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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Turbinen und speziell die Trommelläufernachrüstung einer Dampfturbine.
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Einige Kraftwerksanlagen, z.B. gewisse einfache und Gas-und-Dampf-Kombikraftwerksanlagen, setzen in ihrer Auslegung und ihrem Betrieb Turbinen (z.B. Dampfturbinen) ein. Diese Dampfturbinen definieren einen Dampfweg, der zum Leiten und Erzeugen von Kraft aus durch die Kraftwerksanlage geleitetem Dampf verwendet wird. Einige dieser Dampfturbinen weisen einen Laufrad- und Leitapparatabschnitt als Teil des Dampfwegs auf. Der Laufrad- und Leitapparatabschnitt beinhaltet einen Läufer und Sätze von Schaufeln, Laufrädern, Laufschaufeln und Leitschaufeln, die so gestaltet sind, dass sie eine Anzahl von Stufen innerhalb eines Außengehäuses der Dampfturbine definieren. Diese Stufen tragen zur Effizienz und Reaktion der Dampfturbine bei. Die Laufrad- und Leitapparatabschnitte einiger Dampfturbinen können aber mechanische Begrenzungen, nichtoptimierte Läufer und Dampfwege, kleine Läuferdurchmesser, eine schlechte Steifigkeit und/oder eine hohe Dynamik haben. Diese Einschränkungen und Ineffizienzen können innerhalb der Turbine zu Reibung und einer verringerten Effizienz der Kraftwerksanlage führen. Einige Kraftwerksanlagen ersetzen diese Laufrad- und Leitapparatabschnitte komplett durch Trommelläuferabschnitte, die eventuell eine größere Steifigkeit und Effizienz haben. Ein Komplettaustausch kann aber bedeutende Ausfallzeiten, erhebliche Umrüstung und bedeutende Materialmengen erforderlich machen, da er erfordert, dass alle Komponenten, einschließlich des Außengehäuses des vorherigen Laufrad- und Leitapparatabschnitts, ersetzt werden.
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In der
DE 198 24 352 A1 wird eine Dampfturbine der Gleichdruckbauart beschrieben, die zu einer Dampfturbine der Überdruckbauart umgestaltet wird, der Austausch von Gleichdruck-Gehäusekomponenten gegen Überdruck-Gehäusekomponenten vermieden wird. Ferner offenbart die
DE 197 00899 A1 eine Dampfturbine mit einer Hochdruck-Teilturbine und einer mit der Hochdruck-Teilturbine strömungstechnisch verbundenen Mitteldruck-Teilturbine und die
DE 693 02 520 T3 die Bereitstellung einer Dampfturbine als Reaktionsturbine.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es werden Systeme zum Erhöhen der Effizienz, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit einer Turbine und einer Kraftwerksablage insgesamt offenbart. In einer Ausführungsform weist eine Turbine Folgendes auf: ein Außengehäuse mit einem Satz Nuten, das zur Ergänzung von Komponenten eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet ist, einen in dem Außengehäuse angeordneten Trommelläufer, einen Satz von Gehäuseumbauteilen, die über den Satz Nuten mit dem Außengehäuse verbunden sind, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen zur Ergänzung von Komponenten des Trommelläufers gestaltet ist, und einen Arbeitsfluidkanal, der im Wesentlichen von dem Trommelläufer und dem Satz von Gehäuseumbauteilen definiert wird, wobei die Nuten im Außengehäuse dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Leitschaufeln des Laufrad- Leitapparatdampfwegabschnitts und nach dem Entfernen dieser den Satz von Gehäuseumbauteilen aufzunehmen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung sieht eine Turbine vor, die Folgendes beinhaltet: ein Außengehäuse mit einem Satz Nuten, die zur Ergänzung von Komponenten eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet sind, einen in dem Außengehäuse angeordneten Trommelläufer, einen Satz von Gehäuseumbauteilen, die über den Satz Nuten mit dem Außengehäuse verbunden sind, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen zur Ergänzung von Komponenten des Trommelläufers gestaltet ist, und einen Arbeitsfluidkanal, der im Wesentlichen von dem Trommelläufer und dem Satz von Gehäuseumbauteilen definiert wird, wobei die Nuten im Außengehäuse dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Leitschaufeln des Laufrad- Leitapparatdampfwegabschnitts und nach dem Entfernen der Leitschaufeln den Satz von Gehäuseumbauteilen aufzunehmen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren vor, das Folgendes beinhaltet: Trennen von Teilen eines Außengehäuses einer Dampfturbine, wobei das Außengehäuse der Dampfturbine einen Satz von Leitschaufeln beinhaltet, die zur Ergänzung von Komponenten eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet sind, Entfernen von Laufrad- und Leitapparatkomponenten von den Teilen des Außengehäuses der Dampfturbine, Einbauen eines Satzes von Gehäuseumbauteilen über den Satz Leitschaufeln in die Teile des Außengehäuses der Dampfturbine, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen zur Ergänzung von Komponenten eines Trommelläufers gestaltet ist, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen mit vorhandenen Nuten des vorhergehenden Laufrad- und Leitapparatabschnitts des Außengehäuses verbunden werden, Einbauen eines Trommelläufers in die Teile des Außengehäuses und Wiederzusammenbauen des Außengehäuses.