WO1997034075A1 - Vermeidung von verkrustung einer dampfturbinenschaufel durch reindampfeinspritzung - Google Patents

Vermeidung von verkrustung einer dampfturbinenschaufel durch reindampfeinspritzung Download PDF

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WO1997034075A1
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turbine
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steam turbine
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Heinrich Oeynhausen
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Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/007—Preventing corrosion
    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • 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
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine, in particular a low-pressure steam turbine, with a turbine blade, which is directed along a main axis and has a curved inflow surface for steam, and a use of the steam turbine.
  • Dirt particles take place since air is cooled from the compressor and fed to the expansion gas turbine. This is to be prevented by providing a central bore in the blades of the expansion gas turbine and radial bores branching from there and leading to the blade surface. The blades are heated by air heated in the compressor, which leads to melting of the egg. This creates a water protection film on the surface of the blades of the expansion gas turbine, through which dirt particles may also be removed.
  • the expansion gas turbine is operated with the same medium, namely the air compressed by the compressor, with which the blades are already flowing.
  • the object of the invention is to provide a steam turbine which is suitable for operation with aggressive steam. Another object is to specify the use of such a steam turbine.
  • a steam turbine in particular a low-pressure steam turbine, which has a turbine blade which is directed along a main axis, a blade root for anchoring in a housing (guide blade) or a turbine shaft (Laufschaufei), a curved inflow surface for steam and in its interior has a fluid supply, which fluid supply is fluidly connected to a plurality of fluid outlets, each fluid outlet opening at the inflow surface, and which opens outward in the blade root is, a flow channel for supplying pure steam into the fluid supply is provided in a recess receiving the blade root.
  • a protective fluid film in particular steam film, is generated over the inflow surface and possibly other areas of the surface of the turbine blade .
  • This vapor film forms one
  • Boundary layer around the turbine blade which largely keeps the steam flowing through the steam turbine away from the surface of the turbine blade.
  • brown coal or other combustible material such as house or Industrial waste that becomes contaminated.
  • sodium, potassium, calcium, magnesium, iron, chloride, nitrates and sulfates can occur as impurities.
  • a steam generated during the drying of brown coal is called "vapor steam".
  • the vapor film around the inflow surface avoids the accumulation of contaminants and significantly reduces the risk of corrosion and erosion.
  • a turbine blade which has a fluid supply with a fluidic connection to the inflow surface
  • the fluid flowing through the fluid supply and exiting at the outflow surface largely removes the aggressive steam from the Surface of the turbine blade is kept away.
  • this is designed appropriately dimensioned.
  • it can be designed as a bore or a plurality of bores, and can represent an inner hollow region of the turbine blade.
  • Steam which originates, for example, from the drying of wet brown coal, can contain strong impurities, which can lead to erosion, corrosion or deposits in a normal turbine blade.
  • the turbine blade can be provided with a special material, for example with a low stress state, or a special coating on the surface for further protection against erosion and corrosion.
  • the turbine blade preferably has a blade root
  • a supply of fluid, in particular pure steam or air, is thus structurally simple through the blade root via the housing or the turbine shaft into the fluid supply into it.
  • the supply of the fluid thus also leads to at most low flow resistances and efficiency losses in the steam turbine.
  • the fluid supply is essentially parallel to the main axis.
  • the fluid supply can have an axial bore or a plurality of axial bores.
  • the fluid discharges are preferably directed essentially perpendicular to the main axis. As a result, they are particularly simple to manufacture, for example as bores or by casting. Forming the fluid supply and the fluid discharge as bores also allows them to be subsequently introduced into the turbine blade. As a result, the distribution of the fluid discharges on the inflow surface and in other surface areas of the turbine blade can also be subsequently changed in accordance with the steam conditions in a steam turbine. By supplying pure steam via the fluid discharges, the surface area and the surface areas lying further downstream are removed
  • Turbine blade creates a vapor film.
  • This steam film reduces or completely prevents contact of the aggressive steam, which is contaminated with impurities, with the surface of the turbine blade.
