DE102008062078B4 - Entry level for a steam turbine - Google Patents

Entry level for a steam turbine Download PDF

Info

Publication number
DE102008062078B4
DE102008062078B4 DE102008062078.5A DE102008062078A DE102008062078B4 DE 102008062078 B4 DE102008062078 B4 DE 102008062078B4 DE 102008062078 A DE102008062078 A DE 102008062078A DE 102008062078 B4 DE102008062078 B4 DE 102008062078B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle ring
nozzle
circumference
nozzles
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102008062078.5A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008062078A1 (en
Inventor
Dr. Jeske Hans-Otto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Energy Solutions SE filed Critical MAN Energy Solutions SE
Priority to DE102008062078.5A priority Critical patent/DE102008062078B4/en
Priority to ITRM2009A000610A priority patent/IT1396728B1/en
Priority to JP2009275597A priority patent/JP5388824B2/en
Publication of DE102008062078A1 publication Critical patent/DE102008062078A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008062078B4 publication Critical patent/DE102008062078B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/31Application in turbines in steam turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Eintrittsstufe für eine Dampfturbine, mit einem Düsenring (2; 3; 4) zur Beaufschlagung eines Laufrades mit Dampf, wobei der Düsenring mehrere, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Düsen (2.1, 2.2, 2.3, 2.4; 3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aufweist, die in einem Düsenkasten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring derart ausgebildet ist, dass die Größen (t2.3, t2.4) und/oder Abstände der Düsen des Düsenringes (2; 4) zueinander über seinem Umfang derart gegeneinander variieren, dass eine Dampfmassenstromdichte durch die Düsen über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist, wobei die Abstände der Düsen des Düsenringes (2; 4) zueinander zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin zunehmen.An inlet stage for a steam turbine, with a nozzle ring (2, 3, 4) for acting on an impeller with steam, said nozzle ring having a plurality of circumferentially juxtaposed nozzles (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4) , which are arranged in a nozzle box, characterized in that the nozzle ring is formed such that the sizes (t2.3, t2.4) and / or distances of the nozzles of the nozzle ring (2; 4) to each other over its circumference so mutually vary in that a steam mass flow density through the nozzles is substantially constant over its circumference, the distances of the nozzles of the nozzle ring (2; 4) from each other increasing towards a vapor entry into the nozzle ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eintrittsstufe, insbesondere eine Regelstufe, für eine Dampfturbine, mit einem Düsenring zur Beaufschlagung eines Laufrades mit Dampf, wobei der Düsenring mehrere, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Düsen aufweist, die in einem Düsenkasten angeordnet sind.The invention relates to an inlet stage, in particular a control stage, for a steam turbine, with a nozzle ring for impinging an impeller with steam, wherein the nozzle ring has a plurality of circumferentially juxtaposed nozzles which are arranged in a nozzle box.

Beispielsweise aus der WO 2006/ 024 597 A1 ist eine Dampfturbine mit mehreren Eintrittsstufen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. In für Regelstufen solcher Dampfturbinen typischer Weise weist der Düsenring mehrere Teilringe oder Düsensegmente auf, welche durch Ventile wahlweise ansteuerbar sind, um die Turbine durch Absperren eines oder mehrerer Teilringe zu regeln und so gezielt auch im Teillastbereich zu betreiben.For example, from the WO 2006/024 597 A1 a steam turbine with multiple inlet stages according to the preamble of claim 1 is known. In typically for control stages of such steam turbines, the nozzle ring on several sub-rings or nozzle segments, which can be selectively controlled by valves to control the turbine by shutting off one or more sub-rings and thus selectively operate in the partial load range.

