EP1630359A1 - Steam turbine with two steam chambers - Google Patents

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EP1630359A1
EP1630359A1 EP04019959A EP04019959A EP1630359A1 EP 1630359 A1 EP1630359 A1 EP 1630359A1 EP 04019959 A EP04019959 A EP 04019959A EP 04019959 A EP04019959 A EP 04019959A EP 1630359 A1 EP1630359 A1 EP 1630359A1
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EP
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housing
steam
steam turbine
turbine according
partial surfaces
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Withdrawn
Application number
EP04019959A
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German (de)
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Inventor
Max Wiesenberger
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to EP05777733A priority patent/EP1781901B1/en
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Priority to US11/660,638 priority patent/US8221063B2/en
Priority to PCT/EP2005/053954 priority patent/WO2006021513A1/en
Priority to PL05777733T priority patent/PL1781901T3/en
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    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
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Definitions

  • the invention relates to a steam turbine with two steam chambers, which are surrounded by a substantially tubular housing and separated from each other by at least one partition wall arranged in the housing.
  • the partitions which separate the steam rooms from each other, must be easy to produce while still withstand the pressure occurring permanently.
  • the connections must be designed with cross-sectional areas which, in accordance with the quantities of fluid to be led through the steam chambers, are often comparatively large.
  • the outer surfaces of the individual steam rooms are in part only relatively narrow strips, on which there is not enough space for arranging said connections.
  • the invention has for its object to provide a generic steam turbine to which results in the partitions particularly low thermal stresses, but at the same time is made very compact.
  • the object is achieved according to the invention with a steam turbine mentioned above, in which the partition wall is designed from at least two planar partial surfaces, which are designed inclined relative to each other.
  • the dividing wall to be provided in a housing of a steam turbine is not designed solely as a flat or curved surface, but rather folds or creases are specifically formed in the dividing wall, against which planar partial surfaces adjoin one another.
  • the walls folded in this way can actually be produced by a folding process or by joining two planar pieces, for example by welding.
  • the dividing walls according to the invention and in particular their flat part surfaces expand uniformly without any particular shape change and no additional stresses are generated on the associated housing.
  • the wrinkles further lead to a stiffening of the walls and allow, as will be explained in more detail below, a more flexible distribution of the steam rooms.
  • a flat partial surface of a partition wall can be extended out of the actual housing region and therefore form part of a wall of a connecting piece on the housing. This results in a more favorable introduction of external support forces in the housing structure.
  • the folds according to the invention are particularly advantageously designed as straight folding edges, on which partial surfaces adjoin one another.
  • Such straight folding edges can be produced inexpensively by simple buckling or by welding straight plate edges.
  • the partial surfaces designed according to the invention with folded edges adjoin one another at folded edges, which are arranged asymmetrically relative to a longitudinal axis of the tubular housing. This ensures that the partitions according to the invention are constructed in particular not rotationally symmetrical. Such a design is particularly advantageous with regard to the thermal expansion stresses resulting from temperature retention.
  • a dividing wall according to the invention which is particularly cost-effective to develop and produce is characterized in that it is designed with a central partial surface, on which several further partial surfaces distributed over the circumference join, which are inclined to the central partial surface. While the central partial surface for separating the steam chambers is provided directly on a rotor rotating in the housing, the further partial surfaces distributed around this central partial surface can be arranged differently inclined depending on the space requirement in the respective steam chambers and on the surrounding tubular housing. At the same time result comparatively simple folding and / or joint edges.
  • partition walls according to the invention Further standardization of the partition walls according to the invention and a reduction of costs associated therewith is possible by connecting inclined partial surfaces which are of equal size distributed over the circumference of the central partial surface.
  • the above-mentioned asymmetrical shape of the partitions according to the invention can be achieved particularly advantageously by three inclined faces.
  • These three inclined partial surfaces may, for example, advantageously be arranged on one side of a substantially rectangular central partial surface, wherein the central partial surface is designed to continue even on the fourth side of the substantially rectangular basic shape until the housing is continued.
  • the central surface is oriented substantially perpendicular to a longitudinal axis of the tubular housing and thus perpendicular to a rotor rotating in the housing.
  • the invention proposes that in a generic steam turbine at least two connections for steam on the housing are designed such that one of Vapor spaces starting from an associated connection into the housing has decreasing cross-sectional areas or widths while the vapor space located beyond the partition wall has in the direction of an associated connection out of the housing enlarging cross-sectional areas or widths.
  • the decreasing cross-sectional areas are therefore arranged directly next to increasing cross-sectional areas and thus lead to a total of a particularly compact and space-saving design of such a steam turbine according to the invention.
  • sufficient space for the placement of terminals can be created by the inventive design of parting surfaces on the outer sides of the housing.
  • the cross-sectional profiles along the flow paths in the individual steam chambers can be designed in accordance with the area requirement which, for example, decreases at an inlet with increasing distance from the inlet nozzle.
  • the area with a small area requirement of a vapor space is adjacent to the area with a large area requirement of the adjacent vapor space. This results in a comparatively short length of the tubular housing with a particularly favorable space utilization.
  • a tubular housing 12 and dividing walls 14a-d arranged therein are illustrated by a steam turbine 10.
  • the housing 12 is substantially tubular in shape along a longitudinal axis 16 and has on its outside a steam inlet 18 in the form of a nozzle. On the outside of the housing 12 further vapor outlets 20 and 22 are arranged, which serve as taps for branching preheating.
  • the housing 12 is divided with a total of four partitions 14a, 14b, 14c and 14d in five steam rooms 24a to 24e, in which the steam inlet 18 opens into the steam chamber 24c, from the steam chambers 24b and 24d each have a "small" steam outlet 20 and from the Steam rooms 24a and 24e each lead out two "large” steam outlets 22.
  • the flow of steam through the housing 12 is guided in the region of the steam chambers 24b and 24d by a respective pipe section 30, with which the partitions 14a and 14b or 14c and 14d are connected to each other in the region of the associated openings 26 ,
  • the steam turbine 10 is designed to be particularly compact in the axial direction and thus a particularly inexpensive to realize short distance between associated (not shown) bearings of the steam turbine rotor is achieved and also the housing 12 and the partitions 14 with temperature changes to the steam turbine 10 is not excessively large strain voltages are subjected
  • the partitions 14 are each formed of individual flat faces 32 which are arranged inclined to the longitudinal axis 16 by a respective central part surface 34. The thus on the central part surface 34 radially outer surface portions 32 each border at straight folding edges 36 to the central part surface 34th
  • the outer partial surfaces 32 of the vapor space 24 c are inclined on the side of the steam inlet 18 in such a way that the steam inlet 18 has cross-sectional widths or areas which decrease in the housing 12.
  • the outer partial surfaces 32 of the partition walls 14b and 14c are inclined to each other such that the cross-sectional widths or areas of the vapor space 24c decrease further with increasing distance from the steam inlet 18.
  • the central partial surfaces 34 of the partition walls 14b and 14c are aligned perpendicular to the longitudinal axis 16.
  • FIG. 6 it can also be seen that the central partial surfaces 34 of the partition walls 14b and 14c are each continued laterally from the steam inlet 18 to the housing 12 and no folding edges are provided there.
  • the partitions 14a and 14d are each designed as "shells" which three outer inclined inclined surfaces 32 are formed on a central part surface 34.
  • the outer partial surfaces 32 of the partition walls 14a and 14d are each inclined in the axial direction to the front side openings 28 of the associated steam chambers 24a and 24e.
  • the upper outer partial surface 32 of the partition walls 14a and 14d extends in each case substantially parallel to the upper outer partial surfaces 32 of the partition walls 14b and 14c (see also FIG. 1, upper half).
  • lower portion of the partitions 14 is by the mutually inclined outer faces 32 of the partitions 14b and 14c and perpendicular to the longitudinal axis 16 to bottom extending central face 34 of the partitions 14a and 14d, a widening of the steam chambers 24b and 24d in the direction reached on the "small" steam outlets 20.
  • an overall increase in the cross-sectional areas of the annular vapor spaces 24b and 24d bounded towards the center by the tube section 30 in the direction of the vapor outlets 20 results from top to bottom.
  • two steam outlets 22 are provided at the bottom. These steam outlets 22 lie in a region of the steam chambers 24a and 24e, respectively, where the steam chambers 24a and 24e are particularly wide in the axial direction because of the shape of the partitions 14a and 14d. In contrast, in the upper and lateral regions, the steam chambers 24a and 24e are comparatively narrow because of the three outer partial surfaces 32 grouped around the central partial surface 34 on the partition walls 14a and 14d.
  • access openings or manholes 38 are formed on the housing 12 just above the parting line of the lower part, which due to the selected shape of the partitions 14 has a particularly easy access and good access to the areas to be machined inside allow the housing 12.

