DE19701020A1 - Dampfturbine - Google Patents

Dampfturbine

Info

Publication number
DE19701020A1
DE19701020A1 DE19701020A DE19701020A DE19701020A1 DE 19701020 A1 DE19701020 A1 DE 19701020A1 DE 19701020 A DE19701020 A DE 19701020A DE 19701020 A DE19701020 A DE 19701020A DE 19701020 A1 DE19701020 A1 DE 19701020A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
steam
pressure
reaction
degree
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.)
Withdrawn
Application number
DE19701020A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Dr Ing Oeynhausen
Wilfried Dr Ing Ulm
Mikhail Dr Simkine
Jan-Erik Dipl Ing Muehle
Ingo Dipl Ing Stephan
Simon Dr Ing Volker
Ralf Dr Ing Bell
Ulrich Dipl Ing Capelle
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19701020A priority Critical patent/DE19701020A1/de
Priority to JP53351198A priority patent/JP2001510525A/ja
Priority to RU99118010/06A priority patent/RU2189449C2/ru
Priority to PCT/DE1998/000063 priority patent/WO1998031923A1/de
Priority to DE59803728T priority patent/DE59803728D1/de
Priority to CN988016338A priority patent/CN1084822C/zh
Priority to EP98904018A priority patent/EP0953100B1/de
Publication of DE19701020A1 publication Critical patent/DE19701020A1/de
Priority to US09/352,991 priority patent/US6345952B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/141Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/16Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines characterised by having both reaction stages and impulse stages

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einer entlang einer Turbinenachse gerichteten Turbinenwelle, wobei entlang der Turbinenwelle eine Mehrzahl von Turbinenstufen umfassend jeweils eine Leitschaufelstruktur und einen dieser axial nachgeordneten Laufschaufelanordnung vorgesehen ist.
Bekannte Dampfturbinen werden in Aktionsturbinen (auch Gleichdruckturbinen genannt) sowie Reaktionsturbinen (auch Überdruckturbinen genannt) eingeteilt. Sie weisen eine Turbi­ nenwelle mit darauf angeordneten Laufschaufeln sowie ein In­ nengehäuse mit zwischen axial beabstandeten Laufschaufeln an­ geordneten Leitschaufeln auf.
Bei einer Gleichdruckturbine wird in den von den Leitschau­ feln verengten Kanälen das gesamte Energiegefälle im wesent­ lichen in kinetische Strömungsenergie umgewandelt. Dabei steigt die Geschwindigkeit und der Druck fällt ab. In den Laufschaufeln bleiben Druck- und Relativgeschwindigkeit weit­ gehend konstant, was durch Kanäle mit gleichbleibender Licht­ weite erreicht wird. Da sich die Richtung der Relativge­ schwindigkeit ändert, entstehen Aktionskräfte, die die Lauf­ schaufeln antreiben und somit eine Rotation der Turbinenwelle hervorrufen. Der Betrag der Absolutgeschwindigkeit verringert sich beim Umströmen der Laufschaufeln erheblich, wodurch die Strömung einen Großteil ihrer kinetischen Energie an die Laufschaufeln und somit an die Turbinenwelle abgibt.
Bei einer Überdruckturbine wird bei Durchströmen der Leit­ schaufeln nur ein Teil des Energiegefälles in kinetische Energie umgesetzt. Der Rest bewirkt eine Erhöhung der Rela­ tivgeschwindigkeit innerhalb der zwischen den Laufschaufeln gebildeten Laufschaufelkanälen. Während in der Gleichdruck­ turbine die Schaufelkräfte fast ausschließlich Aktionskräfte sind, kommt bei einer Überdruckturbine ein mehr oder minder großer Anteil aus der Änderung des Geschwindigkeitsbetrages hinzu. Aus dem Druckunterschied zwischen der stromab und der stromaufliegenden Seite der Laufschaufel ist der Begriff Überdruckturbine abgeleitet. In einer Überdruckturbine findet mithin eine Änderung des Geschwindigkeitsbetrages bei verän­ dertem Druck statt.
Als Isentroper-Reaktionsgrad r wird bei einer thermischen Strömungsmaschine die prozentuale Aufteilung des isentropen Enthalpiegefälles in den Laufschaufeln zu dem gesamten isen­ tropen Enthalpiegefälle über eine Stufe bestehend aus Leit­ schaufelkranz und Laufschaufelkranz bezeichnet. Als reine Gleichdruckstufe wird eine solche Stufe bezeichnet, in der der Reaktionsgrad r=0 beträgt und das größte Enthalpiege­ fälle entsteht. Bei einer klassischen Überdruckstufe beträgt der Reaktionsgrad r=0,5, so daß das Enthalpiegefälle in den Leitschaufeln genauso groß ist wie in den Laufschaufeln. Un­ ter starker Reaktion wird beispielsweise ein Reaktionsgrad von r=0,75 bezeichnet. In der Praxis des Dampfturbinenbaus werden überwiegend die klassische Überdruckstufe sowie die Gleichdruckstufe angewendet. Letztere aber in der Regel mit einem etwas von Null verschiedenen Reaktionsgrad r.
Weiterhin werden auch die Begriffe Kammerturbine und Trommel­ turbine verwendet. Üblicherweise ist eine Gleichdruckturbine in Kammerbauweise und eine Überdruckturbine in Trommelbau­ weise ausgeführt. Eine Kammerturbine weist ein Gehäuse auf, welches durch axial voneinander beabstandet angeordnete Zwi­ schenböden in mehrere Kammern eingeteilt ist. In jeder dieser Kammern läuft ein scheibenförmiges Laufrad, an dessen Außen­ umfang die Laufschaufeln angebracht sind, während die Leit­ schaufeln in die Zwischenböden eingesetzt sind. Ein Vorteil der Kammerbauart liegt darin, daß die Zwischenböden an ihrem Innenrand recht wirkungsvoll mittels Labyrinthdichtungen ge­ gen die Turbinenwelle abgedichtet werden können. Da der Dich­ tungsmesser klein ist, werden auch die Spaltquerschnitte und damit die Spaltverlustströme klein. Diese Bauart wird bei be­ kannten Turbinen nur bei kleinen Reaktionsgraden, also großem Stufengefälle und damit geringer Stufenzahl verwendet. Der Druckunterschied auf beiden Seiten einer Laufradscheibe ist bei kleinem Reaktionsgrad gering, im Grenzfall sogar Null. Ein auf den Läufer ausgeübt er Axialschub bleibt gering und kann durch ein Axiallager aufgenommen werden.