Die in der WO 2006/ 024 597 A1 nur schematisch angedeuteten Teilringe weisen je einen Düsenkasten auf, in dem mehrerer Düsen in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. 1 zeigt einen linken oberen Düsenkasten 1 mit mehreren Düsen bzw. Düsenabschnitten 1.1 bis 1.4, wie er aus betriebsinterner Praxis bekannt ist. In diesen strömt Dampf im Wesentlichen vertikal ein, wird durch die Innenkontur des Düsenkastens zu den einzelnen Düsen geführt und tritt durch diese in Axialrichtung aus, um hinter dem Düsenring ein Regelrad zu beaufschlagen. Durch gezielte Absperrung einzelner der vier über den Umfang verteilten Düsenkästen wird das Regelrad quadrantenweise beaufschlagt.The in the WO 2006/024 597 A1 Only schematically indicated partial rings each have a nozzle box in which a plurality of nozzles are arranged in the circumferential direction next to each other. 1 shows a left upper nozzle box 1 with several nozzles or nozzle sections 1.1 to 1.4 as known from in-house practice. In this steam flows substantially vertically, is guided through the inner contour of the nozzle box to the individual nozzles and exits through this in the axial direction to apply a control wheel behind the nozzle ring. By selective blocking of each of the four distributed over the circumference of the nozzle boxes, the control wheel is acted upon in quadrants.

Der hydraulische Durchmesser in Umfangsrichtung ist dabei, wie in der WO 2006/ 024 597 A1 und 1 zu erkennen, in den Bereichen außerhalb des Dampfeintrittes konstant. Auch die Größe und Abstände der einzelnen Düsen zueinander sind über den Umfang konstant.The hydraulic diameter in the circumferential direction is, as in the WO 2006/024 597 A1 and 1 to detect, in the areas outside of the steam inlet constant. The size and spacing of the individual nozzles to each other are constant over the circumference.

Insbesondere durch Reibungs- und Umlenkverluste sowie Totgebieten und Rückströmungen des Dampfes in solchen herkömmlichen Düsenringen stellt sich eine über den Umfang stark inhomogene Massenstromdichte ein. So gelangt beispielsweise in dem in 1 gezeigten Teilring ebenso wie in den Düsensegmenten der WO 2006/ 024 597 A1 weniger Dampf zu denjenigen Düsen, welche von dem Dampfeintritt am weitesten entfernt sind, was nachteilig zu einer ungleichmäßigen Belastung der Düsen und des dahinter angeordneten Laufrades führt und den Wirkungsgrad der Dampfturbine senkt.In particular due to friction and deflection losses as well as dead zones and backflow of the vapor in such conventional nozzle rings, a mass flow density which is highly inhomogeneous over the circumference sets in. For example, in the in 1 shown partial ring as well as in the nozzle segments of WO 2006/024 597 A1 less vapor to those nozzles which are furthest away from the steam inlet, which adversely results in non-uniform loading of the nozzles and the impeller disposed behind and lowers the efficiency of the steam turbine.

Die US 5 823 742 A offenbart ebenfalls eine Eintrittsstufe für eine Dampfturbine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The US 5 823 742 A also discloses an inlet stage for a steam turbine according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 19 10 200 A ist weiterer Stand der Technik bekannt.From the DE 19 10 200 A Further prior art is known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dampfturbine zu verbessern.Object of the present invention is therefore to improve a steam turbine.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Eintrittsstufe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale weitergebildet.To solve this problem, an entry stage according to the preamble of claim 1 is further developed by the characterizing features.

Anspruch 10 stellt eine Dampfturbine mit wenigstens einer solchen Eintrittsstufe unter Schutz.Claim 10 provides protection for a steam turbine with at least one such inlet stage.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.The subclaims relate to advantageous developments.

Eine Eintrittsstufe für eine Dampfturbine weist einen ein- oder mehrteiligen Düsenring zur Beaufschlagung eines in Durchströmrichtung dahinter angeordneten Laufrades mit mehreren, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Düsen auf, die in einem Düsenkasten angeordnet sind. Die einzelnen Düsen können gleichermaßen integral mit dem Düsenkasten ausgebildet oder lösbar oder unlösbar an diesem befestigt und insbesondere durch Leitschaufeln definiert sein.An inlet stage for a steam turbine has a one-part or multi-part nozzle ring for acting on an impeller arranged behind it in the flow direction with a plurality of circumferentially juxtaposed nozzles, which are arranged in a nozzle box. The individual nozzles may likewise be integrally formed with the nozzle box or may be detachably or non-detachably fastened thereto and in particular be defined by guide vanes.

Erfindungsgemäß ist der Düsenring planmäßig derart ausgebildet, dass die Größen und/oder Abstände der Düsen des Düsenringes variieren derart zueinander über seinem Umfang variieren, dass eine Dampfmassenstromdichte durch die Düsen über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist, wobei die Abstände der Düsen des Düsenringes zueinander zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin zunehmen. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Dampfturbine verbessert und eine Belastung von Laufrad und Düsen gleichmäßiger über dem Umfang verteilt werden.According to the invention, the nozzle ring is designed according to plan such that the sizes and / or distances of the nozzles of the nozzle ring vary in such a way vary over its circumference that a steam mass flow density through the nozzles is substantially constant over its circumference, wherein the distances of the nozzles of the nozzle ring to each other increase in steam inlet into the nozzle ring. As a result, the efficiency of the steam turbine can be improved and a load of impeller and nozzles can be distributed more uniformly over the circumference.

Die Massenstromdichte hängt von der Dichte des Dampfes, mit dem der Düsenring, beispielsweise von einem Dampfkessel, beschickt wird, seiner Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere deren meridianer Komponente, sowie der Verteilung und Ausbildung der einzelnen Düsen ab. Dementsprechend kann der Fachmann die erfindungsgemäße konstante Dampfmassenstromdichte insbesondere durch entsprechende Auslegung einer oder mehrerer dieser Parameter realisieren.The mass flow density depends on the density of the steam with which the nozzle ring is charged, for example, by a steam boiler, its flow velocity, in particular its meridian component, and the distribution and formation of the individual nozzles. Accordingly, the person skilled in the art can realize the constant steam mass flow density according to the invention in particular by appropriate design of one or more of these parameters.

Insbesondere können die Größen, i. e. die hydraulischen Durchmesser der Düsen des Düsenringes in Meridianrichtung, zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin, vorzugsweise monoton, insbesondere streng monoton abnehmen. Denn in der Regel liegt in der Nähe dieses Dampfeintritts die höchste Dampfmassenstromdichte in dem Düsenring vor, während diese aufgrund der eingangs genannten Strömungsverluste zu den von dem Dampfeintritt entfernteren Düsen hin abnimmt. Dies kann dadurch kompensiert werden, dass diese entfernteren Düsen einen größeren hydraulischen Durchmesser aufweisen, so dass sich bei verlustbedingt geringerer Dampfgeschwindigkeit bei Multiplikation mit dem größeren hydraulischen Durchmesser wieder dieselbe Dampfmassenstromdichte als Produkt aus Durchtrittsfläche und Strömungsgeschwindigkeit normal zu dieser ergibt.In particular, the sizes, ie the hydraulic diameters of the nozzles of the nozzle ring in the meridian direction, can decrease toward a vapor entry into the nozzle ring, preferably monotonically, in particular strictly monotonously. As a rule, the highest vapor mass flow density in the nozzle ring is present in the vicinity of this vapor inlet, whereas due to the flow losses mentioned at the beginning, this decreases towards the nozzles which are more remote from the vapor inlet. This can be compensated be that these remoter nozzles have a larger hydraulic diameter, so that results in loss-related lower vapor velocity multiplied by the larger hydraulic diameter again the same vapor mass flow density as a product of the passage area and flow rate normal to this.

Die Abstände der Düsen des Düsenringes zueinander zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin können monoton, insbesondere streng monoton, zunehmen. Hierdurch sind in Bereichen, in denen verlustbedingt geringere Dampfstromgeschwindigkeiten herrschen, mehr Düsen vorhanden, durch die mehr Dampf mit geringerer Geschwindigkeit hindurchtreten und so wiederum im Wesentlichen dieselbe, über dem Umfang konstante Massenstromdichte aufweisen kann.The distances between the nozzles of the nozzle ring to each other to a steam inlet into the nozzle ring can monotonically, in particular strictly monotonously increase. As a result, there are more nozzles in areas in which lower steam flow rates are due to the loss, more nozzles can pass through them at the lower speed and thus in turn can have substantially the same mass flow density over the circumference.

Durch entsprechende Variation der Abstände der Düsenabschnitte zueinander kann vorteilhafterweise die Abströmung aus dem Düsenring und somit die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes in dem Düsenring über seinem Umfang im Wesentlichen konstant eingestellt werden.By appropriate variation of the distances of the nozzle sections to one another, the outflow from the nozzle ring and thus the flow velocity of the vapor in the nozzle ring over its circumference can advantageously be set substantially constant.

