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Einrichtung zur Entwässerung von Dampfturbinen mit radial und axial
beaufschlagten Beschaufelungen Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dampfturbinen,
die im Hochdruckteil radial und im Niederdruckteil axial beaufschlagt sind.
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Wenn eine solche Turbine in Tätigkeit ist, wird den radial beaufschlagten
Schaufeln Dampf in der Nähe der Turbinenwelle zugeführt, welcher in radialer Richtung
nach außen durch die Beschaufelung strömt, wobei letztere Energie aufnimmt. Wenn
der Dampf von der radial zur axial beaufschlagten Beschaufelung überführt wird,
ist sein Druck und seine Temperatur in hohem Grade herabgesetzt, weshalb der Dampf
einen bedeutenden Feuchtigkeitsgehalt in der Form von Wasser-oder Feuchtigkeitsteilchen
besitzt, welche, falls sie nach der axial beaufschlagten Beschaufelung überführt
werden, Schaden verursachen.
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Es hat sich nämlich gezeigt, daß die äußeren Enden der Schaufeln des
axial beaufschlagten Teiles, nachdem sie während einiger Zeit in Tätigkeit gewesen
sind, Abnutzungen aufweisen, die durch die in dem feuchten Dampf vorkommenden Feuchtigkeitsteilchen
oder durch das darin vorkommende Wasser entstanden sind, wenn die bezeichneten Teilchen
oder das Wasser durch die Beschaufelung hindurchgeströmt sind. Früher ist vorgeschlagen
worden, den Dampf aus dem Raume zwischen der radial und der axial beaufschlagten
Beschaufelung fortzuleiten, indem das diesen Raum umgebende Gehäuse mit Löchern
versehen war, durch die der feuchte Dampf infolge der Fliehkraft in den Turbinenauslaß
ausgeschleuder t wurde. Man hat auch vorgeschlagen, den feuchten Dampf abzuzapfen
und denselben z. B. zum -Vorwärmen auszunutzen. Diese Anordnungen haben jedoch den
Verschleiß der Schaufeln an den äußeren Enden nicht abstellen können. Es hat sich
nämlich nicht als möglich erwiesen, die notwendigen Löcher derart anzubringen, daß
der feuchte Dampf gänzlich am Hindurchströmen durch die Beschaufelung gehindert
wird.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, die für die Beschaufelung schädlichen
Feuchtigkeitsteilchen aus dem Dampf auszuscheiden, und besteht darin, daß die axial
beaufschlagten Leit- und Laufbeschaufelungen durch die Form ihrer von der Mitte
der Turbine aus gerechnet äußeren Teile oder infolge Anordnung der Leitschaufeln
zu den äußeren Teilen der Laufschaufeln feuchten, aus dem Raum zwischen der radial
beaufschlagten Beschaufelung und der axial beaufschlagten Leitschaufeln kommenden
Dampf von den axial beaufschlagten
Laufschaufeln ablenken, so daß
der feuchte Dampf an. diesen Laufschaufeln vorbeiströmt.
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Die Erfindung ist in einigen Ausführungsformen auf den Zeichnungen
veranschaulicht, wo Abb. i ein radialer Querschnitt durch einen äußeren Teil einer
Turbinenbauart gemäß der Erfindung ist. Abb. 2 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen
in größerem Maßstabe.
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Bei den meisten dieser Ausführungsformen umfaßt eine Verlängerung
der äußeren Begrenzung des Durchgangs für den feuchten Dampf durch die Leitschaufeln
die Laufschaufeln der axial beaufschlagten Beschaufelung.
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In Abb. i bezeichnet i und 2 Turbinenscheiben, welche ineinander eingeführte
Schaufelringe 3 und 4 tragen. Die Turbinenscheiben i und 2 sind durch einen lenkbaren
Teil mit den Turbinenscheiben 5 und 6 verbunden, welche gleichfalls ineinander eingeführte
Schaufelringe 3a und ¢° tragen. Die Scheiben i bis 5 und 2 bis 6 nebst den durch
dieselben getragenen Schaufelringen laufen nach entgegengesetzten Richtungen um.
Das Treibmittel wird in der Nähe der in der Abbildung nicht gezeigten Turbinenwelle
zugeführt und strömt zunächst durch die radial beaufschlagten Schaufeln 3 und 4
und 3a und .Ia und nachher durch eine axial beaufschlagte Beschaufelung, die teils
aus Leitschaufeln 7 und 7a und teils aus einem Kranz von Laufschaufeln 8 und 8a
besteht. Die Leitbeschaufelung ist mit einem bogenförmigen Teil 14. verbunden, welcher
mit dem Turbinengehäuse 12 vereinigt ist. Die Laufschaufeln 8 und 8a sind mit den
Turbinenscheiben 5 und 6 fest verbunden und drehen sich in derselben Richtung wie
die letzteren.
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Der von der radial beaufschlagtenBeschaufelung kommende Dampf kann
einen Feuchtigkeitsgehalt in der Form von kleinen Flüssigkeitsteilchen haben. Wenn
sich solcher Dampf im Raume 9 befindet, werden diese Teilchen durch die Fliehkraft
in die äußeren Teile dieses Raumes hinausgeschleudert. Solcher feuchter Dampf kommt
somit in der Leitbeschaufelung hauptsächlich in seinen äußeren Teilen vor und wird
den äußeren Teilen der Laufschaufeln der axial beaufschlagten Beschaufelung zugeführt,
wobei die früher erwähnten Übelstände entstehen. Um die Feuchtigkeit dieses Dampfes
zu vermindern, sind Vorkehrungen zum Anzapfen im Teile 14 getroffen worden zum Zweck,
das Wasser aus dem Dampf abzuleiten. Diese Maßnahmen haben. sich indessen nicht
als genügend wirkungsvoll erwiesen, da der Dampf beim Durchgang durch die äußeren
Teile der Leitbeschaufelung immer noch feucht war. Gemäß der Erfindung soll der
geschilderte Zweck dadurch erreicht werden, daß der durch die äußerenTeile derLeitbeschaufelung
strömende Dampf radial außerhalb der Laufschaufeln 8 und 811 geleitet wird. Nach
der in Abb. i gezeigten Ausführungsform wird dieses dadurch erreicht, daß die radiale
Ausdehnung der Auslaßseite der Leitbeschaufelung größer ist als dieselbe Ausdehnung
der Einlaufkante der Laufschaufeln der axial beaufschlagten Beschaufelung. Feuchter
Dampf kann somit an den Laufschaufeln in der Richtung des Pfeiles io vorbeiströmen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 ist die Leitschaufel? durch Schweißen
bei 13 an einem Schaufelkopf 16 befestigt und mittels des Teiles 17 mit dem die
Leitbeschaufelung tragenden Teile 14. fest verbunden. Der feuchte Dampf aus den
Leitschaufelkanälen bei 18 strömt in der Richtung des Pfeiles über den Schaufelkopf
2o und gelangt in den Auslaß der Turbine, ohne durch axial beaufschlagte Laufschaufeln
zu strömen. Eine radial verlaufende Kante 2i des Laufschaufelkopfringes gibt dem
Dampf :eine radiale Richtung nach dem Auslaß der Turbine.
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Die Verlängerung i9 der äußeren Begrenzung 16a umfaßt bei dieser Ausführungsform
die Schaufeln B.
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In Abb.3 haben sowohl die äußere Begrenzung der Leitbeschaufelung
als der Kopf 2o der Laufschaufel eine kegelige Form. Auch hier geht derjenige Teil
des Dampfes, der feucht ist, durch die Leitbeschaufelung bei 18 und in der Richtung
des Pfeiles außerhalb an den Laufschaufeln 8 vorbei.
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Bei den gezeigten Ausführungsformen haben die Eintrittskanten der
Laufschaufeln eine geringere radiale Ausdehnung als die Austrittskanten der Leitschaufeln.
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In Abb.4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der dieses Verhältnis
nicht vorhanden ist, aber der feuchte Dampf trotzdem in der Pfeilrichtung außerhalb
der axial beaufschlagten Laufschaufel 8 strömt. Jedoch umfaßt in dieser Ausführungsform
wie auch in den früher beschriebenen Ausführungsformen die Verlängerung i9 der äußeren
Begrenzungsfläche 1611 die Schaufeln 8 mit dem angehörigen Teile 20.
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In Abb. 5 und 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei
welcher die Eintrittskante der Laufschaufel 8 eine größere radiale Ausdehnung hat
als die Austrittskante der Leitschaufel?. Bei dieser Ausführungsform wird der überragende
Teil der Laufschaufel mittels einer Lippe oder eines Schirmes 23 abgeschirmt, welcher
den feuchten Dampf verhindert, in den äußeren Teil der Laufschaufel 8 zu gelangen.
Statt dessen strömt der feuchte Dampf in der Pfeilrichtung
an dem
äußeren Teil der Laufschaufel 8 vorbei.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 5 ist die Lippe 23 an der
Laufschaufel 8, in Abb. 6 dagegen an der Leitschaufel 7 befestigt.
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In Abb. 7 und 8 sind Ausführungsformen gezeigt, bei denen der äußere
Teil 24 des Leitschaufelapparates mit Löchern versehen ist, durch welche ein Durchgang
18 für den feuchten Dampf in solcher Weise entsteht, daß derselbe außerhalb an der
axial beaufschlagten Laufschaufel vorbeiströmt. In Abb. 7, in der die Laufschaufel
8 länger als die Leitschaufel dargestellt ist, ist die Ausführungsform mit einem
Schirm 23 vereinigt, welcher den Dampf zwingt, außerhalb der Schaufel 8 vorbeizuströmen.
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Bei allen Ausführungsformen sind sowohl die Leitschaufeln als die
Laufschaufeln den Zeichnungen nach an ihren Köpfen festgeschweißt, und somit können,
falls Abschirmung erforderlich ist, die Schirme im Zusammenhang mit dem Schweißen
der Schaufeln geschweißt werden, und zwar entweder an den Laufschaufeln oder an
den Leitschaufeln.