WO2012016809A1 - Single-casing steam turbine with reheating - Google Patents

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WO2012016809A1
WO2012016809A1 PCT/EP2011/062194 EP2011062194W WO2012016809A1 WO 2012016809 A1 WO2012016809 A1 WO 2012016809A1 EP 2011062194 W EP2011062194 W EP 2011062194W WO 2012016809 A1 WO2012016809 A1 WO 2012016809A1
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turbine
wall
working medium
region
partition wall
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PCT/EP2011/062194
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Mathias Funke
Ralf Kozak
Bernd Leidinger
Lutz Neumann
Jörg Eppendorfer
Hartmut Schreiber
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/02—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-expansion type
    • F01K7/025—Consecutive expansion in a turbine or a positive displacement engine
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a turbine system, in particular ⁇ special a steam turbine system, and a method for operating the turbine system.
  • steam In steam power plants, steam is used to operate steam turbines as the working medium.
  • the steam is heated in a steam boiler and flows via pipelines into the steam turbine.
  • the previously absorbed energy of the working medium is converted into kinetic energy.
  • a generator By means of kinetic energy, a generator is operated, which converts the generated mechanical power into electrical power.
  • the expanded and cooled Hetch ⁇ steam flows into a condenser, where it is condensed by heat transfer in a heat exchanger and is supplied as liquid water again to the steam boiler for heating.
  • the steam is reheated after a first turbine stage in a reheater before the water vapor is fed back to a second turbine stage.
  • the water vapor is further heated beyond its evaporation temperature and fed to the following second turbine stage.
  • a reheating of the water vapor is carried out between the individual turbine stages. This leads to a higher effi ciency ⁇ as efficient mechanical energy is generated by means of the superheated steam in the turbine stages.
  • the material of the outer wall in particular highly stressed between the turbine stages.
  • the colder water vapor is removed, fed to the reheater, and the heated water vapor is fed to the second turbine stage.
  • high temperature differences occur in the outer wall in the transition between the first turbine stage and the second turbine stage. Since the end of the first turbine stage, from which the cold ⁇ re steam is removed and the beginning of the second turbine stage in which the hot steam is supplied from the reheater, close together, high thermal stresses occur in the outer wall. This can lead to leaks or cracks in the outer wall.
  • a turbine system in particular a steam turbine system
  • the turbine system has a turbine shaft, a first Turbine area and a second turbine area.
  • the second turbine region is arranged in the axial direction of the turbine shaft after the first turbine region.
  • the turbine system has a housing with an outer wall, egg ⁇ ner first partition wall and a second partition wall.
  • the Au ⁇ twand has an extension along the first Turbinenbe ⁇ kingdom and second turbine sections in the axial direction.
  • the outer wall extends for example along the first Turbinenbe ⁇ realm and the second turbine section substantially in the axial direction.
  • the first partition and the second partition wall are each coupled to the outer wall and each have a radial extension toward the turbine shaft, so that the first partition wall limits the expansion of the first Turbinenbe ⁇ Empire in the axial direction and the second turbine wall, the extent of the second turbine section in Axial direction limited.
  • the first partition wall is spaced from the second partition wall along the axial direction such that a gap is defined, which is bounded at least by a part of the outer wall, the first partition wall and the second partition wall.
  • the first dividing wall is set up such that a first working medium can be flowed into the intermediate space from the first turbine region with a first working pressure and wherein the second dividing wall is set up such that a second working medium with a second working pressure, which is lower than the first working pressure, for example can, from the second turbine section is einströmbar in the gap, so that a fluid mixture of the first working fluid and second working fluid is generated in the interim ⁇ c region.
  • a method of operating the turbine system described above is described.
  • the first working medium with the first working pressure from the first turbine region is flowed into the intermediate space.
  • the second working medium is flown in from the second turbine region in the intermediate space with the second working pressure, which is lower than the first working pressure, so that a flow idmischung of the first working medium and the second working ⁇ medium is generated in the intermediate space.
  • the first working pressure in the first turbine region has a higher working pressure than a second working pressure of the second working medium.
  • the first turbine section can therefore, the high pressure turbine and the second turbine section are the low-pressure turbine ⁇ of the turbine system.
  • turbine region describes a turbine stage.
  • a turbine section includes, for example, functional elements such as a stator or a moving space and / or a guide for a rotor or a turbine runner.
  • functional elements such as a stator or a moving space and / or a guide for a rotor or a turbine runner.
  • a combustion chamber can be set up in a turbine area.
  • Fer ⁇ ner can be used as a working fluid and any fluid in the
  • the first working medium is understood as the working medium which flows through the first turbine region and has a first working pressure and a first temperature in the first turbine region.
  • the second Ar ⁇ beitsmedium is understood as the one working medium which flows through the second turbine section and a second working pressure and a second temperature.
  • the outer wall of the housing is understood as the one boundary of the housing, which in particular has the greatest radial distance from the turbine shaft. Furthermore, the outer wall extends in the longitudinal direction substantially parallel to the turbine shaft. The outer wall extends along the ers ⁇ th turbine region, the second turbine section and the Interspace and forms part of the lateral surface of the Ge ⁇ housing.
  • the axial direction may be understood as that direction which runs along the turbine shaft from the first Turbi ⁇ suitable for indoor to the second turbine section.
  • the axial direction is defined as the direction along the turbine shaft along which the working fluid flows from a first high pressure turbine region to a second lower pressure turbine region than in the first turbine region.
  • partition is a substantially radially extending or radially expanding wall ver ⁇ stood, which extends from the outer wall in the direction of the turbine shaft.
  • a partition wall particularly defines a turbine area in the axial direction.
  • a turbine region is defined in the axial direction by the region which is bounded by two partitions, which extend essentially radially.
  • the first partition is in particular that the partition wall which defines the first turbine ⁇ portion toward the adjacent second turbine section.
  • the second partition wall is the partition wall of the second turbine section which is located closest to the first partition wall.
  • the gap By a spacing of the first partition in the axial direction to the second partition, the gap is formed.
  • the space is bounded by the first partition, the outer wall and the second partition.
  • the gap is limited for example by the turbine shaft or by other radially arranged elements.
  • the Zvi ⁇ c region differs from the turbine areas characterized in that a medium in the space does no work, so that no energy of the medium is converted in the interim ⁇ c region into mechanical energy.
  • the interim ⁇ c region has no functional internals, which are involved in the conversion of energy (for example, rotors, Stators), on.
  • the gap may moreover also comprise functional devices which are not directly involved in the energy conversion.
  • each of the first Ar ⁇ beitsmedium and the second working medium flow by devices in the first partition and the second partition wall.
  • mixing parameters such as a certain fluid temperature and be ⁇ certain fluid pressure which the result of mixing of the respective first and second Parameters of the first and second working medium are.
  • the gap is particularly since ⁇ by formed such that the fluid mixture is in the intermediate space in thermal contact with the outer wall, or with the Be ⁇ area of the outer wall, which forms the gap.
  • heating or cooling of the outer wall can be produced by the fluid mixture.
  • a gap is provided between the first turbine region and the second turbine region.
  • the region of the outer wall that runs along the first turbine region no longer directly adjoins the region of the outer wall that runs along the second turbine region.
  • the first working medium and the second working ⁇ medium is now mixed to form a fluid mixture, so that each after proportional volume, a certain fluid temperature ent ⁇ stands, which in particular has a temperature range between the first temperature of the first working medium and the second temperature of the second working medium.
  • a mitt ⁇ sized temperature corresponding to the temperature of the fluid is adjusted Fluidmi- research in the area of the space on the outer wall.
  • the material stress of the outer wall is reduced.
  • the temperature transition along the outer wall is stretched from the first turbine region to the second turbine region, or a larger transition region is provided.
  • the outer wall is integrally formed.
  • the outer wall is in particular formed integrally ent ⁇ long of the first turbine region, the intermediate space and the second turbine region. Because of the reduced copy ⁇ tion of the thermal stresses by forming a gap between the first turbine section and the second turbine section an integrally molded outer wall mög ⁇ Lich. The material of the outer wall is reduced due to the reducer ⁇ th thermal stresses along the first turbine section and the second turbine portion by the space therebetween, so that for example kei ⁇ ne expansion columns are necessary.
  • the outer wall are poured, so that a ponderegüns ⁇ tiger and faster manufacturing process of the outer wall and thus the housing is made possible. Furthermore fall off assembly ⁇ steps, which would be necessary to mount a variety of different outer wall parts.
  • an average temperature range the first with respect to the Temperature of the first working medium in the first turbine region and the second temperature of the second working medium in the second temperature range can be generated.
  • the middle temperature range comprises a temperature of the fluid mixture which is between the temperature of the first working medium and the temperature of the second working medium.
  • the dividing walls can control the mass flows by the dividing walls having, for example, an opening with a predetermined opening diameter.
  • each of the control valves may be incorporated, to variably control the first and second masses ⁇ current mass flow in these openings.
  • first mass flow or the second mass flow can be controlled by the formation of the respective partition wall in that a radial extent of the respective
  • Partition wall of the outer wall in the direction of the turbine shaft tattoo ⁇ is true, so that a predefined opening gap between the turbine shaft and the respective partition wall bil- det.
  • the first partition wall so formed of ⁇ that a first gap between the first partition and the turbine shaft is formed so that the first Ar ⁇ beitsmedium from the first turbine section into the intermediate space, in particular with a predetermined first mass flow, is einströmbar.
  • the second partition may be formed such that a second gap is formed between the second partition wall and the turbine shaft, so that the second working fluid can flow into the intermediate space with a predetermined second mass flow from the second turbine region ,
  • a sealing element which is arranged between the first partition wall and / or the second partition wall and the turbine shaft in order to control the inflow of the first Mas ⁇ senstroms or the second mass flow in the gap.
  • the sealing element may be arranged in particular in the first gap and / or the second gap, so that a predetermined first mass flow or a predetermined two ter mass flow is adjustable.
  • the sealing element can, for example, on the turbine shaft or at the respective
  • the sealing element may have egg NEN sealing ring or a labyrinth seal.
  • the outer wall in the first turbine region has a first opening for the outflow of the first working medium out of the housing. Due to the outflow of the first working medium from the first opening, a specific first working pressure in the first turbine region can be set.
  • the effluent working fluid can be fed to a reheater. In the reheater, for example, at a substantially constant first working pressure, the first temperature of the first working medium is increased until the first temperature corresponds to the value of the second temperature. With- By means of a reheating of the working medium, the efficiency of the turbine system is increased.
  • the outer wall in the second turbine region has a second opening for the flow of the second working medium into the housing.
  • the superheated second working medium can flow through the second opening, so that the effectiveness of the turbine system is increased.
  • the second opening is insbeson ⁇ particular set up such that the second working medium from the intermediate superheater is supplied.
  • the first working medium is supplied, then superheated and discharged as the second working medium with the second temperature and the second working pressure.
  • the second working medium has substantially the same pressure as the first working pressure, wherein the second working medium has a significantly higher second temperature as a result of the reheating compared to the first temperature of the first working medium.
  • the outer wall has a third opening in the region of the intermediate space, from which the fluid mixture can flow out of the housing.
  • the outflow of the fluid mixture by means of the third opening is controllable such that a fluid pressure of the fluid mixture in the intermediate space is less than the first working pressure of the first working medium in the first turbine region and less than the second working pressure of the second working medium in the second Turbine area is.
  • turbine system as a control valve, which is ge ⁇ coupled to control the outflow of the fluid mixture to the third opening.
  • the fluid pressure is adjustable.
  • the turbine system further comprises a pressure chamber which is coupled to the third opening for controlling the outflow of the fluid mixture.
  • the pressure chamber is adapted to set the fluid pressure of the fluid mixture in the pressure chamber.
  • a mass flow of the outflowing fluid mixture can also be set.
  • the pressure difference of the fluid pressure in the interim ⁇ c region on the one hand and the first working pressure and the second working pressure on the other hand increased or reduced who ⁇ , which, in turn, the first mass flow and the second Mas is senstrom adjustable.
  • the outer wall extends in the axial direction along a third turbine region, wherein the third turbine region is arranged in the axial direction after the second turbine region.
  • the Au Texwand in the third turbine region has a fourth Publ tion, which is coupled to the third opening such that the fluid mixture can be flowed from outside the housing in de third turbine region through the fourth opening.
  • the fluid mixture can be flown into the third turbine region for further energy release.
