DD202745A1

DD202745A1 - CONTROL DEVICE FOR A STEAM OR GAS STREAM OF A TURBO MACHINE

Info

Publication number: DD202745A1
Application number: DD23157981A
Authority: DD
Inventors: Karl Speicher
Original assignee: Karl Speicher
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1983-09-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung fuer einen Dampf- oder Gasstrom einer Turbomaschine, vorzugsweise einer Dampfturbine, mittels verstellbar angeordneter Leitschaufeln. Dabei steht das Ziel, die bisher bei Dampfturbinen uebliche Drossel- oder Duesengruppenregelung durch eine echte Mengenregelung zu ersetzen. Aufgabe ist es, ein neuartig steuerbares, variables Leitgitter zu entwickeln, dessen Durchstroemquerschnitt von seinem Maximalwert auf den Wert Null gebracht werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass an einer bekannten drehschieberartigen, aus einem Drehring und einem Duesendeckel bestehenden radial oder axial durchstroemten Steuereinrichtung in sich verformbare, aus einer Blechhuelle und Stuetzkoerpern bestehende Hohlschaufeln angeordnet sind, wobei der den Schaufelruecken bildende Blechhuellenabschnitt am konvexen Teil des Stuetzkoerpers und der den Schaufelbauch bildende Blechhuellenabschnitt am konkaven Teil der Stuetzkoerper angeordnet ist, wobei der eine Stuetzkoerper am Drehring und der andere Stuetzkoerper am Duesendeckel der Steuereinrichtung angeordnet ist.The invention relates to a control device for a steam or gas flow of a turbomachine, preferably a steam turbine, by means of adjustable guide vanes. The goal is to replace the usual throttle or Duesengruppenregelung in steam turbines by a real volume control. Task is to develop a novel controllable, variable guide grid, the Durchstroemquerschnitt can be brought from its maximum value to zero. This is achieved in that on a known rotary valve-like, consisting of a rotary ring and a Duesendeckel radially or axially durchroemten control device deformable, consisting of a Blechhuelle and Stuetzkoerpern hollow blades are arranged, wherein the Schaufelruecken forming Blechhuellenabschnitt at the convex part of the Stuetzkoerpers and the the vane belly forming sheet metal sleeve portion is arranged on the concave part of the support body, wherein the one support body is arranged on the rotary ring and the other support body on Duesendeckel the control device.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Steuereinrichtung für einen Dampf- oder Gasstrom einer TurbomaschineControl device for a steam or gas flow of a turbomachine

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Dampf- oder Gasstrom einer Turbomaschine, vorzugsweise einer Dampfturbine, mittels veränderbar angeordneter Leitschaufeln.The invention relates to a control device for a steam or gas flow of a turbomachine, preferably a steam turbine, by means of variably arranged guide vanes.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen Gegenwärtig werden zur Steuerung der Arbeitsmittelmenge bei Dampfturbinen entweder Ventile oder Drehschieber verwendet, in denen der Dampf, ehe er durch die Leiteinrichtungen tritt, mehr oder weniger gedrosselt wird, wodurch sich der Wirkungsgrad der Turbomaschine merklich verringert. Durch Teilung des durch die Maschine strömenden Dampfes in mehrere Teilströme, wie z. B. bei einer Düsengruppenregelung, können die Verluste zwar verkleinert werden, sie bleiben aber trotzdem relativ groß. Diese Konstruktion bedingt auch erhöhten Bauaufwand, und außerdem ist, verwendet man Drehschieber, eine exakte Trennung der Teilströme wegen ständig vorhandener Lässigkeit nicht erreichbar.Characteristic of the known technical solutions Currently, either valves or rotary valves are used to control the amount of working medium in steam turbines, in which the steam, before it passes through the guide means, more or less throttled, whereby the efficiency of the turbomachine significantly reduced. By dividing the steam flowing through the machine into several partial streams, such. As with a nozzle group control, although the losses can be reduced, but they still remain relatively large. This construction also requires increased construction costs, and also is used, rotary valve, an exact separation of the partial streams due to constantly existing non-availability.

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Alle gegenwärtig bekannten Lösungen zur Steuerung der Arbeitsmittelmenge in beispielsweise Dampfturbinen sind prinzipiell unbefriedigend« line echte, ohne Drosselung des Dampfes mögliche Mengenregelung, wie sie eigentlich notwendig wäre, ist nicht bekannt.All currently known solutions for controlling the amount of working fluid in, for example, steam turbines are, in principle, unsatisfactory. "Real volume control, which is possible without throttling the steam, as would actually be necessary, is not known.