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Abstract

The steam turbine (10) has at least two steam chambers (24a-e) which are enclosed by a tubular casing (12) and separated from one another by at least one partition (14a-d). The partition is constructed from at least two flat part surfaces which are inclined relative to one another. The part surfaces are joined to another by at least one straight fold edge. The part surfaces in their inclination with regard to the longitudinal axis (16) of the casing are arranged non-symmetrically, especially non-axially symmetrically.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit zwei Dampfräumen, die von einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse umgeben und durch mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Trennwand voneinander getrennt sind.The invention relates to a steam turbine with two steam chambers, which are surrounded by a substantially tubular housing and separated from each other by at least one partition wall arranged in the housing.

Bei Dampfturbinen der oben genannten Art sind in zylindrischen Turbinengehäusen einzelne Dampfräume durch Trennwände abgetrennt. Zum Zu- und Abführen von Dampf an den Dampfräumen sind am Gehäuse Anschlüsse vorgesehen.In steam turbines of the above type individual steam rooms are separated by partitions in cylindrical turbine housings. For the supply and removal of steam at the steam chambers connections are provided on the housing.

Die Trennwände, welche die Dampfräume voneinander trennen, müssen dabei einfach herstellbar sein und trotzdem der auftretenden Druckbeanspruchung dauerhaft standhalten. Die Anschlüsse müssen mit Querschnittsflächen gestaltet sein, die entsprechend den durch die Dampfräume zu führenden Fluidmengen oft vergleichsweise groß dimensioniert sind.The partitions, which separate the steam rooms from each other, must be easy to produce while still withstand the pressure occurring permanently. The connections must be designed with cross-sectional areas which, in accordance with the quantities of fluid to be led through the steam chambers, are often comparatively large.

Ein großes Problem bei der Gestaltung der Gehäuse und der zugehörigen Trennwände stellen ferner die Wärmedehnungsspannungen dar, die sich an den Dampfturbinen wegen der hohen Temperaturunterschiede ergeben.A major problem in the design of the housing and the associated partitions also represent the thermal expansion stresses that arise at the steam turbine because of the high temperature differences.

Bei bekannten Dampfturbinen sind die einzelnen Dampfräume mit rotationssystemmetrischen, kegelförmigen Wänden abgetrennt, an denen sich bei Temperatureinwirkung durch Wärmedehnung die Kegelwinkel aufweiten. Dies führt zu verhältnismäßig hohen Dehnungsspannungen an den Trennwänden.In known steam turbines, the individual steam rooms are separated by rotational system-metric, conical walls on which the cone angle widen when exposed to heat due to thermal expansion. This leads to relatively high strain stresses on the partitions.

Darüber hinaus sind bei bekannten Gehäusen die Außenflächen der einzelnen Dampfräume teilweise nur verhältnismäßig schmale Streifen, an denen nicht ausreichend Raum zum Anordnen der genannten Anschlüsse vorhanden ist.Moreover, in known housings, the outer surfaces of the individual steam rooms are in part only relatively narrow strips, on which there is not enough space for arranging said connections.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dampfturbine bereitzustellen, an der sich an den Trennwänden besonders geringe Wärmespannungen ergeben, die aber zugleich besonders kompakt gestaltet ist.The invention has for its object to provide a generic steam turbine to which results in the partitions particularly low thermal stresses, but at the same time is made very compact.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer eingangs genannten Dampfturbine gelöst, bei der die Trennwand aus mindestens zwei ebenen Teilflächen gestaltet ist, die relativ zueinander geneigt gestaltet sind.The object is achieved according to the invention with a steam turbine mentioned above, in which the partition wall is designed from at least two planar partial surfaces, which are designed inclined relative to each other.

Erfindungsgemäß ist die in einem Gehäuse einer Dampfturbine vorzusehene Trennwand nicht allein als ebene oder als gekrümmte Fläche gestaltet, sondern es sind gezielt Falten bzw. Knicke in der Trennwand ausgebildet, an denen ebene Teilflächen aneinander angrenzen. Die derart gefalteten Wände können je nach Größe und Dicke der Trennwand tatsächlich durch einen Faltvorgang oder durch Verbinden zweier ebener Stücke, beispielsweise durch Schweißen, hergestellt werden. Durch die Falten dehnen sich die erfindungsgemäßen Trennwände und insbesondere deren ebene Teilflächen gleichmäßig ohne besondere Gestaltänderung aus und es werden am zugehörigen Gehäuse keine zusätzlichen Spannungen erzeugt. Die Falten führen ferner zu einer Versteifung der Wände und ermöglichen, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, eine flexiblere Aufteilung der Dampfräume. Bei entsprechender Gestaltung kann eine ebene Teilfläche einer Trennwand aus dem eigentlichen Gehäusebereich hinaus verlängert werden und darum einen Teil einer Wand eines Anschlussstutzens am Gehäuse bilden. Dadurch ergibt sich eine günstigere Einleitung von äußeren Stutzenkräften in die Gehäusestruktur.According to the invention, the dividing wall to be provided in a housing of a steam turbine is not designed solely as a flat or curved surface, but rather folds or creases are specifically formed in the dividing wall, against which planar partial surfaces adjoin one another. Depending on the size and thickness of the partition wall, the walls folded in this way can actually be produced by a folding process or by joining two planar pieces, for example by welding. As a result of the folds, the dividing walls according to the invention and in particular their flat part surfaces expand uniformly without any particular shape change and no additional stresses are generated on the associated housing. The wrinkles further lead to a stiffening of the walls and allow, as will be explained in more detail below, a more flexible distribution of the steam rooms. With a corresponding design, a flat partial surface of a partition wall can be extended out of the actual housing region and therefore form part of a wall of a connecting piece on the housing. This results in a more favorable introduction of external support forces in the housing structure.

Die erfindungsgemäßen Falten sind besonders vorteilhaft als gerade Faltkanten gestaltet, an denen Teilflächen aneinander anschließen. Solche geraden Faltkanten können kostengünstig durch einfaches Knicken oder durch Verschweißen von geraden Plattenkanten hergestellt werden.The folds according to the invention are particularly advantageously designed as straight folding edges, on which partial surfaces adjoin one another. Such straight folding edges can be produced inexpensively by simple buckling or by welding straight plate edges.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäß mit Faltkanten gestalteten Teilflächen an Faltkanten aneinander anschließen, die bezogen auf eine Längsachse des rohrförmigen Gehäuses unsymmetrisch angeordnet sind. Damit wird erreicht, dass die erfindungsgemäßen Trennwände insbesondere nicht rotationssymmetrisch aufgebaut sind. Eine solche Gestaltung ist hinsichtlich der bei Temperaturbehaltung sich ergebenen Wärmedehnungsspannungen besonders von Vorteil.Moreover, it is advantageous if the partial surfaces designed according to the invention with folded edges adjoin one another at folded edges, which are arranged asymmetrically relative to a longitudinal axis of the tubular housing. This ensures that the partitions according to the invention are constructed in particular not rotationally symmetrical. Such a design is particularly advantageous with regard to the thermal expansion stresses resulting from temperature retention.

Darüber hinaus ist es hinsichtlich der Entstehung von Spannungen an der Gehäusestruktur der erfindungsgemäßen Dampfturbine ferner vorteilhaft, wenn die Teilflächen auch in ihrer Neigung bezogen auf eine Längsachse des rohrförmigen Gehäuses unsymmetrisch insbesondere nicht rotationssymmetrisch angeordnet sind. Solche hinsichtlich der Längsachse des rohrförmigen Gehäuses unsymmetrisch geneigte Teilflächen ermöglichen durch eine flexible Gestaltung über den Umfang des Gehäuses hinweg insbesondere auch eine bessere Platzierung von Einstiegsöffnungen, so genannten Mannlöchern, wodurch über die Betriebsdauer der Dampfturbine hinweg die relevanten Bereiche im Inneren des Gehäuses besser erreichbar sind.In addition, it is also advantageous in terms of the formation of stresses on the housing structure of the steam turbine according to the invention, when the partial surfaces are arranged unbalanced, in particular not rotationally symmetrical in terms of their inclination relative to a longitudinal axis of the tubular housing. Such with respect to the longitudinal axis of the tubular housing asymmetrically inclined partial surfaces allow by flexible design over the circumference of the housing away in particular a better placement of manholes, so-called manholes, which over the operating life of the steam turbine away the relevant areas inside the housing are better accessible ,

Eine besonders kostengünstig zu entwickelnde und herzustellende erfindungsgemäße Trennwand ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer zentralen Teilfläche gestaltet ist, an der über den Umfang verteilt mehrere weitere Teilflächen anschließen, die zur zentralen Teilfläche geneigt sind. Während die zentrale Teilfläche zum Abtrennen der Dampfräume unmittelbar an einem in dem Gehäuse sich drehenden Rotor vorgesehen ist, können die um diese zentrale Teilfläche herum verteilten weiteren Teilflächen je nach Platzbedarf in den jeweiligen Dampfräumen und an dem umgebenden rohrförmigen Gehäuse verschieden geneigt angeordnet werden. Zugleich ergeben sich vergleichsweise einfache Falt- und/oder Verbindungskanten.A dividing wall according to the invention which is particularly cost-effective to develop and produce is characterized in that it is designed with a central partial surface, on which several further partial surfaces distributed over the circumference join, which are inclined to the central partial surface. While the central partial surface for separating the steam chambers is provided directly on a rotor rotating in the housing, the further partial surfaces distributed around this central partial surface can be arranged differently inclined depending on the space requirement in the respective steam chambers and on the surrounding tubular housing. At the same time result comparatively simple folding and / or joint edges.

Eine weitere Standardisierung der erfindungsgemäßen Trennwände und eine damit verbundene Reduzierung von Kosten ist möglich, indem an der zentralen Teilfläche über deren Umfang verteilt geneigte Teilflächen anschließen, die gleich groß sind. Dabei kann die oben genannte unsymmetrische Gestalt der erfindungsgemäßen Trennwände besonders vorteilhaft durch drei geneigte Teilflächen erzielt werden.Further standardization of the partition walls according to the invention and a reduction of costs associated therewith is possible by connecting inclined partial surfaces which are of equal size distributed over the circumference of the central partial surface. In this case, the above-mentioned asymmetrical shape of the partitions according to the invention can be achieved particularly advantageously by three inclined faces.

Diese drei geneigten Teilflächen können zum Beispiel vorteilhaft an jeweils einer Seite einer im Wesentlichen rechteckigen zentralen Teilfläche angeordnet sein, wobei die zentrale Teilfläche selbst an der vierten Seite der im Wesentlichen rechteckigen Grundform eben bis an das Gehäuse fortgesetzt gestaltet ist.These three inclined partial surfaces may, for example, advantageously be arranged on one side of a substantially rectangular central partial surface, wherein the central partial surface is designed to continue even on the fourth side of the substantially rectangular basic shape until the housing is continued.

Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Trennwand ist es ferner vorteilhaft, wenn die zentrale Fläche im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des rohrförmigen Gehäuses und damit senkrecht zu einem sich in dem Gehäuse drehenden Rotor ausgerichtet ist.With regard to the partition according to the invention, it is also advantageous if the central surface is oriented substantially perpendicular to a longitudinal axis of the tubular housing and thus perpendicular to a rotor rotating in the housing.

Wie bereits oben angedeutet worden ist, kann mit den erfindungsgemäß geneigt gestalteten Teilflächen auch ein am Gehäuse als Anschluss dienender Stutzen zumindest teilweise ausgebildet werden. Darüber hinaus ist es auch vorteilhaft, wenn mit einer der geneigten Teilflächen im Inneren des Gehäuses ein zumindest einseitig trichterförmiger Einlass oder Auslass gebildet ist. Derartige trichterförmige Ein- oder Auslässe ergeben an der erfindungsgemäßen Dampfturbine die strömungstechnisch jeweils gewünschte Verengung oder Aufweitung der Querschnittsflächen der zugehörigen Strömungswege.As has already been indicated above, can be at least partially formed with the invention designed inclined part surfaces and a serving as a connection on the housing stub. Moreover, it is also advantageous if with one of the inclined partial surfaces in the interior of the housing, an at least one funnel-shaped inlet or outlet is formed. Such funnel-shaped inlets or outlets produce at the steam turbine according to the invention the flow-wise desired narrowing or widening of the cross-sectional areas of the associated flow paths.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei einer gattungsgemäßen Dampfturbine mindestens zwei Anschlüsse für Dampf am Gehäuse derart gestaltet sind, dass einer der Dampfräume ausgehend von einem zugehörigen Anschluss in das Gehäuse hinein sich verkleinernde Querschnittsflächen bzw. -breiten aufweist während der jenseits der Trennwand befindliche Dampfraum in Richtung auf einen zugehörigen Anschluss aus dem Gehäuse heraus sich vergrößernde Querschnittsflächen bzw. -breiten aufweist. Die sich verkleinernden Querschnittsflächen sind also unmittelbar neben sich vergrößernden Querschnittsflächen angeordnet und führen so insgesamt zu einer besonders kompakten und raumsparenden Bauweise einer solchen erfindungsgemäßen Dampfturbine. Insbesondere bei einer sehr begrenzten axialen Baulänge des rohrförmigen Gehäuses kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung von Trennflächen an den Außenseiten des Gehäuses genügend Raum für die Platzierung von Anschlüssen geschaffen werden. Zugleich können die Querschnittsverläufe entlang der Strömungswege in den einzelnen Dampfräumen entsprechend dem beispielsweise bei einem Einlass mit wachsender Entfernung vom Einlassstutzen abnehmenden Flächenbedarf ausgelegt werden. Erfindungsgemäß liegt der Bereich mit geringem Flächenbedarf eines Dampfraumes neben dem Bereich mit großem Flächenbedarf des benachbarten Dampfraumes. Es ergibt sich damit eine vergleichsweise kurze Baulänge des rohrförmigen Gehäuses mit einer besonders günstigen Bauraumausnutzung.In addition, the invention proposes that in a generic steam turbine at least two connections for steam on the housing are designed such that one of Vapor spaces starting from an associated connection into the housing has decreasing cross-sectional areas or widths while the vapor space located beyond the partition wall has in the direction of an associated connection out of the housing enlarging cross-sectional areas or widths. The decreasing cross-sectional areas are therefore arranged directly next to increasing cross-sectional areas and thus lead to a total of a particularly compact and space-saving design of such a steam turbine according to the invention. In particular, with a very limited axial length of the tubular housing sufficient space for the placement of terminals can be created by the inventive design of parting surfaces on the outer sides of the housing. At the same time, the cross-sectional profiles along the flow paths in the individual steam chambers can be designed in accordance with the area requirement which, for example, decreases at an inlet with increasing distance from the inlet nozzle. According to the invention, the area with a small area requirement of a vapor space is adjacent to the area with a large area requirement of the adjacent vapor space. This results in a comparatively short length of the tubular housing with a particularly favorable space utilization.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampfturbine anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1 einen Halbschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuses mit Trennwänden einer erfindungsgemäßen Dampfturbine,
  • Fig. 2 eine Seitenansicht des Gehäuses gemäß Fig. 1,
  • Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1,
  • Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 1,
  • Fig. 5 eine Ansicht auf die Teilfuge des Unterteils des Gehäuses und der Trennwände gemäß Fig. 1,
  • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Trennwände der Dampfturbine gemäß Fig. 1,
  • Fig. 7 eine aufgebrochene perspektivische Ansicht des Gehäuses mit Trennwänden gemäß Fig. 1 und
  • Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses gemäß Fig. 1 von Außen.
Hereinafter, an embodiment of a steam turbine according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:
  • 1 shows a half section of an embodiment of a housing with partitions of a steam turbine according to the invention,
  • 2 is a side view of the housing of FIG. 1,
  • 3 shows the section III-III in Fig. 1,
  • 4 shows the section IV-IV in Fig. 1,
  • 5 is a view of the parting line of the lower part of the housing and the partitions of FIG. 1,
  • 6 is a perspective view of the partitions of the steam turbine of FIG. 1,
  • Fig. 7 is a broken perspective view of the housing with partitions of FIG. 1 and
  • Fig. 8 is a perspective view of the housing of FIG. 1 from the outside.

In den Figuren sind von einer Dampfturbine 10 die für die Erfindung wesentlichen Elemente eines rohrförmigen Gehäuses 12 und darin angeordneten Trennwänden 14a-d veranschaulicht. Das Gehäuse 12 ist im Wesentlichen rohrförmig entlang einer Längsachse 16 gestaltet und weist an seiner Außenseite einen Dampfeinlass 18 in Gestalt eines Stutzens auf. An der Außenseite des Gehäuses 12 sind ferner Dampfauslässe 20 und 22 angeordnet, die als Anzapfungen zum Abzweigen von Vorwärmdampf dienen. Das Gehäuse 12 ist mit insgesamt vier Trennwänden 14a, 14b, 14c und 14d in fünf Dampfräume 24a bis 24e unterteilt, bei denen der Dampfeinlass 18 in den Dampfraum 24c mündet, aus den Dampfräumen 24b und 24d jeweils ein "kleiner" Dampfauslass 20 und aus den Dampfräumen 24a und 24e jeweils zwei "große" Dampfauslässe 22 herausführen.In the figures, the elements of a tubular housing 12 and dividing walls 14a-d arranged therein are illustrated by a steam turbine 10. The housing 12 is substantially tubular in shape along a longitudinal axis 16 and has on its outside a steam inlet 18 in the form of a nozzle. On the outside of the housing 12 further vapor outlets 20 and 22 are arranged, which serve as taps for branching preheating. The housing 12 is divided with a total of four partitions 14a, 14b, 14c and 14d in five steam rooms 24a to 24e, in which the steam inlet 18 opens into the steam chamber 24c, from the steam chambers 24b and 24d each have a "small" steam outlet 20 and from the Steam rooms 24a and 24e each lead out two "large" steam outlets 22.

Im Betrieb der Dampfturbine 10 dreht sich in dem Gehäuse 12 ein in Richtung der Längsachse 16 ausgerichteter, nicht dargestellter Rotor. Dieser Rotor durchsetzt die Trennwände 14a bis 14d, wozu in diesen Trennwänden 14 jeweils eine zentrale Öffnung 26 ausgebildet ist. Der durch den Dampfeinlass 18 in den Dampfraum 24c eingeführte Dampf strömt dabei in axialer Richtung zu beiden Stirnseiten des rohrförmigen Gehäuses 12 und verlässt dort durch jeweils eine Öffnung 28 das Gehäuse 12. Die Strömung des Dampfes durch das Gehäuse 12 ist im Bereich der Dampfräume 24b und 24d durch jeweils einen Rohrabschnitt 30 geführt, mit dem die Trennwände 14a und 14b bzw. 14c und 14d im Bereich der zugehörigen Öffnungen 26 miteinander verbunden sind. Damit die Dampfturbine 10 in axialer Richtung besonders kompakt gestaltet und damit ein besonders kostengünstig zu realisierender, kurzer Abstand zwischen zugehörigen (nicht dargestellten) Lagern des Dampfturbinenrotors erzielt wird und ferner das Gehäuse 12 sowie die Trennwände 14 bei Temperaturänderungen an der Dampfturbine 10 nicht übermäßig großen Dehnungsspannungen unterworfen werden, sind die Trennwände 14 jeweils aus einzelnen ebenen Teilflächen 32 gestaltet, die zur Längsachse 16 geneigt um jeweils eine zentrale Teilfläche 34 angeordnet sind. Die derart an der zentralen Teilfläche 34 radial außenliegenden Teilflächen 32 grenzen jeweils an geraden Faltkanten 36 an die zentrale Teilfläche 34.In operation of the steam turbine 10 rotates in the housing 12 aligned in the direction of the longitudinal axis 16, not shown rotor. This rotor passes through the partitions 14a to 14d, for which purpose in each of these partitions 14, a central opening 26 is formed. The steam introduced into the steam space 24c through the steam inlet 18 flows in the axial direction to both end faces of the tubular housing 12 and leaves there through one The flow of steam through the housing 12 is guided in the region of the steam chambers 24b and 24d by a respective pipe section 30, with which the partitions 14a and 14b or 14c and 14d are connected to each other in the region of the associated openings 26 , Thus, the steam turbine 10 is designed to be particularly compact in the axial direction and thus a particularly inexpensive to realize short distance between associated (not shown) bearings of the steam turbine rotor is achieved and also the housing 12 and the partitions 14 with temperature changes to the steam turbine 10 is not excessively large strain voltages are subjected, the partitions 14 are each formed of individual flat faces 32 which are arranged inclined to the longitudinal axis 16 by a respective central part surface 34. The thus on the central part surface 34 radially outer surface portions 32 each border at straight folding edges 36 to the central part surface 34th

Wie insbesondere in Fig. 1 gut zu erkennen ist, sind die äußeren Teilflächen 32 des Dampfraums 24c an der Seite des Dampfeinlasses 18 derart geneigt, dass der Dampfeinlass 18 in das Gehäuse 12 hinein sich verkleinernde Querschnittsbreiten bzw. -flächen aufweist. An der diametral gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 12 sind die äußeren Teilflächen 32 der Trennwände 14b und 14c derart zueinander geneigt, dass sich die Querschnittsbreiten bzw. -flächen des Dampfraumes 24c mit zunehmendem Abstand vom Dampfeinlass 18 weiter verkleinern. Die zentralen Teilflächen 34 der Trennwände 14b und 14c sind hingegen senkrecht zur Längsachse 16 ausgerichtet. Insbesondere in Fig. 6 ist ferner zu erkennen, dass die zentralen Teilflächen 34 der Trennwände 14b und 14c seitlich vom Dampfeinlass 18 jeweils eben bis an das Gehäuse 12 fortgesetzt und dort keine Faltkanten vorgesehen sind.As can be clearly seen in particular in FIG. 1, the outer partial surfaces 32 of the vapor space 24 c are inclined on the side of the steam inlet 18 in such a way that the steam inlet 18 has cross-sectional widths or areas which decrease in the housing 12. On the diametrically opposite side of the housing 12, the outer partial surfaces 32 of the partition walls 14b and 14c are inclined to each other such that the cross-sectional widths or areas of the vapor space 24c decrease further with increasing distance from the steam inlet 18. The central partial surfaces 34 of the partition walls 14b and 14c, however, are aligned perpendicular to the longitudinal axis 16. In particular, in FIG. 6 it can also be seen that the central partial surfaces 34 of the partition walls 14b and 14c are each continued laterally from the steam inlet 18 to the housing 12 and no folding edges are provided there.

