DE2836265C2 - Diffusor für den Ausgang einer axial durchströmten Dampfturbine - Google Patents

Description

durchströmenden

dem Ringraum 10 übr.r hohle, die Trennwand 3 haltende Arme 13 verbindet So gelangt von jedem der beiden Elementardiffusoren 4 und 5 über die Ringspalte 7 bzw. 9 ein Teilstrom in die Kondensatorzone niedrigeren

durch gekennzeichnet daß die Ringspalte (7, 9) so 30 Drucks. Solche Diflusoren mit ringförmigen Trennwänausgelegt sind, daß durch sie zwischen 4 bis 12% des den sind an sich, d. h. ohne die Absaugspalte, bekannt,

siehez.B.GB-PS234581.

Fig.3 zeigt deutlicher, wie die Arme 13 angeordnet sind. Ihre Form und Stellung im Strömungsweg sind bezüglich möglichst geringer Strömungsverluste optimiert

F i g. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Hälfte des Diffusors von F i g. 2 oder 3 im Sc^hr<ttt Die Pfeile E geben die im wesentlichen axiale Strömungsrichtung

einen Elementardiffusors (4, J) Mediums abgeführt werdea

Die Erfindung bezieht sich auf einen Diffusor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Ein solcher Diffusor ist bekannt z. B. aus der Druck- 40 des Mediums am Eingang des Diffusors und die Pfeile 5 hrif, id-α ο «.η mo c κ-:.,. -:— ^/:_i_„ui ..__ die im wesentlichen radiale Strömungsrichtung des Mediums am Ausgang des Diffusors an.

Der Diffusor besitzt einen konvexen Wandbereich 6 und einen konkaven Wandbereich 16. Zwischen den bei-45 den befindet sich eine hohle Trennwand 3, die den Kanal in zwei Elementardiffusoren 4 und 5 unterteilt. Der Hohlraum 12 steht mit dem Elementardiffusor 4 über einen Ringspalt 9 im konvexen Wandbereich 8 in Verbindung. In gleicher Weise steht der andere Elementar-Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich bevorzug- 50 diffusor 5 über den Ringspalt 7 mit dem Ringraum 10 in ter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Un- Verbindung. Die konvexen Wandbereiche 6 und 8 der

beiden Elementardiffusoren setzen sich jenseits der Ringspalte 7 und 9 in konkave Wandbereiche 6a bzw. 8a fort. Der konvexe Wandbereich setzt sich durch den Ringspalt 7 bzw. 9 hindurch stetig mit steigender Wandkrümmung 18 bzw. 19 fort.

Die in F i g. 4 eingetragenen Meßwerte zeigen die örtliche Relativgeschwindigkeit bezüglich der mittleren Eintrittsgeschwindigkeit des Mediums an. In den konve-60 xen Wandbereichen 6 und 8 vor den Ringspalten 7 und 9 stellt man eine Beschleunigung bis zum Faktor 1,2 fest. Danach bleibt die Geschwindigkeit bis zum ansaugenden Ringspalt konstant. Hinter dem Ringspalt ist die Geschwindigkeit gleichmäßig über den ganzen Kanalner axialen Dampfturbine dargestellt. Der ringförmige 65 querschnitt. In den beiden konkaven Wandbereichen 16 Ausgangsquerschnitt dieses Rades ist mit einer zylindri- bzw. 17 sinkt die Strömungsgeschwindigkeit kontinuierschen Oberfläche über einen torusförmigen Diffusor 2 lieh vom Eingang bis zum Ausgang um den Faktor 0.5 verbunden, dessen Schnitt entlang der Achse eine ab. Ein Ansaugen der Grenzschicht kann also an den

schrift JP-A 2 52-17 102. Er besitzt eine Vielzahl von öffnungen im konvexen Wandbereich, durch die ein verhältnismäßig großer Anteil des Abdampfes abgesaugt werden muß, falls man ein Ablösen der Strömungsfäden von diesem Wandbereich verhindern will.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber diesem Stand der Technik, die Absaugrate zu verringern, ohne daß zugleich die Strömungsfäden abreißen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

teransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Axialschnitt eine Turbinenstufe mit dem erfindungsgemäßen Diffusor.

F i g. 2 zeigt eine Variante hierzu mit zwei Elementardiffusoren.

Fig.3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie M-IH in F i g. 2, und

F i g. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab ein Detail aus Fig. 2.

