EP3591175A1 - Ausgangöffnung einer dampfturbine - Google Patents

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EP3591175A1
EP3591175A1 EP18181159.7A EP18181159A EP3591175A1 EP 3591175 A1 EP3591175 A1 EP 3591175A1 EP 18181159 A EP18181159 A EP 18181159A EP 3591175 A1 EP3591175 A1 EP 3591175A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide vane
outlet opening
flow
line
angle
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Withdrawn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
EP18181159.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Kumm
Norbert Sürken
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
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP18181159.7A priority Critical patent/EP3591175A1/de
Publication of EP3591175A1 publication Critical patent/EP3591175A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
    • F05D2260/2322—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium steam

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of a last stage of a steam turbine, the rotor blades being surrounded by a guide blade carrier, a feed line being formed in the guide blade carrier, through which a medium flows during operation.
  • Steam turbines essentially comprise a rotatably mounted rotor which is equipped with so-called rotor blades.
  • An inner housing with so-called guide vanes is arranged around this rotatably mounted rotor, the guide vanes and rotor vanes being arranged in such a way that a flow channel is thereby created.
  • an outer housing is arranged around the inner housing.
  • the inner housing can also be designed as a guide vane carrier.
  • Thermal energy of a steam is converted into mechanical rotational energy in the steam turbine.
  • the pressure and temperature of the steam are reduced.
  • steam turbines are generally divided into at least high-pressure, medium-pressure and low-pressure partial turbines.
  • the aforementioned partial turbines differ in that the inflowing steam has different temperatures and pressures.
  • a high-pressure sub-turbine is characterized in that it receives a live steam directly from the steam generator, whereas a medium-pressure sub-turbine is characterized in that it receives the exhaust steam from the high-pressure sub-turbine, which undergoes intermediate overheating in a steam generator, the steam thereby resulting in a brought higher temperature.
  • the low-pressure sub-turbine is characterized in that it is directly connected to the medium-pressure sub-turbine in terms of flow. Since the temperatures and pressures of the steam in the low-pressure sub-turbine are comparatively low, the low-pressure sub-turbine has comparatively large dimensions Components such as B. guide vane carrier and rotor blades.
  • the steam turbine is operated at a predetermined load that is as constant as possible.
  • the flow conditions are comparatively constant under these conditions.
  • flow conditions can occur which are problematic.
  • flow conditions can occur which are problematic.
  • the flow conditions can be such that flow stall phenomena occur, which can lead to vibrations. This leads to instabilities that are undesirable.
  • the invention thus proposes to inject a medium into the flow channel in order to change the flow conditions.
  • the exit opening is arranged in the region of the rear edge of the guide vane. It is also advantageous if the outlet opening is arranged in the upper region of the guide vane, which is between 70 and 80% of the total length. This is particularly advantageous since the flow instability occurs precisely in the outer areas of the flow channel.
  • the flow instability can be effectively influenced by arranging the outlet opening in the outer region of the flow channel, in particular in the upper region of the guide vanes, which is between 70 and 80% of the total length.
  • the outlet opening is designed such that the medium flows into the flow region at an angle ⁇ to the direction of rotation, ⁇ lying between 0 and 90 °, in particular between 45 and 75 °.
  • the outlet opening is designed such that the medium flows at an angle ⁇ against the direction of rotation of the rotor blade, the direction of rotation perpendicular to the direction of the axis of rotation and the angle ⁇ between 0 and 90 °, in particular between 30 and 70 ° and entirely is in particular 60 °.
  • the feed line and the outlet opening are designed in such a way that the medium makes up essentially 10% of the volume flow that flows through the flow channel in the flow area.
  • the Figure 1 shows a cross-sectional view of an arrangement 1 according to the invention of a last stage of a steam turbine.
  • the arrangement 1 comprises moving blades 2, 2a, which are fixedly arranged on a rotatably mounted rotor (not shown in any more detail) and rotate about an axis of rotation direction 3 during operation.
  • the arrangement further comprises a guide vane carrier 4.
  • Guide vanes 6 are arranged on an inner surface 5 of the guide vane carrier 4. The guide vanes 6 are firmly connected to the guide vane carrier 4 and can be replaced in the event of maintenance or servicing.