  • the fluid mixture which serves for thermal compensation of the outer wall between the first and second turbine region, can thus be efficiently removed. be processed. Thus, a high efficiency is generated in the entire steam cycle of the turbine system.
  • the third turbine region can furthermore have a further intermediate space in the region of the inflow of the fluid mixture through the fourth opening, so that the inflowing fluid mixture tempers the region along the further gap of the outer wall.
  • the same fluid mixture can reduce thermal stresses even in a transition region of the outer wall between the second turbine region and the third turbine region.
  • a separation of the first colder usually Ar ⁇ beitsmediums and reheated hotter second working medium is provided on the outer wall along the gap.
  • the fluid mixture generated in the intermediate space is removed, for example by coupling a pressure chamber to the intermediate space, wherein the fluid mixture in the pressure chamber has a lower pressure than the fluid pressure in the intermediate space.
  • a mixing temperature In the space adjusts itself by the inflow of the first working medium and the second working medium, a mixing temperature, whereby the temperature gradient between the usually colder ers ⁇ th working medium and the usually hotter second working fluid is distributed over a greater axial extent.
  • tightness of joints in the boundary areas of the turbine areas can be better adjusted.
  • an integrally molded outer housing can be created so that joints can be unnecessary.
  • an additional inflow housing for reducing the temperature of the superheated steam can be dispensed with. For larger volumes or mass flows ofiersmedi ⁇ ums are manageable, in particular, since the steam connections can be connected directly to the outer housing without passing through the additional inflow housing.
  • the figure shows an exemplary embodiment of the Turbi ⁇ nensystems according to an embodiment of the present invention.
  • the figure shows a turbine system 100, in particular a steam turbine system, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the turbine system 100 has a turbine shaft 105, a first turbine region 101 and a second turbine region 102.
  • the second turbine region 101 is arranged in the axial direction 106 of the turbine shaft 105 after the first turbine region 101.
  • the turbine system 100 has a housing 110 with an outer wall 113, a first partition 111 and a second partition 112.
  • the outer wall 113 has an extension along the turbine shaft 105.
  • the outer wall 113 extends along the first turbine portion 101 and the second turbine portion 102 in the axial direction 106.
  • the first Partition wall 111 and the second partition wall 112 are each coupled to the outer wall 113 and each have a radial extension toward the turbine shaft 105, so that the ers ⁇ te partition 111 limits the extent of the first turbine portion 101 in the axial direction 106 and the second partition wall 112 limits the expansion of the second turbine region in the axial direction.
  • the first partition wall 111 is spaced from the second partition wall 112 along the axial direction 106 so that a gap 104 is formed, which is delimited at least by a part of the outer wall 113 of the first partition wall 111 and the two ⁇ th partition 112th
  • the first partition wall 111 is set up such that a first working medium AI with a first working pressure PI from the first turbine region 101 can be flowed into the intermediate space 104.
  • the second dividing wall 112 is set up in such a way that a second working medium A2 having a second working pressure P2, which is, for example, lower than the first working pressure PI, can be flowed into the intermediate space 104 from the second turbine region 102, so that a fluid mixture Fm of the first working medium AI and the second working medium A2 is generated in the interim ⁇ c region 104th
  • the first partition wall 111 and / or the second partition wall 112 can be manufactured in one piece together with the outer wall 113, for example, in particular by means of a G demverfah ⁇ proceedings.
  • the first partition wall 111 and / or the second partition wall 112 can be manufactured separately or independently of the outer wall 113 and can subsequently be connected to the outer wall 113, for example by means of a screw connection or by means of electron beam welding.
  • the first turbine region 101 there is, for example, a turbine device 130, such as a rotor or a stator, via which the first working medium A1 emits energy and converts it into mechanical energy.
  • the first working medium AI can through the first partition 111 flow through.
  • the first partition wall 111 has a through-flow to, or as shown in the figure, a first gap 114.
  • the first gap 114 will play as defined by the distance of the radial end of the first turbine wall 111 to the turbine shaft 105 at ⁇ .
  • a seal member 116 as beispielswei ⁇ se, a labyrinth seal may be disposed.
  • the second working medium A2 is located in the second turbine region 102. Between the second dividing wall 112 and the turbine shaft 105, a second gap 115 is provided, through which the second working medium A2 flows into the intermediate space 104.
  • the second mass flow M2 of the second working medium A2 can be adjusted via the dimensioning of the second gap 115 and / or via a sealing element 116 arranged in the second gap 115.
  • the fluid pressure Pm of the fluid mixture Fm depends both on the size of the first mass flow ml and the second Mas ⁇ senstroms m2.
  • the first mass flow ml and the second Mas ⁇ senstroms m2 depend on the size of the passage in the first dividing wall 111 and the second partition wall 112, and additionally from the first working pressure PI and the second working pressure P2.
  • the pressure Pm of the fluid mixture Fm depends on how much fluid mixture Fm flows out of the intermediate space 104, for example via a third opening 119.
  • a predetermined fluid temperature Tm is set in the gap 104.
  • the fluid mixture Fm transfers thermal energy to the region of the outer wall 113, which extends in the longitudinal direction (axial direction 106) along the gap 104.
  • a first working pressure of approximately 40-50 bar and a first temperature of approximately 300-400 ° C. prevail.
  • the superheated second working medium A2 can flow in via a second opening 118.
  • the outer wall 113 is heated in the region of the first turbine region 101 with the first temperature Tl and the outer wall 113 along the second turbine region 102 with the second temperature T2.
  • a fluid temperature Tm of about 400-500 ° C by controlling the first mass flow ml and the second mass flow m2.
  • the fluid temperature Tm is chosen in particular such that approximately the average temperature between the first temperature Tl and the second temperature T2 in the intermediate space 104 is set. Further, a fluid pressure Pm of the fluid mixture Fm in the gap 104, which is smaller than the first working pressure PI and the second working pressure P2, ie, about 30 to 40 bar.
  • the outer wall 113 in the region of the intermediate space 104 is heated with the fluid temperature Tm of the fluid mixture Fm.
  • the figure shows that in the first turbine region 101 the first opening 117 is arranged, through which the first working chamber dium AI can flow and, for example, a heater 109 (eg reheater) can be fed.
  • a heater 109 eg reheater
  • the first working pressure PI is kept substantially constant, while the first Häme ⁇ dium AI is heated to the second temperature T2.
  • the second working medium A2 flows out, which now has the second temperature T2, which is generally higher than the first temperature T1.
  • the second working medium A2 is supplied by the two ⁇ te opening 118 to the second turbine section 102nd
  • the second working pressure P2 of the second working medium A2 is due to ⁇ line losses usually slightly lower than the first working pressure PI of the first working medium AI.
  • the fluid mixture Fm flows out.
  • a control valve 107 may be coupled to the third opening 119.
  • the outflow is selectively gesteu ⁇ ert, so that a predetermined fluid pressure Pm in the intermediate area 104 exists. This is done in particular by an inflow of the first working medium AI with the first mass flow Ml and an inflow of the second working medium A2 with the second mass flow M2 can be controlled by a targeted outflow of the fluid mixture Fm from the gap 104.
  • the more fluid mixture Fm flows out through the third opening 119, the lower the fluid pressure Pm, whereby the more of the first working medium AI and the second working medium A2 flows into the intermediate space 104.
  • a pressure chamber 108 may be coupled to the third opening 119.
  • the fluid mixture Fm intermediately chert and further processed.
  • a targeted outflow of the fluid mixture Fm through the third opening 119 can also be adjusted by means of the pressure chamber 108.
  • the fluid mixture Fm can either be supplied to the environment or be flowed through a conduit through a fourth opening 120 into a third turbine region 103.
  • the fluid mixture Fm serves as the third working medium A3, which has a third working pressure P3 and a third temperature T3.
  • energy can be withdrawn and be converted into mechanical energy to turbine 130 to the third working medium A3.
  • the fluid mixture Fm can also be supplied to a further intermediate space, which is formed, for example, between the second turbine region 102 and the third turbine region 103.
  • a further intermediate space which is formed, for example, between the second turbine region 102 and the third turbine region 103.

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Abstract

The present invention relates to a turbine system (100), in particular a steam turbine system. The turbine system (100) has a turbine shaft (105), a first turbine region (101) and a second turbine region (102) which is arranged downstream of the first turbine region (101) in the axial direction (106) of the turbine shaft (105). Furthermore, the turbine system (100) has a casing (110) with an outer wall (113), a first dividing wall (111) and a second dividing wall (112). The first dividing wall (111) is at such a distance from the second dividing wall (112) in the axial direction (106) that a space (104) is formed which is defined at least by part of the outer wall (113), the first dividing wall (111) and the second dividing wall (112). A first working medium (A1) flows at a first working pressure (P1) from the first turbine region (101) into the space (104) and a second working medium (A2) flows at a second working pressure (P2) from the second turbine region (102) into the space (104), such that a fluid mixture (Fm) of the first working medium (A1) and the second working medium (A2) can be produced in the space (104).

Description

Beschreibung description
Eingehäusige Dampfturbine mit Zwischenüberhitzung Technisches Gebiet Duplex steam turbine with reheat Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Turbinensystem, insbe¬ sondere ein Dampfturbinensystem, und ein Verfahren zum Betreiben des Turbinensystems. The present invention relates to a turbine system, in particular ¬ special a steam turbine system, and a method for operating the turbine system.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
In Dampfkraftwerken wird zum Betrieb von Dampfturbinen als Arbeitsmedium Dampf verwendet. Der Wasserdampf wird in einem Dampfkessel erwärmt und strömt über Rohrleitungen in die Dampfturbine. In der Dampfturbine wird die zuvor aufgenommene Energie des Arbeitsmediums in Bewegungsenergie umgewandelt. Mittels der Bewegungsenergie wird ein Generator betrieben, welcher die erzeugte mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt. Danach strömt der entspannte und abge¬ kühlte Dampf in einen Kondensator, wo er durch Wärmeübertragung in einem Wärmetauscher kondensiert und als flüssiges Wasser erneut dem Dampfkessel zum Erhitzen zugeführt wird. In steam power plants, steam is used to operate steam turbines as the working medium. The steam is heated in a steam boiler and flows via pipelines into the steam turbine. In the steam turbine, the previously absorbed energy of the working medium is converted into kinetic energy. By means of kinetic energy, a generator is operated, which converts the generated mechanical power into electrical power. Thereafter, the expanded and cooled abge ¬ steam flows into a condenser, where it is condensed by heat transfer in a heat exchanger and is supplied as liquid water again to the steam boiler for heating.
Um die Effizienz eines Dampfkraftwerks zu erhöhen, wird der Wasserdampf nach einer ersten Turbinenstufe in einem Zwischenüberhitzer zwischenerhitzt, bevor der Wasserdampf einer zweiten Turbinenstufe erneut zugeführt wird. In dem Überhit¬ zer wird der Wasserdampf über seine Verdampfungstemperatur hinaus weiter erhitzt und der folgenden zweiten Turbinenstufe zugeführt. Bei mehrstufigen Dampfturbinen wird zwischen den einzelnen Turbinenstufen eine solche Zwischenüberhitzung des Wasserdampfs durchgeführt. Dies führt zu einer höheren Effi¬ zienz, da mittels des überhitzten Wasserdampfs effizienter mechanische Energie in den Turbinenstufen erzeugbar ist. In order to increase the efficiency of a steam power plant, the steam is reheated after a first turbine stage in a reheater before the water vapor is fed back to a second turbine stage. In the Überhit ¬ zer the water vapor is further heated beyond its evaporation temperature and fed to the following second turbine stage. In multi-stage steam turbines, such a reheating of the water vapor is carried out between the individual turbine stages. This leads to a higher effi ciency ¬ as efficient mechanical energy is generated by means of the superheated steam in the turbine stages.
Bei der Implementierung von Zwischenüberhitzungssystemen in Dampfturbinen wird das Material der Außenwand insbesondere zwischen den einzelnen Turbinenstufen hoch beansprucht. An der ersten Turbinenstufe wird der kältere Wasserdampf entnommen, dem Zwischenüberhitzer zugeführt und der aufgeheizte Wasserdampf der zweiten Turbinenstufe zugeführt. Dabei treten in der Außenwand im Übergang zwischen der ersten Turbinenstufe und der zweiten Turbinenstufe hohe Temperaturdifferenzen auf. Da das Ende der ersten Turbinenstufe, aus der der kälte¬ re Wasserdampf entnommen wird und der Beginn der zweiten Turbinenstufe, in welchem der heiße Wasserdampf aus dem Zwischenüberhitzer zugeführt wird, eng beieinander liegen, treten hohe thermische Spannungen in der Außenwand auf. Dies kann zu Undichtigkeiten oder zu Rissen in der Außenwand führen. Ferner besteht die Gefahr, dass bei Entnahme des kalten Wasserdampfes aus der ersten Turbinenstufe Nassdampfparameter herrschen und dadurch an der Innenwand des Außengehäuses Kon¬ densat beaufschlagt wird. Das Kondensat kühlt die Innenseite der Außenwand zusätzlich ab. Somit wird die thermische Span¬ nung an der Außenwand erhöht. Die Temperaturen des überhitzten Wasserdampfes werden zur Reduktion der thermischen Spannungen daher abgekühlt, damit der überhitzte Wasserdampf kei¬ ne schädlichen thermischen Spannungen verursacht. Dies wird üblicherweise in vorgeschalteten Einströmgehäusen durchgeführt. Diese zusätzlichen Einströmgehäuse können allerdings zu Energieverlusten führen. In the implementation of reheat systems in steam turbines, the material of the outer wall in particular highly stressed between the turbine stages. At the first turbine stage, the colder water vapor is removed, fed to the reheater, and the heated water vapor is fed to the second turbine stage. In this case, high temperature differences occur in the outer wall in the transition between the first turbine stage and the second turbine stage. Since the end of the first turbine stage, from which the cold ¬ re steam is removed and the beginning of the second turbine stage in which the hot steam is supplied from the reheater, close together, high thermal stresses occur in the outer wall. This can lead to leaks or cracks in the outer wall. Further, there is the danger that upon removal of the cold water vapor rule from the first turbine stage the wet steam parameters and is thereby applied to the inner wall of the outer housing Kon ¬ condensate. The condensate additionally cools the inside of the outer wall. Thus, the thermal ¬ clamping voltage is increased at the outer wall. The temperatures of the superheated steam are thus cooled to reduce the thermal stress so that the superheated steam causes kei ¬ ne harmful thermal stresses. This is usually done in upstream Einströmgehäusen. However, these additional inflow housing can lead to energy losses.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, thermische Spannungen in einer Außenwand einer Turbine zu reduzieren. It is an object of the present invention to reduce thermal stresses in an outer wall of a turbine.
Diese Aufgabe wird durch ein Turbinensystem, insbesondere ein Dampfturbinensystem, und ein Verfahren zum Betreiben des Dampfturbinensystems gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. This object is achieved by a turbine system, in particular a steam turbine system, and a method for operating the steam turbine system according to the independent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Turbinensystem, insbesondere ein Dampfturbinensystem geschaffen. Das Turbinensystem weist eine Turbinenwelle, einen ers- ten Turbinenbereich und einen zweiten Turbinenbereich auf. Der zweite Turbinenbereich ist in Axialrichtung der Turbinenwelle nach dem ersten Turbinenbereich angeordnet. Ferner weist das Turbinensystem ein Gehäuse mit einer Außenwand, ei¬ ner ersten Trennwand und einer zweiten Trennwand auf. Die Au¬ ßenwand weist eine Ausdehnung entlang des ersten Turbinenbe¬ reichs und des zweiten Turbinenbereichs in Axialrichtung auf. Die Außenwand verläuft z.B. entlang des ersten Turbinenbe¬ reichs und des zweiten Turbinenbereichs im Wesentlichen in Axialrichtung. Die erste Trennwand und die zweite Trennwand sind jeweils mit der Außenwand gekoppelt und weisen jeweils eine radiale Ausdehnung hin zu der Turbinenwelle auf, so dass die erste Trennwand die Ausdehnung des ersten Turbinenbe¬ reichs in Axialrichtung eingrenzt und die zweite Turbinenwand die Ausdehnung des zweiten Turbinenbereichs in Axialrichtung eingrenzt. Die erste Trennwand ist von der zweiten Trennwand entlang der Axialrichtung derart beabstandet, dass ein Zwischenraum gebildet ist, welcher zumindest von einem Teil der Außenwand, der ersten Trennwand und der zweiten Trennwand eingegrenzt ist. Die erste Trennwand ist derart eingerichtet, dass ein erstes Arbeitsmedium mit einem ersten Arbeitsdruck aus dem ersten Turbinenbereich in den Zwischenraum einströmbar ist und wobei die zweite Trennwand derart eingerichtet ist, dass ein zweites Arbeitsmedium mit einem zweiten Arbeitsdruck, welcher z.B. niedriger als der erste Arbeitsdruck sein kann, aus dem zweiten Turbinenbereich in den Zwischenraum einströmbar ist, so dass eine Fluidmischung des ersten Arbeitsmediums und des zweiten Arbeitsmediums in dem Zwi¬ schenraum erzeugbar ist. According to a first aspect of the present invention, a turbine system, in particular a steam turbine system is provided. The turbine system has a turbine shaft, a first Turbine area and a second turbine area. The second turbine region is arranged in the axial direction of the turbine shaft after the first turbine region. Furthermore, the turbine system has a housing with an outer wall, egg ¬ ner first partition wall and a second partition wall. The Au ¬ ßenwand has an extension along the first Turbinenbe ¬ kingdom and second turbine sections in the axial direction. The outer wall extends for example along the first Turbinenbe ¬ realm and the second turbine section substantially in the axial direction. The first partition and the second partition wall are each coupled to the outer wall and each have a radial extension toward the turbine shaft, so that the first partition wall limits the expansion of the first Turbinenbe ¬ Empire in the axial direction and the second turbine wall, the extent of the second turbine section in Axial direction limited. The first partition wall is spaced from the second partition wall along the axial direction such that a gap is defined, which is bounded at least by a part of the outer wall, the first partition wall and the second partition wall. The first dividing wall is set up such that a first working medium can be flowed into the intermediate space from the first turbine region with a first working pressure and wherein the second dividing wall is set up such that a second working medium with a second working pressure, which is lower than the first working pressure, for example can, from the second turbine section is einströmbar in the gap, so that a fluid mixture of the first working fluid and second working fluid is generated in the interim ¬ c region.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben des oben beschriebenen Turbinensystems beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird das erste Arbeitsmedium mit dem ersten Arbeitsdruck aus dem ersten Turbinenbereich in den Zwischenraum eingeströmt. Das zweite Arbeitsmedium wird mit dem zweiten Arbeitsdruck, welcher niedriger als der erste Arbeitsdruck ist, aus dem zweiten Turbinenbereich in dem Zwischenraum eingeströmt, so dass eine Flu- idmischung des ersten Arbeitsmediums und des zweiten Arbeits¬ mediums in dem Zwischenraum erzeugt wird. In accordance with another aspect of the present invention, a method of operating the turbine system described above is described. According to the method, the first working medium with the first working pressure from the first turbine region is flowed into the intermediate space. The second working medium is flown in from the second turbine region in the intermediate space with the second working pressure, which is lower than the first working pressure, so that a flow idmischung of the first working medium and the second working ¬ medium is generated in the intermediate space.
In einer beispielhaften Aus führungs form der Erfindung weist der erste Arbeitsdruck in dem ersten Turbinenbereich einen höheren Arbeitsdruck als ein zweiter Arbeitsdruck des zweiten Arbeitsmediums auf. Der erste Turbinenbereich kann daher die Hochdruckturbine und der zweite Turbinenbereich die Nieder¬ druckturbine des Turbinensystems bilden. In an exemplary embodiment of the invention, the first working pressure in the first turbine region has a higher working pressure than a second working pressure of the second working medium. The first turbine section can therefore, the high pressure turbine and the second turbine section are the low-pressure turbine ¬ of the turbine system.
Unter dem Begriff "Turbinenbereich" wird beispielsweise eine Turbinenstufe beschrieben. Ein Turbinenbereich beinhaltet beispielsweise funktionale Elemente, wie beispielsweise einen Stator oder einen Bewegungsraum und/oder eine Führung für einen Rotor bzw. einen Turbinenläufer. In einem Turbinenbereich wird ein Energieanteil des Arbeitsmediums in mechanische Energie umgewandelt. Ferner kann in einem Turbinenbereich eine Brennkammer eingerichtet sein. For example, the term "turbine region" describes a turbine stage. A turbine section includes, for example, functional elements such as a stator or a moving space and / or a guide for a rotor or a turbine runner. In a turbine area, an energy portion of the working medium is converted into mechanical energy. Furthermore, a combustion chamber can be set up in a turbine area.
Als Arbeitsmedium können beispielsweise Wasserdampf oder auch andere Fluide im gasförmigen Zustand eingesetzt werden. Fer¬ ner kann als Arbeitsmedium auch ein beliebiges Fluid im As a working medium, for example, steam or other fluids can be used in the gaseous state. Fer ¬ ner can be used as a working fluid and any fluid in the
Dampfstadium mit flüssigen und gasförmigen Bestandteilen verstanden werden. Das erste Arbeitsmedium wird als das Arbeitsmedium verstanden, welches den ersten Turbinenbereich durchströmt und in dem ersten Turbinenbereich einen ersten Arbeitsdruck und eine erste Temperatur aufweist. Das zweite Ar¬ beitsmedium wird als dasjenige Arbeitsmedium verstanden, welches den zweiten Turbinenbereich durchströmt und einen zweiten Arbeitsdruck und eine zweite Temperatur aufweist. Steam stage can be understood with liquid and gaseous components. The first working medium is understood as the working medium which flows through the first turbine region and has a first working pressure and a first temperature in the first turbine region. The second Ar ¬ beitsmedium is understood as the one working medium which flows through the second turbine section and a second working pressure and a second temperature.
Die Außenwand des Gehäuses wird als diejenige Begrenzung des Gehäuses verstanden, welche insbesondere den größten radialen Abstand zur Turbinenwelle aufweist. Ferner erstreckt sich die Außenwand in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zu der Turbinenwelle. Dabei verläuft die Außenwand entlang des ers¬ ten Turbinenbereichs, des zweiten Turbinenbereichs und des Zwischenraums und bildet einen Teil der Mantelfläche des Ge¬ häuses . The outer wall of the housing is understood as the one boundary of the housing, which in particular has the greatest radial distance from the turbine shaft. Furthermore, the outer wall extends in the longitudinal direction substantially parallel to the turbine shaft. The outer wall extends along the ers ¬ th turbine region, the second turbine section and the Interspace and forms part of the lateral surface of the Ge ¬ housing.
Die Axialrichtung kann als diejenige Richtung verstanden werden, welche entlang der Turbinenwelle von dem ersten Turbi¬ nenbereich zu dem zweiten Turbinenbereich verläuft. Die Axialrichtung wird beispielsweise als die Richtung entlang der Turbinenwelle definiert, entlang welcher das Arbeitsmedium von einem ersten Turbinenbereich mit einem hohen Druck zu einem zweiten Turbinenbereich mit einem niedrigeren Druck als im ersten Turbinenbereich strömt. The axial direction may be understood as that direction which runs along the turbine shaft from the first Turbi ¬ suitable for indoor to the second turbine section. For example, the axial direction is defined as the direction along the turbine shaft along which the working fluid flows from a first high pressure turbine region to a second lower pressure turbine region than in the first turbine region.
Unter dem Begriff "Trennwand" wird eine im Wesentlichen radial verlaufende bzw. eine sich radial ausdehnende Wand ver¬ standen, welche ausgehend von der Außenwand in Richtung Turbinenwelle verläuft. Eine Trennwand grenzt insbesondere einen Turbinenbereich in Axialrichtung ein. Mit anderen Worten wird ein Turbinenbereich in Axialrichtung durch den Bereich definiert, welcher durch zwei Trennwände, welche im Wesentlichen radial verlaufen, eingegrenzt ist. Die erste Trennwand ist insbesondere diejenige Trennwand, welche den ersten Turbinen¬ bereich in Richtung des angrenzenden zweiten Turbinenbereichs begrenzt. Die zweite Trennwand ist diejenige Trennwand des zweiten Turbinenbereichs, welche am nächsten zu der ersten Trennwand angeordnet ist. The term "partition" is a substantially radially extending or radially expanding wall ver ¬ stood, which extends from the outer wall in the direction of the turbine shaft. A partition wall particularly defines a turbine area in the axial direction. In other words, a turbine region is defined in the axial direction by the region which is bounded by two partitions, which extend essentially radially. The first partition is in particular that the partition wall which defines the first turbine ¬ portion toward the adjacent second turbine section. The second partition wall is the partition wall of the second turbine section which is located closest to the first partition wall.
