CH342236A - Verfahren und Einrichtung zur Überhitzung des Arbeitsdampfes zwischen zwei Stufen einer Dampfturbinenanlage - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur     Überhitzung    des     Arbeitsdampfes          zwischen    zwei Stufen einer     Dampfturbinenanlage       Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren zur  Überhitzung des Arbeitsdampfes zwischen zwei Stufen  einer     Dampfturbinenanlage.    Das Patent betrifft auch  eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.  



  Die Steigerung der Frischdampfdrücke in Dampf  kraftanlagen hat im allgemeinen zur Folge, dass die  Dampfnässe in den     Niederdruckstufen    von Dampf  turbinen grösser ist als bei Anlagen mit mittleren  Drücken. Bekanntlich verursachen die im     Nass-          dampf    enthaltenen Wassertropfen eine Erosion der       Schaufeleintrittskanten    der Turbinenräder und ausser  dem folgen auch die Wassertropfen den Umlenkungen  in den Schaufelkanälen nicht in gleicher Weise wie  der Dampf, so dass sie die Schaufeln in unrichtiger  Weise     beaufschlagen.    Beide Erscheinungen führen zu  einer Verminderung des thermodynamischen Wir  kungsgrades der Turbine.  



  Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die ge  eignet sind, das Wasser aus der     Schaufelung    von       Niederdruckstufen    einer Dampfturbine auszuscheiden  und in den Kondensator oder     Speisewasservorwärmer     abzuleiten, so dass die nachfolgenden Stufen mit ge  ringerer Dampfnässe arbeiten als bei Turbinen ohne  solche Entwässerungen. Die Vermeidung einer Wir  kungsgradeinbusse hängt weitgehend von der Wirk  samkeit solcher Entwässerungsvorrichtungen ab.  



  Zur Herabsetzung der Dampfnässe in den letzten       Niederdruckstufen    wird häufig auch eine Zwischen  überhitzung des Dampfes durch     Wärmezufuhr    von  aussen vorgenommen, was auch an und für sich noch  eine Erhöhung des thermodynamischen Wirkungs  grades der Anlage bewirkt. Je höher die Überhitzung,  um so länger bleibt der Dampf bei der Entspannung  in den folgenden Stufen trocken, um so später setzt  also die so schädliche Dampfnässe ein.  



  Das Verfahren nach der Erfindung beschreitet einen    neuen Weg, um den Arbeitsdampf zwischen zwei  Stufen einer     Dampfturbinenanlage    zu überhitzen. Das  erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass der  Dampf nach Verlassen der Stufe, nach welcher die  Überhitzung vorgenommen wird, vorerst unter den  Eintrittsdruck der nachfolgenden Stufe, ohne Arbeits  leistung nach aussen, in einem Kanal entspannt, so  dann bei der so erhaltenen Strömungsgeschwindigkeit  zur     Ausschleuderung    der in ihm enthaltenen Wasser  tropfen in einer gekrümmten Bahn geführt und schliess  lich in einem Verzögerungskanal durch     mindestens     teilweisen Rückgewinn der Bewegungsenergie auf den  Eintrittsdruck der vorgenannten nachfolgenden Stufe  verdichtet wird,

   während das     ausgeschleuderte    Wasser  getrennt abgeleitet wird.  



  Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens  ist gekennzeichnet durch einen Entspannungskanal  für den die Stufe der Turbinenanlage, nach welcher  die Überhitzung vorgenommen wird, verlassenden  Dampf, an welchen Entspannungskanal sich Mittel  zur Führung des Dampfes auf gekrümmter Bahn  und zur Ableitung des dabei     abgeschleuderten    Wassers  anschliessen, und durch einen Verzögerungskanal zur  Wiederverdichtung des Dampfes auf den Eintritts  druck der nachfolgenden Turbinenstufe nach Durch  laufen der gekrümmten Bahn.  



       Anschliessend    wird das erfindungsgemässe Ver  fahren beispielsweise erläutert.  



  Bei der Entspannung des Dampfes in der Turbine  wird schliesslich     Sattdampf    oder     Nassdampf    erhalten.  Dieser Dampf wird nach Verlassen einer Stufe der  Turbinenanlage unter den Eintrittsdruck der nach  folgenden Stufe, ohne Arbeitsleistung nach aussen, in  einem Kanal entspannt. Der Dampf erhält dabei eine  hohe Geschwindigkeit unter     gleichzeitiger    Erhöhung  der Dampfnässe. Mit dieser     Geschwindigkeit    wird      darauf der Dampf in einer gekrümmten Bahn geführt,  wobei die in ihm enthaltenen Wassertropfen aus  geschleudert und abgeleitet werden.

   Dadurch erhält  man nahezu trockenen     Sattdampf.    Bei der Ver  zögerung in einem Verzögerungskanal wird der  Dampf durch mindestens     teilweisen    Rückgewinn der  Bewegungsenergie auf den Eintrittsdruck der nach  folgenden Turbinenstufe verdichtet und gelangt dabei  in     überhitzten    Zustand. Die nachfolgende Stufe und  eventuell noch weitere Stufen der Turbine erhalten  daher     überhitzten    Dampf und die später folgenden  Stufen werden zumindest mit geringerer Dampfnässe  durchlaufen, so dass auch ein besserer thermodyna  mischer Wirkungsgrad erreicht und die erodierende  Wirkung herabgesetzt wird.  



