DD213973A1 - Reaktionsturbine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reaktionsturbine als Zweiphasenturbine fuer die Ausnutzung der kinetischen Energie, wie sie bei Entspannungsverdampfung auftritt. Die Erfindg hat zum Ziel einen mit anderen Turbinenbauarten nicht erreichbaren Umsetzungswirkungsgrad bei der Anwendung der Entspannungsverdampfung zur Ausnutzung von Abwaermen niedrigerTemperatur zu erzielen. Zwei oder mehr Entspannungsduesen sind am Umfang eines Laufrades tangential angebracht. Sie erhalten fluessiges Medium, das ihnen unter Druck durch die Hohlwelle und ueber einzelne Rohre oder durch Hohlreume im Laufradkoerper zugefuehrt wird.

Description

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Titel der Erfindung: Reaktionsturbine

Anwendungsgebiet;

Die Erfindung betrifft eine Reaktionsturbine als Zweiphasen-Bntspannungsturbine für Dampfanlagen, bei denen Dampf durch Entspannung von aufgeheiztem Druckwasser erzeugt wird, wobei die während der Entspannung frei werdende kinetische Energie genutzt werden soll«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Die Nutzung der durch Entspannung von aufgeheiztem Druckwasser erzeugten kinetischen Energie erfordert Turbinen, die sowohl die Energie des entstehenden Dampfes (Anteil x), als auch die des nicht verdampften Wassers (Anteil 1-x) umsetzen können* Wegen des großen Massenunterschiedes von Dampf und Wasser hat der ausströmende Dampf eine erheblich höhere Geschwindigkeit als das Wasser· Dieser Umstand wirkt dem Ziel entgegen, das darin besteht, die erzeugte Strahl energie mit möglichst gutem Wirkungsgrad in mechanische Energie umzusetzen· Vorgeschlagen wurde eine aus der Dampfturbinentechnik bekannte Gleichdruckstufe / Zysin, 7.A·, Barilovic, V.A· u.a.: Eksperimentalgnye issledovaija gidroparovoj turbiny. Energo,-masionostroenie 1973/^ S· 4· - 67, wobei die Beschaufelung des Turbinenrades, einen Kompromiß aus den unterschiedlichen Anforderungen der beiden Phasen verkörpern muß. Aus diesem Grunde ist der erreichbare Wirkungsgrad bescheiden. Zahlreicher sind ¥orschläge, die als Wasserturbine bekannte Peltonturbine für den beabsichtigten Zweck einzusetzen. Sie bietet im Sinne der gestellten Aufgabe folgende Vorteile: Der in einer Strahldüse erzeugte Zweiphasenstrahl wird tangential zum Laufrad gerichtet. Is fällt also die bei axial durchströmten Turbinen unvermeidliche Axlalkomponente fort, die eine verminderte

Ausnutzbarkeit des Strahlimpulses bedeutet« Bestehen bleibt aber der Nachteil_s daB bei der Umlenkung des Strahles um 180 in der schalenartigen Laufschaufel eine Entmischung und gegenseitige Störung der beiden Phasen eintreten muß, wobei die wirklich erzielte Ablenkung geringer und die Energieübertragung verschlechtert wird« Außerdem bleibt der Ventilationsverlust durch die unbeaufschlagt umlaufenden Schaufeln bestehen*

Ziel der Erfindung:

Die Erfindung hat zum Ziel, einen mit anderen Turbinenbauarten nicht erreichbaren Umsetzungswirkungsgrad bei der Anwendung der Ent3pannungsverdampfung zur Ausnutzung von Abwärmemengen niedriger Temperatur zu erreichen,

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_? eine Reaktionsturbine zu schaffen, bei der eine Umlenkung der unterschiedlichen Phasen im Laufrad vermieden wird, um die damit verbundenen Verluste zu vermeiden«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Zweiphasen-Entspamiungsturbine eine Turbine verwendet wird, bei der zwei oder mehr Entspannungsdüsen als überkritische (Laval-) Düsen ausgebildet und aa Umfang eines Laufrades in tangentialer Sichtung angebracht sind» Die Zuführung des Wassers bzw. der verdampfbaren Eiüssigkeit erfolgt durch die* Hohlwelle und die Habe des Laufrades« Diese Ausführung hat den Vorteil» daß der gesamte Impuls sowohl der flüssigen als auch der dampfförmigen Phase als Umfangskraft am Laufrad wirksam wird* Die den Laufradverlusten anderer Ausführungen entsprechenden Verluste entfallen völlig, also die Umlenkungs- und Reibungsverluste, sowie die Verluste durch partielle Beaufschlagung (Ventilationsund Sektorenendverluste)· Bs verbleiben nur die unvermeidlichen Reibungsverluste in den Düsen und der Austrittsverlust. Der letztere besteht aus der im Absolutsystem verbleibenden kinetischen Energie. Er kann durch Wahl einer geeigneten Umfangs-geschwindigkeit in Grenzen gehalten werden, so daß der Wirkungsgrad der Reaktionsturbine als Zweiphasenturbine günstiger ausfällt, als bei den bekannten Lösungen·

Ausf ührungsbe ispiel e

Zwei mögliche Ausführungsbeispiele werden zur Erläuterung der Erfindung vorgestellt. Es zeigen

Pig· 1: eine Hauptansicht in teilweiser Schnittdarstellung» Pig. 1a: einen Schnitt gemäß Pig· 1, gedreht, Fig. 2: eine Hauptansicht in teilweiser Schnittdarstellung'.

mit drei Düsen

Gemäß fig· 1 ist eine Reaktionsturbine gezeigt, "bei der das flüssige Medium von der Hohlwelle 1 durch Rohre 2 den einzelnen Entspannungsdüsen 3 zugeleitet wird· Es ist ersichtlich, daß das rotierende Turbinenrad 4 als Zentrifugalpumpe wirkt und einen Teil der Pumpenarbeit übernimmt, die zum Erreichen des zur Entspannung notwendigen Drucks benötigt wird· Das zweite Beispiel nach Pig. 2 macht deutlich, daß.anstelle der einzelnen Zuführungsrohre 2 auch der gesamte Hohlraum 5 des Turbinenrades 4, durch schaufelartige Rippen 6 unterteilt, zur Förderung des Mediums von der Hohlwelle zu den Entspannungsdüsen genutzt werden kann. Das hat den Torteil, daß der Strömungsquerschnitt des zufließenden Mediums groß, die Strömungsgeschwindigkeit also klein gehalten werden kann, so daß vorzeitiges Yerdampfen in der Zuleitung und damit mögliche Unwuchten vermieden werden·

Claims (2)

1. Erf indungsanspruch t

   Reaktionsturbine als Zweiphasenturbine nach dem Prinzip des Segnerschen Wasserrades_} dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr überkritische Sntspannungsdüsen (3) tangential am üssfang eines Laufrades (4) angeordnet sind, wobei die Zuführung des flüssigen Mediums durch eine Hohlwelle (1) und durch besondere Zuführungsrohre (2) oder Hohlräume (5) in dem Laufrad (4) erfolgt.

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen!