WO2018054811A1 - Assembly for feeding an additional mass flow into a main mass flow - Google Patents

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WO2018054811A1
WO2018054811A1 PCT/EP2017/073408 EP2017073408W WO2018054811A1 WO 2018054811 A1 WO2018054811 A1 WO 2018054811A1 EP 2017073408 W EP2017073408 W EP 2017073408W WO 2018054811 A1 WO2018054811 A1 WO 2018054811A1
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mass flow
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PCT/EP2017/073408
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Stephan De Roo
Edwin Gobrecht
Simon Hecker
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/023—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines the working-fluid being divided into several separate flows ; several separate fluid flows being united in a single flow; the machine or engine having provision for two or more different possible fluid flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D9/048—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector for radial admission
    • 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
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/606—Bypassing the fluid

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for supplying an additional mass flow into a main mass flow with a rotor rotatably mounted about a rotation axis on which turbine blades are arranged in the circumferential direction, wherein a plurality of blade rows formed in the rotational direction are arranged, further with a to the Rotor arranged housing.
  • a steam power plant usually includes at least one
  • Steam generator and a steam turbine which is supplied with a fresh ⁇ steam from the steam generator.
  • the steam from the steam generator in this case flows via a live steam line into a live steam inlet opening of the steam turbine.
  • Main steam line is usually a control valve and a control valve arranges.
  • the control valve regulates the steam mass flow in the steam line.
  • the quick-closing valve closes the steam supply to the steam turbine abruptly, which would be necessary in ⁇ example in an accident.
  • the object of the invention is to provide an arrangement with which a better mixing of the additional mass flow with the main mass flow is possible.
  • an arrangement for supplying an additional mass flow into a main mass flow with a rotatably mounted about a rotation axis rotor on which are arranged in the circumferential direction turbine blades, wherein a plurality of rotationally successively formed blade rows are arranged, further with a to the rotor arranged housing, wherein between two blade ⁇ rows a groove in the housing is arranged, wherein the groove is fluidly connected to a supply line, wherein the feed line and the axis of rotation at an angle to einan ⁇ are formed, where: ⁇ 90 °, wherein the groove has an inclined to the rotation axis outer groove wall that is downstream to the flow direction, wherein the groove of a inclined to the rotation axis inner groove wall which is the current- ⁇ upwards to the flow direction, wherein the blade ei ⁇ ner arranged in front of the inner groove wall blade row, the vane length L demonstration t, wherein the outer groove wall has the length H, wherein the inner groove wall has the length Z
  • the feed line constitutes a bore with the diameter D, the distance between the outer wall and the inner wall B being, where: D ⁇ B ⁇ 2 * D.
  • the outer wall and the bore are arranged at an angle ß to each other, wherein -60 ° ⁇ ß ⁇ 60 °.
  • an edge with the length Y is formed between the outer wall and the bore.
  • the edge is formed perpendicular to the bore axis of the bore.
  • the edge is inclined by ⁇ 60 ° to the perpendicular of the bore axis of the bore.
  • the inner wall and the bore are arranged at an angle ⁇ to each other, where: -90 ° ⁇ ⁇ 90 °.
  • the outer wall has a distance E to the downstream row of blades, wherein the following applies: 0 ⁇ E ⁇ 0.5 * L.
  • the inner wall has a distance F to the upstream blade row ⁇ where: 0 ⁇ F ⁇ 0.5 * L.
  • Figure 1 is a schematic representation of the arrangement.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the arrangement 1 for supplying an additional mass flow into a main mass flow.
  • the arrangement 1 further comprises a rotor rotatably mounted about a rotation axis (not shown) (not Darge ⁇ asserted), turbine blades are arranged on the circumferential direction.
  • FIG. 1 shows a flow direction 2 of a main mass flow. Downstream of the flow ⁇ direction 2, a blade 3 is shown symbolically. Upstream ⁇ the flow direction 2, a further blade 4 is shown symbolically.
  • These vanes 3 and 4 can be running shovel pder vanes and arranged in a circumferential direction of the rotor on the surface, wherein meh ⁇ eral consecutively formed in the rotation axis direction 5 blade rows are arranged.
  • the arrangement 1 is used to mix an additional mass flow 6 with a main mass flow 7.
  • the assembly 1 is formed as a bore 8 in a housing of a steam turbine (not shown).
