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Eingehäusige Dampf- oder Gasturbine In radial beaufschlagten Gügenlaufturbinen
für gasförmiges Treibmittel, wie Dampf oder Gas, treten bekanntlich #-roße Leckverluste
zwischen den einzelnen Schaufelringen auf, die den Wirkungs--fad -,vesentlich herabsetzen.
Es sind schon verschiedene Vorschläge gemacht -worden, uni diesem Nachteil-abzuhelfen.
Ein solcher Vorschlag besteht darin, die radial beaufschlagte Gegenlaufturbine.
mit zwei oder mehreren axial zueinander versetzten Schaufelgruppen auszuführen,
die der Reihe nach vom Treibmittel durchströmt werden. Hierdurch wird bezweckt,
die radiale Abmessung der Turbine verhältnismäßig klein zu halten, um somit. eine
Herabsetzung der Leckverluste, zu erreichen. Einem anderen Vorschlag gemäß wird
die Radialturbine als der Hauptteil einer Turbinenkombination angeordnet, deren
Vorschaltteil aus einer Aktionsturbine besteht. Hierdurch erreicht man einen bedeutend
höheren Wirkungsgrad der gesamten Kombination, #da"äie Aktionsturbine bei höherem
Dampfdruck und größeren Dampfgeschwindigglzeiten einen, höheren Wirkungsgrad aufweist
als die nach dem Reaktionsprinzip gebaute Radialturbine. Weitere Vorteile, -die
durch diesen Zusammen,bau einer Aktions- und einer Reaktionsturbineerzielt werden,
bestehen darin, daß die der Aktionsturbine zugeordneten feststehenden Dü.sen geringere
Leckverluste erleiden und eine Partialregelung (teilweise Beaufschlagung) zulassen,
die kleinere Verluste ergibt als die bei radial beaufschlagten Turbinen des Reaktionstyps
fast ausschließlich in Betracht kommende Drossel- oder Stufenregelung. Die Aktionsturbine
weist eine große Anfangsexpansion, und ein dadurch bedingtes groß-es Druck- und
Temperaturgefälle in den Düsen auf. Die keaktionsturbine wird daher nicht dem
hohen
Anfangsdruck und der hohen Anfangstemperatur des Dampfes ausgesetzt. Die teilweise
Beaufschlagung der Aktionsturbine bedingt längere Schaufeln, wodurch eine Erhöhung
des Wirkungsgrades eintritt.
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Die Vorteile dieses bekannten Zusammenbaus einer vorgeschalteten Aktioteturbine
mit ' einer radial beaufschlagten Reaktionsturbine hängen ausschließlich
von der als Vorschaltturbine gewählten Aktionsturbine ab. Die radial beaufschlagte
Turbine erfährt dadurch aber an sich keine Verbesserung, sondern vielmehr eine Veischlechterung,
da der aus der Aktionsturbine austretende Dampf die Radialturbine von außen nach
innen durchströmt. Die höchsten Druckgefille, und Temperüturgefälle in der Radialturbine
treten somit indenden größten Durchmesser aufweisen-den Schaufelringen auf, wo die
Verluste am größten werden.-Die Erfindung bezweckt nun, eine -aus einer vo#rgeschalteten
Aktionsturbine und ein-er radial beaufschlagten Reaktionsturbine zusammengesetzte
Turbinenanlage zu schaffen, bei welcher auch die Reaktionsturbine zur Steigerung
des Wirkungsgrades und Verbesserung der Eigenschaften und der Wirkung der Anlage
überhaupt wesentlich beiträgt. Die Erfindung betrifft eine eingehäusige Dampf-oder
Gasturbine, bestehend aus -einem Gleichdruckteil und einem dieseni-nachgeschalteten
Überdruckteil, letzterer in Form einer radial beaufschlagten Gegenlaufturbine mit
zwei oder mehr axial zueinander -versetzten Schaufelgruppen, die der Reihe nach
vom Treibmittel durchströmt werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die dem
Gleichdruckteil am nächsten liegende Gruppe eine Strömung von innen -nach außen
aufweist. In dieser Turbine besitzt das vom Aktionsteil abgegebene Treibmittel sein
größtes: Druck- und Temperaturgefälle in dem die kleinsten Verluste aufweisenden
Teil,der Beschaufelung, so daß die Verluste geringer sind als bei der oben angedeuteten
bekannten Turbine mit vorgeschaltetein Gleichdruckteil, wo, wie schon erwähnt, das
Treibmittel zunächst durch die den größten Durchmesser aufweisenden Schaufelringe
der Rüdialturbine h indurchgeht. Im übrigen wird die radial-- Abinessung der. Beschauf
elung des Gleichdruckteils# 'wesentlich kleiner als bei einer Ttirbine mit nur einer
einheitlichen Beschaufelung, und die Verluste- innerhalb derselben werden entsprechend
ger'inger,; dasselbe gilt auch -für dieLeckverluste in den Labyrinthdichtungen und
in den Achsdichtungen. Dies alles trägt dazu bei, den Gesamtwirkungsgradder Anlage
zu verbessern.
