Dichtung für eine Strömungsmaschine

Abstract

 Es wird eine Strömungsmaschine (1,2) mit einer Dichtung (15) zum Abdichten eines Spaltes zwischen der drehbar gelagerten Welle und des Gehäuses vorgestellt, wobei für die Dichtung (15) Sperrdampf benötigt wird, der aus dem Frischdampf abgezweigt wird, wobei der Frischdampf-Einströmkanal (16) eine Abzweigung (18) umfasst.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, umfassend ein Gehäuse und eine innerhalb des Gehäuses drehbar gelagerte Welle, weiter umfassend einen Frischdampf-Einströmkanal und zumindest eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Dichtung.

[0002] Unter der Sammelbezeichnung Strömungsmaschinen werden Wasserturbinen, Dampf- und Gasturbinen, Windräder, Kreiselpumpen und Kreiselverdichter sowie Propeller zusammengefasst. Allen diesen Maschinen ist gemeinsam, dass sie dem Zweck dienen, einem Fluid Energie zu entziehen, um damit eine andere Maschine anzutreiben oder umgekehrt einem Fluid Energie zuzuführen, um dessen Druck zu erhöhen. Unter dem Begriff Fluid sind Flüssigkeiten oder Gase zu verstehen, die strömende Bewegungen ausführen können.

[0003] Eine Turbine als Ausführungsform einer Strömungsmaschine muss ein gegen die Atmosphäre abgeschlossenes System bilden, um optimal betrieben werden zu können. In der Regel werden zwischen den rotierbaren Bauteilen, wie z. B. einer Welle und den gegenüber den rotierbaren Bauteilen liegenden feststehenden Bauteilen, wie z. B. einem Turbinengehäuse, Wellendichtungen eingesetzt. Diese Wellendichtungen dienen dazu, dass das in der Turbine befindliche Strömungsmedium nicht in die Atmosphäre ausströmt und andererseits dazu, dass die Atmosphärenluft nicht in die Turbine eindringt.

[0004] Die Wellendichtungen werden üblicherweise mit Bedampfungs- und/oder Absaugkammern ausgebildet. Die bisher eingesetzten Wellendichtungen umfassen ein Wellendichtdampfsystem und ein Wrasendampfsystem. Das Wellendichtdampfsystem umfasst ein Sperrdampfsystem, bestehend aus einem Wellendichtdampfsammler, einschließlich einem Wellendichtdampfzu- und Ableitungsventil. Das Wrasendampfsystem beinhaltet üblicherweise einen Wrasendampfsammler, eine Wrasendampfabsaugung und einen Wrasendampfkondensator. Um eine dichtende Wirkung zu erreichen wird sozusagen der Dichtung Sperrdampf aus dem Sperrdampfsystem zugeführt.

[0005] Die dafür benötigte Dampfmenge ist vergleichsweise groß und wird üblicherweise von dampfturbinenexternen Sperrdampfquellen zur Verfügung gestellt.

[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung eine Strömungsmaschine bereitzustellen, die sich durch eine verbesserte Verfügbarkeit auszeichnet.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Strömungsmaschine, umfassend ein Gehäuse und eine innerhalb des Gehäuses drehbar gelagerte Welle, weiter umfassend einen Frischdampf-Einströmkanal und zumindest eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Dichtung, wobei eine Leitungsvorrichtung zum strömungstechnischen Verbinden des Frischdampf-Einströmkanals und der Dichtung vorhanden ist.

[0008] Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass es nicht nötig erscheint, die benötigte Sperrdampfmenge für die Dichtung von dampfturbinenexternen Quellen zur Verfügung zu stellen. Es wird vielmehr der Weg eingeschlagen, statt dampfturbinenexternen Quellen dampfturbineninterne Quellen zu verwenden. Hierzu wird vorgeschlagen, eine Leitungsvorrichtung zum strömungstechnischen Verbinden auszubilden, die den Frischdampf-Einströmkanal und die Dichtung verbindet. Die Erfindung geht somit von dem Gedanken aus, dass ein Teil des Frischdampfes zur Versorgung der Dichtung mit Sperrdampf verwendet werden kann.

[0009] Dies ist besonders dann möglich, wenn neuartige Wellendichtungen, wie z. B. Bürstendichtungen an den Wellendurchführungen von Hoch-, Mittel- und Niederdruck-Teilturbinen verwendet werden. Solche Bürstendichtungen weisen mehrere Dichtmittel in Form von Borsten auf, die im Betrieb möglicherweise die drehende Welle berühren. Durch diese neuartigen Wellendichtungen wird eine geringere Menge an Sperrdampf benötigt oder anders ausgedrückt, durch die Dichtung strömt ein geringerer Leckmassenstrom, wodurch eine geringere Menge an Sperrdampf benötigt wird.

[0010] Dadurch ist die Dichtung bevorzugterweise mit einer mit Sperrdampf beaufschlagbaren Sperrdampfkammer ausgebildet.

[0011] In einer vorteilhaften Weiterführung ist die Leitungsvorrichtung zum strömungstechnischen Verbinden des Frischdampf-Einströmkanals und der Dichtung derart ausgebildet, dass im Betrieb der Druck des vom Frischdampf abgeleiteten Sperrdampfes konstant ist. Dafür umfasst die Leitungsvorrichtung zumindest eine Leitung mit einer Umleiteinrichtung und Ventilen.

[0012] Dadurch wird eine konstante Menge an Sperrdampf der Wellendichtung zugeführt.

[0013] Bevorzugterweise ist die Leitungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Sperrdampf in eine Sperrdampfkammer der Dichtung zugeführt wird.

[0014] Die Erfindung geht außerdem von dem Gedanken aus, dass bisher benötigte externe Dampfversorgungssysteme für die Sperrdampfversorgung nicht benötigt werden. Außerdem wird der Vorteil erzielt, dass externe Hilfsdampfversorgungen eingespart werden und der Hilfsdampf möglicherweise dem Prozess anderweitig zur Verfügung gestellt werden kann.

[0015] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart.

[0016] Es zeigen:

Figur 1

ein Sperrdampfversorgungssystem für die Dichtungen einer Dampfturbinenanlage gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2

ein Sperrdampfversorgungssystem gemäß der Erfindung.

[0017] In der Figur 1 ist eine Kompakt-Teilturbine 1 und eine Niederdruck-Teilturbine 2 zu sehen. Die Kompakt-Teilturbine 1 umfasst sowohl einen Hochdruckteil 3 als auch einen Mitteldruckteil 4. Die Niederdruck-Teilturbine 2 ist zweiflutig ausgebildet. Des Weiteren ist ein Wellendichtdampfsystem 5 zu sehen. Das Wellendichtdampfsystem 5 umfasst ein Sperrdampfsystem 6 und ein Wrasendampfsystem 7. Das Sperrdampfsystem 6 umfasst eine Sperrdampfquelle 8 und einen Kondensator 9. Die Sperrdampfquelle 8 und der Kondensator 9 sind über Ventile 10 mit Leitungen 11 verbunden.

[0018] Das Wrasendampfsystem 7 umfasst einen Wrasendampfkondensator 12, der über Leitungen 13 und Ventilen 14 mit Dichtungen 15 der Kompakt-Teilturbine 1 und der Niederdruck-Teilturbine 2 verbunden sind.

[0019] Des Weiteren umfasst das Sperrdampfsystem 6 einen Wellendichtdampfsammler einschließlich Wellendichtdampfzu- und -ableitungsventilen. Das Wrasendampfsystem 7 beinhaltet außerdem einen Wrasendampfsammler und eine Wrasendampfabsaugung.

[0020] In der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung der Kompakt-Teilturbine 1 und der Niederdruck-Teilturbine 2 mit dem Wellendichtdampfsystem 5 zu sehen. Die Niederdruck-Teilturbine 2 als Ausführungsform einer Strömungsmaschine umfasst ein Gehäuse und eine innerhalb des Gehäuses drehbar gelagerte Welle. Die Niederdruck-Teilturbine umfasst weiter einen Frischdampf-Einströmkanal 16 und zumindest eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Dichtung 15. Die Niederdruck-Teilturbine zeichnet sich dadurch aus, dass eine Leitungsvorrichtung 17 zum strömungstechnischen Verbinden der des Frischdampf-Einströmkanals 16 und der Dichtung 15 vorgesehen ist. Dafür umfasst der Frischdampf-Einströmkanal 16 eine Abzweigung 18 auf, wobei im Betrieb ein Teil des Frischdampfes an der Abzweigung 18 über die Leitungsvorrichtung 17 zur Dichtung 15 zugeführt wird.

[0021] Die Dichtung 15 weist eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Sperrdampfkammer auf.

[0022] Die Leitungsvorrichtung 17 ist dabei derart ausgebildet, dass im Betrieb der Druck des vom Frischdampf abgeleiteten Sperrdampfs konstant ist.

[0023] Dazu weist die Leitungsvorrichtung 17 neben einer Leitung ein Ventil, eine Umleitungseinrichtung und eine Steuerung auf.

Ansprüche

1. Strömungsmaschine (1, 2),
umfassend ein Gehäuse und eine innerhalb des Gehäuses drehbar gelagerte Welle,
weiter umfassend einen Frischdampf-Einströmkanal (16) und zumindest eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Dichtung (15),
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Leitungsvorrichtung (17) zum strömungstechnischen Verbinden des Frischdampf-Einströmkanals (16) und der Dichtung (15) vorhanden ist.

2. Strömungsmaschine (1, 2) nach Anspruch 1,
wobei die Dichtung (15) eine mit Sperrdampf beaufschlagbare Sperrdampfkammer aufweist.

3. Strömungsmaschine (1, 2) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Leitungsvorrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass im Betrieb ein Teil des Frischdampfs der Dichtung (15) als Sperrdampf zugeführt wird.

4. Strömungsmaschine (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Leitungsvorrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass im Betrieb der Druck des vom Frischdampf abgeleiteten Sperrdampfes konstant ist.

5. Strömungsmaschine (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Leitungsvorrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass der Sperrdampf in eine Sperrdampfkammer der Dichtung (15) zuführbar ist.

Zeichnung