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Radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbine mit nachgeschalteter axial
beaufschlagter Beschaufelung Es ist bekannt, radial beaufschlagten Dampf-oder Gasturbinen
axial beaufschlagte Beschaufelungen nachzuschalten, um die Verarbeitung großer Treibmittelmengen
zu ermöglichen. Handelt es sich um Turbinen großer Leistung, die in der Zeiteinheit
große Dampfmengen verarbeiten müssen, so muß die nachgeschaltete axial beaufschlagte
Beschaufelung, die im Gebiete niedrigsten Druckes und größter spezifischer Menge
arbeitet, mit langen und breiten Schaufeln versehen werden. Aus diesem Grunde war
man bisher in der praktischen Ausführung auf die Anordnung von höchstens je zwei
axial beaufschlagten Schaufelreihen zu beiden Seiten des Auslasses aus der radial
beaufschlagten Beschaufelung beschränkt. Vorschläge, die dahin abzielten, eine größere
Anzahl von axial beaufschlagten Schaufelreihen vorzusehen, scheiterten an der praktischen
Unmöglichkeit der Unterbringung der langen und breiten Niederdruckschaufeln auf
dem zugehörigen Turbinenrad und an der baulichen Schwierigkeit, das Turbinenrad
selbst für die Aufnahme von mehr als zwei Niederdruckschaufelreihen auszubilden.
Auch eine Vergrößerung des radial beaufschlagten Teiles der Turbine über das übliche
Maß hinaus erscheint ausgeschlossen, da man die Länge der radial beaufschlagten
Schaufeln aus baulichen Gründen nicht über ein bestimmtes Maß vergrößern kann.
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Die bisher bekannten Vorschläge, die zusätzlichen axial beaufschlagten
Schaufeln durch feste Verbindung mit den benachbarten Bauteilen unterzubringen,
haben die notwendige Wirkung, daß die aus der Anbringung dieser zusätzlichen axial
beaufschlagten Beschaufelungen entstehenden Fliehkräfte notwendigerweise auf die
übrigen Bauteile, insbesondere aber auch auf die gegen Zusatzbelastungen empfindlichen
radial beaufschlagten Beschaufelungen übertragen wurden. Die Erfindung gestattet
es, diese den bekannten Vorschlägen anhaftenden Mängel zu vermeiden und eine Anordnung
zusätzlicher axial beaufschlagter Beschaufelungen zu treffen, die die radial beaufschlagten
Beschaufelungen von zusätzlichen Belastungen durch Fliehkraftbeanspruchung frei
hält.
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Die Erfindung besteht darin, daß in einer radial beaufschlagten Dampf-
oder Gasturbine mit nächgeschalteter axial beaufschlagter Beschaufelung zusätzliche
axial beaufschlagte Beschaufelungen angeordnet sind, deren Träger als in sich geschlossene
frei tragende Ringverbände ausgebildet sind und infolgedessen bei ihrer Verbindung
mit benachbarten Turbinenteilen, insbesondere den radial beaufschlagten Schaufelringen,
auf diese Teile keine zusätzlichen Fliehkraftbeanspruchungen übertragen können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Es zeigen Fig. i einen Ausschnitt aus dem Querschnitt einer gegenläufigen
radial beaufschlagten Turbine,
bei welcher die zusätzlichen axial
beaufschlagten Schaufeln auf einem besonderen Schaufelring befestigt sind, der von
einem die anderen axial beaufschlagten Schaufeln trage den Turbinenrad gehalten
wird, Fig.2 eine ähnliche Ausführungsform, bei der der Schaufelring der zusätzlichen
ax'iaP beaufschlagten Schaufeln vom äußersten Schaufelring des radial beaufschlagten
Teils gehalten wird.
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Der radial beaufschlagte Teil der in Fig. i dargestellten Turbine
besteht aus einer Anzahl in entgegengesetzter Richtung umlaufender Schaufeln i,
die in bekannter Weise mit Hilfe gelenkartigerVerbindungen vonTurbinenrädem 2 und
3 gehalten werden. Der äußerste Schaufelring 4 wird von einem Turbinenrad 5 gehalten,
welches die zweiteiligen nachgeschalteten axial beaufschlagten Schaufeln 6 und 7
trägt. Das auf der anderen Seite des radial beaufschlagten Teiles angeordnete Turbinenrad
8 trägt die Schaufeln 9 und io. Zwischen den genannten Schaufeln sind feststehende,
ebenfalls unterteilte Leitschaufeln i1 und 12 vorgesehen, die am Gehäuseteil 13
befestigt sind. Die zusätzlichen Schaufeln 14 und 15 sind auf besonderen Ringen
26 und 27 befestigt, die in sich geschlossene frei tragende Ringverbände darstellen.
Der Ring 26 wird mit Hilfe einer nachgiebigen Verbindung 28 von dem die Schaufeln
6 und 7 tragenden Turbinenrad 5 gehalten. Der Ring 27 ist in gleicher Weise an das
Turbinenrad 8 angelenkt. In diesem Falle laufen die äußersten radial beaufschlagten
Schaufeln 18 und die zusätzlichen axial beaufschlagten Schaufeln 15 in entgegengesetztem
Sinne um, so daß hier der Leitschaufelkranz 22 entbehrlich ist. Lediglich aus Gründen
der Symmetrie ist hier der Leitschaufelkranz 22 vorgesehen. Ferner ist im beschriebenen
Beispiel ein Leitschaufelkranz 29 zwischen den Schaufeln 15 und 9 angeordnet, weil
sich diese Schaufeln in gleichem Sinne drehen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 stimmt im wesentlichen mit der
in Fig. i gezeigten Anordnung überein. Der einzige Unterschied besteht darin, daß
die zusätzlichen Schaufeln 14 und 15 auf Ringen 30 und 31 befestigt sind,
die beide vom äußersten radial beaufschlagten Schaufelring 4 gehalten werden, der
zu diesem Zwecke mit seitlichen Vorsprüngen 32 und 33 versehen ist. Die Leitschaufeln
29 sind hier ebenfalls nur aus Gründen der Symmetrie 'vorgesehen. Sie sind nicht
unbedingt notwendig, ;äl die Schaufeln 15 und 9 in einander entgegen-> S:Itzter
Richtung umlaufen.
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ie zusätzlichen axial beaufschlagten Schaufeln sind wesentlich kürzer,
beispielsweise nur halb so lang wie die beiden anderen axial beaufschlagten Schaufeln.
Sie sind daher auch wesentlich schmäler und leichter, so daß ihre Unterbringung
in die übrige Beschaufelung möglich ist. Eine aus einer radial beaufschlagten Beschaufelung
und einer nachgeschalteten zweikränzigen axial beaufschlagten Beschaufelung bestehende
Turbine bekannter Bauart kann durch die neue Anordnung der zusätzlichen Schaufeln
unter sonst gleichen Verhältnissen eine Leistungssteigerung von beispielsweise 40
ooo kW auf 55 ooo kW erhalten. Bei gleicher Leistung ergibt die Anordnung der zusätzlichen
Schaufeln den Vorteil, daß die letzten Stufen der radial beaufschlagten Beschaufelung
mit wesentlich kürzeren Schaufeln ausgeführt werden können und mit besserem Wirkungsgrad
arbeiten. Ein weiterer durch die Erfindung gewonnener Vorteil besteht darin, daß
die Parsonsche Kennzahl durch die Anordnung der zusätzlichen Schaufeln bedeutend
vergrößert wird, und zwar an der Seite geringeren Durchmessers der axial beäufschlagten
Beschaufelung, was insofern von Bedeutung ist, als dort der Dampf einen geringeren
Feuchtigkeitsgehalt besitzt als an der Außenseite der axial beaufschlagten Beschaufelung.