  • the steam film also prevents deposits from being carried in the aggressive steam
  • Contamination on the surface and thus also causes at least a significant reduction in erosion and corrosion on the inflow surface of the turbine blade.
  • the flow channel is preferably embodied in the recess as a groove which connects a plurality of turbine blades, ie their blade roots, to one another in terms of flow technology.
  • the groove is preferably designed as an annular groove in the housing of the steam turbine or in the turbine shaft.
  • the steam turbine is particularly suitable for use in a plant for drying fuel, in particular wet brown coal, for a power plant.
  • wet lignite for example, the efficiency of a lignite-fired power plant can be increased.
  • the lignite can be dried with low-quality steam, for example from a tap in a low-pressure partial tower. The moisture evaporating from the brown coal is collected in the steam and brought up to a saturated steam state.
  • This saturated steam can be expanded to below 0.1 bar in a low-pressure turbine.
  • the steam generated from the wet lignite may contain strong impurities, in particular sodium, potassium, calcium, magnesium, iron, chloride, nitrates and sulfates.
  • FIG. 1 shows a detail of a steam turbine with turbine blades in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows a cross section through a turbine blade according to FIGS
  • FIG 3 shows a schematic arrangement of a steam turbine in a drying plant for fuel or waste.
  • FIG. 1 shows a section of a longitudinal section through a steam turbine 14, in particular a low-pressure steam turbine.
  • a housing 8 of the steam turbine 14 is one Turbine shaft 9 shown.
  • the turbine shaft 9 has ring-shaped recesses 12 for receiving rotor blades la.
  • the housing 8 has annular recesses 12 for receiving guide vanes 1b.
  • guide vanes 1b For the sake of clarity, only one rotor blade la and one guide blade lb are shown.
  • Each turbine blade 1, ie each rotor blade 1 a and each guide blade 1 b, has a corresponding blade root 7.
  • the shape of the respective recesses 12 is adapted to that of the blade root 7.
  • Each turbine blade 1 is directed along a main axis 2.
  • each turbine blade 1 shown there is a fluid supply 5, which runs parallel to the main axis 2 and penetrates the turbine blade 1 almost completely and is designed as a bore.
  • the fluid discharges 6 extend from the fluid feed 5 to one of the semicircular inflow surfaces 3 facing the steam flow 14 operating the steam turbine 14 (see FIG. 2).
  • the fluid discharges 6 are distributed over the inflow surface 3 forming part of the surface of the turbine blade 1 such that the inflow surface 3 is covered with a vapor film 11.
  • the steam film 11 is created by a steam flow 10 which is supplied via a flow channel 13 running in the recess 12.
  • the inflow surface 3 and possibly further downstream surface areas of the turbine blade 1 are thus protected against the steam flow 21.
  • Contaminants carried in the steam flow 21, for example from the drying of wet lignite, do not therefore accumulate on the inflow surface 3, nor do they lead to increased corrosion or erosion of the turbine blade 1.
  • the flow duct 13 is a circumferential one in the recess 12 Groove 13a, through which all turbine blades 1 of a guide blade row or a rotor blade row are connected to one another in terms of flow.
  • the groove 13a can, for example, via an axial bore (not shown) in the turbine shaft 9 or the housing 8 are supplied with pure steam 16, it being possible for a plurality of axially spaced grooves 13a to be connected to such a bore.
  • each rotor blade la has a semicircularly curved inflow surface 3 directed in the direction of the main axis 2.
  • the fluid feed 5, which is designed as a bore with a circular cross section, is arranged approximately in the center of the semicircularly curved inflow surface 3.
  • a fluid discharge 6 leads from the fluid supply 5 directly opposite the main direction of the steam flow 21 to the inflow surface 3.
  • there are two at an angle of Further fluid outlets 6 rotated about 45 ° relative to the fluid outlet 6 are shown.
  • a particularly uniform formation of the vapor film 11 is achieved by an arrangement of fluid discharges 6 alternating in the direction of the main axis 2.
  • FIG. 3 schematically shows an arrangement of a power plant 19 with a high-pressure turbine 22, a low-pressure turbine serving as a steam source 20 and a generator 15 connected to it.
  • the low-pressure turbine is a steam source 20 for pure steam 16 and has a tap for discharge of low pressure steam.
  • This pure steam 16 is fed to a plant 17 for drying a fuel 18 or waste. Drying produces an aggressive steam which contains impurities such as sodium, potassium, calcium, magnesium, iron, chloride, nitrates or sulfates.
  • This steam is fed to a low-pressure steam turbine 14, which is also connected to a generator 15.
  • This low-pressure steam turbine 14 has, analogously to FIG. 1 and FIG. 2
  • Turbmenschaufein 1 which through a m their interior horizontal fluid supply of pure steam 16 is supplied to the steam source 20. This clean steam 16 emerges at an inflow surface 3 of the turbine blades 1, as a result of which they are protected against the aggressive steam.
  • the invention is characterized by a steam turbine with a turbine blade, which has a fluid supply in its interior, in particular for pure steam, which is connected to an inflow surface via a plurality of fluid discharges.
  • a steam turbine with a turbine blade By supplying pure steam, in particular via the blade root of the turbine blade, into the fluid supply and thus to the inflow surface, a steam film covering the inflow surface is formed.
  • a steam turbine with such a turbine blade is preferably suitable when using an aggressive steam from a drying process of wet lignite, in which steam with strong impurities is generated. The constructive supply of clean steam thus reliably prevents the aggressive impurities from being deposited on the surface of the turbine blade and at least significantly reduces erosion and corrosion of the turbine blade.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine (14) mit einer turbinenschaufel (1), welche entlang einer Hauptachse (2) gerichtet ist und eine gekrümmte Anströmfläche (3) für Dampf aufweist. Im Inneren (4) der Turbinenschaufel (1) ist eine Fluidzuführung (5) vorgesehen, die mit einer Mehrzahl von Fluidabführungen (6) strömungstechnisch verbunden ist, wobei jede Fluidabführung (6) an der Anströmfläche (3) mündet zur Zuführung von Reindampf. Durch eine Zuführung von Reindampf wird über der Anströmfläche und gegebenenfalls weiteren Bereichen der Oberfläche der Turbinenschaufel ein schützender Fluidfilm, insbesondere Dampffilm, erzeugt. Dieser Dampffilm bildet eine Grenzschicht um die Turbinenschaufel herum, welche den durch die Dampfturbine strömenden Dampf von der Oberfläche der Turbinenschaufel weitgehend fernhält. Hierdurch ist es möglich, die Dampfturbine mit einem aggressiven Dampf zu betreiben, welcher beispielsweise aus der Trocknung von Braunkohle oder anderem brennbaren Material, wie beispielsweise Haus- oder Industriemüll, verunreinigt wird. Durch den Dampffilm wird eine Anlagerung von Verunreinigungen vermieden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung der Dampfturbine (14) in einer Anlage (17) zur Trocknung von Braunkohle, wobei der bei der Trocknung auftretende Dampf (10) der Dampfturbine (14) zugeleitet wird.

Description

Beschreibung
VERMEIDUNG VON VERKRUSTUNG EINER DAMPFTURBINENSCHAUFEL DURCH REINDAMPFEIN¬ SPRITZUNG.
Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine, insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbine, mit einer Turbinenschaufel, welche entlang einer Hauptachse gerichtet ist und eine gekrümmte An¬ strömfläche für Dampf aufweist, sowie eine Verwendung der Dampfturbine.
