DE19620828C1 - Turbinenwelle sowie Verfahren zur Kühlung einer Turbinenwelle - Google Patents
Turbinenwelle sowie Verfahren zur Kühlung einer TurbinenwelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Turbinenwelle, welche entlang ei
ner Hauptachse gerichtet ist, und einen Einströmbereich für
Fluid aufweist, an den sich in axialer Richtung zumindest
zwei untereinander beabstandete Ausnehmungen zur Aufnahme zu
mindest einer jeweiligen Turbinenschaufel anschließen. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kühlung eines
Einströmbereichs einer in einer Turbine, insbesondere einer
Dampfturbine, angeordneten Turbinenwelle.
Die DE 32 09 506 A1 behandelt eine axial beaufschlagte Dampf
turbine, insbesondere in zweiflutiger Ausführung. Im Bereich
der Dampfeinströmung ist zwischen der Welle und einer ring
förmigen Wellenabschirmung ein Ringkanal gebildet. Die Welle
hat im Bereich der Dampfeinströmung eine rotationssymmetri
sche Vertiefung. In diese Vertiefung ragt teilweise die ring
förmige Wellenabschirmung hinein, welche über die ersten
Leitschaufelreihen mit dem Gehäuse der Turbine verbunden und
durch diese getragen ist. Die Wellenabschirmung weist zur
Dampfeinleitung Durchführungen auf, die zentrisch zu dem Ein
strömbereich und zwischen den ersten Leitschaufeln angeordnet
sind und tangential in den Spalt zwischen der rotierenden
Welle und der feststehenden, vom Gehäuse getragenen Abschir
mung münden.
Die DE 34 06 071 A1 zeigt eine ringförmige Wellenabschirmung,
die zwischen den beiden Kränzen der ersten Leitschaufelreihen
angeordnet ist. Durch die Wellenabschirmung erfolgt eine Ab
schirmung des Außenumfangs bzw. der Oberfläche der Turbinen
welle gegenüber dem Frischdampf. Die Wellenabschirmung weist
stromauf der Kränze Einlässe auf, durch die ein Teilstrom des
Frischdampfs gedrosselt in einen Spalt zwischen der Wellenab
schirmung und der Turbinenwelle gelangt. Die Einlässe sind so
geneigt, daß der Frischdampf eine Strömungskomponente in Um
fangsrichtung der Turbinenwelle erhält. An dem Innenumfang
der Wellenabschirmung sowie an der Turbinenwelle können
Hilfs-Leit- bzw. Hilfs-Laufschaufeln vorgesehen sein.
Zur Steigerung des Wirkungsgrades einer Dampfturbine trägt
die Verwendung von Dampf mit höheren Drücken und Temperaturen
bei, insbesondere sogenannte überkritische Dampfzustände, mit
einer Temperatur von beispielsweise über 550°C. Die Verwen
dung von Dampf mit einem solchen Dampfzustand stellt erhöhte
Anforderungen an eine entsprechend beaufschlagte Dampftur
bine, insbesondere an die Turbinenwelle der Dampfturbine.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Turbinenwelle anzugeben,
welche in einem thermisch hoch belasteten Bereich, insbeson
dere einem Einströmbereich für Aktionsfluid, kühlbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren
zur Kühlung einer in einer Turbine angeordneten Turbinen
welle, insbesondere eines Einströmbereiches der Turbinen
welle, anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Turbinenwelle gerichtete
Aufgabe durch eine Turbinenwelle gelöst, welche entlang einer
Hauptachse gerichtet ist, einen Einströmbereich für Aktions
fluid, zumindest zwei untereinander sowie von dem Einströmbe
reich axial beabstandete Ausnehmungen zur Aufnahme zumindest
einer jeweiligen Turbinenschaufel aufweist und welche einen
dem Einströmbereich zugeordneten Hohlraum aufweist, welcher
mit einer Zuleitung und einer Ableitung für Kühlfluid verbun
den ist. Der Hohlraum ist vorzugsweise zur Wellenachse rota
tionssymmetrisch.