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung sieht eine Energieerzeugungsanlage vor, die Folgendes beinhaltet:
- einen Generator, eine funktionell mit dem Generator verbundene Turbine, wobei die Turbine Folgendes beinhaltet:
- ein Außengehäuse mit einem Satz Nuten, die zur Ergänzung von Komponenten eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet sind, einen in dem Außengehäuse angeordneten Trommelläufer, einen Satz von Gehäuseumbauteilen, die über den Satz Nuten mit dem Außengehäuse verbunden sind, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen zur Ergänzung von Komponenten des Trommelläufers gestaltet ist, und einen Arbeitsfluidkanal, der im Wesentlichen von dem Trommelläufer und dem Satz von Gehäuseumbauteilen definiert wird, wobei die Nuten im Außengehäuse dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Leitschaufeln des Laufrad- Leitapparatdampfwegabschnitts und nach dem Entfernen dieser den Satz von Gehäuseumbauteilen aufzunehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Merkmale dieser Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen, leichter verständlich, wobei:
- 1 eine schematische Schnittansicht von Teilen eines Laufrad- und Leitapparatabschnitts einer Dampfturbine zeigt,
- 2 eine schematische Schnittansicht von Teilen einer Dampfturbine gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt,
- 3 ein Verfahrensflussdiagramm zeigt, das einen Prozess gemäß Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht,
- 4 eine schematische Darstellung von Teilen eines mehrwelligen Gas-und-Dampf-Kombikraftwerks gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt und
- 5 eine schematische Darstellung von Teilen eines einwelligen Gas-und-Dampf-Kombikraftwerks gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt.
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Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht unbedingt maßstabgerecht sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Offenbarung abbilden und dürfen daher nicht als den Umfang der Erfindung beschränkend betrachtet werden. In den Zeichnungen stellen gleiche Nummern gleiche Elemente in den Zeichnungen dar.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie hierin gezeigt, sehen Aspekte der Erfindung Systeme vor, die zur Erhöhung der Steifigkeit, Effizienz und Haltbarkeit einer Dampfturbine durch Nachrüstung eines Außengehäuses der Dampfturbine zur Ergänzung eines Trommelläuferdampfwegabschnitts gestaltet sind. Diese Systeme setzen Gehäuseumbauteile ein, die zur Verbindung mit Teilen eines Gehäuses für ein vorhandenes Laufrad- und Leitapparatdampfwegsystem gestaltet sind, wobei diese Gehäuseumbauteile mit den vorhandenen Gehäusenuten verbunden werden und einen Trommelläuferdampfwegabschnitt ergänzen.
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In der Technik der Energieerzeugungsanlagen (einschließlich z.B. Atomreaktoren, Dampfturbinen, Gasturbinen usw.) werden Turbinen oft als Teil der Anlage eingesetzt und können einen Laufrad- und Leitapparatabschnitt als Teil des Läufers und Dampfwegs aufweisen. Im typischen Fall definieren Laufrad- und Leitapparatabschnitte teilweise einen Teil des Dampfwegs und wandeln Wärmeenergie in Kraft um. Diese Abschnitte beinhalten einen Laufrad- und Leitapparatläufer, der aus einem schlanken Läuferkörper mit mehreren Laufrädern und daran angebrachten rotierenden Laufschaufeln besteht. Im Vergleich zu einem Trommelläufer haben die Laufrad- und Leitapparatabschnitte gewöhnlich kleinere Läuferdurchmesser, dies kann zu geringerer Steifigkeit führen, größere Radialspiele erfordern, die Zahl der Stufen in der Turbine begrenzen und zum Reiben von Komponenten in der Turbine führen. Im Gegensatz dazu hat ein Trommelläufer einen Körper mit größerem Durchmesser, wobei die rotierenden Laufschaufeln über innere Schlitze direkt am Läuferkörper angebracht sind.
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Ausführungen der aktuellen Erfindung sehen eine nachgerüstete Dampfturbine mit einem Trommelläuferdampfwegabschnitt vor, der in dem Außengehäuse eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts eingebaut ist, wodurch er den Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitt ersetzt. Gehäuseumbauteile sind zur Verbindung mit den vorhandenen Nuten im Außengehäuse des Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet und ergänzen einen Trommelläufer. Auf diese Weise können ausgebaute Komponenten und/oder Teile des Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts durch Komponenten und/oder Teile des Trommelläuferdampfwegabschnitts ersetzt werden.
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In den Figuren, auf die jetzt Bezug genommen wird, werden Ausführungsformen einer Dampfturbinennachrüstung gezeigt, wobei die Dampfturbinennachrüstung den Wärmewirkungsgrad, die Zuverlässigkeit und die Langlebigkeit einer Turbine, des Läufers und der Energieerzeugungsanlage insgesamt durch Nachrüsten eines Trommelläuferdampfwegabschnitts in ein vorhandenes Laufrad- und Leitapparatgehäuse erhöhen kann. Jede der Komponenten in den Figuren kann durch konventionelle Mittel, z.B. über eine gemeinsame Leitung, oder andere bekannte Mittel angeschlossen werden, wie in den 1 bis 5 angedeutet wird. Speziell wird in 1, auf die Bezug genommen wird, eine schematische seitliche teilweise Schnittansicht von Teilen einer Turbine 100 gezeigt. Teile einer in 1 abgebildeten Turbine sind bekannte Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitte und können ein Außengehäuse 110 und eine Vielzahl von Leitschaufeln 112 aufweisen, die mittels einer Vielzahl von Leitschaufelnuten 114 in dem Außengehäuse 110 angeordnet sind, wodurch sie teilweise einen Arbeitsfluidkanal 122 (z.B. Dampfweg) definieren. Das Außengehäuse 110 ist zur Ergänzung von Komponenten des Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts (z.B. Vielzahl von Leitschaufeln 112) und so gestaltet, dass es einen Laufrad- und Leitapparatläufer 140 im Wesentlichen umschließt, der eine Vielzahl von Turbinenschaufeln 142 aufweist, die ferner den Arbeitsfluidkanal 122 definieren. Während des Betriebs wird Dampf über den Arbeitsfluidkanal 122 in die Turbine 100 eingeführt und zwischen Laufrad- und Leitapparatläufer 140 und dem Au-ßengehäuse 110 durch stationäre Leitschaufeln 112 und eine Vielzahl von rotierenden Laufschaufeln 119, die mit den Turbinenschaufeln 142 verbunden sind, hindurchgeleitet.
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In 2, auf die jetzt Bezug genommen wird, wird eine schematische seitliche Schnittansicht von Teilen der Turbine 100 gemäß Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Es versteht sich, dass in 1 und 2 ähnlich nummerierte Elemente den in Bezug auf 1 beschriebenen im Wesentlichen ähnlich sein können. Des Weiteren kann in den mit Bezug auf die 2 bis 5 gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen die gleiche Nummerierung gleiche Elemente repräsentieren. Zwecks Deutlichkeit wurde die überflüssige Erläuterung dieser Elemente weggelassen. Schließlich versteht es sich, dass die Komponenten der 1 bis 5 und ihre Begleitbeschreibungen auf jede hierin beschriebene Ausführungsform angewendet werden können.
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In dieser Ausführungsform, wobei wieder auf 2 Bezug genommen wird, kann die Turbine 100 einen Trommelläufer 240 aufweisen, der von dem Außengehäuse 110 im Wesentlichen umschlossen wird. In dieser Ausführungsform hat der Trommelläufer 240 den Laufrad- und Leitapparatläufer 140 von 1 ersetzt. In einer Ausführungsform kann der Trommelläufer 240 eine Vielzahl von Schlitzen 244 für Schaufelschwalbenschwänze definieren. In einer Ausführungsform kann der Trommelläufer 240 über eine Vielzahl von Schlitzen 244 für Schaufelschwalbenschwänze mit einer Vielzahl von Turbinenschaufeln 242 verbunden sein.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Satz von Gehäuseumbauteilen 216 mit dem Außengehäuse 110 verbunden sein. In einer Ausführungsform kann ein Satz von Gehäuseumbauteilen 216 zum Verbinden mit bestehenden Leitschaufelnuten 114 in dem Außengehäuse 110 und zur Ergänzung des Trommelläufers 240 und der Turbinenschaufeln 242 gestaltet sein. In einer Ausführungsform kann jedes Gehäuseumbauteil 216 in dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 mit mehreren Leitschaufelnuten 114 verbunden sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann jedes Gehäuseumbauteil 216 in dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 mit einer einzelnen Leitschaufelnut 114 verbunden sein. In einer Ausführungsform kann jedes Gehäuseumbauteil 216 in dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 einen Satz von Leitschaufelschwalbenschwänzen 219 definieren. In einer Ausführungsform definiert jedes Gehäuseumbauteil 216 einen einzelnen Leitschaufelschwalbenschwanz 219. In einer weiteren Ausführungsform definiert jedes Leitschaufelumbauteil 216 mehrere Leitschaufelschwalbenschwänze 219. Es versteht sich, dass in die Turbine 100 ein Gemisch von Gehäuseumbauteilen 216 (z.B. Gehäuseumbauteile 216, die einen einzelnen Leitschaufelschwalbenschwanz 219 definieren, und Gehäuseumbauteile 216, die mehrere Leitschaufelschwalbenschwänze 219 definieren) eingebaut werden kann. In einer Ausführungsform kann eine Vielzahl von Leitschaufeln 218 über die Leitschaufelschwalbenschwänze 219 in dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 angeordnet sein. Die Vielzahl von Leitschaufeln 218 in jedem Gehäuseumbauteil 216 ist zur Ergänzung des Trommelläufers 240 und einer Vielzahl von Turbinenschaufeln 242 gestaltet, wodurch die Anzahl von Stufen in einem Arbeitsfluidkanal 222 der Turbine 100 erhöht wird. In einer Ausführungsform kann der Satz von Gehäuseumbauteilen 216 eine Vergrößerung der Abmessungen des Trommelläufers 240 zulassen. In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Gehäuseumbauteil 217 eine Strömungsgleichrichterfläche 227 zum Formen und Anpassen der Fluidströmung in Teilen des Arbeitsfluidkanals 222 definieren. Die Strömungsgleichrichterfläche 227 passt die Strömung, den Druck, die Richtung, die Geschwindigkeit, den Übergang usw. eines Fluids im Arbeitsfluidkanal 222 an. Es versteht sich, dass die Strömungsgleichrichterfläche 227 auf jede beliebige, in der Technik bekannte Weise abgewinkelt, ausgerichtet, strukturiert oder gemustert sein kann. In einer Ausführungsform wird ein Satz von Leitschaufelnuten 115 in dem Außengehäuse 110 von Gehäuseumbauteilen 216 bedeckt, ist aber nicht mit den Gehäuseumbauteilen 216 verbunden.
