CH324496A - Dampfturbine - Google Patents

Description

  Dampfturbine    Die vorliegende Erfindung betrifft eine  Dampfturbine und insbesondere eine Turbine  für den Betrieb bei hoher Temperatur und  mit innerem und äusserem Gehäuse.  



  Infolge der steigenden Nachfrage nach  elektrischer Energie muss fast allgemein die  Einheitsleistung der in den Energiezentralen  installierten Turbinen erhöht werden. Der  normalerweise eingeschlagene Weg, um der  steigenden Nachfrage nach Energie gerecht       ztt    werden, bestand darin, die Energiezentra  len zu     vergrössern.    Beim Bau grosser Energie  zentralen mit beispielsweise einer Turbine  für 3600 U/min, 185 000     kW    und einen Dampf  von 1.64 atü und 593/566  C bringt jedoch die  hohe Temperatur ein schwieriges Problem  hinsichtlich der Kühlung mit sieh.

   Es ist das  Ziel der vorliegenden Erfindung, für solch  hohe Temperaturen eine verbesserte Turbine zu  schaffen, die Mittel aufweist, um einen durch  den Dampf bewirkten     Kühlmittelfluss    herbei  zuführen.  



  Erfindungsgemäss ist deshalb die Dampf  turbine dadurch gekennzeichnet, dass zwischen       einem    äussern und einem innern Gehäuse in  der Längsrichtung der Turbine verlaufende       Durehströmräume    vorgesehen sind, die zur  Niederdruckseite des Turbinenläufers offen       ,sind,    und dass auf der Hochdruckseite der  Turbine Dampfeinlässe zur Dampfzuführung  die Gehäuse seitlich durchsetzen, während ein    im dem äussern     Gehäuse    auf der Hochdruck  seite der Turbine ausgebildeter     Abdampfaus-          tritt    mit den     Durchströmräumen    derart in  Verbindung steht,

   dass zwecks Kühlung der  Turbine eine Strömung der aus der Nieder  druckseite des Turbinenläufers austretenden  Dampfes längs des innern Gehäuses bewirkt  wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel der     Erfindung     ist in den beigefügten Zeichnungen darge  stellt. Darin ist       Fig.    1 ein Vertikalschnitt durch eine er  findungsgemässe Turbine,       Fig.    2 ein Schnitt entlang der Linie     II-11     der     Fig.    1 und       Fig.    3 ein Schnitt entlang der Linie       III-III    der     Fig.    2 zur Darstellung eines  Details.  



  Die in den Zeichnungen dargestellte Tur  bine kann der Hochdruckteil einer mehrtei  ligen     Kraftmaschinenanlage    sein, deren nicht  dargestellte andere     Turbinen    koaxial     mit    dem       Hochdruckteil    angeordnet sind. Die Turbine  besitzt ein äusseres Gehäuse 10, ein inneres  Gehäuse 11, das in dem Gehäuse 10 angeord  net ist, und einen Läufer 12, der in Axial  abständen voneinander angeordnete Lauf  schaufelkränze trägt.

   Diese Laufschaufel  kränze     umfassen    Gleichdruck- bzw.     Curtis-          Laufschaufeln,    die zusammen     mit        Leitschau-          feln    eine     Gleichdruckstufe    13 bilden, sowie           1'berdriieklaufsehaufeln,    die zusammen mit  den üblichen     Überdruckleitschaufeln    einen       Cberdruekteil    14 bilden. Der Läufer 12 hat  nach aussen vorstehende Lagerstellen     12a    und  12b, die in nicht gezeigten geeigneten Lager  böcken laufen.

   Bei 16, 17, 18 und 19     sind    dem  Läufer     Laby        rinthdichtungen    zugeordnet. Die       heitsehaufeln    der Elemente 13 und 14 werden  ,von dem Innengehäuse 11 getragen. Das  äussere Gehäuse 10 besteht aus einer untern       Lind    einer obern Hälfte, die gemäss     Fig.        \'     durch Schrauben 20 miteinander verbunden  sind. Das innere Gehäuse 11 besteht ebenfalls  aus einer untern und einer obern Hälfte, die  durch Schrauben 21 miteinander verbunden  sind, und ist zum äussern Gehäuse derart an  -geordnet, dass das innere Gehäuse umgebende  Längsräume 22 entstehen.

   Ein mit den Räu  men     \??    in Verbindung stehender Abdampf  austritt 23 ist in der untern Hälfte des äussern  Gehäuses 10 an dem der     CTleichdruckstufe    13       iräehstgelegenen    Eintrittsende ausgebildet.  



  Die     (lleichdruckstufe    13 ist so ausgebildet  und angeordnet,     da.ss    der Dampf zunächst  durch diese in der     (legenrichtung    seiner an  schliessenden Strömung durch den Überdruck  teil     1.1    strömt. Das äussere Gehäuse 10 trägt       svminetriseh    zu einer zur Turbinenachse nor  nialen Mittelachse zwei oben bzw. unten ange  ordnete Gruppen einander paralleler Dampf  einlassstutzen, die die in     Fig.    ? angedeuteten       Einlasskanäle    25, 26 und 27 bilden.

