DE622204C - Einrichtung zum Auffangen der Feuchtigkeit in Dampfturbinen - Google Patents

Description

In Dampfturbinen mit weit getriebener Expansion des Dampfes, z. B. in radial beaufschlagten Turbinen mit zusätzlichen axial beaufschlagten Expansionsstufen, kondensiert immer ein Teil des Dampfes in den letzten Expansionsstufen. Die erzeugte Feuchtigkeit ist in mehrfacher Hinsicht sehr nachteilig. Das Wasser gibt zum Verrosten des Eisens Veranlassung und zerfrist es mit der Zeit. Ferner werden die auf den umlaufenden Teilen der Turbine sich sammelnden Wasserteilchen unter der Wirkung der Fliehkraft gegen die Leitschaufeln, Gehäusewände und sonstige Teile geschleudert, die dadurch ziemlich schnell zerstört werden. Auch wird der Wirkungsgrad durch die Feuchtigkeit beeinträchtigt, indem die Wasserteilchen durch den Dampf mitgerissen werden, der somit eines Teiles seiner Energie beraubt wird.

ao Es ist deshalb von großer Wichtigkeit, daß die Feuchtigkeit entfernt wird, ehe sich ihr die Gelegenheit bietet, schwere Beschädigungen zu verursachen.

Die Erfindung bezieht sich auf radial beaufschlagte Turbinen mit zusätzlichen axial beaufschlagten Expansionsstufen, in denen die letzte Expansion des Dampfes vor sich geht. Zweck der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, durch welche die in der radial beaufschlagten Beschaufelung sich bildende Flüssigkeit aufgefangen und abgeleitet wird, ehe sie in die axial beaufschlagten Expansionsstufen eintritt. Zu diesem Zwecke sind in dem die radial beaufschlagte Beschaufelung umgebenden ringförmigen Raum an seinem äußeren Umfang Rinnen vorgesehen, die in die Bahn des Dampfes ragen und welche die unter der Wirkung des Dampfstromes und der Fliehkraft nach außen geschleuderte Flüssigkeit auffangen und nach einer Sämmel- oder Austrittsstelle abfließen lassen.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. +5

Abb. ι ist ein Längsschnitt des oberen Teiles einer Turbine mit einer Einrichtung ' nach der Erfindung.

Abb. 2 ist ein Längsschnitt des unteren Teiles einer Turbine mit einer Einrichtung nach einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.

Abb. 3 und 4 sind Längsschnitte von Auffangeinrichtungen nach weiter abgeänderten Ausführungsformen im unteren bzw. oberen Teile der Turbine.

Die Abb. 5 und 6 sind Schnitte einzelner Rinnen. Abb. 5 zeigt Teile zweier Rinnen in größerem Maßstabe, und Abb. 6 zeigt eine ganze Rinne.

Abb. 7 ist eine Stirnansicht der in Abb. 6 dargestellten Rinne.

Abb. 8 ist ein axialer Schnitt durch den oberen Teil einer Turbine mit axialen Sammelrinnen, und

Abb. 9 ist ein axialer .Schnitt durch den unteren Teil derselben Turbine.

Abb. 10 ist ein axialer Schnitt einer Ab-' änderung der axialen Sammelrinne.

Abb. ι r ist ein Querschnitt einer solchen Rinne.

Abb. 12 ist ein teilweiser Axialschnitt einer axialen Rinne und zeigt, wie die Rinne durch eine ringförmige Rinne getragen wird.

Abb. 13 ist eine Seitenansicht der in Abb. 12 dargestellten ringförmigen Rinne.

Abb.-14 ist ein Querschnitt des ganzen ' Gehäuses des Leitapparates. Darin sind verschiedene Ausführüngsformen der Rinnen angedeutet.

Abb. 15 zeigt in größerem Maßstabe einen Querschnitt der axialen Rinnen, wobei der Weg der Wasserteilchen durch Pfeile angedeutet ist.

In Abb. ι bezeichnet 1 die äußerste Trommel der Beschaufelung einer radial beaufschlagten Turbine, die mit zusätzlichen axial beaufschlagten Expansionsstufen attsge- ¹S rüstet ist. 3, 3 sind die Leitkränze je eines axial beaufchlagten Laufrades 4. Die beiden Leitkränze 3,3 nebst den dazugehörigen Laufschaufelrädern befinden sich auf entgegengesetzten Seiten einer Dampfkammer 5, die die Beschaufelung 1 konzentrisch umgibt und nach außen durch die Umfangswand 6 begrenzt ist. Nahe an der Wand 6 ist eine Einrichtung zum Auffangen und Ableiten der Flüssigkeit angeordnet. Diese Einrichtung ²S besteht nach Abb. 1 aus einer Anzahl von Blechringen 7, die durch Bolzen 8 getragen sind, indem eine Anzahl von solchen Bolzen durch Bohrungen der Blechringe tiürchgesteckt ist. Zwischen den einzelnen Blechringen sind auf den Bolzen 8 Abstandshülsen 9 aufgeschoben. Die'Bolzen 8 mit den Blechringen werden durch Bolzen 10 getragen, die axial zwischen den inneren Ringen 11, 11 der Leitkränze 3, 3 eingesetzt'und in geeigneter Weise an diesen Ringen befestigt sind. Die Verbindung zwischen den Bolzen 8 Tind 10 ist durch eine ringförmige, quer zur Achse der Turbine gestellte' Wand 12 geschaffen, die in der dargestellten Ausführungsform auch ein Paar der Ringe 7 unmittelbar trägt. Durch diese Befestigung der Einrichtung werden Bohrungen in der Wand 6 sowie in den äußeren Ringen 13 der Leitkränze 3 zwecks Befestigung der* Einrichtung vermieden.