Zusätzlich oder alternativ kann eine Innenkontur des Düsenkastens derart ausgebildet sein, dass eine Dampfmassenstromdichte über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist.Additionally or alternatively, an inner contour of the nozzle box may be formed such that a steam mass flow density is substantially constant over its circumference.

Beispielsweise kann ein hydraulischer Innendurchmesser des Düsenkastens in Umfangsrichtung, insbesondere im Wesentlichen über seinem gesamten Umfang, von einem Dampfeinritt aus abnehmen, vorzugsweise monoton, insbesondere streng monoton. Als (streng) monoton abnehmend wird dabei in fachüblicher Weise eine Variation eines Parameters, beispielsweise von Düsengröße, -abstand oder Durchmesser der Innenkontur, bezeichnet, bei der der Parameter an einer in Umfangsrichtung hinteren Position stets kleiner (streng monoton) bzw. kleiner oder gleich (monoton) ist als an einer in Umfangsrichtung vorderen Position. Insbesondere bei einem solchen Düsenkasten mit einer sich zu den dampfeintrittsferneren Düsen hin verjüngenden Innenkontur kann vorteilhafterweise die Meridiangeschwindigkeit des Dampfes in dem Düsenring über seinem Umfang im Wesentlichen konstant eingestellt werden.For example, a hydraulic inner diameter of the nozzle box in the circumferential direction, in particular substantially over its entire circumference, decrease from a Dampfeinritt, preferably monotonically, in particular strictly monotonous. As (strictly) monotonically decreasing, a variation of a parameter, for example of nozzle size, distance or diameter of the inner contour, is designated in a customary manner in which the parameter is always smaller (strictly monotonous) or smaller or the same at a rearward position in the circumferential direction (monotonic) is as at a circumferentially forward position. In particular, in such a nozzle box with an inner contour tapering towards the nozzles entering the steam inlet, advantageously, the meridional velocity of the steam in the nozzle ring can be set substantially constant over its circumference.

Eine erfindungsgemäße Eintrittsstufe kann insbesondere als Regelstufe ausgebildet sein, deren Düsenring wenigstens zwei, insbesondere wenigstens vier wahlweise ansteuerbare Teilringe aufweist. Dann sind bevorzugt wenigstens ein Teilring, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle Teilringe derart ausgebildet, dass eine Dampfmassenstromdichte über deren Umfang im Wesentlichen konstant ist.An inlet stage according to the invention can be designed, in particular, as a control stage whose nozzle ring has at least two, in particular at least four, selectively controllable partial rings. Then preferably at least one partial ring, preferably several, in particular all partial rings are formed such that a steam mass flow density is substantially constant over the circumference thereof.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

  • 1 einen linken oberen Teilring einer Regelstufe nach betriebsinternen Praxis im Querschnitt;
  • 2 einen linken unteren Teilring einer Regelstufe nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1 entsprechender Darstellung;
  • 3 einen rechten oberen Teilring einer Regelstufe nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1 entsprechender Darstellung; und
  • 4 einen rechten unteren Teilring einer Regelstufe nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1 entsprechender Darstellung.
Further advantages and features emerge from the subclaims and the exemplary embodiments. This shows, partially schematized:
  • 1 a left upper part ring of a control stage according to internal practice in cross section;
  • 2 a left lower sub-ring of a control stage according to a first embodiment of the present invention in 1 corresponding representation;
  • 3 a right upper part ring of a control stage according to a second embodiment of the present invention in 1 corresponding representation; and
  • 4 a right lower sub-ring of a control stage according to a third embodiment of the present invention in 1 corresponding representation.

Die Figuren zeigen als Ganzes die Anordnung von vier Teilringen oder Düsenkästen 1 bis 4 entlang des Umfanges, so dass durch gezielte Absperrung einzelner Teilringe durch (nicht dargestellte) Ventile am jeweiligen Dampfeintritt in den Düsenkasten die Dampfturbine geregelt im Teillastbetrieb gefahren werden kann. Als Regelung wird vorliegend auf eine reine Steuerung ohne Rückführung von Messwerten bezeichnet. Dabei zeigen die einzelnen Figuren Teilringe verschiedener Ausführungen zur besseren Darstellung gemeinsam, wobei in jeder Ausführung die anderen drei Teilringe durch den Teilring der jeweiligen Ausführung ersetzt zu denken sind.The figures show as a whole the arrangement of four partial rings or nozzle boxes 1 to 4 along the circumference, so that by controlled blocking of individual partial rings by (not shown) valves at the respective steam inlet into the nozzle box, the steam turbine can be operated controlled in part-load operation. As a control is referred to a pure control without feedback of measured values. In this case, the individual figures show partial rings of different designs for a better representation together, wherein in each embodiment the other three partial rings are to be considered replaced by the partial ring of the respective embodiment.