Verstellschaufeln, wie sie vereinzelt im Verdichterbau und in neuer Zeit auch bei einigen Gasturbinen angewandt werden, haben im Dampfturbinenbau bisher keinen Eingang gefunden, weil die beim Dauerbetrieb zu erwartenden Schwie rigkeiten bei den herkömmlichen Konstruktionen zu groß sin der Aufbau recht kompliziert ist und große Verstellkräfte überwunden werden müssen·Adjustment blades, as they are occasionally used in compressor construction and in recent times in some gas turbines, have found no input in steam turbine, because the expected in continuous Schwie forces in the conventional constructions too large sin the structure is quite complicated and overcome large adjustment forces Need to become·

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat zum Ziel, die bisher bei Dampfturbinen übliche Drossel- oder Düsengruppenregelung durch eine echt Mengenregelung zu ersetzen.The aim of the invention is to replace the throttle or nozzle group control which has hitherto been customary in steam turbines with a real volume control.

Darlegung des ¥esens der ErfindungExplanation of the invention of the invention

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neuartig steuerbares variables Leitgitter zu entwickeln, dessen Durchströmquerschnitt von seinem Maximalwert auf den . Wert UuIl gebracht werden kann, den Arbeitsmittelstrom dabei ohne Drosselwirkung zu steuern gestattet, mit einem Minimum an Bauelementen auskommt, verschleißende Bauteile weitgehend vermeidet oder sie kräftemäßig entlastet und dessen zur Verstellung nötigen Arbeitskräfte möglichst gering sind.The invention is therefore based on the object to develop a novel controllable variable guide grid, the flow area of its maximum value on the. Value UuIl can be brought to control the flow of working fluid thereby without throttle effect, gets by with a minimum of components, largely avoids wearing components or they relieved in terms of strength and the necessary for adjusting manpower are minimized.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer bekannten drehschieberartigen, aus einem Drehring und einem Düsendeckel bestehenden radial oder axial durchströmten Steuereinrichtung in sich verformbare, aus einer Blechhülle und Stützkörpern bestehende Hohlschaufeln angeordnet sind, wobei der den Schaufelrücken bildende Blechhüllenabschnitt am konvexen Teil des Stützkörpers und der den Schaufelbauch bildende Blechhüllenabschnitt am konkave Teil der Stützkörper angeordnet ist, wobei der eine Stützkörper am Drehring und der andere Stützkörper am DüsendeckAccording to the invention, this object is achieved in that are arranged on a known rotary valve-like, consisting of a rotary ring and a nozzle cover radially or axially flowed control device deformable, consisting of a sheet metal shell and supporting bodies hollow blades, wherein the blade back forming sheet metal shell section on the convex part of the support body and the shroud-forming sheet metal shell portion is arranged on the concave part of the support body, wherein the one support body on the rotary ring and the other support body on the nozzle deck

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der Steuereinrichtung angeordnet ist.the control device is arranged.

lin weiteres Merkmal der Erfindung "besteht darin, daß die Blechhüllenabschnitte auf dem konkaven "bzw. konvexen Teil der jeweiligen Stützkörper aufliegen und vorzugsweise in der Mitte dieser Auflageflächen befestigt sind.lin further feature of the invention "is that the sheet metal shell sections on the concave" or lie convex part of the respective support body and are preferably fixed in the middle of these bearing surfaces.

Ausfuhrung sbeispieIExecution example

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführ.ungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail below using an embodiment.

In der Zeichnung wird ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen axial durchströmten Steuereinrichtung gezeigt, die auch radial durchströmt werden kann.In the drawing, a section of the inventive axially flowed through control device is shown, which can also be flowed through radially.

Diese Steuereinrichtung ist durch die Verwendung von hohlen Blechschaufeln gekennzeichnet. Die zwischen diesen Hohlschaufeln für das Arbeitsmittel entstehenden Strömungskanäle erfahren eine Querschnittsänderung, indem die Schaufeln elastisch ihre Form verändern, das dadurch erfolgt, daß die in den Schaufeln angeordneten Stützkörper die Gestalt der Schaufel verändern.This control device is characterized by the use of hollow sheet metal blades. The flow channels formed between these hollow blades for the working fluid undergo a change in cross-section, in that the blades elastically change their shape, which takes place in that the supporting bodies arranged in the blades change the shape of the blade.

Der Drehring 1, der auf dem Düsendeckel 2 beweglich angeordnet ist, trägt die Stützkörper· 3_? die beispielsweise zwischen beiden Seitenteilen, die den Drehring 1 bilden, mittels Schrauben 4 festgeklemmt sind. Die Stütskörper 5 sind -in den Ringkanal des Düsendeckels 2 ebenfalls, beispielsweise durch Stifte 6, fest angeordnet. Die Hohlschaufel selbst wird aus einer Blechhülle 7 und den Stützkörpern 3 und 5 gebildet. Die in sich geschlossene Blechhülle 7 ist mit ihrem einen Teil des Schaufelrückens bildenden Blechhüllenabschnitt 8 am konvexen Teil des Stützkörpers 3 verbunden und mit dem den Teil des Schaufelbauches bildenden Blechhüllenabschnitt 9 am lconkaven Teil des Stützkörpers 5 verbunden. Bei einer Relativbewegung des Drehringes 1 gegenüber dem Düsendeckel 2 werden die Stützkörper 3 ebenfalls bewegt,.The rotary ring 1, which is movably mounted on the nozzle cover 2, carries the support body · 3 _? for example, clamped by means of screws 4 between the two side parts which form the rotary ring 1. The Stütskörper 5 are -in the annular channel of the nozzle cover 2 also, for example, by pins 6, fixed. The hollow blade itself is formed from a sheet metal shell 7 and the supporting bodies 3 and 5. The self-contained sheet metal shell 7 is connected to its part of the blade back forming sheet metal shell portion 8 on the convex part of the support body 3 and connected to the part of the blade belly forming sheet metal shell portion 9 on the concave part of the support body 5. In a relative movement of the rotary ring 1 relative to the nozzle cover 2, the support body 3 are also moved.

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wogegen die Stützkörper 5 ihre Lage beibehalten, wodurch die aus der Blechhülle 7 und ihren Stützkörpern 3 und 5 gebildeten Hohlschaufeln in dem Sinne deformiert werden, daß sich die Schaufelrücken gegen die Bauchseiten der jeweiligen Hachbarhohlschaufein anlegen, wenn die maximal mögliche Drehung des Drehringes 1 ausgenutzt wird, Die aus Biechhülle und Stützkörpern 3 und 5 gebildeten Hohlschaufeln sind mit einem Spiel - mit Ausnahme der Stellen, die unbeweglich bleiben sollen - in den Drehring bzw. in den Düsendeckel 2.eingepaßt. Dieses Spiel ist so gewählt, daß die notwendige Dampfdichtheit im wesentlichen gewährleistet ist.whereas the support body 5 maintain their position, whereby the hollow blades formed from the sheet metal shell 7 and its supporting bodies 3 and 5 are deformed in the sense that create the blade back against the ventral sides of the respective Hachbarhohlschaufein when the maximum possible rotation of the rotary ring 1 is utilized , The hollow blades formed from Biechhülle and supporting bodies 3 and 5 are fitted with a game - with the exception of the bodies which are to remain immovable - in the rotary ring or in the nozzle cover 2. This game is chosen so that the necessary vapor-tightness is essentially guaranteed.

Die Verformung dieser Hohlschaufeln ist nicht nur in der dargestellten Art und Weise möglich. Anstelle der Stützkörper 3 sind beispielsweise drehbare Hocken denkbar, die die Schaufelrücken in der vorgeschriebenen. Weise verformen.The deformation of these hollow blades is possible not only in the illustrated manner. Instead of the support body 3, for example, rotatable squats are conceivable that the blade back in the prescribed. Deform way.

Claims

231573 Request for service

1. Control device for a steam or gas flow of a door bomber, preferably a steam turbine, by means of variably arranged vanes, characterized in that on a known rotary slide-like, from a rotary ring (1) and a nozzle cover (2) existing radially or axially flowed through control device in itself deformable, from a sheet metal shell (7) and supporting bodies (3) and (5) existing hollow blades are arranged, wherein the blade back forming sheet metal shell portion (8) on the convex part of the support body (3) and the vane belly forming sheet metal shell portion (9) at the concave Part of the support body (5), the support body (3) on the rotary ring (O and the support body (5) on the nozzle cover (2) is attached to the control device »

2. Control device according to item 1, characterized in that the Blechhüllenabschnitte (8) or (9) rest on the concave or convex part of the support body (3) or (5) and the attachment is preferably carried out in the middle of these bearing surfaces.

For this 1 sheet drawing