DE3507796A1 - Dual power steam nozzle expansion turbine - Google Patents

Dual power steam nozzle expansion turbine

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DE3507796A1 DE19853507796 DE3507796A DE3507796A1 DE 3507796 A1 DE3507796 A1 DE 3507796A1 DE 19853507796 DE19853507796 DE 19853507796 DE 3507796 A DE3507796 A DE 3507796A DE 3507796 A1 DE3507796 A1 DE 3507796A1
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/32—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with pressure velocity transformation exclusively in rotor, e.g. the rotor rotating under the influence of jets issuing from the rotor, e.g. Heron turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/24—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by counter-rotating rotors subjected to same working fluid stream without intermediate stator blades or the like
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Abstract

The invention relates to a dual power steam nozzle expansion turbine, which in order to increase the efficiency comprises an expander-rotor, on the periphery of which the nozzles with a high outflow coefficient are fitted, and a shaft for transmitting the reaction torque to a coupling S1, an external rotor with profiled blade ring, a shaft for transmitting the action torque from the rotor to a coupling S2, elements for the fuel feed and discharge, housing parts, bearings and special metal sealing rings.

Description

Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine Dual power steam jet expander turbine

Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine, bei welcher die Reaktionswirkung der Dampfdüsen über einen Rotor und dessen Welle übertragen wird, während über den zweiten Rotor gleichzeitig der Drehmoment der Aktionswirkung derselben Düsen übertragen wird. Nach der Natur der Dinge drehen sich die Rotoren in den entgegengesetzten Richtungen. Die mechanische Energie der einzelnen Rotoren wird separat für jede Maschine-Verbraucher dieser Energie übertragen. Die neue vorgeschlagene Art der Energieverwertung zeichnet sich durch einen annähernd fast zweifach größeren effektiven Wirkungsgrad im Verhältnis zu den bisherigen Lösungen aus. Description The invention relates to a dual-power steam nozzle expander turbine, in which the reaction effect of the steam nozzles via a rotor and its shaft is transmitted while the torque of the second rotor at the same time Action effect of the same nozzles is transmitted. Rotate according to the nature of things the rotors move in opposite directions. The mechanical energy of the individual rotors is transmitted separately for each machine consumer of this energy. The new proposed type of energy recovery is characterized by an approximate almost twice the effective efficiency in relation to the previous solutions the end.

Die erfindungsgemäße Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Expander-Rotor besteht, auf dessen Peripherie die Düsen mit einem Ausfluss-Hochkoeffizient angebracht sind, aus einer Welle für die Reaktionsdrehmoment (R)-Übertragung auf die Kupplung S1, aus dem Außenrotor mit profiliertem Schaufelkranz, aus der Welle für die Aktionsdrehmoment-(A) Übertragung vom Rotor auf die Kupplung S2, aus den Elementen für die Treibstoffzu- und -abführung, aus Gehäuseteilen, aus Lagern und aus den speziellen Metall-Dichtungsringen.The dual power steam jet expander turbine of the present invention is characterized in that it consists of an expander rotor on its periphery the nozzles with a high coefficient of discharge are attached to a shaft for the reaction torque (R) transfer to the clutch S1, from the outer rotor with profiled blade ring, from the shaft for the action torque (A) transmission from the rotor to the clutch S2, from the elements for the fuel supply and discharge, from housing parts, from bearings and from the special metal sealing rings.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.In the following the invention is based on an exemplary embodiment described in connection with the drawing.

Dabei zeigt: Figur 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine, Figur 2 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, des Expanderrotors und des Außenrotors des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels in Blickrichtung von links gemäß Figur 1.It shows: FIG. 1 in a schematic representation, a side view the dual-power steam nozzle expander turbine according to the invention, figure 2 is a side view, partly in section, of the expander rotor and the outer rotor of The embodiment shown in FIG. 1 in the viewing direction from the left according to FIG 1.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, wobei die folgende Bezeichnung der Teile verwendet wird: 1. Expander-Rotor, 2. Düse, 3. Außenrotor, 4. Schaufeln, 5. Rotorwelle(1), 6. Dichtungsringe, 7. Lager, 8. Dichtungsringe, 9. Maske, 10. Zuführungsrohr, 11. Dichtungsringe, 12. linkes Gehäuse, 13. Dichtungsringe, 14.In the figures, the same parts are provided with the same reference numbers, where the following designation of the parts is used: 1. expander rotor, 2. nozzle, 3rd outer rotor, 4th blades, 5th rotor shaft (1), 6th sealing rings, 7th bearings, 8th sealing rings, 9. Mask, 10. Feed tube, 11. Sealing rings, 12. Left housing, 13. Sealing rings, 14th

Wellenlager (5), 15. rechtes Gehäuse, 16. Rotorwelle (3), 17. Dichtungsringe, 18. Lager, 19. Dichtungsringe, 20. Lagerdeckel, 21. Ableitdiffusor, R- Reaktionsmomentrichtung am Rotor (1), Aktionsmomentrichtung am Rotor (3), S1-Wellenkupplung (5), S2-Wellenkupplung (16).Shaft bearing (5), 15. right housing, 16. rotor shaft (3), 17. sealing rings, 18. Bearing, 19. Sealing rings, 20. Bearing cover, 21. Discharge diffuser, R reaction torque direction on rotor (1), direction of moment of action on rotor (3), S1 shaft coupling (5), S2 shaft coupling (16).