Im Gegensatz zu den Trennwänden 14b und 14c sind die Trennwände 14a und 14d jeweils als "Schalen" gestaltet, an denen an einer zentralen Teilfläche 34 drei äußere geneigt angeordnete Teilflächen 32 ausgebildet sind. Die äußeren Teilflächen 32 der Trennwände 14a und 14d sind jeweils in axialer Richtung zu den stirnseitigen Öffnungen 28 der zugehörigen Dampfräume 24a und 24e geneigt. Dadurch verläuft die bezogen auf Fig. 6 obere äußere Teilfläche 32 der Trennwände 14a und 14d jeweils im Wesentlichen parallel zu den oberen äußeren Teilflächen 32 der Trennwände 14b bzw. 14c (siehe auch Fig. 1 obere Hälfte). Im bezogen auf die Figuren unteren Bereich der Trennwände 14 wird durch die zueinander geneigten äußeren Teilflächen 32 der Trennwände 14b und 14c und die sich senkrecht zur Längsachse 16 bis unten erstreckenden zentralen Teilfläche 34 der Trennwände 14a und 14d eine Verbreiterung der Dampfräume 24b und 24d in Richtung auf die "kleinen" Dampfauslässe 20 erreicht. Somit ergibt sich von oben nach unten insgesamt eine Vergrößerung der Querschnittsflächen der zur Mitte hin durch den Rohrabschnitt 30 begrenzten, ringförmigen Dampfräume 24b und 24d in Richtung auf die Dampfauslässe 20.In contrast to the partitions 14b and 14c, the partitions 14a and 14d are each designed as "shells" which three outer inclined inclined surfaces 32 are formed on a central part surface 34. The outer partial surfaces 32 of the partition walls 14a and 14d are each inclined in the axial direction to the front side openings 28 of the associated steam chambers 24a and 24e. As a result, the upper outer partial surface 32 of the partition walls 14a and 14d extends in each case substantially parallel to the upper outer partial surfaces 32 of the partition walls 14b and 14c (see also FIG. 1, upper half). In relation to the figures lower portion of the partitions 14 is by the mutually inclined outer faces 32 of the partitions 14b and 14c and perpendicular to the longitudinal axis 16 to bottom extending central face 34 of the partitions 14a and 14d, a widening of the steam chambers 24b and 24d in the direction reached on the "small" steam outlets 20. Thus, an overall increase in the cross-sectional areas of the annular vapor spaces 24b and 24d bounded towards the center by the tube section 30 in the direction of the vapor outlets 20 results from top to bottom.

An den Dampfräumen 24a und 24e sind unten jeweils zwei Dampfauslässe 22 vorgesehen. Diese Dampfauslässe 22 liegen in einem Bereich der Dampfräume 24a bzw. 24e, an denen die Dampfräume 24a und 24e wegen der Gestalt der Trennwände 14a bzw. 14d in axialer Richtung besonders breit sind. In den oberen und seitlichen Bereichen sind die Dampfräume 24a und 24e hingegen wegen der an den Trennwänden 14a und 14d jeweils um die zentrale Teilfläche 34 gruppierten drei äußeren Teilflächen 32 vergleichsweise schmal.At the steam rooms 24a and 24e, two steam outlets 22 are provided at the bottom. These steam outlets 22 lie in a region of the steam chambers 24a and 24e, respectively, where the steam chambers 24a and 24e are particularly wide in the axial direction because of the shape of the partitions 14a and 14d. In contrast, in the upper and lateral regions, the steam chambers 24a and 24e are comparatively narrow because of the three outer partial surfaces 32 grouped around the central partial surface 34 on the partition walls 14a and 14d.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, sind an dem Gehäuse 12 knapp oberhalb der Teilfuge des Unterteils Einstiegsöffnungen bzw. Mannlöcher 38 ausgebildet, die wegen der gewählten Gestalt der Trennwände 14 einen besonders leicht zugänglichen Einstieg und einen guten Zugang zu den zu bearbeitenden Bereichen im Inneren des Gehäuses 12 ermöglichen.As shown in FIG. 8, access openings or manholes 38 are formed on the housing 12 just above the parting line of the lower part, which due to the selected shape of the partitions 14 has a particularly easy access and good access to the areas to be machined inside allow the housing 12.

Claims (11)

Dampfturbine (10) mit mindestens zwei Dampfräumen (24a-e), die von einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse (12) umgeben und durch mindestens eine in dem Gehäuse (12) angeordnete Trennwand (14a-d) voneinander getrennt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennwand (14a-d) aus mindestens zwei ebenen Teilflächen (32, 34) gestaltet ist, die relativ zueinander geneigt gestaltet sind.Steam turbine (10) having at least two steam chambers (24a-e) which are surrounded by a substantially tubular housing (12) and separated from one another by at least one partition wall (14a-d) arranged in the housing (12),
characterized in that
the partition wall (14a-d) is made up of at least two planar partial surfaces (32, 34), which are designed to be inclined relative to one another. Dampfturbine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilflächen (32, 34) an mindestens einer geraden Faltkante (36) aneinander anschließen.Steam turbine according to claim 1,
characterized in that
the partial surfaces (32, 34) adjoin one another at at least one straight folding edge (36). Dampfturbine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilflächen (32, 34) an Faltkanten (36) aneinander anschließen, die bezogen auf eine Längsachse (16) des rohrförmigen Gehäuses (12) unsymmetrisch angeordnet sind.Steam turbine according to claim 1 or 2,
characterized in that
the partial surfaces (32, 34) adjoin one another at folded edges (36), which are arranged asymmetrically relative to a longitudinal axis (16) of the tubular housing (12). Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilflächen (32, 34) in ihrer Neigung bezogen auf eine Längsachse (16) des rohrförmigen Gehäuses (12) unsymmetrisch, insbesondere nicht rotationssymmetrisch angeordnet sind.Steam turbine according to one of the preceding claims,
characterized in that
the partial surfaces (32, 34) with respect to their inclination relative to a longitudinal axis (16) of the tubular housing (12) are arranged asymmetrically, in particular not rotationally symmetrical. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennwand (14a-d) mit einer zentralen Teilfläche (34) gestaltet ist, an der über den Umfang verteilt mehrere weitere Teilflächen (32) anschließen, die zur zentralen Teilfläche (34) geneigt sind.Steam turbine according to one of the preceding claims,
characterized in that
the partition wall (14a-d) is designed with a central partial surface (34), at the distributed over the circumference of several additional partial surfaces (32) connect, which are inclined to the central partial surface (34). Dampfturbine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der zentralen Teilfläche (34) über deren Umfang verteilt drei geneigte Teilflächen (32) anschließen, die insbesondere im Wesentlichen gleich groß sind.Steam turbine according to claim 5,
characterized in that
on the central part surface (34) distributed over the circumference of three inclined partial surfaces (32) connect, which are in particular substantially the same size. Dampfturbine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der zentralen Teilfläche (34) zwei gegenüberliegende Teilflächen (32) anschließen, die insbesondere bezogen auf die zentrale Teilfläche (34) in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind.Steam turbine according to claim 5,
characterized in that
connect to the central part surface (34) two opposite partial surfaces (32) which are inclined in particular in relation to the central part surface (34) in opposite directions. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zentrale Teilfläche (34) an mindestens einem Teilbereich ihres Umfangs bis an das Gehäuse (12) eben gestaltet ist.Steam turbine according to one of claims 5 to 7,
characterized in that
the central part surface (34) is designed flat on at least part of its circumference up to the housing (12). Dampfturbine nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zentrale Teilfläche (34) im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse (16) des rohrförmigen Gehäuses (12) ausgerichtet ist.Steam turbine according to one of claims 5 to 8,
characterized in that
the central partial surface (34) is aligned substantially perpendicular to a longitudinal axis (16) of the tubular housing (12). Dampfturbine nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit einer der genannten Teilflächen (32) in dem Gehäuse ein zumindest einseitig trichterförmiger Einlass (18) oder Auslass (20, 22) gebildet ist.Steam turbine according to one of claims 5 to 9,
characterized in that
an inlet (18) or outlet (20, 22) which is funnel-shaped at least on one side is formed in one of the said partial surfaces (32) in the housing. Dampfturbine insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens zwei Dampfräumen (24a-e), die von einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse (12) umgeben und durch mindestens eine in dem Gehäuse (12) angeordnete Trennwand (14a-d) voneinander getrennt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennwand (14a-d) und mindestens zwei Anschlüsse (18, 20, 22) für Dampf am Gehäuse (12) derart gestaltet sind, dass einer der Dampfräume (24c) ausgehend von einem zugehörigen Anschluss (18) in das Gehäuse (12) hinein sich verkleinernde Querschnittsflächen aufweist, während der jenseits der Trennwand (14a-d) befindliche Dampfraum (24a, 24b, 24d, 24e) in Richtung auf einen zugehörigen Anschluss (20, 22) aus dem Gehäuse (12) heraus sich vergrößernde Querschnittsflächen aufweist.Steam turbine in particular according to one of the preceding claims, with at least two steam chambers (24a-e) which are surrounded by a substantially tubular housing (12) and separated from one another by at least one partition (14a-d) arranged in the housing (12),
characterized in that
the partition wall (14a-d) and at least two connections (18, 20, 22) are designed for steam on the housing (12) such that one of the steam chambers (24c) starting from an associated port (18) into the housing (12) has decreasing cross-sectional areas, while the beyond the partition wall (14a-d) Has located vapor space (24a, 24b, 24d, 24e) in the direction of an associated terminal (20, 22) from the housing (12) out magnifying cross-sectional areas.
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