DE397529C - Dampf- oder Gasturbine mit geteiltem Treibmittelstrom - Google Patents

Description

Bei Doppelenderturbinen wird häufig die Hochdruckstufe in der Mitte der Maschine zwischen zwei Niederdruckteilen angeordnet, die je für die Hälfte der den gemeiusag men Hochdruckteil durchströmenden Dampfinenge ausgebildet sind. Im allgemeinen ist der Hochdruckteil mit Gleichdruckschaufcln und sind die Niederdruckteile mit Überdruckschaufeln ausgestattet. Ist im Hochdruckteil Geschwindigkeitsabstufung vorgesehen, so müssen sämtliche Hochdruckdüsen auf derselben Seite des Hochdruckrades untergebracht werden. Der gesamte den Hochdruckteil verlassende Dampf gelaugt auf die der

_l;j Üüseuseite gegenüberliegende Seite des Hochdriickrades. Sind die anschließenden beiden Xiederdruckteile für gleiche Dampf mengen ausgebildet, was mit Rücksicht auf die Entlastung der Lager von achsial gerichteten Dampfschüben die Regel bildet, so muß der in diesen Raum mit der Auslaßgeschwindigkeit der Hochdruckstufe übertretende Danipfstroin in zwei gleiche Teile zerlegt werden. Die eine Hälfte des Dampfes kann —

₂g hinsichtlich ihrer achsialen Fortbewegung — in gleicher Richtung weiterströmen, um die benachbarte Niederdruckschaufelung zu beaufschlagen. Die andere Hälfte des Dampfes muß die andere Niederdruckschaufelung be-

O₀ aufschlagen, also auf die andere Seite des Radraumes, auf welcher die Hochdruckdüsen angeordnet sind, zurückgelangen. Diese Dampfmenge muß also — achsial gesehen — ihre Richtung umkehren. Der Dampf hat natürlich das Bestreben, seine Richtung beizubehalten, besonders wenn die Austrittsgeschwindigkeit aus der Hochdruckstufe erhebliche Werte annimmt, z. B. bei verminderter Belastung der Turbine; der erstgenannte Niederdrücktet! wird infolgedessen durch den Dampfstrom vor dem anderen Niederdruckteil bevorzugt werden. Der zu dem dem Hochdruckdüsenkranz benachbarten Niederdruckteil führende Dampf weg, in dem örtliche Verengungen durch die Hochdruckdüsen nicht ganz vermieden werden können, weist größere Widerstände, also bei gleichen Dampfgeschwindigkeiten einen größeren Druckabfall auf als der andere Dampf-

go weg. Da der Dampf den Weg geringsten Widerstandes vorzieht, wird trotz gleicher Bemessung beider Niederdruckteile der den Hochdruckdüsen benachbarte Niederdruckteil von einer kleineren Dampfmenge durchströmt werden als der andere Niederdruckteil. Zur Erzielung völliger Entlastung der Maschine von achsial gerichteten Drücken und zur Gewährleistung der günstigsten der Berechnung zugrunde liegenden Expansion.s- und Geschwindigkeitsvorgänge in den Niederdruckstufen ist es jedoch erforderlich, die zuverlässige Unterteilung des Dampfes in die beiden Teilströme gleichen Dampfgewichtes zu erzwingen.

Gemäß vorliegender Erfindung soll die gewünschte Verteilung des Dampfes auf die beiden Niederdruckteile durch eine besondere Formgebung des Schaufelkanales am Übergang vom Hochdruckteil zu den Niederdruckteilen herbeigeführt werden. Während der Dampfweg zwischen dem Hochdruckteil und dem ilen Hochdruckdüsen benachbarten Niederdruckteil mit tunlichst großem Onerschnitt ausgestattet wird, so daß die diesen Niederdruckteil beaufschlagende Dampfmenge, die — achsial gesehen — ihre Richtung umkehren muß, auf ihrem Weg einen möglichst geringen Druckabfall erleidet, erhält der auf der anderen Seite des Hochdruckrades verlaufende Dampfweg ohne achsiale Richtungsumkehr eine derartige Verengung, daß jeder Dampfteilstrom auf dem Weg zwischen der letzten Lauf reihe des Hochdruckrades und der ersten Leitreihe des Niederdruckteiles—gleichgültig, ob des rechten oder des linken Niederdruckteiles —■ bei der gewünschten Verteilung der Dampfmenge auf beide Niederdruckteile den gleichen, an sich geringen Druckabfall erleidet.