  • the hole 8 opens in a housing is arranged ⁇ groove 9.
  • the groove 9 comprises an outer wall 10, the downstream of the flow direction 2, the groove 9 limited. Desweit ⁇ ren, the groove 9 an inner wall 11, which is arranged upstream ⁇ ward to the flow direction 2 and the groove 9 is limited in the upstream direction.
  • To the bore 8 towards the groove 9 defines an edge 12.
  • Through the bore 8 flows an additional mass flow 6 and mixes with the main mass flow 7.
  • the bore 8 is formed along a bore 12 and at an angle to the flow direction 2 and main mass flow aligned.
  • the value can have values between 0 ° and 90 °.
  • the length L is the channel height of the adjacent master or traveler.
  • the inner wall 11 has a length Z.
  • the outer wall 10 has a length H. It is 0.3 * L ⁇ H ⁇ 1.5 * L.
  • the bore 8 has the diameter D.
  • the distance between the outer wall 10 and the inner wall 11 is B. D ⁇ B ⁇ 2 * D.
  • the outer wall 10 and the bore 8 are arranged at an angle ß to each other. It applies -60 ° ⁇ ß ⁇ 60 °.
  • this relationship is shown schematically by the enlargement of the circle (top left in Figure 1).
  • the edge 12 has the length Y.
  • the edge 12 is aligned perpendicular to the bore 13 of the bore 8.
  • the edge 12 may also be formed inclined.
  • the reference numeral 14 is a perpendicular to the bore 13 is shown.
  • the edge 12 is inclined by the angle ⁇ with respect to the vertical 14. The angle ⁇ can assume values between -60 ° and + 60 °.
  • a relationship between the bore 8 and the inner wall 11 is shown in the top right circular section.
  • the inner wall 11 may be formed inclined relative to the bore 8. Between the bore 8 and the inner wall 11, an angle ⁇ is formed.
  • the angle ⁇ can assume values between -90 ° and + 90 °.
  • the outer ßere wall 10 has a distance E to the downstream run ⁇ blade row (formed by the blade 3).
  • 0 ⁇ E ⁇ L holds. In alternative embodiments, 0 ⁇ E ⁇ 0.5 * L.
  • the inner wall 11 has a distance F to the upstream lying ⁇ the blade row 4. That is, 0 ⁇ F ⁇ L. In alternatively ⁇ ven embodiments 0 ⁇ F ⁇ 0.5 * L.
  • the bore 8 is in this case designed such that the additional ⁇ mass flow flows at minimal speed in the blade path.
  • the maximum bore size is limited for production reasons. Therefore, a circumferential groove 9 is inserted in the housing.
  • the groove 9 has a height of 30% - 150% of the underlying blade height L. Furthermore, it is in the direction perpendicular to the bore 13 extends one to two bore diameter.
  • the downstream side of the groove 9 extends parallel or inclined by up to ⁇ 60 ° to the bore 13 direction.
  • the upstream side Z is also inclined either parallel to the bore axis or up to ⁇ 90 ° to the bore direction 13.
  • the side Y extends either perpendicular to the drilling direction 13 or within a rotation of ⁇ 60 ° to the vertical 14 inclined to the bore 13 direction.
  • the holes 8 may thereby be mög ⁇ Lich also inclined radially or at most to initiate improved the steam along the direction Hauptmassenstrom-.
  • the angle is less than 90 °.
  • the distances in front of and behind the groove 9 to the adjacent blades 3 and 4 have a length of 0% to 50% of the blade height L.
  • the circumferential groove 9 exploits fluidic effects. Because the groove 9 is wider than the
  • the groove 9 acts as a shock diffuser. As a result, the flow velocity slows down when mixing both streams. Along with lower losses and diminishing ter disturbance of the main mass flow. Furthermore, a mixing takes place in the circumferential direction within the groove 9 when ⁇ out on the holes 8. This also leads to an in ⁇ ter syndrome two vapor streams, which are thereby reduced. Characterized in that the groove 9 is seen in the radial direction between the blade 3, 4 and bore 8, it acts to dampen when the two streams unite, also accompanied by lower losses and less disturbance of the main flow.

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Abstract

The invention relates to an assembly (1) for feeding an additional mass flow into a main mass flow, wherein the main mass flow flows along an axis of rotation, the feed and the axis of rotation being inclined in relation to one another.

