EP0741234A2 - Radial diffuser for bleed off of an axial turbomachine - Google Patents

Radial diffuser for bleed off of an axial turbomachine Download PDF

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Publication number
EP0741234A2
EP0741234A2 EP96810257A EP96810257A EP0741234A2 EP 0741234 A2 EP0741234 A2 EP 0741234A2 EP 96810257 A EP96810257 A EP 96810257A EP 96810257 A EP96810257 A EP 96810257A EP 0741234 A2 EP0741234 A2 EP 0741234A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diffuser
wall
chamber
tap
turbomachine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96810257A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0741234A3 (en
Inventor
Franz Kreitmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB Management AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Management AG filed Critical ABB Management AG
Publication of EP0741234A2 publication Critical patent/EP0741234A2/en
Publication of EP0741234A3 publication Critical patent/EP0741234A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/105Final actuators by passing part of the fluid

Definitions

  • the invention relates to an axially flow-through turbomachine with at least one tap chamber in the housing, into which a part of the working medium used to operate the turbomachine is discharged via removal openings.
  • the turbomachine essentially consists of a rotor equipped with rotor blades and a housing with guide blades arranged therein. A row of blades alternates with a row of vanes.
  • removal openings are provided in the housing between the rows of guide vanes.
  • the working fluid can get into the circumferential tapping chambers arranged in the housing via these. The working fluid is then removed from the tapping chamber and reused. If the working fluid with high kinetic energy and swirling flow enters the tapping chambers, which are wide compared to the discharge openings, the kinetic energy is practically completely dissipated. This can result in significant exergy losses.
  • the strong swirling flow can lead to further exergy losses due to high heat flows due to the good heat transfer.
  • the removal opening was designed as a diffuser by chamfering at least one wall of the removal opening.
  • the radius ratio of the exit radius to the entry radius of this diffuser is so small that the swirl component of the strongly swirling currents is insufficiently reduced. This results in a very low recovery coefficient.
  • a recovery coefficient is a value between zero and one that indicates the proportion of the kinetic energy recovered.
  • inflow homogeneities in the discharge openings can lead to the full separation of the flow in the short diffuser, as a result of which the recovery coefficient drops to zero.
  • the object of the invention is to avoid exergy losses in the tap chamber in the case of an axially flow-through turbomachine with a tap chamber in the housing of the type mentioned at the beginning.
  • the advantages of the invention can be seen, inter alia, in that the normal and tangential components of the velocity of the flow are reliably reduced by the chosen radial extension and long running length of the diffuser.
  • the diffuser is therefore robust, i.e. insensitive to the inflow conditions at the discharge opening.
  • the outflow-side tap chamber wall is used as a diffuser wall, because here the resulting heat flows through the chamber wall are minimal.
  • the construction effort is minimal, since only one diffuser wall has to be manufactured.
  • a rotor 1 made of welded-together shaft washers is equipped with moving blades 2, which are arranged in several rows 10, 11, 12 and 13.
  • the rotor 1 is enclosed by a housing 3, which is axially divided and is connected via flanges, not shown.
  • guide vanes 4 are arranged in several rows 14, 15, 16 and 17 corresponding to the rotor blades 2.
  • the path of the steam leads via a steam line (not shown) to a toroidal inflow channel 5 in the housing 3.
  • the torus ensures that the steam is guided to the two flows of the steam turbine in a well-guided manner. After the energy has been delivered to the rotor 1 via the rotor blades 2, the steam is removed.
  • Removal openings 6 are positioned between the guide vane rows 15 and 16 and between the guide vane rows 16 and 17. Steam is discharged through the essentially slit-shaped, circumferential removal openings 6 into essentially toroidal tapping chambers 7 that circulate around the housing. Steam of specific temperature and pressure is removed through the respective position of the removal openings 6. This extraction steam is collected in the tap chambers 7 and then discharged via a tap line, not shown.
  • the extraction steam can be used, for example, to heat feed water in a steam circuit.
  • a diffuser wall 20 is attached directly to the removal opening 6 in the tap chamber 7, which diffuser wall delimits a diffuser 23 with a diffuser outlet 26 with the outflow-side tap chamber wall 9.
  • the temperature of the tap chamber wall 9 on the outflow side and of the foot part of the guide vane 4 essentially corresponds to that Tapping steam temperature.
  • circumferential guide grooves 21 are provided on the removal opening 6 and guide grooves 22 in ribs 8. Several ribs 8 are evenly distributed over the circumference of the housing 3.
  • the diffuser wall 20 is produced in two parts in accordance with the two-part housing 3, for example from a sheet metal by a forming process. As a result, the diffuser wall 20 can be inserted circularly into the guide grooves 21 and 22.
  • the diffuser 23 is described by its length ratio L / H with a barrel length L to a removal width H at the removal opening 6, by its radius ratio R2 / R1 with an exit radius R2 to an entry radius R1, and by its area ratio A2 / A1 from exit area A2 am Diffuser outlet 26 to the inlet surface A1 at the removal opening 6.
  • the ratio of the running length L to the removal width H is advantageously at least ten (L / H> 10) in order to largely reduce the normal and tangential components of the velocity of the incoming flow.
  • the ratio of barrel length L to withdrawal width H was chosen to be greater than fifteen in order to achieve the highest possible recovery coefficient.
  • the diffuser 23 is extended radially far, so that the radius ratio R2 / R1> 1.3. This results in a decrease in the outlet tangential speed of the flow of the diffuser 23 at the diffuser outlet 26 in comparison with the inlet tangential speed at the removal slot 6.
  • the ratio of the outlet cross section A2 to the inlet cross section A1 is of course chosen in accordance with the generally known conditions for a detachment-free diffuser.
  • the area ratio of outlet cross section A2 to inlet cross section A1 then becomes approximately three or greater, for example.
  • the guide groove 22 is simply arranged further or closer to the tap chamber wall 9. As a result, any ratio of outlet cross section to inlet cross section can be achieved.
  • a deflection grid 24 can additionally be attached to the diffuser outlet of the diffuser 23 on the diffuser wall 20. It reduces the remaining tangential speed. This leads to a further increase in pressure recovery and a reduction in heat transfer in the tap chamber.
  • the deflection grid 24 consists of blades 25, the shape of which is shown only as an example. These blades 25 can bsw. be made from sheet metal. They are attached to the diffuser wall 20 before the circular assembly of the diffuser wall 20 into the tapping chamber 7, for example. by welding or riveting.
  • the installation of a diffuser in the tapping chamber can be used for any axially flow-through turbomachine with high flow energy in the tapping chamber.
  • the diffuser can also be formed by two diffuser walls without including the tap chamber wall.
  • the attachment of the diffuser wall can of course also be carried out by any other means.
  • the design (deflection angle, chord length and division ratio) and position of the deflection grille is determined by the respective flow downstream of the diffuser outlet.

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Abstract

The engine has a housing with an extraction chamber (7) which has an internal radial diffusor (23) positioned on the extraction aperture (6). The ratio between diffusor discharge radius (R2) and intake radius (R1), is larger than 1.3. The diffusor has a running length (L) and an extraction width (H). The ratio of its length to its width is at least 10. A deflection grid (24) is located on the diffusor outlet (26). The diffusor is formed by a wall (9) of the extraction chamber, and a diffusor wall (20). The diffusor wall is fastened in the chamber via guide grooves (21,22).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine axial durchströmte Turbomaschine mit mindestens einer Anzapfkammer im Gehäuse, in die ein Teil des zum Betrieb der Turbomaschine verwendeten Arbeitsmittels über Entnahmeöffnungen abgeführt wird.The invention relates to an axially flow-through turbomachine with at least one tap chamber in the housing, into which a part of the working medium used to operate the turbomachine is discharged via removal openings.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Anzapfkammern für axial durchströmte Turbomaschinen sind bekannt. Die Turbomaschine besteht im wesentlichen aus einem Läufer bestückt mit Laufschaufeln und einem Gehäuse mit darin angeordneten Leitschaufeln. Eine Reihe Laufschaufeln wechselt sich jeweils mit einer Reihe Leitschaufeln ab. Um Arbeitsmittel aus der Turbomaschine zu entnehmen, sind im Gehäuse zwischen den Leitschaufelreihen Entnahmeöffnungen angebracht. Ueber diese kann das Arbeitsmittel in die im Gehäuse angeordneten, umlaufenden Anzapfkammern gelangen. Von der Anzapfkammer wird dann das Arbeitsmittel abgeführt und weiterverwendet. Tritt das Arbeitsmittel mit hoher kinetischer Energie und drallbehafteter Strömung in die im Vergleich zu den Entnahmeöffnungen weit ausgedehnten Anzapfkammern, wird die kinetische Energie praktisch vollständig dissipiert. Dadurch können sich bedeutsame Exergieverluste ergeben. Durch die stark wirbelnde Strömung können infolge der guten Wärmeübertragung weitere Exergieverluste durch hohe Wärmeflüsse hinzukommen.Such tapping chambers for axially flow-through turbomachines are known. The turbomachine essentially consists of a rotor equipped with rotor blades and a housing with guide blades arranged therein. A row of blades alternates with a row of vanes. In order to remove work equipment from the turbomachine, removal openings are provided in the housing between the rows of guide vanes. The working fluid can get into the circumferential tapping chambers arranged in the housing via these. The working fluid is then removed from the tapping chamber and reused. If the working fluid with high kinetic energy and swirling flow enters the tapping chambers, which are wide compared to the discharge openings, the kinetic energy is practically completely dissipated. This can result in significant exergy losses. The strong swirling flow can lead to further exergy losses due to high heat flows due to the good heat transfer.

In der CH 661 319 A5 wurde die Entnahmeöffnung als Diffusor ausgestaltet indem mindestens eine Wand der Entnahmeöffnung abgeschrägt wurde. Das Radiusverhältnis von Austrittsradius zu Eintrittsradius dieses Diffusors ist jedoch so klein, dass die Drallkomponente der stark wirbelnden Strömungen ungenügend abgebaut wird. Dadurch wird ein sehr geringer Rückgewinnkoeffizient erreicht. Als Rückgewinnkoeffizient wird ein Wert zwischen null und eins bezeichnet, der den Anteil der zurückgewonnen kinetischen Energie angibt. Zudem können Zuströminhomogenitäten in die Entnahmeöffnungen zur vollen Ablösung der Strömung im kurzen Diffusor führen, wodurch der Rückgewinnkoeffizient auf null sinkt.In CH 661 319 A5, the removal opening was designed as a diffuser by chamfering at least one wall of the removal opening. However, the radius ratio of the exit radius to the entry radius of this diffuser is so small that the swirl component of the strongly swirling currents is insufficiently reduced. This results in a very low recovery coefficient. A recovery coefficient is a value between zero and one that indicates the proportion of the kinetic energy recovered. In addition, inflow homogeneities in the discharge openings can lead to the full separation of the flow in the short diffuser, as a result of which the recovery coefficient drops to zero.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer axial durchströmte Turbomaschine mit Anzapfkammer im Gehäuse der eingangs genannten Art Exergieverluste in der Anzapfkammer zu vermeiden.The object of the invention is to avoid exergy losses in the tap chamber in the case of an axially flow-through turbomachine with a tap chamber in the housing of the type mentioned at the beginning.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass im Innern der Anzapfkammer an der Entnahmeöffnung ein im wesentlichen radial ausgedehnter Diffusor angebracht ist.This is achieved according to the invention in that an essentially radially extended diffuser is attached to the removal opening in the interior of the tap chamber.

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass durch die gewählte radiale Ausdehnung und lange Lauflänge des Diffusors die Normal- und Tangentialkomponenten der Geschwindigkeit der Strömung sicher abgebaut werden. Der Diffusor ist deshalb robust, d.h. unempfindlich auf die Zuströmbedingungen an der Entnahmeöffnung.The advantages of the invention can be seen, inter alia, in that the normal and tangential components of the velocity of the flow are reliably reduced by the chosen radial extension and long running length of the diffuser. The diffuser is therefore robust, i.e. insensitive to the inflow conditions at the discharge opening.

Besonders in Fällen eines kleinen Radienverhältnisses ist es zweckmässig, wenn vor dem Diffusoraustritt ein Umlenkgitter eingebaut wird. Es bewirkt einen totalen Abbau der Tangentialgeschwindigkeit und führt damit zu einem grösstmöglichen Rückgewinnkoeffizienten.Particularly in cases where the radius ratio is small, it is advisable to have a deflection grille in front of the diffuser outlet is installed. It causes a total reduction in the tangential speed and thus leads to the greatest possible recovery coefficient.

Es ist besonders zweckmässig, wenn als eine Diffusorwand die abströmseitige Anzapfkammerwand verwendet wird, weil hier die resultierenden Wärmeflüsse über die Kammerwand minimal sind. Zudem wird dadurch der Bauaufwand minimal, da nur eine Diffusorwand gefertigt werden muss.It is particularly expedient if the outflow-side tap chamber wall is used as a diffuser wall, because here the resulting heat flows through the chamber wall are minimal. In addition, the construction effort is minimal, since only one diffuser wall has to be manufactured.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer doppelflutigen Niederdruck-Dampfturbine dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1
einen Teillängsschnitt der Dampfturbine;
Fig. 2
eine Vergrösserung des Details II aus Fig.1;
Fig. 3
eine Teilabwicklung des Umlenkgitters des Diffusors.
In the drawings, an embodiment of the invention is shown using a double-flow low-pressure steam turbine. Show it:
Fig. 1
a partial longitudinal section of the steam turbine;
Fig. 2
an enlargement of detail II from Figure 1;
Fig. 3
a partial development of the deflector grid of the diffuser.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die Dampfzu- und Dampf abführungen sowie die Wellenlager. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ist mit Pfeilen bezeichnet.Only the elements essential for understanding the invention are shown. For example, the steam inlets and outlets and the shaft bearings are not shown. The direction of flow of the working fluid is indicated by arrows.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Gemäss Fig.1 ist ein Läufer 1 aus zusammengeschweissten Wellenscheiben mit Laufschaufeln 2 bestückt, die in mehreren Reihen 10, 11, 12 und 13 angeordnet sind. Der Läufer 1 wird von einem Gehäuse 3 umschlossen, das axial geteilt ist und über nicht dargestellte Flansche verbunden wird. Im Gehäuse 3 sind Leitschaufeln 4 in mehreren Reihen 14, 15, 16 und 17 entsprechend den Laufschaufeln 2 angeordnet.1, a rotor 1 made of welded-together shaft washers is equipped with moving blades 2, which are arranged in several rows 10, 11, 12 and 13. The rotor 1 is enclosed by a housing 3, which is axially divided and is connected via flanges, not shown. In the housing 3, guide vanes 4 are arranged in several rows 14, 15, 16 and 17 corresponding to the rotor blades 2.

Der Weg des Dampfes führt über eine nicht dargestellte Zudampfleitung zu einem torusförmigen Zuströmkanal 5 im Gehäuse 3. Der Torus sorgt dafür, dass der Dampf gut geführt zu den beiden Fluten der Dampfturbine gelangt. Nach Abgabe der Energie über die Laufschaufeln 2 an den Läufer 1 wird der Dampf abgeführt.The path of the steam leads via a steam line (not shown) to a toroidal inflow channel 5 in the housing 3. The torus ensures that the steam is guided to the two flows of the steam turbine in a well-guided manner. After the energy has been delivered to the rotor 1 via the rotor blades 2, the steam is removed.

Zwischen den Leitschaufelreihen 15 und 16 und zwischen den Leitschaufelreihen 16 und 17 sind Entnahmeöffnungen 6 positioniert. Durch die im wesentlichen schlitzförmigen, umlaufenden Entnahmeöffnungen 6 wird Dampf in um das Gehäuse umlaufende, im wesentlichen torusförmige Anzapfkammern 7 abgeführt. Durch die jeweilige Position der Entnahmeöffnungen 6 wird Dampf von spezifischer Temperatur und Druck entnommen. Dieser Entnahmedampf wird in den Anzapfkammern 7 gesammelt und dann über eine nicht gezeigte Anzapfleitung abgeführt. Der Entnahmedampf kann beispielsweise zur Erhitzung von Speisewasser in einem Dampfkreislauf verwendet werden.Removal openings 6 are positioned between the guide vane rows 15 and 16 and between the guide vane rows 16 and 17. Steam is discharged through the essentially slit-shaped, circumferential removal openings 6 into essentially toroidal tapping chambers 7 that circulate around the housing. Steam of specific temperature and pressure is removed through the respective position of the removal openings 6. This extraction steam is collected in the tap chambers 7 and then discharged via a tap line, not shown. The extraction steam can be used, for example, to heat feed water in a steam circuit.

In Fig.2 ist unmittelbar anschliessend an die Entnahmeöffnung 6 in der Anzapfkammer 7 eine Diffusorwand 20 angebracht, welche mit der abströmseitigen Anzapfkammerwand 9 einen Diffusor 23 mit einem Diffusoraustritt 26 begrenzt. Die Temperatur der abströmseitigen Anzapfkammerwand 9 sowie des Fussteiles der Leitschaufel 4 entspricht im wesentlichen der Temperatur des Anzapfdampfes. Zur Befestigung der Diffusorwand 20 sind umlaufende Führungsnuten 21 an der Entnahmeöffnung 6 und Führungsnuten 22 in Rippen 8 vorgesehen. Mehrere Rippen 8 sind gleichmässig über den Umfang des Gehäuses 3 verteilt.In FIG. 2, a diffuser wall 20 is attached directly to the removal opening 6 in the tap chamber 7, which diffuser wall delimits a diffuser 23 with a diffuser outlet 26 with the outflow-side tap chamber wall 9. The temperature of the tap chamber wall 9 on the outflow side and of the foot part of the guide vane 4 essentially corresponds to that Tapping steam temperature. To fasten the diffuser wall 20, circumferential guide grooves 21 are provided on the removal opening 6 and guide grooves 22 in ribs 8. Several ribs 8 are evenly distributed over the circumference of the housing 3.

Die Diffusorwand 20 wird entsprechend dem zweiteiligen Gehäuse 3 in zwei Teilen hergestellt, beispielsweise aus einem Blech durch ein Umformverfahren. Dadurch kann die Diffusorwand 20 zirkular in die Führungsnuten 21 und 22 eingeschoben werden.
Der Diffusor 23 wird beschrieben durch sein Längenverhältnis L/H mit einer Lauflänge L zu einer Entnahmebreite H an der Entnahmeöffnung 6, durch sein Radienverhältnis R2/R1 mit einem Austrittsradius R2 zu einem Eintrittsradius R1, sowie durch sein Flächenverhältnis A2/A1 von Austrittsfläche A2 am Diffusoraustritt 26 zur Eintrittsfläche A1 an der Entnahmeöffnung 6. Das Verhältnis von Lauflänge L zur Entnahmebreite H beträgt vorteilhafterweise mindestens zehn (L/H > 10), um die Normal- und Tangentialkomponenten der Geschwindigkeit der eintretenden Strömung weitgehend abzubauen. In Fig.2 wurde das Verhältnis von Lauflänge L zur Entnahmebreite H grösser als fünfzehn gewählt, um einen möglichst hohen Rückgewinnkoeffizient zu erzielen. Der Diffusor 23 ist radial weit ausgedehnt, so dass das Radienverhältnis R2/R1 > 1.3 beträgt. Dadurch resultiert eine Abnahme der Austritts-Tangentialgeschwindigkeit der Strömung des Diffusors 23 beim Diffusoraustritt 26 im Vergleich mit der Eintritts-Tangentialgeschwindigkeit am Entnahmeschlitz 6. Das Verhältnis Austrittsquerschnitt A2 zu Eintrittsquerschnitt A1 wird selbstverständlich entsprechend den allgemein bekannten Bedingungen für einen ablösungsfreien Diffusor gewählt. Bei einem Verhältnis von Lauflänge L zur Entnahmebreite H von mindestens zehn wird dann zum Beispiel das Flächenverhältnis von Austrittsquerschnitt A2 zu Eintrittsquerschnitt A1 ungefähr drei oder grösser. Kann beispielsweise bei äquidistanter Anordnung von Diffusorwand 20 zur Anzapfkammerwand 9 das benötigte Flächenverhältnis A2/A1 nicht erreicht werden, wird die Führungsnut 22 einfach weiter oder näher von der Anzapfkammerwand 9 entfernt angeordnet. Dadurch können beliebige Verhältnisse von Austrittsquerschnitt zu Eintrittsquerschnitt erzielt werden.
The diffuser wall 20 is produced in two parts in accordance with the two-part housing 3, for example from a sheet metal by a forming process. As a result, the diffuser wall 20 can be inserted circularly into the guide grooves 21 and 22.
The diffuser 23 is described by its length ratio L / H with a barrel length L to a removal width H at the removal opening 6, by its radius ratio R2 / R1 with an exit radius R2 to an entry radius R1, and by its area ratio A2 / A1 from exit area A2 am Diffuser outlet 26 to the inlet surface A1 at the removal opening 6. The ratio of the running length L to the removal width H is advantageously at least ten (L / H> 10) in order to largely reduce the normal and tangential components of the velocity of the incoming flow. In FIG. 2, the ratio of barrel length L to withdrawal width H was chosen to be greater than fifteen in order to achieve the highest possible recovery coefficient. The diffuser 23 is extended radially far, so that the radius ratio R2 / R1> 1.3. This results in a decrease in the outlet tangential speed of the flow of the diffuser 23 at the diffuser outlet 26 in comparison with the inlet tangential speed at the removal slot 6. The ratio of the outlet cross section A2 to the inlet cross section A1 is of course chosen in accordance with the generally known conditions for a detachment-free diffuser. With a ratio of barrel length L to removal width H of at least ten, the area ratio of outlet cross section A2 to inlet cross section A1 then becomes approximately three or greater, for example. Can For example, with an equidistant arrangement of the diffuser wall 20 to the tap chamber wall 9, the required area ratio A2 / A1 cannot be achieved, the guide groove 22 is simply arranged further or closer to the tap chamber wall 9. As a result, any ratio of outlet cross section to inlet cross section can be achieved.

Am Diffusoraustritt des Diffusors 23 an der Diffusorwand 20 kann zusätzlich ein Umlenkgitter 24 angebracht werden. Es bewirkt den Abbau der verbleibenden Tangentialgeschwindigkeit. Es führt damit zu einer weiteren Erhöhung des Druchrückgewinns und zu einer Reduktion des Wärmeübergangs in der Anzapfkammer.A deflection grid 24 can additionally be attached to the diffuser outlet of the diffuser 23 on the diffuser wall 20. It reduces the remaining tangential speed. This leads to a further increase in pressure recovery and a reduction in heat transfer in the tap chamber.

Nach Fig.3 besteht das Umlenkgitter 24 aus Schaufeln 25, deren Form nur beispielhaft wiedergegeben ist. Diese Schaufeln 25 können bsw. aus Blech gefertigt werden. Sie werden vor der zirkularen Montage der Diffusorwand 20 in die Anzapfkammer 7 auf der Diffusorwand 20 befestigt, bsw. durch Schweissen oder Nieten.According to Figure 3, the deflection grid 24 consists of blades 25, the shape of which is shown only as an example. These blades 25 can bsw. be made from sheet metal. They are attached to the diffuser wall 20 before the circular assembly of the diffuser wall 20 into the tapping chamber 7, for example. by welding or riveting.

Durch den Einbau eines Diffusors in die Anzapfkammer 7 können erhebliche Exergieverluste vermieden werden. Nachfolgend wird dies anhand einer überschlagsmässigen Rechnung dargelegt. Für den obigen Diffusor 23 sollen folgende Bedingungen für den eintretenden Dampf gelten:

  • Eintrittsdruck  ≅ 250 mbar
  • Eintrittsenthalpie  ≅ 2600 kJ/kg
  • Eintrittsgeschwindigkeit  ≅ 250 m/s
Considerable exergy losses can be avoided by installing a diffuser in the tap chamber 7. This is explained below using a rough calculation. For the above diffuser 23, the following conditions apply for the incoming steam:
  • Inlet pressure ≅ 250 mbar
  • Enthalpy of entry ≅ 2600 kJ / kg
  • Entry speed ≅ 250 m / s

Damit ergibt sich ein Exergieverlust von 180 kW pro Anzapfkammer ohne Diffusor 23. Dies entspricht, bei einer doppelflutige Niederdruck-Dampfturbine mit je drei Anzapfkammern 7, einem Exergieverlust von 1 MW. Durch den Diffusor 23 können zudem weitere, nicht quantifizierte Exergieverluste infolge der nicht wirbelnden Strömung und der daraus resultierenden reduzierten Wärmeübertragung vermieden werden.This results in an exergy loss of 180 kW per tapping chamber without diffuser 23. This corresponds to a double-flow low-pressure steam turbine with three each Tap chambers 7, an exergy loss of 1 MW. By means of the diffuser 23, further, non-quantified exergy losses due to the non-swirling flow and the resulting reduced heat transfer can be avoided.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Der Einbau eines Diffusors in die Anzapfkammer kann bei jeder axial durchströmten Turbomaschine mit hoher Strömungsenergie in der Anzapfkammer zur Anwendung kommen. Der Diffusor kann auch durch zwei Diffusorwände gebildet werden, ohne Einbezug der Anzapfkammerwand. Weiter kann die Ausgestaltung der Befestigung der Diffusorwand natürlich auch durch beliebige andere Mittel erfolgen. Die Ausgestaltung (Umlenkwinkel, Sehnenlänge und Teilungsverhältnis) und Position des Umlenkgitters wird durch die jeweilige Strömung stromabwärts des Diffusoraustritts bestimmt.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment shown and described. The installation of a diffuser in the tapping chamber can be used for any axially flow-through turbomachine with high flow energy in the tapping chamber. The diffuser can also be formed by two diffuser walls without including the tap chamber wall. Furthermore, the attachment of the diffuser wall can of course also be carried out by any other means. The design (deflection angle, chord length and division ratio) and position of the deflection grille is determined by the respective flow downstream of the diffuser outlet.

BezugszeichenlisteReference list

11
Läuferrunner
22nd
LaufschaufelBlade
33rd
Gehäusecasing
44th
Leitschaufelvane
55
ZuströmkanalInflow channel
66
EntnahmeöffnungRemoval opening
77
AnzapfkammerTap chamber
88th
Ripperib
99
Anzapfkammerwand abströmseitigTap chamber wall on the downstream side
10 - 1310-13
Laufschaufel-ReihenBlade rows
14 - 1714-17
Leitschaufel-ReihenVane rows
2020th
DiffusorwandDiffuser wall
2121
Führungsnut EntnahmeöffnungGuide groove removal opening
2222
Führungsnut RippeGuide groove rib
2323
DiffusorDiffuser
2424th
UmlenkgitterDeflection grid
2525th
SchaufelnShovels
2626
DiffusoraustrittDiffuser outlet
A1A1
EintrittsflächeEntrance area
A2A2
AustrittsflächeExit surface
LL
LauflängeBarrel length
HH
EntnahmebreiteWithdrawal width
R1R1
EintrittsradiusEntry radius
R2R2
AustrittsradiusExit radius

Claims (7)

