DE1034193B - Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool - Google Patents

Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool

Info

Publication number
DE1034193B
DE1034193B DEE15104A DEE0015104A DE1034193B DE 1034193 B DE1034193 B DE 1034193B DE E15104 A DEE15104 A DE E15104A DE E0015104 A DEE0015104 A DE E0015104A DE 1034193 B DE1034193 B DE 1034193B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reheater
working medium
steam
cavities
flowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEE15104A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Friedrich Flatt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer Escher Wyss GmbH
Original Assignee
Escher Wyss GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Escher Wyss GmbH filed Critical Escher Wyss GmbH
Publication of DE1034193B publication Critical patent/DE1034193B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlhalten hochbeanspruchter Teile von Dampf- oder Gasturbinen mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsmittels zwischen zwei Stufengruppen, bei welchen Turbinen zwecks Isolierung der hohem Innendruck ausgesetzen äußeren Gehäuseteile von den das heiße Arbeitsmittel führenden Innenteilen besondere Hohlräume zwischen diesen Teilen angebracht sind und von einem Teil strom des Arbeitsmittels, das bereits in der Turbine Arbeit geleistet hat, durchströmt werden.The invention relates to a method for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool with reheating of the working medium between two stage groups, in which turbines for the purpose of isolating the outer housing parts, which are exposed to high internal pressure, from the hot working fluid leading internal parts special cavities are attached between these parts and of a part flow of the working medium that has already performed work in the turbine.

Es ist eine Dampfturbine bekannt, bei der das Kühlhalten des äußeren Gehäuses mittels eines durch Hohlräume zwischen diesem Gehäuse und den das heiße Arbeitsmittel führenden Innenteilen geleiteten Teilstroms von Arbeitsmittel erfolgt. Der Teilstrom wird dabei vom Arbeitsmittelstrom abgezweigt, nachdem dieser bereits in einer Stufengruppe der Turbine Arbeit geleistet hat und er wird dann nach Durchströmen der Hohlräume dem Hauptstrom, der einige Turbinenstufen allein durchflossen hat, wieder zügeleitet und leistet mit ihm wieder Arbeit in noch folgenden Stufen der Turbine.There is a steam turbine known in which the cooling of the outer housing by means of a Cavities between this housing and the internal parts leading the hot working fluid Partial flow of work equipment takes place. The partial flow is branched off from the working medium flow after this has already done work in a stage group of the turbine and it will then flow through the cavities reintroduced the main stream, which has flowed through a few turbine stages alone and works with him again in the following stages of the turbine.

Eine solche Anordnung hat aber den Nachteil, daß bei einer totalen Entlastung der Turbine gleichzeitig mit dem Abschalten des Arbeitsmittelstroms auch der Kühlstrom abgeschaltet wird. Die von den Innenteilen gespeicherte Wärme, die ja dem heißen Arbeitsmittel entsprechend hohes Temperaturniveau aufweist, kann dann das äußere Gehäuse unbehindert aufheizen, wobei unzulässig hohe Wärmespannungen und Wärmedehnungen im Gehäuse mit ihren schädlichen Folgen eintreten.Such an arrangement, however, has the disadvantage that, when the load on the turbine is completely relieved, at the same time when the flow of working medium is switched off, the cooling flow is also switched off. The ones from the inner parts stored heat, which has a high temperature level corresponding to the hot working fluid, can then heat up the outer housing unhindered, with inadmissibly high thermal stresses and thermal expansions occur in the housing with their harmful consequences.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden. Bei dem Verfahren zum Kühlhalten hochbeanspruchter Teile von Gas- oder Dampfturbinen der eingangs beschriebenen Art wird zu diesem Zweck der in den Hohlräumen strömende Teilstrom des Arbeitsmittels mindestens teilweise als Bypaß zu mindestens einer Teillänge des im Zwischenüberhitzer strömenden Hauptstroms des Arbeitsmittels geführt.The invention aims to avoid this disadvantage. In the process of keeping chilled highly stressed For this purpose, the partial flow flowing in the cavities becomes parts of gas or steam turbines of the type described at the beginning of the working fluid at least partially as a bypass to at least part of the length of the reheater flowing main flow of the working medium out.

