DE369415C

DE369415C - Achsialdampfturbine

Info

Publication number: DE369415C
Application number: DEB84392D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric and Manufacturing Co
Current assignee: CBS Corp
Publication date: 1923-02-19

Description

Da bei achsial beaufschlagten Dampfturbinen die Umfangsgeschwindigkeit der an der Welle gelegenen Teile der Laufschaufelkränze kleiner ist als die der am Umfang liegenden, so ist die Geschwindigkeit des Dampfes, der erstere verläßt, größer als die des letztere verlassenden Dampfes.

Demgegenüber ist es wünschenswert, daß die Geschwindigkeit des gesamten in das Auspuffgehäuse tretenden Dampfes annähernd dieselbe ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Leitschaufeln, Düsen oder Kanäle zur teilweisen Wiederumsetzung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie des ganzen oder teilweisen Dampfes, der aus den Laufschaufelkränzen in den Auspuff tritt, vorgesehen sind, und zwar derart, daß der Dampf aus jedem Beschaufelungsteil in den Auspuff mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit eintritt.

Hat die Turbine nur ein einziges Laufrad vor dem Auspuff, so sind die Umformmittel (Leitschaufeln, Düsen) so ausgebildet, daß sie in radialer Richtung um so stärker sich erweiternde Kanäle bilden, je näher sie der Turbinenwelle liegen. Ist die Turbine eine solche, bei der der Dampf aus einer Mehrzahl von Laufkränzen in den Auspuff tritt (vgl. z.B. Patent 322194 und 340992), so ist die Austrittsgeschwindigkeit aus einem dein Hochdruckteil der Turbine nähergelegenen Laufkranz größer als die aus einem näher dem Auspuffende gelegenen. Demgemäß sind Umformmittel (Leitschaufeln, Düsen, Kanäle) vorgesehen, durch die der Austrittsdampf einiger oder sämtlicher Laufschaufelkränze auf seinem Wege zum Auspuff hindurchgehen muß und in denen der Rest der Geschwindigkeitsenergie des Dampfes teilweise in Druckenergie in solchem Grade wieder umgesetzt wird, daß beim Eintritt in das Auspuffgehäuse der Austrittsdampf aller Laufschaufelkränze annähernd dieselbe Geschwindigkeit hat.

Zuweilen genügt es, in diesem Falle nur die der Hochdruckseite der Turbine zunächst gelegenen Laufkränze mit den Umformmitteln auszustatten. Die Anordnung sich erweiternder Kanäle für den Austrittsdampf aus dem letzten. Laufkranz, ähnlich den für eine Turbine mit einzelnem nicht unterteilten Laufkranz vor dem vorerwähnten Auspuff, ist in diesem Falle ebenfalls vorteilhaft.

In der Zeichnung zeigt Abb. 1 eine Turbine nach Art des Patentes 322194 mit einer vorteilhaften Form von sich erweiternde Kanäle bildenden Leitschaufeln zur teilweisen Wiederumsetzung der Geschwindigkeit in Druck bei dem in den Auspuff tretenden Dampf, gemäß der Erfindung, während Abb. 2 und 3 Schnitte nach II-II und¹ III-III der Abb. ι sind. Abb. 4 zeigt eine Turbine mit einer Anordnung zur Wiederumsetzung der Gescbwindigkeitsenergie des aus einem innengelegenen Teil nur des letzten Laufkranzes austretenden Dampfes, während Abb. 5 ein Schnitt nach V-V in Abb. 4 ist.

In Abb. ι gelangt der Dampf in das Auspuffgehäuse 6 aus den Außenkränzen der Laufräder 7, 8 und 9 und aus dem ganzen letzten Laufrad 10. Ein Kranz fester Leitsciiaufeln 11 ist gegenüber dem Außenkranz des Laufrades 7 angeordnet, welcher, wie aus Abb. 2 ersichtlich, untereinander sich erweiternde Kanäle bildet, durch die der aus 7 nach 6 tretende Dampf hindurch muß. Diese festen Leitschaufeln 11 sind außen von einer Ringwand 12 umgeben, die zweckmäßig mit der begrenzenden Ringwand 13 durch die Leitschaufeln für die Laufschaufeln 8 zu einem Stück verbunden ist. Entsprechende feste Leitschaufeln 14 an der Ringwand 15 für die Laufschaufeln 9 sind von einer Ringwand 16 umgeben, um, wie Abb. 3 zeigt, sich erweiternde Kanäle für den. dort austretenden Dampf vor seinem Eintritt in das Auspuffgehäuse 6 zu bilden.