Description

Beschreibung description
Anordnung zur Zuleitung eines Zusatzmassenstroms in einen Hauptmassenstrom Arrangement for supplying an additional mass flow into a main mass flow
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zuleitung eines Zu- satzmassenstroms in einen Hauptmassenstrom mit einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, auf dem in Umfangs- richtung Turbinen-Laufschaufeln angeordnet sind, wobei mehrere in Rotationsrichtung hintereinander ausgebildete Laufschaufelreihen angeordnet sind, ferner mit einem um den Rotor angeordneten Gehäuse. Ein Dampfkraftwerk umfasst in der Regel zumindest einen The invention relates to an arrangement for supplying an additional mass flow into a main mass flow with a rotor rotatably mounted about a rotation axis on which turbine blades are arranged in the circumferential direction, wherein a plurality of blade rows formed in the rotational direction are arranged, further with a to the Rotor arranged housing. A steam power plant usually includes at least one
Dampferzeuger und eine Dampfturbine, die mit einem Frisch¬ dampf aus dem Dampferzeuger versorgt wird. Der Dampf aus dem Dampferzeuger strömt hierbei über eine Frischdampfleitung in eine Frischdampfeinlassöffnung der Dampfturbine. In der Steam generator and a steam turbine, which is supplied with a fresh ¬ steam from the steam generator. The steam from the steam generator in this case flows via a live steam line into a live steam inlet opening of the steam turbine. In the
Frischdampfleitung wird in der Regel ein Stellventil und ein Regelventil anordnet. Das Stellventil regelt den Dampfmassen¬ strom in der Dampfleitung. Das Schnellschlussventil schließt die DampfZuführung zur Dampfturbine schlagartig zu, was bei¬ spielsweise in einem Störfall erforderlich wäre. Main steam line is usually a control valve and a control valve arranges. The control valve regulates the steam mass flow in the steam line. The quick-closing valve closes the steam supply to the steam turbine abruptly, which would be necessary in ¬ example in an accident.
Es gibt Betriebsweisen der Dampfturbine, die es erforderlich machen, einen Zusatzmassenstrom in die Dampfturbine hineinzuführen. Dieser Zusatzmassenstrom kann zu einer Leistungssteigerung verwendet werden. Durch solch eine Zusatzeinspeisung kann weiterer Dampf im Bereich stromab der ersten Schaufeln eingeleitet werden. Allerdings können dann in diesem Last¬ punkt unerwünschte strömungsmechanische Vorgänge auftreten. Der Zusatzmassenstrom stört bei Eintritt in die Dampfturbine den Hauptmassenstrom, was zu Verlusten durch die Vermischung des Hauptmassenstroms und des Zusatzmassenstroms erzwungen ist. Desweiteren ist der Hauptmassenstrom durch den Zusatzmassenstrom abgelenkt, was zur Folge haben könnte, dass die Beschaufelung nicht optimal angeströmt wird. Desweiteren ist es möglich, dass die Rohrleitungsführung der Dampfleitungen des Zusatzmassenstroms derart ungünstig ausge¬ legt ist, dass Störungen in diesem vorgelagerten Rohrleitungssystem sich stromab fortpflanzen und dadurch die zusätz- liehe Einspeisung von Dampf in die Dampfturbine zu einer Fortpflanzung der Störung führt. There are modes of operation of the steam turbine which make it necessary to introduce an additional mass flow into the steam turbine. This additional mass flow can be used to increase performance. By such an additional feed further steam can be introduced in the region downstream of the first blades. However, unwanted fluid mechanical processes can occur in this load ¬ point. The additional mass flow disturbs the main mass flow when entering the steam turbine, which is forced to losses due to the mixing of the main mass flow and the additional mass flow. Furthermore, the main mass flow is deflected by the additional mass flow, which could have the consequence that the blading is not optimally flowing. Furthermore, it is possible for the piping of the vapor lines of the additional mass flow such unfavorably ¬ sets is that disturbances in the upstream pipeline system to propagate downstream and thereby performs the additional Liehe feeding steam into the steam turbine to a propagation of the disturbance.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, mit der eine bessere Vermischung des Zusatzmassenstroms mit dem Hauptmassenstrom möglich ist. The object of the invention is to provide an arrangement with which a better mixing of the additional mass flow with the main mass flow is possible.