CH426883A - Entwässerungseinrichtung an der Niederdruckstufe einer Dampfturbine - Google Patents

Description

      Entwässerungseinrichtung    an der     Niederdruckstufe    einer     Dampfturbine       Es ist eine im     Dampfturbinenbau    bekannte be  triebliche Notwendigkeit, Vorkehrungen zu treffen,  um das vor allem im     Niederdruckteil    ausfallende  Wasser     abzuführen,    da der sich an den     Leitschaufel-          wänden    bildende     Wasserfilm,    durch die Schleppwir  kung des Dampfes zur Austrittskante der     Leitschau-          feln    bewegt,     dort    Tropfen bildet, die, wenn sie eine  bestimmte Grösse erreicht haben,

   von der     Leitschau-          felkante    sich ablösen, vom Dampfstrahl aber nur un  genügend     zerblasen    werden und daher an der Ein  trittskante der nachfolgenden Laufschaufel     starke     Erosion bewirken. Es ist daher     erforderlich,    die Ein  trittskante der Laufschaufeln durch     Stellitauflagen     oder     durch        Härten    des     Schaufelmaterials    gegen diese       Erosionswirkung    zu schützen.

   Darüber hinaus aber  hat die aus dem Auftreffen solcher Wassertröpfchen  resultierende Bremsung auch eine Wirkungsgradver  minderung der     Niederdruckstufen    von mehreren  Prozenten zur Folge.  



  Das in den Laufschaufeln infolge der     Richtungs-          änderungen        ausgeschleuderte    Wasser bildet ebenfalls  einen Film auf der Laufschaufel, der aber infolge der       Fliehkraftwirkung    fast rein radial nach aussen ab  strömt. Auf diesem     Effekt    beruhen die bekannten  Massnahmen zur     Wasserabsaugung,    bei denen im  Turbinengehäuse hinter den Laufschaufeln entspre  chend geformte     Rinnen    und Spalte vorgesehen wer  den, die das von den Laufschaufeln     abgeschleuderte     Wasser     auffangen    und in den Kondensator leiten.

    Nachteilig ist dabei, dass das Wasser in der betref  fenden Stufe den Schaden (Erosion und Bremsung)  bereits getan hat und     eigentlich    damit nur die nächste  Stufe geschützt wird. Daher sind diese Massnahmen,  insbesondere für die letzte Stufe, die die grösste Um  fangsgeschwindigkeit und den grössten     Wassergehalt     aufweist, nur     unzureichend    wirksam. Auch wird nur    ein geringer Teil des     ausgeschleuderten    Wassers von  solchen     Fangnuten    tatsächlich     aufgefangen.     



  Es ist ferner bekannt; die     Leitschaufeln    der Nie  derdruckstufen von Dampfturbinen     als        Hohlschaufeln     auszubilden, die     Schaufelhohlräume    mit einem Raum       niedrigeren    Druckes zu verbinden, etwa mit dem  Stufenraum einer der nachfolgenden Stufen oder mit  dem Kondensator, und die Schaufelwand     mit    Durch  brüchen zu versehen, über die der sich auf den     Leit-          schaufeln    niederschlagende     Wasserfilm    abgesaugt  wird.

   Gemäss einem Vorschlag aus jüngster Zeit wer  den diese Durchbrüche der     Leitschaufelwand        unmit-          telbar    vor der     Abströmkante    der Leitschaufel ange  ordnet.  



  Diese Lösung befriedigt jedoch     insofern    noch  nicht ganz, als noch immer ein Teil des gebildeten       Wasserfilmes    über die zwischen den     Absaugeschlitzen     verbleibenden Stege an den Schlitzen vorbei bis zur       Schaufelhinterkante        fliessen    kann, von wo er nach  neueren Erkenntnissen jedoch nicht direkt abgeht,  was wegen der geringen Stärke eines solchen Filmes       praktisch    unschädlich wäre, sondern im Stromschat  ten, das heisst im Ablösungsgebiet hinter der endli  chen Breite der     Abströmkante,    langsam Tropfen bil  det,

   die zufolge der     Oberflächenspannung    an der       Austrittskante    haften,     bis    sie so gross geworden sind,  dass die     Oberflächenspannung    nicht mehr ausreicht,  sie zusammen und an der Austrittskante     haftend    zu  halten, und vom Dampfstrom     mitgerissen    werden.

    Solche Tropfen werden nur     unzureichend        zerblasen     und wegen     ihrer    grossen Masse nur sehr     wenig    be  schleunigt, so dass sie mit fast der vollen Umfangs  geschwindigkeit relativ zu den     Schaufeln    des nach  folgenden     Laufschaufelkranzes        auftreffen    und dort  Erosion und     Bremsverluste    verursachen.  



  Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Ent-           wässerung    der     Niederdruckstufen    von     Dampfturbinen     durch Absaugen des sich an der     Leitschaufelwand     niederschlagenden     Wasserfilmes    in das Innere der  hohl ausgebildeten     Leitschaufeln    durch in der Schau  felwand vorgesehene     Durchbrüche    dahingehend zu  verbessern, dass die     Absaugeöffnungen    in der Aus  trittskante der Schaufel angeordnet sind.  