In der Zeichnung ist eine Dampfturbinenanlage mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsmittels in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. An Hand dieses Ausführungsbeispiels ist das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 die Dampfturbinenanlage und
Fig. 2 den Hochdruckteil einer Anlage mit einer von der in Fig. 1 gezeigten verschiedenen Ausführungsform der genannten Hohlräume für den Teilstrom des Arbeitsmittels.In the drawing, a steam turbine system with reheating of the working medium is illustrated in a simplified representation. The method according to the invention is described in more detail using this exemplary embodiment. It shows
Fig. 1 the steam turbine plant and
FIG. 2 shows the high-pressure part of a system with an embodiment of the named cavities for the partial flow of the working medium that differs from that shown in FIG. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage weist einen Hochdruckteil 1 und einen Niederdruckteil 2 auf, die einen Generator 3 antreiben. Der Dampf wird in einem Verfahren zum Kühlhalten
hochbeanspruchter Teile von Dampfoder GasturbinenThe system shown in FIG. 1 has a high-pressure part 1 and a low-pressure part 2, which drive a generator 3. The steam is used in a process for keeping it cool
highly stressed parts of steam or gas turbines

Anmelder:Applicant:

Escher Wyss G. m. b. H.,
Ravensburg (Württ.)Escher Wyss G. mb H.,
Ravensburg (Württ.)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 26. Oktober 1957Claimed priority:
Switzerland from October 26, 1957

Dipl.-Ing. Friedrich Flatt, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Friedrich Flatt, Zurich (Switzerland),
has been named as the inventor

Kessel 4 erzeugt, zwischen Hoch- und Niederdruck teil in einem Zwischenüberhitzer 5 erhitzt und später in einem Kondensator 6 niedergeschlagen. Der Hochdruckteil 1 weist einen äußeren Gehäuseteil 7, das heiße Arbeitsmittel führende Innenteile 8 und zwischen diesen Teilen befindliche Hohlräume 9 auf. Neben den Leitungen für den normalen Arbeitsmittelstrom sind Bypaßleitungen 10, 11, 12 und 13, 14 mit Ventilen 10', 11', 12'und 13' vorhanden; die Ventile 10' 11', 12' sind nomalerweise geschlossen. Mit 15· ist ein Abfangventil, mit 16 bzw. 17 eine Einmündungsstelle der Leitung 14 in die vom Zwischenüberhitzer zum Niederdruckteil führende Arbeitsmittelleitung bzw. in den Zwischenerhitzer bezeichnet.Boiler 4 generated, heated between high and low pressure part in a reheater 5 and later deposited in a capacitor 6. The high pressure part 1 has an outer housing part 7, the internal parts 8 carrying hot working media and cavities 9 located between these parts. In addition to the Lines for the normal flow of working medium are bypass lines 10, 11, 12 and 13, 14 with valves 10 ', 11', 12 'and 13' present; the valves 10 '11', 12 'are normally closed. With 15 there is an interception valve with 16 or 17 a junction of the line 14 in the from the reheater to Low-pressure part leading working medium line or referred to in the reheater.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Hochdruckteil sind die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet, soweit es sich um einander entsprechende Teile handelt. Die Hohlräume 9 für das Kühlmittel befinden sich dabei im Innern von Rohren 18, während sich außerhalb dieser Rohre zwischen den Gehäuseteilen 7 und 8 stagnierendes Arbeitsmittel des Hochdruckteils befindet.In the high pressure part shown in Fig. 2, the same reference numerals are used as in Fig. 1, as far as they are related parts. The cavities 9 for the coolant are located in the interior of tubes 18, while outside of these tubes between the housing parts 7 and 8 is stagnant working fluid of the high pressure part.

Ein in den Hohlräumen 9 strömender Teilstrom des Arbeitsmittels ist in der Rohrleitung 13, 14 als Bypaß zu dem im Zwischenüberhitzer 5 strömenden Hauptstrom des Arbeitsmittels· geführt.A partial flow of the working medium flowing in the cavities 9 is in the pipeline 13, 14 as Bypass to the main flow of the working medium flowing in the reheater 5.