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zur Zuleitung eines Zusatzmassenstroms in einen Hauptmassenstrom, mit einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, auf dem in Umfangsrichtung Turbinen-Laufschaufeln angeordnet sind, wobei mehrere in Rotationsrichtung hintereinander ausgebildete Laufschaufelreihen angeordnet sind, ferner mit einem um den Rotor angeordneten Gehäuse, wobei zwischen zwei Schaufel¬ reihen eine Nut im Gehäuse angeordnet ist, wobei die Nut mit einer Zuleitung strömungstechnisch verbunden ist, wobei die Zuleitung und die Rotationsachse um einen Winkel zu einan¬ der ausgebildet sind, wobei gilt: ^ 90°, wobei die Nut eine zur Rotationsachse geneigte äußere Nutwand aufweist, die stromab zur Strömungsrichtung liegt, wobei die Nut einer zur Rotationsachse geneigte innere Nutwand aufweist, die strom¬ aufwärts zur Strömungsrichtung liegt, wobei die Schaufel ei¬ ner vor der inneren Nutwand angeordneten Schaufelreihe die Schaufellänge L aufweist, wobei die äußere Nutwand die Länge H aufweist, wobei die innere Nutwand die Länge Z aufweist, wobei gilt: 0,3 * L < H < 1,5 * L. This object is achieved by an arrangement for supplying an additional mass flow into a main mass flow, with a rotatably mounted about a rotation axis rotor on which are arranged in the circumferential direction turbine blades, wherein a plurality of rotationally successively formed blade rows are arranged, further with a to the rotor arranged housing, wherein between two blade ¬ rows a groove in the housing is arranged, wherein the groove is fluidly connected to a supply line, wherein the feed line and the axis of rotation at an angle to einan ¬ are formed, where: ^ 90 °, wherein the groove has an inclined to the rotation axis outer groove wall that is downstream to the flow direction, wherein the groove of a inclined to the rotation axis inner groove wall which is the current-¬ upwards to the flow direction, wherein the blade ei ¬ ner arranged in front of the inner groove wall blade row, the vane length L demonstration t, wherein the outer groove wall has the length H, wherein the inner groove wall has the length Z, wherein: 0.3 * L <H <1.5 * L.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben . Advantageous developments are specified in the subclaims.
Die Merkmale der Unteransprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung stellt die Zuleitung eine Bohrung mit dem Durchmesser D dar, wobei der Abstand zwischen der äußeren Wand und der inneren Wand B be- trägt, wobei gilt: D < B < 2 * D. The features of the subclaims can be combined with one another in any desired manner. In a further advantageous development, the feed line constitutes a bore with the diameter D, the distance between the outer wall and the inner wall B being, where: D <B <2 * D.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die äußere Wand und die Bohrung um einen Winkel ß zueinander angeordnet, wobei gilt -60° < ß < 60°. In a further advantageous embodiment, the outer wall and the bore are arranged at an angle ß to each other, wherein -60 ° <ß <60 °.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen der äußeren Wand und der Bohrung eine Kante mit der Länge Y ausgebildet . In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Kante senkrecht zur Bohrungsachse der Bohrung ausgebildet. In a further advantageous development, an edge with the length Y is formed between the outer wall and the bore. In a further advantageous embodiment, the edge is formed perpendicular to the bore axis of the bore.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Kante zur Senkrechten der Bohrungsachse der Bohrung um ± 60° ge- neigt. In a further advantageous development, the edge is inclined by ± 60 ° to the perpendicular of the bore axis of the bore.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die innere Wand und die Bohrung um einen Winkel γ zueinander angeordnet, wobei gilt: -90° < γ < 90°. In a further advantageous embodiment, the inner wall and the bore are arranged at an angle γ to each other, where: -90 ° <γ <90 °.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die äußere Wand einen Abstand E zur stromab liegenden Schaufelreihe auf, wobei gilt: 0 < E < 0,5 * L. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die innere Wand einen Abstand F zur stromauf liegenden Laufschaufel¬ reihe auf, wobei gilt: 0 < F < 0,5 * L. In a further advantageous development, the outer wall has a distance E to the downstream row of blades, wherein the following applies: 0 <E <0.5 * L. In a further advantageous development, the inner wall has a distance F to the upstream blade row ¬ where: 0 <F <0.5 * L.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments. Games, which are explained in more detail in connection with the drawings.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbei¬ spiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterungen dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren, wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. This should not represent the Ausführungsbei ¬ games relevant, but the drawing, where appropriate for explanations, executed in a schematized and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings directly recognizable in the drawing, reference is made to the relevant prior art.
Es zeigt: It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Anordnung. Figure 1 is a schematic representation of the arrangement.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung 1 zur Zuleitung eines Zusatzmassenstroms in einen Hauptmas- senstrom. 1 shows a schematic representation of the arrangement 1 for supplying an additional mass flow into a main mass flow.
Die Anordnung 1 umfasst ferner einen um eine Rotationsachse (nicht dargestellt) drehbar gelagerten Rotor (nicht darge¬ stellt) , auf den in Umfangsrichtung Turbinen-Laufschaufeln angeordnet sind. In der Figur 1 ist eine Strömungsrichtung 2 eines Hauptmassenstroms dargestellt. Stromab der Strömungs¬ richtung 2 ist eine Schaufel 3 symbolisch dargestellt. Strom¬ aufwärts der Strömungsrichtung 2 ist eine weitere Schaufel 4 symbolisch dargestellt. Diese Schaufeln 3 und 4 können Lauf- schaufeln pder Leitschaufeln sein und sind in einer Umfangs- richtung des Rotors an der Oberfläche angeordnet, wobei meh¬ rere in Rotationsachsenrichtung 5 hintereinander ausgebildete Laufschaufelreihen angeordnet sind. Die Anordnung 1 wird dazu verwendet, einen Zusatzmassenstrom 6 mit einen Hauptmassen- ström 7 zu vermischen. Die Anordnung 1 wird als eine Bohrung 8 in einen Gehäuse einer Dampfturbine (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Bohrung 8 mündet in einer im Gehäuse ange¬ ordneten Nut 9. Die Nut 9 umfasst eine äußere Wand 10, die stromab in Strömungsrichtung 2 die Nut 9 begrenzt. Desweite¬ ren weist die Nut 9 eine innere Wand 11 auf, die stromauf¬ wärts zur Strömungsrichtung 2 angeordnet ist und die Nut 9 in Stromaufwärtsrichtung begrenzt. Zur Bohrung 8 hin begrenzt die Nut 9 eine Kante 12. Durch die Bohrung 8 strömt ein Zu- satzmassenstrom 6 und vermischt sich mit dem Hauptmassenstrom 7. Die Bohrung 8 ist entlang einer Bohrungsrichtung 12 ausgebildet und unter einem Winkel zur Strömungsrichtung 2 bzw. Hauptmassenstrom 7 ausgerichtet. Der Wert kann Werte zwi- sehen 0° und 90° aufweisen. Die Länge L ist die Kanalhöhe der angrenzenden Leit- oder laufschaufei . Die innere Wand 11 weist eine Länge Z auf. Die äußere Wand 10 weist eine Länge H auf. Es gilt 0,3 * L < H < 1,5 * L. Die Bohrung 8 weist den Durchmesser D auf. Der Abstand zwischen der äußeren Wand 10 und der inneren Wand 11 beträgt B. Es gilt D < B < 2 * D. The arrangement 1 further comprises a rotor rotatably mounted about a rotation axis (not shown) (not Darge ¬ asserted), turbine blades are arranged on the circumferential direction. FIG. 1 shows a flow direction 2 of a main mass flow. Downstream of the flow ¬ direction 2, a blade 3 is shown symbolically. Upstream ¬ the flow direction 2, a further blade 4 is shown symbolically. These vanes 3 and 4 can be running shovel pder vanes and arranged in a circumferential direction of the rotor on the surface, wherein meh ¬ eral consecutively formed in the rotation axis direction 5 blade rows are arranged. The arrangement 1 is used to mix an additional mass flow 6 with a main mass flow 7. The assembly 1 is formed as a bore 8 in a housing of a steam turbine (not shown). The hole 8 opens in a housing is arranged ¬ groove 9. The groove 9 comprises an outer wall 10, the downstream of the flow direction 2, the groove 9 limited. Desweit ¬ ren, the groove 9 an inner wall 11, which is arranged upstream ¬ ward to the flow direction 2 and the groove 9 is limited in the upstream direction. To the bore 8 towards the groove 9 defines an edge 12. Through the bore 8 flows an additional mass flow 6 and mixes with the main mass flow 7. The bore 8 is formed along a bore 12 and at an angle to the flow direction 2 and main mass flow aligned. The value can have values between 0 ° and 90 °. The length L is the channel height of the adjacent master or traveler. The inner wall 11 has a length Z. The outer wall 10 has a length H. It is 0.3 * L <H <1.5 * L. The bore 8 has the diameter D. The distance between the outer wall 10 and the inner wall 11 is B. D <B <2 * D.
