EP1635043A1 - Turbine with secondary gas feed means - Google Patents

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EP1635043A1
EP1635043A1 EP20040021579 EP04021579A EP1635043A1 EP 1635043 A1 EP1635043 A1 EP 1635043A1 EP 20040021579 EP20040021579 EP 20040021579 EP 04021579 A EP04021579 A EP 04021579A EP 1635043 A1 EP1635043 A1 EP 1635043A1
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EP
European Patent Office
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flow
secondary gas
turbine
gas stream
primary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20040021579
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manuchehr Dr. Parvizinia
Heinrich Dr. Stüer
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling

Abstract

The turbine has a housing in which a primary gas flow is led toward a longitudinal axis of the turbine. A secondary gas supply with a secondary gas flow transverse to the axis is introduced into the primary flow. A component (32) for mixing the secondary flow with the primary flow is provided in an area of the introduction of the secondary flow. The component controls the secondary flow in the flow direction of the primary flow.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Turbine mit einem Turbinengehäuse, in dem im Betrieb der Turbine ein Primärgasstrom im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse der Turbine geleitet werden kann, und einer Sekundärgaszuführung, mit der ein Sekundärgasstrom im Wesentlichen quer zur Längsachse in den Primärgasstrom eingeleitet werden kann. The invention relates to a turbine having a turbine housing, a primary gas stream substantially in the direction of a longitudinal axis of the turbine may be directed into the during operation of the turbine, and a secondary gas supply at which a secondary gas flow can be substantially transverse to the longitudinal axis is introduced into the primary gas stream. Im Rahmen dieser Unterlagen soll dabei unter "Gas" auch Dampf in einer ein- oder mehrphasigen Zusammensetzung verstanden werden. As part of these documents it is to the "gas" and steam are understood in a one- or multi-phase composition.
  • Bei Turbinen, wie beispielsweise Dampf- oder Gasturbinen, ist es üblich, einem Haupt- bzw. Primärgasstrom weitere Gasströme, so genannte Sekundärgasströme, zuzuführen. In turbines, such as steam or gas turbines, it is common for a main or primary gas stream further gas streams, so-called secondary gas flows to feed. Beispiele für solche Sekundärgasströme sind Sekundärluft, Zudampf, Leckdampf und Dampf, der zur Kühlung der Turbinenkomponenten zugeführt wird. Examples of such secondary gas flows are secondary air Zudampf, leakage steam and steam is supplied to the cooling of the turbine components. Typischerweise ist der Sekundärgasmassenstrom kleiner als 10% des Hauptgasmassenstroms. Typically, the secondary gas mass flow is less than 10% of the main gas mass flow.
  • So wird beispielsweise an Dampfturbinen teilentspannter Dampf aus dem Gehäuse der Turbine entnommen (zB nach einer Mitteldruckstufe), der dann entlang des heißen Gehäuses geleitet wird, um Dichtungsleckmassenströme aufzunehmen. As part relaxed vapor is removed from the casing of the turbine (for example, after a medium-pressure stage), which is then passed along the hot housing to receive seal leakage mass flows, for example, in steam turbines. Der entnommene Dampf, der beispielsweise eine Temperatur von ca. 200° C hat, kühlt ferner weitere Bauteile der Turbine und erwärmt sich dabei auf eine Temperatur von ca. 400° C. Um diesen exergetisch hochwertigen Dampf thermodynamisch nutzen zu können, wird er der Turbine beispielsweise an einer in Strömungsrichtung weiter hinten angeordneten Mitteldruckstufe wieder zugeleitet. The discharged steam, which for example has a temperature of about 200 ° C further cooled, other components of the turbine and heats up to a temperature of about 400 ° C. To this exergetically high quality steam to use thermodynamically, it is the turbine fed for example at a more rearward in the direction of flow medium-pressure stage again.
