DE19545669A1 - Dampfturbine - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine, im wesentlichen be­ stehend aus einem beschaufelten Läufer, einem Außengehäuse, mindestens einem Innengehäuse, einer Zudampfleitung für ein­ strömenden Dampf, einem Ventil zur Einstellung der Menge des einströmenden Dampfes und einer Abdampfleitung für den ab­ strömenden Dampf, wobei das Ventil in einem Stutzen des Außengehäuses angeordnet ist.

Stand der Technik

Derartige Dampfturbinen sind bekannt. Die Zudampfleitung mün­ det in das außerhalb des Außengehäuses der Dampfturbine an­ geordnete Ventil zur Regelung des einströmenden Dampfes. Da­ nach wird der Dampf üblicherweise über einen Ventildiffusor durch das Außengehäuse in das Innengehäuse eingeleitet. Das Ventilgehäuse ist somit dem Umgebungsdruck und der Umge­ bungstemperatur ausgesetzt. Da der einströmende Dampf bei­ spielsweise Temperaturen von 600°C und Drücke von 300 bar aufweisen kann, ist das Ventil und das Ventilgehäuse erhebli­ chen Belastungen ausgesetzt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Dampftur­ bine der eingangs genannten Art Ventile für erhöhte Belastun­ gen mit noch beherrschbaren Wandstärken und Dimensionen zu bauen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Teil des Ventilgehäuses, der mit dem einströmenden Dampf beauf­ schlagt wird, mit Dampf umgeben ist, welcher den Raum zwi­ schen Innengehäuse und Außengehäuse ausfüllt.

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, daß die durch das Ventilgehäuse auf zunehmenden Temperatur- und Druckdifferenzen erheblich vermindert werden. Dies ist auch bei der Verwendung von einströmendem Dampf mit extremen Dampfdaten der Fall. Dadurch kann Dampf mit sehr hohen Dampf­ daten durch diese Anordnung sicher beherrscht werden. Weiter kann das Ventilgehäuse mit geringen Dimension, bedingt durch die geringere Belastung, ausgelegt werden. Dies redu­ ziert die Kosten des Ventils.

Zudem werden durch die im Betrieb auftretenden, relativ ge­ ringen Temperaturdifferenzen im Ventilgehäuse von innen nach außen die Wärmespannungen reduziert, was eine schnellere Änderung des Betriebszustandes sowie der Dampfdaten (Temperatur und Druck) erlaubt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der einzigen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung anhand eines schematischen Teillängsschnittes durch eine Hochdruckdampfturbine dargestellt.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli­ chen Elemente gezeigt.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Eine Dampfturbine 1 besteht im wesentlichen aus einem be­ schaufelten Läufer 2, einem Innengehäuse 3 und einem Außen­ gehäuse 4. Der Läufer 2 ist mit Laufschaufeln 5 bestückt, die in mehreren, nicht dargestellten Reihen angeordnet sind. Der Läufer 2 wird vom Innengehäuse 3 umschlossen, das als Leit­ schaufelträger für Leitschaufeln 6 dient. Die Leitschaufeln 6 sind ebenfalls in mehreren Reihen, abwechselnd mit den Lauf­ schaufelreihen angeordnet. Durch die äußere Begrenzung des Läufers 2 und die Innenwand des Innengehäuses 3 wird ein im wesentlichen ringförmiger Kanal 7 gebildet. Der Läufer 2 und das Innengehäuse 3 werden vom Außengehäuse 4 umschlossen, wobei am Übergang von Außengehäuse zu Läufer Wellendichtun­ gen 20 angeordnet sind.

Der einströmende Dampf 13 wird über eine Zudampfleitung 8 durch einen Stutzen 4a des Außengehäuses 4 in das Ventilge­ häuse 10 eines Ventiles 22 geleitet, das im wesentlichen im Innern des Außengehäuse-Stutzen 4a angeordnet ist. Die Zu­ dampfleitung 8 ist mit dem Stutzen 4a und damit mit dem Au­ ßengehäuse 4 über Flansche 9 verbunden, das Ventilgehäuse 10 ist durch Flansche 11 mit dem Außengehäuse-Stutzen 4a ver­ bunden. Die Zudampfleitung 8 und der Innenraum 10a des Ven­ tilgehäuses 10 sind gegenüber dem Innenraum 18 des Außengehäuses 4 sowie des Stutzens 4a über am stromabwärtigen Ende der Zudampfleitung 8 angeordnete Dichtungselemente 12, bei­ spielsweise Kolbenringe, abgedichtet. Der einströmende Dampf wird nun über ein zylinderförmiges Dampfsieb 14 zum Innenraum 10a des Ventilgehäuses 10 geleitet. Mittels eines Ventilkör­ pers 15 kann die Durchflußmenge des einströmenden Dampfes eingestellt werden. Nicht näher dargestellt sind der Antrieb des Ventilkörpers 15 sowie die weiteren, zur Betätigung des Ventilkörpers notwendigen Elemente. Der Dampf strömt dann über einen am Ventilgehäuse fixierten Ventildiffusor 16 in den ringförmigen Kanal 7. Am stromabwärtigen Ende des Ventil­ diffusors sind Dichtungselemente 23 angeordnet, die den In­ nenraum des Ventildiffusors und den ringförmigen Kanal 7 ge­ genüber dem Innenraum 18 abdichten. Durch Abgabe von Energie über die Laufschaufeln 5 der Schaufelreihen an den Läufer 2 sinkt die Temperatur des Dampfes. Dieser Dampf 17 wird in den Innenraum 18 zwischen Innen- und Außengehäuse eingeleitet und dann über eine Abdampfleitung 19 abgeführt.

Das Ventilgehäuse 10 ist nun so ausgestaltet, das es zumin­ dest zu einem Teil von abströmendem Dampf, d. h. vom Dampf der den Raum 18 zwischen Innengehäuse 3 und Außengehäuse 4 aus­ füllt, umgeben ist. In der Zeichnung ist zu diesem Zweck zwi­ schen dem Außengehäuse-Stutzen 4a und dem Ventilgehäuse eine ringförmige Aussparung 21 angeordnet. Dadurch weist das Ven­ tilgehäuse 10 auf seiner Außenseite im wesentlichen die Tem­ peratur und den Druck des abströmenden Dampfes 17 auf. Da­ durch sinkt die Temperatur- und Druckdifferenz von der Außenseite des Ventilgehäuses zur Innenseite des Ventilgehäu­ ses, d. h. des einströmenden Dampfes, im Vergleich mit einem Ventilgehäuse, das außerhalb des Außengehäuses angeordnet ist.

Zahlenbeispiel für Hochdruckdampfturbine:

• - einströmender Dampf: 250-300 bar/540-600°C
• - abströmender Dampf: 50-100 bar/300-450°C.

Die maximale Temperaturdifferenz zwischen Außenseite und In­ nenseite des Ventilgehäuses beträgt somit ca. 150°C, die ma­ ximale Druckdifferenz ca. 200 bar. Die Belastungen des Ven­ tils 22 durch den einströmenden Dampf werden somit entschei­ dend reduziert.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es können auch mehrere Ventile zur Regelung des einströmenden Dampfes verwendet werden. Das Ventil kann auch außerhalb des Außengehäuses angeordnet werden, wobei dann das Ventil doppelwan­ dig ausgestaltet und abströmender Dampf in den so gebildeten Zwischenraum zugeführt wird. Sind beispielsweise zwischen In­ nen- und Außengehäuse weitere Gehäuse angeordnet, so kann das Ventil entsprechend der Gehäuse-Anzahl mehrwandig ausge­ staltet werden, wobei in die gebildeten Zwischenräume der Dampf aus den gebildeten Innenräumen der Gehäuse eingeleitet wird.

Bezugszeichenliste

1 Dampfturbine
2 Läufer
3 Innengehäuse
4 Außengehäuse
4a Außengehäuse-Stutzen
5 Laufschaufel
6 Leitschaufel
7 Kanal
8 Zudampfleitung
9 Flansch
10 Ventilgehäuse
10a Innenraum Ventilgehäuse
11 Flansch
12 Dichtungselement
13 einströmender Dampf
14 Dampfsieb
15 Ventilkörper
16 Ventildiffusor
17 abströmender Dampf
18 Innenraum
19 Abdampfleitung
20 Wellendichtungen
21 Aussparung
22 Ventil
23 Dichtungselement

Claims (3)

1. Dampfturbine, im wesentlichen bestehend aus einem be­ schaufelten Läufer (2), einem Außengehäuse (4), minde­ stens einem Innengehäuse (3), einer Zudampfleitung (8) für einströmenden Dampf (13), einem Ventil (22) zur Ein­ stellung der Menge des einströmenden Dampfes (13) und einer Abdampfleitung (19) für den abströmenden Dampf (17), wobei das Ventil (22) in einem Stutzen (4a) des Außengehäuses (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Ventilgehäuses (10), der mit dem ein­ strömenden Dampf (13) beaufschlagt wird, mit Dampf umge­ ben ist, welcher den Raum (18) zwischen Innengehäuse (3) und Außengehäuse (4) ausfüllt.

2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilgehäuse (10) und dem Stutzen (4a) eine ringförmige Aussparung (21) angeordnet ist.

3. Dampfturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudampfleitung (8) zum Ventil (22) mit dem Stutzen (4a) verbunden ist und daß die Zudampfleitung (8) in das Ventilgehäuse (10) einmündet.