Die Blechringe 7 sind in der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsform schräg zur Turbinenachse gestellt, und zwar so, daß sie auf jeder Seite der Wand 12 gegen den betreffenden Leitkranz gerichtet sind. Sie laufen je in eine Spitze aus und sind an der Spitze nach innen umgebogen, so daß sie je eine Rinne bilden, deren eine Wand lotrecht ist.

Die in der radial beaufschlagten Beschaufelung der Turbine sich bildende Flüssigkeit wird unter ,der Wirkung der Fliehkraft und des Dampfstromes nach außen geschleudert «öd trifft auf die Blechringe 7. Wenn diese Flüssigkeit mit den geneigt angeordneten Ringen in Berührung kommt, wird sie zufolge ihrer Geschwindigkeit zurückgeworfen, und zwar gegen den benachbarten Ring, wie durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Die so zurückgeworfene Flüssigkeit fließt den betreffenden benachbarten Ring herab und sammelt sich in der Rinne dieses Ringes. Das so aufgesammelte Kondensat fließt in der Rinne nach dem unteren Teile der Turbine, bis es von der Rinne abfließt, dort wo diese ihre Öffnung nach unten richtet. Im unteren Teile der Turbine sammelt sich die Flüssigkeit auf der Wand 6 und wird durch eine Bohrung 14 (Abb. 2) in dieser Wand und ein daran angeschlossenes Rohr 15 abgeleitet. Sie kann beispielsweise für Verbrauchszwecke weitergeleitet werden.

Abb. 2 stellt eine Ausführung dar, bei welcher die Bolzen 8 in den Ringen 13 der Leitkränze 3 befestigt sind. In dieser Abbildung sind, auch zu der Bohrung 14 führende Rinnen 16 dargestellt, welche die Ableitung der Flüssigkeit erleichtern/

In Abb. 3 ist eine andere Ausfuhrungsform der Befestigung der Einrichtung dargestellt. Hier sind Haken 17 vorgesehen, die in der Wand 6 befestigt sind und um die Bolzen 8 oder die Abstandhülsen 9 herumgreifen. In dieser Abbildung ist auch gezeigt, wie sich die Flüssigkeit verhält, die auf die schrägen go Blechringe an deren Spitze trifft. Da der Austrittswinkel ^₂ gleich dem Eintrittswinkel St ist, kann man also feststellen, welche Höhe der senkrechte Teil jeder Rinne haben darf, damit die ganze Flüssigkeitsmenge, welche gegen die schräge Fläche eines Ringes geschleudert wird, durch die Rinne des benachbarten Ringes aufgefangen werden kann. Falls die Wasserteilchen nicht so große Geschwindigkeit haben, daß sie zurückgeworfen werden, sondern an der schrägen Oberfläche des Ringes haften bleiben, werden sie durch die nachfolgenden Wasserteilehen nach außen getrieben. Zwecks Sammelns dieser Flüssigkeit können die Blechringe mit Abtropfnasen versehen werden, wie in Abb. 5 bei 18 und 19 dargestellt ist. Von diesen Nasen tropfen die Wasserteilchen in die darunter befindliche Rinne {s. Abb. 5 bei iS). no

In Abb. 4 sind die Blechringe unmittelbar an der Wand 6 befestigt, und zwar mit Hilfe von Bolzen 20. In "den Blechen sind Löcher Zi ausgespart in der Nähe der Wand6, damit das Wasser im unteren Teile der Türbine von den Rinnen abfließen kann.

Aus Abb, 5 geht hervor, wie die Blechringe ausgebildet sind. Sie bestehen beispielsweise aus zwei einzelnen Teilen, die durch Sehweißen miteinander verbunden sind. iao Die Sehweißfuge ist bei 22 angedeutet. In Abb. 6 und 7 ist ein ganzer Blechring

dargestellt, der aber auch geteilt sein kann. In Abb. 7 sind vier Löcher 23 zur Aufnahme der Bolzen 8 gezeigt; es versteht sich aber, daß die Anzahl der Löcher beliebig gewählt werden kann. Auch kann die Gestalt der Blechringe von den dargestellten Ausführungsformen abweichen, ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung beeinträchtigt würde.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen erstrecken sich die Rinnen ringförmig um die radial beaufschlagte Beschaufelung herum.