   In der dar  gestellten Maschine erstrecken sich die drei  Innenenden der     Einlassstutzen    jeder Gruppe  durch den Raum 22 und sind zweckmässig in  Bohrungen montiert, die in nebeneinander  liegenden     Düsenkammerwänden    30 ausgebil  det sind, die ihrerseits von dein     innern    Ge  häuse 11 getragen werden und Düsenkammern       33,    34 und 35 begrenzen, die mit den     Einlass-          kanälen        '?5,    2:6 bzw. 27 in Verbindung stehen.

    Gemäss     Fig.    1 erstrecken sich die     Düsenkam-          inerwände    30 zwischen den Eintrittsenden  der     Gleielidruckstufe    13 und des     r"berdruck-          teils    14 in das innere Gehäuse 11 hinein und  laufen zu Düsen 38 aus, die gegen die Gleich  druckstufe 13 gerichtet sind.

   Die     Düsenkam-          merwände    30, die im wesentlichen um die    ganze Turbinenachse herum angeordnet sind,  werden von mehreren     Längsströmungskanä-          len    39 (siehe     Fig.    2) durchsetzt, die eine Ver  bindung für zwischen einem     Ringauslass    40  der     CTleiehdrrickstirfe    13 und einer. ringförmi  gen     Einlasskammer    41 des     Überdruekteils        1.1          irn.    Gegenstrom strömenden Dampf herstellen.

    Der     Gesamtströmungsquersehnitt    der Kanäle  39 ist reichlich bemessen, damit zwecks  möglichst niedrigem     Drnekgefälle    genügend  niedrige     Dampfgeschwindigkeiten    erhalten  werden. Daher kann die gesamte Dampfmenge  aus der     Gleichdruckstufe    heraus zwischen den  Düsenkammern 33, 34, 35 hindurchgeführt  werden, so     da.ss    möglichst wenig Strahlungs  wärme an aussen liegende Teile     abgegeben     wird.  



  In der dargestellten Ausführungsform der  Turbinenanlage ist dem     LCberdruckteil    ein  Ringkanal 4:5 zugeordnet, durch den     Anzapf-          da.mpf    einem vom äussern Gehäuse getragenen  Stutzen 46 zuströmt, auf den eine     Anschluss-          leitung    aufgesteckt werden kann.

   Ein Teil des  an der     Hoehdruckdiehtung    18 austretenden       Leckdampfes,    der sieh zwischen den     Dicht.un-          gen    18 und 17 bei 47 ansammelt, kann über  die Leitung 48 dem     Anza.pfkanal    45 zugeführt  und zusammen mit dem entnommenen Dampf       abgeführt    werden. Bei Turbinenanlagen, in  denen kein     Anzapfdampf    benötigt oder von  dieser Zone kein Dampf entnommen wird,  kann der     Leekdampf    ohne weiteres in bekann  ter Weise wieder den Schaufeln zugeführt  werden.  



  Ein zweiter     L        berdruekteil        14c,    kann auf  der Niederdruckseite der     Anzapfstelle    ange  ordnet werden. Diese Schaufeln werden von  dem Läufer 12 bzw. vom     innern    Gehäuse 11  an der dem     Niederdruckausgleichskolbenring     49 entgegengesetzten Seite getragen.

   Es wird  im wesentlichen die     CTesamt.menge    des aus dem       L\berdrrxckteil    14,     14a,    strömenden Dampfes  durch die     Durchströmräume         ?    über das  innere Gehäuse 11 geführt; sie strömt durch  den     Abdampfstutzen    23 ab, der mit einer  nicht dargestellten     Aufheizvorrichtung    oder  dergleichen in Verbindung stehen kann.      Die verbesserte Konstruktion ist besonders  für einen Betrieb geeignet, bei dem hohe       Eintrittstemperaturen,    z. B. in der     Grössen-          ordnun-    von 11.00  C F (593  C), erwünscht  sind.

   Bei der an sich bekannten Verwendung  des Doppelgehäuses und von getrennten  Düsenkammern und getrennten Dampfkästen,  wodurch die Aufnahme der hohen Anfangs  temperaturen ermöglicht wird, zeichnet sich  die verbesserte Konstruktion insbesondere        < huch    die Strömungsumkehr nach dem     Curtis-          rad    aus, damit bei Kühlung mit der Gesamt  menge des teilentspannten Dampfstromes ein  hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Im Betrieb  strömt Dampf von getrennten Dampfkästen       dureh    die     Einlassstutzen    25, 26, 27 den Düsen  kammern 33, 34, 35 mit 1100  F (593  C) zu,  wie in     Fig.    1 durch die Pfeile angedeutet  wird.