Bei einer Trommelturbine sind die Laufschaufeln unmittelbar am Umfang einer trommelförmigen Turbinenwelle angeordnet. Die Leitschaufeln sind entweder direkt in das Gehäuse der Dampf­ turbine oder in einen besonderen Leitschaufelträger einge­ setzt. Die Lauf- bzw. Leitschaufeln können auch mit Deckbän­ dern versehen werden, an denen Labyrinthdichtungen angebracht sind, so daß eine Abdichtung eines Dichtspaltes zwischen den Leit- bzw. Laufschaufeln und der Turbinenwelle bzw. dem In­ nengehäuse erfolgt. Da diese Dichtspalte zumindest bei den Laufschaufeln auf großen Radien sitzen, sind die Spaltver­ lustströme in jedem Fall erheblich größer als bei Kammertur­ binen. Wegen des höheren Reaktionsgrades, etwa r=0,5, erge­ ben sich günstige Strömungswege in den Schaufelkanälen und somit gute Wirkungsgrade. Die axiale Baulänge und der Aufwand für eine einzelne Stufe sind geringer als bei einer Kammer­ turbine, die Stufenzahl muß allerdings größer sein, weil die Reaktionsstufen ein kleineres Gefälle verarbeiten. Der in der Beschaufelung auftretende Axialschub ist beträchtlich. Eine Möglichkeit, diesem Axialschub entgegenzuwirken, besteht darin, einen Ausgleichskolben vorzusehen, auf dessen Vorder­ seite über eine Verbindungsleitung der Druck des Austritts­ stutzens gegeben wird.
In der DE-AS 20 54 465 ist eine Dampfturbine in Trommelbauart beschrieben. In ein topfförmiges Außengehäuse ist eine die Laufschaufeln tragende Turbinenwelle sowie ein die Turbinen­ welle umgebendes Innengehäuse angeordnet. Das Innengehäuse trägt die Leitschaufeln. Über entsprechende Lager- und Zen­ trierstellen ist das Innengehäuse mit dem Außengehäuse zur Aufnahme eines Axialschubes verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine mit einem gu­ ten Wirkungsgrad anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Dampftur­ bine mit einer entlang einer Turbinenachse gerichteten Turbi­ nenwelle, wobei entlang der Turbinenwelle eine Mehrzahl von Turbinenstufen umfassen jeweils eine Leitschaufelstruktur und eine dieser axial nachgeordneten Laufschaufelanordnung vorge­ sehen ist, wobei zumindest mit zwei Turbinenstufen ein je­ weils voneinander verschiedener mittlerer Reaktionsgrad er­ zielbar ist. Der mittlere Reaktionsgrad (mittlere Stufenreak­ tion) bezeichnet das Verhältnis von den in der Laufschau­ felanordnung der Turbinenstufe umgesetzten Enthalpiegefälles zu dem gesamten in der Turbinenstufe umgesetzten Enthalpiege­ fälle.
Durch eine variable Auslegung des Reaktionsgrades ist je nach Einsatzbereich der Dampfturbine eine hoher Wirkungsgrad er­ reichbar. Der Reaktionsgrad variiert in einer Dampfturbine, durch welche Heißdampf in einen Dampfeinlaß einströmt und nach axialer Durchströmung aus einem Dampfauslaß ausströmt, zwischen Dampfeinlaß und Dampfauslaß. Der Reaktionsgrad vari­ iert vorzugsweise von Turbinenstufe zu Turbinenstufe, so daß unter Berücksichtigung von Dampfdruck, Dampftemperatur, Dampfmassenstrom für jede Turbinenstufe im Hinblick auf einen besonders hohen Wirkungsgrad ein günstiger mittlerer Reakti­ onsgrad bereits bei Konstruktion der Dampfturbine bestimmbar ist. Der mittlere Reaktionsgrad variiert bei einer Dampftur­ bine, einer Teilturbine in Trommelbauweise, zumindest be­ reichsweise zwischen 5% und 70%. Er kann hierbei je nach Einsatzbereich von Turbinenstufe zu Turbinenstufe steigen, sinken oder zunächst ein lokales Maximum und/oder Minimum aufweisen. Vorzugsweise variiert der Reaktionsgrad (Differenz zwischen zwei Turbinenstufen) um 0,1, insbesondere um mehr als 0,2. Bei einer Dampfturbine, einer Teilturbine in Kam­ merbauweise liegt der mittlere Reaktionsgrad vorzugsweise zwischen 5% und 35%, insbesondere unter 20%.
Die Turbinenstufen sind, insbesondere bei einer Mitteldruck-Teil­ turbine in Stufengruppen zusammengefaßt, wobei zumindest der Reaktionsgrad einer Turbinenstufe einer ersten Stufen­ gruppe verschieden ist von dem Reaktionsgrad einer Turbinen­ stufe einer zweiten Stufengruppe. Es ist ebenfalls möglich in der Hochdruck-Teilturbine Stufengruppen vorzusehen.
Bei einer Hochdruck-Teilturbine in Trommelbauweise ist eine strömungstechnisch nachgeschaltete Mitteldruck-Teilturbine in Kammerbauweise oder vorzugsweise in Trommelbauweise ausge­ führt. Hochdruck-Teilturbine und Mitteldruck-Teilturbine kön­ nen in jeweils einem separaten Außengehäuse oder in einem ge­ meinsamen Außengehäuse (Kompaktturbine) angeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, eine Mitteldruck-Teilturbine in Trom­ melbauweise und eine vorgeschaltete Hochdruck-Teilturbine in Kammerbauweise auszuführen. Die Hochdruck-Teilturbine in Trommelbauweise kann in einem topfförmigen Außengehäuse ange­ ordnet sein. Das Außengehäuse der Hochdruck-Teilturbine kann auch in zwei axial geteilten Hälften ausgeführt sein.
Eine alternative Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Dampf­ turbine mit einer entlang einer Turbinenachse gerichteten Turbinenwelle, bei der entlang der Turbinenwelle eine Mehr­ zahl von Turbinenstufen umfassen jeweils eine Leitschaufel­ struktur und eine dieser axial nachgeordneten Laufschaufelan­ ordnung vorgesehen ist und wobei die Turbinenstufen in Trom­ melbauweise ausgeführt sind und durch eine Turbinenstufe ein mittlerer Reaktionsgrad r zwischen 10% und 50% erreichbar ist.
Durch eine mittlere Stufenreaktion einer Turbinenstufe zwi­ schen 10% und 50%, vorzugsweise unter 45%, entsteht bei Durchströmung mit Dampf ein geringerer axialer Schub, als bei einer Überdruckstufe mit einem mittleren Reaktionsgrad von 50% und mehr. Hierdurch kann ein kleinerer Schubausgleichs­ kolben vorgesehen werden, wodurch Kolbenleckdampfverluste sinken und der Gesamtwirkungsgrad der Dampfturbine steigt.
Vorzugsweise weisen zumindest zwei Turbinenstufen einen un­ terschiedlichen Reaktionsgrad auf. Der Reaktionsgrad zwischen in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Turbinenstufen ist somit variabel gestaltbar. Der Reaktionsgrad kann von Turbi­ nenstufe zu Turbinenstufe einen jeweils anderen Wert anneh­ men, insbesondere in Strömungsrichtung kontinuierlich abneh­ men. Je nach Einsatzbereich der Dampfturbine (Dampfdruck, Dampftemperatur, Massenstrom sowie elektrischer und thermi­ scher Leistung) ist durch eine Vorabbestimmung des mittleren Reaktionsgrades jeder Turbinenstufe eine Dampfturbine mit ei­ nem besonders guten Wirkungsgrad in dem geforderten Einsatz­ bereich herstellbar.
Es versteht sich, daß sowohl eine Hochdruck-Teilturbine als auch eine Mitteldruck-Teilturbine in Trommelbauweise ausge­ führt sein kann und eine Turbinenstufe oder mehrere Turbinen­ stufen, wenn nicht sogar sämtliche Turbinenstufen, mit einem mittleren Reaktionsgrad unter 50%, insbesondere unter 45% ausgeführt sein können.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiele wird die Ausgestaltung einer Dampfturbine näher be­ schrieben. Es zeigen in scheinatischer Darstellung
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine eingehäusige Dampftur­ bine mit einer Hochdruck-Teilturbine in Kammerbau­ weise und einer Mitteldruck-Teilturbine in Trommel­ bauweise,
Fig. 2 eine Dampfturbine in einem Längsschnitt mit in von­ einander getrennten Außengehäusen angeordneter Hoch­ druck-Teilturbine und Mitteldruck-Teilturbine und
Fig. 3 den Verlauf des Reaktionsgrades über eine Mehrzahl von Turbinenstufen.
Fig. 1 zeigt eine Dampfturbine 1 mit einem einzigen Außenge­ häuse 4. Durch das Außengehäuse ist eine entlang einer Turbi­ nenachse 15 gerichtete Turbinenwelle 6 geführt. Diese Turbi­ nenwelle 6 ist an den nicht näher dargestellten Durchführun­ gen mit jeweiligen Wellendichtungen 9 gegenüber dem Außenge­ häuse 4 abgedichtet. Innerhalb des Gehäuses 4 ist eine Hoch­ druck-Teilturbine 2 in Kammerbauweise angeordnet. Dies weist eine Hochdruck-Beschaufelung umfassend mit der Turbinenwelle 6 verbundenen Laufschaufelanordnungen 11 und mit einem Hoch­ druck-Innengehäuse 14 verbundene schematisch dargestellte Leitschaufelstrukturen 12. Innerhalb des Innengehäuses 14 ist weiterhin eine Mitteldruck-Teilturbine 3 in Trommelbauweise mit Laufschaufelanordnungen 11 und Leitschaufelstrukturen 12, die wiederum der Anschaulichkeit halber schematisch darge­ stellt sind, angeordnet. Die Turbinenwelle 6 weist an einem Ende eine Wellenkupplung 10 zur Ankupplung an einen nicht dargestellten Generator oder eine nicht dargestellte Nieder­ druck-Teilturbine auf. Axial zwischen der Hochdruck-Beschau­ felung und der Mitteldruck-Beschaufelung ist ein Bereich 13 (Zwischenboden) der Turbinenwelle 6 ausgebildet, welcher ge­ genüber dem Innengehäuse 14 durch eine entsprechende Wellen­ dichtung 9 abgedichtet ist. Zur Mitteldruck-Teilturbine 3 hin weist die Turbinenwelle 6 in dem Zwischenboden 13 eine Ver­ tiefung 13a auf, durch die Stirnflächen an dem Zwischenboden 13 gebildet sind. Der Zwischenboden 13 ist strömungstechnisch mit einem Einströmbereich 7b der Mitteldruck-Teilturbine 3 mit einem Dampfeinlaß 7a der Hochdruck-Teilturbine 2 verbun­ den. Ein in den Dampfeinlaß 7a einströmender Frischdampf mit beispielsweise einem Druck von etwa 170 bar und 560°C strömt in axialer Richtung durch die Beschaufelung der Hochdruck-Teil­ turbine 2 hindurch und bei einem niedrigerem Druck aus einem Dampfauslaß 8a der Hochdruck-Teilturbine 2 aus. Von dort gelangt der nunmehr teilweise entspannte Dampf in eine nicht dargestellte Zwischenüberhitzung und wird der Dampftur­ bine 1 über den Dampfeinlaß 7b der Mitteldruck-Teilturbine 3 wieder zugeführt. Der zwischenüberhitzte in den Dampfeinlaß 7b einströmende und durch die Mitteldruck-Teilturbine 3 axial hindurchströmende Dampf verläßt diese durch einen Dampfauslaß 8b. Die jeweils durch eine Leitschaufelstruktur 12 und eine in Strömungsrichtung nachgeordnete Laufschaufelanordnung 11 gebildeten Turbinenstufen 17a, 17b, 17c sind in drei Stufen­ gruppen 18a, 18b, 18c unterteilt. Vorzugsweise ist der mitt­ lere Reaktionsgrad der Turbinenstufen 17a größer als der der Turbinenstufen 17b, welcher wiederum größer ist als der Re­ aktionsgrad der Turbinenstufen 17c. Der Reaktionsgrad kann je nach beabsichtigten Einsatzbereich der Dampfturbine auch sin­ ken oder abwechselnd steigen und sinken. Es ist ebenfalls möglich, daß der Reaktionsgrad von Turbinenstufen 17a, 17b, 17c einer jeweiligen Stufengruppe 18a, 18b, 18c variiert, insbesondere in Richtung des Dampfauslasses 8b von Turbinen­ stufe zu Turbinenstufe variiert.
Zur Aufnahme eines axialen Schubes der in Trommelbauweise ausgeführten Mitteldruck-Teilturbine 3 ist ein Schubaus­ gleichskolben 5 vorgesehen, welcher über eine Druckleitung 16 mit dem Dampfauslaß 8b der Mitteldruck-Teilturbine 3 verbun­ den ist. Dieser Schubausgleichskolben 5 ist dampfauslaßseitig zur Hochdruck-Teilturbine 2 angeordnet, so daß diese axial zwischen dem Schubausgleichskolben 5 und dem Zwischenboden 13, d. h. der Mitteldruck-Teilturbine 3 angeordnet ist. Der Dampf­ turbine 1 kann analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Niederdruck-Teilturbine nachgeschaltet sein.
Fig. 2 zeigt eine Dampfturbine 1 mit einer Hochdruck-Teil­ turbine 2 mit einem Außengehäuse 4a und eine hiervon axial beabstandete Mitteldruck-Teilturbine 3 mit einem Außengehäuse 4b. Die Mitteldruck-Teilturbine 3 ist zweiflutig ausgeführt. Eine durch das Außengehäuse 4a hindurchgeführte Turbinenwelle 6a der Hochdruck-Teilturbine 2 ist über eine Wellenkupplung 10 mit einer durch das Außengehäuse 4b der Mitteldruck-Teil­ turbine 3 geführten Turbinenwelle 6b gekuppelt. An der Turbi­ nenwelle 6b ist eine weitere Wellenkupplung 10 zur Ankupplung an einen nicht dargestellten Generator oder eine nicht darge­ stellte Niederdruck-Teilturbine angeordnet. Die Hochdruck-Teil­ turbine ist in Trommelbauweise und die Mitteldruck-Teil­ turbine in Kammerbauweise ausgeführt. Axial zwischen Dampf­ einlaß 7a und Gehäuse 4a ist ein als Schubausgleichskolben 5 ausgebildeter Zwischenboden angeordnet. Dieser ist gehäuse­ seitig strömungstechnisch mit dem Dampfauslaß 8a verbunden, so daß der Druckunterschied zwischen Dampfeinlaß 7a und Dampfauslaß 8a im wesentlichen dem Druckabfall in axialer Richtung über den Schubausgleichskolben 5 entspricht. Hin­ sichtlich der konstruktiven und funkionellen Merkmale der Hochdruck-Teilturbine 2 sowie der Mitteldruck-Teilturbine 3 sei auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.
In der Hochdruck-Teilturbine 2 sind die Leitschaufelstruk­ turen 12 in einem axial durchgängigen Innengehäuse 14 ohne Unterteilung in Stufengruppen angeordnet. Der Reaktionsgrad einer Turbinenstufe 17a ist größer als der Reaktionsgrad ei­ ner in Strömungsrichtung nachgeordneten Turbinenstufe 17b. Eine Dampfströmung ist hierbei von dem Dampfeinlaß 7a axial in Richtung zu dem Dampfauslaß 8a gerichtet.
In Fig. 3 ist anhand von drei Kurven 20a, 20b, 20c der Ver­ lauf des Reaktionsgrades r über eine Mehrzahl (hier 14) in Strömungsrichtung nachgeschalteter Turbinenstufen beispiel­ haft dargestellt. Die Turbinenstufe Nr. 1 ist einem Dampfein­ laßbereich 7a, 7b zugeordnet und die Turbinenstufe Nr. 14 ei­ nem Dampfauslaß 8a, 8b. Gemäß der Kurve 20c nimmt der Reakti­ onsgrad r ausgehend von dem wert 0,65 der Turbinenstufe Nr. 1 monoton zu dem Reaktionsgrad r=0,25 der Turbinenstufe Nr. 14 ab. Der Verlauf des Reaktionsgrades r gemäß der Kurve 20a beginnt bei der Turbinenstufe Nr. 1 mit dem Wert 0,1 und steigt für die in Strömungsrichtung nachgeschalteten Turbi­ nenstufen kontinuierlich bis auf den Wert von etwa 0,55 an. Für einen weiteren Einsatzbereich der Dampfturbine ist ein Verlauf des Reaktionsgrades r durch die Kurve 20b darge­ stellt. Der Reaktionsgrad r hat bei der Turbinenstufe Nr. 1 einen Wert von 0,5, fällt bis zur Turbinenstufe Nr. 9 konti­ nuierlich ab, hat dort einen minimalen Wert von etwa 0,25, steigt zur Turbinenstufe Nr. 12 wieder kontinuierlich auf den Wert etwa 0,3 an und fällt zur Turbinenstufe Nr. 14 auf den Wert 0,275 ab.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Dampfturbine aus, wel­ che einen Reaktionsgrad für eine Turbinenstufe zwischen 5% und 75% aufweist. Vorzugsweise variiert der mittlere Reakti­ onsgrad in Strömungsrichtung aufeinanderfolgender Turbinen­ stufen. Je nach Einsatzbereich der Dampfturbine kann er zu­ nehmen, abnehmen oder alternieren.

