1\Ielustufige Dampfturbine mit zusätzlicher Dampfzufuhr in einer Zwischenstufe. Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Dampfturbine, welche mit einer Einrichtung zur Zuführung von Zusatzdampf in eine Zwischenstufe versehen ist, um beispiels weise die Turbine zeitweilig überlasten züi können. Der zur Verfügung stehende Zusatz dampf besitzt gewöhnlich einen höheren Druck als der Hauptdampfstrom in der betreffenden Zwischenstufe.
Wird dieser überschüssige Dampfdruck abgedrosselt, so wird die im Zusatzdampf enthaltene Energie ungünstig ausgenutzt. blau hat daher. schon vorgeschlagen, den Zusatzdampf höheren Druckes ohne Abdrosselung des Druckunter schiedes in die Turbine einzuführen. Bei einer bekannten Ausführung geschieht dies in der Weise, dass man einen Teil des Um fanges des zu der Zwischenstufe gehörigen Leitrades ausschliesslich für die Einführung des Zusatzdampfes -benutzt. Diese Anord nung hat aber die ungünstige Folge, dass der Hauptdampfstrom auf den übrig blei benden Teil des Leitrades beschränkt wird, also bei Übertritt aus einem in vollem Um fange beaufschlagten Laufrad stark seitlich abgelenkt werden muss.
Als weiterer Übel stand kommt hinzu, dass bei Betrieb ohne Zusatzdampf die Zwischenstufe und die folgenden Stufen nicht voll, also ungünstig beaufschlagt sind. Bei einer andern bekannten Ausführung bat man die Zusatzdüsen im Leitrad rings um die Düsen des Hauptdampf stromes angeordnet und die Scbaufeln des folgenden Laufrades in radialer Richtung entsprechend verlängert, so dass diese Schau feln auf ihrem innern Teil den Hauptdampf strom und auf ihrem äussern Teil den Zu satzdampfstrom aufnehmen.
Diese Bauart hat zunächst den Nachteil, dass ein normales Laufrad in der Zwischenstufe nicht ver wendet werden kann; ausserdem kommt gleichfalls der Übelstand hinzu, dass bei Unterbrechung der Zusatzdampfzufuhr das Laufrad nicht voll, diesmal nicht in voller Schaufelhöhe, beaufschlagt ist, so dass eine ungünstige Dampfströmung und Ventilations verluste entstehen. Gemäss einem dritten Vor schlage soll der Zusatzdampf vor dem Leit- rad der betreffenden Zwischenstufe in den Hauptdampfstrom eingeleitet, also nicht auf einer besonderen Bahn durch den Leit apparat geführt werden.
Diese Anordnung hat aber den Mangel, dass die dem Über drucke des Zusatzdampfes entsprechende Energie, auch wenn sie sich in den Zusatz düsen oder beim Übertritt aus diesen in Geschwindigkeit umsetzt, verloren geht, weil die Dampfgeschwindigkeit im folgenden Leit- rad nicht ausgenutzt werden kann.
Gemäss der Erfindung ist die Aufgabe in der Weise gelöst, dass der Zusatzdampf vor einem Laufradkranz, der vom Haupt dampfstrom sowohl in radialer Richtung als auch in der Umfangsrichtung bei normaler Leistung voll beaufschlagt wird, durch Düsen eingeleitet wird, welche den übertretenden Zusatzdampf so in den Hauptdampfstrom einleiten, dass dessen Geschwindigkeit durch die bei der Expansion des Zusatzdampfes frei werdende kinetische Energie erhöht wird. Die dem Überdruck des Zusatzdampfes entsprechende Energie wird bei dieser An ordnung also dem Gesamtdampfstrom mit geteilt und kann infolgedessen in den fol genden Laufschaufeln nutzbar gemacht werden.
Zugleich ist der Vorteil gewahrt, dass bei Unterbrechung der Zufuhr von Zusatzdampf der Laufradkranz voll beaufschlagt wird, also mit günstigem Wirkungsgrade arbeitet.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht, worin Abb. 1 eine im Erfin dungssinne ausgeführte Turbine im Längs schnitt und Abb. 2 einen Querschnitt durch die Zusatzdüsen in grösserem Massstabe dar stellen. Abb. 3 und 4 zeigen Abweichungen in der Art der Einführung des Zusatz dampfes.