Die äußere Wand 10 und die Bohrung 8 sind um einen Winkel ß zueinander angeordnet. Es gilt -60° < ß < 60°. The outer wall 10 and the bore 8 are arranged at an angle ß to each other. It applies -60 ° <ß <60 °.
In der Figur 1 ist dieser Zusammenhang schematisch dargestellt durch die Vergrößerung des Kreises (links oben in Figur 1) . Die Kante 12 weist die Länge Y auf. Die Kante 12 ist senkrecht zur Bohrungsrichtung 13 der Bohrung 8 ausgerichtet. Wie im kreisförmigen Ausschnitt links oben in Figur 1 dargestellt, kann die Kante 12 auch geneigt ausgebildet sein. Mit dem Bezugszeichen 14 ist eine Senkrechte zur Bohrungsrichtung 13 dargestellt. Die Kante 12 ist um den Winkel δ gegenüber der Senkrechten 14 geneigt. Der Winkel δ kann Werte zwischen -60° und +60° annehmen. In the figure 1, this relationship is shown schematically by the enlargement of the circle (top left in Figure 1). The edge 12 has the length Y. The edge 12 is aligned perpendicular to the bore 13 of the bore 8. As shown in the circular section on the top left in Figure 1, the edge 12 may also be formed inclined. By the reference numeral 14 is a perpendicular to the bore 13 is shown. The edge 12 is inclined by the angle δ with respect to the vertical 14. The angle δ can assume values between -60 ° and + 60 °.
In der Figur 1 ist in dem kreisförmigen Ausschnitt rechts oben ein Zusammenhang zwischen der Bohrung 8 und der inneren Wand 11 dargestellt. Die innere Wand 11 kann gegenüber der Bohrung 8 geneigt ausgebildet sein. Zwischen der Bohrung 8 und der inneren Wand 11 ist ein Winkel γ ausgebildet. Der Winkel γ kann Werte zwischen -90° und +90° annehmen. Die äu- ßere Wand 10 weist einen Abstand E zur stromabliegenden Lauf¬ schaufelreihe (gebildet durch die Schaufel 3) auf. In the figure 1, a relationship between the bore 8 and the inner wall 11 is shown in the top right circular section. The inner wall 11 may be formed inclined relative to the bore 8. Between the bore 8 and the inner wall 11, an angle γ is formed. The angle γ can assume values between -90 ° and + 90 °. The outer ßere wall 10 has a distance E to the downstream run ¬ blade row (formed by the blade 3).
Es gilt 0 < E < L. In alternativen Ausführungsformen gilt: 0 < E < 0,5 * L. 0 <E <L holds. In alternative embodiments, 0 <E <0.5 * L.
