DE439905C - Leitvorrichtung fuer Dampfturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitvorrichtung für Dampfturbinen, bei denen mindestens ein Laufrad teilweise beaufschlagt ist.

Bei derartigen Turbinen hat man bei allen teilweise beaufschlagten Stufen den beaufschlagten Bogen entweder gleich groß~geF macht oder von Stufe zu Stufe größer werden lassen, bis in einer bestimmten Stufe die ίο volle Beaufschlagung erreicht war. Die erste Anordnung hat den Nachteil, daß bei den teilweise beaufschlagten Stufen die Schaufellängen von Stufe zu Stufe größer werden, was die Radreibung erhöht, und daß beim Übergang von teilweise zum voll beaufschlagten . Teil die Auslaßgeschwindigkeit aus ersterem fast ganz verlorengeht. Bei der zweiten Anordnung geht ein großer Teil der Auslaßgeschwindigkeit der teilweise beaufschlagten Stufen deswegen verloren, weil der von den Schaufeln einer Stufe abströmende Dampf sich vor den Düsen der nächsten Stufe auf einen größeren Teil des Umfanges ausbreiten muß, infolgedessen muß zwischen den Laufschaufeln der einen und den Düsen der nächsten Stufe ein größerer Abstand sein, damit der aus den Schaufeln austretende Strahl genügend Raum zur Verbreiterung hat; dies hat eine Vergrößerung der Baulänge der Turbine zu Folge.

Gemäß der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Gemäß der Erfindung werden die Düsensegmente der in Frage kommenden Stufen so eingerichtet, daß ihr beaufschlagter Bogen auf der Eintrittsseite kleiner ist als auf der Austrittsseite, und zwar angenähert so groß, wie der beaufschlagte Bogen auf der Austrittsseite der jeweils vorgehenden Stufen, damit weder ein Dampfstau noch ein Ansaugen von Dampf der Umgebung in die Düsen stattfindet. Soll j eine Anzahl von Stufen teilweise, die übrigen voll beaufschlagt werden, so wird man zweckmäßigerweise die Düsensegmente der ersten voll beaufschlagten Stufe und die aller teilweise beaufschlagten Stufen außer der ersten gemäß der Erfindung einrichten. Es ist dabei "vorteilhaft, das Verhältnis der Teilung auf der Austrittsseite zu dem auf der Eintrittsseite der Segmente so zu wählen, daß die Endhöhen der Düsen und die Schaufellängen aller teilweise und der ersten der voll beaufschlagten Stufen gleich groß werden. Haben diese Stufen gleiche Winkel, so ist dabei das obige Verhältnis gleich dem Verhältnis der Düsenquerschnittsumme der betreffenden Stufe zu der der vorhergehenden Stufe. Damit die Dampfströmung dur/rh die Düsen nicht ungünstig beeinflußt wird, empfiehlt es sich, der in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit vordersten Düse eines Segments einen größeren engsten Querschnitt als der hintersten zu geben und die Querschnitte der dazwischenliegenden Düsen entsprechend abzustufen. Um nicht lauter verschiedene Düsen zu erhalten, wird man zweckmäßigerweise in jede der in Frage kommenden Stufen eine Anzahl von gleichen Düsensegmenten anordnen und diese in gleichen oder annähernd gleichen Abständen voneinander am Umfang verteilen. Hierdurch wird gleichzeitig erreicht, daß der Übergang von der kleineren zur größeren Beaufschlagung nicht zu schroff wird und übermäßig lange Dampfwege vermieden werden. Es ist hierbei gleichgültig, ob die Düsensegmente aus einem Stück bestehen oder aus einzelnen Stücken zusammengesetzt sind. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Zwischenwände zwischen den einzelnen Düsen eines Segments nicht bis zur Vorderfläche des Segments durchzuführen, sondern in an sich bekannter Weise etwas zu-

.rücktreten zu lassen, besonders dann, wenn | die Baulänge des Segments senkrecht zur Umfangsrichtung groß ist; man erreicht dadurch eine Verkürzung der Reibungswege. In der Zeichnung sind in Abb. ι die Düsensegmente von zwei aufeinanderfolgenden j Stufen mit dazwischenliegendem Laufrad im j Schnitt als Ausführungsbeispiele wiederge- I geben. Der beaufschlagte Bogen C, D am I