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- In der Zeichnung siiid zwel beispielswei.se Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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- Fig. i: ist ein Axialschnitt durch einen Teil einer Turbine
der einen Ausführungsform, und . Fig. 2 ist eine schematische Darstellung
eines Teils de# zweiten( Ausführungsf orm.
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Es bezeichnen in Fig. i die Bezugsziffern i und 2,
die beiden
für entgegengesetzte Umlaufrichtung bestimmten Aehszupfen der T-urbinenanlage.-
Fest auf dem Zapfen i sitzen zwei axial zueinander versetzte Turbinenscheiben
3 und 4. Die Scheibe 3
bildet die eine, und zwar in der Zeichnung die
linke Endscheibe des Läufers der Turbine, während die Scheibe 4 sich etwa in der
Mitte des Läufers befindet. Der Zapfen:2 trägt eine Turbinenscheibe 5,
die
die andere Endscheibe des Läufers darstellt. Mit Hilfe eines trominelähnlichen Verbindungsteils
6 trägt die Scheibe 5 am äußeren Umfang eine zwischen den Scheiben
3 und 4 nach innen ragende Turbinenscheibe 7. Die Turbinenscheiben
3 und 7'
raggen verhältnismäßig weit über den Umfang der Trommel
6 hin-aus. Am äußeren Umfang trägt die Scheibe 3 einen Kran.z von
Aktions-schaufeln 8 und die Scheibe 7 auf einem kleineren Durchmesser
einen ähnlichen Schaufelkranz g. Natürlich können auch mehr als'zwei Kränze von
Aktionsschaufeln zwischen den Scheiben 3 und 7 angeordnet werden.
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Auf ihren einander zugekehrten Flächen tragen die Scheiben
7 und 4 eine Gruppe von Schaufeln io für rädiale Beajufschlagung. Die einander
zugekehrten Seiten der Scheiben 4 und 5 tragen in ähnlicher Weise eine zweite
Gruppe von Schaufeln i i für radiale Beaufschlagung. In dem feststehenden Gehäuse
12, der Turbine sind außerhalb der Schaufelkränze 8 und 9 Düsen 13
vorgesehen, #durch welche das Treibmittel, z. B. Dampf, dem äußeren Schaufelkranz
8 zugeführt wird und denselben in Drehung versetzt. Vom Schaufelkranz
8 trifft das Treibmittel auf den Schaufelkranz 9 und versetzt denselben
in der entgegengesetzten Richtung in Drehung. Das von den Schaufeln 9 abgegebene
Treibmittel. fließt nach innen ;durch den Zwischenraum 14 zwischen den Turbinenscheiben
3 und 7, wie -durch einen Pfeil angedeutet, und strömt am unteren
Ende desselben durch den Übergangskanal 15 in die Schaufelgruppe io, die das Treibmittel
von innen nach außen durchströmt. Von dem äußeren Ende der Schaufelgruppe io strömt
das Treibmittel, durch die Trommel 6 geführt, in die Schaufelgruppe i i hin-ein,
die es von außen nach innen duichströmt, um schließlich Jurchdie in den Scheiben
3, 4 und 5
vorgesehenen Auslaßbohrungen 16, 17 und die daran angeschlossenen
Auslaßrohre 18, ig zu entweichen. Da die Auslässe 16 und 17 unweit der Turbinenachse
liegen, werden die Leckverluste entlang der Achse sehr klein.
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An in Betracht kommenden Stellen, z. B. außerhalb,der Turbinenscheiben
3 und 5, sind Labyrinthdichtungen 2o und 21 vorgesehen.
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Wenn erwünscht, können auch in dem Zwischenraum zwischen den, Scheiben
3 und 7 Schaufelringe für radiale Beaufschlagung vorgesehen, wer-den,
wie bei --2 angedeutet.
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Die äußeren Teile der Turhinenscheiben 3 und 7
weisen
Bohrungen 2,3 und :2,4 auf, durch die die Labyrinthdichtungen:2o bzw.:2i
Dampf für Ausgleichszwecke erhalten, während sich die axialen Drücke auf die äußeren
Teile der Scheiben 3, 7
selbst ausgleichen.
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Bei der beschriebenen Ausführunggsform strömt das - Treibmittel
von außen nach innen durch die
Schaufeln 8 und
9 der Aktionsturbine. Man kann aber auch die umgekehrte Strömungsrichtung
verwenden, allerdings nur dann, wenn nur ein Schaufelring vorhanden ist. In Fig.
2 ist eine derartige Ausführung angedeutet. Das Treibmittel hat .den durch die Pfeile
angedeuteten Lauf, und zwar wird es durch den feststehenden Einlaß:25 dem SchaufelkranZ
264er Aktionsturbine zugeführt und strömt von dort ab durch die ebenfalls feststehende
UmkehrleitUng 27 in den Zwischenraum zwischen den Scheiben 3 und
7, um dann ;die ra#dial beaufschlagte Turbine in bereits beschriebener Weise
zu durchströmen.