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In 3, auf die jetzt Bezug genommen wird, wird ein veranschaulichendes Verfahrensflussdiagramm gemäß Ausführungsformen der Erfindung gezeigt: im Prozess P1 wird das Außengehäuse 110 der Turbine 100 in jeweilige Teile getrennt/auseinandergebaut (z.B. die obere und die untere Hälfte des Außengehäuses 110 werden voneinander getrennt). Dies kann von Technikern und/oder Maschinen als Reaktion auf einen geplanten oder einen vom Benutzer angeforderten Nachrüstprozess durchgeführt werden. Im Anschluss an Prozess P1 werden im Prozess P2 die oberen halben Laufrad- und Leitapparatleitschaufeln aus dem Au-ßengehäuse 110 entfernt. Speziell werden die Leitschaufeln 112 ausgebaut. Im Anschluss an Prozess P2 wird im Prozess P3 der Laufrad- und Leitapparatläufer 140 aus dem Außengehäuse 110 ausgebaut. Im Anschluss an Prozess P3 werden in Prozess P4 die unteren halben Laufrad- und Leitapparatleitschaufeln aus dem Außengehäuse 110 entfernt. Im Anschluss an Prozess P4 wird in Prozess P5 der Satz von Leitschaufeln 218 in jedes Gehäuseumbauteil 216 eingebaut. Im Anschluss an Prozess P5 wird in Prozess P6 ein Satz von Gehäuseumbauteilen 216, die Leitschaufeln 218 enthalten, in das untere Außengehäuse 110 eingebaut. In einer Ausführungsform wird der Satz von Gehäuseumbauteilen 216 mit vorhandenen Leitschaufelnuten 114 des Au-ßengehäuses 110 verbunden. Die Gehäuseumbauteile 216 sind zur Ergänzung der Nuten und/oder Leitschaufelnuten 114 des vorhergehenden Laufrad- und Leitapparatabschnitts gestaltet. Im Anschluss an Prozess P6 wird in Prozess P7 ein Satz von Turbinenschaufeln 242 in den Trommelläufer 240 eingebaut. In einer Ausführungsform wird ein Satz von Turbinenschaufeln 242 auf den Satz von Leitschaufeln 218 ausgerichtet. Im Anschluss an Prozess P7 wird in Prozess P8 ein Trommelläufer 240 in die untere Hälfte des Außengehäuses 110 eingebaut. Im Anschluss an Prozess P8 werden in Prozess P9 über die vorhandenen Leitschaufelnuten 114 Leitschaufeln enthaltende Umbauteile für die obere Gehäusehälfte in die Außengehäusehälfte 110 eingebaut. Im Anschluss an Prozess P9 wird in Prozess P10 das Außengehäuse 110 der Dampfturbine 100 um den Trommelläufer 240 wieder zusammengebaut.
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Das Datenflussdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und die Funktionsweise möglicher Ausgestaltungen von Systemen und Verfahren gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diesbezüglich kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder den Blockdiagrammen einen Schritt, ein Segment oder einen Prozess darstellen, der/das einen Teil der Nachrüstung einer Dampfturbine vervollständigt. Es ist zu beachten, dass die in dem Block angegebenen Funktionen in einigen alternativen Ausgestaltungen möglicherweise nicht in der in den Figuren angegebenen Reihenfolge stattfinden. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke in Wirklichkeit im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, je nach der beteiligten Funktionalität. Es ist auch zu beachten, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Flussdiagrammabbildung und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammabbildung von Spezialmaschinen (z.B. automatischen Systemen) realisiert werden können, welche die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder von Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen.
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In 4, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist eine schematische Ansicht von Teilen eines mehrwelligen Gas-und-Dampf-Kombikraftwerks 300 abgebildet. Das Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk 300 kann zum Beispiel eine Gasturbine 580 aufweisen, die funktionell mit einem Generator 570 verbunden ist. Der Generator 570 und die Gasturbine 580 können durch eine Welle 515, die Energie zwischen einer Antriebswelle (nicht gezeigt) der Gasturbine 580 und dem Generator übertragen kann, mechanisch miteinander verbunden sein. In 4 wird auch ein Wärmetauscher 586 gezeigt, der funktionell mit der Gasturbine 580 und einer Dampfturbine 592 verbunden ist. Der Wärmetauscher 586 kann über konventionelle Leitungen (Bezugszeichen ausgelassen) fluidisch mit der Gasturbine 580 und der Gasturbine 592 verbunden sein. Der Wärmetauscher 586 kann ein konventioneller Abhitzedampferzeuger (HRSG) wie diejenigen sein, die in konventionellen Gas-und-Dampf-Kombianlagen verwendet werden. Wie in der Energieerzeugungstechnik bekannt ist, kann der HRSG 586 heiße Abluft von der Gasturbine 580 in Verbindung mit einer Wasserversorgung benutzen, um Dampf zu erzeugen, mit dem die Dampfturbine 592 gespeist wird. Die Dampfturbine 592 kann faktultativ (über eine zweite Welle 515) mit einem zweiten Generatorsystem 570 gekoppelt sein. Es versteht sich, dass die Generatoren 570 und die Wellen 515 jede beliebige Größe haben oder jeder beliebige Typ sein können, die bzw. der in der Technik bekannt ist, und sich je nach ihrer Anwendung oder dem System, an das sie angeschlossen sind, unterscheiden können. Die gleichen Bezugszeichen für die Generatoren und Wellen dienen der Deutlichkeit und deuten nicht zwangsweise an, dass diese Generatoren oder Wellen identisch sind. Das Generatorsystem 570 und die zweite Welle 515 können im Wesentlichen dem Generatorsystem 570 und der Welle 515, die oben beschrieben werden, ähnlich sein. Die Dampfturbine 592 kann mit dem Trommelläufer 240 und dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 von 2 oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen nachgerüstet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (gestrichelt gezeigt) kann die Dampfturbine 592 mit dem Trommelläufer 240 und dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 von 2 oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen nachgerüstet werden. In einer in 5 gezeigten weiteren Ausführungsform kann ein einwelliges Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk 400 einen einzelnen Generator 570 aufweisen, der über eine einzelne Welle 515 mit der Gasturbine 580 und der Dampfturbine 592 gekoppelt ist. Die Dampfturbine 592 kann mit dem Trommelläufer 240 und dem Satz von Gehäuseumbauteilen 216 von 2 oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen nachgerüstet werden.
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Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf ein/e spezifische/s Dampfturbine, Turbine, Energieerzeugungsanlage oder anderes System beschränkt und können mit anderen Energieerzeugungsanlagen und/oder Systemen (z.B. Kombikraftwerke, einfache Kraftwerke, Atomreaktor usw.) verwendet werden. Außerdem kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eventuell mit anderen, hierin nicht beschriebenen Systemen verwendet werden, die von dem/der vergrößerten bzw. erhöhten Betriebsbereich, Effizienz, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der hierin beschriebenen Vorrichtung profitieren könnten.
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Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und ist nicht zur Begrenzung der Offenbarung vorgesehen. Es ist vorgesehen, dass die hierin verwendete singulare Form „ein/eine“ und „der/die/das“ auch jeweils die plurale Form einschließt, sofern dies vom Zusammenhang nicht deutlich anderweitig festgelegt wird. Des Weiteren versteht es sich, dass die Begriffe „aufweisen“/„umfassen“ und/oder „aufweisend“/„umfassend“, wenn sie in dieser Patentbeschreibung verwendet werden, die Anwesenheit von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten angeben, die Anwesenheit oder Hinzufügung von einem/einer oder mehreren Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen von diesen aber nicht ausschließen.
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Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, einschließlich der besten Art der Ausführung, und auch, um einer Fachperson die Ausübung der Erfindung zu ermöglichen, einschließlich der Herstellung und Benutzung jedweder Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung eingebundener Verfahren. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert.
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Es werden Systeme zum Erhöhen der Effizienz einer Turbine und einer Kraftwerksanlage insgesamt offenbart. In einer Ausführungsform weist eine Turbine Folgendes auf: ein Außengehäuse mit einem Satz Nuten, das zur Ergänzung von Komponenten eines Laufrad- und Leitapparatdampfwegabschnitts gestaltet ist, einen in dem Außengehäuse angeordneten Trommelläufer, einen Satz von Gehäuseumbauteilen, die über den Satz Nuten mit dem Außengehäuse verbunden sind, wobei der Satz von Gehäuseumbauteilen zur Ergänzung von Komponenten des Trommelläufers gestaltet ist, und einen Arbeitsfluidkanal, der im Wesentlichen von dem Trommelläufer und dem Satz von Gehäuseumbauteilen definiert wird.
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Bezugszeichenliste:
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- 100
- Turbine
- 110
- Außengehäuse
- 112
- Leitschaufeln
- 114
- Leitschaufelnuten, Nuten
- 115
- Leitschaufelnuten
- 119
- Rotierende Laufschaufeln
- 122
- Arbeitsfluidkanal
- 140
- Rad- und Leitapparatläufer
- 142
- Turbinenschaufeln
- 216
- Gehäuseumbauteile
- 217
- Gehäuseumbauteil
- 218
- Leitschaufeln
- 219
- Leitschaufelschwalbenschwänze
- 222
- Arbeitsfluidkanal
- 227
- Strömungsgleichrichterfläche
- 240
- Trommelläufer
- 242
- Turbinenschaufeln
- 244
- Schaufelschwalbenschwanzschlitze
- 300
- Mehrwelliges Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk
- 400
- Einwelliges Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk
- 515
- Welle
- 570
- Generator
- 580
- Gasturbine
- 586
- Wärmetauscher
- 592
- Dampfturbine