Auf diese Weise steht für das Durchströmen der Hohlräume 9 stets das im Zwischenüberhitzer 5 herrschende Druckgefälle bzw. der entsprechende Teil davon zur Verfügung. Die Kühlung wird so auch bei totaler Entlastung der Turbine weiterhin aufrechterhalten, und die schützenden äußeren Gehäuseteile 7In this way, the flow through the cavities 9 is always the one prevailing in the reheater 5 Pressure gradient or the corresponding part of it is available. The cooling will be the same at total relief of the turbine continues to be maintained, and the protective outer housing parts 7

809 577/125809 577/125

Claims (4)

sind damit bei allen auftretenden Betriebszuständen der Turbine vor schädlicher Wärmeeinwirkung geschützt. Im normalen Betrieb der Dampfkesselanlage sind die Ventile 10', 1Γ und 12, wie schon erwähnt, ge- S schlossen, die übrigen Ventile aber offen. Der Arbeitsmittelstrom fließt also in der üblichen Weise vom Kessel 4 über die Hochdruckturbine 1, den Zwischenüberhitzer 5 und die Niederdruckturbine 2 zum Kondensator 6 und wird von dort wieder in den Kessel 4 gefördert. Muß die Dampfturbine 1, 2 plötzlich ganz entlastet und damit die Dampfzufuhr unterbrochen werden, so muß zur Vermeidung zu hoher Rohrtemperaturen im Dampferzeuger 4, 5 der Arbeitsmittelkreislauf durch diesen trotz der erfolgenden Abschaltung der Feuerung aufrechterhalten werden. Es werden deshalb die Ventile 19, 20, 15 geschlossen, die Ventile 10', 12' dagegen geöffnet. Der Arbeitsmittelstrom fließt dann vom Kessel 4 über den Zwischenüberhitzer 5 in den Kondensator 6 und von dort wieder in den Kessel 4. In beiden Fällen ist also der Zwischenüberhitzer 5 von Arbeitsmittel und sind 'damit die Hohlräume 9 von Kühlmittel durchflossen. Bei dem dargestellten Beispiel wird der durch die Hohlräume 9 strömende Teilstrom des Arbeitsmittels an der Stelle 16 vor dem Ventil 15, das den Eintritt der dem Zwischenüberhitzer 5 folgenden Stufengruppe 2 steuert, dem durch den Zwischenüberhitzer 5 strömenden Hauptstrom wieder zugeführt. Durch Schließen des Ventils 15 bei totaler Entlastung der Turbine kann dann verhindert werden, daß Kühldampf in den Niederdruckteil 2 gelangt und dort unerwünschte Arbeit leistet. Wie durch strichpunktierte Linien angedeutet, kann die Leitung 14 auch schon innerhalb des Zwischenüberhitzers 5 an der Stelle 17 an die Leitung des Hauptstroms angeschlossen werden. Vorteilhafterweise kann auch ein Teil des durch die Hohlräume 9 strömenden Teilstroms durch einen Speisewasservorwärmer geleitet werden. Bei sehr hohen Dampftemperaturen in den ersten Stufen des dem Zwischenüberhitzer 5 folgenden Niederdruckventils 2 kann auch das Niederdruckaußengewinde in der beschriebenen erfmdungsgemäßen Art durch einen als Bypaß zu einem Zwischenüberhitzerteil geführten Teilstrom des Arbeitsmittels kühl gehalten werden. Auch können andere Teile der Turbinenanlage, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, in der beschriebenen Weise gekühlt werden, wie z. B. Frischdampfleitungen, die mit Kühlvorrichtungen versehen sind, Gehäuse von Absperr- oder Regulierventilen, Verbindungsleitungen zwischen einem Zwischenüberhitzer und der anschließenden Mitteldruckturbine. Patentανspκccn E:are thus protected from the harmful effects of heat in all operating states of the turbine. In normal operation of the steam boiler system, the valves 10 ', 1Γ and 12, as already mentioned, are closed, but the other valves are open. The working medium flow therefore flows in the usual way from the boiler 4 via the high-pressure turbine 1, the reheater 5 and the low-pressure turbine 2 to the condenser 6 and is conveyed from there back into the boiler 4. If the steam turbine 1, 2 suddenly has to be completely relieved and thus the steam supply is interrupted, the working medium cycle must be maintained by this in order to avoid excessively high pipe temperatures in the steam generator 4, 5 in spite of the shutdown of the furnace. The valves 19, 20, 15 are therefore closed, while the valves 10 ', 12' are opened. The working medium flow then flows from the boiler 4 via the reheater 5 into the condenser 6 and from there back into the boiler 4. In both cases the reheater 5 is working medium and the cavities 9 are flowed through by coolant. In the example shown, the partial flow of the working medium flowing through the cavities 9 is fed back to the main flow flowing through the reheater 5 at the point 16 upstream of the valve 15, which controls the entry of the stage group 2 following the reheater 5. By closing the valve 15 with total relief of the turbine, it can then be prevented that cooling steam reaches the low-pressure part 2 and does undesirable work there. As indicated by dash-dotted lines, the line 14 can also be connected to the main flow line within the reheater 5 at point 17. Advantageously, part of the partial flow flowing through the cavities 9 can also be passed through a feed water preheater. At very high steam temperatures in the first stages of the low-pressure valve 2 following the reheater 5, the low-pressure external thread can also be kept cool in the manner described according to the invention by a partial flow of the working medium which is guided as a bypass to a reheater part. Other parts of the turbine system that are exposed to high temperatures can also be cooled in the manner described, such as. B. main steam lines, which are provided with cooling devices, housings of shut-off or regulating valves, connecting lines between a reheater and the subsequent medium-pressure turbine. Patentανspκccn E: 1. Verfahren zum Kühlhalten hochbeanspruchter Teile von Dampf- oder Gasturbinen mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsmittels zwischen zwei Stufengruppen-, bei welchen Turbinen zwecks Isolierung der hohem Innendruck ausgesetzten äußeren Gehäuseteile von den das heiße Arbeitsmittel führenden Innenteilen besondere Hohlräume zwischen diesen Teilen angebracht sind und von einem Teilstrom des Arbeitsmittels, das bereits in der Turbine Arbeit geleistet hat, durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Hohlräumen (9) strömende Teilstrom des Arbeitsmittels mindestens teilweise als Bypaß zu mindestens einer Teillänge des im Zwischenüberhitzer (5) strömenden Hauptstroms des Arbeitsmittels geführt ist.1. Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool Reheating of the working medium between two stage groups, in which turbines for the purpose Isolation of the external housing parts, which are exposed to high internal pressure, from the hot working fluid leading internal parts special cavities are attached between these parts and a partial flow of the working medium that has already performed work in the turbine flows through it are, characterized in that the partial flow of the flowing in the cavities (9) Working medium at least partially as a bypass to at least part of the length of the main flow of working medium flowing in the reheater (5) is led. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Hohlräume (9) strömende Teilstrom des Arbeitsmittels an einer Stelle (16 bzw. 17) vor dem Ventil (15), das den Eintritt der dem Zwischenüberhitzer (5.) folgenden Stufengruppe (2) steuert, dem durch den Zwischenüberhitzer (5) strömenden Hauptstrom wieder zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the through the cavities (9) flowing Partial flow of the working medium at a point (16 or 17) upstream of the valve (15) that has the inlet the stage group (2) following the reheater (5th) controls, the one through the reheater (5) flowing main stream is fed back. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Hohlräume (9) strömende Teilstrom dem durch den Zwischenüberhitzer (5) strömenden Hauptstrom an einer Stelle (17) im Zwischenüberhitzer (5) wieder zugeführt wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the through the cavities (9) the partial flow flowing through the main flow flowing through the reheater (5) is fed back at a point (17) in the reheater (5). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des durch die Hohlräume (9) strömenden Teilstroms in an sich bekannter Weise durch einen Speisewasservorwärmer geleitet wird.4. The method according to claim 1, characterized in that part of the through the cavities (9) the partial flow flowing through a feedwater preheater in a manner known per se is directed. In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 148 852.Considered publications:
Swiss patent specification No. 148 852. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 1 809 577/125 7.581 809 577/125 7.58
DEE15104A 1957-10-26 1957-12-16 Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool Pending DE1034193B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1034193X 1957-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1034193B true DE1034193B (en) 1958-07-17

Family

ID=4553871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEE15104A Pending DE1034193B (en) 1957-10-26 1957-12-16 Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1034193B (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19643716A1 (en) * 1996-10-23 1998-04-30 Asea Brown Boveri Blade carrier for a compressor
US6599083B2 (en) 2000-12-23 2003-07-29 Alstom (Switzerland) Ltd Cooling system and method for cooling a turbo-machine housing
EP1445427A1 (en) * 2003-02-05 2004-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine and method of operating a steam turbine
EP2067933A3 (en) * 2007-08-31 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Safety design for a steam turbine
FR3101915A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-16 Safran Helicoptere Engines Turbomachine turbine ring comprising internal cooling pipes

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH148852A (en) * 1930-07-08 1931-08-15 Escher Wyss Maschf Ag Steam or gas turbine, especially for high pressure and high temperature.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH148852A (en) * 1930-07-08 1931-08-15 Escher Wyss Maschf Ag Steam or gas turbine, especially for high pressure and high temperature.

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19643716A1 (en) * 1996-10-23 1998-04-30 Asea Brown Boveri Blade carrier for a compressor
US5967743A (en) * 1996-10-23 1999-10-19 Asea Brown Boveri Ag Blade carrier for a compressor
US6599083B2 (en) 2000-12-23 2003-07-29 Alstom (Switzerland) Ltd Cooling system and method for cooling a turbo-machine housing
EP1445427A1 (en) * 2003-02-05 2004-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine and method of operating a steam turbine
US7086828B2 (en) 2003-02-05 2006-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine and method for operating a steam turbine
EP2067933A3 (en) * 2007-08-31 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Safety design for a steam turbine
FR3101915A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-16 Safran Helicoptere Engines Turbomachine turbine ring comprising internal cooling pipes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60119753T2 (en) AIR STEAM GENERATOR FOR COOLING A GAS TURBINE TRANSHIPMENT CHANNEL
DE102009059316A1 (en) Device for starting a steam turbine against nominal pressure
DE60029510T2 (en) Steam cooling system for the balance piston of a steam turbine and associated method
DE3804605A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF HEAT-STEAM
DE585101C (en) Labyrinth seal against saturated steam under excess pressure, especially in high-pressure steam systems
DE3424138A1 (en) AIR STORAGE GAS TURBINE
EP2326800B1 (en) Steam power assembly for creating electrical energy
DE2246556C3 (en) Control arrangement for the reheater of a steam turbine power plant
DD295695A5 (en) COMBINED GAS AND STEAM TURBINE SYSTEM WITH COAL GASIFICATION
DE1426697B2 (en) Forced once-through steam generator with an arrangement for start-up and partial load operation
DE1034193B (en) Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool
DE19808119A1 (en) Low temperature hydrogen combustion turbine
CH621186A5 (en) Steam-generator installation heated by waste gas
CH353017A (en) Process for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool
DE1601654A1 (en) Device to protect a gas turbine system in the event of a sudden load shutdown
AT203288B (en) Thermal power plant
DE2656463C3 (en) Nuclear power plant with gas-cooled reactor
DE629556C (en) Method and device for cooling internal combustion engines, in particular deflagration internal combustion turbines
DE972994C (en) Forced flow boiler
DE2131347A1 (en) Steam power plant
DE504515C (en) Heat absorbing and releasing fluid circuit, especially coolant circuit in internal combustion engines
DE2060495A1 (en) Fuel channel coolant flow regulator - for high temp gas cooled nuclear reactor
DE2740530A1 (en) Thermal shock minimising arrangement in steam plant - uses continuous forward or reverse circulating flow through idle line and pump
DE2015613A1 (en) Ship boiler with reheater and procedure for its operation
DE326187C (en) Heating device for the cylinder mantles of ship engines