DE569022C - Condensation steam turbine for large amounts of exhaust steam - Google Patents
Condensation steam turbine for large amounts of exhaust steamInfo
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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
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
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Description
Die Hauptschwierigkeit beim Bau von Dampfturbinen großer Leistung mit Ausnutzung hoher Luftleeren besteht in der außerordentlich großen Mengenzunahme des Dampfes am Ende seiner Entspannung. Die Größe der Räder und Schaufehl ist durch die zulässigen Beanspruchungen begrenzt. Der Dampf muß diese Räder daher mit großer axialer Geschwindigkeit durchströmen, welche beträchtliche Austrittsverluste verursachen. Durch verschiedene Mittel ist bisher versucht worden, diese Verluste zu vermindern und die größtmögliche Leistung einer Turbine gegebener Drehzahl zu erhöhen.The main difficulty in building large capacity steam turbines with utilization high evacuation consists in the extraordinarily large increase in the amount of steam at the end of its relaxation. the The size of the wheels and the shovel is limited by the permissible loads. Of the Steam must therefore flow through these wheels at a high axial speed, which cause considerable exit losses. Attempts have been made so far by various means been to reduce these losses and the highest possible performance of a turbine given Increase speed.
Ein bekannter Weg ist in Abb. 1 dargestellt. Er besteht darin, daß man den Dampf in einer der letzten Stufen durch besondere ringförmige Trennwände in Teile zerlegt, die sich in verschiedenem Maße und aus einer Mehrzahl von Rädern unter Arbeitsleistung auf Kondensatordruck entspannen. Ein Nachteil dieser Anordnung liegt in der umständlichen Anordnung der Leit- und Laufschaufeln 3 und 4, die im allgemeinen beidseitig der Trennringe verschiedene Querschnitte aufweisen. A well-known way is shown in Fig. 1. It consists in getting the steam In one of the last stages, the to varying degrees and from a plurality of wheels under work performance release to condenser pressure. A disadvantage of this arrangement is that it is cumbersome Arrangement of the guide and rotor blades 3 and 4, which generally have different cross-sections on both sides of the separating rings.
Eine andere Art, die Austrittsverluste zu vermindern, besteht in der Aufteilung des Dampfstromes in verschiedene vollständig getrennte Flüsse, die unter Arbeitsleistung auf Kondensatordruck entspannt werden. Solche Turbinen bilden eine besondere Klasse hochwertiger, jedoch auch entsprechend teurer Turbinen (größere Baulänge usw.).Another way of reducing leakage losses is by dividing up the Steam flow in different completely separate rivers, which under work on The condenser pressure can be released. Such turbines form a special class of high-quality, but also correspondingly more expensive turbines (longer overall length, etc.).
Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, um mit wesentlich einfacheren und billigeren Mitteln einen Teil der Dampfaustrittsverluste zu ersparen. Die Erfindung besteht darin, daß der abgezweigte Dampf strom (10 bis 30 0/0 der durch die Turbine strömenden Dampfmenge) auf dem Wege zum Abdampfraum durch eine öffnung abgeführt wird, deren Gesamtquerschnitt so bemessen ist, daß die abgezweigte Dampfmenge vom Druck der abzuführenden Menge auf den Druck des Abdampfes gedrosselt wird. Dieser Weg erscheint zunächst unwirtschaftlich. Es soll daher zunächst an Hand einer einfachen Rechnung der Nachweis der Wirtschaftlichkeit erbracht werden.The present invention shows a way to get around with much simpler and cheaper Means to save part of the steam leakage losses. The invention consists in that the branched off steam flow (10 to 30 0/0 of that flowing through the turbine Amount of steam) is discharged through an opening on the way to the exhaust steam chamber, whose overall cross-section is dimensioned so that the amount of steam branched off from the pressure of the amount to be discharged is throttled to the pressure of the exhaust steam. This way appears initially uneconomical. It should therefore first be based on a simple calculation evidence of economic viability must be provided.