1 zeigt den eingangs erläuterten linken oberen Teilring 1 einer Regelstufe, wie sie aus betriebsinterner Praxis bekannt ist. Die Regelstufe weist, wie vorstehend ausgeführt, vier baugleiche Teilringe auf, so dass sich durch Ersatz der 2 bis 4 durch entsprechend gespiegelte 1 eine Draufsicht auf die gesamte Regelstufe in Durchströmrichtung ergibt. 1 shows the initially explained upper left part ring 1 a control level, as known from in-house practice. The control stage has, as stated above, four identical partial rings, so that by replacing the 2 to 4 by appropriately mirrored 1 a plan view of the entire control stage in the flow direction results.

In 1 sind vier Düsen bzw. Düsenabschnitte 1.1 bis 1.4 angedeutet, wobei mit t1.3 = t1.4 die Größe der entsprechenden Düsenabschnitte in Umfangsrichtung bezeichnet ist. Mit a1.1 = a1.2 ist der hydraulische Strömungsdurchmesser in Umfangsrichtung an zwei verschiedenen Stellen außerhalb des Dampfeintritts bezeichnet.In 1 are four nozzles or nozzle sections 1.1 to 1.4 indicated with t1.3 = t1.4 the size of the corresponding nozzle sections in the circumferential direction. With a1.1 = a1.2, the hydraulic flow diameter in the circumferential direction is designated at two different locations outside the steam inlet.

Man erkennt, dass die Größe aller Düsenabschnitte in Umfangsrichtung und der hydraulische Strömungsdurchmesser außerhalb des Dampfeintritts in dem bekannten Teilring 1 konstant sind. Durch Strömungsverluste stellt sich eine stark inhomogene Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten und damit der Massenstromdichte ein, die die Dampfmenge bezeichnet, die pro Zeiteinheit durch die einzelnen Düsen durchtritt.It can be seen that the size of all nozzle sections in the circumferential direction and the hydraulic flow diameter outside the steam inlet in the known partial ring 1 are constant. Through flow losses, a highly inhomogeneous distribution of the flow velocities and thus the mass flow density sets, which designates the amount of steam that passes through the individual nozzles per unit time.

Daher variieren in einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in den vier baugleichen Teilringen 2, von denen ein linker unterer in 2 dargestellt ist, die Düsengrößen. Wie in 2 erkennbar, nehmen die Düsengrößen in Umfangsrichtung, ausgehend von dem Dampfeintritt hin zu den von diesem entfernteren Düsen streng monoton zu, so dass insbesondere t2.4 > 12.3 gilt. Eine größere Düse kann auch dadurch realisiert sein, dass in dem Bereich dieser Düse mehr gleich große Einzeldüsen angeordnet sind als in einem anderen Bereich, so dass die Abstände solcher Einzeldüsen des Düsenringes zueinander zu dem Dampfeinritt hin zunehmen. Da in den vom Dampfeintritt entfernteren Bereichen des Teilringes 2 mehr bzw. größere Düsen angeordnet sind, wird die verlustbedingt geringere Strömungsgeschwindigkeit in diesen Randbereichen kompensiert, so dass sich im Wesentlichen ein konstanter Dampfmassenstrom über dem Umfang einstellt.Therefore, in a first embodiment of the present invention vary in the four identical partial rings 2 of which a lower left in 2 is shown, the nozzle sizes. As in 2 As can be seen, the nozzle sizes in the circumferential direction, starting from the steam inlet towards the nozzles which are farther away from it, increase strictly monotonically, so that in particular t2.4> 12.3 applies. A larger nozzle can also be realized in that in the region of this nozzle more equal sized individual nozzles are arranged as in another area, so that the distances of such individual nozzles of the nozzle ring to each other increase toward the Dampfeinritt. As in the more remote from the steam inlet areas of the partial ring 2 more or larger nozzles are arranged, the loss-related lower flow velocity is compensated in these edge regions, so that essentially sets a constant steam mass flow over the circumference.

In einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Innenkontur des Düsenkastens der vier baugleichen Teilringe 3, von denen ein rechter oberer in 3 dargestellt ist, derart ausgebildet, dass eine Dampfmassenstromdichte über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist. Hierzu nimmt der hydraulische Innendurchmesser des Düsenkastens in Umfangsrichtung über seinem gesamten Umfang vom Dampfeinritt aus streng monoton ab, so dass insbesondere a3.1 < a3.2 gilt. Hierdurch wird der Dampf in den vom Dampfeintritt entfernteren Bereichen des Teilringes 3 beschleunigt, so dass die verlustbedingte Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in diesen Randbereichen kompensiert wird und sich im Wesentlichen ein konstanter Dampfmassenstrom über dem Umfang einstellt.In a second embodiment of the present invention is an inner contour of the nozzle box of the four identical partial rings 3 of which a right upper in 3 is designed such that a steam mass flow density is substantially constant over its circumference. For this purpose, the hydraulic inner diameter of the nozzle box decreases in the circumferential direction over its entire circumference from the steam inlet from strictly monotonous, so that in particular a3.1 <a3.2 applies. As a result, the steam is in the more remote from the vapor inlet areas of the partial ring 3 accelerated, so that the loss-related reduction of the flow velocity is compensated in these edge regions and sets a substantially constant mass flow of vapor over the circumference.

In einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die erste und zweite Ausführung kombiniert, so dass in den vier baugleichen Teilringen 4, von denen ein rechter unterer in 4 dargestellt ist, die Düsengrößen in Umfangsrichtung, ausgehend von dem Dampfeintritt hin zu den von diesem entfernteren Düsen zunehmen, der hydraulische Innendurchmesser des Düsenkastens hingegen abnimmt.In a third embodiment of the present invention, the first and second embodiments are combined so that in the four identical partial rings 4 of which a right lower in 4 is shown, the nozzle sizes increase in the circumferential direction, starting from the steam inlet to the more distant from this nozzle, the hydraulic inner diameter of the nozzle box, however, decreases.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Teilringpartial ring
1.1,...1.41.1 ... 1.4
Düsenjet
22
Teilringpartial ring
2.1,...2.42.1 ... 2.4
Düsenjet
33
Teilringpartial ring
3.1,...3.43.1 ... 3.4
Düsenjet
44
Teilring partial ring
a1.1, a1.2,a1.1, a1.2,
a3.1, a3.2a3.1, a3.2
hydraulischer Innendruchmesserhydraulic inner diameter
t1.3, t1.4,t1.3, t1.4,
t3.4, t3.4t3.4, t3.4
Düsengrößenozzle size

Claims (10)