Axial durchströmte Turbomaschine mit mindestens einer Anzapfkammer (7) im Gehäuse (3), in die ein Teil des zum Betrieb der Turbomaschine verwendeten Arbeitsmittels über Entnahmeöffnungen (6) abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Innern der Anzapfkammer (7) an der Entnahmeöffnung (6) ein im wesentlichen radial ausgedehnter Diffusor (23) angebracht ist,
dass ein Radienverhältnis (R2/R1) des Diffusors (23) von Austrittsradius (R2) zu Eintrittsradius (R1) grösser Eins-Komma-Drei ist [R2/R1 > 1.3]
und dass der Diffusor (23) im wesentlichen durch eine Lauflänge (L) und eine Entnahmebreite (H) beschrieben wird, wobei das Verhältnis der Lauflänge (L) zur Entnahmebreite (H) mindestens zehn beträgt [L/H ≥ 10].
Axial flow through turbomachine with at least one tap chamber (7) in the housing (3), into which a part of the working fluid used to operate the turbomachine is discharged via removal openings (6),
characterized in that
a substantially radially extended diffuser (23) is attached to the removal opening (6) inside the tap chamber (7),
that a radius ratio (R2 / R1) of the diffuser (23) from the exit radius (R2) to the entry radius (R1) is greater than one-point-three [R2 / R1> 1.3]
and that the diffuser (23) is essentially described by a barrel length (L) and a withdrawal width (H), the ratio of the barrel length (L) to the withdrawal width (H) being at least ten [L / H ≥ 10].
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
im Diffusor (23) am Diffusoraustritt (26) ein Umlenkgitter (24) angeordnet ist.
Axially flowed turbomachine according to claim 1, characterized in that
A deflection grille (24) is arranged in the diffuser (23) at the diffuser outlet (26).
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Diffusor (23) durch eine Anzapfkammerwand (9) der Anzapfkammer (7) und eine Diffusorwand (20) gebildet wird.
Axially flowed turbomachine according to claim 1, characterized in that
the diffuser (23) is formed by a tap chamber wall (9) of the tap chamber (7) and a diffuser wall (20).
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Diffusorwand (20) in die Anzapfkammer (7) eingesetzt ist.
Axially flowed turbomachine according to claim 3, characterized in that
the diffuser wall (20) is inserted into the tapping chamber (7).
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Diffusorwand (23) über Führungsnuten (21, 22) in der Anzapfkammer (7) befestigt ist.
Axial flow turbo machine according to claim 4, characterized in that
the diffuser wall (23) is fastened in the tapping chamber (7) via guide grooves (21, 22).
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzapfkammerwand (9) die abströmseitige Anzapfkammerwand ist.
Axially flowed turbomachine according to claim 3, characterized in that
the tap chamber wall (9) is the downstream tap wall.
Axial durchströmte Turbomaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Umlenkgitter (24) auf der Diffusorwand (20) angeordnet ist.
Axially flowed turbomachine according to claim 3, characterized in that
the deflection grid (24) is arranged on the diffuser wall (20).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19834530A1 (en) * 1998-07-31 2000-02-03 Bmw Rolls Royce Gmbh Venting valve for compressor in gas turbine engine has the axially moving valve ring guided on a fixed seal to prevent tilting
DE102013212881A1 (en) 2013-07-02 2015-01-08 Siemens Aktiengesellschaft Housing for a steam turbine
EP2987967A1 (en) * 2014-08-20 2016-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Compressor housing for a gas turbine
CN105736076A (en) * 2016-02-01 2016-07-06 西安交通大学 Fluid director using exhaust leaving velocity loss of steam turbine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2192229A (en) * 1986-07-04 1988-01-06 Rolls Royce Plc A compressor and air bleed system
DE4326799A1 (en) * 1993-08-10 1995-02-16 Abb Management Ag Device for extracting secondary air from an axial compressor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE483287C (en) * 1929-10-01 Aeg Overload nozzle for steam turbines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2192229A (en) * 1986-07-04 1988-01-06 Rolls Royce Plc A compressor and air bleed system
DE4326799A1 (en) * 1993-08-10 1995-02-16 Abb Management Ag Device for extracting secondary air from an axial compressor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19834530A1 (en) * 1998-07-31 2000-02-03 Bmw Rolls Royce Gmbh Venting valve for compressor in gas turbine engine has the axially moving valve ring guided on a fixed seal to prevent tilting
DE102013212881A1 (en) 2013-07-02 2015-01-08 Siemens Aktiengesellschaft Housing for a steam turbine
EP2987967A1 (en) * 2014-08-20 2016-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Compressor housing for a gas turbine
CN105736076A (en) * 2016-02-01 2016-07-06 西安交通大学 Fluid director using exhaust leaving velocity loss of steam turbine

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