G sei die gesamte sekundliche Dampfmenge, (ß · G) sei die entnommene Dampfmenge, folglich (ι — a) G die noch durch die letzte Stufe fließende Dampf menge; A0 sei das in der letzten Stufe verarbeitete Wärmegefälle; η sei der Wirkungsgrad der letzten Stufe. Durch die Dampfentnahme entsteht ein Leistungsausfall = 4,18 (ß«G) A0 · η. Demgegenüber steht ein Leistungsgewinn durch Verminderung der Austrittsverluste, den wir folgendermaßen rechnen: Im sei der Austrittsverlust aus der letzten Stufe in Wärmeeinheiten pro Kilogramm durchströmenden Dampf. Er ist proportional dem Quadrat der Let G be the total secondary amount of steam, (ß · G) be the amount of steam withdrawn, hence (ι - a) G be the amount of steam still flowing through the last stage; A 0 is the heat gradient processed in the last stage; Let η be the efficiency of the last stage. The removal of steam results in a loss of power = 4.18 (ß «G) A 0 · η. On the other hand, there is a gain in performance by reducing the outlet losses, which we calculate as follows: Im is the outlet loss from the last stage in heat units per kilogram of steam flowing through. It is proportional to the square of the
Austrittsgeschwindigkeit. Bei verminderter Dampfmenge ist daher der Austrittsverlust pro Kilogramm Dampf im Verhältnis derExit speed. If the amount of steam is reduced, there is therefore a loss of exit per kilogram of steam in the ratio of
Die Verluste in Kilowatt betragen somit Quadrate der Dampfmenge vermindert und beträgt somit (i —a)2ha. The losses in kilowatts are reduced to the squares of the amount of steam and are therefore (i - a) 2 ha.
ohne Entnahme 4,18'G-ha, without removal 4.18 G-ha,
mit Entnahme 4,18 - (1 — a) G ■ (1 —- «)2 ha = 4,18 G (1 — a)3 ha, with removal 4.18 - (1 - a) G ■ (1 --- «) 2 ha = 4.18 G (1 - a) 3 ha,
somit der Leistungsgewinn = 4,18 G · ha [1—(1 — a)3]. Ist z. B. G = 20 kg/Sek., a = 0,1, A0 = 20 WE/kg, η = o,8, ha = 8 WE/kg, so beträgt derthus the gain in output = 4.18 G · ha [1- (1 - a) 3 ]. Is z. B. G = 20 kg / sec., A = 0.1, A 0 = 20 WE / kg, η = 0.8, ha = 8 WE / kg, then the
Leistungsgewinn 4,185 · 20 · 8 (1 — ο,α.3) = i82 kW,Power gain 4.185 20 8 (1 - ο, α. 3 ) = i82 kW,
Leistungsausfall 4,18 · 0,1 · 20 · 20 · 0,8 = 134 - ,Power failure 4.18 0.1 20 20 0.8 = 134 -,
Nettogewinn... = 48 kW.Net profit ... = 48 kW.
Daraus folgt, daß die Abführung dieser Dampfmenge ohne Arbeitsleistung und Ausnutzung des WärmegefälLes eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ohne Aufwendung von besonderen Einrichtungen, wie Doppelbeschauflung oder besonderer ringförmiger Trenn,- und Führungswände innerhalb der Beschauflung, ergibt. Dies gilt für Dampfmengen von. 10 bis 30 o/o der Gesamtmenge. Abb. 2 zeigt an einem Beispiel die Verwirklichung des Erfindungsgedankens. 1 stellt das Abdampfgehäuse einer Niederdruckturbine dar, 2 deren Läufer; 3 sind Leitschaufein, 4 Laufschaufeln; 5 ist ein Kanal, durch den der entnommene Dampf in das Abdampfgehäuse gelangt; 6 ist eine Drosselstelle, durch die die Entnahmemenge bestimmt wird; 7 ist ein leicht auswechselbarer oder auch verstellbarer Ring, mit dem man die Aus- . trittsöffnung verändern kann, um die Entnahme den jeweiligen Vakuumverhältnissen anzupassen. Die Leit- und Laufschaufeln unterscheiden sich von normalen Turbinenschaufeln höchstens durch ihre Winkelstellung. Sie können jedoch in genau gleicher Weise hergestellt werden.It follows that the removal of this amount of steam without work and utilization of the heat gradient results in an increase in economic efficiency without the use of special facilities, such as double blading or special annular dividing and guide walls within the blading. This applies to amounts of steam of. 10 to 30 o / o of the total. Fig. 2 shows an example of the implementation of the concept of the invention. 1 represents the exhaust steam casing of a low-pressure turbine, 2 its rotor; 3 are guide vanes, 4 are blades; 5 is a channel through which the extracted steam enters the exhaust case; 6 is a throttle point by which the withdrawal amount is determined; 7 is an easily exchangeable or adjustable ring with which you can can change the opening in order to adapt the removal to the respective vacuum conditions. The guide and rotor blades differ from normal turbine blades at most in their angular position. However, they can be made in exactly the same way.
