CH362093A - Dampfturbine mit Bypass-Entspannungsvorrichtung - Google Patents

Description

  Dampfturbine mit     Bypass-Entspannungsvorrichtung       Bei grossen     Dampfturbinenanlagen    ist es oft nicht  möglich, den Dampfkessel auch bei niedrigsten von  der Turbine benötigten Dampfmengen zu betreiben,  so     dass    es beim Anfahren oder bei Lastabschaltungen  erforderlich wird, mindestens einen Teil der vom  Kessel erzeugten Dampfmenge auf tiefen Druck zu  entspannen und dem Kondensator zuzuführen. Bei  Atomkraftanlagen wird sogar erforderlich, die ge  samte     Frischdampfmenge    auf eine zwischen etwa<B>30</B>  und<B>700 C</B> liegende Temperatur zu kühlen und auf       Kondensatordruck    zu entspannen.  



  Bei den bekannten Anlagen wird der in einem       Bypass    zur Turbine geführte Dampf durch in der  Regel mehrstufige Drosselung entspannt, durch Was  sereinspritzung gekühlt und durch eine Rohrleitung  dem Kondensator zugeführt. Bei dieser Entspannung  wächst aber das Volumen des Dampfes so stark an,       dass    zu dessen Einführung in den Kondensator in  dessen Gehäuse oder im     Abströmgehäuse    sehr grosse       öffnungen    ausgespart werden müssen. Es ergeben  sich dabei nicht nur grosse Abmessungen der Zulei  tungen für den     Bypassdampf,    sondern auch bezüglich  Festigkeit ungünstige Formen des Abdampf-     bzw.          Kondensatorgehäuses.     



  Die Erfindung betrifft eine einen zwei- oder     mehr-          flutigen        Niederdruckteil    aufweisende Dampfturbine  mit     Bypass-Entspannungsvorrichtung.    Die erwähnten  Nachteile werden dabei gemäss der Erfindung dadurch  vermieden,     dass    mindestens ein Teil der Entspan  nungsvorrichtung im     Abströmgehäuse    der Turbine  zwischen zwei Teilkanälen für den     Niederdruckteil     verlassenden und dem Kondensator zuströmenden  Dampf angeordnet ist.  



  Durch diese Massnahme wird erreicht,     dass    die  Entspannung des     Bypassdampfes    mindestens teilweise  im     Abströmgehäuse    selbst vor sich geht, wobei zu  gleich ein für die Strömung des Abdampfes der Tur-         bine    nicht benötigter Raum dieses     Abströmgehäuses     für das Unterbringen mindestens eines Teiles der Ent  spannungsvorrichtung ausgenützt wird. In das     Ab-          ströragehäuse    wird von aussen     Bypassdampf    eingelei  tet, der noch nicht bis auf den     Kondensatordruck    ent  spannt worden ist, also geringeres Volumen aufweist,  als der voll entspannte Dampf.

   Die Zuleitungen, wie  auch die im     Abströmgehäuse    auszusparenden     öffnun-          gen    werden daher kleiner.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es  zeigen:       Fig.   <B>1</B> einen axialen Längsschnitt durch den     drei-          flutigen        Niederdruckteil    einer Dampfturbine mit einem  Teil des     Abströmgehäuses,          Fig.    2 einen Schnitt nach der Linie     II-11    der       Fig.   <B>1,</B>       Fig.   <B>3</B> eine von der in den     Fig.   <B>1</B> und 2 gezeigten  abweichende     Ausführungsforrn    der Entspannungsvor  richtung, und die       Fig.    4,<B><I>5,

  </I> 6</B> Schnitte nach den Linien     IV-IV        bzw.          V-V        bzw.        VI-VI    der     Fig.   <B>3.</B>  



  Der in     Fig.   <B>1</B> gezeigte     Niederdruckteil    einer  Dampfturbine weist einen Läufer<B>1</B> mit drei parallel  vom Arbeitsdampf durchflossenen Schaufelgruppen  21,     T'    und     2"'    auf. Die Schaufelgruppen 2' und     V'     werden von einem zwischen beiden liegenden Ein  trittsgehäuse<B>3</B> aus mit Dampf beliefert und von die  sem axial in zueinander entgegengesetzten Richtungen  durchflossen. Zwei Zuleitungen 4 und<B>5</B> führen in  das Eintrittsgehäuse<B>3.</B> Die Stufengruppe     2"'    wird  über ein besonderes Eintrittsgehäuse<B>6</B> von zwei Zu  leitungen<B>7</B> und<B>8</B> aus mit Dampf beliefert.  



  Nach Austritt aus den drei parallel geschalteten       Schaufelgruppen    2',     T'    und     2'11    strömt der Abdampf  in drei Teilkanälen<B>9', 9"</B> und<B>9..</B> eines allen gemein  samen     Abströmgehäuses   <B>10</B> zu einem nicht gezeigten,      unterhalb der Turbine befindlichen Kondensator. Die  Teilkanäle<B>9"</B> und<B>9...</B> sind durch eine Zwischenwand.  <B>11</B> voneinander getrennt.  



