DE907180C

DE907180C - Auslassdiffusor kurzer Baulaenge fuer Dampfturbinen

Info

Publication number: DE907180C
Application number: DER5513A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rolf Roeder
Original assignee: ROLF ROEDER DIPL ING
Current assignee: ROLF ROEDER DIPL ING
Priority date: 1951-03-08
Filing date: 1951-03-08
Publication date: 1954-03-22

Description

Auslaßdiffusor kurzer Baulänge für Dampfturbinen Es wurde schon «niederholt .der Versuch gemacht. durch diffusorähnlicheAusbildung des A.bdampfgehäuses einen Teil der Ausdaßenergie des Dampfes zurückzugewinnen, um wenigstens die Überströmverluste bis zum Kondensator aus der Auslaßenergie decken zu können, damit die Expansion in der Beschaufelung möglichst bis auf den Kondensatordruck erfolgt. Wegen der Beschränkung in der Baulänge und der starken Umlenkung des Dampfes aus der etwa waagerechten Austrittsrichtung in die senkrechte Abströmrichtung waren die Erfolge mit der bisherigen Ausbildung des Abdampfgehäuses gering.
Um eine möglichst weitgehende Herabsetzung des Auslaßverlustes zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Grenzdampfschicht im Diffüsor mittels Kühlung der Diffusorwände und/oder mittels Absaugung durch Schlitze in den Diffusorwänden beseitigt. Ferner ist erfindungsgemäß der Diffusor gerade und in der Achse der Turbine angeordnet. Er endet frei im Abdampfraum, damit keine Störungen durch stromab liegende Widerstände erregt und die Energieumsetzung im Diffusor durch Grenzschichten, die sich an den Gehäusewänden hinter dem Diffusor bilden, nicht beeinträchtigt werden kann. Wegen der beschränkten Baulänge und der großen erforderlichen Querschnitt@svergrößerung auf mindestens das Doppelte des Endschaufelquerschnittes werden die Diffusoren mit großen Erweiterungswinkeln ausgeführt und deshalb mit Einrichtungen zur Beeinflussung,der Grenzschicht ausgestattet. Die großen Erweiterungswinkel ermöglichen auch die Anpassung der Neigung der Diffusorwände an diejenige der den Dampf führenden Teile, also des. Gehäuses und des Rotors. Dadurch werden beim Eintritt des Dampfes in den Diffusor Richtungsänderungen vermieden.
Die Zeichnung zeigt in den Abb. i bis 4. Ausführungsbeispiele, in denen die -Welle mit a, -das die Leitschaufeln tragende Gehäuse mit b und das Abdampfgehäuse mit d bezeichnet sind.
Abb. i zeigt. die Kühlung der Wände des Diffusors e mit kaltem Kühlwasser, das für die Niederschlagung es Dampfes ohnedies erforderlich ist. Der in der Nähe der Diffusorwand befindliche Teil des Dampfes, also die Grenzschicht, wird hierdurch auf der ganzen Länge des Dampfweges niedergeschlagen. Dadurch gelangen neue, noch nicht durch Wandreibung verzögerte Teile des strömenden Dampfes an die Diffusorwandung, und ein Rückströmen der Grenzschicht mit ihren Ablösungserscheinungen wird vermieden. Im Kondensator ist dann entsprechend weniger Dampf niederzuschlagen.
In _I#,bb. i ist der Diffusor e außen und innen doppelwandig ausgeführt, so daß sich die Hohlräume f und g ergeben, durch die kaltes Kühlwasser geleitet wird, wobei die allgemeine Richtung der Kühlwasserströmung mit derjenigen der Dampfströmung übereinstimmt. Der Wassereintritt geschieht bei h, der Austritt bei i.
In Abb. 2 erfolgt die Kühlung des Diffusors e durch Beregnung mit kaltem Kühlwasser aus den Wasserkammern kund l und den an diese angeschlossenen Rohren v und w.
An Stelle der Kühlung oder zusätzlich zu ihr kann die an sich bekannte "lbsaugung der Grenzschicht an einer oder mehreren Stellendes Diffusors verwendet werden, wobei das für den Betrieb der Turbine ohnehin erforderliche Treib- bzw. Kühlmittel benutzt werden soll.
Abb. 3 zeigt eine einmalige Grenzschichtabsaugung aus. Diffusor e mittels Ejektor m, der über Leitung z durch Anzapfdampf der Turbine betrieben wird und durch Rohre aus den die Absaugeschlitze umschließenden Kammern p und q absaugt. Hierbei regelt sich die Absaugung mit der durch die Turbine strömenden Dampfmenge, also mit ihrer Leistung. Durch Zusatz von gedrosseltem Dampf höheren Druckes über Ventil x kann die Wirksamkeit der Einrichtung während des Betriebes beeinflußt werden.
In Abb.4 wird der zur Absaugung benötigte Unterdruck durch den kleinen Wasserstrahlsauger n erzeugt, der mit kaltem Kühlwasser aus der Wasserkammer l betrieben wird. Das Abwasser des Wasserstrahlsaugers ya kann durch einen Siebboden r aufgefangen und derartig verteilt werden, däß es anschließend weiter an der Niederschlagung des Abdampfes teilnimmt. Die Beeinflussung der Wirksamkeit der Einrichtung während des Betriebes erfolgt durch Organe t in der Zuführung der Kühlwasserleitung oder unmittelbar vor dem Wasserstrahlsauger n.. Die in den Abbildungen beschriebenen Maßnahmen können auch gemeinsam angewendet werden.
Bei Mehrgehäuseturbinen kann auch der Austrittsverlust, der am Ende eines, dem Niederdruckteil vorgeschalteten Gehäuses auftritt, durch erfindungsgemäße Auslaßd-iffusoren herabgesetzt werden, deren Grenzschichtabsaugungskammern mit einer Stufe bzw. Entnahmestelle des anschließend vom Dampf durchströmten Gehäuses verbunden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Auslaßdiffusor kurzer Baulänge für Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzdampfschicht im- Diffusor mittels Kühlung der Diffusorwände und/oder mittels Absaugung durch Schlitze in den Diffusorwänden beseitigt wird.
2. Auslaßdiffusor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor gerade und in der Achse der Turbine angeordnet ist.
3. Auslaßdiffusor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor frei im Abdampfraum endet. ' q..
Auslaßdiffusor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß !die Kühlung der Diffüsorwände durch kaltes Kühlwasser geschieht.
5. Auslaßdiffüsor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung der Grenzschicht aus dem Diffusor durch einen mit Anzapfdampf aus der Turbine betriebenen Ejektor erfolgt, dessen Saugraum über ringförmige Kammern an Schlitze angeschlossen ist, die in den Diffusorwänden in einer oder mehreren Ebenen senkrecht zur Achse angeordnet sind.
6. Auslaßdiffusor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor mit kaltem Wasser betrieben wird.
7. Auslaßdiffusor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Diffusorwände und/oder die Absaugung der Grenzschicht je nach der Belastung der Turbine geregelt werden, indem z. B. für den Ejektor Anzapfdampf der Turbine benutzt wird. B. Auslaßdiffusor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet; daß die Kühlung der Diffusorwände und/oder die Absaugung der Grenzschicht während des Betriebes der Turbine geregelt werden .durch von außen betätigte Drosselorgane in einer Zusatzdampfleitung zum Ejektor oder in der Kühlwasserleitung. g. Auslaßdiffusor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Grenzschicht abgesaugte Dampf einer mit niedrigerem Druck arbeitenden Turbinenstufe oder Entnahmestelle zugeleitet wird.