  Bei dem beschriebenen Verfahren erfolgt also die  Dampfüberhitzung zwischen den Turbinenstufen ohne  Wärmezufuhr von aussen. Das Verfahren beruht auf  dem Gedanken, nicht nur dasjenige Wasser, das vor  dem Austritt aus der Stufe, nach welcher die Über  hitzung vorgenommen wird, entstanden ist, auszu  scheiden, sondern die     Dampfnässung,    die in der  nachfolgenden oder in späteren Stufen zu erwarten  ist, wenigstens teilweise schon vor dem Eintritt in  diese nachfolgende Stufe durch Entspannung des  Dampfes herbeizuführen und auch dieses Wasser  zum voraus abzuscheiden. Auf diese Weise     wird     dann bei der Wiederverdichtung des Dampfes durch  Rückgewinn von Bewegungsenergie eine Überhitzung  erreicht.  



  Die Führung des entspannten Dampfes auf ge  krümmter Bahn kann beispielsweise durch gekrümmte  Leitschaufeln erfolgen, wobei das     abgeschleuderte     Wasser durch in der Hohlseite der Schaufeln vor  gesehene Auffangkanäle abgeleitet wird. Es ist aber  beispielsweise auch möglich, für die Entspannung des  Dampfes einen spiralförmigen Kanal vorzusehen,  welcher dem entspannten Dampf eine eine Dreh  komponente aufweisende Bewegung erteilt.

   Dieser  Dampf wird     anschliessend    beispielsweise in ein Rohr       geführt,    in welchem er unter     gleichzeitiger    Ausführung  der Drehbewegung in Achsrichtung des Rohres  weitergeleitet wird, wobei er eine     schraubenlinien-          förmig    gewundene Bahn beschreibt. Zur Ableitung  der infolge der Drehbewegung     ausgeschleuderten     Flüssigkeit ist der Mantel des Rohres mit entspre  chenden     Auffangskanälen    zu versehen.

   Um die Bil  dung eines Wirbelkernes mit     allzu    tiefen Unterdruck  spitzen zu vermeiden, kann auch im Rohr ein zylin  drischer Körper in     koaxialer    Anordnung eingebaut  werden, so dass der Dampf in einen Ringraum strömt.  



  Um bei der anschliessenden Verzögerung der  Dampfströmung auch die     Drehbewegungsenergie    wie  der auszunützen, können entsprechende Leitschaufeln  eingebaut werden, welche am Ende des der Entwässe  rung dienenden Rohres die Strömung in die     axiale     Richtung umzulenken haben, oder es kann auch ein  spiralförmiger Verzögerungskanal vorgesehen werden.  Auch auf der     Eintrittseite    des der Entwässerung  dienenden     Rohres    kann statt eines spiralförmigen    Entspannungskanals ein dem Dampf die Dreh  bewegung erteilender Leitapparat vorgesehen werden.  



  Es ist beispielsweise auch möglich, die Verzögerung  des Dampfes nur so weit vor sich gehen zu lassen,  dass der Dampf noch jene Geschwindigkeit beibehält,  welche zur     Beaufschlagung    des Laufrades der nach  folgenden Arbeitsstufe erforderlich ist. Es kann dann  gegebenenfalls auch das Vorsehen eines Leitapparates  in dieser Stufe verzichtet werden, oder es muss zu  mindest in diesem Leitapparat keine wesentliche Be  schleunigung der Strömung mehr stattfinden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Überhitzung des Arbeitsdampfes zwischen zwei Stufen einer Dampfturbinenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf nach Ver lassen der Stufe, nach welcher die Überhitzung vor genommen wird, vorerst unter den Eintrittsdruck der nachfolgenden Stufe, ohne Arbeitsleistung nach aussen, in einem Kanal entspannt, sodann bei der so erhaltenen Strömungsgeschwindigkeit zur Ausschleu- derung der in ihm enthaltenen Wassertropfen in einer gekrümmten Bahn geführt und schliesslich in einem Verzögerungskanal durch mindestens teil weisen Rückgewinn der Bewegungsenergie auf den Eintrittsdruck der vorgenannten nachfolgenden Stufe verdichtet wird,

   während das ausgeschleuderte Wasser getrennt abgeleitet wird. II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Entspannungskanal für den die Stufe der Turbinen anlage, nach welcher die Überhitzung vorgenommen wird, verlassenden Dampf, daran anschliessende Mittel zur Führung des Dampfes auf gekrümmter Bahn und zur Ableitung des dabei abgeschleuderten Wassers, und einen Verzögerungskanal zur Wiederverdichtung des Dampfes auf den Eintrittsdruck der nachfolgen den Turbinenstufe nach Durchlaufen der gekrümmten Bahn. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Führung des ent spannten Dampfes auf gekrümmter Bahn gekrümmte Leitschaufeln aufweisen, deren Hohlseite mit Auf fangkanälen für das abgeschleuderte Wasser versehen sind. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entspannung des Dampfes ein spiralförmiger Kanal vorgesehen ist, welcher den Dampf mit einer Drehbewegung in ein den Dampf gleichzeitig in seiner Achsrichtung weiterleitendes Rohr einführt, und dass der Mantel dieses Rohres mit Auffangkanälen zur Ableitung des ausgeschleu- derten Wassers versehen ist. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Verzögerungskanal spiralförmig ausgebildet ist.