Ähnliche kanalbildende Leitschaufeln könnten auch für den Austritts dampf des äußeren Teilkranzes des Laufrades 9 vorgesehen sein. Da aber die Austrittsgeschwindigkeit des

Dampfes aus den Laufkränzen 7 und 8 in der Regel größer ist als die aus den Laufkränzen 9 und 10, so· genügen im allgemeinen die Geschwindigkeit umsetzenden Erweiterungskanäle für 7 .und 8 dafür, daß die Gesamtmenge des'Dampfes aus allen Laufrädern 7, 8, 9 und 10 beim Eintritt in das Auspuff gehäuse annähernd gleich ist.
In den Abb. 4 und 5 ist am Auspuffgehäuse 6 eine Trommel 18 mit festen von einer Ringwand' 19 umgebenen Leitschaufeln 17 befestigt. In diesem Falle haben die Leitschaufeln 17 eine solche Höhe (in radialer Richtung), daß nur der aus dem inneren Teil-

!5 kranz des letzten Laufrades 20 durch die zwischen 17, 18 und 19 gebildeten, sich erweiternden Kanäle hindurchströmen muß.

Da die Umfangsgeschwindigkeit des. Innenteils des inneren Teilkranzes des Laufrades 20 kleiner ist als die des äußeren Teils desselben Rades, so ist die Geschwindigkeit des aus dem Innenteil austretenden Dampfes höher als die des außen austretenden Dampfes. Die größere Geschwindigkeitsenergie des aus dem inneren Teil des Laufrades 20 austretenden Dampfes wird nun durch! die, wie beschrieben, gebildeten, sich enveiternden Kanäle teilweise in Druckenergie umgesetzt, mit dem Ergebnis, daß der Dampf beim Austritt in das Auspuffgehäuse 6 einerseits aus dem Außenteil des Laufrades 20 und anderseits aus dem feststehenden Leitschaufelkranz 17 annähernd dieselbe Geschwindigkeit hat. Der absolute Druck unmittelbar hinter dem Laufkranz 20 ist im Innenteil niedriger als im Außenteil, es ist daher, um ein Lecken oder andere Unzuträglichkeiten zu vermeiden, angezeigt, den Innen- und Außenteil des Laufkranzes 20 durch Teilstege 21 zu unterteilen und Ringstreifen 22 vorzusehen, um, zwischen den Teilstegen 21 und der Wand 19 ein kleines Spiel zu erhalten.

Die an Hand der Abb. 4 und S beschriebenen, sich erweiternden Kanäle sind mit Vorteil nicht allein bei Turbinen mit nur einem Laufschaufelkranz, aus dem der Dampfaustritt in den Auspuff erfolgt, anwendbar, sondern auch in Verbindung mit dem letzten Laufrad von'Turbinen mit Dampfaustritt in den Auspuff aus einer Mehrzahl von Lauf rädern, wie beispielsweise der nach Abb. i. ■

Durch die Hinzufügung solcher Kränze von Leitschaufeln, Düsen oder sich erweiternder Kanäle wird die Austritts energie des Dampfes unmittelbar nach dem Austritt aus dem oder den in den Auspuff führenden Laufrad oder -rädern und ehe der Eintritt ins Auspuffgehäuse oder die Auspuffkanäle erfolgt, teilweise in Druck umgesetzt.

An .und für sich ist es bekannt, Mittel zur teilweisen Wiederumsetzung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie von aus der Turbinenbeschaufelung in den Auspuff tretendem Dampf vorzusehen, demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, daß die Anordnung so getroffen ist, daß der Dampf aus allen Beschaufelungsteileni mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit in den Auspuff gelangt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Achsialdampfturbine mit Leitschaufeln, Düsen oder sich erweiternden Kanälen zur teilweisen Wiederumsetzung der Geschwindigkeitsenergie des gesamten Dampfes oder eines Teils desselben in Druckenergie beim Austritt aus einem oder mehreren Laufrädern in den Auspuff, dadurch gekennzeichnet, daß diese Leitschaufeln, Düsen oder Erweiterungskanäle so ausgebildet oder angeordnet sind, daß der Dampf aus jedem Teil der Beschaufelung mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit in den Auspuff eintritt.

2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformmittel, durch die der Dampf aus den inneren Schaufelkränzen geht, so gestaltet sind, daß sie einen größeren Verhältnis- go anteil von Geschwindigkeit in Druck umwandeln, als. diejenigen, durch welche der Dampf aus den äußeren Schaufelkränzen strömt.

3. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformmittel für den aus dem inneren Schaufelkranz austretenden Dampf nur für das letzte Laufrad vorgesehen sind'.

4. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Verbindung mit einem oder mehreren Laufrädern, die dem Hochdruckende der Turbine näher liegen, vorgesehenen Umformmittel so gestaltet sind, daß sie einen größeren Verhältnisanteil der Geschwindigkeit des Dampfes in Druck wieder umsetzen als die in-Verbindung mit den vom Hochdruckende entfernter liegenden Laufräder.

5. Dampfturbine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformmittel nur in Verbindung mit den zunächst dem Hochdruckende der Turbine gelegenen nach dem Auspuff führenden Laufrädern vorgesehen sind.

Hierzu j Blatt Zeichnungen.