DE1933132U

DE1933132U - Vorrichtung zur wasserabscheidung in dampfturbinen.

Info

Publication number: DE1933132U
Application number: DEL37897U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-09-03
Filing date: 1964-09-03
Publication date: 1966-02-24

Description

PA-B000183--41.66

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1

Arendt/bd L 57 897/1²I-C Gm

23. 12. 1965 K-Nr.: Ar 64/112

"Vorrichtung zur Wasserabscheidung in Dampfturbinen"

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Dampfturbinenstufen.

Bekanntlich vermindert die Dampfnässe in den Turbinenstufen den Wirkungsgrad und führt von einer gewissen Tropfgröße an zu Erosionen im Strömungsraum. Es ist deshalb üblich, die Dampfnässe durch besondere Maßnahmen zu reduzieren. Hierzu gehören höhere Überhitzung des Dampfstromes vor der Turbine oder Wärmezufuhr zwischen den Stufen oder Absaugung des Wasserfilmes an der Profiloberfläche durch Absaugequerschnitte an Hohlleitschaufeln in einen Raum niedrigeren Druckes.

Weiterhin kann das Wasser auch auf mechanischem Wege ausgeschleudert werden. Hierbei macht man von der unterschiedlichen Dichte der flüssigen und der dampfförmigen Phase Gebrauch, indem man das Wasser durch Fliehkraftwirkung dadurch ausschleudert, daß man den Naßdampfstrom einer starken Umlenkung aussetzt. Häufig macht man sich die Ausschleuderung des Wasserfilmes auf rotierenden Teilen zunutze, indem man das ausgeschleuderte Wasser durch geeignete Vorrichtungen auffängt und ableitet.

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Ar-64/112

Die bekannten Vorrichtungen zum Abschleudern des Wassers bedingen, daß der Sammelraum für das ausgeschleuderte Wasser groß ist und durch einen großen Querschnitt mit der Beschaufelung in Verbindung steht, wenn ein genügend großer Entwässerungseffekt erzielt werden soll. Bei plötzlicher Minderung des Dampfstromes in der Turbine sinkt der Druck in der Beschaufelung und damit auch im umgebenden Sammelraum sehr schnell. Hierdurch dampft neben dem Wasserfilm in der Beschaufelung auch das Wasser im Sammelraum aus. Diese Dampfmenge strömt in die Beschaufelung zurück und leistet in den nachfolgenden Stufen unkontrollierbare Arbeit. Hierdurch wird die Regelfähigkeit der Turbine beeinträchtigt.

Aufgabe der !Teuerung ist es, das Zurückströmen des durch das Ausdampfen wiedergewonnenen Dampfes aus dem Sammelraum in den Stufenraum, wie es z. B. bei Lastabwarf eintreten kann, weitgehend zu verhindern, so daß die Regelfähigkeit der Turbine kaum beeinträchtigt wird.

Die Neuerung besteht darin, daß der zur Entwässerung herangezogene Laufschaufelkranz von einem zur Abtrennung eines ringförmigen Wassersammeiraumes vom Stufenraum dienenden Trennring umhüllt wird, der mit radial von innen nach außen führenden Wasserabs auge Öffnungen versehen ist.

In weiterer Ausbildung gemäß der Neuerung ist es vorteilhaft,

mit in dem Trennring eine Ringnut anzubringen, die vorzugsweise/einem sich radial von innen nach außen verjüngenden Querschnitt versehen ist. Die Ringnut wird auf ihrem äußeren Durchmesser mit

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kleinen AbsaugeÖffnungen versehen, die in den Wassersammeiraum führen. Dabei ist die Ringnut auf ihrem äußeren Durchmesser vorzugsweise so schmal wie der Absaugequerschnitt zu halten, damit dieser auch bei geringem Wasseranfall von Wasser bedeckt ist. Damit diese Wasserabsaugeöffnungen genügend klein ausgeführt werden können, ist eine entsprechend große Druckdifferenz zwischen Turbinenstufe und Sammelraum vorzusehen. Die Größe der Absaugequerschnitte ist so bemessen, daß vorzugsweise nur die anfallende Wassermenge bei der vorgesehenen Druckdifferenz zwischen Ring- und Sammelraum ständig abgesaugt wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Querschnitte der Absaugeöffnungen und die Druckdifferenz so zu wählen, daß die Abführung des Wassers durch einen gleichgerichteten Dampfstrom unterstützt wird. In jedem lalle müssen die AbsaugeÖffnungen aber so ausgelegt sein, daß die Rückströmung vom Sammelraum in den Stufenraum bei Druckminderung in der Stufe die Regelfähigkeit der Turbine nur geringfügig beeinflußt. Vorteilhaft ist es, in die Verbindungsleitung zwischen dem Wassersammeiraum und einem Raum niedrigeren Druckniveaus ein Drosselorgan einzubauen, um den Druck im Sammelraum den Jeweiligen Betriebsverhältnissen leicht und wirkungsvoll anpassen zu können. Abschließend sei noch bemerkt, daß das Wasser infolge der auftretenden Corioliskräfte in Abhängigkeit vom Schaufeleintrittswinkel nicht nur an der Austritts- sondern auch an der Eintrittskante ausgeschleudert werden kann und es sich deshalb unter Umständen empfiehlt, Ringnuten mit den anschließenden AbsaugeÖffnungen nicht nur über der Austrittskante sondern auch über der Eintrittskante anzuordnen.

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Ar-64/112

In der Zeichnung sind in den Figuren 1 bis 3 Ausführungsbeispiele gemäß der Neuerung wiedergegeben.

Figur 1 zeigt eine neuerungsgemäße Vorrichtung mit einseitig über der Austrittskante der Laufschaufel 1 angeordneten Absaugeöffnungen 2 in dem eingeschobenen Trennring 3· Das anfallende Wasser wird durch den Spritzring 5 gesammelt und von der darüber liegenden Ringnut 4 mit einem sich verjüngenden Querschnitt aufgefangen. Da das Wasser tangential mit hoher Umfangsgeschwindigkeit ausgeschleudert wird, läuft es auch bevorzugt auf dem äußeren Durchmesser der Ringnut 4 um und wird durch die Erdbeschleunigung nur unwesentlich beeinflußt. Durch die Absaugeöffnungen 2 gelangt das Wasser in den Sammelraum 6 und mittels einer Abführleitung 7 in den Kondensator oder eine andere Hilfseinrichtung niedrigeren Druckniveaus. Das Drosselorgan 8 dient zur Einstellung des jeweils gewünschten Druckes in dem Sammelraum 7·

In Figur 2 wird die Möglichkeit gezeigt, den Trennring gegebenenfalls durch eine feste Gehäusewand 23 zu ersetzen, die die Absaugeöffnungen 22 und die Ringnut 24 trägt. Da das::Wasser, wie oben erwähnt, in Abhängigkeit vom Laufschaufe!winkel an der Eintritts- und Austrittskante ausgeschleudert werden kann, muß, wie Figur 3 zeigt, in diesem Fall der Trennring 33 mit Ringnuten über der Ein- und Austrittskante der Laufschaufel 31 und den dazugehörigen Absaugeöffnungen 32 versehen werden. Zur Verringerung der Leckströmung über das Deckband können die Spritzringe auch mit üblichen Dichtstreifen kombiniert werden. Ein solcher Dichtstreifen ist in Figur 3 dargestellt und mit 35 bezeichnet.

Claims

ΡΑ-Β000183-ΊΊ.6Β Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1 Arendt/bd L 57 897/14c Gm 23. 12. 1965 K-Nr.: Ar-64/112 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Dampfturbinenstufen, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Entwässerung herangezogene Laufschaufelkranz von einem zur Abtrennung eines ringförmigen Wassersammelraumes vom Stufenraum dienenden Trennring umhüllt wird, der mit radial von innen nach außen führenden Wasserabsaugeöffnungen versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennring auf der den Stufenraum begrenzenden Seite eine oder mehrere sich vorzugsweise von radial innen nach außen verjüngenden Ringnuten aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Ringnut durch die Wasserabsaugeöffnungen mit dem Wassersammeiraum verbunden ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß im Wassersammelraum ein niedrigerer Druck herrscht als im Stufenraum.

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5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Wasserabsaugeöffnungen so bemessen ist, daß bei der vorliegenden Druckdifferenz vorzugsweise nur Wasser abgesaugt wird.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wassersammelraum und einem mit diesem verbundenen Raum niedrigeren Druckniveaus ein Drosselorgan angeordnet ist.