DE599042C - Einrichtung zur Verhuetung einer Wasserausscheidung an den Leitschaufeln von Dampfturbinen - Google Patents

Description

Die Verhütung der Erosion an Dampfturbinenschaufeln durch die im Verlauf der Entspannung sich bildende Feuchtigkeit, die sich schließlich in Form- von Flüssigkeitströpfchen an den Schaufeln ausscheidet und dort zerstörend wirkt, gehört zu den wichtigsten Aufgaben des Dampfturbinenbaues.

Bisher hat man, um eine gefahrbringende - Feuchtigkeitsbildung zu verhindern, dem Dampf entweder durch eine Zwischenüberhitzung außerhalb der Turbine oder auch durch eine Beheizung der Schaufeln Wärme zugeführt. Andere Vorschläge beschränken sich darauf, die sich bildenden Flüssigkeitströpfchen aufzufangen und abzuleiten. Schließlich hat man sich auch einfach damit begnügt, die Erosionsschäden durch Schaufeln mit besonderem Querschnitt oder durch die Verwendung eines besonderen erosionsfesten Schaufelbaustoffes zu vermindern.

Die Erfindung beschreitet demgegenüber einen neuartigen und einfachen Weg, indem unmittelbar zwischen den einzelnen Leitschaufeln oder den Leitschaufelträgern und dem Turbinengehäuse besondere wärmeisolierende Mittel vorgesehen sind. Sie geht dabei von dem Gedanken aus, daß jede der Leitschaufeln, physikalisch betrachtet, wie ein kalter Stab wirkt, den man in einen dampferfüllten Raum bringt. Bekanntlich schlagen sich hierbei sofort Wassertröpfchen an dem Stab nieder, selbst wenn der Dampf trocken oder sogar überhitzt ist. Dieser Vorgang der Wasserbildung spielt sich an den Leitschaufeln fortgesetzt ab, da sie infolge ihrer metallischen Verbindung mit dem Turbinengehäuse, das wiederum mit dem kalten Kondensator in Verbindung steht, eine geringere Temperatur haben als der Dampf an der Stelle, wo sie im Dampfstrom liegen. Infolge der fortgesetzten Wärmeableitung bleibt ihre Temperatur ständig geringer als die Dampftemperatur. Man hat es also immer mit einem gegenüber dem Dampf kalten Stab zu tun. Sobald man gemäß der Erfindung den Wärmefluß von den Schaufeln zum Turbinengehäuse unterbindet, nehmen die Schaufeln jeweils die entsprechende Dampftemperatur an, so daß die Wasserabscheidung an den Schaufeln verhindert wird.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Aufbau der Turbine bei der Durchführung der Erfindung keine grundlegende Abänderung zu erfahren braucht. Es sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen diese Forderung nicht erfüllt ist, bei denen die Leitschaufeln zwar so angeordnet sind, daß sie annähernd dieselbe Temperatur annehmen wie der Dampf, der sie umspült, bei denen aber die Leitschaufeln oder Leitschaufelträger an besonderen Körpern oder Trägern befestigt sind. Diese Ausführungsform, für die ganz andere Gesichtspunkte maßgebend gewesen sind als die, die der Erfindung zugrunde liegen, löst die vorliegende Aufgabe nur mit Mitteln, die praktisch ohne jede Bedeutung bleiben, weil sie zugleich mit einer grundlegenden Änderung des gesamten Aufbaues der Turbine eine beträchtliche Verteuerung mit sich bringen. Das gleiche gilt für An-

Ordnungen, bei „denen die Leitschaufeln nicht, wie üblich, fest eingesetzt · werden. Ferner sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen der Schaufelträger unter Zwischenfügung einer Einlage in das Gehäuse eingesetzt ist. Als Einlage ist jedoch nur die Verwendung von Packungen aus irgendeinem elastischen Baustoff, aber nicht die Verwendung eines wärmeisolierenden Baustoffes bekanntgeworden. Auch Metall ist bereits als Bettungsstoff für die Schaufeln benutzt worden. Alle diese Vorschläge nehmen also den Erfindungsgedanken, einen Wärmefluß von dem Arbeitsdampf an die Schaufeln und weiterhin an das Turbinengehäuse auf eine sichere und einfache Weise, also auch ohne eine grundlegende Änderung des gesamten Aufbaues der Turbine, durch Anordnung wärmeisolierender Mittel zwischen den Leitao schaufeln oder den Leitschaufelträgern und dem Turbinengehäuse zu unterbinden, nicht vorweg.

