DE2213071B2 - Leitschaufelloser Leitkanal zur Drallerzeugung vor dem ersten Laufschaufelkranz von Turbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen leitschaufellosen Leitkanal zur Drallerzeugung vor dem ersten Laufschaufellcranz von Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, durch den das zuströmende Arbeitsmittel dem ersten Laufschaufelkranz direkt zuleubar ist, wobei mehrere, einzeln für sich regelbare Arbeitsmittelzuführungen tangential in den Leitkanal einmünden.

Ein derartiger leitschaufelloser Leitkanal ist aus der DT-OS 15 76 957 bekannt. Die dort gezeigten Leitkanäle verengen sich jedoch spiralförmig hinter der jeweiligen Zuführung, so daß durch jede Arbeitsmittelzuführung nur ein bestimmter Umfangsbereich des Schaufelkranzes beaufschlagt wird; dadurch entsteht bei einer Mengenregelung der Nachteil, daß bei Zuschaltung von nur einer Arbeitsmittelzuführung ein Teil des Laufrades nicht beaufschlagt ist. Die hierdurch entstehenden Ventilationsverluste ergeben einen starken Wirkungsgradabfall. Außerdem sind die Laufschaufeln durch die ungleiche Beaufschlagung mechanisch stark beansprucht. Da darüber hinaus die erste Laufschaufelstufe als radial-axial durchströmte Stufe ausgebildet ist, ergibt sich somit ein großer Durchmesser der Turbine.

Demgegenüber liegt die Aufgabe vor, einen leitschaufellosen Leitkanal möglichst kleiner Abmessung zu schaffen, bei der bei Mengenregelung der Wirkungsgradabfall bei Teillast gering und die Schaufelbeanspruchung klein ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem leitschaufellosen Leitkanal der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der wirksame Strömungsquerschnitt des Leitkanals in Umfangsrichtung gleichbleibend ist und wobei der erste Laufschaufelkranz axial durchströmbar ist. Eine axiale Durchströmung des ersten Laufschaufelkranzes ist zwar aus der US-PS 22 88 734 bekannt, jedoch ist hiermit kein durchgehender Leitkanal vorgesehen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung des leitschaufellosen Leitkanals sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die nachfolgende Trommel stets gleichmäßig und voll beaufschlagt wird, und zwar auch insbesondere dann, wenn nur mit Teillast gefahren wird, d. h. wenn der Dampf nur über einen Teil der tangentialen Dampfzuführungen zugeführt wird. In dem erfindungsgemäßen Leitkanal sollen nämlich die Elemente des Dampfstromes — je nach Massenstrom — so lange rotieren, bis sie an einer geometrisch nicht direkt vorgegebenen Stelle des Umfangs in den ersten Schaufelkanal abgesaugt werden.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn bei zweiflutigen Turbinen die beiden Fluten einen gerneinsamen Leitkanal aufweisen. Dadurch ist es bei einer Arbeitsweise der Turbine mit Zweidruckbetrieb möglich, die einzelnen tangentialen Dampfzuführungen aus verschiedenen Dampfnetzen zu speisen.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die Turbine im Bereich des Leitkanals und

F i g. 2 einen Teillängsschnitt entsprechend der Schnittlinie IE-II nach Fig. 1 bei zweiflutiger Ausführung der Turbine.

Wie aus den Figuren zu ersehen ist, ist der Läufer 1 der Turbine im Einströmbereich des Dampfes von einem sich radial nach außen erstreckenden leitschau· fellosan Leitkanal 2 umgeben, der nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen im wesentlichen rechtekkigen Querschnitt 8 aufweist. In diesen Leitkanal 2 münden tangential beispielsweise vier in das äußere Turbinengehäuse 7 eingesetzte Dampfzuführungen ein, die von einem runden Querschnitt in einen rechteckigen Querschnitt im Mündungsbereich 4 übergehen. Der tangential zugeführte Dampf durchströmt den Leitkanal 2 in Umfangsrichtung mit einer zusätzlichen, radial nach innen gerichteten Komponente. Im radial innenliegenden Bereich des Leitkanals 2 wird die Radialkomponente des zuströmenden Dampfes in axiale Richtung umgelenkt, wobei dann der Dampf mit dem noch unveränderten Drall direkt auf den ersten Laufschaufelkranz 5 trifft. Damit kann also ein ausreichender Drall des eintretenden Dampfes vor dem ersten Laufschaufelkranz ohne zusätzliche Verwendung eines Leitschaufelkranzes erzeugt wer-den. Der Aufbau des Dampfzuführungsbereiches in der Turbine gestaltet sich deshalb äußerst einfach, wobei durch die geringeren Umlenkungen des Dampfes vor der ersten Laufschaufelreihe auch geringere Verluste auftreten und somit der Wirkungsgrad ansteigt.

Zur Regelung der zuzuführenden Dampfmengen sind den einzelnen tangentialen Zuführungen 3 herkömmliche Drosselorgane vorgeschaltet, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Damit ist es möglich, einzelne oder mehrere der tangentialen Dampfzuführungen abzusperren oder den Dampfdurchsatz ganz zu drosseln.

Dabei ergibt sich auch bei einzelnen abgeschalteten tangentialen Arbeitsmittelzuführungen eine relativ gleichmäßige Beaufschlagung des ersten Laufschaufelkranzes, da der Ringraum selbst nicht unterteilt ist und in Umfangsrichtung gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Somit kann der Dampf gleichmäßig aus dem gesamten Ringraum dem ersten Laufschaufelkranz zuströmen.

Mit der beschriebenen Ausbildung des leitschaufellosen Leitkanals ist also auch eine verlustfreie Mengenregelung möglich, bei der geringe Verluste auftreten und der erste Laufschaufelkranz gleichmäßig über seinen Umfang beaufschlagt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leitschaufelloser Leitkanal zur Drallerzeugung vor dem ersten Laufschaufelkranz von Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, durch den das zuströmende Arbeitsmittel dem ersten Laufschaufelkranz direkt zuleitbar ist, wobei mehrere, einzeln für sich regelbare Arbeitsmittelzuführungen tangential in den Leitkanal einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Strömungsquerschnitt des Leitkanals (2) in Umfangsrichtung gleichbleibend ist und wobei der erste Laufschaufelkranz (5) axial durchströmbar ist

2. Leitschaufelloser Leitkanal für zweiflutige Türbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fluten einen gemeinsamen Leitkanal aufweisen.