Gemäß Abb. 8 sind axial verlaufende Rinnen 30 vorgesehen, die eine zum Auffangen der Flüssigkeit geeignete Gestalt haben, z. B. wie aus Abb. 11 hervorgeht. In Abb. 8 sind die Rinnen 30 an beiden Enden in Eisenringe 31 eingesetzt, die ihrerseits in den Ringen 32 der Leitkränze befestigt sind. In dem einen Ringe 31 oder auch in beiden Ringen sind Nuten 33 eingedreht, durch welche das aufgesammelte Kondensat nach dem Boden 34 des Gehäuses abgeleitet wird, wie aus Abb. 9 hervorgeht.

Gemäß Abb. 10 sind die axial verlaufenden Rinnen 30 in den Leitkranzringen 32 unmittelbar befestigt. In diesem Falle ist die Nute 33 in einen der Ringe 32 verlegt.

Zwecks Versteifung der axialen Rinnen, wenn ihre Länge groß ist, kann man, wie Abb. 12 zeigt, eine oder mehrere ringsum verlaufende V-förmige Tragrinnen 35 anordnen, die gemäß Abb. 13 mit "Einschnitten 36 zur Aufnähme der einzelnen Rinnen 34 versehen sind. Diese Tragrinnen können auch zur Entwässerung der axialen Rinnen benutzt werden, indem diese mit zu den Tragrinnen führenden Löchern 37 versehen werden. In diesem Falle sind keine Ableitungsnuten in den Leitkranz ringen erforderlich.

Abb. 14 läßt erkennen, wie die axialen Rinnen 30 in der Umfangsrichtung verteilt und je nach ihrer Lage verschieden ausgebildet sein können.

Abb. 15 zeigt die Gestalt und Anordnung der Rinnen 30 im oberen Teile der Turbine in größerem Maß stäbe.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Auffangen und Ableiten der Feuchtigkeit in mit zusätzlichen axial beaufschlagten Entspannungsstufen ausgerüsteten, radial beaufschlag- ten Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der die radial beaufschlagte, Beschaufelung umgebende ringförmige Raum, durch welchen der Dampf auf seinem Weg nach den axial beaufschlagten Entspannungsstufen strömt, an seinem äußeren Umfang mit an sich ringförmig oder axial verlaufenden Rinnen ausgekleidet ist, die in die Bahn des aus der radial beaufschlagten Beschaufelung heraustretenden Dampfes ragen und große Flächen zum Niederschlagen der Feuchtigkeit des Dampfes haben.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ringförmigen oder axial verlaufenden Vorrichtungen je eine radiale und eine schräg zur Strömungsrichtung liegende Wand aufweisen, von welchen die eine eine große Fläche aufweist, während die andere die Rinne bildet, wobei die beiden Wände gegen die radial beaufschlagte Beschaufelung spitz auslaufen und der freie Rand der die Rinne bildenden Wand in axialer Richtung oder in der Umfangsrichtung über eine schräge Fläche der benachbarten Rinne hervorsteht, so daß von der radial beaufschlagten Beschaufelung aus gesehen der gesamte umschließende Raum mit feuchtigkeitssammelnden Rinnen ausgekleidet ist und die Rinnen der Reihe nach Abprallflächen für einander bilden.
3. .3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen aus Blechringen bestehen, die durch parallel zur Turbinenachse verlegte Bolzen getragen sind, die durch die Blechringe unter Zwischenschaltung von Abstandshülsen hindurchgesteckt sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rinnen tragenden Bolzen durch eine quer zur Turbinenachse angebrachte ringförmige Wand getragen sind, die ihrerseits durch axiale Bolzen an den inneren Tragringen der Leitkränze der axialen Expansionsstufen der Turbine befestigt ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen aus mit Abtropfnasen versehenen ringförmigen Blechstreifen bestehen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen aus mit Durchbrechungen oder ausgesparten öffnungen versehenen ringförmigen Blechstreifen bestehen, um die Ableitung der Feuchtigkeit aus den Rinnen im unteren Teile der Turbine zu erleichtern.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial oder im wesentlichen axial verlaufenden Rinnen-(30) durch an den Tragringen der Leitkränze der axial beaufschlagten Laufräder befestigte Ringe (31) getragen sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial oder im wesentlichen axial verlaufenden Rinnen

   (30) unmittelbar an den Tragringen der Leitkränze der axial beaufschlagten Laufräder befestigt sind.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch ,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe der Leitkränze oder die daran befestigten Tragringe der Rinnen mit Nuten o. dgl. zum Ableiten der aufgefangenen Flüssigkeit versehen sind.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 7

    oder 8, gekennzeichnet durch Versteifungsringe (35) zur Unterstützung der ' Rinnen (30) zwischen deren Enden.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsringe (35) rinnenförmig gestaltet sind und derart mit den Rinnen (30) in Verbindung stehen, daß sie zur Entwässerung der Vorrichtungen dienen können.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen