DE102014117263A1 - Dampfturbine und Verfahren zur Montage derselben - Google Patents

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Sacheverel Quentin Eldrid
Thomas Joseph Farineau
Michael Earl Montgomery
Timothy Scott McMurray
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Abstract

Es ist eine Dampfturbine (100) geschaffen. Die Dampfturbine (100) weist ein Gehäuse (124) und einen Dampfeinlass (136) auf, der mit dem Gehäuse (124) in Strömungsverbindung steht und dazu eingerichtet ist, einen ersten Dampfstrom (138) innerhalb des Gehäuses (124) auszugeben. Mit dem Gehäuse (124) ist ein Stator (126) gekoppelt, der mehrere Leitschaufeln (128) aufweist. Ein Rotor (118) ist mit dem Gehäuse (124) gekoppelt und in dem Stator (126) angeordnet, wobei der Rotor (118) und der Stator (126) dazu eingerichtet sind, dazwischen einen ersten Strömungspfad (130) zu bilden, der mit dem ersten Dampfstrom (138) strömungsmäßig verbunden ist. Der Rotor (118) weist mehrere Laufschaufeln (122) auf, die mit dem Rotor (118) gekoppelt sind, wobei wenigstens ein Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) eine erste Seite (152), eine zweite Seite (154) und einen Durchgang (158) aufweist, der mit der ersten Seite (15) und der zweiten Seite (154) strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang (158) ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad (160) zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden ist, und einen zweiten Dampfstrom (162) innerhalb des wenigstens einen Fußes (125) auszugeben. Der wenigstens eine Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) weist eine Engelflügeldichtung (196) auf, die mit dem Durchgang (158) strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang (158) gegen den ersten Strömungspfad (130) abzudichten.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf Dampfturbinen und speziell auf Verfahren und Systeme zur Kühlung von Turbinenkomponenten der Dampfturbine.
  • Da Dampfturbinen zur Steigerung des Wirkungsgrades auf höhere Dampftemperaturen angewiesen sind, sollten sie in der Lage sein, den höheren Temperaturen des Dampfes standzuhalten, um die Nutzungslebensdauer der Turbine nicht zu beeinträchtigen. Im typischen Betrieb einer Turbine strömt Dampf von einer Dampfquelle durch einen Einlass in einem Gehäuse, um parallel zu einer Drehachse entlang eines ringförmigen heißen Dampfpfads zu strömen. Gewöhnlich sind entlang des Dampfpfads Turbinenstufen angeordnet, so dass der Dampf durch Leitschaufeln und Laufschaufeln nachfolgender Turbinenstufen strömt. Die Turbinenschaufeln können an mehreren Turbinenrädern gesichert sein, wobei jedes Turbinenrad drehfest an der Rotorwelle angebracht oder integral mit dieser ausgebildet ist. Alternativ können die Turbinenschaufeln anstatt an einzelnen Laufrädern in einem trommelartigen Turbinenrotor montiert sein, wobei die Trommel mit der Welle integral ausgebildet ist.
  • Nach dem Stand der Technik können Turbinenschaufeln ein Schaufelblatt, das sich von einer im Wesentlichen ebenen Plattform aus radial nach außen erstreckt, und einen Fußabschnitt aufweisen, der sich ausgehend von der Plattform radial nach innen erstreckt. Der Fußabschnitt kann einen Schwalbenschwanz oder andere Mittel aufweisen, um die Laufschaufel an dem Turbinenrad des Turbinenrotors zu sichern. Allgemein strömt während eines Betriebs der Dampfturbine Dampf über und um das Schaufelblatt der Turbinenschaufel, die hohen thermischen Belastungen unterworfen ist. Diese hohen thermischen Belastungen können die Lebensdauer der Turbinenschaufeln begrenzen. Weiter können der Schaufelfuß und der benachbarte Rotor aufgrund des Dampfstroms hohen thermischen Temperaturen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sein. Herkömmliche Dampfturbinen können Laufschaufel- und Rotorkörperwerkstoffe verwenden, die hitzebeständiger sind. Diese hitzebeständigen Materialien können jedoch die Kosten der Turbinenschaufeln steigern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt ist eine Dampfturbine geschaffen. Die Dampfturbine weist ein Gehäuse und einen mit dem Gehäuse strömungsmäßig verbundenen Dampfeinlass auf, der dazu eingerichtet ist, in dem Gehäuse einen ersten Dampfstrom auszugeben. Ein Stator ist mit dem Gehäuse gekoppelt und weist mehrere Leitschaufeln auf. Ein Rotor ist mit dem Gehäuse gekoppelt und im Innern des Stators angeordnet, wobei der Rotor und der Stator dazu eingerichtet sind, einen ersten Strömungspfad zu bilden, der sich dazwischen befindet und mit dem ersten Dampfstrom strömungsmäßig verbunden ist. Der Rotor weist mehrere Laufschaufeln auf, die mit dem Rotor gekoppelt sind, wobei wenigstens ein Fuß der mehreren Laufschaufeln eine erste Seite, eine zweite Seite und einen Durchgang aufweist, der mit der ersten Seite und der zweiten Seite strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist, und in dem wenigstens einen Fuß einen zweiten Dampfstrom auszugeben. Der wenigstens eine Fuß der mehreren Laufschaufeln weist eine Engelflügeldichtung auf, die mit dem Durchgang strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang gegen den ersten Strömungspfad abzudichten.
  • In der zuvor erwähnten Dampfturbine kann der zweite Dampfstrom eine Temperatur aufweisen, die sich von derjenigen des ersten Dampfstroms unterscheidet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Dampfeinlass mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden und in dem Gehäuse angeordnet sein.
  • Weiter kann die Dampfturbine jeder beliebigen oben erwähnten Art einen weiteren Dampfeinlass aufweisen, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden und außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Dampfturbine ferner einen weiteren Dampfeinlass aufweisen, der mit wenigstens einer Leitschaufel der mehreren Leitschaufeln strömungsmäßig verbunden ist.
  • In der Dampfturbine der zuvor erwähnten Art kann wenigstens eine der Leitschaufeln ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen radialen Strömungspfad aufweisen, der mit dem ersten Ende und dem zweiten Ende strömungsmäßig verbunden ist, wobei das erste Ende mit dem Dampfeinlass strömungsmäßig verbunden sein kann und das zweite Ende mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden sein kann.
  • Der erste Strömungspfad und der zweite Strömungspfad jeder beliebigen oben erwähnten Dampfturbine kann in einer negativen Fußreaktionskonfiguration strömungsmäßig verbunden sein.
  • In der Dampfturbine jeder beliebigen oben erwähnten Art kann der Rotor einen dritten Strömungspfad aufweisen, der mit dem zweiten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Rotor einen dritten Strömungspfad, der mit dem zweiten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist, und einen Dichtungskopf aufweisen, der mit dem dritten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist.
  • In der Dampfturbine jeder beliebigen oben erwähnten Art kann das Gehäuse eine mehrstufige Hochdruckanordnung aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Fuß eine axiale Schwalbenschwanzkonfiguration aufweisen.
  • In einem weiteren Aspekt ist eine Rotoranordnung geschaffen. Die Rotoranordnung ist mit einem Gehäuse gekoppelt und innerhalb eines Stators einer Dampfturbine angeordnet. Die Rotoranordnung enthält einen Rotor, das mit dem Gehäuse gekoppelt ist und einen ersten Strömungspfad aufweist. Mehrere Laufschaufeln sind mit dem Rotor gekoppelt, wobei wenigstens ein Fuß der mehreren Laufschaufeln eine erste Seite, eine zweite Seite und einen Durchgang aufweist, der mit der ersten Seite und der zweiten Seite strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad zu definieren, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist. Die Rotoranordnung enthält eine Dichtungsanordnung, die mit dem Rotor gekoppelt ist und mit dem zweiten Strömungspfad in Strömungsverbindung steht. Der wenigstens eine Fuß der mehreren Laufschaufeln weist eine Engelflügeldichtung auf, die mit dem Durchgang in Strömungsverbindung steht und dazu eingerichtet ist, den Durchgang gegen den ersten Strömungspfad abzudichten.
  • Die zuvor erwähnte Rotoranordnung kann ferner einen Dampfeinlass aufweisen, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden und in dem Gehäuse angeordnet ist.
  • Die Rotoranordnung der zuvor erwähnten Art kann ferner einen weiteren Dampfeinlass aufweisen, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden und außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Rotoranordnung ferner einen weiteren Dampfeinlass aufweisen, der mit wenigstens einer Leitschaufel der mehreren Leitschaufeln strömungsmäßig verbunden ist.
  • In der Rotoranordnung jeder beliebigen oben erwähnten Art kann die Laufschaufel eine axiale Schwalbenschwanzkonfiguration aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtungsanordnung einen dritten Strömungspfad aufweisen, der mit dem zweiten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist.
