CH117213A - Multi-stage steam turbine with additional steam supply in an intermediate stage. - Google Patents

Multi-stage steam turbine with additional steam supply in an intermediate stage.

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CH117213A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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Aeg
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Description

  

      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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mehrstufige Dampfturbine, bei welcher in eine Zwischenstufe Zusatzdampf höheren Druckes ohne Abdrosselung dieses Druck unterschiedes eingeführt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zusatzdampf vor einem Laufradkranz, der vom Hauptdampfstrom so wohl in radialer Richtung als auch in der Umfangsrichtung bei normaler Leistung voll beaufschlagt wird, durch Düsen eingeführt wird, welche den austretenden Zusatzdampf so *in den Hauptdampfstrom einleiten, dass dessen Geschwindigkeit durch die bei der Expansion des Zusatzdampfes frei werdende kinetische Energie erhöht wird. PATENT CLAIM: Multi-stage steam turbine, in which additional steam at a higher pressure is introduced into an intermediate stage without throttling this pressure difference, characterized in that the additional steam in front of an impeller rim is fully loaded by the main steam flow both in the radial direction and in the circumferential direction at normal power is introduced through nozzles, which introduce the exiting additional steam into the main steam flow in such a way that its speed is increased by the kinetic energy released during the expansion of the additional steam. ÜNTERANSPUÜCEY, 1. Dampfturbine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Zusatz dampf durch im Gehäuse vorgesehene, radiale, im Drehsinne des Laufrades ge neigte Düsen eingeführt wird. 2. Dampfturbine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Lauf schaufeln eines Rades in ihrer Breite unter Einschaltung eines Spaltes für die Zu führung des Zusatzdampfes unterteilt sind. 3. Dampfturbine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Einführungsstelle etwa gleich der normalen Spaltbreite ist. 4. ÜNTERANSPUÜCEY, 1. Steam turbine according to claim, characterized in that the additional steam is introduced through the housing provided, radial nozzles inclined in the direction of rotation of the impeller. 2. Steam turbine according to claim, characterized in that the running blades of a wheel are divided in their width with the inclusion of a gap for the supply of additional steam. 3. Steam turbine according to claim and dependent claim 1, characterized in that the width of the introduction point is approximately equal to the normal gap width. 4th Dampfturbine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet; dass bei Dämpf- turbinen mit sprunghafter Durchmesser änderung des umlaufenden Teils die Ein führung des Zusatzdampfes in den Dampf weg an der Übergangsstelle von einem Laufraddurchmesser zum andern in achsia- ler Richtung unter Fortlassung der üblichen Leitschaufeln an der Übergangsstelle erfolgt. 5. Dampfturbine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einführung des Zusätzdampfes auf dein ganzen Um fange erfolgt. Steam turbine according to claim, characterized by; that in steam turbines with a sudden change in diameter of the rotating part, the introduction of the additional steam into the steam at the transition point from one impeller diameter to the other in the axial direction, omitting the usual guide vanes at the transition point. 5. Steam turbine according to claim, characterized in that the introduction of the additional steam takes place on your whole order.
CH117213D 1924-11-29 1925-11-28 Multi-stage steam turbine with additional steam supply in an intermediate stage. CH117213A (en)

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