DE939965C

DE939965C - Gasturbine mit Fluessigkeitsinnenkuehlung

Info

Publication number: DE939965C
Application number: DES34132A
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-07-02
Filing date: 1953-07-02
Publication date: 1956-03-08

Description

Bei den hohen Temperaturen, mit denen aeuzeitliche Gasturbinen vielfach -a!7bei#,en müssen,- ist,eine hinreichende Kühlung nur durch Anwendung einer Flüssigkeitsinnenkühlung zu erwarten. Luftkühlung reicht zur Abführung der Wärme aus dem Läufer und den Schaufeln nicht mehr aus. Auch die Erfindung betrifft- eine solche mit Flüssigkeitsinnenkühlung arbeitende Gasturbine, und zwar der Bauart, bei der die Kühlflüssigkeit (z. B. Wasser) über die hohle Turbinenwelle zugeführt wird. Sie beschäftgt sich insbesondere mit der Ausschaltung von störenden Einflüssen durch ungewollte@D.ampfbildung. . . r : W Die Kühlflüssigkeit wird drucklos oder nur mit geringem Überdruck zugeführt und erst durch die Schleuderwirkung des Läufers- auf höheren-Druck. gebracht. Die Welle liegt zwar bis zum Eintritt .in das Turbinengehäuse noch außerhalb' des Berekhes der höheren Temperaturen, doch läßt sich ein gewisser Wärmefluß durch sie hindurch auch im außenliegenden Stück nicht vermeiden. Die Welle wird also eine erhöhte Temperatur annehmen. Kommt jetzt die Kühlflüssigkeit mit der Innenwand der. Wellenbohrung in Berührung, so tritt eine Aufwärmung ein, die bis zur Dampfbildung fort-_ schreiten.. kann Dem Turbinennnern yvürde. also nicht reine Flüssigkeit zugeführt werden, sondern ein Gemisch von Flüssigkeit und Dampf. Hierdurch könnte die der Planung. zugrunde gelegte Kühlströmung empfindlich gestört werden. Das iäßt sich gemäß der Erfindung vermeiden, wenn der etwa gebildete Dampf vor Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Turbine abgeführt wird, und zwar in Wellennähe.
Dieser Maßnahme liegt folgende Überlegung zugrunde: Es war bereits gesagt, daß die Kühlflüssigkeit durch die schnell umlaufende Turbinenwelle, die wie eine Schleuderpumpe wirkt, auf Druck gebracht wird. Entsteht jetzt 'bei der Berührung der Flüssigkeit mit der Wellenbohrung Dampf, so hat dieser den erhöhten Druck der Kühlflüssigkeit. Da -sein spezifisches Gewicht wesentlich geringer -als das der Flüssigkeit ist, so hat der Dampf das Bestreben, nach der Welle zu zu strömen, so daß er hier abgefangen und abgeleitet werden kann. Am einfachsten wird man denDampf dadurch beseitigen können, daß' man ihn wieder .der Kühlmittelzuführung zuleitet,- denn hier ist das Kühlmittel noch kalt und kondensiert infolgedessen den Dampf, ohne daß eine Ableitung nach außen erforderlich wäre.
Die entsprechende Maßnahme kann man sinngemäß anwenden, wenn das Kühlmittel Luft enthält, die man vor der Turbine ausscheiden möchte. Die Erfindung -sei an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. .
Es ist dabei von einer Sonderbauform ausgegangen, bei welcher der innerhalb der Turbine aus dem Kühlmittel erzeugte Dampf getrennt abgeführt wird. -Es bezeichnet t eine hohle Turbinenwelle, 2 ein in diese eingesetztes Rohr, so daß zwischen beiden ein Ringraum 3 entsteht. Über diesen wird die Kühlflüssigkeit zugeführt, über das Rohr 2 der entstehende Dampf aus der Turbine abgeführt. Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei ausdrücklich betont, daß es sich bei der Erfindung nicht um diesen Dampf handelt.-Das Kühlwasser wird über einen Anschluß q. in einen Ringraum 5 eingeleitet und tritt durch eine Reihe düsenartiger öffnungen 6 in :den Ringraum 3 ein. Zur Abdichtung der Welle i gegen das Gehäuse dient eine Packung 7, zur Abdichtung- des Innenrohres 2 nach außen eine Packung 8: Die Welle i nimmt - wie bereits ausgeführt - im Betrieb eine erhöhte Temperatur an, so daß das Kühlmittel im Ringraum 3 erhitzt wird. Bildet sich jetzt Dampf, so sammelt er sich in der Nähe der Oberfläche des Rohres 2. Der die Düse 6 enthaltende Körper bildet gemäß der Erfindung mit dem Rohr 2 einen Ringspalt 9, der über Bohrungen io mit dem Zuführungsraum 5 in Verbindung steht. Der Dampf hat - worauf bereits hingewiesen wurde - einen höheren Druck als im Raum 5 herrscht. Er wird also durch den Ringspalt g zu den Bohrungen io strömen und über diese in den Raum 5 übertreten, wo er kondensiert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß er zusammen mit der Kühlflüssigkeit in die Turbine gelangt.

Claims

PATENTAN.SPRÜCHE:- i. Gasturbine mit Flüssigkeitsinnenkühlung und Zuführung des Kühlmittels durch eine Hohlwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hohlwelle etwa gebildete Dampf in Wellenlänge abgeführt wird, bevor er in die Turbine gelangt.
2. Einrichtung- nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa gebildete Dampf in die Wasserzuführung zurückgeführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, bei der in die Hohlwelle ein Rohr eingesetzt ist und das Kühlmittel im Raum zwischen Innenrohr und Wellenbohrung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Flüssigkeitszuführung und dem eingesetzten Rohr ein Ringspalt gebildet ist, der über Bohrungen mit der Flüssigkeitszuführung in Verbindung steht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 703 587, 705 976.