Bei der Durchführung des Erfindungsgedankens kann man übrigens auch unter Uma5 ständen davon absehen, wärmeisolierenden Baustoff zu verwenden, wenn man nämlich an den Stellen, an denen der Wärmefluß unterbunden werden soll, die Oberfläche mindestens eines der beiden in Verbindung tretenden Teile wirksam verkleinert. Schließlich kann man auch die wärmeisolierende Wirkung ruhender Gas- oder Dampf schichten in diesem Zusammenhang nutzbar machen.

In den Abbildungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Bei der Anordnung nach Abb. ι ist zwischen den Leitschaufeln i, 2 und 3 und dem Turbinengehäuse 4 wärmeisolierender Baustoff eingesetzt, der in vereinfachter Weise durch eine besonders starke Umrahmung der Leitschaufelfüße angedeutet ist.

Will man die Leitschaufeln nicht einzeln isolieren, so wählt man die Einrichtungen nach Abb. 2 oder 3. Diese unterscheiden sich von der nach Abb. 1 dadurch, daß der Leitschaufelträger als Ganzes durch wärmeisolierenden Baustoff von dem Turbinengehäuse isoliert ist. Zu diesem Zweck sind, wie Abb. 2 erkennen läßt, bei 5 und 6 wärnieisolierende Zwischenstücke eingefügt. Das Zwischenstück 6 kann dabei eine solche Gestalt haben, daß bei 7 ein geschlossener Raum entsteht. Man kann aber auch auf die Befestigung des Schaufelträgers bei 6 verzichten, so daß die in Abb. 3 dargestellte Einrichtung entsteht. Bei dieser steht der Raum 8 in Verbindung mit dem Raum 9· vor. der dargestellten Leitschaufelgruppe. Das Kondensat, das sich in dem Raum 8 etwa infolge einer Wärmeabgabe an das Gehäuse der Turbine bildet, wird zweckmäßig durch eine Entwässerung abgeleitet. An Stelle der Wasserabscheidung, die bisher an den Schaufelfüßen der Leitschaufeln infolge der Wärmeableitung durch das Turbinengehäuse eintrat, ist bei dieser Einrichtung die Wasserabscheidung also in den Raum 8 hinein verlegt, wo sie unschädlich ist.

Will man die Verwendung wärmeisolierenden Baustoffes vermeiden, so kann man zu der Ausführungsform greifen, die beispielsweise in Abb. 4 angedeutet ist. Wie aus dieser Darstellung zu entnehmen ist, ist der Schaufelträger an der Anlagestelle mit einer Aussparung 10 versehen, so daß nur eine kleine Ringfläche 11 zur Anlage kommt. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen den beiden in Verbindung stehenden Teilen, hier beispielsweise dem Schaufelträger und dem Turbinengehäuse, wesentlich vermindert. Zu dem gleichen Zweck kann man die Unterlegscheibe 12 in ähnlicher Weise ausgestalten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verhütung einer Wasserausscheidung an den Leitschaufeln von Dampfturbinen,*bei denen die Leitschaufeln oder Leitschaufelträger fest in das Turbinengehäuse eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar zwischen den einzelnen Leitschaufeln oder den Leitschaufelträgern und dem Turbinengehäuse besondere wärmeisolierende Mittel vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der die Leitschaufeln oder die Leitschaufelträger mit dem Turbinengehäuse in Berührung kommen, die Oberfläche mindestens eines der beiden in Verbindung stehenden Teile zur Unterbindung des Wärmeflusses wirksam verkleinert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbindung des WärmefLusses von dem Leitschaufelträger zum Turbinengehäuse die Isolierungswirkung einer ruhendenDampf- oder Gasschicht herangezogen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, da- no durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leitschaufelträger und dem Turbinengehäuse ein Totraum vorgesehen ist, der mit einem Raum vor der Leitschaufelgruppe des Leitschaufelträgers in Verbindung steht.

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