DE492308C

DE492308C - Dampfturbinenstufe mit Geschwindigkeitsabstufung und leichter UEberdruckwirkung

Info

Publication number: DE492308C
Application number: DEF54566D
Authority: DE
Original assignee: GEORG FORNER DR ING
Current assignee: GEORG FORNER DR ING
Priority date: 1923-08-17
Filing date: 1923-08-17
Publication date: 1930-02-19

Description

Dampfturbinenstufe mit Geschwindigkeitsabstufung und leichter Überdruckwirkung Es ist bekannt, Dampfturbinenstufen mit Geschwindigkeitsabstufung (Curtis-Stufen) derart auszuführen, daß der Dampf in den Düsen noch nicht auf den hinter der Beschaufelung herrschenden Gegendruck entspannt wird und daß der Rest des Entspannungsvorganges in der Beschaufelung vor sich geht. Bei solchen Stufen herrscht also im Spalt zwischen Düsen und Schaufeln ein Überdruck über den im Gehäuse herrschenden Druck. Infolge dieses Überdruckes wird ein Teil des aus den Düsen ausströmenden Dampfes arbeitslos in den Spalt abströmen. Diese Undichtheit wird sowohl in radialer als auch in der Drehrichtung stattfinden. Bezüglich der Undichtheit in radialer Richtung sind bereits Vorschläge zu ihrer Verringerung bekannt geworden. Bei der Undichtheit in der Drehrichtung kommt nur die vorderste und hinterste der vom Dampf durchströmten Düsen in Frage. Bei der in der Drehrichtung hintersten Düse wird die Undichtheit verhältnismäßig gering sein, weil bei ihr die Richtung des aus der Düse ausströmenden Dampfes und die Richtung des abströmenden Undichtigkeitsdampfes einander entgegengesetzt sind und weil der durch die Drehung des Rades in den Spalt mitgerissene Dampf der Umgebung der Undichtheit entgegenwirkt. Bei der vordersten Düse ist es dagegen umgekehrt, weshalb bei ihr die Undichtheit größer wird. Wenn, wie es meistens der Fall ist, die Curtis-Stufe als erste Turbinenstufe verwendet wird, wird fast immer eine Düsenregelungseinrichtung vorgesehen sein, so daß bei veränderten Betriebsverhältnissen eine verschiedene Anzahl von Düsen offen sein wird. Als erste der vom Regler zu öffnenden Düsen kann entweder die in der Drehrichtung vorderste oder hinterste Düse bestimmt werden; eine Vorrichtung zum Abdichten in der Umfangsrichtung kann aber nur bei einer solchen Düse angebracht werden, die ständig vom Dampf durchströmt wird und sich an einem Ende des Düsenabschnittes befindet, also bei der vom Regler zuerst geöffneten Düse.
Gemäß der Erfindung ist die vom Regler zuerst geöffnete Düse die in der Drehrichtung vorderste und ist für derartige Entspannungsverhältnisse ausgeführt, daß der Dampf in ihr ganz oder fast ganz auf den Gegendruck der Stufe entspannt wird. Die vorderste Düse wird deswegen gewählt, weil bei ihr die Undichtheit größer als bei der hintersten Düse ist. Wenn der Dampf in der vordersten Düse ganz oder fast ganz auf den Druck der Umgebung entspannt ist, liegt für ihn keine Veranlassung vor, teilweise in den Spalt abzuströmen, er fließt also vollständig durch die Beschaufelung hindurch und verhindert auch eine Undichtheit der darauffolgenden Düsen in der Umfangsrichtung. Gemäß der Erfindung erreicht man dies dadurch, daß man die radiale Endhöhe der Düsen verringert, so daß ihr Dampf ohne Stauung durch die von ihm beaufschlagten Schaufeln strömen kann. Allerdingb wird der Wirkungsgrad dieses Dampfes gegenüber dem aus den anderen Düsen ausströmenden Dampf verringert. Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch verkleinert, daß man den Austrittsquerschnitt der vordersten Düse kleiner als den der darauffolgenden Düsen macht. Es empfiehlt sich dabei, den Querschnitt so zu wählen, daß der Dampf der vordersten Düse höchstens zwei Schaufelkanäle gleichzeitig beaufschlagen kann. Man erreicht dies dadurch, daß man die lichte Austrittsbreite der Düse in der Umfangsrichtung höchstens gleich der Schaufelteilung macht. Meistens wird der aus der vordersten Düse ausströmende Dampf wegen der stärkeren Entspannung von der Richtung der Düsenachse abgelenkt werden; es empfiehlt sich deshalb, dieser Düse einen. kleiner-en Wfie.-kel als den übrigen zu geben, um wieder einen nahezu stoßfreien Eintritt zu erhalten. In gewissen Fällen ist dies jedoch nicht nötig, insbesondere dann, wenn auch bei abgelenktem Dampfstrahl infolge der höheren Ausflußgeschwindigkeit ein nahezu stoßfreier Eintritt stattfindet. Es ist aber in diesem Falle die Wandstärke zwischen der vordersten und der zweiten Düse so stark zu wählen, da.ß sich die Ausflußstrablen der beiden Düsen erst in unmittelbarer Nähe der Schaufeleintrittskante treffen, damit ein störender Einfluß der beiden Strahlen aufeinander vermieden wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß an der vordersten Spitze des Düsenabschnittes, wo die Undichtheit bei Spaltüberdruck am größten wäre, fast kein arbeiitsloses Abströmen von Dampf in den Spalt stattfindet und daß die Aufrechterhaltung des Spaltüberdruckes bei richtig gewählten Schaufelabmessungen dadurch gewährleistet ist.
In der Zeichnung stellt Abb. i eine Vorderansicht auf die Austrittsöffnungen der Düsen dar, während Abb.2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i darstellt, wobei die erste Schaufelreihe 5 des Laufrades ebenfalls angedeutet ist. Die vorderste Düse ist mit i und die nachfolgenden mit 2, 3, 4 bezeichnet. Es ist deutlich zu erkennen, wie der Austrittsquerschnitt der vordersten Düse i kleiner gemacht worden ist als der der anderen Düsen. Auch ist der Winkel a, dieser Düse kleiner als der Winkel a2 der übrigen Düsen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfturbinenstufe mit Geschwindigkeitsabstufung und leichter Überdruckwirkung in den Schaufelkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Regler zuerst geöffnete Düse für derartige Entspannungsverhältnisse ausgeführt ist, daß der Dampf in ihr ganz oder fast ganz auf den Gegendruck der Stufe entspannt wird.
2. Dampfturbinenstufe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dievomRegler zuerst geöffnete Düse die in der Drehrichtung vorderste (i) ist.
3. Dampfturbinenstufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste Düse (i) kleinere Durchgangsquerschnitte als die übrigen Düsen erhält. q..
Dampfturbinenstufe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Endhöhe der vordersten Düse (i) kleiner als die der übrigen Düsen ist.
5. Dampf turbinenstufe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der vordersten Düse (i) in der Drehrichtung gleich oder kleiner als die Laufschaufelteilung ist.
6. Dampfturbinenstufe nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste Düse (i) einen kleineren Austrittswinkel (a,.) als die übrigen Düsen erhält.
7. Dampfturbinenstufe nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke zwischen der vordersten Düse (i) und der darauffolgenden Düse (2) so groß gemacht wird, daß die aus beiden Düsen ausströmenden Dampfstrahlen sich in unmittelbarer Nähe der Schaufeleintrittskanten treffen.