Durch die Kühlung des Wellenwerkstoffs wird eine deutliche
Erhöhung der Tragfähigkeit desselben bewirkt und damit eine
rationellere Bauweise, z. B. der Einsatz konventioneller, ko
stengünstiger Wellenwerkstoffe auch im Bereich sehr hoher
Dampfeintrittstemperaturen, ermöglicht.
Bei einer Beaufschlagung der Turbinenwelle mit Aktionsfluid,
insbesondere Dampf eines überkritischen Dampfzustandes, ist
durch Zuführung von Kühlfluid in den Hohlraum hinein eine
Kühlung der Turbinenwelle in dem Einströmbereich erreicht.
Das Kühlfluid, welches zur Kühlung der Turbinenwelle dem
Hohlraum zugeführt wird, kann hierbei ein Teilstrom von be
reits abgekühltem der Turbinenwelle in dem Einströmbereich
zugeführtem Aktionsfluid, insbesondere Dampf, sein. In dem
Hohlraum wird das zur Kühlung verwendete Kühlfluid durch Wär
meübertragung erhitzt. Entspricht das Kühlfluid dem Aktions
fluid zum Betrieb der Turbine, in welcher die Turbinenwelle
angeordnet ist, so stellt der Hohlraum einen Zwischenüberhit
zer dar. Das darin zwischenüberhitzte Kühlfluid kann der Tur
bine, insbesondere der Dampfturbine, an geeigneter Stelle
wieder (als Aktionsfluid) zugeführt werden oder durch eine
Anzapfung aus dieser heraus geführt werden.
Der Hohlraum ist vorzugsweise durch einen, insbesondere zur
Wellenachse rotationssymmetrischen, Deckel verschlossen, wel
cher gleichzeitig auch als Strömungsumlenkungselement dienen
kann. Der Deckel ist vorzugsweise mit der Turbinenwelle ver
schweißt, wodurch sichergestellt ist, daß Kühlfluid und Akti
onsfluid in dem Einströmbereich getrennt voneinander geführt
werden. Strömungsverluste infolge einer Durchmischung sind
somit vermieden. Das Kühlfluid steht in dem Hohlraum in kei
nem unmittelbaren Kontakt mit dem an der Außenoberfläche des
Deckels auftreffenden heißen Aktionsfluid, welches insbeson
dere Dampf mit einem überkritischen Dampfzustand ist. Der
Deckel dient als Wärmeübertrager, so daß Wärme von der Turbi
nenwelle sowohl über den Deckel als auch über die Wandungen
des Hohlraums an das Kühlfluid übertragen wird.
Bei einer Turbinenwelle für eine zweiflutige Turbine, insbe
sondere Mitteldruck-Dampfturbine, ist der Einströmbereich
vorzugsweise entlang der Hauptachse im Mittelbereich der Tur
binenwelle angeordnet. Der Einströmbereich dient zusätzlich
einer Teilung des einströmenden, die Turbine antreibenden,
Aktionsfluides. Der Hohlraum ist in radialer Richtung, vor
zugsweise tiefgedreht und liegt in axialer Richtung zwischen
den jeweils ersten Laufschaufelreihen.
Die Zuleitung führt vorzugsweise stromab einer ersten Ausneh
mung von der Wellenoberfläche in den Hohlraum hinein, und die
Ableitung führt von dem Hohlraum an die Wellenoberfläche
stromab einer zweiten Ausnehmung. Diese zweite Ausnehmung
liegt weiter stromab als die erste Ausnehmung. Hierdurch ist
gewährleistet, daß im Bereich der zweiten Ausnehmung sowohl
ein geringerer Druck als auch eine geringere Temperatur des
Aktionsfluides vorliegt als im Bereich der ersten Ausnehmung.