In den üblichen Dampfturbinenbauarten arbeiten die langen Schaufeln der letzten Ent-Spannungsstufen ihrer Länge nach mit ungleichmäßiger Umfangs- und Dampfgeschwindigkeit. Infolgedessen entstehen am Ende der Stufe auf verschiedenen Durchmessern verschiedene Drücke. Dem schädlichen Einflüsse dieser ungleichmäßigen Drücke sucht man in bekannter Weise durch Verdrillen der Schaufeln entgegenzuwirken. In einer Turbine gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Abnahme des Druckes von innen nach außen, und zwar dort, wo ein Teil des Dampfes zur Drosselung entnommen wird, nützlich, denn sie vermindert den Drosselverlust. Man wird also die Schaufel so verwinden, daß eine Druckabnahme von innen nach außen gewährleistet ist.In the usual steam turbine designs, the long blades of the last relaxation stages work along their length with uneven circumferential and steam speeds. As a result, at the end of the Stage at different diameters different pressures. The harmful influences These uneven pressures are sought in a known manner by twisting the blades to counteract. In a turbine according to the present invention there is a decrease of the pressure from the inside to the outside, namely where part of the steam to Throttling is removed, useful because it reduces the throttling loss. You will so twist the blade so that a pressure decrease from the inside to the outside is guaranteed is.
Die Mittel zu diesem Zwecke sind die denkbar einfachsten: Es genügt nämlich, die voider Entnahmestelle liegenden Schaufelreihen nicht oder weniger zu verwinden, als es die normale Turbine erfordern würde. Die äußeren Schaufelteile verarbeiten dann entsprechend ihrer höheren Umfangsgeschwindigkeit selbsttätig ein größeres Gefälle. Als wesentlicher Unterschied gegenüber bekannten Ausführungen ist zu erwähnen, daß diese Gefällverteilung ohne Hilfe von irgendwelchen ringförmigen, in der Beschauflung angeordneten Trenn- und Führungswänden bewerkstelligt wird.The means for this purpose are the simplest imaginable: it is sufficient to use the voider Not to twist the rows of blades lying on the extraction point, or less to twist than the normal turbine would require. The outer blade parts then process accordingly their higher peripheral speed automatically creates a greater gradient. As essential The difference to known designs is that this gradient distribution accomplished without the help of any ring-shaped partition and guide walls arranged in the blading will.
Die Dampf entnahme braucht nicht auf den Übergang zur letzten Stufe beschränkt zu sein. Es wird in vielen Fällen vorteilhaft sein, den Dampf in mehreren Stufen zu !entnehmen, wie beispielsweise in Abb. 3 dargestellt ist. Die Bezeichnungen dieser Abbildung stimmen mit ' denen in Abb. 2 überein.The steam extraction need not be limited to the transition to the last stage. In many cases it will be advantageous to extract the steam in several stages, such as is shown for example in Fig. 3. The designations in this figure agree with ' correspond to those in Fig. 2.
Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1930A0020330 DE569022C (en) | 1930-12-31 | 1930-12-31 | Condensation steam turbine for large amounts of exhaust steam |
FR728859D FR728859A (en) | 1930-12-31 | 1931-12-28 | Condensing steam turbine for large volumes of exhaust steam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1930A0020330 DE569022C (en) | 1930-12-31 | 1930-12-31 | Condensation steam turbine for large amounts of exhaust steam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE569022C true DE569022C (en) | 1934-02-17 |
Family
ID=6568242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930A0020330 Expired DE569022C (en) | 1930-12-31 | 1930-12-31 | Condensation steam turbine for large amounts of exhaust steam |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE569022C (en) |
FR (1) | FR728859A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5975606A (en) * | 1996-08-29 | 1999-11-02 | Lear Donnelly Overhead Systems, L.L.C. | Grip handle assembly and method of assembling same |
-
1930
- 1930-12-31 DE DE1930A0020330 patent/DE569022C/en not_active Expired
-
1931
- 1931-12-28 FR FR728859D patent/FR728859A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5975606A (en) * | 1996-08-29 | 1999-11-02 | Lear Donnelly Overhead Systems, L.L.C. | Grip handle assembly and method of assembling same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR728859A (en) | 1932-07-12 |
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