Es bezeichnet a eine mehrstufige Dampf turbine, bei welcher Zusatzdampf vor einem Laufrad in die Turbine eingeführt wird, wobei der Zusatzdampf höhere Spannung besitzt als der Hauptdampf an der Zuführungs stelle. Die Zuführung des Zusatzdampfes erfolgt mittelst der Zusatzdüsen b, deren An ordnung aus Abb. 1 und 2 ersichtlich ist. Sie sind ausserhalb des Spaltes der in Be- tracht kommenden Stufe, dessen Breite zweck mässig gegenüber der normalen nicht ver- grösser-t wird, angeordnet und so geneigt, dass der radial von aussen nach innen ein tretende Zusatzdampf zugleich in Richtung des Drehsinnes des Laufrades gelenkt wird.
Auf diese Weise erteilt er dem Hauptdampf- strorn einen weiteren Impuls derart, dass die Geschwindigkeit des Gesamtdampfstromes gegenüber derjenigen des Hauptdampfstromes erhöht wird. Zufolge der erhöhten Dampf geschwindigkeit braucht also für den Zu satzdampfstrom kein besonderer Durchfluss- querschnitt vorgesehen zu sein; anderseits geht die im Zusatzdampf vorhandene Energie nicht verloren, wie das bei andern Bauarten der Fall ist, , bei welchen für den Zusatz dampf kein eigener Durchflussquerschnitt geschaffen ist.
In dem Laufrad c kann hier bei hinter der Einführungsstelle sowohl der vom Hochdruckteil der Turbine kommende Arbeitsdampf, als auch der Zusatzdampf höherer<B>Spannung</B> voll zur Wirkung kommen. Im G regensatz zu den bekannten Turbinen;
bei welchen gleichfalls für den Zusatzdampf kein besonderer Durelrflutäquerschnitt vor gesehen ist, stellt sich für vorliegenden Falle bei Überlast an der Zuführungsstelle und in den vorhergehenden Stufen nur ein wenig höherer Dampfdruck ein, weil die Geschwin digkeit des Gesamtdampfstromes gesteigert wird; dieser geringe Drrrekzrrwachs ist un schädlich, so dass die vorhandenen Durch trittsquerschnitte im nachfolgenden Laufrad für alle Betriebsverhältnisse genügen. Die Querschnitte der vorhergehenden Stufen können gegebenenfalls geregelt werden.
Anstatt, dass der Zusatzdampf in dem Spalt zwischen seinem Leitkranz und dem darauf folgenden Laufrad eingeführt wird, kann seine Zuführung auch, wie in Abb. 4 dargestellt ist, zwischen zwei Laufkränzen liegen. Zu diesem Zweck sind die Lauf schaufeln in dem entsprechenden Laufrad in ihrer Breite unterteilt, wobei die Breite des zur Einführung des Zusatzdampfes die nenden Spaltes etwa gleich der normalen Spaltbreite sein kann.
$ei Dampfturbinen mit sprunghafter Durchmesseränderung des umlaufenden Teils erfolgt, wie in Abb. 3 veranschaulicht, die Zuführung des Zusatzdampfes in den Dampf weg zweckmässig beim Übergang von einem Durchmesser zum andern zwischen zwei Laufschaufelkränzen in achsialer Richtung.
Die Einführung von Zusatzdampf kann naturgemäss auch, wenn erforderlich, an meh reren Stellen der Turbine erfolgen.
Zur Vermeidung von Wärmespannungen irre Gehäuse und auch aus dampftechnischen Gründen ist es zweckmässig, die Einführung des Zusatzdampfes auf dem ganzen Um fange vorzunehmen.
1-stage steam turbine with additional steam supply in an intermediate stage. The invention relates to a multi-stage steam turbine which is provided with a device for supplying additional steam to an intermediate stage, for example, to temporarily overload the turbine. The available additional steam usually has a higher pressure than the main steam flow in the relevant intermediate stage.