  • Ein derart eingeleiteter Sekundärgasstrom darf im Wesentlichen keine zusätzlichen Druckverluste des Hauptgasstroms verursachen. Such initiated secondary gas flow can essentially not cause any additional pressure losses of the main gas stream. Ferner darf sich beim Einleiten des Sekundärgasstroms keine Heißdampfschicht über den angrenzenden Bauteilen, wie zB Gehäuse und Schaufeln der Turbine bilden. Furthermore, no hot vapor layer to the adjoining parts such as housings and blades of the turbine may form during the introduction of the secondary gas stream. Fälle, in denen der Sekundärgasstrom wesentlich heißer ist als der Hauptgasstrom und auch nur zeitweise Sekundärgas eingedüst wird, stellen hierbei eine besondere Herausforderung an die Konstruktion der Turbine dar. Cases in which the secondary gas flow is much hotter than the main gas stream and, even occasionally, secondary gas is injected, this pose a particular challenge to the design of the turbine.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbine mit einem Turbinengehäuse der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der die oben genannten Schwierigkeiten überwunden und insbesondere Gefahren einer Heißgasschichtung an angrenzenden Bauteilen von Sekundärgaszuführungen vermieden sind. The invention has for its object to provide a turbine having a turbine housing of the type mentioned, in which the above-mentioned difficulties overcome, and in particular risks of hot gas stratification is avoided on adjacent components of secondary gas inlets.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Turbine gelöst, bei der im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom ein Mittel zum Verwirbeln des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom hinein vorgesehen ist. The task is inventively solved by a generic turbine in which a means for swirling of the secondary gas stream into the primary gas stream in is provided in the region of the introduction of the secondary gas stream into the primary gas stream. Ferner ist die Aufgabe mit einer gattungsgemäßen Turbine gelöst, bei der im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom ein Mittel zum Lenken des Sekundärgasstroms in die Strömungsrichtung des Primärgasstroms vorgesehen ist. Furthermore, the object is achieved with a generic turbine, wherein the means for directing the secondary gas flow is provided in the flow direction of the primary gas flow in the region of the introduction of the secondary gas stream into the primary gas stream.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Vermeidung der oben genannten Probleme im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom hinein eine homogene Mischung der Teilströme bei minimalem Druckverlust und zugleich kurzer Mischstrecke geschaffen werden muss. The invention is based on the recognition that to avoid the above mentioned problems in the area of ​​introduction of the secondary gas stream into the primary gas stream in a homogenous blend of the partial flows with minimal pressure loss and at the same time a short mixing section must be created. Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein Mittel vorgesehen, mittels dem eine Verwirbelung des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom hinein und damit eine Mischung von Primär- und Sekundärgas unter Vermeidung von Heißgasschichten erzielt wird. To achieve this, a means is provided according to the invention, by means of which a swirl of the secondary gas stream into the primary gas stream in, and thus a mixture of primary and secondary gas, while avoiding hot gas layers is achieved. Die derartige Vermischung der Gasströme führt zu einer Verringerung der Gefahr von Schichtströmungen und einer schnellen Verteilung des mit dem Sekundärgas zugeführten Energiestroms. Such the mixing of the gas streams leading to a reduction of the risk of layer flows and a rapid distribution of the supplied energy to the secondary gas stream. Die Bauteile in unmittelbarer Nähe der Einleitung des Sekundärgasstroms erfahren daher erfindungsgemäß keine erhöhte Temperaturbelastung und können demnach für eine vergleichsweise geringe Temperaturbelastung ausgelegt werden. The components in the immediate vicinity of the introduction of the secondary gas stream therefore experience according to the invention no increased thermal stress and can therefore be designed for a comparatively low temperature stress. Eine Überdimensionierung der Bauteile allein für den Fall eines Zuführens von besonders heißem Sekundärgas kann so vermieden werden. Oversizing of the components alone in the case of supplying particularly hot secondary gas can be avoided.
  • Darüber hinaus wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Sekundärgasstrom mit einer strömungsgünstigen Eindüsungsgeometrie in den Primärgasstrom eingeleitet und gezielt in die Richtung der Strömung des Primärgasstroms umgelenkt wird. In addition, the invention proposes that the secondary gas stream is introduced with a flow-Eindüsungsgeometrie into the primary gas stream and selectively deflected in the direction of flow of the primary gas stream. Die derartige Einleitung des Sekundärgases führt zur Verringerung von Druckverlusten und fördert ferner eine gute Durchmischung mit dem Hauptgasstrom. Such the introduction of the secondary gas leads to a reduction of pressure losses and further promotes good mixing with the main gas stream.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Turbine ist das Mittel zum Verwirbeln und/oder Lenken des Sekundärgasstroms mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms am Gehäuse angeordneten Strömungsfläche gebildet, deren von Sekundärgasstrom überströmte Strömungskante zumindest abschnittsweise wellenförmig gestaltet ist. In an advantageous further development of the turbine according to the invention, the means for swirling and / or directing the secondary gas stream with a arranged in the region of the introduction of the secondary gas stream to the housing flow area is formed, the overflowed from the secondary gas stream flow edge is at least designed in sections, wavy. Mit einer derartigen wellenförmigen Strömungskante wird der Sekundärgasstrom in verschiedenen Abschnitten des Strömungsweges mit unterschiedlichen Druckgefällen in den Primärgasstrom eingeleitet, wodurch ein starkes Wirbelfeld erzeugt wird, welches die Teilströme aufgrund der entstehenden Querkomponenten intensiv vermischt. With such a wave-shaped flow edge of the secondary gas stream is introduced into various portions of the flow path having different pressure drops in the primary gas stream, whereby a strong vortex field is generated which intensively mixes the partial flows due to the resulting transverse components.