In F i g. 1 ist das letzte Niederdruckturbinenrad 1 ei-

konkaven Wänden 16 und 17 erfolgen. Im Gegensatz dazu ist der Druckgradient entlang der konvexen Wandbereiche 6 und 8 negativ vom Strömungseintritt in den Diffusor bis zu dem Punkt, an dem die Geschwindigkeit 1,2 mal der Durchschnittsgeschwindigkeit ist Dann ist der Gradient null bis zum Ringspalt, wo die Wiederverdichtung erfolgt Danach ist der Druckgradient wieder null bis zum Ausgang.

Im Gegensatz zu Axialdiffusoren, bei denen die Geschwindigkeit an den Wänden nie größer als die Eintnttsgeschwindigkeit des Strömungsmediums sein kann, ist es hier notwendig, das Medium an den konvexen Wänden zu beschleuniger«, um die Ablenkung des Mediums zu bewirken. Die Anzahl und die Formgebung der Elementardiffusoren ermöglicht eine Begrenzung der Obergeschwindigkeit auf einen mit den Ansaugmöglichfeeiien des kalten Teils des Kondensators mit zwei Druckzonen verträglichen Wert.

In F i g. 4 sieht man, daß die Geschwindigkeit entlang der konvexen Wandbereiche den Faktor \2 bezüglich der Eingangsgeschwindigkeit nie überschreitet Man weiß in der Tat, daß es günstig ist, den Faktor 13 nicht zu überschreiten.

Vorzugsweise sind die Ringspalte 7 und 9 so geformt, daß der Strömungsteil, der durch den Ringspalt abgesaugt wird, zwischen 4 und 12% der Gesamtströmung des betrachteten Diffusors ausmacht

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

6 5

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Diffusor für den Ausgang einer axial durchströmten Dampfturbine, wobei der Abdampf den Diffusor axial anströmt und radial verläßt und dann einem Kondensator zugeführt wird und wobei an den konvexen Wandbereichen des Diffusors Öffnungen vorgesehen sind, durch die ein Teil des Abdampfes zur Vermeidung von Wirbelbildungen in diesem Bereich abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem konvexen Wandbereich (6, 8) ein Ringspalt (7, 9) vorgesehen ist, durch den der genannte Teil des Abdampfes einer Kondensatorzone niedrigeren Drucks zugeführt wird, und daß der konvexe Wandbereich (6,8) so geformt ist, daß der Druckgradient an seiner Oberfläche, gemessen in Strömungsrichtung, an jedem Punkt negativ oder null ist

Krümmung zeigt

Der konvexe Wandbereich 6 des Diffusors ist mit einem Ringspalt 7 versehen, über den das Strömungsmedium in einen Ringraum 10 und von diesem weiter über eine Verbindungsleitung 11 an den Niederdruckteil eines nicht dargestellten Kondensators mit zwei Druckzonen gelangt Solche Kondensatoren sind bekannt und die beiden Zonen werden von einem gemeinsamen Kühlrohrbündel durchzogen.

ίο So gelangt ein Teil des von der letzten Turbinenstufe kommenden Strömungsmediums über den Ringspalt 7 in den Ringraum 10 und über die Leitung 11 zum Kondensator, während das Strömungsmedium im übrigen entlang den Pfeilen 14 und einer Leitung 15 zu der Kondensatorzone mit dem höheren Druck strömt

Die Fig.2 und 3 zeigen eine Variante zu Fig. 1, bei der für funktionsgleiche Teile gleiche Bezug^zeichen verwendet sind. Der Diffusor weist in seinem Inneren eine rotationssymmetrische Trennwand 3 auf, die den

2, Diffusor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 Gesamtquerschnitt in zwei Elementardiffusoren 4 und 5 zeichnet daß der konvexe Wandbereich in Strö- unterteilt und die transversalen Druckgradienten vermungsrichtung hinter dem Ringspalt in einen konka- mindert Der Elementardiffusor 5 gleicht dem aus ven Wandbereich (6a, Sa) übergeht F i g. 1. Im Elementardiffusor 4 befindet sich im konve-

3. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, da- xen Wandbereich der hohlen Trennwand 3 ein weiterer durch gekennzeichnet daß der konvexe Wandbe- 25 Ringspalt 9, der den Kanal des Elementardiffusors 4 mit reich (6, 8) sich stetig durch den Ringspalt (7, 9)

hindurch in einem Wandbereich (18, 19) erhöhter Wandkrümmung fortsetzt

4. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da-