  • In einem noch weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Montage einer Dampfturbine geschaffen. Das Verfahren enthält ein Koppeln eines Stators mit einem Gehäuse und Koppeln eines Dampfeinlasses in Strömungsverbindung mit dem Gehäuse. Das Verfahren enthält ferner ein Ausbilden eines ersten Strömungspfads im Innern des Gehäuses und in Strömungsverbindung mit dem Dampfeinlass. Ein Rotor wird an dem Gehäuse und innerhalb des Stators angebracht. Der Rotor weist mehrere Laufschaufeln auf, die mit dem Rotor gekoppelt sind. Wenigstens ein Fuß der mehreren Laufschaufeln weist eine erste Seite, eine zweite Seite und einen Durchgang auf, der mit der ersten Seite und der zweiten Seite strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist. Der wenigstens eine Fuß der mehreren Laufschaufeln weist eine Engelflügeldichtung auf, die mit dem Durchgang in Strömungsverbindung steht und dazu eingerichtet ist, den Durchgang gegen den ersten Strömungspfad abzudichten.
  • Weiter kann das zuvor erwähnte Verfahren ein Koppeln einer Dichtungsanordnung mit dem Rotor und in Strömungsverbindung mit dem zweiten Strömungspfad aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Koppeln des Dampfeinlasses ein strömungsmäßiges Verbinden des Dampfeinlasses mit dem Stator aufweisen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt in einer Seitenansicht eine beispielhafte Dampfturbine und eine beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 2 zeigt in einer Teilansicht die in 1 dargestellte Strömungsanordnung.
  • 3 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 4 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 5 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 6 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 7 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 8 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 9 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 10 zeigt in einer Seitenansicht eine weitere beispielhafte Dampfturbine und eine weitere beispielhafte Strömungsanordnung, die mit der Dampfturbine verbunden ist.
  • 11 veranschaulicht anhand eines beispielhaften Flussdiagramms ein Verfahren zur Herstellung einer Dampfturbine.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen betreffen allgemein Dampfturbinen. Insbesondere betreffen die Ausführungsformen Verfahren und Systeme zur Ermöglichung einer Fluidströmung in Turbinenkomponenten der Dampfturbine. Es sollte verständlich sein, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen zum Kühlen von Bauteilen nicht auf Turbinenlaufschaufeln beschränkt sind, und außerdem verständlich sein, dass die Beschreibung und Figuren, die eine Dampfturbine und Laufschaufeln verwenden, lediglich exemplarisch sind. Während die Ausführungsformen die Dampfturbine und Laufschaufeln veranschaulichen, können die hier beschriebenen Ausführungsformen darüber hinaus in anderen geeigneten Turbinenkomponenten verwendet werden. Weiter sollte es verständlich sein, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen, die sich auf Strömungspfade beziehen, nicht auf Turbinenkomponenten beschränkt sein müssen. Insbesondere können die Ausführungsformen allgemein in einem beliebigen geeigneten Gegenstand genutzt werden, durch den ein Medium (z.B. Wasser, Dampf, Luft, Brennstoff und/oder ein beliebiges sonstiges geeignetes Fluid) geleitet wird, um eine Oberfläche des Industrieartikels zu kühler und/oder um die Temperatur des Gegenstands aufrechtzuerhalten.
  • 1 veranschaulicht eine Seitenansicht einer Dampfturbine 100 und einer Strömungsanordnung 102, die mit der Dampfturbine 100 verbunden ist. 2 zeigt die in 1 dargestellte Strömungsanordnung 102 in einer Teilansicht. In dem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Dampfturbine 100 eine Einzelstrom-Hochdruckturbine mit einer negativen Fußreaktionskühlkonfiguration 104. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Die Dampfturbine 100 weist mehrere unter Druck gesetzte Abschnitte 106 auf. Insbesondere weist die Dampfturbine 100 einen Hochdruckabschnitt 108 und einen Mitteldruckabschnitt 110 auf. Der Hochdruckabschnitt 108 weist mehrere Stufen 112 in einer einander gegenüberliegenden und beabstandeten Beziehung. Jede Stufe 12 enthält eine rotierende Anordnung 114 und eine stationäre Anordnung 116. In jeder Stufe 112 enthält die rotierende Anordnung 114 einen Rotor 118, der axial um eine Drehachse 120 der Dampfturbine 100 herum angeordnet ist.
  • Mehrere Laufschaufeln 122 sind an der rotierenden Anordnung 114 an Plattformen angebracht, wobei sich die Laufschaufeln 122 von den Plattformen 123 aus radial nach außen und in Richtung der stationären Anordnung 116 erstrecken. Die Laufschaufeln 122 weisen ein Paar gegenüberliegender Engelflügeldichtungen 196 auf, die sich radial von gegenüberliegenden Laufschaufelseiten aus erstrecken. Die Engelflügeldichtungen 196 weisen Dichtungen 121, wie beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt, Bürstendichtungen, auf, die sich in Richtung der stationären Anordnung 116 erstrecken. Darüber hinaus sind benachbarte Engelflügeldichtungen 196, z.B. jedoch ohne darauf beschränkt, die Engelflügeldichtung 193 und die Engelflügeldichtung 195, in einer abdichtbaren Anordnung angeordnet, um es zu ermöglichen, eine Abdichtung zwischen der Engelflügeldichtung 193 und der Engelflügeldichtung 195 zu schaffen, während eine Drehbewegung der Engelflügeldichtung 193 und der Engelflügeldichtung 195 mit entsprechenden Schaufelfüßen 125 ermöglicht ist. Insbesondere weist die Engelflügeldichtung 193 einen ersten überlappenden Abschnitt 197 auf, und die Engelflügeldichtung 195 weist einen zweiten überlappenden Abschnitt 199 auf, der lösbar an dem ersten überlappenden Abschnitt 197 angebracht ist. Die Abschnitte 197 und 199 sind dazu eingerichtet, eine Strömungsverbindung des ersten Strömungspfads 130 mit den Schaufelfüßen 125 zu reduzieren und/oder zu eliminieren. An dem Rotor 118 sind mehrere Schaufelfüße 125 angebracht. Die Schaufelfüße 125 weisen eine Schwalbenschwanzkonfiguration auf, wie beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt, eine tangentiale und/ oder eine axiale Schwalbenschwanzkonfiguration. Der Schaufelfuß 125 kann eine beliebige Schwalbenschwanzkonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Die Füße 125 sind dazu eingerichtet, die Laufschaufeln 122 mit einem Turbinenrad oder mit einem Rotorkörper 127 des Rotors 118 zu verbinden. Die Engelflügeldichtungen 196, die Schaufelfüße 125 und der Rotorkörper 127 sind dazu eingerichtet, zwischen den Schaufelfüßen 125 einen Kühlkanal 134 zu definieren.
  • Die stationäre Anordnung 116 weist ein Gehäuse 124, einen Stator 126 und mehrere stationäre Leitschaufeln 128 auf. Die stationären Leitschaufeln 128 weisen eine Endabdeckung 180 auf, die dem Rotorkörper 127 zugewandt ist. Das Gehäuse 124 ist dazu eingerichtet, wenigstens eine(n) von dem Rotor 118, den Laufschaufeln 122, dem Stator 126 und den Leitschaufeln 128 zu umschließen. In dem Ausführungsbeispiel sind der Rotor 118 und der Stator 126 in einer beabstandeten Beziehung eingerichtet, um zwischen einander und innerhalb des Gehäuses 124 einen ersten Strömungspfad 130 zu bilden. Die Leitschaufeln 128 sind in mehreren Schlitzen 132 des Stators 126 angebracht und in um den Umfang angeordneten Stufen angeordnet, die sich zwischen Stufen der Schaufeln 122 befinden.
  • Die stationäre Anordnung 116 weist außerdem einen Dampfeinlass 136 auf, der mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden ist. Der Dampfeinlass 136 ist dazu eingerichtet, einen ersten Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen in Richtung des ersten Strömungspfads 130 und in Strömungsverbindung mit den mehreren Laufschaufeln 122 zu lenken oder zu leiten. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 136 innerhalb des Gehäuses 124 angeordnet und befindet sich in Strömungsverbindung mit einer Dampfquelle 140, beispielsweise einem Dampfkessel oder Abhitzedampferzeuger. Der Dampfeinlass 136 weist zudem einen Schalenbereich 142 mit einem Schaleneinsatz 144 und einem Leckstrompfad 146 auf. Der Schaleneinsatz 144 weist ein erstes Ende 148, das mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden ist, und ein zweites Ende 150 auf, das mit dem Rotor 118 strömungsmäßig verbunden ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel weist wenigstens ein Fuß 125 der mehreren Füße 125 eine erste Seite 152, eine zweite Seite 154 und einen Körper 156 auf, der dazwischen angeordnet ist. Die erste Seite 152 ist in Beug auf den ersten Dampfstrom 138 stromaufwärts von der zweiten Seite 154 angeordnet. Weiter sind die erste Seite 152 und die zweite Seite 154 in Strömungsverbindung mit jeweiligen Kühlkanälen 134 eingerichtet. Der Fuß 125 weist außerdem einen Durchgang 158 auf, der innerhalb des Körpers 156 ausgebildet und mit der ersten Seite 152 und der zweiten Seite 154 strömungsmäßig verbunden ist. Darüber hinaus ist der Durchgang 158 mit den Kühlkanälen 134 in Strömungsverbindung eingerichtet. In dem Ausführungsbeispiel definiert der Durchgang 158 einen zweiten Strömungspfad 160, der im Innern des Fußes 125 angeordnet ist und in Strömungsverbindung mit den Kühlkanälen 134 steht. Der Kühlkanal 134 und der zweite Strömungspfad 160 definieren einen Kühlkreislauf des Rotors 118. Der zweite Strömungspfad 160 ist dazu eingerichtet, ein Ausgeben eines zweiten Dampfstroms 162 in dem Fuß 125 und in die Kühlkanäle zu ermöglichen. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Endabdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Strömungsverbindung zwischen den Kühlkanälen 134 und dem ersten Strömungspfad 138 zu minimieren und/oder zu beseitigen. Insbesondere sind benachbarte Engelflügeldichtungen 196 dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 von dem Fuß 125 durch den Kühlkanal 134 und in benachbarte Schaufelfüße 125 zu leiten, um eine Verbesserung der Kühlung der Schaufelfüße 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen. In dem Ausführungsbeispiel sind der erste Strömungspfad 130 und der zweite Strömungspfad 160 in der negativen Fußreaktionskonfiguration 104 eingerichtet, wie hierin beschrieben.
  • Die rotierende Anordnung 114 enthält außerdem eine Dichtungsanordnung 164, die mit dem Rotor 118 gekoppelt ist. Die Dichtungsanordnung 164 enthält ein erstes Dichtungselement 166 und ein zweites Dichtungselement 168. In dem Ausführungsbeispiel weist das erste Dichtungselement 166 einen Dichtungskopf 170 auf, der an dem Rotor 118 an einer stromaufwärts von dem Dampfeinlass 136 gelegenen Position angebracht ist. Darüber hinaus weist der Dichtungskopf 170 einen dritten Strömungspfad 172 auf, der ein erstes Ende 174, das mit dem zweiten Strömungspfad 160 strömungsmäßig verbunden ist, und ein zweites Ende 176 hat, das mit dem Mitteldruckabschnitt 110 strömungsmäßig verbunden ist. In dem dritten Strömungspfad 172 sind mehrere Dichtungsringe 178 angeordnet. Das zweite Dichtungselement 168 weist die Abdeckung 180 auf, die mit wenigstens einer Leitschaufel 128 verbunden ist und die zwischen der Leitschaufel 128 und dem Rotor 118 angeordnet ist. Die Abdeckung 180 weist ein erstes Ende 182, das sich in den Kühlkanal 134 erstreckt, und ein zweites Ende 184 auf, das sich in den Schalenbereich 142 erstreckt. Insbesondere ist das zweite Ende 184 mit dem Schaleneinsatz 144 gekoppelt und in Strömungsverbindung angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel ist an der Abdeckung 180 eine Dichtung 186 angebracht, die sich in Richtung der Engelflügeldichtungen 196 erstreckt und zwischen dem zweiten Strömungspfad 160 und dem dritten Strömungspfad 172 angeordnet ist.
  • Ein Dampfstrom, der keine Arbeit leistet, während er durch die mehreren Laufschaufeln 122 und den sich drehenden Rotor 118 strömt, wird als ein Leckagefluid erachtet. Ein Leckagefluid, das in einer Dampfturbine 100 keine Arbeit leistet, führt zu einem Verlust an Ausgangsleistung. Das erste Dichtungselement 166 und das zweite Dichtungselement 168 sind dazu eingerichtet, den Dampfstrom zwischen dem Rotor 118 und dem Dichtungskopf 170 zu verringern, um den Ausgangsleistungsverlust zu reduzieren. Insbesondere sind das erste Dichtungselement 166 und das zweite Dichtungselement 168 dazu eingerichtet, das Volumen von Leckagefluiden zu reduzieren, so dass mehr Fluid durch Drehung des Rotors 118 in der Dampfturbine 100 Arbeit leistet.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140 durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und die mehreren Leitschaufeln 128 gelenkt. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in stromabwärtiger Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Während der erste Dampfstrom 138 von dem Dampfeinlass 136 und durch den ersten Strömungspfad 130 strömt, ist der erste Dampfstrom 138 dazu eingerichtet, an den mehreren Laufschaufeln 122 und den mehreren Leitschaufeln 128 vorbei zu strömen. Aufgrund einer negativen Fußreaktion unterscheidet sich eine Temperatur des ersten Dampfstroms 138 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 von einer Temperatur des ersten Dampfstroms 138 auf der ersten Seite 152. In dem Ausführungsbeispiel ist die Temperatur auf der zweiten Seite 154 kühler als auf der ersten Seite 152 des Fußes 125, während ein Druck des ersten Dampfstroms 138 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 hingegen höher ist als ein Druck des ersten Dampfstroms 138 auf der ersten Seite 152 des Fußes 125. Der auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 vorhandene erste Dampfstrom 138, dessen Druck höher ist als auf der ersten Seite 152 des Fußes 125, wird genutzt, um einen Dampf, der kühler ist als der zweite Dampfstrom 162, in den zweiten Strömungspfad 160 zu drängen. Insbesondere ist der erste Dampfstrom 138 wenigstens basierend auf Druck- und Temperaturdifferenzen an stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten der Schaufeln 122 eingerichtet, um den zweiten Dampfstrom 162 über den zweiten Strömungspfad 160 zurück zu speisen. Der zweite Strömungspfad 160 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 aufzunehmen und den zweiten Dampfstrom 162 in dem Fuß 125 und aus der ersten Seite 152 heraus zu leiten. Während sich der kühlerer Dampf des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/ oder des Rotorkörpers 127 zu unterstützen.
  • Die Engelflügeldichtungen 196 und die Dichtung 186 der Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage eines ersten Teils 188 des zweiten Dampfstroms 162, der die zweite Seite 154 verlässt, in den Kühlkanal 134 strömt, zu reduzieren und/oder zu eliminieren und ein Vermischen mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu reduzieren und/oder zu eliminieren. Ein zweiter Teil 190 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und entweder durch die Dichtungsringe 186 oder um mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu vermischen. Der zweite Teil 190 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und innerhalb des Dichtungskopfs 170 zu strömen, um durch wenigstens einen (nicht gezeigten) Zwischenüberhitzungsabschnitt und/oder einen (nicht gezeigten) Niederdruckabschnitt weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 190 in dem Mitteldruckabschnitt 110, um eine Steuerung des Drucks des Dampfstroms über die Dichtungselemente 178 zu ermöglichen, um die Menge des durch den Dichtungskopf 170 strömenden Leckagedampfs zu steuern.
  • 3 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Strömungsanordnung 192, die mit der Dampfturbine 100 verbunden ist. In 3 sind ähnliche Bauteile mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in 1–2 gezeigt. Die Dampfturbine 100 beinhaltet eine Einzelstrom-Hochdruckturbine mit einer externen Kühlkonfiguration 194. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Die Dampfturbine 100 weist den Hochdruckabschnitt 108 und den Abschnitt 110 auf. Darüber hinaus erstrecken sich die Engelflügeldichtungen 196 in die gegenüberliegenden Kühlkanäle 134 hinein.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 136 mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden. Darüber hinaus ist ein weiterer Dampfeinlass 198 mit dem Gehäuse 124 gekoppelt und außerhalb des Gehäuses 124 angeordnet. Insbesondere ist der Dampfeinlass 198 mit einer externen Dampfquelle 200, wie beispielsweise einem Dampfkessel oder einem Abhitzedampferzeuger, verbunden, die gewöhnlich Dampftemperaturen aufweist, die niedriger sind als diejenigen des ersten Dampfstroms 138. Der Dampfeinlass 198 ist mit wenigstens einer Leitschaufel 128 strömungsmäßig verbunden. In dem Ausführungsbeispiel enthält die Leitschaufel 128 einen radialen Strömungspfad 202, der ein erstes Ende 204, ein zweites Ende 206 und einen Durchgang 208 aufweist, der mit diesen verbunden ist und sich dazwischen erstreckt. Das erste Ende 204 ist strömungsmäßig mit dem Dampfeinlass 198 verbunden, und das zweite Ende 206 ist strömungsmäßig mit den Kühlkanälen 134 verbunden. Der Dampfeinlass 198 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 aus der externen Dampfquelle 200 und in das Gehäuse 124 hinein zu leiten. Insbesondere ist das erste Ende 204 dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 von dem Dampfeinlass 198 aufzunehmen und den zweiten Dampfstrom 162 durch den radialen Strömungspfad 202 zu leiten. Das zweite Ende 206 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 in die Kühlkanäle 134 hinein zu leiten.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140, durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in stromabwärtiger Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Außerdem bewegt sich der zweite Dampfstrom 162 bei niedrigeren Temperaturen und Druckwerten als derjenigen des ersten Dampfstroms 138 von dem ersten Ende 204, durch den radialen Strömungspfad 202 und aus dem zweiten Ende 206 heraus. Während sich der zweite Dampfstrom 162 durch den Durchgang 208 bewegt, wird Wärme der Leitschaufeln 128 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um die Kühlung der Leitschaufeln 128 zu unterstützen. Der zweite Dampfstrom 162 verlässt das zweite Ende 206 und strömt in den Kühlkanal 134 bei einer Temperatur, die geringer ist als diejenige des ersten Dampfstroms 138. Insbesondere bewegt sich ein erster Teil 210 des zweiten Dampfstroms 162 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128, um die Kühlung der Füße 125 und des Rotorkörpers 127 zu unterstützen. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 der Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage des ersten Teils 210 des zweiten Dampfstroms 162, der das zweite Ende 206 verlässt, in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 vermischt, zu reduzieren und/oder zu eliminieren. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu vermischen. Ein zweiter Teil 212 des zweiten Dampfstroms 162 ist dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 160 zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Fußkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um die Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu unterstützen.
  • Der zweite Teil 212 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und in Abhängigkeit von dem Kühlungsziel entweder durch die Dichtung 186 oder in einer Weise, um mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 212 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und innerhalb des Dichtungskopfs 170 zu strömen, um wenigstens durch den (nicht gezeigten) Zwischenüberhitzerabschnitt und/oder den (nicht gezeigten) Niederdruckabschnitt weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 212 in dem Mitteldruckabschnitt 110, um die Steuerung des Drucks von Dampfstrom über die Dichtungselemente 178 zu ermöglichen, so dass die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, gesteuert wird.
  • 4 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Strömungsanordnung 214, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 4 sind ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–3. Die Dampfturbine 100 enthält eine Einzelstrom-Hochdruckturbine mit einer äußeren Kühlkonfiguration 216. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 136 mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden. Darüber hinaus ist ein weiterer Dampfeinlass 218 mit dem Dichtungskopf 170 gekoppelt und außerhalb des Gehäuses 124 angeordnet. Insbesondere ist der Dampfeinlass 218 mit einer externen Dampfquelle 220 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 218 ferner strömungsmäßig mit dem Abschnitt 110 verbunden. Insbesondere ist der Dampfeinlass 218 strömungsmäßig mit dem Dichtungskopf 170 verbunden. Der Dichtungskopf 170 weist einen Dichtungsströmungspfad 222 auf, der strömungsmäßig mit dem Dampfeinlass 218 und dem dritten Strömungspfad 172 verbunden ist.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Darüber hinaus bewegt sich der zweite Dampfstrom 162 bei niedrigeren Temperaturen und Druckwerten als derjenigen des ersten Dampfstroms 138 von dem Dampfeinlass 218 und in den Dichtungsströmungspfad 222 hinein. Der zweite Dampfstrom 162 bewegt sich durch den Dichtungsströmungspfad 222, und ein erster Teil 224 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich in den dritten Strömungspfad 172 und durch die Dichtungsringe 178, die sich in dem dritten Strömungspfad 172 befinden. Der erste Teil 224 bewegt sich durch den Dichtungskopf 170, um durch wenigstens einen (nicht gezeigten) Zwischenüberhitzungsabschnitt und/oder einen (nicht gezeigten) Niederdruckabschnitt weiter genutzt zu werden. Der erste Teil 224 bewegt sich in dem Mitteldruckabschnitt 110, um die Steuerung des Drucks von Dampfstrom über den Dichtungselementen 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern.
  • Ein zweiter Teil 226 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 226 strömt und vermischt sich mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187. Der zweite Teil 226 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186. Der zweite Teil 226 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 138. Insbesondere strömt der zweite Teil 226 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu vermischen. Der zweite Teil 226 des zweiten Dampfstroms 162 ist außerdem dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 160 zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 226 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Teil 226 übertragen, um die Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu unterstützen.
  • 5 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Strömungsanordnung 228, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 5 sind ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–4. Die Dampfturbine 100 weist eine Zwischenüberhitzer-Einzelstromturbine mit einer negativen Fußreaktionskonfiguration 230 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Wärme-, Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel weist die Dampfturbine 100 einen Zwischenüberhitzerabschnitt 232 auf.
  • Die stationäre Anordnung 116 enthält einen Dampfeinlass 234, der mit einem ersten Strömungspfad 236 strömungsmäßig verbunden ist. Der Dampfeinlass 234 ist dazu eingerichtet, einen ersten Dampfstrom 238 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen in Richtung des ersten Strömungspfads 236 und in Strömungsverbindung mit den mehreren Laufschaufeln 122 zu leiten oder zu lenken. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 234 innerhalb des Gehäuses 124 angeordnet und befindet sich in Strömungsverbindung mit einer Dampfquelle 239, beispielsweise einem Dampfkessel oder einem Abhitzedampferzeuger. Der Dampfeinlass 234 weist ferner den Schalenbereich 142 mit dem Schaleneinsatz 144 und dem Leckstrompfad 146 auf.
  • Wenigstens ein Fuß 125 der mehreren Füße 125 weist die erste Seite 152, die zweite Seite 154 und den Körper 156 auf, der dazwischen angeordnet ist. Die erste Seite 152 ist in Bezug auf den ersten Dampfstrom 238 stromaufwärts von der zweiten Seite 154 angeordnet. Die erste Seite 152 und die zweite Seite 154 sind dazu eingerichtet, mit entsprechenden Kühlkanälen 134 strömungsmäßig verbunden zu sein. Der Fuß 125 weist ferner den Durchgang 158 auf, der innerhalb des Körpers 156 ausgebildet und mit der ersten Seite 152 und der zweiten Seite 154 strömungsmäßig verbunden ist. Darüber hinaus ist der Durchgang 158 mit den Kühlkanälen 134 strömungsmäßig verbunden. In dem Ausführungsbeispiel definiert der Durchgang 158 einen zweiten Strömungspfad 240 in dem Fuß 125. Der zweite Strömungspfad 240 ist mit dem Fuß 125 und den Kühlkanälen 134 gekoppelt. Darüber hinaus ist der zweite Strömungspfad 240 dazu eingerichtet, ein Ausgeben eines zweiten Dampfstroms 242 in dem Fuß 125, durch die Kühlkanäle 134 und in Strömungsverbindung mit den Engelflügeldichtungen 196 zu ermöglichen. In dem Ausführungsbeispiel sind der erste Strömungspfad 236 und der zweite Strömungspfad 240 in der negativen Fußreaktionskonfiguration 230 eingerichtet.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 238 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 239, durch den Dampfeinlass 234 und in Richtung des ersten Strömungspfads 236 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 238 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 238 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 238 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 238 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Während der erste Dampfstrom 238 von dem Dampfeinlass 234 und durch den ersten Strömungspfad 236 strömt, ist der erste Dampfstrom 238 dazu eingerichtet, an den mehreren Laufschaufeln 122 und den mehreren Leitschaufeln 128 vorbei zu strömen. Aufgrund einer negativen Fußreaktion unterscheidet sich eine Temperatur des ersten Dampfstroms 238 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 von einer Temperatur des ersten Dampfstroms 238 auf der ersten Seite 152. In dem Ausführungsbeispiel ist die Temperatur auf der zweiten Seite 154 geringer als auf der ersten Seite 152 des Fußes 125, jedoch ist ein Druck des ersten Dampfstroms 238 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 höher als ein Druck des ersten Dampfstroms 238 auf der ersten Seite 152 des Fußes 125. Der auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 vorhandene erste Dampfstrom 238, dessen Druck höher ist als auf der ersten Seite 152 des Fußes 125, wird genutzt, um einen Dampf, der kühler ist als derjenige des zweiten Dampfstroms 242, in den zweiten Strömungspfad 240 zu drängen. Insbesondere ist der erste Dampfstrom 238 wenigstens auf der Grundlage der Druck- und Temperaturdifferenzen an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten der Schaufeln 122 dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 242 über den zweiten Strömungspfad 240 zurück zu speisen. Der zweite Strömungspfad 240 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 242 aufzunehmen und den zweiten Dampfstrom 242 in dem Fuß 125 und aus der ersten Seite 152 des Fußes 125 heraus zu leiten. Während sich kühlerer Dampf des zweiten Dampfstroms 242 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 242 übertragen, um die Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • Ein erster Teil 244 des zweiten Dampfstroms 242 verlässt das erste Ende 152, strömt in den Kühlkanal 134 und in Strömungsverbindung mit den Engelflügeldichtungen 196. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage des ersten Teils 244 des zweiten Dampfstroms 242 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der das erste Ende 152 verlässt, in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 238 in dem ersten Strömungspfad 236 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 242 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 238 in dem ersten Strömungspfad 236 zu vermischen. Ein zweiter Teil 246 des zweiten Dampfstroms 242 ist dazu eingerichtet, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu mischen, und strömt weiter in den dritten Strömungspfad 172 hinein. Der zweite Teil 246 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und innerhalb des Dichtungskopfs 170 zu strömen, um durch einen (nicht gezeigten) Niederdruckabschnitt weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 246 in dem Abschnitt 110, um eine Steuerung des Drucks von Dampfstrom über die Dichtungselemente 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern.
  • 6 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Strömungsanordnung 248, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 6 sind ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–5. Die Dampfturbine 100 weist eine Zwischenüberhitzer-Einzelstromturbine mit einer positiven Kühlkonfiguration 250 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Wärme-, Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 234 strömungsmäßig mit dem ersten Strömungspfad 236 verbunden. Darüber hinaus ist ein weiterer Dampfeinlass 252 mit dem Gehäuse 124 gekoppelt und außerhalb des Gehäuses 124 angeordnet. Der Dampfeinlass 252 ist mit einer weiteren Turbinenkomponente verbunden, wie beispielsweise einer externen Dampfquelle 254. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 252 ferner strömungsmäßig mit dem Mitteldruckabschnitt 110 verbunden. Insbesondere ist der Dampfeinlass 252 mit dem Dichtungskopf 170 strömungsmäßig verbunden. Der Dichtungskopf 170 weist einen Dichtungsströmungspfad 256 auf, der mit dem Dampfeinlass 252 und dem dritten Strömungspfad 172 strömungsmäßig verbunden ist. Darüber hinaus weist der Dichtungskopf 170 einen Dichtungsabzapfpfad 258 auf, der mit dem dritten Strömungspfad 172 strömungsmäßig verbunden ist.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 238 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle, durch den Dampfeinlass 234 und in Richtung des ersten Strömungspfads 236 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 238 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 238 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 238 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 238 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise weiter durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen.
  • Darüber hinaus bewegt sich der zweite Dampfstrom 242 bei niedrigeren Temperaturen und Druckwerten als derjenigen des ersten Dampfstroms 238 von dem Dampfeinlass 252 und in den Dichtungsströmungspfad 256 hinein. Der zweite Dampfstrom 242 bewegt sich durch den Dichtungsströmungspfad 256, und ein erster Teil 260 bewegt sich in den dritten Strömungspfad 172 hinein und durch die Dichtungsringe 178 hindurch, die in dem dritten Strömungspfad 172 angeordnet sind. Der erste Teil 260 bewegt sich in Richtung des Mitteldruckabschnitts 110, um eine Steuerung des Drucks des Dampfstroms über den Dichtungselementen 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern. Der erste Teil 260 bewegt sich weiter von dem dritten Strömungspfad 172 und in den Dichtungsabzapfpfad 258 hinein, um wenigstens durch den (nicht gezeigten) Hochdruckabschnitt und/oder den (nicht gezeigten) Niederdruckabschnitt weiter genutzt zu werden.
  • Ein zweiter Teil 262 des zweiten Dampfstroms 242 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 262 fährt damit fort, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 189 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 262 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186. Der zweite Dampfstrom 242 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Der zweite Teil 262 strömt bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 238, in den Kühlkanal 134 hinein. Insbesondere strömt der zweite Teil 262 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 der Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage des zweiten Dampfstroms 242 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 238 in dem ersten Strömungspfad 236 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 242 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 238 in dem ersten Strömungspfad 236 zu vermischen. Der zweite Teil 262 des zweiten Dampfstroms 242 ist außerdem dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 240 hinein zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 262 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/ oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Teil 262 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • 7 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Strömungsanordnung 264, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 7 sind ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–6. Die Dampfturbine 100 weist eine Hochdruck-Zwischenüberhitzerturbine mit einer negativen Fußreaktionskonfiguration 266 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Wärme-, Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskopf 170 mit dem Hochdruckabschnitt 108 und dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 gekoppelt. Insbesondere ist der dritte Strömungspfad 172 strömungsmäßig mit dem zweiten Strömungspfad 160 des Hochdruckabschnitts 108 und dem zweiten Strömungspfad 240 des Zwischenüberhitzerabschnitts 232 verbunden.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140, durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Während der erste Dampfstrom 138 von dem Dampfeinlass 136 und durch den ersten Strömungspfad 130 strömt, ist der erste Dampfstrom 138 dazu eingerichtet, an den mehreren Laufschaufeln 122 und den mehreren Leitschaufeln 128 vorbei zu strömen. Aufgrund einer negativen Fußreaktion unterscheidet sich eine Temperatur des ersten Dampfstroms 138 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 von einer Temperatur des ersten Dampfstroms 138 auf der ersten Seite 152. In dem Ausführungsbeispiel ist die Temperatur des ersten Dampfstroms 138 auf der zweiten Seite 154 kühler als diejenige der ersten Seite 152 des Fußes 125, jedoch ist der Druck des ersten Dampfstroms 138 auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 höher als der Druck des ersten Dampfstroms 138 auf der ersten Seite 152 des Fußes 125. Der auf der zweiten Seite 154 des Fußes 125 vorhandene erste Dampfstrom 138, dessen Druck höher ist als auf der ersten Seite 152 des Fußes 125, wird verwendet, um einen Dampf, der kühler ist als derjenige des zweiten Dampfstroms 162, in den zweiten Strömungspfad 160 zu drängen. Insbesondere ist der erste Dampfstrom 138 wenigstens auf der Grundlage der Druck- und Temperaturdifferenzen an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten der Schaufeln 122 dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 über den zweiten Strömungspfad 160 zurück zu speisen. Der zweite Strömungspfad 160 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 aufzunehmen und zu dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Fuß 125 zu leiten. Während sich der kühlerer Dampf des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • Ein erster Teil 268 des zweiten Dampfstroms 162 verlässt das erste Ende 152 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 der Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, eine Leckage des ersten Teils 268 des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der das erste Ende 152 verlässt, in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu vermischen. Ein zweiter Teil 270 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und entweder durch die Dichtungsringe 186 oder in einer Weise, um mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 270 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und innerhalb des Dichtungskopfs 170 zu strömen, um durch den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 270 in dem Mitteldruckabschnitt 110, um eine Steuerung des Drucks von Dampfstrom über den Dichtungselementen 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern.
  • Der zweite Teil 270 strömt von dem Dichtungskopf 170 weiter und in den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 hinein. Insbesondere bewegt sich der zweite Teil 270 des zweiten Dampfstroms 162 durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 270 fährt damit fort, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 189 zu strömen und sich mit diesem zu vermischen. Der zweite Teil 270 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186 hindurch. Der zweite Dampfstrom 162 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134. Der zweite Teil 270 strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 238, hinein. Insbesondere strömt der zweite Teil 270 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128 und vermischt sich mit dem ersten Dampfstrom 238. Der zweite Teil 270 ist außerdem dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 240 zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 270 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • 8 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Strömungsanordnung 272, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 8 sind ähnliche Bauteile mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–7. Die Dampfturbine 100 weist eine Hochdruck-Zwischenüberhitzerturbine mit einer äußeren Kühlkonfiguration 274 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck-, Wärme- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskopf 170 mit dem Hochdruckabschnitt 108 und mit dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 gekoppelt. Insbesondere ist der dritte Strömungspfad 172 strömungsmäßig mit dem zweiten Strömungspfad 160 des Hochdruckabschnitts 108 und dem zweiten Strömungspfad 240 des Zwischenüberhitzerabschnitts 232 verbunden.
  • Der Dampfeinlass 136 ist mit dem Gehäuse 124 gekoppelt und außerhalb des Gehäuses 124 angeordnet. Darüber hinaus ist der Dampfeinlass 136 mit der externen Dampfquelle 140 verbunden. Der Dampfeinlass 136 ist dazu eingerichtet, den Dampfstrom 138 aus der externen Dampfquelle 140 und in das Gehäuse 124 hinein zu leiten. Insbesondere ist der Dampfeinlass 136 mit wenigstens einer Leitschaufel 128 strömungsmäßig verbunden. Ein weiterer Dampfeinlass 276 ist mit dem Dichtungskopf 170 strömungsmäßig verbunden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 276 ferner mit einer (nicht gezeigten) weiteren Turbinenkomponente, wie beispielsweise einer Hochdruckstufe verbunden. Weiter ist ein Schalenabzapfpfad 278 strömungsmäßig mit dem dritten Strömungspfad 172 verbunden.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140, durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Darüber hinaus strömt der zweite Dampfstrom 162 bei niedrigeren Temperaturen und Druckwerten als derjenigen des ersten Dampfstroms 138 durch die Leitschaufel 128. Während der zweite Dampfstrom 162 durch die Leitschaufel 128 strömt, wird Wärme der Leitschaufeln 128 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung der Leitschaufeln 128 zu ermöglichen. Der zweite Dampfstrom 162 verlässt die Leitschaufel 128 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Der zweite Dampfstrom 162 strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 138, hinein. Insbesondere strömt ein erster Teil 280 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, einen Leckstrom des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu vermischen. Ein zweiter Teil 282 des zweiten Dampfstroms 162 ist dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 160 hinein zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • Der zweite Teil 282 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 weiter und entweder durch die Dichtungsringe 186 oder in einer Weise, um mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Dampfstrom 162 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und in dem Dichtungskopf 170 zu strömen, um durch den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 282 zu dem Mitteldruckabschnitt 110, um eine Steuerung des Drucks von Dampfstrom über die Dichtungselemente 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern. Der Schalenabzapfpfad 278 ist dazu eingerichtet, den zweiten Teil 282 des zweiten Dampfstroms 162 von dem dritten Strömungspfad 172 zu der (nicht gezeigten) Schale zu leiten, um von dem Dichtungskopf 170 Dampf abzuzapfen.
  • Der zweite Teil 282 strömt von dem Dichtungskopf 170 weiter und in den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 hinein. Der zweite Teil 282 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 282 fährt damit fort, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 189 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 282 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186 hindurch. Der zweite Dampfstrom 162 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Der zweite Dampfstrom 162 strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 138, hinein. Insbesondere strömt der zweite Teil 282 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, einen Leckstrom des zweiten Teils 282 des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 mit dem ersten Dampfstrom 238 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Teil 282 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 238 in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 zu vermischen. Der zweite Teil 282 des zweiten Dampfstroms 162 ist außerdem dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 240 hinein zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 282 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen. Der Dampfeinlass 276 ist dazu eingerichtet, in den zweiten Teil 282 kühleren Dampfstrom 284 zu injizieren, um eine Verringerung der Temperatur des zweiten Dampfstroms 162 in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 zu ermöglichen.
  • 9 veranschaulicht eine Seitenansicht einer Dampfturbine 100 und einer Strömungsanordnung 286, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 9 sind ähnliche Bauteile mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–8. In dem Ausführungsbeispiel weist die Dampfturbine 100 eine Hochdruck-Zwischenüberhitzerturbine mit einer negativen Fußreaktions-Kühlkonfiguration 288 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskopf 170 mit dem Hochdruckabschnitt 108 und dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 gekoppelt. Insbesondere ist der dritte Strömungspfad 172 strömungsmäßig mit dem zweiten Strömungspfad 160 des Hochdruckabschnitts 108 und dem zweiten Strömungspfad 240 des Zwischenüberhitzerabschnitts 232 verbunden.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 136 mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden. Ein weiterer Dampfeinlass 290 ist strömungsmäßig mit dem Dichtungskopf 170 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 290 ferner mit einer (nicht gezeigten) weiteren Turbinenkomponente, wie beispielsweise einer Hochdruckstufe verbunden. Darüber hinaus ist der Schalenabzapfpfad 278 strömungsmäßig mit dem dritten Strömungspfad 172 verbunden.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140, durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Während der erste Dampfstrom 138 von dem Dampfeinlass 136 und durch den ersten Strömungspfad 130 strömt, ist der erste Dampfstrom 138 dazu eingerichtet, an den mehreren Laufschaufeln 122 und den mehreren Leitschaufeln 128 vorbei zu strömen. Aufgrund einer negativen Fußreaktion ist der erste Dampfstrom 138 wenigstens auf der Grundlage der Druckund Temperaturdifferenzen an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten der Schaufeln 122 dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 über den zweiten Strömungspfad 160 von zurück zu speisen. Der zweite Strömungspfad 160 ist dazu eingerichtet, den zweiten Dampfstrom 162 aufzunehmen und den zweiten Dampfstrom 162 in dem Fuß 125 und aus der ersten Seite 152 des Fußes 125 heraus zu leiten. Während sich der kühlerer Dampf des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 160 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Dampfstrom 162 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • Ein erster Teil 292 des zweiten Dampfstroms 162 verlässt das erste Ende 152 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 der Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, einen Leckstrom eines ersten Teils 292 des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der das erste Ende 152 verlässt, in den Kühlkanal 134 strömt und sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem ersten Teil 292 zu ermöglichen, sich mit dem ersten Dampfstrom 138 in dem ersten Strömungspfad 130 zu vermischen. Ein zweiter Teil 294 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und entweder durch die Dichtungsringe 186 oder in einer Weise, um mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 187 zu strömen und sich mit diesem zu vermischen. Der zweite Teil 294 ist dazu eingerichtet, durch den dritten Strömungspfad 172 und innerhalb des Dichtungskopfs 170 zu strömen, um durch den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 weiter genutzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel bewegt sich der zweite Teil 294 zu dem Mitteldruckabschnitt 110, um eine Steuerung des Drucks von Dampfstrom über den Dichtungselementen 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern. Der Schalenabzapfpfad 278 ist dazu eingerichtet, den zweiten Teil 294 von dem dritten Strömungspfad 172 zu der (nicht gezeigten) Schale zu leiten, um von dem Dichtungskopf 170 Dampf abzuzapfen.
  • Der zweite Teil 294 strömt von dem Dichtungskopf 170 weiter und in den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 hinein. Der zweite Teil 294 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 294 fährt damit fort, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 189 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 294 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186 hindurch. Der zweite Teil 294 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Der zweite Teil 294 strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 238, hinein. Insbesondere strömt der zweite Teil 294 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, einen Leckstrom eines zweiten Teil 294 des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 mit dem ersten Dampfstrom 238 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit [dem Strom in] dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 zu vermischen. Weiter ist der zweite Teil 294 des zweiten Dampfstroms 162 dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 240 hinein zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 294 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Teil 294 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen. Der Dampfeinlass 290 ist dazu eingerichtet, in den zweiten Teil 294 des zweiten Dampfstroms 162 kühleren Dampf 284 zu injizieren, um eine Verringerung der Temperatur des zweiten Teils 294 in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 zu ermöglichen.
  • 10 veranschaulicht eine Seitenansicht einer Dampfturbine 100 und einer Strömungsanordnung 296, die mit der Dampfturbine 100 gekoppelt ist. In 10 sind ähnliche Bauteile mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1–9. In dem Ausführungsbeispiel weist die Dampfturbine 100 eine Hochdruck-Zwischenüberhitzerturbine mit einer äußeren Kühlkonfiguration 298 auf. Alternativ kann die Dampfturbine 100 eine beliebige Druck- und Strömungskonfiguration aufweisen, um der Dampfturbine 100 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dichtungskopf 170 mit dem Hochdruckabschnitt 108 und dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 gekoppelt. Insbesondere ist der dritte Strömungspfad 172 strömungsmäßig mit dem zweiten Strömungspfad 160 des Hochdruckabschnitts 108 und dem zweiten Strömungspfad 240 des Zwischenüberhitzerabschnitts 232 verbunden.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 136 mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden. Darüber hinaus ist ein weiterer Dampfeinlass 299 mit dem Gehäuse 124 gekoppelt und außerhalb des Gehäuses 124 angeordnet. Insbesondere ist der Dampfeinlass 299 mit der externen Dampfquelle 140 verbunden und strömungsmäßig mit dem Mitteldruckabschnitt 110 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel ist der Dampfeinlass 299 außerdem strömungsmäßig mit dem Dichtungskopf 170 verbunden.
  • Während eines beispielhaften Betriebs wird der erste Dampfstrom 138 unter hohen Drücken und hohen Temperaturen von der Dampfquelle 140, durch den Dampfeinlass 136 und in Richtung des ersten Strömungspfads 130 geleitet. Insbesondere wird der erste Dampfstrom 138 gegen die mehreren Laufschaufeln 122 und gegen die mehreren Leitschaufeln 128 gerichtet. Während der erste Dampfstrom 138 mit den mehreren Laufschaufeln 122 in Kontakt tritt, treibt der erste Dampfstrom 138 die mehreren Laufschaufeln 122 und den Rotor 118 drehend an. Der erste Dampfstrom 138 strömt durch die Stufen 112 in eine stromabwärtige Richtung und strömt in ähnlicher Weise durch mehrere (nicht gezeigte) aufeinanderfolgende Stufen weiter.
  • Außerdem bewegt sich der zweite Dampfstrom 162 bei niedrigeren Temperaturen und Druckwerten als derjenigen des ersten Dampfstroms 138 von dem Dampfeinlass 299 und in den dritten Strömungspfad 172 hinein. Der zweite Dampfstrom 162 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172, und ein erster Teil 300 bewegt sich in den dritten Strömungspfad 172 hinein und durch die Dichtungsringe 178 hindurch, die in dem dritten Strömungspfad 172 angeordnet sind. Der erste Teil 300 strömt weiter in den Hochdruckabschnitt 108 hinein. Ein zweiter Teil 302 bewegt sich in Richtung des Mitteldruckabschnitts 110, um eine Steuerung des Drucks des Dampfstroms über den Dichtungselementen 178 zu ermöglichen, um die Menge des Dampfleckstroms, der durch den Dichtungskopf 170 strömt, zu steuern.
  • Der zweite Teil 302 strömt von dem Dichtungskopf 170 weiter und in den Zwischenüberhitzerabschnitt 232 hinein. Der zweite Teil 302 des zweiten Dampfstroms 162 bewegt sich durch den dritten Strömungspfad 172 und in Richtung des Rotors 118. Der zweite Teil 302 fährt damit fort, mit dem Schaleneinsatzdampfstrom 189 zu strömen und sich mit diesem zu mischen. Der zweite Teil 302 strömt zwischen der Abdeckung 180 und dem Rotor 118 und durch die Dichtungsringe 186 hindurch. Der zweite Teil 302 verlässt die Dichtungsringe 186 und strömt in den Kühlkanal 134 hinein. Der zweite Teil 302 strömt in den Kühlkanal 134 bei einem Druck, der geringer ist als derjenige des ersten Dampfstroms 238, hinein. Insbesondere strömt der zweite Teil 302 zwischen den Engelflügeldichtungen 196 und den Leitschaufeln 128. Die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Abdeckung 180 sind dazu eingerichtet, einen Leckstrom des zweiten Teils 302 des zweiten Dampfstroms 162 zu reduzieren und/oder zu eliminieren, der in den Kühlkanal 134 strömt und sich in dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 mit dem ersten Dampfstrom 238 vermischt. Alternativ können die Engelflügeldichtungen 196 und/oder die Dichtung 186 dazu eingerichtet sein, dem zweiten Dampfstrom 162 in dem Kühlkanal 134 zu ermöglichen, sich mit [dem Strom in] dem Zwischenüberhitzerabschnitt 232 zu vermischen. Der zweite Teil 302 des zweiten Dampfstroms 162 ist dazu eingerichtet, in den zweiten Strömungspfad 240 hinein zu strömen. Während sich der kühlere Dampf des zweiten Teils 302 des zweiten Dampfstroms 162 durch den zweiten Strömungspfad 240 bewegt, wird Wärme des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 auf den zweiten Teil 302 übertragen, um eine Kühlung des Fußes 125 und/oder des Rotorkörpers 127 zu ermöglichen.
  • 11 veranschaulicht anhand eines beispielhaften Flussdiagramms ein Verfahren 1100 zur Herstellung einer Dampfturbine, wie beispielsweise der (in 1 dargestellten) Dampfturbine 100. Das Verfahren enthält ein Koppeln 1102 eines Stators, wie beispielsweise des (in 1 dargestellten) Stators, mit einem Gehäuse, beispielsweise dem (in 1 dargestellten) Gehäuse 124. Ein Dampfeinlass, z.B. der (in 1 dargestellte) Dampfeinlass 136, wird mit dem Gehäuse in Strömungsverbindung gekoppelt 1104. Das Verfahren 1100 enthält ein Anbringen des Dampfeinlasses im Inneren des Gehäuses. Alternativ enthält das Verfahren 1100 ein Anbringen des Dampfeinlasses außerhalb des Gehäuses.
  • In dem beispielhaften Verfahren 1100, weist der Stator mehrere Leitschaufeln auf, beispielsweise die (in 1 dargestellten) Leitschaufeln 122. Das Verfahren enthält ein Ausbilden 1106 eines ersten Strömungspfads, z.B. des (in 3 gezeigten) ersten Strömungspfads 130, im Innern des Gehäuses und in Strömungsverbindung mit dem Dampfeinlass. Ein Rotor, z.B. der (in 1 dargestellte) Rotor 118, wird mit dem Gehäuse und innerhalb des Stators gekoppelt 1108. In dem exemplarischen Verfahren weist der Rotor mehrere Laufschaufeln auf, z.B. die (in 1 dargestellten) Laufschaufeln 122, wobei wenigstens ein Fuß, z.B. der (in 1 dargestellte) Fuß 125, der mehreren Laufschaufeln eine erste Seite, z.B. die (in 1 dargestellte) erste Seite 152, eine zweite Seite, z.B. die (in 1 dargestellte) zweite Seite 154, und einen Durchgang, z.B. den (in 1 dargestellten) Durchgang 158, aufweist, der mit der ersten und zweiten Seite strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad, z.B. den (in 1 dargestellten) zweiten Strömungspfad 160, zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist. In dem exemplarischen Verfahren sind der erste und der zweite Strömungspfad in einer negativen Fußreaktionskonfiguration, beispielsweise in der (in 1 dargestellten) negativen Fußreaktionskonfiguration 104, eingerichtet.
  • Das Verfahren 1100 enthält außerdem ein Koppeln einer Dichtungsanordnung, z.B. der (in 1 dargestellten) Dichtungsanordnung 164, mit dem Rotor und in Strömungsverbindung mit dem zweiten Strömungspfad. In dem beispielhaften Verfahren 1100 weist die Dichtungsanordnung einen dritten Strömungspfad auf, beispielsweise den (in 1 dargestellten) dritten Strömungspfad 172, der mit dem zweiten Strömungspfad in Strömungsverbindung steht. Außerdem weist die Dichtungsanordnung einen Dichtungskopf, z.B. den (in 1 dargestellten) Dichtungskopf 170, und mehrere Dichtungsringe, z.B. die (in 1 dargestellten) Dichtungsringe 178, auf.
  • Ein technischer Effekt der hier beschriebenen Systeme und Verfahren beinhaltet wenigstens eines von: Leiten eines Dampfstroms innerhalb von Turbinenkomponenten; Kühlen der Turbinenkomponenten; Steigern des Wirkungsgrads der Dampfturbine; Verlängern der Lebensdauer der Dampfturbine und Verringern der Betriebs- und/oder der Wartungskosten der Dampfturbine.
  • Die hier beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen ein Leiten eines Kühlmittels entlang und/oder im Innern einer erwärmten Oberfläche, wie beispielsweise einer Turbinenlaufschaufel oder eines Turbinenrotors, einer Dampfturbine. Die Ausführungsformen beschreiben eine Kühlarchitektur zur Kühlung von Dampfturbinentrommelrotoren. Insbesondere beschreiben die Ausführungsformen die Kühlung des Rotor- und Schwalbenschwanzbereichs, da dieser Bereich Wärmeauswirkungen, wie beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, einem Kriechbruch, unterliegt. Innerhalb einer Schaufel/Rotor-Verbindungsstelle ist die Kühlwirkung der Ausführungsformen auf den Rotorkörperabschnitt der Schwalbenschwanzverbindungsstelle gerichtet, da Rotorwerkstoffe möglicherweise eine geringere Kriechfähigkeit aufweisen, als Schaufelwerkstoffe. Die hier beschriebenen Ausführungsformen benutzen einen ersten Strömungspfad und einen zweiten Strömungspfad im Inneren, um die Effizienz der Wärmeübertragung zu verbessern. Darüber hinaus ermöglichen die hier beschriebenen Ausführungsformen eine Steigerung des Wirkungsgrad und/oder der Ausgangsleistung der Turbine und/oder der Temperaturfestigkeit, während Betriebs- und Wartungskosten im Zusammenhang mit der Turbine verringert werden. Weiter noch verbessern die hier beschriebenen Ausführungsformen die Lebensdauer von Komponenten und erleichtern die Überholung von Teilen. Der erste und zweite Strömungspfad verbessern die Dampfstromkühlung für mehrere Turbinenabschnitte, z.B. Hochdruckabschnitte, Mitteldruckabschnitte, Zwischenüberhitzerabschnitte und/oder Niederdruckabschnitte.
  • Beispielhafte Ausführungsformen einer Turbinenkomponente und Verfahren zur Montage des Turbinenbauteils sind im Vorausgehenden im Einzelnen beschrieben. Die Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können Teile von Systemen und/oder Schritte der Verfahren unabhängig und getrennt von hier beschriebenen anderen Komponenten und/oder Schritten genutzt werden. Beispielsweise können die Verfahren auch in Kombination mit anderen Herstellungssystemen und Verfahren verwendet werden und sind nicht lediglich auf die Verwendung der Systeme und Verfahren beschränkt, wie sie hier beschrieben sind. Vielmehr kann das Ausführungsbeispiel in Verbindung mit vielen sonstigen thermischen Anwendungen verwirklicht und genutzt werden.
  • Wenn spezielle Merkmale vielfältiger Ausführungsformen der Erfindung in einigen Zeichnungen gezeigt sind und in anderen nicht, dient dies lediglich der vereinfachten Darstellung. Gemäß den Grundzügen der Erfindung kann jedes Merkmal einer Zeichnung in Verbindung mit jedem beliebigen Merkmal jeder anderen Zeichnung in Bezug genommen und/oder beansprucht werden.
  • Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.
  • Es ist eine Dampfturbine 100 geschaffen. Die Dampfturbine 100 weist ein Gehäuse 124 und einen Dampfeinlass 136 auf, der mit dem Gehäuse 124 in Strömungsverbindung steht und dazu eingerichtet ist, einen ersten Dampfstrom 138 innerhalb des Gehäuses 124 auszugeben. Mit dem Gehäuse 124 ist ein Stator 126 gekoppelt, der mehrere Leitschaufeln 128 aufweist. Ein Rotor 118 ist mit dem Gehäuse 124 gekoppelt und in dem Stator 126 angeordnet, wobei der Rotor 118 und der Stator 126 dazu eingerichtet sind, dazwischen einen ersten Strömungspfad 130 zu bilden, der mit dem ersten Dampfstrom 138 strömungsmäßig verbunden ist. Der Rotor 118 weist mehrere Laufschaufeln 122 auf, die mit dem Rotor 118 gekoppelt sind, wobei wenigstens ein Fuß 125 der mehreren Laufschaufeln 122 eine erste Seite 152, eine zweite Seite 154 und einen Durchgang 158 aufweist, der mit der ersten Seite 152 und der zweiten Seite 154 strömungsmäßig verbunden ist. Der Durchgang 158 ist dazu eingerichtet, einen zweiten Strömungspfad 160 zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad 130 strömungsmäßig verbunden ist, und einen zweiten Dampfstrom 162 innerhalb des wenigstens einen Fußes 125 auszugeben. Der wenigstens eine Fuß 125 der mehreren Laufschaufeln 122 weist eine Engelflügeldichtung 196 auf, die mit dem Durchgang 158 strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang 158 gegen den ersten Strömungspfad 130 abzudichten. BEZUGSZEICHENLISTE
    Fig. 1
    100 Dampfturbine
    102 Strömungsanordnung
    104 negative Fußreaktionskonfiguration
    106 unter Druck stehende Abschnitte
    108 Hochdruckabschnitt
    110 Mitteldruckabschnitt
    112 Stufen
    114 rotierende Anordnung
    116 stationäre Anordnung
    118 Rotor
    120 Drehachse
    122 Laufschaufeln
    123 Plattformen
    124 Gehäuse
    125 Füße
    126 Stator
    127 Turbinenrad
    128 Leitschaufeln
    130 erster Strömungspfad
    132 Schlitze
    134 Fußbereich
    136 Dampfeinlass
    138 erster Dampfstrom
    140 Dampfquelle
    142 Schalenbereich
    144 Schaleneinsatz
    146 Leckstrompfad
    150 zweites Ende (Schale)
    152 erste Seite (Fuß)
    154 zweite Seite (Fuß)
    156 Körper (Fuß)
    158 Durchgang (Fuß)
    160 zweiter Strömungspfad
    162 zweiter Dampfstrom
    164 Dichtungsanordnung
    166 erstes Dichtungselement
    168 zweites Dichtungselement
    170 Enddichtungskopf
    172 dritter Strömungspfad
    174 erstes Ende (3. Strömungspfad)
    176 zweites Ende (3. Strömungspfad)
    178 Dichtungskragen
    180 Abdeckung
    182 erstes Ende (Abdeckung)
    184 zweites Ende (Abdeckung)
    186 Dichtungskragen
    187 Schalendampfstrom
    188 erster Teil (2. Dampfstrom)
    189 Schalendampfstrom
    190 zweiter Teil (2. Dampfstrom)
    Fig. 2
    192 Strömungsanordnung
    194 äußere Kühlkonfiguration
    196 Engelflügeldichtungen
    148 erstes Ende (Schale)
    198 Dampfeinlass
    202 radialer Strömungspfad
    204 erstes Ende
    206 zweites Ende
    208 Durchgang
    210 erster Teil
    212 zweiter Teil
    Fig. 3
    214 Strömungsanordnung
    216 äußere Kühlkonfiguration
    218 Dampfeinlass
    220 externe Dampfquelle
    222 Dichtungsströmungspfad
    224 erster Teil
    226 zweiter Teil
    Fig. 4
    228 Strömungsanordnung
    230 negative Fußreaktionskonfiguration
    232 Zwischenüberhitzerabschnitt
    234 Dampfeinlass
    236 erster Strömungspfad
    238 erster Dampfstrom
    239 Dampfquelle
    240 zweiter Strömungspfad
    242 zweiter Dampfstrom
    244 erster Teil
    246 zweiter Teil
    Fig. 5
    200 externe Dampfquelle
    248 Strömungsanordnung
    252 Dampfeinlass
    254 externe Dampfquelle
    256 Dichtungsströmungspfad
    258 Dichtungskopfstelle
    260 erster Teil
    262 zweiter Teil
    Fig. 6
    264 Strömungsanordnung
    266 negative Fußreaktionskonfiguration
    268 erster Teil
    270 zweiter Teil
    Fig. 7
    272 Strömungsanordnung
    274 äußere Kühlkonfiguration
    276 Dampfeinlass
    278 Schalenabzapfpfad
    280 erster Teil
    282 zweiter Teil
    284 kühlerer Dampfstrom
    Fig. 8
    286 Strömungsanordnung
    288 negative Fußreaktionskonfiguration
    290 Dampfeinlass
    292 erster Teil
    294 zweiter Teil
    Fig. 9
    296 Strömungsanordnung
    250 Druckkühlkonfiguration
    298 äußere Kühlkonfiguration
    299 Dampfeinlass
    300 erster Teil
    302 zweiter Teil
    1102 Koppeln eines Stators mit einem Gehäuse
    1104 Verbinden eines Dampfeinlasses in Strömungsver bindung mit dem Gehäuse
    1106 Ausbilden eines ersten Strömungspfads im Innern des Gehäuses und in Strömungsverbindung mit dem Dampfeinlass
    1108 Koppeln eines Rotors mit dem Gehäuse und inner halb des Stators, wobei der Rotor mehrere Lauf schaufeln aufweist, wobei wenigstens ein Fuß der mehreren Laufschaufeln eine erste Seite, eine zweite Seite und einen Durchgang aufweist, der mit der ersten Seite und der zweiten Seite strö mungsmäßig verbunden ist, wobei der Kanal dazu eingerichtet ist, einen zweiten Strömungspfad zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad strö mungsmäßig verbunden ist

Claims (10)

  1. Dampfturbine (100), die aufweist: ein Gehäuse (124); einen Dampfeinlass (136), der mit dem Gehäuse (124) strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, einen ersten Dampfstrom (138) im Innern des Gehäuses (124) auszugeben; einen Stator (126), der mit dem Gehäuse (124) gekoppelt ist und mehrere Leitschaufeln (128) aufweist; und einen Rotor (118), der mit dem Gehäuse (124) gekoppelt und innerhalb des Stators (126) angeordnet ist, wobei der Rotor (118) und der Stator (126) dazu eingerichtet sind, einen ersten Strömungspfad (130) zu definieren, der dazwischen angeordnet und mit dem ersten Dampfstrom (138) strömungsmäßig verbunden ist, wobei der Rotor (118) mehrere Laufschaufeln (122) aufweist, die mit dem Rotor (118) gekoppelt sind, wobei wenigstens ein Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) eine erste Seite (152), eine zweite Seite (154) und einen Durchgang (158) aufweist, der mit der ersten Seite (152) und der zweiten Seite (154) strömungsmäßig verbunden ist, wobei der Durchgang (158) dazu eingerichtet ist, einen zweiten Strömungspfad (160) zu bilden, der mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden ist, und einen zweiten Dampfstrom (162) im Innern des wenigstens einen Fußes (125) auszugeben, wobei der wenigstens eine Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) eine Engelflügeldichtung (196) aufweist, die mit dem Durchgang (158) strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang (158) gegen den ersten Strömungspfad (130) abzudichten.
  2. Dampfturbine (100) nach Anspruch 1, wobei der zweite Dampfstrom (162) eine Temperatur aufweist, die sich von derjenigen des ersten Dampfstroms (138) unterscheidet.
  3. Dampfturbine (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dampfeinlass (136) mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden und im Innern des Gehäuses (124) angeordnet ist.
  4. Dampfturbine (100) nach einem beliebigen der vorausgehenden Ansprüche, die ferner einen weiteren Dampfeinlass (136) aufweist, der mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden und außerhalb des Gehäuses (124) angeordnet ist; und/oder die ferner einen weiteren Dampfeinlass (136) aufweist, der mit wenigstens einer Leitschaufel der mehreren Leitschaufeln (128) strömungsmäßig verbunden ist.
  5. Dampfturbine (100) nach Anspruch 4, wobei wenigstens eine der Leitschaufeln (128) ein erstes Ende (204), ein zweites Ende (206) und einen radialen Strömungspfad (202) aufweist, der mit dem ersten Ende (204) und dem zweiten Ende (206) strömungsmäßig verbunden ist, wobei das erste Ende (204) mit dem Dampfeinlass (136) strömungsmäßig verbunden ist und wobei das zweite Ende (206) mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden ist.
  6. Dampfturbine (100) nach einem beliebigen der vorausgehenden Ansprüche, wobei der erste Strömungspfad (130) und der zweite Strömungspfad (160) in einer negativen Fußreaktionskonfiguration strömungsmäßig verbunden sind.
  7. Dampfturbine (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Rotor (118) einen dritten Strömungspfad (172) aufweist, der mit dem zweiten Strömungspfad (160) strömungsmäßig verbunden ist; und/oder wobei der Rotor (118) einen dritten Strömungspfad (172), der mit dem zweiten Strömungspfad (160) strömungsmäßig verbunden ist, und einen Dichtungskopf (170) aufweist, der mit dem dritten Strömungspfad (172) strömungsmäßig verbunden ist.
  8. Dampfturbine (100) nach einem beliebigen der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (124) eine mehrstufige Hochdruckanordnung aufweist; und/oder wobei der Fuß (125) eine axiale Schwalbenschwanzkonfiguration aufweist.
  9. Rotoranordnung (114), die mit einem Gehäuse (124) gekoppelt und innerhalb eines Stators (126) einer Dampfturbine (100) angeordnet ist, wobei die Rotoranordnung (114) aufweist: einen Rotor (118), der mit dem Gehäuse (124) gekoppelt ist und einen ersten Strömungspfad (130) aufweist; mehrere Laufschaufeln (122), die mit dem Rotor (118) gekoppelt sind, wobei wenigstens ein Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) eine erste Seite (152), eine zweite Seite (154) und einen Durchgang (158) aufweist, der mit der ersten Seite (152) und der zweiten Seite (154) strömungsmäßig verbunden ist, wobei der Durchgang (158) dazu eingerichtet ist, einen zweiten Strömungspfad (160) zu definieren, der mit dem ersten Strömungspfad (130) strömungsmäßig verbunden ist, wobei der wenigstens eine Fuß (125) der mehreren Laufschaufeln (122) eine Engelflügeldichtung (196) aufweist, die mit dem Durchgang (158) strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang (158) gegen den ersten Strömungspfad (130) abzudichten; und eine Dichtungsanordnung (164), die mit dem Rotor (118) gekoppelt ist und mit dem zweiten Strömungspfad (160) in Strömungsverbindung steht.
  10. Verfahren (1100) zur Montage einer Dampfturbine, wobei das Verfahren aufweist: Koppeln eines Stators mit einem Gehäuse (1102); Verbinden eines Dampfeinlasses in Strömungsverbindung mit dem Gehäuse (1104); Ausbilden eines ersten Strömungspfads im Innern des Gehäuses und in Strömungsverbindung mit dem Dampfeinlass (1106); und Koppeln eines Rotors mit dem Gehäuse und innerhalb des Stators, wobei der Rotor mehrere Laufschaufeln aufweist, wobei wenigstens ein Fuß der mehreren Laufschaufeln eine erste Seite, eine zweite Seite und einen Durchgang aufweist, der mit der ersten Seite und der zweiten Seite strömungsmäßig verbunden ist, wobei der Durchgang dazu eingerichtet ist, einen zweiten Strömungspfad zu definieren, der mit dem ersten Strömungspfad strömungsmäßig verbunden ist, wobei der wenigstens eine Fuß der mehreren Laufschaufeln eine Engelflügeldichtung aufweist, die mit dem Durchgang strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet ist, den Durchgang gegen den ersten Strömungspfad (1108) abzudichten.
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