Der Expander-Rotor 1 hat auf der Peripherie tangential angebrachte Düsen 2 und ist fest mit der Welle 5 verbunden, welche durch die Lager 7 und 14 gestützt ist. Der Außenrotor 3 ist mit der Welle 16 fest verbunden, welche im Gehäuse 15 und im Deckel 20 mittels des Lagers gelagert ist. Mit dem Zuführungsgerät 10 wird der Dampf unter Druck in den Rotor 1 zugeführt, wobei die Abdichtung durch spezielle Metall-Dichtungsringe ausgeführt ist 11. Die Schmierölabdichtung erfolgt durch die Metalldichtungsringe 8, 13, 17, 19.The expander rotor 1 has attached tangentially on the periphery Nozzles 2 and is firmly connected to the shaft 5, which is supported by the bearings 7 and 14 is supported. The outer rotor 3 is firmly connected to the shaft 16, which is in the housing 15 and is mounted in the cover 20 by means of the bearing. With the feeding device 10 the steam is fed under pressure into the rotor 1, whereby the seal is through special metal sealing rings are made 11. The lubricating oil seal is carried out through the metal sealing rings 8, 13, 17, 19.

Um die verfügbare Energie der Flüssigkeit besser auszunützen, ist es notwendig, die Drehgeschwindigkeit, insbesondere beim Rotor 3, mittels eines Zahnradpaares zu reduzieren. Der Dampf unter Druck aus dem Expander-Rotor 1 expandiert vollständig durch die Hochdurchflußdüsen 2 unter den Bedingungen der überkritischen Strömung, weshalb ein Reaktionsdrehmoment (R) am Rotor 1 entsteht. Nach dem Ausfluß aus den Düsen wirken die Dampfrotationsstrahlen auf die Außenrotorschaufeln und bilden dabei einen Aktionsdrehmoment (A). Über die Kupplungen S1 und werden die Antriebe auf die einzelnen Maschinen - Verbraucher der mechanischen Energie - übertragen.In order to better utilize the available energy of the liquid, is it is necessary to increase the speed of rotation, especially in the case of the rotor 3, by means of a To reduce gear pair. The steam under pressure from the expander rotor 1 expands completely through the high flow nozzles 2 under the conditions of the supercritical Flow, which is why a reaction torque (R) arises on rotor 1. After the discharge the rotating steam jets act from the nozzles on the outer rotor blades and thereby form an action torque (A). Via the couplings S1 and will the drives on the individual machines - consumers of mechanical energy - transfer.

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Claims (5)

Zweileistungs-Dampfdüsenexpander -Turbine Patentansprüche Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine, dadurch q e k e n n z e i c h n e t , daß er aus einem Expander-Rotor (1) besteht, auf dessen Peripherie die Düsen mit einem Ausfluss-Hochkoeffizient (2) angebracht sind, aus einer Welle (5) für die Reaktionsdrehmoment (R)-Übertragung auf die Kupplung S1, aus dem Außenrotor (3) mit profiliertem Schaufelkranz (ei), aus der Welle (16) für die Aktionsdrehmoment-(A) Übertragung vom Rotor (3) auf die Kupplung S2, aus den Elementen für die Treibstoffzu- und -abführung (10, 21), aus Gehäuseteilen (10, 12, 15, 20), aus Lagern (7, 14, 18) und aus den speziellen Metall-Dichtungsringen (6, 8, 11, 13, 17, 19). Dual-power steam nozzle expander turbine Patent claims dual-power steam nozzle expander turbine, in that it consists of an expander rotor (1), the nozzles with a high discharge coefficient (2) are attached to its periphery are, from a shaft (5) for the reaction torque (R) transmission to the clutch S1, from the outer rotor (3) with profiled blade ring (ei), from the shaft (16) for the action torque (A) transmission from the rotor (3) to the clutch S2 the elements for the fuel supply and discharge (10, 21), from housing parts (10, 12, 15, 20), from bearings (7, 14, 18) and from the special metal sealing rings (6, 8, 11, 13, 17, 19). 2, Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß er aus den möglichen Variationen der Konstruktionsteile besteht (1, 2, 3, 4, 5, 10, 12, 15), wobei die Energieausnützung des Treibstoffes verwirklicht wird, so daß mit einer Welle der Reaktionsdrehmoment (R) und mit der zweiten Welle der Aktionsdrehmoment (A) übertragen wird.2, dual-power steam nozzle expander turbine according to claim 1, characterized it is not noted that he made the possible variations of the construction parts consists (1, 2, 3, 4, 5, 10, 12, 15), whereby the energy utilization of the fuel is realized so that with a shaft the reaction torque (R) and with the second wave of the action torque (A) is transmitted. 3. Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in das Antriebswellensystem die Getriebe zwecks Drehzahlreduktion in den beiden Rotoren eingesetzt werden.3. dual-power steam nozzle expander turbine according to claim 1 and 2, by the fact that the gears are in the drive shaft system can be used in both rotors for the purpose of speed reduction. 4. Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man auf die Innenflächen der Teile (10, 1, 3, 12 und 13) eine Wämreisolierschicht aufträgt, um die Energie besser auszunützen und die thermische Belastung dieser Teile zu vermindern.4. dual-power steam nozzle expander turbine according to claim 1, 2, 3, in this way that the inner surfaces of the parts (10, 1, 3, 12 and 13) applies a layer of heat insulation to make better use of the energy and to reduce the thermal load on these parts. 5. Zweileistungs-Dampfdüsenexpander-Turbine nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß mit den vorgeschlagenen Lösungen gleichzeitig die Wirkung des Reaktions-(R) und Aktions-(A) Momentes wegen der Expansion und Strömungsprozesse einer möglichen Treibstoffart verwirklicht wird.5. dual-power steam nozzle expander turbine according to claim 1, 2, 3 and 4, thereby g e k e n n n z e i c h -n e t that with the proposed solutions at the same time the effect of the reaction (R) and action (A) moment due to the expansion and flow processes of a possible type of fuel are realized.
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