Claims (15)

1. Dampfturbine (1, 2, 3) mit einer entlang einer Turbinenachse (15) gerichteten Turbinenwelle (6, 6a, 6b), wobei entlang der Turbinenwelle (6, 6a, 6b) eine Mehrzahl von Turbinenstufen (17, 17a, 17b) umfassend jeweils eine Leitschaufelstruktur (12) und eine dieser axial nachgeordneten Laufschaufelanordnung (11) vorgesehen sind, wobei zumindest mit zwei Turbinenstufen (17, 17a, 17b) einen jeweils voneinander verschiedener mittle­ rer Reaktionsgrad (r) erzielbar ist.
2. Dampfturbine (1, 2, 3) nach Anspruch 1, mit einem Dampfein­ laß (7a, 7b) und einem Dampfauslaß (8a, 8) zwischen denen die Turbinenstufen (17, 17a, 17b) axial hintereinander angeordnet sind, wobei der Reaktionsgrad (r) in Richtung zum Dampfauslaß (8a, 8b) zwischen r=0,7 und r=0,05 variiert.
3. Dampfturbine (1, 2, 3) nach Anspruch 1 oder 2, die in Trom­ melbauweise ausgeführt ist, und bei der der Reaktionsgrad (r) zwischen 10% und 65% beträgt.
4. Dampfturbine (1, 2, 3) nach Anspruch 1 oder 2, die in Kam­ merbauweise ausgeführt ist, und bei der der Reaktionsgrad (r) zwischen 5% und 35%, insbesondere unter 20%, liegt.
5. Dampfturbine (1,2,3) nach Anspruch 1 bis 4, bei der der Reaktionsgrad r um über 0,1, vorzugsweise über 0,2, variiert.
6. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeweils zwei oder mehr Turbinenstufen (17a, 17b) zu einer jeweiligen Stufengruppe (18a, 18b) zusammengefaßt sind, und zumindest die Turbinenstufen (17a) einer ersten Stufen­ gruppen (18a) einen anderen Reaktionsgrad (r) als die Turbi­ nenstufen (17b) einer zweiten Stufengruppe (18b) aufweisen.
7. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Hochdruck-Teilturbine (2), die in Trommelbauweise ausgeführt ist.
8. Dampfturbine (1) nach Anspruch 7 mit einer mit der Roch­ druck-Teilturbine (2) strömungstechnisch verbundenen Mittel­ druck-Teilturbine (3), die insbeondere in Kammerbauweise aus­ geführt ist.
9. Dampfturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit ei­ ner Mitteldruck-Teilturbine (3), die in Trommelbauweise aus­ geführt ist.
10. Dampfturbine (1) nach Anspruch 9 mit einer mit der Mit­ teldruck-Teilturbine (3) strömungstechnisch verbundenen Hoch­ druck-Teilturbine (2), die insbesondere in Kammerbauweise ausgeführt ist.
11. Dampfturbine (1) nach Anspruch 8 oder 10 mit einem Außen­ gehäuse (4), in welchem die Hochdruck-Teilturbine (2) und die Mitteldruck-Teilturbine (3) angeordnet sind.
12. Dampfturbine (1) nach Anspruch 8 oder 10, bei der die Hochdruck-Teilturbine (2) ein topfförmiges Außengehäuse (4a) und die Mitteldruck-Teilturbine (3) ein davon axial beabstan­ detes Außengehäuse (4b) aufweist.
13. Dampfturbine (1) nach Anspruch 12, wobei die Mitteldruck-Teilturbine (3) zweiflutig ausgeführt ist.
14. Dampfturbine (1, 2, 3) mit einer entlang einer Turbinen­ achse (15) gerichteten Turbinenwelle (6, 6a, 6b), wobei entlang der Turbinenwelle (6, 6a, 6b) eine Mehrzahl von Turbinenstufen (17, 17a, 17b) in Trommelbauweise umfassend jeweils eine Leit­ schaufelstruktur (12) und eine dieser axial nachgeordneten Laufschaufelanordnung (11) vorgesehen ist, wobei ein durch eine Turbinenstufe (17, 17a, 17b) erzielbarer mittlerer Reakti­ onsgrad (r) zwischen 10% und 50% beträgt.
15. Dampfturbine (1) nach Anspruch 14, bei der zumindest zwei Turbinenstufen (17a, 17b) einen unterschiedlichen Reaktions­ grad (r) aufweisen.
DE19701020A 1997-01-14 1997-01-14 Dampfturbine Withdrawn DE19701020A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19701020A DE19701020A1 (de) 1997-01-14 1997-01-14 Dampfturbine
JP53351198A JP2001510525A (ja) 1997-01-14 1998-01-09 蒸気タービン
RU99118010/06A RU2189449C2 (ru) 1997-01-14 1998-01-09 Паровая турбина
PCT/DE1998/000063 WO1998031923A1 (de) 1997-01-14 1998-01-09 Dampfturbine
DE59803728T DE59803728D1 (de) 1997-01-14 1998-01-09 Dampfturbine
CN988016338A CN1084822C (zh) 1997-01-14 1998-01-09 汽轮机
EP98904018A EP0953100B1 (de) 1997-01-14 1998-01-09 Dampfturbine
US09/352,991 US6345952B1 (en) 1997-01-14 1999-07-14 Steam turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19701020A DE19701020A1 (de) 1997-01-14 1997-01-14 Dampfturbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19701020A1 true DE19701020A1 (de) 1998-07-23

