DE102020213034A1 - Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen, Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine sowie Energieumwandlungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine (3) mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17), wobei Laufschaufeln (18) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) drehfest mit einer gemeinsamen Welle (20) gekoppelt und Leitschaufeln (19) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer ersten Teilturbine (5) und ein zweiter Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer stromabwärts der ersten Teilturbine (5) angeordneten zweiten Teilturbine (6) zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine (5) und der zweiten Teilturbine (6) eine Zwischenüberhitzungseinrichtung (11) zur Zwischenüberhitzung des der Dampfturbine (3) zugeführten Dampfs angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Radialturbinenstufe (12) und eine Axialturbinenstufe (13, 14) und der zweite Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Axialturbinenstufe (15, 16, 17) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine (3) sowie eine Energieumwandlungseinrichtung (1).

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen, wobei Laufschaufeln der Turbinenstufen drehfest mit einer gemeinsamen Welle gekoppelt und Leitschaufeln der Turbinenstufen ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen einer ersten Teilturbine und ein zweiter Teil der Turbinenstufen einer stromabwärts der ersten Teilturbine angeordneten zweiten Teilturbine zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine eine Zwischenüberhitzungseinrichtung zur Zwischenüberhitzung des der Dampfturbine zugeführten Dampfs angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine sowie eine Energieumwandlungseinrichtung.
• Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2017 211 295 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Dampfturbine, aufweisend ein Dampfturbinen-Außengehäuse, ein Hochdruck-Innengehäuse mit einem ersten Prozessdampf-Eintrittsabschnitt und einem ersten Prozessdampf-Austrittsabschnitt zum Leiten von Prozessdampf durch das Hochdruck-Innengehäuse vom ersten Prozessdampf-Eintrittsabschnitt zum ersten Prozessdampf-Austrittsabschnitt in einer ersten Prozessdampf-Entspannungsrichtung, ein Niederdruck-Innengehäuse mit einem zweiten Prozessdampf-Eintrittsabschnitt und einem zweiten Prozessdampf-Austrittsabschnitt zum Leiten von Prozessdampf durch das Niederdruck-Innengehäuse vom zweiten Prozessdampf-Eintrittsabschnitt zum zweiten Prozessdampf-Austrittsabschnitt in einer zweiten Prozessdampf-Entspannungsrichtung, und einen Zwischenüberhitzer, der stromabwärts des Hochdruck-Innengehäuses und stromaufwärts des Niederdruck-Innengehäuses angeordnet ist, wobei das Hochdruck-Innengehäuse und das Niederdruck-Innengehäuse innerhalb des Dampfturbinen-Außengehäuses angeordnet sind, wobei das Hochdruck-Innengehäuse und das Niederdruck-Innengehäuse derart angeordnet sind, dass der erste Dampfeintrittsabschnitt des Hochdruck-Innengehäuses dem zweiten Dampfeintrittsabschnitt des Niederdruck-Innengehäuses zugewandt ist.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Dampfturbinen Vorteile aufweist, insbesondere sich durch eine kleine Bauform auszeichnet und mit einer geringen Einlasstemperatur arbeiten kann.
• Dies wird erfindungsgemäß mit einer Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen erreicht, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Radialturbinenstufe und eine Axialturbinenstufe und der zweite Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Axialturbinenstufe aufweist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Die Dampfturbine ist beispielsweise Bestandteil der Energieumwandlungseinrichtung, welche zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie vorgesehen und ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Dampfturbine jedoch auch unabhängig und separat von dieser Energieumwandlungseinrichtung vorliegen. Die Dampfturbine dient zur Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Energie und ist hierzu entsprechend vorgesehen und ausgestaltet. Die thermische Energie ist in dem Dampf enthalten, welcher der Dampfturbine eingangsseitig mit einer bestimmten Einlasstemperatur und einem bestimmten Einlassdruck zugeführt wird. In der Dampfturbine wird die in dem Dampf enthaltene thermische Energie beziehungsweise Enthalpie und/oder Strömungsenergie in mechanische Energie umgewandelt und diese über die Welle bereitgestellt. Ist die Dampfturbine Bestandteil der Energieumwandlungseinrichtung, so ist die Welle vorzugsweise antriebstechnisch mit einem Generator gekoppelt, welcher die über die Welle bereitgestellte mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
• Der Dampf besteht aus einem zumindest teilweise verdampften Fluid. Ist das Fluid lediglich teilweise verdampft, liegt es also sowohl in flüssiger als auch in gasförmiger Form vor, so kann der Dampf auch als Nassdampf bezeichnet werden. Weist das Fluid eine Temperatur auf, bei welcher es gerade vollständig in gasförmiger Form vorliegt, so wird der Dampf als Sattdampf bezeichnet. Heißdampf, insbesondere überhitzter Dampf liegt hingegen vor, falls das Fluid eine Temperatur aufweist, die größer ist als seine Siedetemperatur. Der Anteil an flüssigem und gasförmigem Fluid an dem Dampf kann als Massenanteil x ausgedrückt werden. Dieser berechnet sich nach der Beziehung $$\text{x}={\text{m}}_{\text{v}}/\left({\text{m}}_{\text{v}}+{\text{m}}_{\text{f}}\right),$$