Die innere Wand 11 weist einen Abstand F zur stromauf liegen¬ den Laufschaufelreihe 4 auf. Es gilt 0 < F < L. In alternati¬ ven Ausführungsformen gilt: 0 < F < 0,5 * L. Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt den Zusatzmassenstrom besonders langsam zu dem Hauptmassenstrom zuzuführen. Die Bohrung 8 ist hierbei derart ausgelegt, dass der Zusatz¬ massenstrom mit minimaler Geschwindigkeit in den Schaufelpfad einströmt. Allerdings ist die maximale Bohrungsgröße aus Fer- tigungsgründen limitiert. Daher ist in dem Gehäuse eine umlaufende Nut 9 eingebracht. Die Nut 9 hat eine Höhe von 30% - 150 % der darunterliegenden Schaufelhöhe L. Desweiteren ist sie in Richtung senkrecht zur Bohrungsrichtung 13 ein bis zwei Bohrungsdurchmesser erstreckt. Die stromabseitig nach außen gerichtete Seite der Nut 9 verläuft parallel oder um bis zu ±60° zur Bohrungsrichtung 13 geneigt. Die stromauf nach außen gerichtete Seite Z ist ebenfalls entweder parallel zur Bohrungsachse oder um bis zu ±90° zur Bohrungsrichtung 13 geneigt. Die Seite Y verläuft entweder senkrecht zur Boh- rungsrichtung 13 oder aber innerhalb einer Verdrehung um ±60° zur Senkrechten 14 auf die Bohrungsrichtung 13 geneigt. Die Bohrungen 8 können dabei ebenfalls radial oder maximal mög¬ lich geneigt sein, um den Dampf entlang der Hauptmassenstrom- Richtung verbessert einzuleiten. Der Winkel ist hierbei kleiner als 90°. Die Abstände vor und hinter der Nut 9 zu den nebenliegenden Schaufeln 3 und 4 haben eine Länge von 0% bis 50% der Schaufelhöhe L. The inner wall 11 has a distance F to the upstream lying ¬ the blade row 4. That is, 0 <F <L. In alternatively ¬ ven embodiments 0 <F <0.5 * L. With the invention, the objective pursued the additional mass flow supply particularly slowly to the main mass flow. The bore 8 is in this case designed such that the additional ¬ mass flow flows at minimal speed in the blade path. However, the maximum bore size is limited for production reasons. Therefore, a circumferential groove 9 is inserted in the housing. The groove 9 has a height of 30% - 150% of the underlying blade height L. Furthermore, it is in the direction perpendicular to the bore 13 extends one to two bore diameter. The downstream side of the groove 9 extends parallel or inclined by up to ± 60 ° to the bore 13 direction. The upstream side Z is also inclined either parallel to the bore axis or up to ± 90 ° to the bore direction 13. The side Y extends either perpendicular to the drilling direction 13 or within a rotation of ± 60 ° to the vertical 14 inclined to the bore 13 direction. The holes 8 may thereby be mög ¬ Lich also inclined radially or at most to initiate improved the steam along the direction Hauptmassenstrom-. The angle is less than 90 °. The distances in front of and behind the groove 9 to the adjacent blades 3 and 4 have a length of 0% to 50% of the blade height L.
Durch die umlaufende Nut 9 werden strömungsmechanische Effek- te ausgenutzt. Dadurch, dass die Nut 9 breiter ist als dieThe circumferential groove 9 exploits fluidic effects. Because the groove 9 is wider than the
Bohrung 8 wirkt die Nut 9 als Stoßdiffusor . Dadurch verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit beim Mischen beider Ströme. Einhergehend mit geringeren Verlusten und verminder- ter Störung des Hauptmassenstroms. Weiterhin findet beim Aus¬ tritt auf den Bohrungen 8 eine Ausmischung in Umfangsrichtung innerhalb der Nut 9 statt. Dies führt ebenfalls zu einer In¬ teraktion beider Dampfströme, die dadurch verringert werden. Dadurch, dass die Nut 9 in radialer Richtung gesehen zwischen Schaufel 3, 4 und Bohrung 8 liegt, wirkt sie dämpfend, wenn sich die beiden Ströme vereinen, ebenfalls einhergehend mit geringeren Verlusten und geringerer Störung der Hauptströmung . Bore 8, the groove 9 acts as a shock diffuser. As a result, the flow velocity slows down when mixing both streams. Along with lower losses and diminishing ter disturbance of the main mass flow. Furthermore, a mixing takes place in the circumferential direction within the groove 9 when ¬ out on the holes 8. This also leads to an in ¬ teraktion two vapor streams, which are thereby reduced. Characterized in that the groove 9 is seen in the radial direction between the blade 3, 4 and bore 8, it acts to dampen when the two streams unite, also accompanied by lower losses and less disturbance of the main flow.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention in detail by the preferred embodiment has been illustrated and described in detail, the invention is not limited ¬ by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung (1) zur Zuleitung eines Zusatzmassenstroms in einen Hauptmassenstrom, 1. arrangement (1) for supplying an additional mass flow into a main mass flow,