Die Erfindung ist nicht nur bei Doppel· _go euderturbiuen verwendbar, sondern überall dort, wo innerhalb der Stufenfolge einer Turbine der Dampfstrom auf mehrere Schaufelgruppen verteilt wird. Sie besteht allgemein in einem Ausgleich der Widerstände, die «lie gs einzelnen Dampfströme auf ihren Wegen erleiden, so daß die gewünschte Verteilung des Dampfes auf die einzelnen Schaufelgruppen erfolgt. Die nachgeschalteten Schaufelstufen können natürlich auch in einer Melirzahl von Gehäusen untergebracht sein. Die ungefähre Größe der in den Kanälen geringeren Wider-

Claims (3)

897529 Standes erforderlichen Verengungen läßt sich nach den Gesetzen der Wärmemechanik berechnen; die Anordnung wird zweckmäßig so getroffen, daß die Verengung während des Betriebes an Hand von Druckmessungen in den Niederdruckteilen genau eingestellt werden kann. Die einmalige Einstellung gilt für alle Betriebsverhältnisse der Dampfturbine. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ίο sind von den,wesentlichen Teilen einer Doppelenderturbine das Hochdruckrad α und die Niederdrucktrommeln b und c dargestellt. Die beiden Trommeln tragen in den einander entsprechenden Stufen, die nach dem Überdruckig system arbeiten, Laufschaufeln von gleichem Profil und gleichen Abmessungen. Werden die beiden Trommeln von gleich großen Dampf mengen durchflossen, so heben sich die in ihnen erzeugten achsial gerichteten Schübe gegenseitig auf, so daß die Lager von achsial" gerichteten Kräften entlastet sind. Das Hochdruckrad α trägt zwei Schaufelkränze, die Hochdruckstufe arbeitet demnach mit zwei Geschwindigkeitsstufen. Die Dü- 2g «en d der Hochdruckstufe sind links vom Hochdruckrad α angeordnet. Der im Hochdruckteil auf einen Teildruck expandierte Dampf gelangt in den Raum e und soll von hier aus in zwei je die halbe Dampfmenge führenden Teilströmen die Trommelteile c und b beaufschlagen. Der zum Trommelteil c gelangende Dampfstrom findet einen verhältnismäßig einfachen Dampfweg mit geringen Widerständen vor (Pfeile). Der den Trommelteil b beaufschlagende Teilstrom f Pfeil y) muß seine Strömungsrichtung — achsial gesehen — umkehren und außerdem zwischen den einzelnen Düsensätzen hindurchgelangen. Auch wenn der Dampfweg y über seinen ganzen Verlauf mit großen Querschnitten ausgestattet ist, so verhindern doch die heim Durchströmen des Weges y in höherem Maße als beim Durchströmen des Weges χ auftretenden Widerstände die Unt er teilung der den Hochdruckteil verlassenden Dampfmenge in zwei gleiche Teilströme. Gemäß der Erfindung wird nun die Unterteilung in zwei gleiche Dampf ströme dadurch erzwungen, daß der Dampfweg χ eine Verengung erhält, die so bemessen ist, daß er von der gleichen Dampfmenge durchströmt wird wie der Dampfweg y. Zu diesem Zweck ist der Ring/ vorgesehen; durch die Schrauben g kann der Zwischenraum zwischen dem Ring/ und dem Hochdruckrad α während des Betriebes auf Grund von Druckmessungen in den Räumen zu beiden Seiten des Rades α oder in den Niederdruckschaufelun^en eingestellt werden. Diese Verstellung des Ringes / wirkt auf den Expansionsverlauf in der rechten Niederdruckschaufelung in dem Sinne ein, daß in entsprechenden Stufen bei- der Niederdruckteile bei Hindurchströmen der gleichen Dampfmenge gleiche Drücke herrschen. Durch Herbeiführung der Verengung entsteht ein Ausgleich in den Widerständen, die beide Dampfwege dem Hindurchströmen der gleichen Dampfmenge entgegensetzen, so daß der Druckabfall zwischen der letzten Laufreihe des Hochdruckteils einerseits und den beiden ersten Leitreihen der Nieder druckteile anderseits gleich groß ist. Der Dampf gelangt zu den beiden Trommelteile*i b und c mit gleichem Anfangsdruck, und die achsi'ale Entlastung wird weder durch einen einseitigen Überdruck auf das Hochdruckrad α noch durch einen überragenden Achsialdruck in einer der Niederdruckschaufelungen gestört. Ρλτεν τ-Ansprüche:

1. Dampf- oder Gasturbine, bei welcher der Dampf nach Verlassen einer Stufe auf zwei oder mehr Stufen verteilt wird, in denen er in Parallelschaltung weiterarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen zwischen vorgeschalteten und nachgeschalteten Stufen angeordneten Dampfwegen, die an sich von g₀ dem zugehörigen Dampf mengenteil mit geringeren Widerständen durchströmt werden, Verengungen vorgesehen sind, um infolge des dadurch herbeigeführten ,Ausgleichs der Widerstände in den Verbindungskanälen die beabsichtigte Verteilung der Dampfmenge auf die beiden parallel geschalteten Stufen zu erzwingen.

2. Dampf- oder Gasturbine nach Anspruch i, bei welcher der gemeinsame Hochdruckteil von zwei Niederdruckteilen umgeben ist, die zusammen die aus dem Hochdruckteil ausströmende Dampfmenge verarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Übergangskanal, in i_a$ welchem der Dampf die achsiale Richtung nicht umzukehren braucht, eine derartige Verengung erhält, daß die beiden Verbindungskanäle von den für sie vorgesehenen Dampfmengen mit gleichem Druckabfall durchströmt werden.

3. Dampf- oder Gasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalverengung so ausgebildet ist, daß sie während des Betriebes eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.