Durch eine Beabstandung der ersten Trennwand in Axialrichtung zu der zweiten Trennwand entsteht der Zwischenraum. Der Zwischenraum ist von der ersten Trennwand, der Außenwand und der zweiten Trennwand eingegrenzt. In radialer Richtung wird der Zwischenraum beispielsweise durch die Turbinenwelle oder durch andere radial angeordnete Elemente begrenzt. Der Zwi¬ schenraum unterscheidet sich beispielsweise von den Turbinenbereichen dadurch, dass ein Medium in dem Zwischenraum keine Arbeit verrichtet, so dass keine Energie des Mediums im Zwi¬ schenraum in mechanische Energie umgesetzt wird. Der Zwi¬ schenraum weist insbesondere keine funktionalen Einbauten, welche an der Energieumwandlung beteiligt sind (z.B. Rotoren, Statoren), auf. Der Zwischenraum kann darüber hinaus auch funktionale Einrichtungen aufweisen, welche nicht direkt an der Energieumwandlung beteiligt sind. By a spacing of the first partition in the axial direction to the second partition, the gap is formed. The space is bounded by the first partition, the outer wall and the second partition. In the radial direction, the gap is limited for example by the turbine shaft or by other radially arranged elements. The Zvi ¬ c region, for example, differs from the turbine areas characterized in that a medium in the space does no work, so that no energy of the medium is converted in the interim ¬ c region into mechanical energy. In particular, the interim ¬ c region has no functional internals, which are involved in the conversion of energy (for example, rotors, Stators), on. The gap may moreover also comprise functional devices which are not directly involved in the energy conversion.
In den Zwischenraum können durch Vorrichtungen in der ersten Trennwand und der zweiten Trennwand jeweils das erste Ar¬ beitsmedium und das zweite Arbeitsmedium einströmen. Dadurch entsteht im Zwischenraum die Fluidmischung . Je nach einströmender Masse pro Zeiteinheit (Massenstrom) des ersten Arbeitsmediums und des zweiten Arbeitsmediums in den Zwischen¬ raum entstehen für die Fluidmischung jeweils Mischparameter, wie beispielsweise eine bestimmte Fluidtemperatur und ein be¬ stimmter Fluiddruck, welche das Ergebnis der Mischung der jeweiligen ersten und zweiten Parameter des ersten und zweiten Arbeitsmediums sind. Der Zwischenraum ist insbesondere da¬ durch gebildet, dass die Fluidmischung in dem Zwischenraum in thermischem Kontakt mit der Außenwand steht, bzw. mit dem Be¬ reich der Außenwand, welcher den Zwischenraum bildet. Somit kann ein Erwärmen bzw. ein Abkühlen der Außenwand durch die Fluidmischung erzeugt werden. In the intermediate space can each of the first Ar ¬ beitsmedium and the second working medium flow by devices in the first partition and the second partition wall. This creates the fluid mixture in the intermediate space. Depending on the inflowing mass per unit time (mass flow) of the first working fluid and second working fluid into the intermediate ¬ space created for the fluid mixture respectively mixing parameters, such as a certain fluid temperature and be ¬ certain fluid pressure which the result of mixing of the respective first and second Parameters of the first and second working medium are. The gap is particularly since ¬ by formed such that the fluid mixture is in the intermediate space in thermal contact with the outer wall, or with the Be ¬ area of the outer wall, which forms the gap. Thus, heating or cooling of the outer wall can be produced by the fluid mixture.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Zwischenraum zwischen dem ersten Turbinenbereich und dem zweiten Turbinenbereich bereitgestellt. Dadurch grenzt der Bereich der Außenwand, welcher entlang des ersten Turbinenbereichs verläuft, nicht länger direkt an dem Bereich der Außenwand an, welcher entlang des zweiten Turbinenbereichs verläuft. Bei einem solchen direkten Übergang des ersten Turbinenbereichs auf den zweiten Turbinenbereich entstehen im Übergang an der Außenwand hohe Temperatursprünge. Aufgrund der unterschiedlichen Temperatu¬ ren zwischen dem ersten Arbeitsmedium und dem zweiten Arbeitsmedium können daher große Temperatursprünge in dem Übergangsbereich an der Außenwand entstehen, welche zu hohen thermischen Spannungen im Material der Außenwand führen. With the present invention, a gap is provided between the first turbine region and the second turbine region. As a result, the region of the outer wall that runs along the first turbine region no longer directly adjoins the region of the outer wall that runs along the second turbine region. With such a direct transition of the first turbine region to the second turbine region, high temperature jumps occur in the transition on the outer wall. Therefore, due to the different tempera ¬ ren between the first working fluid and second working medium large jumps in temperature in the transition region to the outer wall can occur, leading to high thermal stresses in the material of the outer wall.
Mit dem erzeugten Zwischenraum gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun das erste Arbeitsmedium und das zweite Arbeits¬ medium zu einer Fluidmischung vermischt, so dass dadurch je nach anteiligem Volumen eine bestimmte Fluidtemperatur ent¬ steht, welche insbesondere einen Temperaturbereich zwischen der ersten Temperatur des ersten Arbeitsmediums und der zweiten Temperatur des zweiten Arbeitsmediums aufweist. Dadurch wird im Bereich des Zwischenraums an der Außenwand eine mitt¬ lere Temperatur entsprechend der Fluidtemperatur der Fluidmi- schung eingestellt. Dadurch reduzieren sich an der Außenwand die hohen Temperaturunterschiede zwischen dem ersten Arbeits¬ medium im ersten Turbinenbereich und dem zweiten Arbeitsmedium im zweiten Temperaturbereich im Übergangsbereich zwischen dem ersten Turbinenbereich und dem zweiten Turbinenbereich. Somit wird auch die Materialbeanspruchung der Außenwand reduziert. Mit anderen Worten wird aufgrund des Zwischenraums der Temperaturübergang entlang der Außenwand von dem ersten Turbinenbereich zu dem zweiten Turbinenbereich gestreckt bzw. ein größerer Übergangsbereich bereitgestellt. With the generated gap according to the present invention, the first working medium and the second working ¬ medium is now mixed to form a fluid mixture, so that each after proportional volume, a certain fluid temperature ent ¬ stands, which in particular has a temperature range between the first temperature of the first working medium and the second temperature of the second working medium. Thereby, a mitt ¬ sized temperature corresponding to the temperature of the fluid is adjusted Fluidmi- research in the area of the space on the outer wall. Thereby reducing at the outer wall of the high temperature differences between the first working ¬ medium in the first turbine section and the second working medium in the second temperature range in the transition region between the first turbine section and the second turbine section. Thus, the material stress of the outer wall is reduced. In other words, due to the gap, the temperature transition along the outer wall is stretched from the first turbine region to the second turbine region, or a larger transition region is provided.
Durch die geringeren thermischen Spannungen an der Außenwand im Übergangsbereich wird insbesondere die Materialbeanspru¬ chung der Außenwand reduziert. Ferner werden die thermischen Dehnungen der Außenwand beherrschbarer, so dass geringe Spal¬ tenmaße an der Außenwand eingeplant werden müssen. Dies führt insbesondere dazu, dass die Dichtigkeit des Gehäuses erhöht wird . Due to the lower thermal stresses on the outer wall in the transition region in particular the Materialbeanspru ¬ chung the outer wall is reduced. Further, the thermal expansion of the outer wall to be controllable so that low Spal tenmaße ¬ must be scheduled on the outer wall. This leads in particular to the fact that the tightness of the housing is increased.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form ist die Außenwand einstückig geformt. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform ist die Außenwand insbesondere einstückig ent¬ lang des ersten Turbinenbereichs, des Zwischenraums und des zweiten Turbinenbereichs ausgebildet. Aufgrund der Verringe¬ rung der thermischen Spannungen durch Bilden eines Zwischenraums zwischen dem ersten Turbinenbereich und dem zweiten Turbinenbereich ist eine einstückig geformte Außenwand mög¬ lich. Das Material der Außenwand wird aufgrund der reduzier¬ ten thermischen Spannungen entlang des ersten Turbinenbereichs und des zweiten Turbinenbereichs durch den dazwischen liegenden Zwischenraum reduziert, so dass beispielsweise kei¬ ne Dehnungsspalten notwendig sind. Damit kann in ein und dem- selben Fertigungsvorgang, z.B. in ein und demselben Gießvorgang, die Außenwand gegossen werden, so dass ein kostengüns¬ tigeres und schnelleres Herstellverfahren der Außenwand und somit des Gehäuses ermöglicht wird. Ferner fallen Montage¬ schritte weg, welche notwendig wären, um eine Vielzahl von verschiedenen Außenwandteilen zu montieren. According to another exemplary embodiment, the outer wall is integrally formed. According to the exemplary embodiment, the outer wall is in particular formed integrally ent ¬ long of the first turbine region, the intermediate space and the second turbine region. Because of the reduced copy ¬ tion of the thermal stresses by forming a gap between the first turbine section and the second turbine section an integrally molded outer wall mög ¬ Lich. The material of the outer wall is reduced due to the reducer ¬ th thermal stresses along the first turbine section and the second turbine portion by the space therebetween, so that for example kei ¬ ne expansion columns are necessary. Thus, in one and the same manufacturing process, for example, in one and the same casting, the outer wall are poured, so that a kostengüns ¬ tiger and faster manufacturing process of the outer wall and thus the housing is made possible. Furthermore fall off assembly ¬ steps, which would be necessary to mount a variety of different outer wall parts.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form sind ein erster Massenstrom des ersten Arbeitsmediums aufgrund der Ausbildung der ersten Trennwand und ein zweiter Massenstrom des zweiten Arbeitsmediums aufgrund der Ausbildung der zwei¬ ten Trennwand derart einstellbar, dass in dem Zwischenraum die Fluidmischung ein mittlerer Temperaturbereich bezüglich der ersten Temperatur des ersten Arbeitsmediums im ersten Turbinenbereich und der zweiten Temperatur des zweiten Arbeitsmediums im zweiten Temperaturbereich erzeugbar ist. Der mittlere Temperaturbereich umfasst eine Temperatur der Fluidmischung, welche zwischen der Temperatur des ersten Arbeitsmediums und der Temperatur des zweiten Arbeitsmediums liegt. Mit dieser mittleren Fluidtemperatur im Zwischenraum wird entsprechend der Bereich der Außenwand im Zwischenraum tempe¬ riert. Somit wird ein schonenderer Temperaturübergang von der ersten Temperatur zu der zweiten Temperatur geschaffen, so dass thermische Spannungen der Außenwand reduziert werden. According to another exemplary from a first mass flow of the first working medium due to the formation of the first partition wall and a second mass flow of the second working medium due to the formation of the two ¬ th partition wall guide dimensionally adjustable such that in the gap the fluid mixture, an average temperature range the first with respect to the Temperature of the first working medium in the first turbine region and the second temperature of the second working medium in the second temperature range can be generated. The middle temperature range comprises a temperature of the fluid mixture which is between the temperature of the first working medium and the temperature of the second working medium. With this average fluid temperature in the intermediate space, the area of the outer wall in the intermediate space is accordingly tempe ¬ ration. Thus, a gentler temperature transition is created from the first temperature to the second temperature, so that thermal stresses of the outer wall are reduced.
Die Trennwände können aufgrund ihrer Ausbildung die Massenströme dadurch steuern, indem die Trennwände beispielsweise eine Öffnung mit einem vorbestimmten Öffnungsdurchmesser aufweisen. Darüber hinaus können in diese Öffnungen jeweils Steuerventile eingebaut sein, um variabel den ersten Massen¬ strom bzw. den zweiten Massenstrom zu steuern. Due to their design, the dividing walls can control the mass flows by the dividing walls having, for example, an opening with a predetermined opening diameter. In addition, each of the control valves may be incorporated, to variably control the first and second masses ¬ current mass flow in these openings.