  • Eine besonders starke Vermischung der Teilströme kann ferner vorteilhaft mit einer Strömungsfläche als Mittel zum Verwirbeln und/oder Lenken geschaffen werden, deren vom Sekundärgasstrom überströmte Strömungskante zumindest abschnittsweise in Zick-Zack-Form gestaltet ist. A particularly strong mixing of the partial streams can be advantageously provided with a flow area as a means for swirling and / or further directing whose overflowed from the secondary gas stream flow edge is at least partially designed in a zig-zag shape. Die sich an der Zick-Zack-Form im Bereich von Spitzen stark verengenden Strömungswege führen zu einer besonders starken Wirbelbildung und zu einer entsprechend gesteigerten Vermischung der genannten Teilströme. The sharply tapered at the zig-zag shape in the range of peak flow paths lead to a particularly strong turbulence and a correspondingly increased mixing of these substreams.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den genannten Formen von erfindungsgemäß weitergebildeten Strömungskanten kann vorteilhaft auch mit einer zumindest abschnittsweise stufenförmig gestalteten Strömungskante gearbeitet werden. Alternatively, or in addition to the above forms of the invention further developed according flow edges can be advantageously carried out also with an at least partially step-shaped flow edge.
  • Die insbesondere nicht geradlinige Strömungskante der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung des Sekundärgasstroms kann dabei vorteilhaft zumindest abschnittsweise in einer Ebene ausgebildet sein, welche sich im Wesentlichen in axialer Richtung der Turbine erstreckt. The particular non-rectilinear flow edge of the steering device according to the invention the secondary gas stream can advantageously be at least partially formed in a plane which extends substantially in the axial direction of the turbine. Mit einer derartigen Strömungskante wird in axialer Richtung in den Primärgasstrom verschieden viel Sekundärgas eingedüst, wodurch die genannte Verwirbelung gefördert wird. With such a flow edge different amounts of secondary gas is injected in axial direction into the primary gas stream, whereby the turbulence mentioned is promoted. Zugleich kann die Wandung des Gehäuses der derart gestalteten erfindungsgemäßen Turbine in radialer Richtung im Wesentlichen glatt gestaltet sein. At the same time the wall of the housing of the turbine thus configured according to the invention can be designed smoothly in the radial direction substantially.
  • Alternativ kann die Strömungskante zumindest abschnittsweise in einer Ebene ausgebildet sein, welche sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Turbine erstreckt. Alternatively, the flow edge may be at least partially formed in a plane which extends essentially in the radial direction of the turbine. Eine solche Gestalt einer Strömungskante ist insbesondere an einem Mittel zum Lenken des Sekundärgasstroms vorteilhaft, welches zu einer sehr starken Umlenkung hin zur Primärgasströmung und damit parallel zur Längsachse der Turbine beiträgt. Such a shape of a flow edge is particularly advantageous to a means for directing the secondary gas flow, which thus contributes to a very strong deflection toward the primary gas flow and parallel to the longitudinal axis of the turbine.
  • Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Lösung wird dadurch erzielt, dass das Mittel zum Verwirbeln und/oder Lenken mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms am Gehäuse angeordneten Strömungsfläche gebildet ist, welche in den Primär- und/oder Sekundärgasstrom hinein und heraus bewegbar ist. A further improvement of the solution according to the invention is achieved in that the means for swirling and / or steering is formed with a arranged in the region of the introduction of the secondary gas stream to the housing flow area, which is in the primary and / or secondary gas flow into and out movable. Eine solche Strömungsfläche kann beispielsweise während eines Betriebs der erfindungsgemäßen Turbine ohne Sekundärgaszufuhr strömungsgünstig in Richtung der Primärgasströmung ausgerichtet werden, während sie zum Eindüsen des Sekundärgasstroms in den Primärgasstrom hineinbewegt und dort zu einer Verwirbelung und Durchmischung der beiden Teilströme führt. Such a flow area can be aerodynamically aligned in the direction of the primary gas flow, for example, during operation of the turbine according to the invention without secondary gas supply, while in moves to the injection of the secondary gas stream into the primary gas stream and leads to turbulence and mixing of the two partial flows. Für das Bewegen der Strömungsfläche können Temperaturkennlinien vorgegeben werden, derart, dass immer nur soviel Durchmischung der Teilströme erzielt wird, wie es temperaturtechnisch erforderlich ist. For moving the flow surface temperature characteristics can be set such that only as much mixing of the partial streams is achieved, as is temperature technically required. Strömungsverluste können auf diese Weise besonders minimiert werden. Flow losses can be particularly minimized in this way.
  • Die erfindungsgemäß bewegbare Strömungsfläche kann konstruktiv besonders wirkungsvoll und zugleich vergleichsweise kostengünstig mit einer am Gehäuse flexibel angelenkten Lasche oder einer am Gehäuse schwenkbar angelenkten Klappe gestaltet werden. According to the invention movable flow area can be structurally particularly effective and at the same time relatively inexpensive designed with a flexible articulated on the housing flap or a pivotally articulated on the housing flap.
  • Zum Bewegen der Strömungsfläche ist es besonders vorteilhaft, wenn diese mittels eines Bimetall-Elements bewegbar ist. For moving the flow area, it is particularly advantageous when this is movable by means of a bimetallic element. Mit einem solchen Bimetall-Element können die oben genannten Temperaturkennlinien abgebildet werden, ohne dass dazu ein besonderer Steuerungsaufwand mit fremdbetätigter Aktuatorik erforderlich wäre. With such a bimetal element, the temperature characteristics mentioned above can be displayed without requiring a special control effort with foreign-operated actuators would be required.
  • Darüber hinaus kann vorteilhaft zum Bewegen der Strömungsfläche ein Formgedächtnismetall verwendet werden, welches bei einem Erreichen einer vorbestimmten Kristallisationstemperatur seine Metallstruktur ändert und dadurch eine vordefinierte Form annimmt. Moreover, can be advantageously used to move the flow surface of a shape memory metal which alters its metal structure upon reaching a predetermined crystallization temperature, and thereby assumes a predefined shape. Diese Form bestimmt dann die veränderte Lage der erfindungsgemäßen Strömungsfläche. then this form determines the changed position of the flow area of ​​the invention.
  • Zusammenfassend ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Verringerung der Strömungsverluste beim Betrieb einer Turbine mit und ohne Sekundärgaszuführung, wodurch insgesamt ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird. In summary, with the inventive solution, a reduction in the flow losses during operation of a turbine with and without secondary gas supply, whereby a higher efficiency is achieved overall. Die Erfindung stellt eine (insbesondere nicht allein konvektive) Durchmischung von Primärgas und Sekundärgas sicher. The invention provides an (especially not alone convective) mixing of primary gas and secondary gas safely. Damit ergibt sich an angrenzenden Bauteilen ein ausgeglichenes Temperaturprofil und die Belastung dieser Bauteile wird gleichmäßiger. This results in adjacent components a balanced temperature profile and the burden of these components is more evenly. Die erfindungsgemäß erzielten kurzen Mischungswege führen zur Minimierung von Druckverlusten und insgesamt zu einer Verbesserung der Betriebssicherheit. The inventively achieved short mixing paths lead to minimize pressure losses and an overall improvement of the operational safety. Zugleich kann die erfindungsgemäße Lösung kostengünstig und mit geringem baulichen Änderungsaufwand realisiert werden. At the same time, the inventive solution can be implemented cost-effectively and with little structural change effort. Mit den oben genannten Weiterbildungen kann die Lösung an vielfältige Anwendungsfälle und Umgebungssituationen angepasst werden. With the above developments, the solution to a variety of applications and environmental situations can be customized.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Turbine anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. An exemplary embodiment of a turbine according to the invention with reference to the accompanying diagrammatic drawings is explained in detail. Es zeigen: Show it:
    • Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Turbine, Fig. 1 shows a partial longitudinal section of a first embodiment of a turbine according to the invention,
    • Fig. 2 einen Ausschnitt der Darstellung gemäß Fig. 1 bei einer ersten Stellung eines an der Turbine vorgesehenen Mittels zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms, Fig. 2 shows a detail of the view according to Fig. 1 in a first position of a provided on the turbine means for fluidizing and directing the secondary gas stream,
    • Fig. 3 die Ansicht gemäß Fig. 2 bei einer zweiten Stellung des Mittels zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms, Fig. 3 shows the view according to FIG. 2 in a second position of the means for fluidizing and directing the secondary gas stream,
    • Fig. 4a die Teilansicht IV in Fig. 3 bei einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Mittels zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms, FIG. 4a is a partial view IV in Fig. 3, in a first embodiment of the invention the means for fluidizing and directing the secondary gas stream,
    • Fig. 4b die Teilansicht IV-IV gemäß Fig. 3 bei einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Mittels zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms und FIG. 4b is a partial view IV-IV of FIG. 3 in a second embodiment of the invention a means for swirling and directing the secondary gas stream and
    • Fig. 4c die Teilansicht IV-IV gemäß Fig. 3 bei einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Mittels zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms. Fig. 4c, the part view IV-IV of FIG. 3 in a third embodiment of the invention a means for swirling and directing the secondary gas flow.
