Ventilanbindung an eine Strömungsmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einem Ventil, wobei die Strömungsmaschine dreischalig ausgebildet ist und ein Ventildiffusor (4) des Ventils an ein äußeres Innengehäuse (2) mittels eines Rings (9) und einer Feder (10) axial und radial verschieblich angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einem Ventil, wobei die Strömungsmaschine ein Innengehäuse und ein Außengehäuse umfasst, wobei das Ventil einen Ventildiffusor und ein Ventilgehäuse aufweist.

[0002] Unter einer Strömungsmaschine wird beispielsweise eine Dampfturbine verstanden, bei der ein drehbar gelagerter Rotor und ein Gehäuse, das um den Rotor angeordnet ist, ausgebildet ist. Üblicherweise ist ein Strömungskanal zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse ausgebildet. Das Gehäuse in einer Dampfturbine muss mehrere Funktionen erfüllen können. Zum einen werden die Laufschaufeln im Strömungskanal am Gehäuse angeordnet und zum zweiten muss das Innengehäuse den Druck und den Temperaturen des Strömungsmediums für alle Last- und Betriebsfälle standhalten. Bei einer Dampfturbine ist das Strömungsmedium Dampf. Des Weiteren muss das Gehäuse derart ausgebildet sein, dass Zu- und Abführungen, die auch als Anzapfungen bezeichnet werden, möglich sind.

[0003] Eine weitere Funktion, die ein Gehäuse erfüllen muss, ist die Möglichkeit, dass ein Wellenende durch das Gehäuse durchgeführt werden kann.

[0004] Zweischalige Dampfturbinen sind bekannt. Bei einer zweischaligen Dampfturbine wird das Innengehäuse um den Rotor und das Außengehäuse um das Innengehäuse angeordnet. Infolge von Temperaturänderungen kann es zu Bewegungen des Innengehäuses relativ zu einem Ventil kommen. Das Ventil umfasst im Wesentlichen ein Ventilgehäuse und einen im Ventil angeordneten Ventildiffusor. Der Ventildiffusor ist üblicherweise zur Führung des Strömungsmediums ausgebildet. Wenn der Ventildiffusor und das Innengehäuse starr mittels kraftschlüssiger Verbindungen miteinander gekoppelt wären, würde dies zu Spannungen und ggf. zu Verformungen führen, die unerwünscht sind. Daher werden sogenannte Winkelringverbindungen eingesetzt. Dabei weisen der Ventildiffusor und das Innengehäuse jeweils eine Nut auf, in die ein Winkelring angeordnet ist. Dies führt dazu, dass eine Wärmebewegung sowohl in einer axialen als auch in einer radialen Richtung ausgeglichen werden kann.

[0005] Bei dreischaligen Dampfturbinen kommt nun zusätzlich zwischen dem inneren Innengehäuse und dem Außengehäuse ein weiteres Innengehäuse hinzu, das als äußeres Innengehäuse bezeichnet werden kann. Das äußere Innengehäuse führt ebenfalls infolge von thermischen Veränderungen eine Wärmebewegung aus, die sich ggf. störend auf den Ventildiffusor auswirken kann. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass der Raum zwischen dem inneren Innengehäuse und dem äußeren Innengehäuse sowie dem äußeren Innengehäuse und dem Außengehäuse abgedichtet werden sollte. Dennoch sollten aber mechanische Spannungen infolge von Wärmebewegungen vermieden werden.

[0006] Wünschenswert wäre es, eine konstruktiv einfache Möglichkeit zu haben, das äußere Innengehäuse an den Ventildiffusor ankoppeln zu können.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Möglichkeit anzubieten, ein Ventil an eine zumindest zweischalige Dampfturbine anzukoppeln, wobei die Ankopplung konstruktiv einfach ausgeführt ist.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Strömungsmaschine mit einem Ventil, wobei die Strömungsmaschine ein Innengehäuse und ein Außengehäuse umfasst, wobei das Ventil einen Ventildiffusor und ein Ventilgehäuse aufweist, wobei ein Ring um den Ventildiffusor angeordnet ist, wobei der Ring über eine Feder am Innengehäuse anliegt.

[0009] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0010] Die Erfindung ist für zweischalige Dampfturbinen geeignet. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei dreischaligen Dampfturbinen eingesetzt werden. Eine dreischalige Dampfturbine weist ein inneres Innengehäuse und ein um das innere Innengehäuse angeordnetes äußeres Innengehäuse auf. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das innere Innengehäuse über eine erste Winkelringverbindung mit dem Ventildiffusor verbunden, wobei der Ring am äußeren Innengehäuse anliegt.

[0011] Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass eine möglichst gute Vermeidung von Funktionsversagen der Ventilanbindungseinheit erfindungsgemäß möglich ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Ventildiffusor-Anbindung an das äußere Innengehäuse ist die Möglichkeit zur Kompensation größerer Relativverformungen bei gleichzeitiger Sicherstellung der Dichtwirkung verbessert. Somit ist die radiale und axiale Bewegung des inneren Gehäuses zum äußeren Gehäuse und Außengehäuse verbessert.

[0012] Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass der Ring über die Feder in Stellung gehalten wird und bei einem radialen Versatz, das bedeutet in Richtung der Federkraftwirkung, nachgibt. Dadurch wird die axiale und radiale Beweglichkeit der Gehäuse zueinander verbessert.

[0013] Dadurch ist die Montage vereinfacht, was zu schnelleren Herstellungszeiten und Lieferzeiten führt. Des Weiteren ist die Herstellung preisgünstiger. Somit ist auch eine bessere Revisionsfreundlichkeit erreicht. In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist die Feder zwischen dem Ring und dem äußeren Innengehäuse angeordnet. Somit wird erreicht, dass durch einen radialen Versatz keine Querkräfte auftauchen, sondern zwingend in radialer Richtung, also in Federrichtung wirken.

[0014] Vorteilhafterweise wird ein Gewindering berücksichtigt, der an das äußere Innengehäuse verschraubbar ist und derart ausgebildet ist, dass eine Presskraft gegen den Ring wirkt. Das bedeutet, dass der Ring kraft- und formschlüssig mit dem äußeren Innengehäuse verbunden wird.

[0015] Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.

[0016] Es zeigen:

FIG 1

eine schematische Darstellung eines Teils eine Strömungsmaschine mit einem Ventil;

FIG 2

einen Ausschnitt aus FIG 1 der Anbindung zwischen einem Ventildiffusor und einem äußeren Innengehäuse;

FIG 3

eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus FIG 2.

[0017] FIG 1 zeigt einen Ausschnitt einer dreischaligen Strömungsmaschine, umfassend ein inneres Innengehäuse 1, ein äußeres Innengehäuse 2 und ein Außengehäuse 3. An diese Strömungsmaschine ist ein Ventil mit einem Ventildiffusor 4 und einem Ventilgehäuse 5 angeordnet. Das Ventilgehäuse 5 wird über einen Flansch 6 mit dem Außengehäuse 3 verbunden. Der Ventildiffusor 4 muss sowohl an das innere Innengehäuse 1 als auch an das äußere Innengehäuse 2 beweglich und dichtend angeordnet werden. Dazu wird eine Winkelringverbindung 7 verwendet, die den Ventildiffusor 4 und das innere Innengehäuse 1 axial und radial beweglich ankoppelt. Des Weiteren wird das äußere Innengehäuse 2 über eine erfindungsgemäße Ringdichtung angebunden.

[0018] Die Erfindung ist ebenso für zweischalige Dampfturbinen geeignet. Bei einer zweischaligen Dampfturbine ist lediglich ein Innengehäuse 1, 2 vorhanden. Eine erste Winkelringverbindung 7 könnte hier entfallen. Stattdessen wird am Innengehäuse 1, 2 der Ring 9 erfindungsgemäß angeordnet.

[0019] Die FIG 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Ringdichtung 8. Die Ringdichtung 8 weist einen Ring 9 auf, der um den Ventildiffusor 4 angeordnet ist. Der Ring 9 weist eine Feder 10 auf, die zwischen dem Ring 9 und dem äußeren Innengehäuse 2 angeordnet ist und eine Kraft auf den Ring 9 ausübt. Der Ring 9 wird über einen Gewindering 11 gegen das äußere Innengehäuse 2 gedrückt. Dies erfolgt, indem der Gewindering 11 an einem Gewinde 12 auf das äußere Innengehäuse 2 festgedreht wird.

[0020] Um die Dichtheit zu vergrößern, wird der Ring 9 mit einer Nut 13 versehen, in die eine Kolbenringdichtung 14 angeordnet wird. Zwischen dem Gewindering 11 und dem äußeren Innengehäuse 2 wird in eine weitere Nut 15 ein C-Ring angeordnet.

[0021] Die FIG 3 zeigt eine verbesserte Ausführung des Ringes 9, die darin besteht, dass zwei Kolbenringdichtungen 14 eingesetzt werden, sowie eine ballige Dichtung 17 zwischen dem Gewindering 11 und dem Ring 9 angeordnet wird.

Ansprüche

1. Strömungsmaschine mit einem Ventil,
wobei die Strömungsmaschine ein Innengehäuse (1, 2) und ein Außengehäuse (3) umfasst,
wobei das Ventil einen Ventildiffusor (4) und ein Ventilgehäuse (5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Ring (9) um den Ventildiffusor (4) angeordnet ist, wobei der Ring (9) über eine Feder (10) am Innengehäuse (2) anliegt.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1,
wobei das Innengehäuse ein inneres Innengehäuse (1) und ein um das innere Innengehäuse (1) angeordnetes äußeres Innengehäuse (2) umfasst,
wobei das innere Innengehäuse (1) über eine erste Winkelringverbindung (7) mit dem Ventildiffusor (4) verbunden ist,
wobei der Ring (9) am äußeren Innengehäuse (2) anliegt.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 2,
wobei die Feder (10) zwischen dem Ring (9) und dem äußeren Innengehäuse (2) angeordnet ist.

4. Strömungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
umfassend einen Gewindering (11), der an das äußere Innengehäuse (2) verschraubbar ist und derart ausgebildet ist, dass eine Presskraft gegen den Ring (9) wirkt.

5. Strömungsmaschine nach Anspruch 2, 3 oder 4,
wobei zwischen dem Gewindering (11) und dem äußeren Innengehäuse (2) ein C-Ring (16) angeordnet ist.

6. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der C-Ring (16) in einer Nut (13) angeordnet ist.

7. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen dem Ring (9) und dem Ventildiffusor (4) ein Kolbenring angeordnet ist.

8. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen dem Gewindering (11) und dem Ring (9) eine ballige Dichtung (17) angeordnet ist.

Zeichnung