  Zwischen den Teilkanälen<B>9'</B> und<B>9"</B> ist unterhalb  des Eintrittsgehäuses<B>3</B> und der Schaufelgruppen 2'  -und 2" im     Austrittsgelfäuse   <B>10</B> ein Raum 12 freige  lassen, durch den die Zuleitung<B>5</B> zum Eintrittsgehäuse  <B>3</B> führt. Der Raum 12 ist durch Wände<B>13</B> gegen die  beiden Teilkanäle<B>9'</B> und<B>9"</B> des Abdampfes begrenzt.

    Die Wände<B>13</B> bilden zusammen mit der Wand<B>10</B> des       Abströmgehäuses,    der Zwischenwand<B>11</B> und zusätz  lichen, dem aus den     Schaufelungen    21 und     T'    austre  tenden Dampf als Führung dienenden     Leitblechen    14       diffusorfönnig    sich erweiternde Kanäle<B>9'</B> und<B>9"</B> für  die beiden Teilströme.  



  Als Teil einer     Bypass-Entspannungsvorrichtung     für überschüssig vom Dampfkessel erzeugten Dampf  ist im     Abströmgehäuse   <B>10</B> der Turbine zwischen den  beiden     Teaanälen   <B>9, 9"</B> des den     Niederdruckteil    (T,       T')    verlassenden und dem Kondensator zuströmenden  Dampfes ein Rohr<B>15</B> angeordnet. Dieses Rohr<B>15</B>  durchquert den durch die Wände<B>13</B> gegen die beiden  Teilkanäle<B>9'</B> und     9"*    begrenzten Raum 12. Wie in       Fig.    2 gezeigt, durchdringt das Rohr<B>15</B> auf der einen  Seite die Wand<B>10</B> des     Abströmgehäuses,    an welcher  es durch einen Flansch<B>16</B> befestigt ist.

   Auf der an  dern Seite ist das Rohr<B>15</B> abgeschlossen und in einem  an der Gehäusewand<B>10</B> befestigten Ring<B>17</B> geführt,  so     dass    es sich bei Temperaturänderungen frei ausdeh  nen kann.  



  Der zweckmässig schon teilweise entspannte und  gekühlte, aber noch einen den     Kondensatordruck    we  sentlich übersteigenden Druck aufweisende     Bypass-          dampf    wird dem Rohr<B>15</B> über eine Leitung<B>18</B>       (Fig.    2) zugeführt. Das Rohr<B>15</B> ist an seinem Um  fang mit einer grösseren Zahl von verhältnismässig  kleinen Öffnungen<B>19</B> versehen, welche den Austritt  des Dampfes in den Raum 12 gestatten, wobei sie den  Dampf aber so stark drosseln,     dass    er nahezu auf den       Kondensatordruck    entspannt wird.

   Die Wände<B>13</B>  sind ferner mit einer Vielzahl von Öffnungen 20 ver  sehen, durch welche der Dampf aus dem Raum 12  in die von den Wänden<B>10, 11, 13</B> gebildeten     Diffu-          sorkanäle    für den Abdampf ausströmen kann, worauf  er dem Kondensator zugeleitet wird. Auch die Leit  bleche 14 sind mit Öffnungen 21 versehen, so     dass     auch noch Dampf, der durch Aussparungen 22 der  Wände<B>13</B> in der Nähe des Turbinengehäuses in den  Raum hinter den     Leftblechen    14 gelangt, durch diese  Öffnungen 21 in die erwähnten     Diffusorkanäle    für den  Turbinenabdampf austreten kann.

   Die Öffnungen<B>13</B>  und 21 sind in so grosser Zahl vorgesehen,     dass    der  Dampf mit verhältnismässig geringer Geschwindigkeit,  also ohne wesentlichen Druckabfall durch sie     hin-          durchtritt.     



  Es ist aber auch möglich, die Öffnungen 20 der  den Raum 12 gegen die beiden Teilkanäle<B>9', 9"</B> be  grenzenden Wände<B>13</B> als letzte Stufe der Entspan  nungsvorrichtung auszubilden. Bei der in     Fig.   <B>1</B> ge  zeigten Ausführung ist aber insbesondere im unter-         sten    Teil des Raumes 12, wo die beiden Teilkanäle<B>9'</B>  und<B>9"</B> zusammentreffen, eine unmittelbare Entspan  nung des     Bypassdampfes    in den     Zuströmraum    des  Kondensators vorgesehen. Der     Abschluss    des Raumes  12 wird an jener Stelle durch ein Rohr<B>23</B> gebildet,  an welches die Wände<B>13</B>     tangential    anschliessen.