Ferner kann der erste Massenstrom bzw. der zweite Massenstrom durch die Ausbildung der jeweiligen Trennwand dadurch gesteuert werden, dass eine radiale Ausdehnung der jeweiligen Furthermore, the first mass flow or the second mass flow can be controlled by the formation of the respective partition wall in that a radial extent of the respective
Trennwand von der Außenwand in Richtung Turbinenwelle vorbe¬ stimmt ist, so dass sich ein vordefinierter Öffnungsspalt zwischen der Turbinenwelle und der jeweiligen Trennwand bil- det. Dementsprechend ist in einer weiteren beispielhaften Aus führungs form der Erfindung die erste Trennwand derart aus¬ gebildet, dass ein erster Spalt zwischen der ersten Trennwand und der Turbinenwelle gebildet ist, so dass das erste Ar¬ beitsmedium von dem ersten Turbinenbereich in den Zwischenraum, insbesondere mit einem vorbestimmten ersten Massenstrom, einströmbar ist. Entsprechend kann in einer weiteren beispielhaften Aus führungs form die zweite Trennwand derart ausgebildet sein, dass ein zweiter Spalt zwischen der zweiten Trennwand und der Turbinenwelle gebildet ist, so dass das zweite Arbeitsmedium mit einem vorbestimmten zweiten Massenstrom von dem zweiten Turbinenbereich in den Zwischenraum, einströmbar ist. Partition wall of the outer wall in the direction of the turbine shaft vorbe ¬ is true, so that a predefined opening gap between the turbine shaft and the respective partition wall bil- det. Accordingly, the invention is in a further exemplary disclosed embodiment, the first partition wall so formed of ¬ that a first gap between the first partition and the turbine shaft is formed so that the first Ar ¬ beitsmedium from the first turbine section into the intermediate space, in particular with a predetermined first mass flow, is einströmbar. Accordingly, in a further exemplary embodiment, the second partition may be formed such that a second gap is formed between the second partition wall and the turbine shaft, so that the second working fluid can flow into the intermediate space with a predetermined second mass flow from the second turbine region ,
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist da Turbinensystem ein Dichtelement auf, welches zwischen der ersten Trennwand und/oder der zweiten Trennwand und der Turbinenwelle angeordnet ist, um das Einströmen des ersten Mas¬ senstroms oder des zweiten Massenstroms in dem Zwischenraum zu steuern. Das Dichtelement kann insbesondere in dem ersten Spalt und/oder dem zweiten Spalt angeordnet sein, damit ein vorbestimmter erster Massenstrom bzw. ein vorbestimmter zwei ter Massenstrom einstellbar ist. Das Dichtelement kann beispielsweise an der Turbinenwelle oder an der jeweiligen According to another exemplary disclosed embodiment has since turbine system, a sealing element which is arranged between the first partition wall and / or the second partition wall and the turbine shaft in order to control the inflow of the first Mas ¬ senstroms or the second mass flow in the gap. The sealing element may be arranged in particular in the first gap and / or the second gap, so that a predetermined first mass flow or a predetermined two ter mass flow is adjustable. The sealing element can, for example, on the turbine shaft or at the respective
Trennwand drehfest angeordnet sein. Das Dichtelement kann ei nen Dichtungsring oder eine Labyrinthdichtung aufweisen. Partition be arranged rotatably. The sealing element may have egg NEN sealing ring or a labyrinth seal.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist die Außenwand in dem ersten Turbinenbereich eine erste Öffnung zum Ausströmen des ersten Arbeitsmediums aus dem Gehäuse auf. Durch das Ausströmen des ersten Arbeitsmediums aus der ersten Öffnung kann ein bestimmter erster Arbeitsdruck im ersten Turbinenbereich eingestellt werden. Darüber hinaus ist das ausströmende Arbeitsmedium einem Zwischenüberhitzer zuführbar. In dem Zwischenüberhitzer wird beispielsweise bei im Wesentlichen gleichbleibendem erstem Arbeitsdruck die erste Temperatur des ersten Arbeitsmediums erhöht, bis die erste Temperatur dem Wert der zweiten Temperatur entspricht. Mit- tels einer Zwischenüberhitzung des Arbeitsmediums wird die Effizienz des Turbinensystems erhöht. According to a further exemplary embodiment, the outer wall in the first turbine region has a first opening for the outflow of the first working medium out of the housing. Due to the outflow of the first working medium from the first opening, a specific first working pressure in the first turbine region can be set. In addition, the effluent working fluid can be fed to a reheater. In the reheater, for example, at a substantially constant first working pressure, the first temperature of the first working medium is increased until the first temperature corresponds to the value of the second temperature. With- By means of a reheating of the working medium, the efficiency of the turbine system is increased.
In einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist die Außenwand in dem zweiten Turbinenbereich eine zweite Öffnung zum Einströmen des zweiten Arbeitsmediums in das Gehäuse auf. Durch die zweite Öffnung kann beispielsweise das überhitzte zweite Arbeitsmedium einströmen, damit die Effektivität des Turbinensystems erhöht wird. Die zweite Öffnung ist insbeson¬ dere derart eingerichtet, dass das zweite Arbeitsmedium von dem Zwischenüberhitzer zuführbar ist. In dem Zwischenüberhitzer wird beispielsweise das erste Arbeitsmedium zugeführt, anschließend überhitzt und als zweites Arbeitsmedium mit der zweiten Temperatur und dem zweiten Arbeitsdruck abgeführt. Das zweite Arbeitsmedium weist im Wesentlichen den gleichen Druck wie der ersten Arbeitsdruck auf, wobei das zweite Arbeitsmedium durch die Zwischenüberhitzung eine deutlich höhere zweite Temperatur im Vergleich zu der ersten Temperatur des ersten Arbeitsmediums aufweist. In a further exemplary embodiment, the outer wall in the second turbine region has a second opening for the flow of the second working medium into the housing. For example, the superheated second working medium can flow through the second opening, so that the effectiveness of the turbine system is increased. The second opening is insbeson ¬ particular set up such that the second working medium from the intermediate superheater is supplied. In the reheater, for example, the first working medium is supplied, then superheated and discharged as the second working medium with the second temperature and the second working pressure. The second working medium has substantially the same pressure as the first working pressure, wherein the second working medium has a significantly higher second temperature as a result of the reheating compared to the first temperature of the first working medium.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist die Außenwand im Bereich des Zwischenraums eine dritte Öffnung auf, aus welcher die Fluidmischung aus dem Gehäuse ausströmbar ist. Durch ein gesteuertes Ausströmen der Fluidmischung aus dem Zwischenraum kann beispielsweise der Fluiddruck in dem Zwischenraum eingestellt werden. According to a further exemplary embodiment, the outer wall has a third opening in the region of the intermediate space, from which the fluid mixture can flow out of the housing. By a controlled outflow of the fluid mixture from the intermediate space, for example, the fluid pressure in the intermediate space can be adjusted.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form ist das Ausströmen der Fluidmischung mittels der dritten Öffnung derart steuerbar, dass ein Fluiddruck der Fluidmischung im Zwischenraum kleiner als der erste Arbeitsdruck des ersten Arbeitsmediums in dem ersten Turbinenbereich und kleiner als der zweite Arbeitsdruck des zweiten Arbeitsmediums in dem zweiten Turbinenbereich ist. Durch die Einstellung des Flu- iddrucks der Fluidmischung im Zwischenraum kann darüber hinaus der erste Massenstrom des ersten Arbeitsmediums und der zweite Massenstrom des zweiten Arbeitsmediums eingestellt werden. Je höher das Druckgefälle zwischen dem Fluiddruck und dem ersten Arbeitsdruck bzw. dem zweiten Arbeitsdruck, desto höher ist der erste Massenstrom bzw. der zweite Massenstrom. According to a further exemplary embodiment, the outflow of the fluid mixture by means of the third opening is controllable such that a fluid pressure of the fluid mixture in the intermediate space is less than the first working pressure of the first working medium in the first turbine region and less than the second working pressure of the second working medium in the second Turbine area is. By adjusting the fluid pressure of the fluid mixture in the intermediate space, moreover, the first mass flow of the first working medium and the second mass flow of the second working medium can be adjusted. The higher the pressure gradient between the fluid pressure and the first working pressure or the second working pressure, the higher the first mass flow or the second mass flow.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist da Turbinensystem ein Steuerventil auf, welches zur Steuerung des Ausströmens der Fluidmischung an die dritte Öffnung ge¬ koppelt ist. Mittels des Steuerventils ist der Fluiddruck einstellbar . According to another exemplary disclosed embodiment includes turbine system as a control valve, which is ge ¬ coupled to control the outflow of the fluid mixture to the third opening. By means of the control valve, the fluid pressure is adjustable.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist da Turbinensystem ferner eine Druckkammer auf, welche zur Steue rung des Ausströmens der Fluidmischung an die dritte Öffnung gekoppelt ist. In die Druckkammer ist die Fluidmischung aus dem Zwischenraum einströmbar. Die Druckkammer ist eingerichtet, den Fluiddruck der Fluidmischung in der Druckkammer ein zustellen. Abhängig von dem Fluiddruck der Fluidmischung in der Druckkammer kann ebenfalls ein Massenstrom der ausströmenden Fluidmischung eingestellt werden. Somit kann beispielsweise die Druckdifferenz des Fluiddrucks in dem Zwi¬ schenraum einerseits und dem ersten Arbeitsdruck bzw. dem zweiten Arbeitsdruck andererseits erhöht oder reduziert wer¬ den, womit wiederum den erste Massenstrom und der zweite Mas senstrom einstellbar ist. According to another exemplary embodiment, the turbine system further comprises a pressure chamber which is coupled to the third opening for controlling the outflow of the fluid mixture. Into the pressure chamber, the fluid mixture can be flowed in from the intermediate space. The pressure chamber is adapted to set the fluid pressure of the fluid mixture in the pressure chamber. Depending on the fluid pressure of the fluid mixture in the pressure chamber, a mass flow of the outflowing fluid mixture can also be set. Thus, for example, the pressure difference of the fluid pressure in the interim ¬ c region on the one hand and the first working pressure and the second working pressure on the other hand increased or reduced who ¬, which, in turn, the first mass flow and the second Mas is senstrom adjustable.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form verläuft die Außenwand in Axialrichtung entlang eines dritten Turbinenbereichs, wobei der dritte Turbinenbereich in Axialrichtung nach dem zweiten Turbinenbereich angeordnet ist. Die Au ßenwand in dem dritten Turbinenbereich weist eine vierte Öff nung auf, welche mit der dritten Öffnung derart gekoppelt ist, dass die Fluidmischung von außerhalb des Gehäuses in de dritten Turbinenbereich durch die vierte Öffnung einströmbar ist. Mit der beispielhaften Aus führungs form kann insbesonder die Fluidmischung zur weiteren Energieabgabe in den dritten Turbinenbereich eingeströmt werden. Die Fluidmischung, welch zum thermischen Ausgleich der Außenwand zwischen dem ersten und zweiten Turbinenbereich dient, kann somit effizient wei- terverarbeitet werden. Damit wird im gesamten Dampfkreislauf des Turbinensystems eine hohe Effizienz erzeugt. According to a further exemplary embodiment, the outer wall extends in the axial direction along a third turbine region, wherein the third turbine region is arranged in the axial direction after the second turbine region. The Au ßenwand in the third turbine region has a fourth Publ tion, which is coupled to the third opening such that the fluid mixture can be flowed from outside the housing in de third turbine region through the fourth opening. With the exemplary embodiment, in particular the fluid mixture can be flown into the third turbine region for further energy release. The fluid mixture, which serves for thermal compensation of the outer wall between the first and second turbine region, can thus be efficiently removed. be processed. Thus, a high efficiency is generated in the entire steam cycle of the turbine system.
Der dritte Turbinenbereich kann ferner im Bereich der Einströmung der Fluidmischung durch die vierte Öffnung einen weiteren Zwischenraum aufweisen, so dass die einströmende Fluidmischung den Bereich entlang des weiteren Zwischenraums der Außenwand temperiert. Somit kann dieselbe Fluidmischung thermische Spannungen auch in einem Übergangsbereich der Außenwand zwischen dem zweiten Turbinenbereich und dem dritten Turbinenbereich reduzieren. The third turbine region can furthermore have a further intermediate space in the region of the inflow of the fluid mixture through the fourth opening, so that the inflowing fluid mixture tempers the region along the further gap of the outer wall. Thus, the same fluid mixture can reduce thermal stresses even in a transition region of the outer wall between the second turbine region and the third turbine region.
