verschiedenen Düsengehäusen regeln.
Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Anordnung gestattet durch Anwendung von bloss drei Düsengehäusen Dampf auf fast dem ganzen Umfang des ersten Schaufelkranzes der Turbine eintreten zu lassen ; es kann aber eine grössere oder kleinere Anzahl von Düsengehäusen verwendet werden. So kann beispielsweise nur ein einziges Düsengehäuse entweder in der oberen oder in der unteren Hälfte der Turbine vorgesehen sein.
Man bemerkt, dass die Öffnungen 20 zum Einsetzen der Düsengehäuse gemäss der Erfindung im Turbinengehäuse verhältnismässig klein sind und daher das letztere bei weitem nicht so schwächen, wie die verhältnismässig langen Schlitze, die bisher zu diesem Zweck verwendet werden mussten.
Obgleich eine vorzugsweise zu verwendende Bauart der Düsengehäuse im Vorstehenden beschrieben und in der Zeichnung veranschaulicht worden ist, ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten baulichen Einzelheiten beschränkt ; diese können, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, abgeändert werden. Das Düsengehäuse kann beispielsweise in manchen Fällen gerade sein, statt, wie gezeichnet, gekrümmt zu sein. Das Düsengehäuse hat nach der Zeichnung einen kreisförmigen Querschnitt ; während dies aus mancherlei Gründen vorteilhaft ist, können die Düsengehäuse in manchen Fällen einen elliptischen oder ändern geeigneten Querschnitt aufweisen.
Bei der vorzugsweise benutzten Konstruktion verjüngen sich die Düsengehäuse ; dies ist aber nicht unbedingt erforderlich, weil die Gehäuse durchwegs im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen können. Man kann auch andere Mittel als die beschriebenen und dargestellten Ansätze an den Düseugehäusen und Anschläge im Turbinengehäuse benützen, um die axiale Bewegung der Düsen gegenüber den Schaufeln zu verhindern ; nur müssen diese Mittel so angeordnet sein, dass sie die Bewegung der Düsengehäuse gegenüber dem Turbinengehäuse infolge der Ausdehnungsunterschiede gestatten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Düsengehäuse für axial beaufschlagte Dampfturbinen, das an der Stirnwand des Turbinengehäuses hinläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das an einem Ende (2) geschlossene Düsengehäuse (1)
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gehäuse in der Längsrichtung nach einem zur Turbinenachse konzentrischen Kreis gekrümmt ist.