  Dadurch wird die     Absaugung    an jener Stelle vor  genommen, an der es     zur    Bildung grosser Tropfen  kommen würde, auch wenn man von der     bekannten     Anordnung von     Absaugeschlitzen    unmittelbar vor  der     Abströmkante    einer Leitschaufel Gebrauch  macht,

   weil sich durch die bekannten     Absaugeschlitze     die Wasserzufuhr     zur    Austrittskante durch     -ziep    sich  auf der     Leitschaufelwand    bildenden     Film    nicht voll  kommen unterbinden lässt und die     Abströmkante    der       Leitschaufeln    und das ihr     benachbarte    Ablösungsge  biet auch durch erst     dort    kondensierenden Dampf,  durch     Wasseriröpfehen,    die erst nach den     bekannten          Absaugeschlitzen    auf der Leitschaufel auftreten,

    durch     rückgeschleuderte    Wassertropfen, durch eine  Strömung längs der Schaufelachse usw. gespeist wird.  



       Zweckmässigerweise    wird als     Absaugeöffnung    ein.  über die gesamte Höhe der Austrittskante bzw. ein  über den äusseren Teil der     Leitschaufelaustrittskante     verlaufender Spalt vorgesehen, so     dass    eine doppelte  Austrittskante mit     scharfen    Rändern entsteht. Die  Breite der Kanten beträgt     zweckmässig    nur einige  Zehntel     Millimeter    mit etwa     1/2-    bis     1-mm-Spalt    an  der engsten Stelle. Die Austrittskante wird also von  zwei Blechen bzw.

   Schaufelteilen gebildet, die so aus  geführt sind, dass der gesamte Bereich der Ablösungs  zone     (Totwasser    in der Dampfströmung) hinter der  endlichen Breite der     Leitschaufel-Austrittskante    von  der Saugwirkung des     Absaugespaltes    erfasst wird.  Das wird     -zweckmässigerweise    durch     Zuschärfen    der  beiden Kanten von den Innenseiten her, etwa ent  sprechend     Fig.    2 und     Fig.    4, erreicht.

   Der entlang der  Leitschaufel zu     ihrer        Hinterkante    strömende Wasser  film     kann    infolge seiner     geringen    Stärke ohne weiteres  um     die    beiden scharfen Kanten     herum    in den Ab  saugespalt     fliessen.    Sollten sich     grössere    Tropfen im  Spalt     bilden,    so werden sie nicht nur durch die Ab  saugung, sondern schon durch die Oberflächenspan  nung in den Spalt     hineinbewegt.    Ein dort haftender  Tropfen kann durch die Dampfströmung kaum mehr  losgerissen werden.

   Er wird vielmehr mit grosser    .Sicherheit von- der     Absaugung    erfasst     und        abgeführt..     Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der  Erfindung beschrieben.  



       Fig.    1 stellt ein Leitrad für eine     Stufe    einer     ND-          Dampfturbine    dar, bei dem aus Blech gefertigte Hohl  schaufeln 1     Verwendung    finden. Diese sind mit dem  Innenring 2 und dem Aussenring 3 verbunden, wel  cher einen Hohlraum 4 im Gehäuse frei lässt, wobei  dieser     Hohlraum    die     Hohlräume    im Innern der     Leit-          schaufeln        miteinander    verbindet.

   Dieser Hohlraum ist  mit einem Raum niedrigeren Druckes, etwa dem  Kondensator verbunden.     Einen    Querschnitt durch die  aus Blech gebogenen     Leitschaufeln    1 zeigt     Fig.2.     über die gesamte Länge der Austrittskante reicht     der-          Absaugespalt    5, der durch entsprechende     Zuschär-          fung    der Bleche so ausgeführt ist,

   dass er den gesam  ten Bereich zwischen der von der Bauchseite der     Leit-          schaufel    abgehenden     Stromlinie    6 und der von der  Rückseite der Leitschaufel abgehenden     Stromlinie    7  mit seiner Saugwirkung     erfasst.    Die mittlere Strom  linie sowie die mittlere     Zuström-    und mittlere Ab  strömrichtung sind in     Fig.    2 als     strichlierte    Linie 8  eingetragen.  



  Eine andere     konstruktive    Lösung zeigt     Fig.3.     Hier finden aus dem Vollen gefräste bzw. geschmie  dete     Leitschaufeln    9 Verwendung. Diese sind im  äusseren Teil     ausgefräst    und mit einer entsprechend  geformten Platte 10, etwa durch     Schweissung    verbun  den, so dass ein Hohlraum im äusseren Teil der     Leit-          schaufel,    entsprechend     Fig.    4 entsteht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung an der Niederdruckstufe einer Dampfturbine zur Entwässerung durch Absaugen des sich an der Leitschaufelwand niedergeschlagenen Wasserfilmes in das Innere der hohl ausgebildeten Leitschaufeln durch in der Schaufelwand vorgesehene Durchbrüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab saugöffnungen in der Austrittskante der Schaufel an geordnet sind.

   UNTERANSPRUCH Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Absaugöffnung ein über die gesamte Höhe der Austrittskante einer Leitschaufel verlaufender Spalt mit scharfen Rändern vorgesehen ist.