Mit der vorliegenden Erfindung wird an der Außenwand entlang des Zwischenraums eine Trennung des meist kälteren ersten Ar¬ beitsmediums und des zwischenüberhitzten heißeren zweiten Arbeitsmediums geschaffen. Aus dem Zwischenraum wird die im Zwischenraum erzeugte Fluidmischung abgeführt, beispielsweise durch Ankopplung einer Druckkammer an den Zwischenraum, wobei die Fluidmischung in der Druckkammer einen niedrigeren Druck als der Fluiddruck im Zwischenraum aufweist. In dem Zwischenraum stellt sich durch das Einströmen des ersten Arbeitsmediums und des zweiten Arbeitsmediums eine Mischtemperatur ein, womit das Temperaturgefälle zwischen dem meist kälteren ers¬ ten Arbeitsmedium und dem meist heißeren zweiten Arbeitsmedium auf eine größere axiale Erstreckung verteilt wird. Somit können z.B. Dichtigkeiten von Trennfugen in den Grenzbereichen der Turbinenbereiche besser eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein einstückig geformtes Außengehäuse geschaffen werden, so dass Trennfugen gar unnötig werden können. Ferner kann auf ein zusätzliches Einströmgehäuse zum Reduzieren der Temperatur des überhitzten Wasserdampfes verzichtet werden. Damit sind größere Volumen bzw. Massenströme des Arbeitsmedi¬ ums beherrschbar, insbesondere, da die Dampfanschlüsse direkt an dem Außengehäuse ohne ein Durchlaufen des zusätzlichen Einströmgehäuses angeschlossen werden können. With the present invention a separation of the first colder usually Ar ¬ beitsmediums and reheated hotter second working medium is provided on the outer wall along the gap. From the intermediate space, the fluid mixture generated in the intermediate space is removed, for example by coupling a pressure chamber to the intermediate space, wherein the fluid mixture in the pressure chamber has a lower pressure than the fluid pressure in the intermediate space. In the space adjusts itself by the inflow of the first working medium and the second working medium, a mixing temperature, whereby the temperature gradient between the usually colder ers ¬ th working medium and the usually hotter second working fluid is distributed over a greater axial extent. Thus, for example, tightness of joints in the boundary areas of the turbine areas can be better adjusted. In addition, an integrally molded outer housing can be created so that joints can be unnecessary. Furthermore, an additional inflow housing for reducing the temperature of the superheated steam can be dispensed with. For larger volumes or mass flows of Arbeitsmedi ¬ ums are manageable, in particular, since the steam connections can be connected directly to the outer housing without passing through the additional inflow housing.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mögli- chen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. It should be noted that the embodiments described herein are merely a limited selection of possible chen embodiments of the invention represent. Thus, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments with one another, so that for the person skilled in the art with the variants of embodiment that are explicit here, a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher beschrieben. In the following, for further explanation and for a better understanding of the present invention, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying figure.
Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Turbi¬ nensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung . The figure shows an exemplary embodiment of the Turbi ¬ nensystems according to an embodiment of the present invention.
Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsfor¬ men Detailed description of exemplary Ausführungsfor ¬ men
Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in der Figur mit glei¬ chen Bezugsziffern versehen. Die Darstellung in der Figur ist schematisch und nicht maßstäblich. Identical or similar components are denoted in the figure by moving ¬ chen reference numerals. The illustration in the figure is schematic and not to scale.
Die Figur zeigt ein Turbinensystem 100, insbesondere ein Dampfturbinensystem, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Turbinensystem 100 weist eine Turbinenwelle 105, einen ersten Turbinenbereich 101 und einen zweiten Turbinenbereich 102 auf. Der zweite Turbinenbereich 101 ist in Axialrichtung 106 der Turbinenwelle 105 nach dem ersten Turbinenbereich 101 angeordnet. The figure shows a turbine system 100, in particular a steam turbine system, according to an exemplary embodiment of the present invention. The turbine system 100 has a turbine shaft 105, a first turbine region 101 and a second turbine region 102. The second turbine region 101 is arranged in the axial direction 106 of the turbine shaft 105 after the first turbine region 101.
Ferner weist das Turbinensystem 100 ein Gehäuse 110 mit einer Außenwand 113, einer ersten Trennwand 111 und einer zweiten Trennwand 112 auf. Die Außenwand 113 weist eine Ausdehnung entlang der Turbinenwelle 105 auf. Insbesondere verläuft die Außenwand 113 entlang des ersten Turbinenbereichs 101 und des zweiten Turbinenbereichs 102 in Axialrichtung 106. Die erste Trennwand 111 und die zweite Trennwand 112 sind jeweils mit der Außenwand 113 gekoppelt und weisen jeweils eine radiale Ausdehnung hin zu der Turbinenwelle 105 auf, so dass die ers¬ te Trennwand 111 die Ausdehnung des ersten Turbinenbereichs 101 in Axialrichtung 106 eingrenzt und die zweite Trennwand 112 die Ausdehnung des zweiten Turbinenbereichs in Axialrichtung eingrenzt. Furthermore, the turbine system 100 has a housing 110 with an outer wall 113, a first partition 111 and a second partition 112. The outer wall 113 has an extension along the turbine shaft 105. In particular, the outer wall 113 extends along the first turbine portion 101 and the second turbine portion 102 in the axial direction 106. The first Partition wall 111 and the second partition wall 112 are each coupled to the outer wall 113 and each have a radial extension toward the turbine shaft 105, so that the ers ¬ te partition 111 limits the extent of the first turbine portion 101 in the axial direction 106 and the second partition wall 112 limits the expansion of the second turbine region in the axial direction.
Die erste Trennwand 111 ist von der zweiten Trennwand 112 entlang der Axialrichtung 106 derart beabstandet, dass ein Zwischenraum 104 gebildet ist, welcher zumindest von einem Teil der Außenwand 113 der ersten Trennwand 111 und der zwei¬ ten Trennwand 112 eingegrenzt ist. Die erste Trennwand 111 ist derart eingerichtet, dass ein erstes Arbeitsmedium AI mit einem ersten Arbeitsdruck PI aus dem ersten Turbinenbereich 101 in den Zwischenraum 104 einströmbar ist. Ferner ist die zweite Trennwand 112 derart eingerichtet, dass ein zweites Arbeitsmedium A2 mit einem zweiten Arbeitsdruck P2, welcher beispielsweise niedriger als der erste Arbeitsdruck PI ist, aus dem zweiten Turbinenbereich 102 in den Zwischenraum 104 einströmbar ist, so dass eine Fluidmischung Fm des ersten Arbeitsmediums AI und des zweiten Arbeitsmediums A2 in dem Zwi¬ schenraum 104 erzeugbar ist. Die erste Trennwand 111 und/oder die zweite Trennwand 112 kann beispielsweise einstückig zusammen mit der Außenwand 113 hergestellt werden, insbesondere mittels eines Gießverfah¬ rens. Darüber hinaus kann die erste Trennwand 111 und/oder die zweite Trennwand 112 separat bzw. unabhängig von der Au- ßenwand 113 gefertigt werden und nachträglich, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder mittels Elektronen- strahlschweißens , mit der Außenwand 113 verbunden werden. The first partition wall 111 is spaced from the second partition wall 112 along the axial direction 106 so that a gap 104 is formed, which is delimited at least by a part of the outer wall 113 of the first partition wall 111 and the two ¬ th partition 112th The first partition wall 111 is set up such that a first working medium AI with a first working pressure PI from the first turbine region 101 can be flowed into the intermediate space 104. Furthermore, the second dividing wall 112 is set up in such a way that a second working medium A2 having a second working pressure P2, which is, for example, lower than the first working pressure PI, can be flowed into the intermediate space 104 from the second turbine region 102, so that a fluid mixture Fm of the first working medium AI and the second working medium A2 is generated in the interim ¬ c region 104th The first partition wall 111 and / or the second partition wall 112 can be manufactured in one piece together with the outer wall 113, for example, in particular by means of a Gießverfah ¬ proceedings. In addition, the first partition wall 111 and / or the second partition wall 112 can be manufactured separately or independently of the outer wall 113 and can subsequently be connected to the outer wall 113, for example by means of a screw connection or by means of electron beam welding.
In dem ersten Turbinenbereich 101 befindet sich beispielswei- se eine Turbineneinrichtung 130, wie beispielsweise ein Rotor oder ein Stator, über welche das erste Arbeitsmedium AI Energie abgibt und diese in mechanische Energie umwandelt. Das erste Arbeitsmedium AI kann durch die erste Trennwand 111 durchströmen. Beispielsweise weist die erste Trennwand 111 eine Durchströmöffnung auf, oder, wie in der Figur dargestellt, einen ersten Spalt 114. Der erste Spalt 114 wird bei¬ spielsweise durch den Abstand des radialen Endes der ersten Turbinenwand 111 zur Turbinenwelle 105 definiert. In diesem ersten Spalt 114 kann ein Dichtelement 116, wie beispielswei¬ se eine Labyrinthdichtung, angeordnet sein. Durch die Dimensionierung des Spalts 114 und/oder die Dimensionierung des Dichtelements 116 kann ein erster Massenstrom ml des ersten Arbeitsmediums AI in dem Zwischenraum 104 gesteuert werden. In the first turbine region 101 there is, for example, a turbine device 130, such as a rotor or a stator, via which the first working medium A1 emits energy and converts it into mechanical energy. The first working medium AI can through the first partition 111 flow through. For example, the first partition wall 111 has a through-flow to, or as shown in the figure, a first gap 114. The first gap 114 will play as defined by the distance of the radial end of the first turbine wall 111 to the turbine shaft 105 at ¬. In this first gap 114, a seal member 116, as beispielswei ¬ se, a labyrinth seal may be disposed. By dimensioning the gap 114 and / or the dimensioning of the sealing element 116, a first mass flow ml of the first working medium AI in the intermediate space 104 can be controlled.
Entsprechend befindet sich in dem zweiten Turbinenbereich 102 das zweite Arbeitsmedium A2. Zwischen der zweiten Trennwand 112 und der Turbinenwelle 105 ist ein zweiter Spalt 115 bereitgestellt, durch welchen das zweite Arbeitsmedium A2 in den Zwischenraum 104 einströmt. Der zweite Massenstrom M2 des zweiten Arbeitsmediums A2 kann über die Dimensionierung des zweiten Spalts 115 und/oder über ein im zweiten Spalt 115 angeordnetes Dichtelement 116 eingestellt werden. Accordingly, the second working medium A2 is located in the second turbine region 102. Between the second dividing wall 112 and the turbine shaft 105, a second gap 115 is provided, through which the second working medium A2 flows into the intermediate space 104. The second mass flow M2 of the second working medium A2 can be adjusted via the dimensioning of the second gap 115 and / or via a sealing element 116 arranged in the second gap 115.
In dem Zwischenraum 104 vermischt sich das erste Arbeitsmedi¬ um AI und das zweite Arbeitsmedium A2 zu einer Fluidmischung Fm. Der Fluiddruck Pm der Fluidmischung Fm hängt einerseits von der Größe des ersten Massenstroms ml und des zweiten Mas¬ senstroms m2 ab. Der erste Massenstrom ml und der zweite Mas¬ senstroms m2 hängen wiederum von der Größe des Durchgangs in der ersten Trennwand 111 bzw. der zweiten Trennwand 112 ab und zusätzlich von dem ersten Arbeitsdruck PI und dem zweiten Arbeitsdruck P2. Zusätzlich hängt der Druck Pm der Fluidmischung Fm davon ab, wie viel Fluidmischung Fm beispielsweise über eine dritte Öffnung 119 aus dem Zwischenraum 104 abströmt . In the intermediate chamber 104 mixes the first working Medi ¬ to AI and the second working medium A2 to a fluid mixture FM. The fluid pressure Pm of the fluid mixture Fm depends both on the size of the first mass flow ml and the second Mas ¬ senstroms m2. In turn, the first mass flow ml and the second Mas ¬ senstroms m2 depend on the size of the passage in the first dividing wall 111 and the second partition wall 112, and additionally from the first working pressure PI and the second working pressure P2. In addition, the pressure Pm of the fluid mixture Fm depends on how much fluid mixture Fm flows out of the intermediate space 104, for example via a third opening 119.
Aufgrund der zugeführten ersten und zweiten Massenströme ml, m2 und aufgrund der ersten Temperatur Tl des ersten Arbeitsmediums AI und der zweiten Temperatur T2 des zweiten Arbeitsmediums A2 wird eine vorbestimmte Fluidtemperatur Tm in dem Zwischenraum 104 eingestellt. Die Fluidmischung Fm überträgt thermische Energie an den Bereich der Außenwand 113, welcher sich in longitudinaler Richtung (Axialrichtung 106) entlang des Zwischenraums 104 erstreckt. Beispielsweise herrscht in dem ersten Turbinenbereich 101 ein erster Arbeitsdruck von ungefähr 40-50 bar und eine erste Temperatur von ungefähr 300-400°C. In dem zweiten Turbinenbereich 102 kann über eine zweite Öffnung 118 das überhitzte zweite Arbeitsmedium A2 einströmen. In dem zweiten Turbinen- bereich 102 herrscht aufgrund der Parameter des zweiten Arbeitsmediums A2 beispielsweise ein Arbeitsdruck P2 von ca. 35-45 bar und eine zweite Temperatur T2 von ungefähr 500- 600°C. Entsprechend wird die Außenwand 113 in dem Bereich des ersten Turbinenbereichs 101 mit der ersten Temperatur Tl und die Außenwand 113 entlang des zweiten Turbinenbereichs 102 mit der zweiten Temperatur T2 aufgeheizt. Durch das Einströmen des ersten Arbeitsmediums AI und das Einströmen des zwei¬ ten Arbeitsmediums A2 in den Zwischenraum 104 stellt sich durch Regelung des ersten Massenstroms ml und des zweiten Massenstroms m2 eine Fluidtemperatur Tm von ca. 400-500°C ein. Die Fluidtemperatur Tm wird insbesondere so gewählt, dass ungefähr die mittlere Temperatur zwischen der ersten Temperatur Tl und der zweiten Temperatur T2 im Zwischenraum 104 eingestellt wird. Ferner stellt sich ein Fluiddruck Pm der Fluidmischung Fm in dem Zwischenraum 104 ein, welcher kleiner ist als der erste Arbeitsdruck PI und der zweite Arbeitsdruck P2, d.h. ungefähr 30 bis 40 bar. Die Außenwand 113 im Bereich des Zwischenraums 104 wird mit der Fluidtemperatur Tm der Fluidmischung Fm erwärmt. Damit weist die Außenwand 113 entlang des Zwischenraums 104 die entsprechende mittlere Temperatur auf, da die Außenwand 113 entlang des Zwischenraums 104 durch die Fluidmischung temperiert wird. Durch das Einbringen des Zwischenraums 104 ist somit die thermische Spannung in der Außenwand 113 in Axialrichtung 106 reduziert, da kleinere Temperatursprünge entstehen. Due to the supplied first and second mass flows ml, m2 and due to the first temperature Tl of the first working medium AI and the second temperature T2 of the second working medium A2, a predetermined fluid temperature Tm is set in the gap 104. The fluid mixture Fm transfers thermal energy to the region of the outer wall 113, which extends in the longitudinal direction (axial direction 106) along the gap 104. For example, in the first turbine region 101, a first working pressure of approximately 40-50 bar and a first temperature of approximately 300-400 ° C. prevail. In the second turbine region 102, the superheated second working medium A2 can flow in via a second opening 118. In the second turbine region 102, due to the parameters of the second working medium A2, for example, a working pressure P2 of approximately 35-45 bar and a second temperature T2 of approximately 500-600 ° C. prevail. Accordingly, the outer wall 113 is heated in the region of the first turbine region 101 with the first temperature Tl and the outer wall 113 along the second turbine region 102 with the second temperature T2. By the inflow of the first working medium AI and the inflow of the two ¬ th working medium A2 in the gap 104 provides a fluid temperature Tm of about 400-500 ° C by controlling the first mass flow ml and the second mass flow m2. The fluid temperature Tm is chosen in particular such that approximately the average temperature between the first temperature Tl and the second temperature T2 in the intermediate space 104 is set. Further, a fluid pressure Pm of the fluid mixture Fm in the gap 104, which is smaller than the first working pressure PI and the second working pressure P2, ie, about 30 to 40 bar. The outer wall 113 in the region of the intermediate space 104 is heated with the fluid temperature Tm of the fluid mixture Fm. Thus, the outer wall 113 along the gap 104, the corresponding average temperature, since the outer wall 113 along the gap 104 is tempered by the fluid mixture. The introduction of the intermediate space 104 thus reduces the thermal stress in the outer wall 113 in the axial direction 106, since smaller temperature jumps occur.
Die Figur zeigt, dass im ersten Turbinenbereich 101 die erste Öffnung 117 angeordnet ist, durch welche das erste Arbeitsme- dium AI ausströmen kann und beispielsweise einer Heizvorrichtung 109 (z.B. Zwischenüberhitzer) zuführbar ist. The figure shows that in the first turbine region 101 the first opening 117 is arranged, through which the first working chamber dium AI can flow and, for example, a heater 109 (eg reheater) can be fed.
In der Heizvorrichtung 109 wird der erste Arbeitsdruck PI weitestgehend konstant gehalten, während das erste Arbeitsme¬ dium AI auf die zweite Temperatur T2 erhitzt wird. Aus der Heizvorrichtung 109 strömt das zweite Arbeitsmedium A2 aus, welches nunmehr die zweite Temperatur T2 aufweist, welche im Allgemeinen höher als die erste Temperatur Tl ist. In the heating device 109, the first working pressure PI is kept substantially constant, while the first Arbeitsme ¬ dium AI is heated to the second temperature T2. From the heating device 109, the second working medium A2 flows out, which now has the second temperature T2, which is generally higher than the first temperature T1.
Anschließend wird das zweite Arbeitsmedium A2 durch die zwei¬ te Öffnung 118 dem zweiten Turbinenbereich 102 zugeführt. Der zweite Arbeitsdruck P2 des zweiten Arbeitsmediums A2 ist auf¬ grund von Leitungsverlusten in der Regel etwas geringer als der erste Arbeitsdruck PI des ersten Arbeitsmediums AI . Subsequently, the second working medium A2 is supplied by the two ¬ te opening 118 to the second turbine section 102nd The second working pressure P2 of the second working medium A2 is due to ¬ line losses usually slightly lower than the first working pressure PI of the first working medium AI.
In dem zweiten Turbinenbereich 102 wird Energie des zweiten Arbeitsmediums A2, beispielsweise über die Turbineneinrich¬ tung 130, in mechanische Energie umgesetzt. In the second turbine region 102, energy of the second working medium A2, for example via the turbine device 130, is converted into mechanical energy.
Über die dritte Öffnung 119 strömt die Fluidmischung Fm aus. Zur Steuerung des Ausströmens der Fluidmischung Fm kann ein Steuerventil 107 an die dritte Öffnung 119 gekoppelt sein. Über das Steuerventil 107 wird das Ausströmen gezielt gesteu¬ ert, so dass ein vorbestimmter Fluiddruck Pm in dem Zwischenraum 104 herrscht. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass durch ein gezieltes Ausströmen der Fluidmischung Fm aus dem Zwischenraum 104 ein Zuströmen des ersten Arbeitsmediums AI mit dem ersten Massenstrom Ml und ein Zuströmen des zweiten Arbeitsmediums A2 mit dem zweiten Massenstrom M2 steuerbar ist. Je mehr Fluidmischung Fm durch die dritte Öffnung 119 ausströmt, desto geringer ist der Fluiddruck Pm, wodurch umso mehr von dem ersten Arbeitsmedium AI und dem zweiten Arbeitsmedium A2 in den Zwischenraum 104 einströmt. Via the third opening 119, the fluid mixture Fm flows out. For controlling the outflow of the fluid mixture Fm, a control valve 107 may be coupled to the third opening 119. Via the control valve 107, the outflow is selectively gesteu ¬ ert, so that a predetermined fluid pressure Pm in the intermediate area 104 exists. This is done in particular by an inflow of the first working medium AI with the first mass flow Ml and an inflow of the second working medium A2 with the second mass flow M2 can be controlled by a targeted outflow of the fluid mixture Fm from the gap 104. The more fluid mixture Fm flows out through the third opening 119, the lower the fluid pressure Pm, whereby the more of the first working medium AI and the second working medium A2 flows into the intermediate space 104.
Alternativ oder zusätzlich zum Steuerventil 107 kann eine Druckkammer 108 an die dritten Öffnung 119 gekoppelt sein. In der Druckkammer 108 wird die Fluidmischung Fm zwischengespei- chert und weiterverarbeitet. Ferner kann ebenfalls mittels der Druckkammer 108 ein gezieltes Ausströmen der Fluidmi- schung Fm durch die dritte Öffnung 119 eingestellt werden. Alternatively or in addition to the control valve 107, a pressure chamber 108 may be coupled to the third opening 119. In the pressure chamber 108, the fluid mixture Fm intermediately chert and further processed. Furthermore, a targeted outflow of the fluid mixture Fm through the third opening 119 can also be adjusted by means of the pressure chamber 108.
Die Fluidmischung Fm kann entweder der Umgebung zugeführt werden oder über eine Leitung durch eine vierte Öffnung 120 in einen dritten Turbinenbereich 103 eingeströmt werden. In diesem dritten Turbinenbereich 103 dient die Fluidmischung Fm als drittes Arbeitsmedium A3, welches einen dritten Arbeitsdruck P3 und eine dritte Temperatur T3 aufweist. In dem drit¬ ten Turbinenbereich 103 kann über Turbineneinrichtung 130 dem dritten Arbeitsmedium A3 Energie entzogen werden und in mechanische Energie umgewandelt werden. The fluid mixture Fm can either be supplied to the environment or be flowed through a conduit through a fourth opening 120 into a third turbine region 103. In this third turbine region 103, the fluid mixture Fm serves as the third working medium A3, which has a third working pressure P3 and a third temperature T3. In the drit ¬ th turbine section 103 energy can be withdrawn and be converted into mechanical energy to turbine 130 to the third working medium A3.
Anstatt direkt in einem dritten Turbinenbereich 103 einzuströmen, kann die Fluidmischung Fm auch einem weiteren Zwischenraum zugeführt werden, welcher beispielsweise zwischen dem zweiten Turbinenbereich 102 und dem dritten Turbinenbereich 103 gebildet wird. Somit kann auch mittels des weiteren Zwischenraums thermische Spannungen an der Außenwand 113 re¬ duziert werden. Instead of flowing directly into a third turbine region 103, the fluid mixture Fm can also be supplied to a further intermediate space, which is formed, for example, between the second turbine region 102 and the third turbine region 103. Thus, thermal stresses to the outer wall 113 can be re duced ¬ also by means of further intermediate space.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine an¬ deren Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewie¬ sen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden kön¬ nen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. In addition, it should be pointed out that "comprehensive" does not exclude any other elements or steps and "one" or "one" does not exclude a large number. Further thereon was hingewie ¬ sen that features or steps which have been described with reference to one of the above embodiments, also be used in combination with other characteristics or steps of other exemplary embodiments described above Kgs ¬ NEN. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Patentansprüche claims
1. Turbinensystem (100), insbesondere ein Dampfturbinensys- tem, das Turbinensystem (100) aufweisend 1. Turbine system (100), in particular a steam turbine system, the turbine system (100) comprising
eine Turbinenwelle (105),  a turbine shaft (105),
einen ersten Turbinenbereich (101),  a first turbine section (101),
einen zweiten Turbinenbereich (102), welcher in Axialrichtung (106) der Turbinenwelle (105) nach dem ersten Turbinenbereich (101) angeordnet ist, und  a second turbine section (102) which is arranged in the axial direction (106) of the turbine shaft (105) after the first turbine section (101), and
ein Gehäuse (110) mit einer Außenwand (113), einer ersten Trennwand (111) und einer zweiten Trennwand (112),  a housing (110) having an outer wall (113), a first partition wall (111) and a second partition wall (112),
wobei die Außenwand (113) eine Ausdehnung entlang des ersten Turbinenbereichs (101) und des zweiten Turbinenbe¬ reichs (102) aufweist, wherein the outer wall (113) has an extent along the first turbine section (101) and the second Turbinenbe ¬ realm (102),
wobei die erste Trennwand (111) und die zweite Trennwand wherein the first partition wall (111) and the second partition wall
(112) jeweils mit der Außenwand (113) gekoppelt sind und je¬ weils eine radiale Ausdehnung hin zu der Turbinenwelle (105) aufweisen, so dass die erste Trennwand (111) die Ausdehnung des erster Turbinenbereich (101) in Axialrichtung (106) ein- grenzt und die zweite Trennwand (112) die Ausdehnung des zweiten Turbinenbereichs (102) in Axialrichtung (106) eingrenzt, (112) are each coupled to the outer wall (113) and the weils radial expansion ¬ toward the turbine shaft (105) such that the first partition (111) the extension of the first turbine section (101) in the axial direction (106) a - bounds and the second partition wall (112) delimits the extension of the second turbine section (102) in the axial direction (106),
wobei die erste Trennwand (111) von der zweiten Trennwand (112) entlang der Axialrichtung (106) derart beabstandet ist, dass ein Zwischenraum (104) gebildet ist, welcher zumindest von einem Teil der Außenwand (113), der ersten Trennwand (111) und der zweiten Trennwand (112) eingegrenzt ist, und wobei die erste Trennwand (111) derart eingerichtet ist, dass ein erstes Arbeitsmedium (AI) mit einem ersten Arbeits- druck (PI) aus dem ersten Turbinenbereich (101) in den Zwischenraum (104) einströmbar ist und wobei die zweite Trennwand (112) derart eingerichtet ist, dass ein zweites Arbeits¬ medium (A2) mit einem zweiten Arbeitsdruck (P2) aus dem zweiten Turbinenbereich (102) in den Zwischenraum (104) einström- bar ist, sodass eine Fluidmischung (Fm) des ersten Arbeitsmediums (AI) und des zweiten Arbeitsmediums (A2) in dem Zwi¬ schenraum (104) erzeugbar ist. wherein the first partition wall (111) is spaced from the second partition wall (112) along the axial direction (106) such that a gap (104) is formed at least part of the outer wall (113), the first partition wall (111). and the second partition wall (112) is narrowed, and wherein the first partition wall (111) is set up such that a first working medium (AI) with a first working pressure (PI) from the first turbine section (101) into the intermediate space (104 ) is einströmbar and wherein the second partition wall (112) is arranged such that a second working ¬ medium (A2) with a second working pressure (P2) from the second turbine section (102) in the intermediate space (104) is inflow bar, so a fluid mixture (Fm) of the first working medium (AI) and the second working medium (A2) can be produced in the interim ¬ c region (104).
2. Turbinensystem (100) nach Anspruch 1, 2. turbine system (100) according to claim 1,
wobei die Außenwand (113) einstückig geformt ist.  wherein the outer wall (113) is integrally molded.
3. Turbinensystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, 3. turbine system (100) according to claim 1 or 2,
wobei ein erster Massenstrom (ml) des ersten Arbeitsmediums (AI) aufgrund der Ausbildung der ersten Trennwand (111) und ein zweiter Massenstrom (m2) des zweiten Arbeitsmediums (A2 ) aufgrund der Ausbildung der zweiten Trennwand (112) derart einstellbar sind, dass in dem Zwischenraum (104) die Flu- idmischung (Fm) einen mittleren Temperaturbereich bezüglich der ersten Temperatur (Tl) des ersten Arbeitsmediums (AI) im ersten Turbinenbereich (101) und der zweiten Temperatur (T2) des zweiten Arbeitsmediums (A2) im zweiten Turbinenbereich (102) aufweist.  wherein a first mass flow (ml) of the first working medium (AI) due to the formation of the first partition wall (111) and a second mass flow (m2) of the second working medium (A2) due to the formation of the second partition (112) are adjustable such that in the intermediate space (104) the fluid mixture (Fm) a mean temperature range with respect to the first temperature (Tl) of the first working medium (AI) in the first turbine section (101) and the second temperature (T2) of the second working medium (A2) in the second turbine section (102).
4. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Trennwand (111) derart ausgebildet ist, dass ein erster Spalt (114) zwischen der ersten Trennwand4. turbine system (100) according to one of claims 1 to 3, wherein the first partition wall (111) is formed such that a first gap (114) between the first partition wall
(111) und der Turbinenwelle (105) gebildet ist, so dass das erste Arbeitsmedium (AI) von dem ersten Turbinenbereich (101) in den Zwischenraum (104) einströmbar ist. (111) and the turbine shaft (105) is formed, so that the first working medium (AI) from the first turbine portion (101) in the intermediate space (104) can be flowed.
5. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Trennwand (112) derart ausgebildet ist, dass ein zweiter Spalt (115) zwischen der zweiten Trennwand5. turbine system (100) according to one of claims 1 to 4, wherein the second partition wall (112) is formed such that a second gap (115) between the second partition wall
(112) und der Turbinenwelle (105) gebildet ist, so dass das zweite Arbeitsmedium (A2) von dem zweiten Turbinenbereich (102) in den Zwischenraum (104) einströmbar ist. (112) and the turbine shaft (105) is formed, so that the second working medium (A2) from the second turbine section (102) in the intermediate space (104) can be flowed.
6. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend 6. turbine system (100) according to one of claims 1 to 5, further comprising
ein Dichtelement (116), welches zwischen der ersten Trennwand (111) oder der zweiten Trennwand (112) und der Turbinenwelle (105) angeordnet ist, um das Einströmen des ersten Massenstroms (ml) oder des zweiten Massenstroms (m2) in den Zwischenraum (104) zu steuern. a sealing element (116) arranged between the first partition wall (111) or the second partition wall (112) and the turbine shaft (105) to allow the flow of the first mass flow (ml) or the second mass flow (m2) into the space ( 104).
7. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Außenwand (113) in dem ersten TurbinenbereichA turbine system (100) according to any one of claims 1 to 6, wherein the outer wall (113) is in the first turbine region
(101) eine erste Öffnung (117) zum Ausströmen des ersten Arbeitsmediums (AI) aus dem Gehäuse (110) aufweist. (101) has a first opening (117) for the outflow of the first working medium (AI) from the housing (110).
8. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Außenwand (113) in dem zweiten Turbinenbereich8. turbine system (100) according to one of claims 1 to 7, wherein the outer wall (113) in the second turbine region
(102) eine zweite Öffnung (118) zum Einströmen des zweiten Arbeitsmediums (A2) in das Gehäuse (110) aufweist. (102) has a second opening (118) for flowing the second working medium (A2) in the housing (110).
9. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Außenwand (113) im Bereich des Zwischenraums9. Turbine system (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the outer wall (113) in the region of the intermediate space
(104) eine dritte Öffnung (119) aufweist, aus welcher die Fluidmischung (Fm) aus dem Gehäuse (110) ausströmbar ist. (104) has a third opening (119) from which the fluid mixture (Fm) from the housing (110) can be flowed out.
10. Turbinensystem (100) nach Anspruch 9, 10. turbine system (100) according to claim 9,
wobei mittels der dritten Öffnung (119) das Ausströmen der Fluidmischung (Fm) derart steuerbar ist, dass ein Flu- iddruck (Pm) der Fluidmischung (Fm) im Zwischenraum (104) kleiner als der erste Arbeitsdruck des ersten Arbeitsmediums (AI) in dem ersten Turbinenbereich (101) und kleiner als der zweite Arbeitsdruck (P2) des zweiten Arbeitsmediums (A2) in dem zweiten Turbinenbereich (102) ist.  wherein by means of the third opening (119) the outflow of the fluid mixture (Fm) is controllable such that a fluid iddruck (Pm) of the fluid mixture (Fm) in the intermediate space (104) is smaller than the first working pressure of the first working medium (AI) in the first turbine region (101) and smaller than the second working pressure (P2) of the second working medium (A2) in the second turbine region (102).
11. Turbinensystem (100) nach Anspruch 9 oder 10, ferner aufweisend The turbine system (100) of claim 9 or 10, further comprising
ein Steuerventil (107), welches zur Steuerung des Aus¬ strömens der Fluidmischung (Fm) an die dritte Öffnung (119) gekoppelt ist. a control valve (107) which is coupled to the control of the out ¬ flow of the fluid mixture (Fm) to the third opening (119).
12. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend 12. turbine system (100) according to any one of claims 9 to 11, further comprising
eine Druckkammer (108), welche zur Steuerung des Ausströmens der Fluidmischung (Fm) an die dritte Öffnung (119) gekoppelt ist,  a pressure chamber (108) coupled to the third port (119) for controlling the outflow of the fluid mixture (Fm),
wobei in die Druckkammer (108) die Fluidmischung (Fm) aus dem Zwischenraum (104) einströmbar ist, und wobei die Druckkammer (108) eingerichtet ist, den Flu- iddruck (Pm) der Fluidmischung (Fm) in der Druckkammer (108) einzustellen . wherein in the pressure chamber (108), the fluid mixture (Fm) from the intermediate space (104) can be flowed, and wherein the pressure chamber (108) is adapted to adjust the fluid pressure (Pm) of the fluid mixture (Fm) in the pressure chamber (108).
13. Turbinensystem (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Außenwand (113) in Axialrichtung (106) entlang eines dritten Turbinenbereichs (103) verläuft, wobei der dritte Turbinenbereich in Axialrichtung (106) nach dem zweiten Turbinenbereich (102) angeordnet ist, und 13. turbine system (100) according to any one of claims 9 to 12, wherein the outer wall (113) in the axial direction (106) along a third turbine region (103), wherein the third turbine region in the axial direction (106) after the second turbine region (102). is arranged, and
wobei die Außenwand (113) in dem dritten Turbinenbereich (103) eine vierte Öffnung (120) aufweist, welche mit der dritten Öffnung (119) derart gekoppelt ist, dass die Fluidmischung (Fm) von außerhalb des Gehäuses (110) in den dritten Turbinenbereich (103) durch die vierte Öffnung (120) einströmbar ist.  wherein the outer wall (113) in the third turbine section (103) has a fourth opening (120) coupled to the third opening (119) such that the fluid mixture (Fm) enters the third turbine section from outside the housing (110) (103) through the fourth opening (120) can be flowed.
14. Verfahren zum Betreiben eines Turbinensystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das Verfahren aufweisend 14. A method of operating a turbine system (100) according to any one of claims 1 to 13, comprising the method
Einströmen des ersten Arbeitsmediums (AI) mit dem ersten Arbeitsdruck (PI) aus einem ersten Turbinenbereich (101) in den Zwischenraum (104),  Inflow of the first working medium (AI) with the first working pressure (PI) from a first turbine region (101) into the intermediate space (104),
Einströmen des zweiten Arbeitsmediums (A2) mit dem zwei¬ ten Arbeitsdruck (P2) aus dem zweiten Turbinenbereich (102) in den Zwischenraum (104), sodass eine Fluidmischung (Fm) des ersten Arbeitsmediums (AI) und des zweiten Arbeitsmediums (A2 ) in dem Zwischenraum (104) erzeugt wird. Flow of the second working fluid (A2) with the two ¬ th working pressure (P2) from the second turbine section (102) into the space (104) so that a fluid mixture (Fm) of the first working medium (AI) and the second working medium (A2) in the gap (104) is generated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015218368A1 (en) 2015-09-24 2017-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine with reheat
US11287838B2 (en) 2014-02-10 2022-03-29 Philip Morris Products S.A. Cartridge for an aerosol-generating system
US11560812B2 (en) 2018-11-13 2023-01-24 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Steam turbine and method for operating same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1030357B (en) * 1953-03-04 1958-05-22 Siemens Ag Extraction turbine
EP1378630A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-07 ALSTOM (Switzerland) Ltd Steam turbine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3206166A (en) * 1964-01-21 1965-09-14 Westinghouse Electric Corp Elastic fluid apparatus
GB2026099B (en) * 1978-07-20 1982-12-15 Bharat Heavy Electricals Steam turbines
US5152665A (en) * 1990-12-24 1992-10-06 Westinghouse Electric Corporation Methods and apparatus for reducing inlet sleeve vibration
JPH06185303A (en) * 1992-12-15 1994-07-05 Fuji Electric Co Ltd Rubbing preventive device of gland packing of steam turbine
GB2409002A (en) * 2003-12-08 2005-06-15 Siemens Power Generation Ltd Thrust balance piston fitted between high and low pressure paths in a turbine.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1030357B (en) * 1953-03-04 1958-05-22 Siemens Ag Extraction turbine
EP1378630A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-07 ALSTOM (Switzerland) Ltd Steam turbine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11287838B2 (en) 2014-02-10 2022-03-29 Philip Morris Products S.A. Cartridge for an aerosol-generating system
DE102015218368A1 (en) 2015-09-24 2017-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine with reheat
US11560812B2 (en) 2018-11-13 2023-01-24 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Steam turbine and method for operating same

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