  • In Fig. 1 ist eine Turbine 10 in Gestalt einer Dampfturbine im Längsschnitt teilweise veranschaulicht. In Fig. 1 is a turbine 10 is illustrated in the form of a steam turbine in partial longitudinal section. Die Turbine 10 weist eine Welle 12 auf, die im Betrieb der Turbine 10 um eine Längsachse 14 rotiert. The turbine 10 has a shaft 12 which rotates about a longitudinal axis 14 during operation of the turbine 10th An der Welle 12 sind sich im Wesentlichen radial erstreckende Laufschaufeln 16 angebracht, von denen eine von einer ersten Mitteldruckstufe oder Niederdruckstufe 18 und eine zweite von einer zweiten Mitteldruckstufe oder Niederdruckstufe 20 dargestellt sind. radially extending blades 16 are secured to the shaft 12 is essentially mounted, one of which is shown from a first medium-pressure stage or lower pressure stage 18 and a second by a second medium-pressure stage or lower pressure stage 20th
  • Den Laufschaufeln 16 sind jeweils Leitschaufeln 22 zugeordnet, welche sich ebenfalls im Wesentlichen radial erstrecken und an einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse 24 der Turbine 10 angebracht sind. The blades 16 are each associated with guide vanes 22, which also substantially extend radially and are attached to a substantially cylindrical housing 24 of the turbine 10 degrees.
  • Durch das Gehäuse 24 wird im Betrieb der Turbine 10 ein Primärgasstrom bzw. Primärdampfstrom 26 hindurchgeleitet, welcher auch als Hauptdampfstrom bezeichnet werden kann. Through the housing 24 a primary gas stream or primary vapor stream 26 is passed during operation of the turbine 10, which may also be referred to as the main steam flow. Der Primärgasstrom 26 strömt dabei im Wesentlichen entlang der Welle 12 in Richtung der Längsachse 14 der Turbine 10. The primary gas stream 26 then flows along the shaft 12 substantially in the direction of the longitudinal axis 14 of the turbine 10 degrees.
  • Quer zu dieser Primärgasströmung wird an der Turbine 10 zwischen den Mitteldruckstufen oder Niederdruckstufen 18 und 20 ein Sekundärgasstrom 28 zugeleitet, der durch eine Sekundärgaszuführung 30 von außen an die Wandung des Gehäuses 24 zugeführt wird. Transversely to this primary gas flow 18 and 20 is a secondary gas stream 28 is supplied to the turbine 10 between the medium-pressure stage or low pressure stages, is fed through a secondary gas inlet 30 to the outside of the wall of the housing 24th
  • Im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms 28 in den Primärgasstrom 26 ist ein Mittel 32 zum Verwirbeln und Lenken des Sekundärgasstroms 28 bei seinem Eintritt in den Primärstrom 26 vorgesehen. In the area of ​​introduction of the secondary gas stream 28 into the primary gas stream 26, a means 32 is provided for fluidizing and directing the secondary gas stream 28 as it enters into the primary flow 26th Das Mittel 32 lenkt dabei insbesondere den Sekundärgasstrom 28 in die Strömungsrichtung des Primärgasstroms 26 um, so dass im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms 28 besonders geringe Druckverluste entstehen. The means 32 deflects in particular the secondary gas flow 28 in the flow direction of the primary gas stream 26 in order, so that there are 28 particularly low pressure losses in the region of the introduction of the secondary gas stream. Ferner führt das Mittel 32 zu einer Verwirbelung des Sekundärgasstroms 28 im Eintrittsbereich und damit zu einer starken Vermischung der Teilströme. Further, the means 32 results in a swirling of the secondary gas stream 28 in the entry area and thus to a strong mixing of the partial streams. Diese starke Vermischung bewirkt, dass der vergleichsweise heiße Sekundärgasstrom 28 verhältnismäßig schnell im Primärgasstrom 26 verteilt und dadurch eine erhöhte Temperaturbelastung der umliegenden Bauteile vermieden wird. This strong mixing causes the relatively hot secondary gas stream 28 relatively quickly distributed in the primary gas stream 26 and thereby an increased thermal load on the surrounding components is avoided.
  • Wie insbesondere in den Figuren 2, 3 und 4a bis 4c veranschaulicht ist, weist das Mittel 32 dazu insbesondere eine Strömungsfläche auf, welche teilweise vom Sekundärgasstrom 28 überströmt wird. is illustrated in particular in Figures 2, 3 and 4a to 4c, the means 32 to a particular flow surface which is partially flows from the secondary gas flow 28th Die Strömungsfläche ist bei den in den Figuren 4a bis 4c veranschaulichten verschiedenen Ausführungsbeispielen jeweils mit einer Art Klappe 34 gestaltet, welche an dem Gehäuse 24 angelenkt ist. The flow surface is in the in the figures 4a to 4c various embodiments illustrated in each case designed 34 which is hinged to the housing 24 with a sort of flap. Alternativ zu dieser Klappe 34 können auch Zungen, Laschen oder so genannte Chevrons vorgesehen sein. Alternatively to this flap 34 and tongues, tabs or so-called chevrons may be provided.
  • Die Klappen 34 weisen jeweils an ihrem zum Sekundärgasstrom 28 bzw. Primärgasstrom 26 gewandten Randbereich eine Strömungskante 36 auf, welche bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a wellenförmig gestaltet ist. The flaps 34 have at their respective secondary gas stream to the primary gas stream 28 or 26 facing the edge area to a flow edge 36 which is designed 4a in the embodiment of FIG. Wavy. Mit einer solchen Wellenform wird sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung an der Klappe 34 abschnittsweise verschieden viel Sekundärgas in den Primärgasstrom 26 eingeleitet, wodurch es zu einer verstärkten Verwirbelung der Teilströme kommt. With such a waveform is different in sections initiated much secondary gas into the primary gas stream 26, both in axial direction and in the circumferential direction on the flap 34, thereby causing increased turbulence of the partial flows.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4b ist die Strömungskante 36 Zick-Zack-förmig gestaltet. In the embodiment according to Fig. 4b, the flow edge is designed 36 zig-zag-shaped. Mit dieser vergleichsweise spitz ausgeformten Zick-Zack-Form wird eine besonders starke Verwirbelung erzielt. With this comparatively pointed shaped zigzag form a particularly strong turbulence is achieved.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4c ist die Strömungskante 36 schließlich stufenförmig ausgebildet, wobei die einzelnen Stufen zusätzlich jeweils mit geneigten Flanken ausgestaltet sind. 4c, in the embodiment according to FIG. 36, the flow edge is finally formed step-shaped, where the individual steps are also configured in each case with inclined flanks. Mit den geneigten Flanken wird insbesondere eine Umlenkung des Sekundärgasstroms 28 in Umfangsrichtung bzw. eine Art Drall innerhalb des Primärgasstroms 26 erzeugt. With the inclined flanks, in particular a deflection of the secondary gas stream 28 in the circumferential direction, or a type of swirl within the primary gas stream 26 is generated.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 10 10
    Turbine turbine
    12 12
    Welle wave
    14 14
    Längsachse longitudinal axis
    16 16
    Laufschaufel blade
    18 18
    erste Mitteldruckstufe oder Niederdruckstufe first medium pressure stage or lower pressure stage
    20 20
    zweite Mitteldruckstufe oder Niederdruckstufe second medium pressure stage or lower pressure stage
    22 22
    Leitschaufeln vanes
    24 24
    Gehäuse casing
    26 26
    Primärgasstrom Primary gas stream
    28 28
    Sekundärgasstrom Secondary gas flow
    30 30
    Sekundärgaszuführung Secondary gas supply
    32 32
    Mittel zum Verwirbeln und Lenken Means for swirling and steering
    34 34
    Klappe bzw. Zungen, Laschen, Chevron Flap or tongues, tabs, Chevron
    36 36
    Strömungskante flow edge

Claims (13)

  1. Turbine (10) mit einem Gehäuse (24), in dem im Betrieb der Turbine (10) ein Primärgasstrom (26) im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse (14) der Turbine (10) geleitet werden kann und einer Sekundärgaszuführung (30) mit der ein Sekundärgasstrom (28) im Wesentlichen quer zur Längsachse (14) in den Primärgasstrom (26) eingeleitet werden kann, Turbine (10) comprising a housing (24), a primary gas stream (26) essentially in the direction of a longitudinal axis (14) of the turbine (10) can be passed into the during operation of the turbine (10) and a secondary gas supply (30) with the a secondary gas flow (28) substantially can be introduced transversely to the longitudinal axis (14) into the primary gas stream (26)
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) in den Primärgasstrom (20) ein Mittel (32) zum Verwirbeln des Sekundärgasstroms (28) in den Primärgasstrom (26) hinein vorgesehen ist. in the region of the introduction of the secondary gas stream (28) into the primary gas stream (20) means (32) for swirling of the secondary gas stream (28) into the primary gas stream (26) is provided inside.
  2. Turbine (10), insbesondere nach Anspruch 1, mit einem Gehäuse (24), in dem im Betrieb der Turbine (10) ein Primärgasstrom (26) im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse (14) der Turbine (10) geleitet werden kann und einer Sekundärgaszuführung (30), mit der ein Sekundärgasstrom (28) im Wesentlichen quer zur Längsachse (14) in den Primärgasstrom (26) eingeleitet werden kann, Turbine (10), in particular according to claim 1, comprising a housing (24), a primary gas stream (26) essentially in the direction of a longitudinal axis (14) of the turbine (10) can be passed into the during operation of the turbine (10) and a secondary gas inlet (30) with which a secondary gas flow (28) can be introduced substantially transversely to the longitudinal axis (14) into the primary gas stream (26)
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) in den Primärgasstrom (26) ein Mittel (32) zum Lenken des Sekundärgasstroms (28) in die Strömungsrichtung des Primärgasstroms (26) vorgesehen ist. in the region of the introduction of the secondary gas stream (28) into the primary gas stream (26) means (32) for directing the secondary gas flow (28) is provided in the flow direction of the primary gas stream (26).
  3. Turbine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, Turbine according to claim 1 or claim 2
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    das Mittel (32) zum Verwirbeln und/oder Lenken mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) am Gehäuse (24) angeordneten Strömungsfläche (34) gebildet ist, deren vom Sekundärgasstrom (28) überströmte Strömungskante (36) zumindest abschnittsweise wellenförmig gestaltet ist. thereof from the secondary gas flow (28) overflowed flow edge (36) the means (32) for swirling and / or directing a in the area of ​​introduction of the secondary gas flow (28) on the housing disposed (24) airfoil (34) is formed, at least partially wave-shaped is.
  4. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, A turbine according to any one of claims 1 to 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    das Mittel (32) zum Verwirbeln und/oder Lenken mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) am Gehäuse (24) angeordneten Strömungsfläche (34) gebildet ist, deren vom Sekundärgasstrom (28) überströmte Strömungskante (36) zumindest abschnittsweise in Zick-Zack-Form gestaltet ist. the means (32) for swirling and / or directing a in the area of ​​introduction of the secondary gas flow (28) on the housing disposed (24) airfoil (34) is formed, which by the secondary gas flow (28) overflowed flow edge (36) at least in sections in a zig -Zack form is designed.
  5. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, A turbine according to any one of claims 1 to 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    das Mittel (32) zum Verwirbeln und/oder Lenken mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) am Gehäuse (24) angeordneten Strömungsfläche (34) gebildet ist, deren vom Sekundärgasstrom (28) überströmte Strömungskante (36) zumindest abschnittsweise stufenförmig gestaltet ist. thereof from the secondary gas flow (28) overflowed flow edge (36) the means (32) for swirling and / or directing a in the area of ​​introduction of the secondary gas flow (28) on the housing disposed (24) airfoil (34) is formed, at least partially step-shaped is.
  6. Turbine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, A turbine according to any one of claims 3 to 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungskante (36) zumindest abschnittsweise in einer Ebene ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in axialer Richtung der Turbine (10) erstreckt. the flow edge (36) is at least partially formed in a plane which is essentially in the axial direction of the turbine (10) extends.
  7. Turbine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, A turbine according to any one of claims 3 to 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungskante (36) zumindest abschnittsweise in einer Ebene ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Turbine (10) erstreckt. the flow edge (36) is at least partially formed in a plane which is substantially in the radial direction of the turbine (10) extends.
  8. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, A turbine according to any one of claims 1 to 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    das Mittel (32) zum Verwirbeln und/oder Lenken mit einer im Bereich der Einleitung des Sekundärgasstroms (28) am Gehäuse (24) angeordneten Strömungsfläche (34) gebildet ist, welche in den Primär- und/oder Sekundärgasstrom (26, 28) bewegbar ist. the means (32) for swirling and / or directing a in the area of ​​introduction of the secondary gas flow (28) on the housing disposed (24) airfoil (34) is formed, which in the primary and / or secondary gas stream (26, 28) movable is.
  9. Turbine nach Anspruch 8, A turbine according to claim 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungsfläche (34) zumindest abschnittsweise mit mindestens einer am Gehäuse flexibel angelenkten Lasche (34) gebildet ist. the flow surface (34) is formed at least in sections with at least one flexible strap articulated on the housing (34).
  10. Turbine nach Anspruch 8, A turbine according to claim 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungsfläche (34) zumindest abschnittsweise mit mindestens einer am Gehäuse (24) schwenkbar angelenkten Klappe (34) gebildet ist. the flow surface (34) at least in sections with at least one housing (24) pivotally hinged flap (34) is formed.
  11. Turbine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, A turbine according to any one of claims 8 to 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungsfläche (34) mittels eines Bimetall-Elements bewegbar ist. the flow surface (34) by means of a bimetal element is movable.
  12. Turbine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, Turbine according to one of claims 8 to 11
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Strömungsfläche (34) mittels eines Formgedächtnismetall-Elements bewegbar ist. the flow surface (34) by means of a shape memory metal element is movable.
  13. Turbine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, A turbine according to any one of claims 8 to 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    mit der bewegbaren Strömungsfläche (34) ein zum Einleiten des Sekundärgasstroms (28) in den Primärgasstrom (26) vorgesehener Strömungskanal wahlweise vollständig verschließbar ist. with the movable flow surface (34) for introducing the secondary gas stream (28) into the primary gas stream (26) provided flow passage is selectively closed completely.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835958A (en) * 1978-10-26 1989-06-06 Rice Ivan G Process for directing a combustion gas stream onto rotatable blades of a gas turbine
EP0709550A1 (en) * 1994-10-31 1996-05-01 General Electric Company Cooled shroud
US6155778A (en) * 1998-12-30 2000-12-05 General Electric Company Recessed turbine shroud
US20020159880A1 (en) * 2001-04-26 2002-10-31 Honeywell International, Inc. Gas turbine disk cavity ingestion inhibitor
US20030035722A1 (en) * 2001-08-18 2003-02-20 Barrett David W. Gas turbine structure
US6553753B1 (en) * 1998-07-24 2003-04-29 General Electric Company Control systems and methods for water injection in a turbine engine
EP1496238A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-12 Snecma Moteurs Apparatus for the reduction of the jetflow noise of a turboengine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835958A (en) * 1978-10-26 1989-06-06 Rice Ivan G Process for directing a combustion gas stream onto rotatable blades of a gas turbine
EP0709550A1 (en) * 1994-10-31 1996-05-01 General Electric Company Cooled shroud
US6553753B1 (en) * 1998-07-24 2003-04-29 General Electric Company Control systems and methods for water injection in a turbine engine
US6155778A (en) * 1998-12-30 2000-12-05 General Electric Company Recessed turbine shroud
US20020159880A1 (en) * 2001-04-26 2002-10-31 Honeywell International, Inc. Gas turbine disk cavity ingestion inhibitor
US20030035722A1 (en) * 2001-08-18 2003-02-20 Barrett David W. Gas turbine structure
EP1496238A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-12 Snecma Moteurs Apparatus for the reduction of the jetflow noise of a turboengine

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