Wird als Kühlfluid zur Kühlung der Turbinenwelle das Aktions
fluid zum Antrieb der Turbinenwelle verwendet, so ist hier
durch gewährleistet, daß sich bereits aufgrund des Tempera
tur- und/oder Druckgradienten eine Strömung durch den Hohl
raum hinweg ausbildet.
Bei einer einflutigen Turbine liegt der Einströmbereich in
einem Endbereich der Turbinenwelle, welcher Endbereich als
ein Kolben mit vergrößertem Durchmesser ausgebildet ist. Die
ser Kolben weist eine Dichtung auf, die den Dampfströmungsbe
reich zwischen Turbinenwelle und Gehäuse der Turbine abdich
tet. Der Hohlraum ist hierbei vorzugsweise zwischen der Aus
nehmung für die erste Laufschaufelreihe und dem Kolben ausge
bildet. Die Ableitung führt vorzugsweise von dem Hohlraum in
den Kolben hinein und mündet dort im Bereich der Dichtung.
Von dort führt die Ableitung durch das Gehäuse hindurch, bei
spielsweise in den Dampfströmungsbereich zurück und zwar
stromab der ersten Ausnehmung. Hierdurch ist ebenfalls ein
Druck- und/oder Temperaturunterschied zwischen Eingang der
Zuleitung und Ausgang der Ableitung gewährleistet. Die Ablei
tung kann ebenfalls zu einer Anzapfung führen, so daß das aus
dem Hohlraum ausströmende Kühlfluid unmittelbar aus der
Dampfturbine abgezogen werden kann.
Vorzugsweise weist die Zuleitung und/oder die Ableitung eine
weitgehend axiale Bohrung und eine weitgehend radiale Bohrung
auf. Die radiale Bohrung führt von der Wellenoberfläche in
die Turbinenwelle hinein und geht in die axiale Bohrung über,
welche sich von dem Hohlraum in axialer Richtung erstreckt.
Durchmesser der Zu- und Ableitung sind jeweils den entspre
chenden Dampfzuständen und der gewünschten Kühlung angepaßt.
Entsprechend ist die Größe des Hohlraums an die erforderliche
Kühlleistung angepaßt.
Die Turbinenwelle mit einer Kühlung im Einströmbereich von
heißem Aktionsfluid eignet sich besonders in einer Dampftur
bine, welche mit Dampf mit einem überkritischen Dampfzustand
beaufschlagt wird. Die Dampfturbine kann hierbei eine zwei
flutige Mitteldruck-Teilturbine oder eine einflutige Dampf
turbine sein. Die Dampfturbine ist bereits durch Zuführung
von Frischdampf hinter der ersten Laufschaufelreihe so kühl
bar, daß ein sicherer Betrieb der Turbinenwelle bei Dampfzu
ständen mit Temperaturen über 550°C gewährleistet ist.
Die auf ein Verfahren zur Kühlung eines Einströmbereichs in
einer Turbine, insbesondere einer Dampfturbine, angeordneten
Turbinenwelle wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
stromab einer ersten Laufschaufelreihe Aktionsfluid, insbe
sondere Dampf mit einem überkritischen Dampfzustand, als
Kühlfluid in einen dem Einströmbereich zugeordneten Hohlraum
strömt und von dort über eine Ableitung aus der Turbinenwelle
herausgeführt wird. Hierdurch wird Wärme von dem einströmen
den Aktionsfluid, welche an die Turbinenwelle abgegeben
wurde, über die Wandungen des Hohlraums an das in den Hohl
raum geleitete Kühlfluid abgegeben, so daß eine Kühlung der
Turbinenwelle gewährleistet ist. Diese Kühlung ist konstruk
tiv einfach durch Ausbildung eines entsprechenden Hohlraumes,
beispielsweise durch Tiefdrehen, mit zugehöriger Ab- und Zu
leitung herstellbar. Mögliche Beeinflussungen durch die Aus
bildung des Hohlraumes hinsichtlich der thermomechanischen
Eigenschaften der Turbinenwelle werden durch die durchge
führte Kühlung mehr als kompensiert. Die Turbinenwelle mit
Kühlung des Einströmbereiches eignet sich daher besonders
auch für Dampf mit überkritischem Dampfzustand mit Temperatu
ren von über 550°C.
