Dampf- oder Gasturbine. Die Erfindung betrifft eine Dampf- oder Gasturbine, die mit Zwischenüberhitzung arbeitet und bei der die Entspannung des Arbeitsmittels vor der Zwischenüberhitzung und mindestens zum Teil auch nach der Zwischenüberhitzung in demselben .Gehäuse erfolgt.
Dampfturbinen dieser Art sind schon in der in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung ver anschaulichten Weise gebaut worden. Bei dieser Anordnung sind der Eintrittsstutzen 1 für den in eine erste Druckstufengruppe 2 gelangenden Frischdampf und der Eintritts stutzen 3 für den aus dem Zwischenüberhitzer 5 in die hinter demselben gelegene Druck stufengruppe 4 gelangenden Arbeitsmittel- Strom gegen die Mitte des Turbinengehäuses 6 hin angeordnet.
Die im wesentlichen axiale Strömung in den beiden Gruppen von Druck stufen 2 und 4 erfolgt von der Mitte nach den beiden Enden des Gehäuses 6 hin, wobei das Arbeitsmittel, das die Druckstufengruppe 2 durchströmt hat, durch einen Stutzen 7 aus dem Gehäuse austritt, um anschliessend durch eine Leitung 8 in den Zwischenüberhitzer 5 zu gelangen. Der Arbeitsmittelstrom, - der die Druckstufengruppe 4 durchströmt hat, tritt durch einen am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 6 befindlichen Stutzen 9 aus.
Die beschriebene Anordnung bietet den Vorteil, dass an den beiden Enden des Ge häuses 6, also in der Nähe der Traglager 10 und 11 für die Turbinenwelle 12, mit nur verhältnismässig tiefen Arbeitsmitteltempera- turen zu rechnen ist. Ausserdem lassen sich Stopfbüchsen, die dem Druckunterschied zwi schen Frischdampfdruck und Umgebungs druck ausgesetzt sind, vermeiden. Dagegen bringt diese Anordnung verschiedene Nach teile mit sich.
So machen sich einmal beim Anwärmen der Turbine und beim Auftreten von Laständerungen Temperaturunterschiede vorwiegend in der Längsmitte des Gehäuses geltend, das heisst in grösster Entfernung von den Lagern 10, 11 und von den Aüfstütz- flächen des Gehäuses 6.
Folglich besteht die Gefahr, dass sich das Gehäuse 6 unter dem Einfluss solcher Temperaturdifferenzen ver biegt, was seinerseits zu einem Streifen des Läufers an den Dichtungs-Labyrinthen in der Mitte des Turbinengehäuses führen kann, also gerade an der Stelle, an der die Frischdampf erhaltende Druckstufe gegen die Druckstufe, in die der Dampf aus dem Zwischenüberhitzer zuerst gelangt, abzudichten ist.
Wegen des beträchtlichen Lagerabstandes ergibt sich fer ner, mit Rücksicht auf die kritische Drehzahl, in der Mitte der Turbinenwelle ein verhält nismässig grosser Durchmesser, was insofern nachteilig ist, als dort die Stopfbüchse vorzu sehen ist, welche zwischen den oben erwähn ten zwei Drücken abzudichten hat.
Um diese Nachteile zu vermeiden,. ist bei einer Dampf- oder Gasturbine gemäss der Er findung der Eintrittsstutzen für das Arbeits mittel, das in einer ersten, vor dem Zwischen- überhitzer gelegenen Druckstufengruppe ent spannt wird, am einen Ende des Turbinen- gehäuses und der Eintrittsstutzen für das Arbeitsmittel, das in einer zweiten, nach dem Zwischenüberhitzer gelegenen Druckstufen gruppe entspannt wird, am andern Ende dieses Gehäuses vorgesehen.
Ferner sind die Austrittsstutzen für die betreffenden zwei Arbeitsmittelströme zwischen den zwei Druck stufengruppen angeordnet.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Turbine ist in Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung zum Teil in einem axialen Längs schnitt und zum Teil in Ansicht gezeichnet.
In der Fig. 2 bezeichnet 20 eine erste Gruppe von fünf Druckstufen und 21 eine zweite Gruppe von vier Druckstufen einer Dampfturbine. Der Druckstufengruppe 20 strömt Frischdampf hoher Temperatur durch einen Stutzen 22 zti. Nachdem dieses Arbeits mittel die Gruppe 20 in im wesentlichen axialer Richtung durchströmt hat, verlässt es die Turbine durch einen Stutzen 23, um an schliessend durch eine Leitung 24 in einen Zwisehenüberhitzer 25 zu gelangen.
Das in letzterem wieder auf höhere Temperatur ge brachte Arbeitsmittel gelangt durch eine Lei tung 26 und einen Stutzen 27 in die zweite Druckstufengrüppe 21, um schliesslich, nach dem es diese Gruppe ebenfalls im wesentlichen in axialer Richtung durchströmt hat, durch einen Stutzen 28 aus der Turbine abzuströ men. Den Stutzen 23 und 28 ist eine Wand 29 gemeinsam. Bezogen auf die durch die Pfeile A angedeutete Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ist somit die Druckstufen gruppe 20 vor und die Druckstufengruppe 21 nach dem Zwischenüberhitzer 25 gelegen.
Ferner ist der Stutzen 22, durch den Frisch dampf der Druckstufengruppe 20 zuströmt, am einen Ende des Turbinengehäuses 30 und der Stutzen 27, durch den das im Zwischen- überhitzer 25 erhitzte Arbeitsmittel der Gruppe 21 zuströmt; am andern Ende des Gehäuses 30 angeordnet. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass 31 und 32 zwei zu beiden Seiten des Gehäuses 30 angeordnete Traglager für die Turbinenwelle 33 bezeich nen.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 strömen der Frischdampf und das vom Zwischenüber- hitzer 25 kommende Arbeitsmittel je am einen Ende des Gehäuses 30 in die Turbine, wäh rend die in den Druckstufengruppen 20 und 21 entspannten, also verhältnismässig kalten Teile des Arbeitsmittels in der Gegend de- Längsmitte des Gehäuses 30 aus der Turbine austreten. In dieser Gegend herrschen somit verhältnismässig tiefe Temperaturen, so dass die Gefahr von Gehäusedeformationen zwi schen den zwei Lagern 31 und 32 gering ist.
Da die Welle 33 an der Stelle, wo sie durch die Hochdruckstopfbüchse 34 abzudichten ist, einen verhältnismässig kleinen Durchmesser aufweist, bleiben die Leckverhiste selbst auf der Hochdruckseite der Turbine klein. Auch treten in dieser Hochdriickstopfbüchse 34 ge ringere Umfangsgeschwindigkeiten auf als bei einer Anordnung nach Fig. 1, was, ohne Ver minderung der Betriebssicherheit, kleinere Spiele in dieser Stopfbüchse vorzusehen und zusammenhängend damit die Leckverluste zu vermindern gestattet.
Eine solche Spielver minderung ist auch möglich, weil sich die Hochdruckstopfbüchse 34 am einen Wellen ende direkt neben dem Lager 31 befindet, wo bei allfälligen Biegungssehwingungen des Rotors die Ausschläge wesentlich kleiner sind als in der Mitte der Welle. Ein weiterer Vor teil einer solchen Ausführung besteht darin, dass eine durch hohe Temperaturen des Arbeitsmittels bedingte Abnahme des. Elastizi- tätsmoduls nur an den beiden Enden der Turbinenwelle eintritt, so dass durch diese Erscheinung die kritische Drehzahl weniger beeinflusst wird als z. B. bei einer Bauart, wie sie in Fig. 1. gezeigt ist.
Der durch den Stutzen 28 strömende Dampf kann in nicht gezeichneten Druck stufen eine weitere Entspannung erfahren, oder er kann in eine Wärmeverbrauchsstelle, einen Kondensator und dergleichen gelangen.
Ist in Verbindung mit der Turbinenwelle ein Spurlager vorzusehen, so wird dieses zweckmässig .auf der Seite des Turbinenge häuses angeordnet, auf der sich der Eintritts stutzen für das der ersten Druckstufengruppe 20 zuströmende Arbeitsmittel befindet, weil sich dann bei rascherer Wärmedehnung des Rotors während der Anfahrperiode die an sich kleinen axialen Spiele auf der Eintritts seite der Laufschaufelung dieser Druck stufengruppe vergrössern, was zur Erhöhung der Betriebssicherheit beiträgt.
Allerdings werden dann gleichzeitig die entsprechenden Axialspiele der Stufengruppe 21 verkleinert, was jedoch nicht von wesentlichem Belange ist, weil die Länge der Schaufelung in dieser Druckstufengruppe bereits beträchtlich ist, so <B>da ss</B> sich bei der Auslegung der Turbine für diese Gruppe, ohne wesentliche Wirkungsgrad einbusse, grössere Axialspiele vorsehen lassen. Diese Spiele können infolgedessen während der Inbetriebsetzung ohne Gefahr eine Ver minderung erfahren.
Die Erfindung lässt sieh sinngemäss auch in dem Falle anwenden, wo das in der Tur bine zu entspannende Arbeitsmittel nicht dampf-, sondern gasförmig ist.