In der DE 43 35 598 AI ist die Thematik des Foulings an einem Verdichter oder einer Entspannungsgasturbine, die einer Gasturbinenanlage vorgeschaltet sind, behandelt. Es besteht hierbei die Gefahr, daß eine Vereisung bzw. Anlagerung von
Schmutzpartikeln stattfindet, da Luft aus dem Verdichter ge¬ kühlt und der Entspannungsgasturbine zugeführt wird. Dies soll dadurch verhindert werden, daß in die Schaufeln der Ent¬ spannungsgasturbine eine zentrale Bohrung und von dort ab- zweigende, an die Schaufeloberfläche führende radiale Bohrun¬ gen vorgesehen sind. Durch in dem Verdichter erwärmte Luft, werden die Schaufeln erwärmt, was zu einem Schmelzen des Ei¬ ses führt . Hierdurch entsteht an der Oberfläche der Schaufeln der Entspannungsgasturbine ein Wasserschutzfilm, durch den gegebenenfalls auch Schmutzpartikel abgeführt werden. Die Entspannungsgasturbine wird hierbei mit demselben Medium, nämlich der durch den Verdichter verdichteten Luft, betrie¬ ben, mit dem auch bereits die Schaufeln durchströmt werden.
Aus dem Buch "Dampf urbinen" von F. Dietzel, 3. Auflage,
1980, Carl Hanser Verlag München - Wien, sind verschiedene Dampfturbinen bekannt. Abschnitt 3.3.3 "Erosion der Schaufel- kanten" befaßt sich mit der Vermeidung von an Abströmkanten auftretender Erosion bei großen Kondensationsdampfturbinen. Zur Verringerung der auftretenden Erosion wird einerseits eine Entwässerung der Dampfturbine sowie andererseits eine mechanische Bearbeitung der Turbinenschaufeln angegeben. Diese mechanische Bearbeitung besteht in einem Auflöten von verschleißfesten Werkstoffen oder einer Induktionshärtung der Turbinenschaufel .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine anzugeben, die für einen Betrieb mit aggressivem Dampf geeignet ist . Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Verwendung einer solchen Dampfturbine anzugeben.
Die auf eine Dampfturbine gerichtete Aufgabe wird durch eine Dampfturbine, insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbine, ge¬ löst, die eine Turbinenschaufel aufweist, welche entlang ei¬ ner Hauptachse gerichtet ist, einen Schaufelfuß zur Veranke- rung in einem Gehäuse (Leitschaufel) oder einer Turbinenwelle (Laufschaufei) , eine gekrümmte Anströmfläche für Dampf und in ihrem Inneren eine Fluidzuführung aufweist, welche Fluidzu- führung mit einer Mehrzahl von Fluidabführungen strömungs- technisch verbunden ist, wobei jede Fluidabführung an der An- strömfläche mündet, und welche in dem Schaufelfuß nach außen geöffnet ist, wobei in einer den Schaufelfuß aufnehmenden Ausnehmung ein Strömungskanal zur Zuführung von Reindampf in die Fluidzuführung vorgesehen ist .
Durch eine Zuführung von Reindampf oder einem anderen verun¬ reinigungsfreien Fluid durch den Schaufelfuß und die Turbi¬ nenschaufel hindurch an die Anströmfläche wird über der An¬ strömfläche und gegebenenfalls weiteren Bereichen der Ober¬ fläche der Turbinenschaufel ein schützender Fluidfilm, insbe- sondere Dampffilm, erzeugt. Dieser Dampffilm bildet eine
Grenzschicht um die Turbinenschaufel herum, welche den durch die Dampfturbine strömenden Dampf von der Oberfläche der Tur¬ binenschaufel weitgehend fernhält. Hierdurch ist es möglich, die Dampfturbine mit einem aggressiven Dampf zu betreiben, welcher beispielsweise aus der Trocknung von Braunkohle oder anderem brennbaren Material, wie beispielsweise Haus- oder Industriemüll, verunreinigt wird. Als Verunreinigungen können hierbei insbesondere Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Ei¬ sen, Chlorid, Nitrate sowie Sulfate auftreten. Ein bei der Trocknung von Braunkohle entstehender Dampf wird als "Brüdendampf" bezeichnet. Durch den Dampffilm um die Anström¬ fläche herum wird eine Anlagerung von Verunreinigungen ver¬ mieden sowie die Korrosionsgefahr und eine Erosion deutlich vermindert .
Durch eine Turbinenschaufel, welche eine Fluidzuführung mit einer strömungstechnischen Anbindung an die Anströmfläche aufweist, ist bei einem Betrieb einer Dampfturbine mit ag¬ gressivem Dampf erreicht, daß durch die Fluidzuführung strö¬ mendes und an der Abströmfläche austretendes Fluid der ag- gressive Dampf weitgehend von der Oberfläche der Turbinen¬ schaufel fern gehalten wird. Je nach erforderlichem Durchsatz von Fluid durch die Fluidzuführung ist diese entsprechend di¬ mensioniert ausgeführt. Sie kann hierbei als eine Bohrung oder mehrere Bohrungen ausgeführt sein, sowie einen inneren Hohlbereich der Turbinenschaufel darstellen. Der aggressive
Dampf, welcher beispielsweise aus der Trocknung nasser Braun¬ kohle stammt, kann starke Verunreinigungen enthalten, die bei einer normalen Turbinenschaufel zur Erosion, Korrosion oder zu Ablagerungen führen können. Selbstverständlich kann die Turbinenschaufel zu einem weiteren Schutz gegen Erosion und Korrosion mit einem speziellen Werkstoff, beispielsweise mit niedrigem Spannungszustand, oder einer speziellen Beschich¬ tung an der Oberfläche versehen sein.
Die Turbinenschaufel hat vorzugsweise einen Schaufelfuß zur
Verankerung in einem Gehäuse (Leitschaufel) oder in einer Turbinenwelle (Laufschaufei) einer Dampfturbine, wobei die Fluidzuführung in dem Schaufelfuß nach außen geöffnet ist . Durch den Schaufelfuß hindurch ist somit konstruktiv einfach eine Zuführung von Fluid, insbesondere Reindampf oder Luft, über das Gehäuse bzw. die Turbinenwelle in die Fluidzuführung hinein ermöglicht. Die Zuführung des Fluides fuhrt somit auch zu allenfalls geringen Strömungswiderständen und Wirkungs¬ gradverlusten in der Dampfturbine.
Die Fluidzuführung ist im wesentlichen parallel zur Haupt¬ achse ausgebildet. Die Fluidzuführung kann eine axiale Boh¬ rung oder mehrere axiale Bohrungen aufweisen.
Die Fluidabführungen sind jeweils vorzugsweise im wesentli- chen senkrecht zur Hauptachse gerichtet. Sie sind hierdurch besonders einfach, beispielsweise als Bohrungen oder durch Gießen herstellbar. Eine Ausbildung der Fluidzuführung sowie der Fluidabführungen als Bohrungen gestattet es auch, diese nachträglich in die Turbinenschaufel einzubringen. Hierdurch kann auch nachträglich die Verteilung der Fluidabführungen an der Anströmfläche sowie in anderen Oberflächenbereichen der Turbmenschaufel entsprechend den Dampfbedingungen m einer Dampfturbine geändert werden. Durch eine Zuführung von Rein¬ dampf über die Fluidabführungen wird über die Anströmfläche sowie über weiter stromab liegende Oberflächenbereiche der
Turbinenschaufel ein Dampffilm erzeugt. Dieser Dampffilm ver¬ mindert oder verhindert vollständig einen Kontakt des aggres¬ siven mit Verunreinigungen belasteten Dampfes mit der Ober¬ fläche der Turbinenschaufel. Der Dampffilm verhindert zudem eine Ablagerung von in dem aggressiven Dampf mitgeführten
Verunreinigungen an der Oberfläche und bewirkt somit auch zu¬ mindest eine deutliche Reduzierung von Erosion und Korrosion an der Anströmfläche der Turbinenschaufel .
Der Strömungskanal ist in der Ausnehmung vorzugsweise als eine Nut ausgeführt, die mehrere Turbinenschaufeln, d.h. de¬ ren Schaufelfüße, strömungstechnisch miteinander verbindet. Die Nut ist hierbei vorzugsweise als Ringnut in dem Gehäuse der Dampfturbine bzw. m der Turbinenweile ausgeführt. Die Dampfturbine eignet sich besonders für eine Verwendung m einer Anlage zur Trocknung von Brennstoff, insbesondere nas¬ ser Braunkohle, für eine Kraftwerksanlage. Durch eine Trock¬ nung von nasser Braunkohle kann beispielsweise der Wirkungs- grad einer mit Braunkohle befeuerten Kraftwerksanlage gestei¬ gert werden. Die Braunkohle kann hierbei mit niederwertigem Dampf, beispielsweise aus einer Anzapfung einer Niederdruck- Teilturbme, getrocknet werden. Die aus der Braunkohle ver¬ dunstende Feuchtigkeit wird m dem Dampf aufgefangen und bis zu einem Sattdampfzustand gefuhrt . Dieser Sattdampf kann in einer Niederdruck-Turbine bis auf unter 0.1 bar entspannt werden. Hierdurch wird zumindest ein Teil der Wärmeenergie, die zum Trocknen der nassen Braunkohle aufgewandt wird, wie¬ der zurückgewonnen. Der aus der nassen Braunkohle erzeugte Dampf enthält gegebenenfalls starke Verunreinigungen, insbe¬ sondere Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Eisen, Chlorid, Nitrate und Sulfate. Bei einem Betrieb einer Niederdruck- Dampfturbine könnten diese zu einer erhöhten Korrosion und/oder Erosion der Turbmenschaufein fuhren, was bei der erfindungsgemäßen Dampfturbine durch die konstruktive Ausge¬ staltung der Turbinenschaufeln weitgehend vermieden wird.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie- le werden die Dampfturbine mit Turbinenschaufel sowie die Verwendung einer Dampfturbine naher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 in einem Ausschnitt eine Dampfturbine mit Turbinen¬ schaufeln in einem Längsschnitt, FIG 2 einen Querschnitt durch eine Turbmenschaufe1relhe gemäß FIG 1 und
FIG 3 eine schematische Anordnung einer Dampfturbine in ei¬ ner Trocknungsanlage für Brennstoff oder Abfall.
In FIG 1 ist ein Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine Dampfturbine 14, insbesondere eine Niederdruck-Dampfturbine, dargestellt. In einem Gehäuse 8 der Dampfturbine 14 ist eine Turbinenwelle 9 dargestellt. Die Turbinenwelle 9 weist ring¬ förmige Ausnehmungen 12 zur Aufnahme von Laufschaufeln la auf. Analog weist das Gehäuse 8 ringförmige Ausnehmungen 12 zur Aufnahme von Leitschaufeln lb auf. Der Übersichtlichkeit halber ist jeweils nur eine Laufschaufei la sowie eine Leit¬ schaufel lb dargestellt. Jede Turbinenschaufel 1, d.h. jede Laufschaufei la und jede Leitschaufel lb, hat einen entspre¬ chenden Schaufelfuß 7. Die jeweiligen Ausnehmungen 12 sind in ihrer Form dem Schaufelfuß 7 angepaßt. Jede Turbinenschaufel 1 ist entlang einer Hauptachse 2 gerichtet. Von dem Schaufel- fuß 7 ausgehend ist in jeder dargestellten Turbinenschaufel 1 eine parallel zur Hauptachse 2 verlaufende, die Turbinen¬ schaufel 1 fast vollständig durchdringende, als Bohrung aus¬ gebildete Fluidzuführung 5 vorhanden. Von der Fluidzuführung 5 zweigt eine Mehrzahl ebenfalls als Bohrungen ausgebildeter Fluidabführungen 6 senkrecht ab. Die Fluidabführungen 6 er¬ strecken sich von der Fluidzuführung 5 bis zu einer der die Dampfturbine 14 betreibenden DampfStrömung 21 zugewandten halbkreisförmigen Anströmfläche 3 (siehe FIG 2) . Die Fluidab- führungen 6 sind über die einen Teil der Oberfläche der Tur¬ binenschaufel 1 bildende Anströmfläche 3 so verteilt, daß die Anströmfläche 3 mit einem Dampffilm 11 bedeckt ist. Der Dampffilm 11 entsteht durch einen Dampfström 10, der über ei¬ nen in der Ausnehmung 12 verlaufenden Strömungskanal 13 zuge- führt wird. Die Anströmfläche 3 sowie gegebenenf lls weiter stromab liegende Oberflächenbereiche der Turbinenschaufel 1 sind somit gegenüber der DampfStrömung 21 geschützt. In der DampfStrömung 21 mitgeführte Verunreinigungen, beispielsweise aus der Trocknung von nasser Braunkohle, lagern sich somit weder an die Anströmfläche 3 an, noch führen sie zu einer er¬ höhten Korrosion oder Erosion der Turbinenschaufel 1. Der Strömungskanal 13 ist eine in der Ausnehmung 12 umlaufende Nut 13a, durch die sämtliche Turbinenschaufeln 1 einer Leit¬ schaufelreihe bzw. einer Laufschaufelreihe strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Die Nut 13a kann beispielsweise über eine nicht dargestellte axiale Bohrung in der Turbinen- welle 9 bzw. dem Gehäuse 8 mit Reindampf 16 versorgt werden, wobei an eine solche Bohrung mehrere axial voneinander beab- standete Nuten 13a angebunden sein können.
FIG 2 zeigt in einem vergrößertem Maßstab ausschnittsweise einen Querschnitt durch eine Laufschaufelreihe mit zwei Lauf- schaufeln la. Jede Laufschaufei la hat eine halbkreisförmig gekrümmte in Richtung der Hauptachse 2 gerichtete Anstrόmflä- che 3. Etwa im Mittelpunkt der halbkreisförmig gekrümmten An- stromfläche 3 ist die als Bohrung mit kreisförmigen Quer¬ schnitt ausgebildete Fluidzuführung 5 angeordnet. In dem dar¬ gestellten Querschnitt fuhrt von der Fluidzuführung 5 direkt entgegengesetzt der Hauptrichtung der DampfStrömung 21 eine Fluidabführung 6 zur Anstromflache 3. In einem in Richtung der Hauptachse 2 oberhalb sowie unterhalb des dargestellten Querschnitts verlaufenden weiteren Querschnitts sind zwei je¬ weils um einen Winkel von etwa 45° gegenüber der Fluidabfüh¬ rung 6 gedrehte weitere Fluidabführungen 6 dargestellt. Durch eine in Richtung der Hauptachse 2 alternierende Anordnung von Fluidabführungen 6 wird eine besonders gleichmäßige Ausbil¬ dung des Dampffilms 11 erreicht.
FIG 3 zeigt schematisch eine Anordnung einer Kraftwerksanlage 19 mit einer Hochdruck-Turbine 22, einer als Dampfquelle 20 dienende Niederdruck-Turbine und einem damit verbundenen Ge¬ nerator 15. Die Niederdruck-Turbine ist eine Dampfquelle 20 für Reindampf 16 und weist eine Anzapfung zur Ausleitung von Niederdruck-Dampf auf. Dieser Reindampf 16 wird einer Anlage 17 zur Trocknung eines Brennstoffs 18 oder von Abfall zuge- leitet. Durch die Trocknung entsteht ein aggressiver Dampf, welcher Verunreinigungen, wie Natrium, Kalium, Kalzium, Ma¬ gnesium, Eisen, Chlorid, Nitrate oder Sulfate enthält. Dieser Dampf wird einer Niederdruck-Dampf urbine 14, die ebenfalls an einen Generator 15 angeschlossen ist, zugeleitet. Diese Niederdruck-Dampfturbine 14 weist analog zu FIG 1 und FIG 2
Turbmenschaufein 1 auf, denen durch eine m ihrem Inneren liegende Fluidzuführung Reindampf 16 der Dampfquelle 20 zuge¬ führt wird. Dieser Reindampf 16 tritt an einer Anströmfläche 3 der Turbinenschaufeln 1 aus, wodurch diese gegenüber dem aggressiven Dampf geschützt sind.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Dampfturbine mit einer Turbinenschaufel aus, die in ihrem Inneren eine Fluidzufüh¬ rung, insbesondere für Reindampf, aufweist, welche über eine Mehrzahl von Fluidabführungen mit einer Anströmfläche verbun- den ist. Durch eine Zuführung von Reindampf, insbesondere über den Schaufelfuß der Turbinenschaufel, in die Fluidzufüh¬ rung und damit an die Anströmfläche wird ein die Anströmflä¬ che überdeckender Dampffilm gebildet. Dieser bietet einen Schutz gegen aggressiven Dampf mit dem die Dampfturbine, in der die Turbinenschaufel angeordnet ist, betrieben wird. Eine Dampfturbine mit einer solchen Turbinenschaufel eignet sich vorzugsweise bei Verwendung eines aggressiven Dampfes aus ei¬ nem Trocknungsprozeß von nasser Braunkohle, bei dem Dampf mit starken Verunreinigungen entsteht. Durch die konstruktive Zu- führung von Reindampf wird somit sicher eine Ablagerung der aggressiven Verunreinigungen auf der Oberfläche der Turbinen¬ schaufel verhindert sowie Erosion und Korrosion der Turbinen- schaufei zumindest deutlich vermindert.

Claims

Patentansprüche
1. Dampfturbine (14) für eine Beaufschlagung mit verunreinig¬ tem Dampf, insbesondere Niederdruck-Dampfturbine, mit einer Turbinenschaufel (1) , die entlang einer Hauptachse (2) ge¬ richtet ist, einen Schaufelfuß (7) zur Verankerung in einem Gehäuse (8) oder einer Turbinenwelle (9) , eine gekrümmte An¬ strömfläche (3) für Dampf, und m ihrem Inneren (4) eine Fluidzuführung (5) aufweist, welche Fluidzuführung (5) a) mit einer Mehrzahl von Fluidabführungen (6) strömungs¬ technisch verbunden ist, wobei jede Fluidabführung (6) an der Anströmfläche (3) mündet, und b) dem Schaufelfuß (7) nach außen geöffnet ist, wobei m einer den Schaufelfuß (7) aufnehmenden Ausnehmung (12) ein Strömungskanal (13) zur Zuführung von Reindampf (16) zur Fluidzuführung (5) vorgesehen ist.
2. Dampfturbine (14) nach Anspruch 1, bei der die Fluidabfüh¬ rungen (6) der Turbmenschaufel (1) so über die Anströmfläche (3) verteilt sind, daß ein über die Fluidzuführung (5) einge¬ speister Dampfstrom (10) einen die Anströmfläche (5) schüt¬ zend bedeckenden Dampffilm (11) bedingt.
3. Dampfturbine (14) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Fluidzuführung (5) der Turbmenschaufel (1) im wesentlichen parallel zur Hauptachse (2) verläuft.
4. Dampfturbine (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Fluidabführung (6) der Turbinenschaufel (1) im wesentlichen senkrecht zur Hauptachse (2) gerichtet ist.
5. Dampfturbine (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Strömungskanal (13) eine m der Ausnehmung (12) verlaufende mit mehreren Turbmenschaufein (1) strömungstech- nisch verbundene Nut (13a) ist.
6. Verwendung einer Dampfturbine (14) nach Anspruch 4 oder 5, in einer Anlage (17) zur Trocknung von Brennstoff (18) , ins¬ besondere Braunkohle, für eine Kraftwerksanlage (19) , wobei der zum Zwecke der Trocknung über den Brennstoff (18) geführ¬ te Dampf (10) der Dampfturbine (14) zugeleitet wird und zum Schutz der Turbinenschaufeln (1) aus einer Dampfquelle (20) , beispielsweise einer Dampfturbine der Kraftwerksanlage (19) , Reindampf (16) dem Strömungskanal (13) zugeführt wird.
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