Das Kühlfluid wird insbesondere bei einer mit Dampf beauf
schlagten zweiflutigen Mitteldruck-Teilturbine stromab einer
zweiten Laufschaufelreihe, die weiter stromab als die erste
Laufschaufelreihe angeordnet ist, aus der Turbinenwelle her
ausgeführt. Da zwischen der Einströmung in die Zuleitung und
der Ausströmung aus der Ableitung ein Druck- und/oder Tempe
raturgradient vorherrscht, wird die Strömung des Kühlfluides
durch den Hohlraum ohne Zwangsmaßnahmen aufrechterhalten.
Bei einer einflutigen Turbine, insbesondere einer Mittel
druck-Teilturbine, wird das Kühlfluid aus dem Hohlraum über
einen Endbereich der Turbinenwelle durch die Ableitung in das
die Turbinenwelle umschließende Gehäuse geführt. Hier kann
das Kühlfluid unmittelbar in eine Anzapfung oder stromab ei
ner weiter stromab als die erste Laufschaufelreihe liegenden
Leitschaufelreihe wieder (als Aktionsfluid) in die Dampfströ
mung zwischen Gehäuse und Turbinenwelle eingeleitet werden.
Der aus dem die Turbinenwelle antreibenden Dampfstrom abge
führte Teilstrom wird somit erneut nutzbar gemacht, so daß
allenfalls eine geringfügige Beeinflussung des Wirkungsgrades
der Turbine auftritt. Da zudem das in den Hohlraum einströ
mende Kühlfluid aufgeheizt wird - der Hohlraum wirkt somit
als Zwischenüberhitzer - ist sogar gegebenenfalls eine Wir
kungsgradsteigerung zu erreichen.
Dem Hohlraum wird vorzugsweise ein Volumenstrom an Dampf von
1% bis 4%, insbesondere 1,5 bis 3%, des gesamten Frisch
dampfvolumenstroms, welcher die Turbinenwelle antreibt, zuge
führt. Die zugeführte der Kühlung dienende Menge an Dampf
hängt von Einzelparametern, wie Dampfzuständen, verwendete
Materialien und Leistungsgröße der Dampfturbinenanlage, ab.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spiele werden die Turbinenwelle sowie das Verfahren zur Küh
lung der Turbinenwelle näher erläutert. Es zeigen schematisch
und nicht maßstäblich
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine
zweiflutige Mitteldruck-Teilturbine und
Fig. 2 einen Längsschnitt einer einflutigen Mittel
druck-Dampfturbine.
Gleiche Bezugszeichen haben in Fig. 1 und Fig. 2 jeweils die
gleiche Bedeutung.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Längsschnittes durch eine
zweiflutige Mitteldruck-Teilturbine 15 einer Dampfturbinen
anlage dargestellt. In einem Gehäuse 19 ist eine Turbinen
welle 1 angeordnet. Die Turbinenwelle 1 erstreckt sich ent
lang einer Hauptachse 2 und weist in ihrem Mittelbereich 10
einen Einströmbereich 3 für Aktionsfluid 4a, insbesondere
Dampf mit einem überkritischen Dampfzustand, auf. Das Gehäuse
19 hat einen dem Einströmbereich 3 zugeordneten Dampfeintritt
22, so daß Dampf zwischen das Gehäuse 19 und die Turbinen
welle 1 einströmt. Der Dampf wird in dem Einströmbereich 3 in
zwei Teilströme, wie durch Strömungspfeile dargestellt, ge
teilt. Die Dampfturbine 15 weist einen vorzugsweisen tiefge
drehten in ihrem Mittelbereich 10 angeordneten Hohlraum 7