  • a supply line 7 is formed in the guide vane carrier 4, through which a medium, such as water, for example, flows during the operation of the steam turbine.
  • the water can be brought in from external sources.
  • the feed line 7 opens into a guide vane 6.
  • the guide vane 6 is designed in such a way that it has an outlet opening 8, through which the medium can flow into a flow channel 9.
  • the illustrated embodiment shows three exit openings 8.
  • the outlet opening 8 is designed in such a way that the medium flows into a flow region 10 between the guide blade 6 and the rotor blade 2a arranged downstream.
  • the outlet openings 8 are arranged in a region of the rear edge 11 of the guide vane 6.
  • the outlet opening 8 is arranged in an upper region 12 of the guide vane 6, which is between 70 and 80% of the total length.
  • the upper region 12 is to be understood as the outer region of the flow channel 9.
  • the upper area 12 is thus an area which is distant from the rotational axis direction 3.
  • FIG. 2 An alternative embodiment of the arrangement 1 can be seen.
  • the difference in according Figure 2 The embodiment shown is that the outlet opening 8 is not as in FIG Figure 1 to see, flows parallel to the axis of rotation in the flow channel, but flows at an angle ⁇ to the axis of rotation 3 in the flow channel.
  • the angle ⁇ is between 0 and 90 °, in particular between 45 and 75 °.
  • the Figure 3 shows a plan view of a part of the flow region 10, which is characterized by an arrangement of the guide vanes 6 and rotor blades 2.
  • the Figure 3 shows a top view of the guide blades 6 and the rotatable guide blades 2.
  • the guide blades 6 and blades 2 can therefore be seen in a profile cross section.
  • the guide vanes 6 are arranged in a stationary manner on the guide vane carrier 4, whereas the guide vanes 2 rotate about the axis of rotation direction 3 in a direction of rotation 13, which can also be referred to as the circumferential direction.
  • FIG. 3 only a guide vane is shown, in which an outlet opening 8 can be seen.
  • the outlet opening 8 points in the illustration according to FIG Figure 3 an angle ⁇ , which represents an angle between a parallel to the axis of rotation direction 3 inclined to the axis of rotation 3.
  • the angle ⁇ is between 0 and 90 °, in particular between 30 and 70 ° and very particularly 60 °.
  • the guide vane 6 is an output stage guide vane 6.
  • Figure 4A shows a perspective view of the angle ⁇ and the angle ⁇ .
  • the direction of rotation axis 3 is shown.
  • the arrow 14 symbolizes a direction of rotation.
  • the first auxiliary line 15 is perpendicular to the direction of the rotational axis 3.
  • This first auxiliary line 15 also corresponds to an elongated extension of a guide vane 6.
  • An auxiliary point 16 is arranged on the first auxiliary line 15 and is intended to symbolize the exit opening 8.
  • a flow arrow 17 is shown, which begins at the auxiliary point 16 and symbolizes the flow direction of the water from the outlet opening 8.
  • a second auxiliary line 18 leads through the auxiliary point 16 and is perpendicular to the first auxiliary line 15.
  • the second auxiliary line 18 is formed parallel to the direction of the rotational axis 3.
  • FIG Figure 4a In order to better illustrate the spatial arrangement of the flow arrow 17 and the resulting angles ⁇ and ⁇ , projection lines are shown in FIG Figure 4a located.
  • a first projection surface 19 is shown, which represents a surface that is spanned by the first auxiliary line 15 and the second auxiliary line 18.
  • the first projection line 22 is created by projecting the flow arrow 17 onto the first projection surface 19. This creates a first line 20 and a second line 21.
  • the first line 20 is formed parallel to the second auxiliary line 18.
  • the second line 21 is formed parallel to the first auxiliary line 15.
  • the angle ⁇ here is the angle between the second auxiliary line 18 and the first projection line 22.
  • the intersection of the first line 20 with the first auxiliary line 15 is the second auxiliary point 23.
  • This second auxiliary point 23 defines a third line 24, which is arranged perpendicular to the first auxiliary line 15.
  • This third line 24 shows in the direction of rotation 13 or in the circumferential direction.
  • a third projection surface 25 is formed by the third line 24 and the first line 20.
  • the arrowhead of the flow arrow 17 touches the second projection surface 25 at the third point 26.
  • the fourth line 27 is formed parallel to the first line 20.
  • a fifth line 28 is also formed, which is arranged parallel to the third line 24.
  • the flow arrow 17 thereby generates a second projection line 29 on the second projection surface 25.
  • the angle ⁇ is then defined by the angle that is formed between the first line 20 and the second projection line 29.
  • the Figure 4B shows a top view along the first auxiliary line 15, ie the first auxiliary line 15 points towards the viewer and is thereby symbolized as a point.
  • the angle ⁇ is as in Figure 4b to see, then the angle formed by the second projection line 29 and the rotational axis direction 3.
  • the flow arrow 17 is identical to the second projection line 29.
  • the Figure 4c shows a side view to symbolize the angle ⁇ .
  • the viewer now stands so that the third line 24 points to the viewer and can therefore be viewed as a point.
  • the angle ⁇ then arises through the second auxiliary line 18 and the first projection line 22, which corresponds to the flow arrow 17.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) für eine Dampfturbine, wobei über eine Leitschaufel (6) eine Strömung induziert wird, wodurch die Strömungsverhältnisse geändert werden und Strömungsinstabilitäten verringert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer letzten Stufe einer Dampfturbine, wobei die Laufschaufeln durch einen Leitschaufelträger umgeben sind, wobei im Leitschaufelträger eine Zuführleitung ausgebildet ist, durch die im Betrieb ein Medium strömt.
  • Dampfturbinen umfassen im Wesentlichen einen drehbar gelagerten Rotor, der mit sogenannten Laufschaufeln bestückt ist. Um diesen drehbar gelagerten Rotor ist ein Innengehäuse mit sogenannten Leitschaufeln angeordnet, wobei die Leit- und Laufschaufeln derart angeordnet sind, dass dadurch ein Strömungskanal entsteht. In der Regel wird um das Innengehäuse ein Außengehäuse angeordnet. Das Innengehäuse kann auch als Leitschaufelträger ausgebildet sein.
  • Thermische Energie eines Dampfes wird in der Dampfturbine in mechanische Rotationsenergie umgewandelt. Der Druck und die Temperatur des Dampfes werden hierbei verringert. Aus thermodynamischen Gründen werden Dampfturbinen in der Regel zumindest in Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruck-Teilturbinen eingeteilt. Die vorgenannten Teilturbinen unterscheiden sich dadurch, dass der einströmende Dampf jeweils unterschiedliche Temperaturen und Drücke aufweist. Eine Hochdruck-Teilturbine ist dadurch charakterisiert, dass diese einen Frischdampf direkt vom Dampferzeuger erhält, wohingegen eine Mitteldruck-Teilturbine dadurch charakterisiert ist, dass diese den Abdampf der Hochdruck-Teilturbine erhält, der in einem Dampferzeuger eine Zwischenüberhitzung erfährt, wobei der Dampf dadurch auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Die Niederdruck-Teilturbine zeichnet sich dadurch aus, dass diese strömungstechnisch unmittelbar mit der Mitteldruck-Teilturbine verbunden ist. Da die Temperaturen und Drücke des Dampfes in der Niederdruck-Teilturbine vergleichweise gering sind, weist die Niederdruck-Teilturbine vergleichsweise groß dimensionierte Bauteile, wie z. B. Leitschaufelträger und Rotorschaufeln auf.
  • In der Regel wird die Dampfturbine bei einer vorgegebenen möglichst konstanten Last betrieben. Die Strömungsverhältnisse sind bei diesen Bedingungen vergleichsweise konstant. Beim Anfahren oder Abfahren einer Dampfturbine können Strömungsverhältnisse auftreten, die problematisch sind. Ebenso bei einem Betrieb der Dampfturbine mit geringen Lasten können Strömungsverhältnisse auftreten, die problematisch sind. So können insbesondere in einer Niederdruck-Teilturbine die Strömungsbedingungen derart sein, dass es zu Strömungsabriss-Phänomenen kommt, was zu Schwingungen führen kann. Dies führt zu Instabilitäten, die unerwünscht sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu überwinden.
  • Gelöst wird dies durch eine Anordnung einer letzten Stufe einer Dampfturbine, wobei die Laufschaufeln durch einen Leitschaufelträger umgeben sind, wobei im Leitschaufelträger eine Zuführleitung ausgebildet ist, durch die im Betrieb ein Medium strömt, wobei die Zuführleitung in eine Leitschaufel mündet und die Leitschaufel eine Ausgangsöffnung aufweist, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung verbunden ist, wobei die Ausgangsöffnung derart ausgebildet ist, dass das Medium in einen Strömungsbereich zwischen der Leitschaufel und einer stromab angeordneten Laufschaufel strömt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schlägt somit vor, ein Medium in den Strömungskanal einzudüsen, um dadurch die Strömungsverhältnisse zu verändern.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Ausgangsöffnung im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel angeordnet. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Ausgangsöffnung im oberen Bereich der Leitschaufel angeordnet ist, der zwischen 70 und 80 % der Gesamtlänge beträgt. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Strömugnsinstabilität gerade in den äußeren Bereichen des Strömungskanals auftreten. Durch die Anordnung der Ausgangsöffnung im äußeren Bereich des Strömungskanals, insbesondere im oberen Bereich der Leitschaufeln, der zwischen 70 und 80 % der Gesamtlänge beträgt, kann die Strömungsinstabilität wirksam beeinflusst werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Ausgangsöffnung derart ausgebildet, dass das Medium in einem Winkel α zur Rotationsrichtung in den Strömungsbereich strömt, wobei α zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 45 und 75° liegt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Ausgangsöffnung derart ausgebildet, dass das Medium unter einem Winkel β gegen die Rotationsrichtung der Laufschaufel strömt, wobei die Rotationsrichtung senkrecht zur Rotationsachsenrichtung und der Winkel β zwischen 0 und 90° liegt, insbesondere zwischen 30 und 70° und ganz insbesondere 60° beträgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Zuführleitung und die Ausgangsöffnung derart ausgestaltet, dass das Medium im Wesentlichen 10% des Volumenstroms ausmacht, der durch den Strömungskanal im Strömungsbereich strömt.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Querschnittsansicht eines Teils einer Niederdruck-Teilturbine
    Figur 2
    eine alternative Ausführungsform der Erfindung
    Figur 3
    eine Draufsicht auf einen Teil der Leit- und Laufschaufeln
    Figur 4a, 4b, 4c
    Darstellungen der Winkel α und β
  • Die Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 einer letzten Stufe einer Dampfturbine. Die Anordnung 1 umfasst Laufschaufeln 2, 2a, die fest an einem nicht näher dargestellten drehbar gelagerten Rotor angeordnet sind und um eine Rotationsachsenrichtung 3 im Betrieb rotieren. Des Weiteren umfasst die Anordnung einen Leitschaufelträger 4. An einer Innenfläche 5 des Leitschaufelträgers 4 sind Leitschaufeln 6 angeordnet. Die Leitschaufeln 6 sind fest mit dem Leitschaufelträger 4 verbunden und können in einem Wartungs- oder Servicefall ausgetauscht werden.
  • Im Leitschaufelträger 4 ist eine Zuführleitung 7 ausgebildet, durch die im Betrieb der Dampfturbine ein Medium, wie beispielsweise Wasser, strömt. Das Wasser kann hierbei von externen Quellen herbeigeführt werden. Die Zufuhrleitung 7 mündet in eine Leitschaufel 6. Die Leitschaufel 6 ist hierbei derart ausgebildet, dass diese eine Ausgangsöffnung 8 aufweist, durch die das Medium in einen Strömungskanal 9 strömen kann. Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform zeigt drei Ausgangsöffnungen 8.
  • Die Ausgangsöffnung 8 ist hierbei derart ausgebildet, dass das Medium in einen Strömungsbereich 10 zwischen der Leitschaufel 6 und der stromab angeordneten Laufschaufel 2a strömt.
  • Die Ausgangsöffnungen 8 sind hierbei in einem Bereich der Hinterkante 11 der Leitschaufel 6 angeordnet.
  • Des Weiteren ist die Ausgangsöffnung 8 in einem oberen Bereich 12 der Leitschaufel 6 angeordnet, der zwischen 70 und 80 % der Gesamtlänge beträgt. Der obere Bereich 12 ist hierbei als äußerer Bereich des Strömungskanals 9 aufzufassen. Der obere Bereich 12 ist somit ein Bereich, der von der Rotationsachsenrichtung 3 entfernt ist.
  • In der Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Anordnung 1 zu sehen. Der Unterschied in der gemäß Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist, dass die Ausgangsöffnung 8 nicht, wie in Figur 1 zu sehen, parallel zur Rotationsachsenrichtung in den Strömungskanal strömt, sondern unter einem Winkel α zur Rotationsachsenrichtung 3 in den Strömungskanal strömt. Der Winkel α liegt hierbei zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 45 und 75°.
  • Die Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des Strömungsbereiches 10, der durch eine Anordnung der Leitschaufeln 6 und Laufschaufeln 2 charakterisiert ist. Die Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Leitschaufeln 6 und die drehbaren Leitschaufeln 2. Die Leitschaufeln 6 und Laufschaufeln 2 sind daher in einem Profilquerschnitt zu sehen. Die Leitschaufeln 6 sind ortsfest am Leitschaufelträger 4 angeordnet, wohingegen die Leitschaufeln 2 um die Rotationsachsenrichtung 3 in einer Rotationsrichtung 13, die auch als Umfangsrichtung bezeichnet werden kann, rotieren.
  • In der Figur 3 ist lediglich eine Leitschaufel dargestellt, bei der eine Ausgangsöffnung 8 zu sehen ist. Die Ausgangsöffnung 8 weist hierbei in der Darstellung gemäß Figur 3 einen Winkel β auf, der einen Winkel darstellt zwischen einer parallelen, zur Rotationsachsenrichtung 3 zur Rotationsachse 3 geneigt. Der Winkel β liegt hierbei zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 30 und 70° und ganz insbesondere 60°. Die Leitschaufel 6 ist hierbei eine Endstufenleitschaufel 6.
  • Zur Verdeutlichung der Winkel α und β dienen die Figuren 4, 4B und 4C. Figur 4A zeigt eine perspektivische Darstellung des Winkels α und des Winkels β. Dargestellt ist die Rotationsachsenrichtung 3. Der Pfeil 14 symbolisiert eine Drehrichtung. Die erste Hilfslinie 15 steht senkrecht auf der Rotationsachsenrichtung 3. Diese erste Hilfslinie 15 entspricht auch einer länglichen Ausdehnung einer Leitschaufel 6. Auf der ersten Hilfslinie 15 ist ein Hilfspunkt 16 angeordnet, der die Ausgangsöffnung 8 symbolisieren soll. Des Weiteren ist in der Figur 4a ein Strömungspfeil 17 dargestellt, der am Hilfspunkt 16 beginnt und die Strömungsrichtung des Wassers aus der Ausgangsöffnung 8 symbolisiert. Durch den Hilfspunkt 16 führt eine zweite Hilfslinie 18, die senkrecht zur ersten Hilfslinie 15 steht. Des Weiteren ist die zweite Hilfslinie 18 parallel zur Rotationsachsenrichtung 3 ausgebildet.
  • Um die räumliche Anordnung des Strömungspfeils 17 und der dadurch entstehenden Winkel α und β besser darzustellen, sind Projektionslinien in der Figur 4a eingezeichnet. Zum einen ist eine erste Projektionsfläche 19 dargestellt, die eine Fläche darstellt, die durch die erste Hilfslinie 15 und die zweite Hilfslinie 18 aufgespannt wird. Die erste Projektionslinie 22 entsteht durch eine Projektion des Strömungspfeils 17 auf die erste Projektionsfläche 19. Dadurch entsteht eine erste Linie 20 und eine zweite Linie 21. Die erste Linie 20 ist parallel zur zweiten Hilfslinie 18 ausgebildet. Die zweite Linie 21 ist parallel zur ersten Hilfslinie 15 ausgebildet. Der Winkel α ist hierbei der Winkel zwischen der zweiten Hilfslinie 18 und der ersten Projektionslinie 22.
    • Erläuterung des Winkels β:
  • Der Schnittpunkt der ersten Linie 20 mit der ersten Hilfslinie 15 ist der zweite Hilfspunkt 23. Durch diesen zweiten Hilfspunkt 23 wird eine dritte Linie 24 definiert, die senkrecht auf der ersten Hilfslinie 15 angeordnet ist. Diese dritte Linie 24 zeigt in Rotationsrichtung 13 bzw. in Umfangsrichtung. Durch die dritte Linie 24 und die erste Linie 20 wird eine zweite Projektionsfläche 25 gebildet. Die Pfeilspitze des Strömungspfeils 17 berührt die zweite Projektionsfläche 25 am dritten Punkt 26. Dadurch wird eine vierte Linie 27 gebildet. Die vierte Linie 27 ist hierbei parallel zur ersten Linie 20 ausgebildet. Des Weiteren wird auch eine fünfte Linie 28 ausgebildet, die parallel zur dritten Linie 24 angeordnet ist. Der Strömungspfeil 17 erzeugt dadurch eine zweite Projektionslinie 29 auf der zweiten Projektionsfläche 25. Der Winkel β ist dann definiert durch den Winkel, der zwischen der ersten Linie 20 und der zweiten Projektionslinie 29 gebildet wird.
  • Die Figur 4B zeigt eine Draufsicht entlang der ersten Hilfslinie 15, d. h. die erste Hilfslinie 15 zeigt dem Betrachter entgegen und ist dadurch als Punkt symbolisiert. Der Winkel β ist, wie in Figur 4b zu sehen, dann der Winkel, der von der zweiten Projektionslinie 29 und der Rotationsachsenrichtung 3 gebildet wird. Perspektivisch gesehen ist der Strömungspfeil 17 mit der zweiten Projektionslinie 29 identisch.
  • Die Figur 4c zeigt eine seitliche Ansicht zur Symbolisierung des Winkels α. Der Betrachter steht hierbei nunmehr so, dass die dritte Linie 24 auf den Betrachter zeigt und daher als Punkt betrachtet werden kann. Der Winkel α entsteht dann durch die zweite Hilfslinie 18 und die erste Projektionslinie 22, die mit dem Strömungspfeil 17 übereinstimmt.

Claims (7)

  1. Anordnung einer letzten Stufe einer Dampfturbine, wobei die Laufschaufeln (2,2a) durch einen Leitschaufelträger (4) umgeben sind, wobei im Leitschaufelträger (4) eine Zuführleitung (7) ausgebildet ist, durch die im Betrieb ein Medium strömt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (7) in eine Leitschaufel (6) mündet und die Leitschaufel (6) eine Ausgangsöffnung (8) aufweist, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung (7) verbunden ist, wobei die Ausgangsöffnung (8) derart ausgebildet ist, dass das Medium in einen Strömungsbereich (10) zwischen der Leitschaufel (6) und einer stromab angeordneten Laufschaufel (2,2a) strömt.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    wobei die Ausgangsöffnung (8) im Bereich der Hinterkante (11) angeordnet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Ausgangsöffnung (8) im oberen Bereich (12) der Leitschaufel (6) angeordnet ist, der zwischen 70% und 80% der Gesamtlänge beträgt.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder3,
    wobei die Ausgangsöffnung (8) derart ausgebildet, dass das Medium unter einem Winkel α zur Rotationsachsenrichtung (3) in den Strömungsbereich (10) strömt, wobei α zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 45° und 75° liegt.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Ausgangsöffnung (8) derart ausgebildet ist, dass das Medium unter einem Winkel β gegen die Rotationsrichtung (13) der Laufschaufel (2,2a) strömt, wobei die Rotationsrichtung (13) senkrecht zur Rotationsachsenrichtung (3) und der Winkel β zwischen 0 und 90°, insbesondere zwischen 30° und 70° liegt und ganz insbesondere 60° beträgt.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Leitschaufel (6) eine Endstufenleitschaufel (6) ist.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Zuführleitung (7) und die Ausgangsöffnung (8) derart gestaltet sind, dass das Medium im Wesentlichen 10% des Volumenstroms darstellt, der durch den Strömungskanal (10) im Strömungsbereich strömt.
EP18181159.7A 2018-07-02 2018-07-02 Ausgangöffnung einer dampfturbine Withdrawn EP3591175A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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EP3591175A1 true EP3591175A1 (de) 2020-01-08

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724967A (en) * 1971-10-28 1973-04-03 Westinghouse Electric Corp Moisture removal device for a steam turbine
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