Eintrittsstufe für eine Dampfturbine, mit einem Düsenring (2; 3; 4) zur Beaufschlagung eines Laufrades mit Dampf, wobei der Düsenring mehrere, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Düsen (2.1, 2.2, 2.3, 2.4; 3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aufweist, die in einem Düsenkasten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring derart ausgebildet ist, dass die Größen (t2.3, t2.4) und/oder Abstände der Düsen des Düsenringes (2; 4) zueinander über seinem Umfang derart gegeneinander variieren, dass eine Dampfmassenstromdichte durch die Düsen über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist, wobei die Abstände der Düsen des Düsenringes (2; 4) zueinander zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin zunehmen.An inlet stage for a steam turbine, with a nozzle ring (2, 3, 4) for acting on an impeller with steam, said nozzle ring having a plurality of circumferentially juxtaposed nozzles (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4) , which are arranged in a nozzle box, characterized in that the nozzle ring is formed such that the sizes (t2.3, t2.4) and / or distances of the nozzles of the nozzle ring (2; 4) to each other over its circumference so mutually vary in that a steam mass flow density through the nozzles is substantially constant over its circumference, the distances of the nozzles of the nozzle ring (2; 4) from each other increasing towards a vapor entry into the nozzle ring. Eintrittsstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größen (t2.3, t2.4) der Düsen des Düsenringes (2; 4) zu einem Dampfeinritt in den Düsenring hin abnehmen.Entry level after Claim 1 , characterized in that the sizes (t2.3, t2.4) of the nozzles of the nozzle ring (2, 4) decrease towards a steam inlet into the nozzle ring. Eintrittsstufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes in dem Düsenring über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist.Entry level after Claim 1 or 2 , characterized in that the flow velocity of the vapor in the nozzle ring is substantially constant over its circumference. Eintrittsstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenkontur des Düsenkastens derart ausgebildet ist, dass eine Dampfmassenstromdichte über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist.Entry step according to one of the preceding claims, characterized in that an inner contour of the nozzle box is formed such that a steam mass flow density is substantially constant over its circumference. Eintrittsstufe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Innendurchmesser (a3.1, a3.2) des Düsenkastens in Umfangsrichtung von einem Dampfeinritt aus abnimmt.Entry level after Claim 4 , characterized in that a hydraulic inner diameter (a3.1, a3.2) of the nozzle box decreases in the circumferential direction of a Dampfeinritt from. Eintrittsstufe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Innendurchmesser (a3.1, a3.2) des Düsenkastens im Wesentlichen über seinem gesamten Umfang von dem Dampfeinritt aus abnimmt.Entry level after Claim 5 , characterized in that the hydraulic inner diameter (a3.1, a3.2) of the nozzle box decreases substantially over its entire circumference from the vapor inlet. Eintrittsstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Meridiangeschwindigkeit des Dampfes in dem Düsenring über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist.Entry step according to one of the preceding claims, characterized in that the meridional velocity of the vapor in the nozzle ring is substantially constant over its circumference. Eintrittsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine Regelstufe ist, und dass der Düsenring wenigstens zwei wahlweise ansteuerbare Teilringe (2; 3; 4) aufweist, wobei wenigstens ein Teilring derart ausgebildet ist, dass eine Dampfmassenstromdichte über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist. Entry level after one of Claims 1 to 7 , characterized in that it is a control stage, and that the nozzle ring at least two selectively controllable partial rings (2; 3; 4), wherein at least one partial ring is formed such that a steam mass flow density is substantially constant over its circumference. Eintrittsstufe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring wenigstens vier wahlweise ansteuerbare Teilringe (2; 3; 4) aufweist.Entry level after Claim 8 , characterized in that the nozzle ring has at least four selectively controllable partial rings (2; 3; 4). Dampfturbine mit einer Eintrittsstufe, die ein Laufrad und einen Düsenring zur Beaufschlagung des Regelrades aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsstufe nach einem der Ansprüche 1-9 derart ausgebildet ist, dass eine Dampfmassenstromdichte über seinem Umfang im Wesentlichen konstant ist.Steam turbine with an inlet stage, which has an impeller and a nozzle ring for acting on the control wheel, characterized in that the inlet stage according to one of Claims 1 - 9 is formed such that a steam mass flow density is substantially constant over its circumference.
DE102008062078.5A 2008-12-16 2008-12-16 Entry level for a steam turbine Expired - Fee Related DE102008062078B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008062078.5A DE102008062078B4 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Entry level for a steam turbine
ITRM2009A000610A IT1396728B1 (en) 2008-12-16 2009-11-23 ENTRANCE STAGE FOR A STEAM TURBINE.
JP2009275597A JP5388824B2 (en) 2008-12-16 2009-12-03 Inflow stage for a steam turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008062078.5A DE102008062078B4 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Entry level for a steam turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008062078A1 DE102008062078A1 (en) 2010-06-17
DE102008062078B4 true DE102008062078B4 (en) 2019-10-17

Family

ID=42168666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008062078.5A Expired - Fee Related DE102008062078B4 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Entry level for a steam turbine