auf. Dieser Hohlraum 7 ist an seiner dem Dampfeintritt 22 zu
gewandten Seite durch einen Deckel 11 verschlossen, welcher
mit der Turbinenwelle 1 verschweißt ist. Der Deckel 11 ist in
Richtung des Dampfeintrittes 22 gewölbt, so daß hierdurch die
Teilung des Dampfes 4a in zwei Dampfteilströme unterstützt
wird. Die Turbinenwelle 1 weist in axialer Richtung sich an
den Einströmbereich 3 anschließende und jeweils voneinander
beabstandete Ausnehmungen 5a und 5b auf. Diese Ausnehmung
5a, 5b dienen der Aufnahme von Turbinenschaufeln 6a, 6b, die
jeweils eine Laufschaufelreihe 16 bzw. 17 bilden. Der Über
sichtlichkeit halber sind weitere Ausnehmungen sowie darin
angeordnete Laufschaufeln nicht dargestellt. Vor jeder Lauf
schaufelreihe 16, 17 ist an dem Gehäuse 19 eine entsprechende
Leitschaufelreihe 21 vorgesehen. Stromab der ersten Ausneh
mung 5a des in Fig. 1 nach rechts strömenden Teildampfstromes
ist eine im wesentlichen radial verlaufende in das Innere der
Turbinenwelle 1 führende Bohrung 14 dargestellt. Diese Boh
rung 14 geht in eine axiale Bohrung 13 über, welche in den
Hohlraum 7 mündet. Die beiden Bohrungen 14 und 13 bilden eine
Zuleitung 8, die die Wellenoberfläche 12 strömungstechnisch
mit dem Hohlraum 7 verbindet. Hierdurch gelangt ein Teil des
Dampfes 4 entsprechend der Strömungspfeile stromab der ersten
Laufschaufelreihe 16 in den Hohlraum 7 hinein. Von dem Hohl
raum 7 führt eine weitere axiale Bohrung 13, an der der Zu
leitung 8 gegenüberliegenden Seite des Hohlraums 7 in die
Turbinenwelle 1 hinein. Diese axiale Bohrung 13 geht in eine
im wesentlichen radiale Bohrung 14 über, welche an der Wel
lenoberfläche 12 stromab einer zweiten Ausnehmung 5b mündet.
Letztere beiden Bohrungen 13 und 14 stellen eine Ableitung 9
dar, durch die Dampf 4b aus dem Hohlraum 7 in den gemäß Fig. 1
nach links abgelenkten Dampfteilstrom zurückgeführt wird.
In dem durch den Deckel 11 abgeschlossenen Hohlraum 7 findet
eine Zwischenüberhitzung des als Kühlfluid dienenden Dampfes
4b statt, wodurch neben einer Kühlung der Turbinenwelle 1 ge
gebenenfalls auch eine Wirkungsgraderhöhung der Dampfturbine
15 erreichbar ist. Der durch die Zuleitung 8, den Hohlraum 7
und Ableitung 9 geführte Volumenstrom an Dampf 4b hängt von
der abzuführenden Wärmemenge, der Leistungsgröße der Dampf
turbine 15 sowie anderen Parametern ab. Er kann zwischen 1,5%
und 3,0% des gesamten Frischdampfvolumenstroms liegen. Ge
gebenenfalls ist um eine unsymmetrische Beaufschlagung der
linksseitig und rechtsseitig des Einströmbereiches angeordne
ten Turbinenschaufeln 6a, 6b infolge des Dampfdurchsatzes
durch den Hohlraum 7 zu vermeiden, eine geeignete Aufteilung
des gesamten Frischdampfstromes in zwei annähernd gleiche
nach links bzw. rechts strömende Teilströme vorgesehen. Durch
die Kühlung der Turbinenwelle 1 in dem Einströmbereich 3 wer
den deren thermomechanische Eigenschaften verbessert und eine
Beständigkeit der Turbinenwelle 1 auch bei Hochtemperaturbe
lastungen von über 550°C sichergestellt.
In Fig. 2 ist in einem Längsschnitt eine einflutige Mittel
druck-Dampfturbine 15 dargestellt, wobei der Übersichtlich
keit halber lediglich der oberhalb einer Hauptachse 2 lie
gende Teil gezeigt ist. Die Dampfturbine 15 hat ein Gehäuse
19, in dem sich eine entlang der Hauptachse 2 erstreckende
Turbinenwelle 1 dargestellt ist. In einem Endbereich 18 ist
die Turbinenwelle 1 mit einer Wellendichtung 24 gegenüber dem
Gehäuse 19 abgedichtet. Der Dampf 4a zum Antrieb der Turbi
nenwelle 1 wird durch einen Dampfeintritt 22 der Dampfturbine
15 zugeführt und strömt im wesentlichen entlang der
Hauptachse 2 durch alternierend angeordnete Laufschaufelrei
hen 16, 17 und Leitschaufelreihen 21 zu einem Abströmstutzen
23. An den Dampfeintritt 22 schließt sich ein Einströmbereich
3 an, der zwischen dem Endbereich 18 und der ersten Lauf
schaufelreihe 16 liegt. In diesem Einströmbereich 3 weist die
Turbinenwelle 1 einen Hohlraum 7 auf, welcher mit einem Deckel
11 zu dem Einströmbereich 3 hin verschlossen ist. Stromab
der ersten Laufschaufelreihe 16 führt eine Zuleitung 8 durch
die Turbinenwelle 1 hindurch zu dem Hohlraum 7. Von diesem
Hohlraum 7 führt eine Ableitung 9 durch die Turbinenwelle 1
hindurch zu der Wellendichtung 24 und von dort durch das Ge
häuse 19 hindurch zu einer Anzapfstelle 20. Zwischen der er
sten Laufschaufelreihe 16 und der Anzapfstelle 20 liegt ein
Temperatur und/oder Druckunterschied vor, so daß Dampf 4b
ohne zusätzliche Zwangsmaßnahmen durch die Zuleitung 8 in den
Hohlraum 7 und von dort über die Ableitung 9 zur Anzapfstelle
20 strömt. Dieser Dampf 4b nimmt über die Wandungen, insbe
sondere den Deckel 11, Wärme von der Turbinenwelle 1 auf, und
bewirkt somit eine Kühlung der Turbinenwelle 1. Durch die
Aufnahme der Wärme wird der Dampf 4b in dem Hohlraum 7 zwi
schenüberhitzt und kann somit weiterhin für den gesamten
Dampfprozeß gegebenenfalls wirkungsgradsteigernd verwendet
werden. Die Zuleitung 8 sowie die Ableitung 9 können kon
struktiv einfach als Bohrungen ausgeführt sein.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Turbinenwelle aus,
welche in einem thermisch hoch belasteten Einströmbereich ei
nen Hohlraum aufweist, dem Fluid zur Kühlung zuführbar ist.
Vorzugsweise ist das dem Hohlraum zugeführte Kühlfluid aus
dem die Turbinenwelle antreibenden Gesamtstrom von Dampf oder
Gas abgezweigt. Durch eine strömungstechnische Anbindung des
Hohlraums an Bereiche, in denen unterschiedliche Druck- und/
oder Temperaturzustände des Dampfes oder des Gases vorherr
schen, ist ein stete ohne zusätzliche Zwangsmaßnahmen hervor
gerufene Strömung durch den Hohlraum gewährleistet. Durch die
Wandungen des Hohlraums findet ein Wärmeübergang von der Tur
binenwelle auf das der Kühlung dienende Fluid, insbesondere
Wasserdampf, statt, wodurch eine sichere Kühlung der Turbi
nenwelle sowie eine Zwischenüberhitzung des Kühlfluides er
folgt.
Claims (10)
1. Turbinenwelle (1), die sich entlang einer Hauptachse (2)
erstreckt, mit einem Einströmbereich (3) für Aktionsfluid
(4a), mit zumindest zwei untereinander sowie von dem Ein
strömbereich (3) axial beabstandeten Ausnehmungen (5a, 5b) zur
Aufnahme zumindest einer jeweiligen Turbinenschaufel (6a, 6b)
und einem dem Einströmbereich (3) zugeordneten Hohlraum (7),
welcher mit einer Zuleitung (8) und einer Ableitung (9) eines
Teilstroms des Aktionsfluids als Kühlfluid (4b) verbunden
ist, wobei die Zuleitung (8) stromab einer ersten Ausnehmung
(5a) und die Ableitung (9) stromab einer weiter stromab ange
ordneten Ausnehmung (5b) an der Wellenoberfläche (12) mündet.
2. Turbinenwelle (1) nach Anspruch 1, bei der der Einström
bereich (3) zur Fluidstromteilung in Richtung der Hauptachse
(2) in ihrem Mittelbereich (10) angeordnet ist.
3. Turbinenwelle (1) nach Anspruch 1 oder 2 in einer Dampf
turbine (15), insbesondere einer zweiflutigen Mittel
druck-Teilturbine.
4. Turbinenwelle (1) nach Anspruch 3, bei der die Zuleitung
(8) stromab einer ersten Laufschaufelreihe (16) und die Ab
leitung (9) stromab einer zweiten Laufschaufelreihe (17), die
stromab der ersten Laufschaufelreihe (16) angeordnet ist, an
der Wellenoberfläche (12) mündet.
5. Turbinenwelle (1), die sich entlang der Hauptachse (2)
erstreckt und in einem Gehäuse (19) einer Dampfturbine, ins
besondere einer einflutigen Mitteldruck-Teilturbine, angeord
net ist, einen Einströmbereich (3) für Aktionsfluid (4a), zu
mindest zwei untereinander sowie von dem Einströmbereich (3)
axial beabstandete Ausnehmungen (5a, 5b) zur Aufnahme zumin
dest einer jeweiligen Turbinenschaufel (6a, 6b) und einen dem
Einströmbereich (3) zugeordneten Hohlraum (7) aufweist, wel
cher mit einer Zuleitung (8) und einer Ableitung (9) eines
Teilstroms des Aktionsfluids als Kühlfluid (4b) verbunden
ist, wobei die Zuleitung (8) stromab einer ersten Ausnehmung
(5a) an der Wellenoberfläche (12) mündet und die Ableitung
(9) über einen Endbereich (18) der Turbinenwelle (1) in das
Gehäuse (19) hinein und darin bis zu einem Bereich stromab
einer weiter stromab angeordneten Ausnehmung (5b) geführt
ist.
6. Turbinenwelle (1) nach Anspruch 5, die Ableitung (9) in
eine stromab einer ersten Laufschaufelreihe (16) angeordneten
Anzapfung (20) mündet.
7. Turbinenwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei der der Hohlraum (7) durch einen Deckel (11) ver
schlossen ist.
8. Turbinenwelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, bei der die Zuleitung (8) und/oder die Ableitung (9)
eine weitgehend axiale Bohrung (13) und eine weitgehend ra
diale Bohrung (14) aufweist bzw. aufweisen.
9. Verfahren zur Kühlung eines Einströmbereichs (3) einer
in einer Turbine, insbesondere einer Dampfturbine (15) ange
ordneten Turbinenwelle (1), bei der stromab einer ersten
Laufschaufelreihe (16) ein Teilstrom des Aktionsfluids als
Kühlfluid (4b) entnommen wird bei einem ersten Druckniveau in
einen dem Einströmbereich (3) zugeordneten Hohlraum (7)
strömt und von dort über eine Ableitung (9) aus der Turbinen
welle (1) bei einem zweiten gegenüber dem ersteren niedrige
ren Druckniveau herausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem in einer Dampfturbine
(15) dem Hohlraum (7) als Kühlfluid (4b) ein Volumenstrom an
Dampf von 1,0% bis 4,0%, insbesondere 1,5% bis 3%, des ge
samten Frischdampfvolumenstroms zugeführt wird.
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