ίο Austritt des ersten und C₁, D₁ am Austritt j des zweiten Segments hängt vom Dampf- j volumen, der Dampfgeschwindigkeit, den ι Austrittswinkeln und der Düsenendhöhe ab. Macht man, wie es in einem solchen Falle

ig vorteilhaft, Dampf geschwindigkeit, Austrittswinkel und Endhöhe der Düsen in beiden Stufen gleich, so bleibt als einziger Einfluß das Dampfvolumen übrig. Da dieses in der zweiten Stufe größer als in der ersten ist,

ao muß auch der beaufschlagte Bogen C₁, D₁ > C, D sein. Während man gewöhnlich den beaufschlagten Bogen A₁, B₁ am Eintritt gleich C₁, D₁ am Austritt macht, wird gemäß der Erfindung A₁, B₁ nahezu geich C, D ge-* macht, um eine Verbreiterung des Dampfstrahles am Austritt aus den Luftschaufeln zu vermeiden. In Abb. 2 und 3 sind zwei Düsensegmente, bestehend aus je drei Düsen (I₁, d₂, d_s, im Schnitt als Ausführungsbeispiele schematisch wiedergegeben.

In Abb. ι haben alle Düsen die gleichen Ausflußquerschnitte, in

Abb. 2 und 3 verschiedene Ausflußquerschnitte, und zwar ist d₃ > d_z > d_v Bei allen drei Segmenten ist der beaufschlagte Bogen A, B am Eintritt kleiner als am Aus- j tritt C, D. Wenn von der vorhergehenden | teilweise beaufschlagten Stufe diesem Seg- ; ment ein Dampfstrahl von der angenäherten I Breite A, B zuströmt, so wird dieser vom Segment aufgenommen, ohne daß ein Stau auftritt oder ein Ansaugen von Dampf der Umgebung stattfindet. Im Segment verbreitert sich der Strahl ohne Zwang auf die Breite C, D, mit der er durch die Lauf- ι schaufeln der nächsten Stufe zuströmt, deren j Düsensegmente zweckmäßigerweise eine Ein- j trittsstellung annähernd gleich C, D er- j halten.

In Abb. 3 ist ein Segment mit größerer Baulänge wiedergegeben. Hier springen die. Anfangskanten der Zwischenwände a, b gegen die Vorderfläche A, B zurück, so daß sie gegen diese unter dem Winkel B, A, E geneigt sind, wobei A, E auch eine gekrümmte Linie sein kann. Dies hat den Zweck, die lange Parallelführung am Eintritt der Bleche a und b zu vermeiden.

In Abb. 3 sind ferner Teile der beiden benachbarten Segmente gezeichnet, für den Fall, daß es sich um die erste der voll beaufschlagten Stufen handelt.

Abb. 4 zeigt eine Konstruktion für den Zusammenstoß zweier benachbarter Düsensegmente .T₁ und S₂. Hier ist der vordersten Düse d₃ des einen Segments S₁ die Spitze weggeschnitten, wogegen hinter der hintersten Düse d_x des anstoßenden Segments S₂ ein entsprechendes Stück e angesetzt ist. Man vermeidet dadurch die doppelte Wand, die in Abb. 3 als f und g dargestellt ist und eine in vielen Fällen zu starke Unterbrechung .des Dampfstrahles verursacht. Werden die Düsensegmente aus einzelnen Teilen mit eingefrästen Kanten zusammengesetzt, so empfiehlt es sich, den Teil von der Innenkante Js₁ der Düse d_t bis zur Innenkante k_& der Düse d₃ von Abb. 4 aus einem Stück mit eingefrästem Kanal d_s herzustellen, wie es in Abb. S dargestellt ist, oder den Teil von der Innenkante I₁ der Düse d_t bis zur Innenkante /₃ der Düse d₃ von Abb. 4 aus einem Stück mit eingefrästem Kanal d_t herzustellen, wie es in Abb. 6 dargestellt ist.

Claims (4)

85 Patentansprüche:

1. Leitvorrichtung für Dampfturbinen, bei denen mindestens ein Laufrad teilweise beaufschlagt ist, dadurch gekenn- go zeichnet, daß der aus der vorhergehenden Stufe beaufschlagte Bogen der Leitvorrichtung in der Umfangsrichtung am Eintritt kleiner ist als am Austritt und am Eintritt angenähert gleich ist dem beaufschlagten Bogen am Austritt der vorhergehenden Stufe.

2. Leitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des beaufschlagten Bogens am Austritt zu dem am Eintritt gleich oder nahezu gleich ist dem Verhältnis der Summe der Düsenquerschnitte dieser Stufe zur Summe der Düsenquerschnitte der vorhergehenden Stufe.

3. Leitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von seinen Einzeldüsen die vorderen größere lichte Weite besitzen als die hinteren, gemessen in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit.

4. Dampfturbinenstufe mit mehreren Leitvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Düsensegmente in gleichen oder nahezu gleichen Abständen am Umfange verteilt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.