   Die  sem Rohr<B>23</B> wird in ähnlicher Weise wie dem Rohr  <B>15</B> teilweise     vorentspannter        Bypassdampf    zugeleitet.  Im Rohr<B>23</B> vorgesehene Öffnungen 24, welche nun  unmittelbar in den Strömungsraum des dem Konden  sator zuströmenden Abdampfes der Turbine ausmün  den, dienen hier als letzte Stufe der Entspannungsvor  richtung.  



  Gemäss den     Fig.   <B>3</B> bis<B>6</B> besteht der im Raum 12  eingebaute Teil der Entspannungsvorrichtung aus  zwei parallelachsig angeordneten Rohren<B>25</B> und<B>26,</B>  welche von zwei einander gegenüberliegenden Seiten  des     Abdampfgehäuses   <B>10</B> in den Raum 12 hinein  ragen. An dem der     Eintrittseite    gegenüberliegenden  Ende sind diese Rohre<B>je</B> durch einen an der Ge  häusewand befestigten Ring<B>27</B>     bzw.   <B>28</B> geführt und  gegen den Raum 12 abgedichtet.

   Die Rohre,<B>25</B> und  <B>26</B> weisen in Strömungsrichtung stufenweise abneh  menden Durchmesser auf und sind mit gegeneinander  gerichteten Austrittsöffnungen<B>29</B>     bzw.   <B>30</B> für den  zu entspannenden     Bypassdampf    versehen.  



  Der     Bypassdampf    tritt jeweils auf der Seite des  grössten Durchmessers axial in die Rohre<B>25</B> und<B>26</B>  -ein und     verlässt    diese durch die Öffnungen<B>29</B> und<B>30,</B>  wobei er mit verhältnismässig grosser Geschwindig  keit in den Raum 12 austritt. Die Öffnungen<B>29</B> und  <B>30</B> bilden die Drosselstellen der Entspannungsvorrich  tung. Dadurch,     dass    die Öffnungen<B>29</B> und<B>30</B> der  beiden Rohre<B>25</B> und<B>26</B> gegeneinander gerichtet sind,  ergibt sich eine starke     Verwirbelung    des entspannten  Dampfes, so     dass    dessen Bewegungsenergie bald ver  nichtet ist.

      In den Rohren<B>15, 23, 25, 26</B>     bzw.    im Raum 12  können gegebenenfalls noch Mittel zur Kühlung des       Bypassdampfes,    beispielsweise durch Einspritzung von  Wasser, vorgesehen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einen zwei- oder mehrflutigen Niederdruckteil aufweisende Dampftu#rbine mit Bypass-Entspannungs- vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Entspannungsvorrichtung<B>(15</B> bzw. <B>23</B> bzw. <B>25</B> bzw. <B>26)</B> im Abströmgehäuse <B>(10)</B> der Tur bine zwischen zwei Teilkanälen<B>(9,</B> 9")

   für den den Niederdruckteil verlassenden und dem Kondensator zuströmenden Dampf angeordnet ist. UNTERANSPRüCHE <B>1.</B> Dampfturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil<B>(15)</B> der Entspannungsvorrichtung in einem durch Wände<B>(13)</B> gegen die beiden Teilkanäle begrenzten Raum (12) angeordnet ist, und dass diese Wände<B>(13)</B> mit einer Vielzahl von Öffnungen (20) für den übertritt des entspannten Dampfes von diesem Raum (12) in den Strömungsweg des dem Kondensator zuströmenden Abdampfes der Turbine versehen sind. 2.

   Dampfturbine nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungen (20) in der Wand <B>(13)</B> als letzte Stufe der Entspannungsvorrichtung aus gebildet sind. <B>3.</B> Dampfturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (12) zwischen den beiden Teilkanälen.<B>(9',</B> 9") in Richtung gegen den Kondensator durch ein mit Drosselöffnungen (24) versehenes, als Entspannungsvorrichtung dienendes Rohr<B>(23)</B> abgeschlossen ist. 4.

   Dampfturbine nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass im Raum (12) zwischen den Teil- kanälen ein als Entspannungsvorrichtung dienendes Rohr<B>(15)</B> angeordnet ist, welches mit Drosselöffnun gen<B>(19)</B> für den Austritt von zu entspannenclem Bypassdampf aus dem Rohrinnem in den Raum zwi schen den Teilkanälen<B>(9',</B> 9") versehen ist.

   <B>5.</B> Dampfturbine nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass im Raum (12) zwischen den Teilkanälen zwei als Entspannungsvorrichtung die nende parallelachsig angeordnete Rohre<B>(25, 26)</B> vor gesehen sind, welche von zwei einander gegenüberlie genden Seiten des Abdampfgehäuses <B>(10)</B> in diesen Raum hineinragen, in Strömungsrichtung stufenweise abnehmenden Durchmesser aufweisen und mit gegen einander gerichteten Austrittsöffnungen<B>(29, 30)</B> für den zu entspannenden Bypassdampf versehen sind.