   Aus diesen Düsenkammern entspannt  sieh der Dampf durch die Düsen und tritt  aus der     CTleichdruckstufe    mit einer Tempera  tur aus, die etwa 100  F (55  C) unter der  Anfangstemperatur liegt. Dieser kühlere  Dampf wird an der Innenseite des innern Ge  häuses 1.1 umgelenkt und strömt um die       (l'leiclidriiekstufe    herum und durch die     Ka-          iiHle    39 zwischen den Düsenkammern 33, 34,  35 dem Einlass des     L'berdruckteils    zu.

   Durch       ilie    Strömung der Gesamtmenge des Dampfes       über    die heissen Teile wird die Wärmeabstrah  lun<U>g</U> auf die benachbarten Teile auf ein     Mini-          iiium    herabgesetzt. Der Dampf entspannt sich  dann im ersten Überdruckteil bis zur     Anzapf-          stelle,    an der die Temperatur etwa     800 '    F       (4?7     C) beträgt.

   Der durch den zweiten Über  druckteil expandierende Dampf strömt mit       (,twa        700     F (371  C) ab und gelangt durch  die     Durchströmräume    22 zwischen dem innern  und äussern Gehäuse zum     Abdampfstutzen    23,  wobei er die Aussenfläche und Verschraubung       (1    es     innern    Gehäuses sowie des ganzen äussern       Gehäuses    und seine Verschraubung kühlt.

         Infol=ge    dieser     Kühlwirkung    des Dampfes  kann\ die Wandstärke des innern und äussern       Gellä        uses,    sowie die Anzahl der Schrauben  ohne weiteres vermindert werden, so dass Ma  terial und Gewicht eingespart und die zur       Jlontage    und Demontage der Turbine erfor-         derliche    Zeit reduziert werden. Die Strö  mungsquerschnitte der Kanäle 39 und der       Durchströmräume    22 werden reichlich bemes  sen, um die Dampfgeschwindigkeiten     und    das  Druckgefälle zu reduzieren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dampfturbine, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem äussern Gehäuse (10) und einem innern Gehäuse (11) in der Längsrich tung der Turbine verlaufende Durchström- räume (22) vorgesehen sind, die zur Nieder druckseite des Turbinenläufers (1.2) offen sind, und dass auf der Hochdruckseite der Turbine Dampfeinlässe (25;

   26, 27) zur Dampfzuführung die Gehäuse (10, 11) seit lich durchsetzen, während ein in dem äussern Gehäuse (10) auf der Hochdruckseite der Turbinen ausgebildeter Abdampfaustritt (23) mit den Durchströmräumen (22) derart in Verbindung steht, dass zwecks Kühlung der Turbine eine Strömung des aus der Nieder druckseite des.Turbinenläufers (12) austre tenden Dampfes längs des innern Gehäuses (11) bewirkt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Dampfturbine nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch einen Gleich- und einen Überdruckteil (13 und 14), die in einander entgegengesetzten Richtungen axial durch strömt werden und deren Eixitrittsenden auf entgegengesetzten Seiten einer durch die Dampfeinlässe (25, 26, 27) gehenden Mittel ebene liegen, ferner durch mehrere zwischen dem Gleichdruckteil (13) und dem überdruck teil (14) um den Umfang herum verteilte Düsenkammern (33, 34, 35), die Frischdampf von den Dampfeinlässen (25, 26, 27) in der einen Axialrichtung dem Gleichdruckteil (13) zuführen, sowie durch zwischen den. Düsen kammern (33, 34, 35) ausgebildete Kanäle (39) zur Aufnahme des von dem Gleichdruck teil (13)

   abströmenden Dampfes und seiner Zuführung zum Einlass des Überdruckteils (14) in der entgegengesetzten Richtung, so dass der Dampf, der in dem Gleichdruckteil (13) Arbeit geleistet hat, vor seiner Einfüh- rang in den Überdruckteil (14) zur Kühlung der Eintrittsdüsenkammern (33, 34, 35) her angezogen wird. 2.

   Dampfturbine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Düsenkammern (33, 3'4, 35) des Gleich druckteils (13) angeordneten Kanäle (39) am einen Ende mit einer ringförmigen Austritts kammer (40) des Gleichdruckteils (13) und am andern Ende mit einer ringförmigen Ein lasskammer (41) des Überdruckteils (14) in Verbindung stehen. 3.

   Dampfturbine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkam mern (33, 34, 35), die Austrittskammer (40) und die Einlasskammer (41) innerhalb des innern Gehäuses (11) liegen, so dass der vom Abdampfende des Überdruckteils (14) durch die zwischen dem innern und äussern Gehäuse (11 und 12.) vorgesehenen Durchströmräume (22) strömende Dampf über das den Gleich und den Überdruckteil (13 und 14) enthal tende innere Gehäuse (11) geführt wird.