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5388824B2 (en)
DE (1) DE102008062078B4 (en)
IT (1) IT1396728B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104389642B (en) * 2014-09-16 2015-10-28 西安交通大学 A kind of nozzle blade structure reducing turbomachinery governing stage low frequency Airflow Exciting-Vibration Force
EP3409895B1 (en) * 2017-05-29 2019-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Nozzle casing component for a steam turbine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1910200A1 (en) 1969-02-28 1970-09-17 Siemens Ag Method for fastening the nozzles to turbine housing parts and nozzle fastening arrangement produced thereafter
US5823742A (en) 1995-12-15 1998-10-20 Dresser-Rand Company Variable and bidirectional steam flow apparatus and method
WO2006024597A1 (en) 2004-09-01 2006-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61149741U (en) * 1985-03-07 1986-09-16
JPS6213704A (en) * 1985-07-12 1987-01-22 Hitachi Ltd Nozzle box
CH676735A5 (en) * 1988-08-03 1991-02-28 Asea Brown Boveri
JPH06307203A (en) * 1993-04-23 1994-11-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbine nozzle box
JPH0849501A (en) * 1994-08-10 1996-02-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Steam turbine
JPH08260903A (en) * 1995-03-28 1996-10-08 Toshiba Corp Reheat steam chamber of steam turbine
JPH09158703A (en) * 1995-12-08 1997-06-17 Toshiba Corp Axial flow turbine
JP3679905B2 (en) * 1997-09-05 2005-08-03 三菱重工業株式会社 Steam turbine nozzle chamber
US6196793B1 (en) * 1999-01-11 2001-03-06 General Electric Company Nozzle box
US6609881B2 (en) * 2001-11-15 2003-08-26 General Electric Company Steam turbine inlet and methods of retrofitting

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1910200A1 (en) 1969-02-28 1970-09-17 Siemens Ag Method for fastening the nozzles to turbine housing parts and nozzle fastening arrangement produced thereafter
US5823742A (en) 1995-12-15 1998-10-20 Dresser-Rand Company Variable and bidirectional steam flow apparatus and method
WO2006024597A1 (en) 2004-09-01 2006-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010144717A (en) 2010-07-01
IT1396728B1 (en) 2012-12-14
JP5388824B2 (en) 2014-01-15
DE102008062078A1 (en) 2010-06-17
ITRM20090610A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2179143B1 (en) Gap cooling between combustion chamber wall and turbine wall of a gas turbine installation
EP2362065B1 (en) Bypass duct with guide vane ring in a turbofan engine
DE102004022063A1 (en) Exhaust gas diffuser for an axial flow turbine
DE1935534U (en) AXIAL TURBINE OR COMPRESSOR WITH ADJUSTABLE END VANES.
EP3290644B1 (en) Gas turbine
DE10159670A1 (en) Vortex rectifier in the high pressure compressor of a gas turbine
DE102015219556A1 (en) Diffuser for radial compressor, centrifugal compressor and turbo machine with centrifugal compressor
EP2275743A2 (en) Gas turbine combustion chamber with starter film for cooling the combustion chamber wall
DE102011054713A1 (en) Turbine exhaust diffusion system and method
DE1628237A1 (en) Supersound grille
DE3317722C2 (en) Annular diffuser device for a gas turbine engine
DE102010023816A1 (en) Gas turbine combustor assembly
DE102011118735A1 (en) DIFFUSER, ESPECIALLY FOR AN AXIAL FLOW MACHINE
DE102011055109A1 (en) A system for directing the flow of air in a fuel nozzle assembly
DE1966660A1 (en) GAS TURBINE WITH MULTIPLE REVERSE FLOW COMBUSTION CHAMBERS
DE2126648C3 (en) Combustion chamber
DE102011006241A1 (en) Device for mixing fuel and air of a jet engine
DE102008062078B4 (en) Entry level for a steam turbine
DE102017212311A1 (en) Umströmungsanordung for arranging in the hot gas duct of a turbomachine
EP2583033B1 (en) Turbine burner
DE102011012039A1 (en) Duct section for use as ring diffuser for axial blower with post-guide vane, has annular components subdividing duct cross-section into sub ducts, where displacement thickness of parts of components is increased in flow direction upto ends
DE102007036527B4 (en) Nozzle arrangement for a gas turbine engine
DE102010044819B4 (en) Axial flow turbine and method of removing flow from an axial flow turbine
DE102012002465A1 (en) Gas turbine combustor with unsymmetrical fuel nozzles
EP3191692B1 (en) Diffuser of a thermal energy machine and thermal energy machine

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee