CH307094A - Thermische Turbine mit innerem und äusserem Gehäuse. - Google Patents

Description

  Thermische Turbine     mit    innerem und äusserem Gehäuse.    Die     Erfindung    betrifft eine thermische  Turbine,     insbesondere    Dampfturbine, mit  einem von einem äussern Gehäuse durch  einen     Zwischenraum    getrennten innern Ge  häuse.  



  Bei thermischen Turbinen, die mit einem  Treibmittel hoher Temperatur, beispielsweise       Oas    oder Dampf arbeiten, wird eine     Bean-          sprueliung    der hohen Temperaturen ausge  setzten Bauteile in bekannter Weise dadurch  vermieden, dass man ein inneres und ein von  diesem durch einen Zwischenraum getrenntes  äusseres Gehäuse vorsieht, wobei das äussere  Gehäuse, welches auf niedrigerer Temperatur       gehalten    wird, die     Beanspruchung    durch den       Innendu2ick    aufnimmt.  



       C'rn    eine starke     Erwärmung    des     iiusserm     l     xehä        uses    durch Wärmestrahlung und     Wä.rme-          leitung    vom innern Gehäuse her zu vermei  den, wird bei Gasturbinen der     Zwischenraum     zwischen den beiden Gehäusen meist mit  einem Isoliermaterial ausgefüllt..  



  Bei Dampfturbinen ist     auch    schon vor  geschlagen worden, den     Raiun    zwischen  innerem und äusserem Gehäuse mit einer  Stelle des     Treibmittelstromes    im     Innen-          geli,äuse        zii    verbinden, an welcher das Treib  mittel schon teilweise expandiert ist. und  niedrigere Temperatur aufweist. Eine solche  Massnahme hat aber den Nachteil, dass das im  Zwischenraum sieh befindende Treibmittel       mehr    oder weniger in Ruhe ist. Es kann sich  dabei (las Medium im Zwischenraum durch    Übertragung der Wärme vom Innengehäuse  ebenfalls erhitzen, so dass die Kühlung des       Aussengehäuses    ungenügend ist.  



  Anderseits     ist    auch schon     vorgeschlagen     worden, die gesamte     Treibmittelmenge    nach  Durchtritt, durch die Turbine durch den  Zwischenraum zwischen     Innengehäuse    und  Aussengehäuse zum entgegengesetzten Ende  dieser Turbine zu führen. Dies ergibt. jedoch  den Nachteil, dass die ganze Dampfmenge  einen     Drackabfall    infolge der Strömungs  widerstände im Zwischenraum erleidet, was  mit einem     Wirkungsgradverlihst    der Anlage  verbunden ist.

   Im weiteren ergibt. sieh ein  Nachteil dadurch, dass für den     Austritt    der  gesamten Dampfmenge auf der Eintrittsseite  der Turbine grosse Austrittsstutzen vorgesehen  werden     müssen,    welche auf der gleichen Seite  wie die     Dampfeintrittsstutzen    liegen, und da  her deren Anordnung erheblich behindern.  



  Zweck der vorliegenden Erfindung ist,  eine ausreichende Kühlung des Aussenge  häuses zu erreichen unter Vermeidung der  vorerwähnten Nachteile.  



  Dieses Ziel wird erfindungsgemäss da  durch erreicht, dass bei einer thermischen  Turbine der eingangs beschriebenen Gattung  ein Teil des Treibmittels, nachdem es in der  Turbine bereits Arbeit geleistet hat und hier  durch abgekühlt ist, durch den Zwischenraum  zwischen dem innern und dem äussern Ge  häuse geleitet wird, und hierdurch als Kühl  mittel für das äussere Gehäuse dient.      Dadurch, dass     nun    nur ein Teil der Treib  mittelmenge durch den Zwischenraum geführt  wird, können einerseits die     Strömungsge-          sehwindigkeiten    so niedrig gehalten werden,  dass ein stärkerer Druckabfall vermieden  wird.

   Ausserdem genügt es, auf der Hoch  druckseite der Turbine verhältnismässig  kleine     Austrittsstutzen    für den durch den  Zwischenraum zwischen Innengehäuse     lind     Aussengehäuse geführten Teil des Treib  mittels vorzusehen, so dass die     Zuführung    des  in die Turbine eintretenden 'Treibmittels  nicht gestört wird.  



  Anderseits lässt sich aber auf diese Weise  ein so grosser Teil von kühlerem Treibmittel  durch den Zwischenraum führen, dass immer  noch eine hinreichende Kühlung des Aussen  gehäuses gewährleistet ist, im Gegensatz zu  dem Fall, bei welchem der Zwischenraum  einfach mit einer von kühlerem Treibmittel  durchflossenen Stelle der Turbine verbunden  ist.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind bei  spielsweise Ausführungsformen des Erfin  dungsgegenstandes in vereinfachter     Darstel-          lungsweise    veranschaulicht. Es zeigen       Fig.1    einen axialen Längsschnitt durch  eine Turbine,       Fig.2    einen axialen Längsschnitt durch  eine Turbine mit Entnahme von Treibmittel       naeh    Teilexpansion,       Fig.    3 einen Schnitt nach der Linie       III-III    der     Fig.1.        Fig.    4 einen axialen Längsschnitt durch  eine weitere Ausführungsform eines Turbi  nengehäuses,

         Fig.    5 einen Schnitt nach der Linie V -V  der     Fig.4    und       Fig.6    einen axialen Längsschnitt durch  eine Ausführungsform eines Turbinenge  häuses mit. nur     hochdruekseitig    vorhandenem  Innengehäuse.  



  Die in     Fig.1    dargestellte Turbine weist ein  äusseres Gehäuse 1, ein von diesem durch  einen Zwischenraum 2 getrenntes,     Leit-          schaufeln    tragendes Innengehäuse 3 und  einen mit Laufschaufeln versehenen Läufer 4    auf. Das Treibmittel tritt durch einen Stutzen  5 in die Turbine ein, expandiert in der       Schaufelung    und verlässt die     Schaufelung    an  einer Stelle 6.  



  Von hier aus wird ein Teil des Treibmittels  abgezweigt und durch den Zwischenraum  zwischen dem innern und äussern Gehäuse  geleitet. Es wirkt hierbei als Kühlmittel für  das äussere Gehäuse.     Hernaeh    tritt es durch  zwei symmetrisch zur Turbinenachse angeord  nete Stutzen 7 und 71 aus der Turbine. Der  restliche Teil des Treibmittels verlässt die  Turbine durch einen Austrittsstutzen B.  



  Die durch den Zwischenraum 2 geführte  Teilmenge kann nach dem Austritt durch die  Stutzen 7 und 71 entweder für besondere  Zwecke verwendet werden oder der aus dem       Stutzen    8 austretenden Menge wieder bei  gemengt werden.  



  Das durch den Zwischenraum geleitete  Treibmittel wird, wie aus     Fig.3    zu ersehen  ist, in diesem Zwischenraum durch     Leit-          flächen    9 geführt, welche als an der Innen  seite des äussern Gehäuses befestigte Rippen  ausgeführt sind. Diese können in axialer  Richtung verlaufen, können aber auch mit.  Vorteil     schraubenlinienförmig    angeordnet  werden, wobei eine Verbesserung der Kühl  wirkung für das äussere Gehäuse erzielt wird.  



  Die in     Fig.2'    dargestellte Turbine weit  ein äusseres Gehäuse 10, ein Leitschaufeln  tragendes, aus den Teilen 11 und 111 be  stehendes Innengehäuse und einen     beschaufel-          ten    Läufer 12 auf. Das innere Gehäuse und  das äussere Gehäuse sind durch einen axial in  zwei Räume 13 und     13,1    unterteilten Zwischen  raum voneinander getrennt. Das Treibmittel  tritt durch einen Stutzen 14 in die Turbine  ein. An einer Stelle 15 wird der Turbine ein  Teil des Treibmittels nach teilweiser Expan  sion entnommen. Dieses entnommene Treib  mittel wird durch den hochdruckseitigen.  Zwischenraum 13 geleitet     und    v     erlässt    die  Turbine durch einen Stutzen 16.

   Der restliche  Teil des Treibmittels expandiert weiter, ver  lässt die     .Schaufelung    an einer Stelle 17 und  gelangt nach Durchströmen des niederdruck-           seitigen        :Baumes   <B>131</B> in einen Austritts  stutzen 1'8.  



  Bei einer Dampfturbine kann es sich bei  dem entnommenen Treibmittel beispielsweise  um der     Speisewasservorwärmung    dienenden  Entnahmedampf handeln, während der Aus  trittsstutzen<B>18</B> mit dem Kondensator in Ver  bindung stehen kann. Statt, wie dargestellt,  die ganze Entnahmemenge durch den     Ge-          hänsezwischenraum    zuleiten, kann auch nur  ein Teil des entnommenen Treibmittels durch  diesen Zwischenraum geführt werden.  



  In     Fig.        4-    ist eine Ausführungsform des  Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei wel  cher durch den zwischen einem äussern Ge  häuse 19 und einem innern Gehäuse 20 einer  Turbine gelegenen Zwischenraum 21 ein Teil  des 'Treibmittels geleitet wird. Hierbei strömt  dieser Teil des Treibmittels durch das Innere  von als Rohre     922    ausgebildeten Leitflächen.  



  Wie aus     Fig.5    zu ersehen ist, sind die  Rohre mit Längsrippen 23 versehen, welche  eine Wärmestrahlung vom innern Gehäuse  20 nach dem äussern Gehäuse 19 abschirmen.  



  Bei der in     Fig.    6 dargestellten Turbine  wird ein Rotor 24 mit     Hoehdruekrädern    25  und     Niederdruckrädern    26 von einem Aussen  gehäuse 27 umschlossen. Ein Innengehäuse 28  ist, nur im Bereiche der Hochdruckstufen vor  , Banden. Ein Teil des Treibmittels wird nach  der letzten dieser Stufen entnommen und  durch den Zwischenraum zwischen dem     in-          nern    Gehäuse 28 und dem äussern Gehäuse 27  geleitet, um durch Stutzen     2!9    weggeführt zu  werden.  



  Der restliche Teil strömt durch die     Nieder-          dx-uekstufen    26 und verlässt dieTurbine durch  das     Abströmgehäuse    30. .  



  Mit einer solchen Bauart ist es möglich,  einen sanfteren Temperaturverlauf im Aussen  gehäuse zu erhalten und die höchsten Tempe  raturen vom Aussengehäuse fernzuhalten. Es  kann so bei einer Dampfturbine das ganze  Expansionsgefälle von beispielsweise     510     C  bis 30  C in einer einzigen Turbine verarbeitet   erden, wobei die Temperatur des Aussenge  häuses beispielsweise auf     400     C begrenzt  werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Thermische Turbine mit einem von einem äussern Gehäuse durch einen Zwischenraum getrennten innern Gehäuse, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Teil des Treibmittels, nach dem es in der Turbine bereits Arbeit geleistet hat und hierdurch abgekühlt ist, durch den Zwischenraum geleitet wird und hierdurch als Kühlmittel für das äussere Gehäuse dient. UNTERANSPRÜCHE: 1. Thermische Turbine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil , des Treibmittels nach Durchtritt durch die gesamte Turbine durch den Zwischenraum zwischen dem innern und dem äussern Ge häuse geleitet wird. 2.

   Thermische Turbine nach Patentan-, Spruch mit mindestens einer Entnahmestelle, an der ein Teil des 'Treibmittels nach teil weiser Expansion in der Turbine entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass minde stens ein Teil des entnommenen Treibmittels durch den Zwischenraum zwischen dem innern und dem äussern Gehäuse geleitet wird. 3. Thermische Turbine nach Patentan spruch und Unteranspruch 2, bei der das Treibmittel Wasserdampf ist, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Zwecke der Speise- wasservorwärmung aus der Turbine ab gezapfter Entnahmedampf durch den Zwi schenraum zwischen dem innern und dem äussern Gehäuse geleitet wird. 4.

   Thermische Turbine nach Patent anspruch und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen dem innern und dem äussern Gehäuse axial in zwei Räume unterteilt ist, und dass entnom menes Treibmittel durch den hochdruckseiti- gen Raum und in der gesamten Turbine ent spanntes Treibmittel durch den niederdruck- seitigen Raum geleitet wird. 5. Thermische Turbine nach Patent anspruch und den Unteransprüchen 2 und 4, mit Wasserdampf als Treibmittel, dadurch. gekennzeichnet, dass der niederdruckseitige Raum mit dem Kondensator in Verbindung steht. 6.

   Thermische Turbine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Zwischenraum zwischen dem innern und dem äussern Gehäuse geleitete Teil des Treibmittels in diesem Zwischenraum durch Leitflächen geführt ist. 7. Thermische Turbine nach Patentan spruch und Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet., dass die Leitflächen in axialer Richtung verlaufen. B. Thermische Turbine nach Patentan spruch und Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Leitflächen schrauben- linienförmig verlaufen. 9.

   Thermische Turbine nach Patentan spruch und Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet., dass die Leitflächen als an der Innenseite des äussern Gehäuses befestigten Rippen ausgeführt sind. 10. Thermische Turbine nach Patent: anspruch und Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Leitflächen als in der Längsrichtung durch den Zwischenraum 7wi- sehen dem innern lind äussern Gehäuse -e- führte Rohre ausgebildet sind, durch deren Inneres das Treibmittel strömt. 11.

   Thermische Turbine nach Patent- anspriich und den Unteransprüchen 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die als Leit- flächen dienenden Rohre mit Längsrippen versehen sind, welche eine V4Tärniestrahlung vom innern Gehäuse nach dem äussern Ge häuse abschirmen. 12. Thermische Turbine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ableitung des durch den Zwischenraum zwi schen dem innern und dem äussern Gehäuse geleiteten Teils des Treibmittels mindestens zwei zur Turbinenachse symmetrisch angeord nete Stutzen vorgesehen sind. 13.

   Thermische Turbine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nur im Bereiche der Hoelidruckstufen ein Innen gehäuse vorhanden ist, und dass nach der let7.- ten dieser Stufen ein Teil des Treibmittels entnommen und durch den Zwischenraum zwischen dem innern und dem äussern Ge häuse geleitet wird.