If this excess steam pressure is throttled, the energy contained in the additional steam is used unfavorably. therefore blue has. already proposed to introduce the additional steam higher pressure without throttling the pressure difference in the turbine. In a known embodiment, this is done in such a way that part of the order of the stator belonging to the intermediate stage is used exclusively for the introduction of the additional steam. However, this arrangement has the unfavorable consequence that the main steam flow is limited to the remaining part of the stator, so it has to be strongly deflected to the side when passing from an impeller that is fully loaded.
A further disadvantage is that when operating without additional steam, the intermediate stage and the following stages are not full, i.e. they are admittedly unfavorable. In another known design, the additional nozzles in the stator were arranged around the nozzles of the main steam flow and the blades of the following impeller were lengthened accordingly in the radial direction, so that these blades fished the main steam flow on their inner part and the supply on their outer part Record set steam flow.
This design initially has the disadvantage that a normal impeller cannot be used in the intermediate stage; In addition, there is also the disadvantage that when the additional steam supply is interrupted, the impeller is not fully loaded, this time not at full blade height, so that an unfavorable steam flow and ventilation losses occur. According to a third proposal, the additional steam should be introduced into the main steam flow upstream of the guide wheel of the relevant intermediate stage, that is, it should not be guided through the guide apparatus on a special path.
However, this arrangement has the disadvantage that the energy corresponding to the excess pressure of the additional steam is lost, even if it is injected into the additional nozzles or when it is converted into speed, because the steam speed cannot be used in the following guide wheel.
According to the invention, the object is achieved in such a way that the additional steam in front of an impeller rim, which is fully acted upon by the main steam flow both in the radial direction and in the circumferential direction at normal power, is introduced through nozzles, which the excess steam so in the Introduce the main steam flow so that its speed is increased by the kinetic energy released during the expansion of the additional steam. In this arrangement, the energy corresponding to the excess pressure of the additional steam is shared with the total steam flow and can consequently be made usable in the following rotor blades.
At the same time, the advantage is preserved that when the supply of additional steam is interrupted, the impeller rim is fully pressurized, that is to say it works with favorable efficiency.
The subject of the invention is illustrated in the drawing in three exemplary embodiments, in which Fig. 1 shows a turbine executed in the inven tion sense in the longitudinal section and Fig. 2 shows a cross-section through the additional nozzles on a larger scale. Fig. 3 and 4 show deviations in the way in which the additional steam is introduced.
It denotes a multi-stage steam turbine in which additional steam is introduced into the turbine in front of an impeller, the additional steam having a higher voltage than the main steam at the feed point. The supply of the additional steam is carried out by means of the additional nozzles b, the arrangement of which is shown in Figs. 1 and 2. They are arranged outside the gap of the step in question, the width of which is expediently not increased compared to the normal one, and are inclined so that the additional steam entering radially from the outside inwards at the same time in the direction of the direction of rotation of the impeller is steered.
In this way it gives the main steam flow a further impulse in such a way that the speed of the total steam flow is increased compared to that of the main steam flow. As a result of the increased steam speed, no special flow cross-section needs to be provided for the additional steam flow; on the other hand, the energy present in the additional steam is not lost, as is the case with other designs in which no separate flow cross-section is created for the additional steam.
In the impeller c both the working steam coming from the high pressure part of the turbine and the additional steam with a higher voltage can come into full effect behind the introduction point. In contrast to the well-known turbines;
in which also no special Durelrflutäqunitte is seen for the additional steam, in the case of overload at the feed point and in the previous stages only a little higher steam pressure arises because the speed of the total steam flow is increased; This small amount of stress is not harmful, so that the existing passage cross-sections in the following impeller are sufficient for all operating conditions. The cross-sections of the previous stages can be regulated if necessary.
Instead of the additional steam being introduced into the gap between its guide ring and the following impeller, its supply can also be between two running rings, as shown in Fig. 4. For this purpose, the blades in the corresponding impeller are divided in their width, the width of the nenden gap for introducing the additional steam can be approximately equal to the normal gap width.
In steam turbines with a sudden change in the diameter of the rotating part, as illustrated in Fig. 3, the addition of steam is expediently fed into the steam at the transition from one diameter to the other between two rotor blade rings in the axial direction.
The introduction of additional steam can of course, if necessary, take place at several points in the turbine.
To avoid thermal stresses crazy housing and also for reasons of steam technology, it is advisable to make the introduction of the additional steam on the whole order.