  

  wobei m_v die Masse des gasförmigen Anteils des Dampfs und mε die Masse des flüssigen Anteils des Dampfs beschreibt. Für Nassdampf ist x < 1, wohingegen für Sattdampf und Heißdampf x = 1 gilt. Im T-s-Diagramm entspricht ein Verlauf für x = 0 der Siedelinie des Fluids, ein Verlauf für x = 1 der Taulinie des Fluids. Vorzugsweise ist das Fluid Wasser, sodass der Dampf als Wasserdampf vorliegt.
• Die Dampfturbine ist als mehrstufige Turbine ausgestaltet und verfügt insoweit über mehrere Turbinenstufen. Die Turbinenstufen sind strömungstechnisch hintereinander angeordnet und werden entsprechend nacheinander von dem Dampf durchströmt, ausgehend von einer ersten der Turbinenstufen bis hin zu einer letzten der Turbinenstufen. Jede der Turbinenstufen verfügt über Laufschaufeln und Leitschaufeln. Die Laufschaufeln aller Turbinenstufen sind drehfest mit der gemeinsamen Welle gekoppelt. Insbesondere umgreifen die Laufschaufeln jeder der Turbinenstufen die Welle in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse der Welle vollständig. Über die Welle sind also die Laufschaufeln aller Turbinenstufen der Dampfturbine antriebstechnisch aneinander angeschlossen. Die Turbinenstufen beziehungswese ihre Laufschaufeln weisen insoweit jeweils dieselbe Drehzahl auf, welche einer Drehzahl der gemeinsamen Welle entspricht. Die Leitschaufeln der Turbinenstufen sind hingegen ortsfest angeordnet, beispielsweise in einem Maschinengehäuse der Dampfturbine.
• Die Turbinenstufen der Dampfturbine sind auf mehrere Teilturbinen aufgeteilt, nämlich zunächst auf die erste Teilturbine und die zweite Teilturbine. In anderen Worten umfasst die erste Teilturbine den ersten Teil der Turbinenstufen und die zweite Teilturbine den zweiten Teil der Turbinenstufen. Die erste Teilturbine weist hierbei wenigstens zwei der Turbinenstufen und die zweite Teilturbine zumindest eine der Turbinenstufen auf, sodass die Dampfturbine zumindest als dreistufige Dampfturbine ausgestaltet ist. Die Turbinenstufen sind strömungstechnisch hintereinander angeordnet, sodass sie nacheinander von dem Dampf durchströmt werden. Die Turbinenstufen der ersten Teilturbine sind hierbei stromaufwärts der Turbinenstufen der zweiten Teilturbine angeordnet. Der Dampf durchströmt also erst die Turbinenstufen der ersten Teilturbine und erst nachfolgend die Turbinenstufen der zweiten Teilturbine.
• Die Turbinenstufen werden auch innerhalb der jeweiligen Teilturbine strömungstechnisch nacheinander durchströmt. Jede der Teilturbinen weist also eine erste Turbinenstufe im Sinne einer am weitesten stromaufwärts gelegenen Turbinenstufe und eine letzte Turbinenstufe im Sinne einer am weitest stromabwärts gelegenen Turbinenstufe auf. Sofern von der ersten Turbinenstufe der Dampfturbine die Rede ist, so ist hiermit die erste Turbinenstufe der ersten Teilturbine gemeint, die letzte Turbinenstufe der Dampfturbine ist hingegen die letzte Turbinenstufe der zweiten Teilturbine. Die erste Turbinenstufe der zweiten Teilturbine ist strömungstechnisch an die letzte Turbinenstufe der ersten Teilturbine angeschlossen, sodass aus der ersten Teilturbine ausströmender Dampf nachfolgend in die zweite Teilturbine einströmt. Vorzugsweise verfügt die Dampfturbine ausschließlich über die erste Teilturbine und die zweite Teilturbine, weist also keine Turbinenstufe auf, welche zusätzlich zu den Turbinenstufen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine vorliegt.
• Die Turbinenstufen sind derart ausgebildet, dass innerhalb jeder der Teilturbine eine Auslasstemperatur und ein Auslassdruck jeder der Turbinenstufen kleiner ist als eine Einlasstemperatur und ein Einlassdruck der jeweiligen Turbinenstufe. Das bedeutet, dass der Dampf innerhalb jeder der Turbinenstufen an Temperatur und an Druck verliert, sodass die Auslasstemperatur und der Auslassdruck jeder der Turbinenstufen kleiner sind als ihre jeweilige Einlasstemperatur und ihr jeweiliger Einlassdruck. Der Einlassdruck und die Einlasstemperatur liegen vorzugsweise unmittelbar stromaufwärts der jeweiligen Turbinenstufe vor, der Auslassdruck und die Auslasstemperatur unmittelbar stromabwärts.
• Zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine wird eine Zwischenüberhitzung des Dampfs mittels der Zwischenüberhitzungseinrichtung vorgenommen. Hierunter ist zu verstehen, dass stromabwärts der letzten Turbinenstufe der ersten Teilturbine und stromaufwärts der ersten Turbinenstufe der zweiten Teilturbine die Temperatur des Dampfs durch Zufuhr von Wärme erhöht wird, wobei der Druck des Dampfs bevorzugt konstant oder zumindest im Wesentlichen konstant bleibt. Das bedeutet, dass der Einlassdruck der ersten Turbinenstufen der zweiten Teilturbine dem Auslassdruck der letzten Turbinenstufen der ersten Teilturbine entspricht oder allenfalls geringfügig kleiner ist, beispielsweise aufgrund unvermeidbarer Druckverluste in der Dampfturbine. Beispielsweise ist der Einlassdruck um höchstens 10 % kleiner als der Auslassdruck. In absoluten Werten gesprochen ist bevorzugt der Einlassdruck um höchstens 0,2 bar, höchstens 0,15 bar oder höchstens 0,1 bar kleiner als der Auslassdruck.