Family

ID=7817350

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19701020A Withdrawn DE19701020A1 (de) 1997-01-14 1997-01-14 Dampfturbine
DE59803728T Expired - Lifetime DE59803728D1 (de) 1997-01-14 1998-01-09 Dampfturbine

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59803728T Expired - Lifetime DE59803728D1 (de) 1997-01-14 1998-01-09 Dampfturbine

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6345952B1 (de)
EP (1) EP0953100B1 (de)
JP (1) JP2001510525A (de)
CN (1) CN1084822C (de)
DE (2) DE19701020A1 (de)
RU (1) RU2189449C2 (de)
WO (1) WO1998031923A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1154123A1 (de) 2000-05-10 2001-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Welle in einem Hochdruck-Expansionsabschnitt einer Dampfturbine
US6695575B1 (en) 1999-08-27 2004-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Turbine method for discharging leakage fluid
EP2503109A2 (de) 2011-03-24 2012-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine
DE102011006066A1 (de) 2011-03-24 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung
DE102011087824A1 (de) 2011-12-06 2013-06-06 Man Diesel & Turbo Se Turbine
DE102013204002B3 (de) * 2013-03-08 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine mit innenliegendem Axialschieber
DE102015223210B3 (de) * 2015-11-24 2017-04-27 MTU Aero Engines AG Verdichter, Verfahren und Strömungsmaschine
DE102015223212A1 (de) * 2015-11-24 2017-05-24 MTU Aero Engines AG Verfahren, Verdichter und Strömungsmaschine

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2267655T3 (es) * 2001-11-22 2007-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Metodo de fabricacion de turbinas de vapor.
KR20040105867A (ko) 2002-04-11 2004-12-16 에이. 하세 리차드 수소 및 산소의 연소를 위한 물 연소 기술-방법들,프로세스들, 시스템들 및 장치들
US6783321B2 (en) * 2002-11-06 2004-08-31 General Electric Company Diffusing coupling cover for axially joined turbines
GB2409002A (en) * 2003-12-08 2005-06-15 Siemens Power Generation Ltd Thrust balance piston fitted between high and low pressure paths in a turbine.
US8047767B2 (en) * 2005-09-28 2011-11-01 General Electric Company High pressure first stage turbine and seal assembly
MD3892G2 (ro) * 2007-10-29 2009-11-30 Виктор ИВАНОВ Turbină de abur de tip tambur
US8221056B2 (en) * 2009-06-11 2012-07-17 General Electric Company Mixing hotter steam with cooler steam for introduction into downstream turbine
DE202010012298U1 (de) 2010-09-07 2010-11-18 Alstom Technology Ltd. Gas.bzw. Dampfturbine
US9926843B2 (en) 2012-07-20 2018-03-27 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound cycle engine
US10107195B2 (en) 2012-07-20 2018-10-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound cycle engine
US9512721B2 (en) 2012-07-20 2016-12-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound cycle engine
JP6278329B2 (ja) * 2015-02-23 2018-02-14 三菱重工コンプレッサ株式会社 蒸気タービン
DE102017211295A1 (de) * 2017-07-03 2019-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine und Verfahren zum Betreiben derselben
CN108035775A (zh) * 2018-01-08 2018-05-15 翁志远 汽轮机的转子、汽轮机和原动机设备
JP7061557B2 (ja) * 2018-12-07 2022-04-28 三菱重工コンプレッサ株式会社 蒸気タービン
WO2023156049A1 (en) 2022-12-21 2023-08-24 General Electric Technology Gmbh A steam turbine and a use of the steam turbine, a method of manufacturing or servicing of said steam turbine, a small-modular reactor and a power plant including said steam turbine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE312856C (de) *
US1622805A (en) * 1924-02-08 1927-03-29 Bergmann Elek Citatswerke Ag Steam turbine
DE880307C (de) * 1943-05-14 1953-06-22 Karl Dr-Ing Roeder Unter Last mit stark veraenderlicher Drehzahl betriebene UEberdruck-Dampf- oder -Gasturbine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR379478A (fr) * 1906-07-18 1907-11-05 Bbc Brown Boveri & Cie Turbine à vapeur partie à action et partie à réaction
US1750814A (en) * 1924-02-22 1930-03-18 Bergmann Elek Citatswerke Ag High-pressure steam turbine
GB236961A (en) * 1924-07-12 1925-10-15 Gen Electric Improvements in and relating to elastic fluid turbines
GB293037A (de) * 1927-06-30 1928-10-04 International General Electric Company Incorporated
US1827682A (en) * 1928-07-12 1931-10-13 Gen Electric Elastic fluid turbine
DE518786C (de) * 1928-12-06 1931-02-19 Karl Roeder Dr Ing Entlastungsvorrichtung fuer Dampfturbinen, die im Niederdruckteil nach anderen Ab-haengigkeiten veraenderliche Dampfmengen zu verarbeiten haben als im Hochdruckteil
DE1016719B (de) * 1952-12-12 1957-10-03 Licentia Gmbh Verfahren zur Bereitschaftshaltung von Dampfturbinen
US3107084A (en) * 1962-12-12 1963-10-15 Westinghouse Electric Corp Elastic fluid turbine apparatus
US3277652A (en) * 1964-09-18 1966-10-11 Westinghouse Electric Corp Elastic fluid turbine power plant apparatus
JPS5227282B2 (de) * 1970-11-05 1977-07-19
JPS549641B2 (de) * 1974-01-23 1979-04-26
DE3006286A1 (de) * 1980-02-01 1981-08-06 BBC AG Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufe
EP0043602A1 (de) * 1980-07-09 1982-01-13 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Dampfturbine mit Heizdampfentnahme

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE312856C (de) *
US1622805A (en) * 1924-02-08 1927-03-29 Bergmann Elek Citatswerke Ag Steam turbine
DE880307C (de) * 1943-05-14 1953-06-22 Karl Dr-Ing Roeder Unter Last mit stark veraenderlicher Drehzahl betriebene UEberdruck-Dampf- oder -Gasturbine

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6695575B1 (en) 1999-08-27 2004-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Turbine method for discharging leakage fluid
EP1154123A1 (de) 2000-05-10 2001-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kühlung einer Welle in einem Hochdruck-Expansionsabschnitt einer Dampfturbine
DE102011006066B4 (de) * 2011-03-24 2016-06-30 Siemens Aktiengesellschaft Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung
EP2503109A2 (de) 2011-03-24 2012-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine
DE102011006065A1 (de) 2011-03-24 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine
DE102011006066A1 (de) 2011-03-24 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung
EP2530255A2 (de) 2011-03-24 2012-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung
DE102011006065B4 (de) * 2011-03-24 2014-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine mit Dampfsiebanordnungen
DE102011087824A1 (de) 2011-12-06 2013-06-06 Man Diesel & Turbo Se Turbine
EP2602430A1 (de) 2011-12-06 2013-06-12 MAN Diesel & Turbo SE Turbine
US9309768B2 (en) 2011-12-06 2016-04-12 Man Diesel & Turbo Se Turbine
DE102013204002B3 (de) * 2013-03-08 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine mit innenliegendem Axialschieber
DE102015223210B3 (de) * 2015-11-24 2017-04-27 MTU Aero Engines AG Verdichter, Verfahren und Strömungsmaschine
DE102015223212A1 (de) * 2015-11-24 2017-05-24 MTU Aero Engines AG Verfahren, Verdichter und Strömungsmaschine
US10337519B2 (en) 2015-11-24 2019-07-02 MTU Aero Engines AG Method, compressor and turbomachine
US10641288B2 (en) 2015-11-24 2020-05-05 MTU Aero Engines AG Method for operating a compressor of a turbomachine comprising providing a plurality of stages in a front compressor area, a rear compressor area, and allowing a swirl in the rear compressor area

Also Published As

Publication number Publication date
US6345952B1 (en) 2002-02-12
CN1242818A (zh) 2000-01-26
EP0953100B1 (de) 2002-04-10
WO1998031923A1 (de) 1998-07-23
RU2189449C2 (ru) 2002-09-20
DE59803728D1 (de) 2002-05-16
EP0953100A1 (de) 1999-11-03
JP2001510525A (ja) 2001-07-31
CN1084822C (zh) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19701020A1 (de) Dampfturbine
EP0953099B1 (de) Dampfturbine
EP1004748B1 (de) Laufrad für eine Strömungsmaschine
DE10210866C5 (de) Leitschaufelbefestigung in einem Strömungskanal einer Fluggasturbine
DE69936184T2 (de) Abzapfringraum bei den Schaufelspitzen eines Gasturbinentriebwerks
CH698121B1 (de) Gruppierte Reaktionsdüsen-Deckbänder mit integrierten Dichtungen.
DE2821233A1 (de) Stroemungsmaschine mit zwei aufeinanderfolgenden radial-axialen umlenkungen der stroemungswege im laufrad
DD237533A5 (de) Seitenkanalpumpe mit kraefteausgleich
DE102008013542A1 (de) Strömungsarbeitsmaschine mit mehrstromiger Rotoranordnung
DE102006040757A1 (de) Fluidrückführung im Trennkörper von Strömungsarbeitsmaschinen mit Nebenstromkonfiguration
EP0122872B1 (de) MD-Dampfturbine in einflutiger Bauweise für eine Hochtemperaturdampfturbinenanlage mit Zwischenüb erhitzung
DE102008052401A1 (de) Strömungsarbeitsmaschine mit Laufspalteinzug
EP2808559A1 (de) Strukturbaugruppe für eine Strömungsmaschine
EP3130748A1 (de) Rotorkühlung für eine dampfturbine
DE102011084360A1 (de) Strömungsarbeitsmaschine
DE3031553A1 (de) Gasturbinenlaufrad.
DE102013210167A1 (de) Strukturbaugruppe für eine Strömungsmaschine
WO2001016467A1 (de) Turbine sowie verfahren zur abführung von leckfluid
EP1335110B1 (de) Strömungsmaschine mit Hochdruck- und Niederdruck-Schaufelbereich
DE10358378A1 (de) Abdichten von Leckströmen an Düsenfüssen einer Dampfturbine mittels einer geflochtenen Seildichtung
EP1788191B1 (de) Dampfturbine sowie Verfahren zur Kühlung einer Dampfturbine
EP3109407A1 (de) Statorvorrichtung für eine strömungsmaschine mit einer gehäuseeinrichtung und mehreren leitschaufeln
DE4442215A1 (de) Turbomaschine ohne Leitschaufeln im Axialläufer
DE338916C (de) Abstands- oder Zwischenstuecke fuer mehrstufige Turbinen
WO2010018021A1 (de) Verminderung der thermischen belastung eines aussengehäuses für eine strömungsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal