DE102008062078B4 - Entry level for a steam turbine - Google Patents
Entry level for a steam turbine Download PDFInfo
- 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
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/31—Application 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
Die in der
Der hydraulische Durchmesser in Umfangsrichtung ist dabei, wie in der
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
Die
Aus der
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
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 in1 entsprechender Darstellung; -
3 einen rechten oberen Teilring einer Regelstufe nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in1 entsprechender Darstellung; und -
4 einen rechten unteren Teilring einer Regelstufe nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung in1 entsprechender Darstellung.
-
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 in1 corresponding representation; -
3 a right upper part ring of a control stage according to a second embodiment of the present invention in1 corresponding representation; and -
4 a right lower sub-ring of a control stage according to a third embodiment of the present invention in1 corresponding representation.
Die Figuren zeigen als Ganzes die Anordnung von vier Teilringen oder Düsenkästen
In
Man erkennt, dass die Größe aller Düsenabschnitte in Umfangsrichtung und der hydraulische Strömungsdurchmesser außerhalb des Dampfeintritts in dem bekannten Teilring
Daher variieren in einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in den vier baugleichen Teilringen
In einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Innenkontur des Düsenkastens der vier baugleichen Teilringe
In einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die erste und zweite Ausführung kombiniert, so dass in den vier baugleichen Teilringen
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)
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)
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)
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)
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 |
-
2008
- 2008-12-16 DE DE102008062078.5A patent/DE102008062078B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-11-23 IT ITRM2009A000610A patent/IT1396728B1/en active
- 2009-12-03 JP JP2009275597A patent/JP5388824B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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 |