• Die Einlasstemperatur der ersten Turbinenstufen der zweiten Teilturbine ist hingegen aufgrund der Zwischenüberhitzung deutlich höher als die Auslasstemperatur der letzten Turbinenstufe der ersten Teilturbine. Vorzugsweise ist die Einlasstemperatur um einen Faktor von mindestens 1,80, mindestens 1,90 oder mindestens 1,95 größer als die Auslasstemperatur, wobei die Temperaturen in Grad Celsius angegeben sind. Mithilfe der Zwischenüberhitzung wird verhindert, dass in dem Dampf zu viele Kondensattropfen entstehen, also der Massenanteil x zu weit unter eins absinkt, welche unter Umständen die Effizienz der Dampfturbine negativ beeinflussen oder sogar zu Beschädigungen führen können. Die Zwischenüberhitzung wird mithilfe der Zwischenüberhitzungseinrichtung vorgenommen, welche strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine angeordnet ist.
• Um eine besonders hohe Effizienz der Dampfturbine zu erzielen, weist der erste Teil der Turbinenstufen die mindestens eine Radialturbinenstufe und die Axialturbinenstufe und der zweite Teil der Turbinenstufen die wenigstens eine Axialturbinenstufe auf. Unter der Radialturbinenstufe ist eine Turbinenstufe zu verstehen, über welche hinweg eine Hauptströmungsrichtung in radialer Richtung bezüglich der Drehachse der Welle vorliegt, insbesondere in radialer Richtung nach innen. Die Hauptströmungsrichtung ist wiederum diejenige Richtung, in welcher der Dampf über die jeweilige Turbinenstufen hinweg seine größte Geschwindigkeit beziehungsweise Geschwindigkeitskomponente aufweist. Die Radialturbinenstufe wird insoweit im Wesentlichen in radialer Richtung durchströmt, wobei der Dampf in radialer Richtung von außen nach innen strömt. Die Axialturbinenstufe wiederum bezeichnet eine Turbinenstufen, bei welcher die Hauptströmungsrichtung in axialer Richtung verläuft. Die Axialturbinenstufe wird insoweit in axialer Richtung und damit parallel zu der Drehachse der Welle von dem Dampf durchströmt.
• Die Radialturbinenstufe in der ersten Teilturbine hat den Vorteil, dass der Dampf ausgehend von seinem Einlassdruck unmittelbar stromaufwärts der Radialturbinenstufe auf einen Auslassdruck unmittelbar stromabwärts der Radialturbinenstufe entspannt wird, welcher das Betreiben der nachfolgenden Turbinenstufen mit optimalem Wirkungsgrad gewährleistet. Dies ermöglicht einen Betrieb der Dampfturbine auch bei geringen eingangsseitigen Temperaturen des Dampfs. Bevorzugt beträgt eine Einlasstemperatur des Dampfs unmittelbar stromaufwärts der ersten Teilturbine beziehungsweise der ersten Turbinenstufe der ersten Teilturbine höchstens 350 °C, höchstens 325 °C oder höchstens 300 °C. Besonders bevorzugt ist die Einlasstemperatur jedoch niedriger und beträgt weniger als 300 °C, insbesondere höchstens 295 °C.
• Besonders bevorzugt ist die Dampfturbine derart ausgestaltet, dass sie eine Nennleistung von höchstens 500 kW aufweist. Vorzugsweise ist die Dampfturbine jedoch für geringere Nennleistung vorgesehen und ausgestaltet, beispielsweise für eine Nennleistung von höchstens 250 kW, höchstens 200 kW, höchstens 150 kW oder höchstens 125 kW. Grundsätzlich sind die Turbinenstufen derart ausgestaltet, dass eine Austrittsgeschwindigkeit des Dampfs aus der jeweiligen Turbinenstufe für jede der Turbinenstufen im Unterschallbereich liegt. Hierdurch wird eine mechanische Belastung der Dampfturbine verringert, sodass entsprechend die Lebensdauer der Dampfturbine verlängert wird.
• Jeder der Teilturbinen wird während eines Betriebs der Dampfturbine Sattdampf oder Heißdampf zugeführt, sodass also das Verhältnis zwischen der Masse des gasförmigen Anteils des Fluids und der Summe aus der Masse des gasförmigen Anteils und der Masse des flüssigen Anteils des Fluids gleich eins ist. Die Turbinenstufen sind derart ausgestaltet, dass der Dampf stromabwärts zumindest einer der Teilturbinen als Nassdampf vorliegt, sodass also das genannte Verhältnis kleiner als eins ist. Um eine Beschädigung der Dampfturbine zuverlässig zu vermeiden, beträgt der Anteil jedoch stets mindestens 0,9, mindestens 0,95 oder mindestens 0,98. Bevorzugt beträgt er unmittelbar stromabwärts der ersten Teilturbine mindestens 0,98 und/oder unmittelbar stromabwärts der zweiten Teilturbine mindestens 0,95. Durch die strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine folgende Zwischenüberhitzung des Dampfs liegt dieser unmittelbar stromaufwärts der zweiten Teilturbine wieder mit einem Massenanteil von 1 vor, ist also vollständig gasförmig.
• Die Verwendung sowohl der Radialturbinenstufe als auch der Axialturbinenstufe in der ersten Teilturbine, also stromaufwärts der Zwischenüberhitzungseinrichtung, hat den Vorteil, dass auch die erste Teilturbine besonders effektiv der Umwandlung der thermischen Energie in mechanische Energie dient. Mithilfe der Radialturbinenstufe wird eine Anpassung eines Einlassdrucks der Axialturbinenstufe der ersten Teilturbine derart vorgenommen, dass diese optimal arbeitet. Insgesamt erzielt die Dampfturbine der beschriebenen Art also eine besonders hohe Effizienz auch bei kleinen Bauformen und bei geringen Einlasstemperaturen.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radialturbinenstufe stromaufwärts der Axialturbinenstufe der ersten Teilturbine angeordnet ist. Wie bereits angedeutet, dient die Radialturbinenstufe einer Druckanpassung des Drucks des Dampfs derart, dass die Axialturbinenstufe besonders effektiv zur Bereitstellung von mechanischer Energie über die Welle herangezogen werden kann. Entsprechend liegt sie hinsichtlich einer Durchströmungsrichtung der Dampfturbine mit dem Dampf vor der Axialturbinenstufe der ersten Teilturbine vor. Besonders bevorzugt stellt die Radialturbinenstufe eine erste der Turbinenstufen dar, sodass der Dampfturbine zugeführte Dampf unmittelbar die Radialturbinenstufe durchströmt, also vor allen anderen Turbinenstufen der Dampfturbine. Erst stromabwärts der Radialturbinenstufe liegen die anderen Turbinenstufen vor, insbesondere die wenigstens eine Axialturbinenstufe der ersten Teilturbine. Hierdurch wird eine besonders hohe Effizienz der Dampfturbine realisiert.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Teil der Turbinenstufen mehrere Axialturbinenstufen aufweist, die stromabwärts der Radialturbinenstufe strömungstechnisch hintereinander angeordnet sind. Das bedeutet, dass die erste Teilturbine über mehr als zwei Turbinenstufen, nämlich mindestens drei Turbinenstufen, verfügt. Von diesen Turbinenstufen der ersten Teilturbine ist lediglich eine einzige als Radialturbinenstufe ausgestaltet, wohingegen die weiteren der Turbinenstufen als Axialturbinenstufen vorliegen. Die Axialturbinenstufen sind wiederum bevorzugt derart ausgestaltet, dass unmittelbar stromabwärts der letzten Turbinenstufen der ersten Teilturbine der Dampf als Nassdampf vorliegt, vorzugsweise mit einem Anteil an gasförmigem Fluid von mindestens 98 %. Erneut dient dies der Realisierung der hohen Effizienz der Dampfturbine.
• Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Teil der Turbinenstufen mehrere Axialturbinenstufen aufweist, die strömungstechnisch hintereinander angeordnet sind. Die zweite Teilturbine weist also nicht lediglich eine einzige Axialturbinenstufe auf, wenngleich eine solche Ausgestaltung selbstverständlich realisiert sein kann. Bevorzugt verfügt auch die zweite Teilturbine ebenso wie die erste Teilturbine über mehrere Turbinenstufen, wobei die Turbinenstufen der zweiten Teilturbine als Axialturbinenstufen ausgestaltet sind. Besonders bevorzugt umfasst die zweite Teilturbine ausschließlich Axialturbinenstufen. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann es jedoch selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass auch die zweite Teilturbine eine Radialturbinenstufe aufweist, an welche sich die wenigstens eine Axialturbinenstufe strömungstechnisch anschließt. Wiederum wird mit einer solchen Ausgestaltung der Dampfturbine eine hohe Effizienz erzielt.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Teilturbine und die zweite Teilturbine in einem gemeinsamen Maschinengehäuse der Dampfturbine angeordnet sind. Das Maschinengehäuse ist derart ausgestaltet, dass es sowohl die erste Teilturbine als auch die zweite Teilturbine, jeweils vollständig, aufnimmt. Insbesondere ist die Welle, auf welcher die Laufschaufeln aller Turbinenstufen der Dampfturbine drehfest angeordnet sind, in und/oder an dem Maschinengehäuse drehbar gelagert. Auch die Zwischenüberhitzungseinrichtung ist besonders bevorzugt in dem Maschinengehäuse angeordnet. Beispielsweise liegt die Zwischenüberhitzungseinrichtung hierbei als Wärmetauscher vor, welcher zum einen von dem Dampf und zum anderen von einem Heizfluid durchströmt wird, welches eine höhere Temperatur aufweist als der Dampf.
• Die Anordnung in dem gemeinsamen Maschinengehäuse ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung der Dampfturbine.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Dampfturbine stromaufwärts des ersten Teils der Turbinenstufen einen ersten Fluideinlasskanal, stromabwärts des ersten Teils der Turbinenstufen einen ersten Fluidauslasskanal, stromaufwärts des ersten Teils der Turbinenstufen einen zweiten Fluideinlasskanal und stromabwärts des zweiten Teils der Turbinenstufen einen zweiten Fluidauslasskanal aufweist, wobei zumindest einer der nachfolgenden Fluidkanäle in dem Maschinengehäuse in radialer Richtung verläuft: der erste Fluideinlasskanal, der erste Fluidauslasskanal, der zweite Fluideinlasskanal und der zweite Fluidauslasskanal.
• Über den ersten Fluideinlasskanal ist ein Fluideinlassanschluss der Dampfturbine strömungstechnisch an die erste Teilturbine angeschlossen. Der Fluideinlassanschluss dient dem Zuführen des Dampfs zu der Dampfturbine. Der erste Fluidauslasskanal verbindet die erste Teilturbine strömungstechnisch mit der Zwischenüberhitzungseinrichtung, der zweite Fluideinlasskanal die Zwischenüberhitzungseinrichtung mit der zweiten Teilturbine. Über den zweiten Fluidauslasskanal ist wiederum der Dampf aus der zweiten Teilturbine abführbar. Er verbindet die zweite Teilturbine mit einem Fluidauslassanschluss der Dampfturbine, über den der Dampf aus der Dampfturbine abgeführt wird.
• Besonders bevorzugt verlaufen mehrere oder alle der Fluidkanäle in radialer Richtung, insbesondere durchgehend, sodass die Hauptströmungsrichtung des Dampfs, welcher den entsprechenden Fluidkanal durchströmt, in radialer Richtung vorliegt, also senkrecht auf der Drehachse der Welle steht. Besonders bevorzugt ist es also vorgesehen, der ersten Turbinenstufen der ersten Teilturbine den Dampf in radialer Richtung von außen nach innen zuzuführen und stromabwärts der letzten Turbinenstufen der ersten Teilturbine in radialer Richtung von innen nach außen aus ihr abzuführen. Analog verhält es sich für die zweite Teilturbine. Eine solche Dampfturbine zeichnet sich durch ihre in axialer Richtung äußerst kompakte Bauform aus.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Einlassdurchströmungsquerschnittsfläche eines Einlasses der zweiten Teilturbine unmittelbar stromaufwärts des zweiten Teils der Turbinenstufen kleiner ist als eine Auslassdurchströmungsquerschnittsfläche eines Auslasses der ersten Teilturbine unmittelbar stromabwärts des ersten Teils der Turbinenstufen. Jede der Teilturbine verfügt über einen Einlass und einen Auslass. Der jeweilige Einlass liegt jeweils unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenstufen der jeweiligen Teilturbine vor, der Auslass unmittelbar stromabwärts der letzten Turbinenstufen der jeweiligen Teilturbine. Die Durchströmungsquerschnittfläche des Einlasses der zweiten Teilturbine, also die Einlassdurchströmungsquerschnittsfläche, ist kleiner als die Durchströmungsquerschnittsfläche des Auslasses der ersten Teilturbine, also die Auslassdurchströmungsquerschnittsfläche. Dies ermöglicht ein effektives Nutzen der in dem mittels der Zwischenüberhitzungseinrichtung zwischenüberhitzten Dampf enthaltenen thermischen Energie.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine ein Fluidabscheider angeordnet ist, insbesondere stromaufwärts der Zwischenüberhitzungseinrichtung. Der Fluidabscheider dient dem Abscheiden von flüssigen Fluid aus dem Dampf. Es wurde bereits erläutert, dass der Dampf stromabwärts der ersten Teilturbine als Nassdampf vorliegen kann, sodass das Fluid nicht nur in verdampfter beziehungsweise gasförmiger Form, sondern zusätzlich auch in flüssiger Form vorliegt. Um ein Eintragen des flüssigen Fluids in die zweite Teilturbine zu verhindern, soll das flüssige Fluid aus dem Dampf abgeschieden werden, nämlich mithilfe des Fluidabscheiders. Besonders bevorzugt liegt der Fluidabscheider strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der Zwischenüberhitzungseinrichtung vor, sodass also der Dampf nach seinem Ausströmen aus der ersten Teilturbine zunächst dem Fluidabscheider und erst anschließend der Zwischenüberhitzungseinrichtung zugeführt wird. Dies ermöglicht die hohe Effizienz der Dampfturbine.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Nennleistung der ersten Teilturbine und eine Nennleistung der zweiten Teilturbine einander entsprechen oder eine Abweichung voneinander von höchstens 10 %, höchstens 9 % oder höchstens 8 % aufweisen. Bei einem Betreiben der Dampfturbine mit ihrer Nennleistung stellen die erste Teilturbine und die zweite Teilturbine also identische oder zumindest ähnliche Leistungen über die Welle bereit. Beispielsweise beträgt die Nennleistung der ersten Teilturbine mindestens 57,6 kW und höchstens 67,6 kW, mindestens 60,1 kW und höchstens 65,1 kW oder in etwa oder genau 62,6 kW. Zusätzlich oder alternativ beträgt die Nennleistung der zweiten Teilturbine mindestens 62,9 kW und höchstens 72,9 kW, mindestens 65,4 kW und höchstens 70,4 kW oder in etwa oder genau 67,9 kW. Hieraus ergibt sich eine Kupplungsleistung der Dampfturbine von 130,5 kW, soweit Wärmeverluste nicht berücksichtigt werden.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Teilturbine ein Druckverhältnis aufweist, das größer ist als ein Druckverhältnis der ersten Teilturbine, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1,5, mindestens 1,75, mindestens 2,0 oder mindestens 2,25. Unter dem Druckverhältnis ist das Druckverhältnis über die gesamte jeweilige Teilturbine zu verstehen, also über alle Turbinenstufen der jeweiligen Teilturbine hinweg. Das Druckverhältnis beschreibt insbesondere ein Verhältnis des Einlassdrucks zu dem Auslassdruck der entsprechenden Teilturbine. Die erste Teilturbine dient mit der Radialturbinenstufe im Wesentlichen dem Einstellen eines optimalen Drucks unmittelbar stromabwärts der Radialturbinenstufe. Entsprechend kann die erste Teilturbine ein kleineres Druckverhältnis aufweisen als die zweite Teilturbine, wobei zwischen den Druckverhältnissen vorzugsweise einer der genannten Faktoren vorliegt.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Turbineneintrittstemperatur des Dampfs in der ersten Teilturbine höher ist als eine Turbineneintrittstemperatur des Dampfs in der zweiten Teilturbine, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1,4, mindestens 1,425, mindestens 1,45 oder mindestens 1,475. Unter der Turbineneintrittstemperatur ist die Temperatur des Dampfs unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenstufe ersten Teilturbine beziehungsweise der zweiten Teilturbine zu verstehen. Der Dampf wird der ersten Teilturbine bei einer höheren Temperatur zugeführt als der zweiten Teilturbine. Das bedeutet, dass im Rahmen der Zwischenüberhitzung mittels der Zwischenüberhitzungseinrichtung der Dampf zwar in Richtung der Turbineneintrittstemperatur der ersten Teilturbine erhitzt wird, jedoch nicht bis auf dieselbe. Entsprechend ist der Dampf bei seinem Eintritt in die erste Turbinenstufen der zweiten Teilturbine kälter als bei seinem Eintreten in die erste Turbinenstufen der ersten Teilturbine. Hierdurch wird die beschriebene hohe Effizienz erzielt.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Teilturbine und die zweite Teilturbine über dieselbe Anzahl an Turbinenstufen verfügen. Beispielsweise verfügt jede der Teilturbine über mindestens zwei, mindestens drei oder mindestens vier Turbinenstufen. Zusätzlich oder alternativ verfügt jede der Teilturbine über höchstens fünf, höchstens vier oder höchstens drei Turbinenstufen. Besonders bevorzugt ist insoweit eine Ausgestaltung der Dampfturbine, bei welcher sowohl die erste Teilturbine also die zweite Teilturbine jeweils drei Turbinenstufen aufweisen, sodass insgesamt die Dampfturbine über sechs Turbinenstufen verfügt. Erneut dient dies der Realisierung der hohen Effizienz bei geringer Baugröße und niedriger Turbineneintrittstemperatur.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine erste Stufe, eine zweite Stufe und eine dritte Stufe der Turbinenstufen Teil der ersten Teilturbine und eine vierte Stufe, eine fünfte Stufe und eine sechste Stufe der Turbinenstufen Teil der zweiten Teilturbine sind, wobei die folgenden Stufendruckverhältnisse vorliegen:
• - Erste Stufe: mindestens 3,0 und höchstens 4,0, mindestens 3,25 und höchstens 3,75 oder in etwa oder genau 3,5;
• - Zweite Stufe: mindestens 1,2 und höchstens 2,2, mindestens 1,45 und höchstens 1,95 oder in etwa oder genau 1,7;
• - Dritte Stufe: mindestens 1,3 und höchstens 2,3, mindestens 1,55 und höchstens 2,05 oder in etwa oder genau 1,8;
• - Vierte Stufe: mindestens 1,6 und höchstens 2,6, mindestens 1,85 und höchstens 2,35 oder in etwa oder genau 2,1;
• - Fünfte Stufe: mindestens 2,25 und höchstens 3,25, mindestens 2,5 und höchstens 3,0 oder in etwa oder genau 2,75;
• - Sechste Stufe: mindestens 3,75 und höchstens 4,75, mindestens 4,0 und höchstens 4,5 oder in etwa oder genau 4,25.
• Unter den Stufendruckverhältnisse sind die Druckverhältnisse über die Turbinenstufen zu verstehen. Jedes der Druckverhältnisse ist hierbei das Verhältnis zwischen einem Einlassdruck und einem Auslassdruck der jeweiligen Turbinenstufe. Es ist erkennbar, dass die Radialturbinenstufe ein vergleichsweise hohes Stufendruckverhältnis aufweist. Das Stufendruckverhältnis der Radialturbinenstufe ist in jedem Fall derart gewählt, dass es größer ist als das Stufendruckverhältnis wenigstens einer der unmittelbar auf die radiale Turbinenstufe folgenden der Turbinenstufen. Beispielsweise ist das Stufendruckverhältnis der Radialturbinenstufe um einen Faktor von mindestens 1,5, mindestens 1,75 oder mindestens 2 größer als das Stufendruckverhältnis der unmittelbar in Strömungsrichtung des Dampfs auf die Radialturbinenstufe folgenden Turbinenstufe. Besonders bevorzugt ist das Druckverhältnis der Radialturbinenstufe größer als die Stufendruckverhältnisse aller anderen Turbinenstufen mit Ausnahme der letzten Turbinenstufe der zweiten Teilturbine. Dies dient wiederum dem Erzielen der hohen Effizienz der Dampfturbine.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Durchmesser des Laufrads der Radialturbinenstufe größer ist als ein Durchmesser der Laufräder aller von der Radialturbinenstufe verschiedenen der Turbinenstufen. Eine solche Ausgestaltung des Laufrads der Radialturbinenstufe dient insbesondere dem Erzielen des besonders hohen Stufendruckverhältnisses.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Durchmesser des Laufrads der Radialturbinenstufe um einen Faktor von mindestens 1,5, mindestens 2,0 oder mindestens 2,5 größer ist als ein Durchmesser des durchmessergrößten Laufrads aller von der Radialturbinenstufe verschiedenen der Turbinenstufen.
• Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen, insbesondere einer Dampfturbine gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei Laufschaufeln der Turbinenstufen drehfest mit einer gemeinsamen Welle gekoppelt und Leitschaufeln der Turbinenstufen ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen einer ersten Teilturbine und ein zweiter Teil der Turbinenstufen eine stromabwärts der ersten Teilturbine angeordneten zweiten Teilturbine zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine eine Zwischenüberhitzungseinrichtung angeordnet ist, mittels welcher der der Dampfturbine zugeführte Dampf zumindest zeitweise überhitzt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Radialturbinenstufe und eine Axialturbinenstufe und der zweite Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Axialturbinenstufe aufweist.
• Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Dampfturbine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Dampfturbine als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
• Zudem betrifft die Erfindung eine Energieumwandlungseinrichtung zur Umwandlung von in Dampf enthaltener thermischer Energie in elektrische Energie, die über eine antriebstechnisch an einen Generator angeschlossen Dampfturbine mit mehreren von dem Dampf durchströmbaren Turbinenstufen verfügt, insbesondere über eine Dampfturbine gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei Laufschaufeln der Turbinenstufen drehfest mit einer gemeinsamen Welle gekoppelt und Leitschaufeln der Turbinenstufen ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen einer ersten Teilturbine und ein zweiter Teil der Turbinenstufen einer stromabwärts der ersten Teilturbine angeordneten zweiten Teilturbine zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine und der zweiten Teilturbine eine Zwischenüberhitzungseinrichtung zur Zwischenüberhitzung des der Dampfturbine zugeführten Dampfs angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Radialturbinenstufe und eine Axialturbinenstufe und der zweite Teil der Turbinenstufen wenigstens eine Axialturbinenstufe aufweist.
• Erneut wird hinsichtlich der Vorteile sowie mögliche Weiterbildungen auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
• Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung einer Energieumwandlungseinrichtung, welche über eine Dampfturbine mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen verfügt,
• 2 eine schematische Darstellung eines Bereichs der Dampfturbine, sowie
• 3 ein Funktionsschaubild der Dampfturbine.
• Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Energieumwandlungseinrichtung 1, welche über einen Generator 2 sowie eine antriebstechnisch an den Generator 2 angeschlossene Dampfturbine 3 verfügt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist antriebstechnisch zwischen dem Generator 2 und der Dampfturbine 3 eine Schaltkupplung 4 angeordnet. In einer ersten Schalteinstellung der Schaltkupplung 4 ist eine Verbindung zwischen dem Generator 200 Dampfturbine 3 hergestellt und in einer zweiten Schalteinstellung unterbrochen.
• Die Dampfturbine 3 verfügt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über eine erste Teilturbine 5 sowie eine zweite Teilturbine 6. Der ersten Teilturbine 5 wird über einen ersten Fluideinlasskanal 7 zumindest zeitweise Dampf zugeführt, welcher die erste Teilturbine 5 durchströmt und nachfolgend durch einen ersten Fluidauslasskanal 8 aus der ersten Teilturbine 5 entnommen wird. Analog hierzu wird der zweiten Teilturbine 6 über einen zweiten Fluideinlasskanal zumindest zeitweise Dampf zugeführt und über einen zweiten Fluidauslasskanal 10 entnommen.
• Der zweite Fluideinlasskanal 9 ist strömungstechnisch an den ersten Fluideinlasskanal 8 angeschlossen, sodass die beiden Teilturbinen 5 und 6 strömungstechnisch hintereinander angeordnet sind. Der aus der ersten Teilturbine 5 ausströmende Dampf wird also der zweiten Teilturbine 6 zugeführt. Strömungstechnisch zwischen den beiden Teilturbinen 5 und 6 liegt eine Zwischenüberhitzungseinrichtung 11 vor, welche als Wärmetauscher ausgestaltet ist. Mithilfe der Zwischenüberhitzungseinrichtung 11 wird der von der ersten Teilturbine 5 zu der zweiten Teilturbine 6 strömende Dampf zumindest zeitweise überhitzt, sodass er als Heißdampf vorliegt.
• Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs der Dampfturbine 3. Es ist erkennbar, dass das die erste Teilturbine 5 Turbinenstufen 12, 13 und 14 aufweist, wohingegen die zweite Teilturbine 6 über Turbinenstufen 15 und 16 verfügt. Besonders bevorzugt umfasst die zweite Teilturbine 6 jedoch analog zu der ersten Teilturbine 5 drei Turbinenstufen 15, 16 und 17, wobei letztere hier nicht dargestellt ist. Jede der Turbinenstufen 12, 13, 14, 15, 16 und 17 weist Laufschaufeln 18 und Leitschaufeln 19 auf. Die Laufschaufeln 18 sind auf einer gemeinsamen Welle 20 drehfest angeordnet. Die Leitschaufeln 19 sind hingegen ortsfest angeordnet, insbesondere in einem gemeinsamen Maschinengehäuse 21 der Dampfturbine 3 beziehungsweise der beiden Teilturbinen 5 und 6.
• Es wird deutlich, dass die erste Turbinenstufe 12 als Radialturbinenstufe ausgestaltet ist, wohingegen die weiteren Turbinenstufen 13, 14, 15, 16 und 17 als Axialturbinenstufen vorliegen. Mithilfe der Radialturbinenstufe 12 wird ein optimaler Einlassdruck für die Axialturbinenstufen 13, 14, 15, 16 und 17 eingestellt, sodass die Dampfturbine 3 auch bei geringer Nennleistung und/oder geringer Einlasstemperatur einen optimalen Wirkungsgrad aufweist.
• Die 3 zeigt ein Funktionsschaubild der Dampfturbine 3. Es ist erkennbar, dass strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine 5 und der Zwischenüberhitzungseinrichtung 11 ein Fluidabscheider 22 vorliegt. Dem Fluidabscheider 22 wird der aus der ersten Teilturbine 5 austretende Dampf zugeführt. Aus diesem Dampf wird kondensiertes Fluid abgeschieden. Der verbleibende Dampf wird der zweiten Teilturbine 6 zugeführt, nämlich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über die Zwischenüberhitzungseinrichtung 11. Das mithilfe des Fluidabscheiders 22 abgeschiedene flüssige Fluid wird mithilfe einer Pumpe 23 abgeführt. Es wird beispielsweise erneut erhitzt und der ersten Teilturbine 5 zugeführt.
• Der aus der zweiten Teilturbine 6 austretende Dampf wird kondensiert und das bei dem Kondensieren entstehende flüssige Fluid ebenfalls mithilfe der Pumpe 23 abgeführt. Vorzugsweise liegt strömungstechnisch zwischen der zweiten Teilturbine 6 und der Pumpe 23 ein Kondensator 24 vor, mittels welchem der Dampf zum Kondensieren abgekühlt wird. Rein beispielhaft liegen folgende Zustandsgrößen des Fluids beziehungsweise des Dampfs vor:
• - Unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenstufe 12: 295,00 °C und 12,10 bar;
• - Unmittelbar stromaufwärts der zweiten Turbinenstufe 13: 169,98 °C und 3,43 bar;
• - Unmittelbar stromaufwärts der dritten Turbinenstufe 14: 125,69 °C und 2,03 bar;
• - Unmittelbar stromabwärts der dritten Turbinenstufe 14: 102,29 °C und 1,10 bar;
• - Zwischen dem Fluidabscheider 22 und der Zwischenüberhitzungseinrichtung 11:
  • 102,29 °C und 1,10 bar;
• - Unmittelbar stromaufwärts der vierten Turbinenstufe 15: 200 °C und 1,00 bar;
• - Unmittelbar stromaufwärts der fünften Turbinenstufe 16: 134,11 °C und 0,47 bar;
• - Unmittelbar stromaufwärts der sechsten Turbinenstufe 17: 56,62 °C und 0,17 bar;
• - Unmittelbar stromabwärts der sechsten Turbinenstufe 17: 28,96 °C und 0,04 bar;
• - Zwischen dem Kondensator 24 und der Pumpe 23: 27,46 °C und 0,04 bar;
• - Unmittelbar stromabwärts der Pumpe 23: 28,96 °C und 0,04 bar.
• Hierbei ergibt sich eine Nennleistung der ersten Teilturbine 5 von 62,6 kW und der zweiten Teilturbine 6 von 67,9 kW, also eine Kupplungsleistung der Dampfturbine 3 von 130,5 kW (ohne Berücksichtigung von Wärmeverlusten). Unmittelbar stromabwärts der dritten Turbinenstufe 14 beträgt das Massenverhältnis x zwischen der Masse des gasförmigen Fluids und der Summe der Masse des gasförmigen Fluids und der Masse des flüssigen Fluids 0,98. Unmittelbar stromabwärts der sechsten Turbinenstufe 17 liegt ein Massenverhältnis von 0,95 vor.
• Die beschriebene Ausgestaltung der Dampfturbine 3 beziehungsweise der Energieumwandlungseinrichtung 1 ermöglicht einen effizienten Betrieb auch bei einer geringen Einlasstemperatur des Dampfs, insbesondere von höchstens 300 °C unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenstufe 12.
• Bezugszeichenliste

1

Energieumwandlungseinrichtung

2

Generator

3

Dampfturbine

4

Schaltkupplung

5

erste Teilturbine

6

zweite Teilturbine

7

erster Fluideinlasskanal

8

erster Fluidauslasskanal

9

zweiter Fluideinlasskanal

10

zweiter Fluidauslasskanal

11

Zwischenüberhitzungseinrichtung

12

Turbinenstufe

13

Turbinenstufe

14

Turbinenstufe

15

Turbinenstufe

16

Turbinenstufe

17

Turbinenstufe

18

Laufschaufel

19

Leitschaufel

20

Welle

21

Maschinengehäuse

22

Fluidabscheider

23

Pumpe

24

Kondensator

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102017211295 A1 [0002]

Claims (10)

1. Dampfturbine (3) mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17), wobei Laufschaufeln (18) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) drehfest mit einer gemeinsamen Welle (20) gekoppelt und Leitschaufeln (19) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer ersten Teilturbine (5) und ein zweiter Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer stromabwärts der ersten Teilturbine (5) angeordneten zweiten Teilturbine (6) zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine (5) und der zweiten Teilturbine (6) eine Zwischenüberhitzungseinrichtung (11) zur Zwischenüberhitzung des der Dampfturbine (3) zugeführten Dampfs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Radialturbinenstufe (12) und eine Axialturbinenstufe (13, 14) und der zweite Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Axialturbinenstufe (15, 16, 17) aufweist.
2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialturbinenstufe (12) stromaufwärts der Axialturbinenstufe (13) der ersten Teilturbine (5) angeordnet ist.
3. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) mehrere Axialturbinenstufen (13, 14) aufweist, die stromabwärts der Radialturbinenstufe (12) strömungstechnisch hintereinander angeordnet sind.
4. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) mehrere Axialturbinenstufen (15, 16, 17) aufweist, die strömungstechnisch hintereinander angeordnet sind.
5. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilturbine (5) und die zweite Teilturbine (6) in einem gemeinsamen Maschinengehäuse (21) der Dampfturbine (3) angeordnet sind.
6. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (3) stromaufwärts des ersten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einen ersten Fluideinlasskanal (7), stromabwärts des ersten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einen ersten Fluidauslasskanal (8), stromaufwärts des zweiten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einen zweiten Fluideinlasskanal (9) und stromabwärts des zweiten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einen zweiten Fluidauslasskanal (10) aufweist, wobei zumindest einer der nachfolgenden Fluidkanäle in dem Maschinengehäuse (21) in radialer Richtung verläuft: der erste Fluideinlasskanal (7), der erste Fluidauslasskanal (8), der zweite Fluideinlasskanal (9) und der zweite Fluidauslasskanal (10).
7. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassdurchströmungsquerschnittsfläche eines Einlasses der zweiten Teilturbine (6) unmittelbar stromaufwärts des zweiten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) kleiner ist als eine Auslassdurchströmungsquerschnittsfläche eines Auslasses der ersten Teilturbine (5) unmittelbar stromabwärts des ersten Teils der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17).
8. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine (5) und der zweiten Teilturbine (6) ein Fluidabscheider (22) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine (3) mit mehreren von Dampf durchströmbaren Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17), insbesondere einer Dampfturbine (3) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Laufschaufeln (18) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) drehfest mit einer gemeinsamen Welle (20) gekoppelt und Leitschaufeln (19) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer ersten Teilturbine (5) und ein zweiter Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer stromabwärts der ersten Teilturbine (5) angeordneten zweiten Teilturbine (6) zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine (5) und der zweiten Teilturbine (6) eine Zwischenüberhitzungseinrichtung (11) angeordnet ist, mittels welcher der der Dampfturbine (3) zugeführte Dampf zumindest zeitweise überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) mindestens eine Radialturbinenstufe (12) und eine Axialturbinenstufe (13) und der zweite Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) mindestens eine Axialturbinenstufe (15, 16, 17) aufweist.
10. Energieumwandlungseinrichtung (1) zur Umwandlung von in Dampf enthaltener thermische Energie in elektrische Energie, die über eine antriebstechnisch an einen Generator (2) angeschlossene Dampfturbine (3) mit mehreren von dem Dampf durchströmbaren Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) verfügt, insbesondere über eine Dampfturbine (3) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Laufschaufeln (18) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) drehfest mit einer gemeinsamen Welle (20) gekoppelt und Leitschaufeln (19) der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) ortsfest angeordnet sind, ein erster Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer ersten Teilturbine (5) und ein zweiter Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) einer stromabwärts der ersten Teilturbine (5) angeordneten zweiten Teilturbine (6) zugeordnet ist und strömungstechnisch zwischen der ersten Teilturbine (5) und der zweiten Teilturbine (6) eine Zwischenüberhitzungseinrichtung (11) zur Zwischenüberhitzung des der Dampfturbine (3) zugeführten Dampfs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Radialturbinenstufe (12) und eine Axialturbinenstufe (13, 14) und der zweite Teil der Turbinenstufen (12, 13, 14, 15, 16, 17) wenigstens eine Axialturbinenstufe (15, 16, 17) aufweist.

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