mit einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, auf dem in Umfangsrichtung Turbinen-Laufschaufeln angeordnet sind,  with a rotor rotatably mounted about a rotation axis, on which turbine blades are arranged in the circumferential direction,
wobei mehrere in Rotationsrichtung (5) hintereinander ausgebildete Laufschaufelreihen angeordnet sind,  wherein a plurality of blade rows arranged in succession in the direction of rotation (5) are arranged,
ferner mit einem um den Rotor angeordneten Gehäuse, wobei zwischen zwei Laufschaufelreihen eine Nut (9) im Gehäuse angeordnet ist,  further comprising a housing arranged around the rotor, wherein between two rows of blades a groove (9) is arranged in the housing,
wobei die Nut (9) mit einer Zuleitung strömungstechnisch verbunden ist,  wherein the groove (9) is fluidically connected to a supply line,
wobei die Zuleitung und die Rotationsachse um einen Winkel zueinander ausgebildet sind,  wherein the supply line and the axis of rotation are formed at an angle to each other,
wobei gilt: < 90°, wobei die Nut (9) eine zur Rotation¬ sachse geneigte äußere Nutwand (H) aufweist, die stromab zur Strömungsrichtung liegt, where: <90 °, wherein the groove (9) has a rotation ¬ axis inclined outer groove wall (H), which lies downstream of the flow direction,
wobei die Nut (9) eine zur Rotationsachse geneigte innere Nutwand (Z) aufweist,  wherein the groove (9) has an inner groove wall (Z) inclined to the rotation axis,
die stromabwärts zur Strömungsrichtung liegt,  which is located downstream of the flow direction,
wobei die Schaufel (3, 4) eine vor der inneren Nutwand (Z) angeordneten Schaufelreihe die Schaufellänge L aufweist, wobei die äußere Nutwand die Länge H aufweist,  wherein the blade (3, 4) has a blade row arranged in front of the inner groove wall (Z), the blade length L, wherein the outer slot wall has the length H,
wobei die innere Nutwand die Länge Z aufweist,  wherein the inner groove wall has the length Z,
wobei gilt: 0,3 * L < H < 1,5 * L.  where: 0.3 * L <H <1.5 * L.
2. Anordnung (1) nach Andpruch 1, 2. Arrangement (1) according to claim 1,
wobei die Zuleitung die Bohrung (8) mit dem Durchmesser D darstellt,  the supply line being the bore (8) of diameter D,
wobei der Abstand zwischen der äußeren Wand (10) und der inneren Wand (11) B beträgt, wobei gilt: D < B < 2 * D.  wherein the distance between the outer wall (10) and the inner wall (11) is B, where D <B <2 * D.
3. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Wand (10) und die Bohrung (8) um einen Winkel ß zueinander angeordnet sind, wobei gilt -60° < ß < 60° . 3. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the outer wall (10) and the bore (8) are arranged at an angle ß to each other, wherein -60 ° <ß < 60 °.
4. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der äußeren Wand (10) und der Bohrung (8) eine Kante (12) mit der Länge Y ausgebildet ist. 4. Arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein between the outer wall (10) and the bore (8) has an edge (12) is formed with the length Y.
5. Anordnung (1) nach Anspruch 4, 5. Arrangement (1) according to claim 4,
wobei die Kante (12) senkrecht zur Bohrungsachse der Boh¬ rung (8) ausgebildet ist. wherein the edge (12) perpendicular to the bore axis of Boh ¬ tion (8) is formed.
6. Anordnung (1) nach Anspruch 4, 6. Arrangement (1) according to claim 4,
wobei die Kante (12) zur Senkrechten der Bohrungsachse der Bohrung (8) um ± 60° geneigt ist.  wherein the edge (12) is inclined by ± 60 ° to the perpendicular of the bore axis of the bore (8).
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Arrangement according to one of the preceding claims,
wobei die innere Wand (11) und die Bohrung (9) um einen Winkel γ zueinander angeordnet sind,  wherein the inner wall (11) and the bore (9) are arranged at an angle γ to each other,
wobei gilt: -90° < γ < 90°.  where: -90 ° <γ <90 °.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Arrangement according to one of the preceding claims,
wobei die äußere Wand (10) einen Abstand E zur stromab lie¬ genden Laufschaufelreihe aufweist, wherein the outer wall (10) has a distance E to lie downstream ¬ constricting blade row,
wobei gilt: 0 < E < L, insbesondere 0 < E < 0,5 * L.  where 0 <E <L, in particular 0 <E <0.5 * L.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Arrangement according to one of the preceding claims,
wobei die innere Wand (11) einen Abstand F zur stromauf liegenden Laufschaufelreihe aufweist,  wherein the inner wall (11) has a distance F to the upstream blade row,
wobei gilt: 0 < F < L, insbesondere 0 < F < 0,5 * L.  where: 0 <F <L, in particular 0 <F <0.5 * L.
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