DE3006286A1 - Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufe - Google Patents
Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufeInfo
- Publication number
- DE3006286A1 DE3006286A1 DE19803006286 DE3006286A DE3006286A1 DE 3006286 A1 DE3006286 A1 DE 3006286A1 DE 19803006286 DE19803006286 DE 19803006286 DE 3006286 A DE3006286 A DE 3006286A DE 3006286 A1 DE3006286 A1 DE 3006286A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reaction
- steam turbine
- stages
- stage
- designed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/16—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines characterised by having both reaction stages and impulse stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
Ueberdruckdampfturbine mit einer Gleichdruckregelstufe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ueberdruckdampfturbine mit einer Gleichdruckregelstufe nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Zur Verbesserung des Teillastwirkungsgrades ist bei Reaktionsdampfturbinen
der Reaktionsbeschaufelung meist eine als Gleichdruckstufe ausgeführte Regelungsstufe vorgeschaltet.
Dabei erfolgt die Lastregelung durch Schliessen oder Drosseln einzelner, jeweils einem Sektor des Düsenkranzes
zugeordneter Regelventile. Diese Teilbeaufschlagung der Regelstufe führt zu starken Inhomogenitäten der
Strömung am Austritt des Regelrades und damit zu zusätzlichen weiteren Verlusten in den nachfolgenden Stufen des
Reaktionsteils der Turbine. Diese Verluste nehmen aber mit abnehmendem Reaktionsgrad dieser Stufen ab. Bei kleinen,
nur wenig von Null verschiedenen Reaktionsgraden sind sie wesentlich kleiner als bei den üblicherweise ausgeführten
Reaktionsgraden von etwa 0,5·
Die bisher für zeitweisen Teillastbetrieb gebauten Dampfturbinen gehörten überwiegend der kleineren und mittleren
Leistungsklasse an. Bei diesen kann der Durchmesser des
130032/0431
Regelrades wesentlich grosser als der Durchmesser der Rotortrommel
vor der ersten Reaktionsstufe ausgeführt werden, ohne dass seine Festigkeit durch die Fliehkräfte gefährdet
wäre. Aus diesem Grunde gewinnt man zwischen der Austrittsebene des Regelrades und der Eintrittsebene der ersten
Reaktionsstufe soviel Raum, dass sich die Strömung nach dem
Regelrad bei Teilbeaufschlagung bis zum Eintritt in den
Reaktionsteil weitgehend gleichmässig über den ganzen Querschnitt des Strömungskanals verteilen kann, so dass sich
die Verluste infolge StrömungsInhomogenitäten in der ersten
Reaktionsstufe in engen Grenzen halten lassen.
Bei Dampfturbinen für grösste Leistungen ist es wegen der zu grossen Fliehkräfte hingegen nicht möglich, ein eventuell
vorgesehenes Regelrad gegenüber dem Reaktionsteil um so viel grosser auszuführen, dass der Raum zwischen Regelrad
und erster Reaktionsstufe zur Vergleichmässigung der
Strömung über den ganzen Umfang des Strömungskanals ausreicht. Eine solche Regelung ist also im Teillastbetrieb
mit erheblichen Verlusten verbunden. Im Extremfall kann das Regelrad nur mit gleichem Durchmesser wie die Beschaufelung
der ersten Reaktionsstufe ausgeführt werden, so dass bei Teilbeaufschlagung die Strömung sehr unvollkommen und der
Wirkungsgrad erheblich verschlechtert wird.
Dies spielte solange keine ausschlaggebende Rolle,als man
wegen annehmbarer Energiekosten solche Turbinen bei praktisch konstanter Grundlast im Dauerbetrieb arbeiten liess.
Wegen der enorm gestiegenen Energiekosten besteht nun aber neuerdings in gesteigertem Masse die Tendenz, Turbogeneratoreinheiten
für hohe Leistungen wegen des unwirtschaft-
130032/0431
lichen Betriebes in Schwachlastzeiten gedrosselt zu fahren. Dies wäre mit einer Gleichdruckregelung wirtschaftlich möglich,
wenn wie bei kleineren Turbinen genügend Raum zwischen Regelstufe und Reaktionsteil zur Verfügung stünde, um
vor letzterem eine homogene Strömung zu erhalten. Wegen der praktisch gleichen Durchmesser von Regelstufe und erster
Reaktionsstufe würde dies aber einen langen unbeschaufelten
Kanal zwischen Regelstufe und Reaktionsteil erfordern mit entsprechend höheren Material- und Bearbeitungskosten.
Die vorliegende, im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung entstand aus der Aufgabenstellung,
eine Dampfturbine zu schaffen, bei der auch im Teillastbereich ein verlustarmer Betrieb möglich ist. ·
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
beschrieben. Es stellen dar: " " "
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen
Dampfturbine,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemassen
Dampfturbine, und
Fig. 3 einen Beschaufelungsplan der ersten zwei Reaktionsstufen einer solchen Turbine.
In der Zeichnung sind gleichen Teilen gleiche Bezugszahlen
zugeordnet.
130032/0431
Bei der Ausführung nach Fig. 1 handelt es sich um den
Regelteil einer Hochleistungsdampfturbine, bei der der Durchmesser des Regelrades 1 zwar grosser als der Durchmesser
der ersteh Reaktionsstufe 2 ausgeführt werden kann, aber doch nicht .so gross, dass bei einer vom Bauaufwand
her vertretbaren Länge des Strömungskanals 3 zwischen Regelstufe und Reaktionsstufe das Kanalvolumen zur vollständigen
Homogenisierung der Strömung über den ganzen Kanalumfang ausreicht,
Um die dadurch bedingte Wirkungsgradeinbusse zu vermeiden, die in den ersten Stufen 2, 4 usw. des Reaktionsteils auftritt,
falls dieser von der ersten Stufe 2 an mit dem üblichen Reaktionsgrad von 0,5 ausgeführt ist, werden erfindungsgernäss
die ersten Stufen des Reaktionsteils mit von einem kleinen Reaktionsgrad beginnend bis zum üblichen
Reaktionsgrad von 0,5 zunehmend ausgeführt. Im Extremfall, also bei noch starker Inhomogenität der Strömung vor dem
Eintritt in den Reaktionsteil, wird man die erste Stufe 2 mit dem Reaktionsgrad Null, also als reine Gleichdruckstufe
ausführen. Diese Massnahme ist im wesentlichen gleichwertig mit einer Vergrösserung der Kanallänge zwischen Regelrad
und der ersten,mit einem Reaktionsgrad >
0 ausgeführten Stufe 2. Falls die Inhomogenität der Zuströmung zum Reaktionsteil
nicht sehr stark ist, kann die erste Reaktionsstufe 2 mit einem kleinen Reaktionsgrad, beispielsweise
von 0,2 ausgeführt werden, wodurch die Verluste gegenüber einem Reaktionsgrad von 0,5 ebenfalls stark reduziert
werden.
Die folgenden Stufen 4 usw. des Reaktionsteils erhalten nun
130032/0431
6/80
abgestuft zunehmend höhere Reaktionsgrade bis 0,5. Praktisch wird man die Abstufung vorzugsweise auf zwei bis drei
Stufen des Reaktionsteils beschränken, beispielsweise in folgenden Kombinationen: 0; 0,2; 0,5 oder 0,1; 0,3; 0,5·
Es sind aber je nach den vorliegenden Verhältnissen auch feinere Abstufungen über mehr- als drei Stufen denkbar.
Dies trifft insbesondere auf die in Fig. 2 dargestellte Turbine
zu, bei der das Regelrad 1 aus Pestigkeitsgründen nur ungefähr gleich wie die erste Stufe 2 des Regelteils ausgeführt
werden kann. Da hier der Strömungskanal ein verhältnismässig
kleines Volumen aufweist, wird man die erste Stufe des Reaktionsteils vorzugsweise als reine Gleichdruckstufe
ausführen und die folgende stufenweise Zunahme des Reaktionsgrades auf 0,5 auf mehrere, etwa 3-4, der
folgenden Reaktionsstufen 4,5 usw. aufteilen.
Die Variation des Reaktionsgrades kann auf zwei Arten oder
mit einer Kombination derselben bewerkstelligt werden: Auf die übliche Weise durch entsprechende Zunahme des Strömungskanalquerschnittes
der Laufschaufeln oder, wie aus Fig. 3 hervorgeht, durch stufenweise Vergrösserung des Abströmwinkels
cC, der Leitschaufelreihen 6,8 usw. und stufenweise
Verkleinerung des Abströmwinkels fi^ der Laufschaufelreihen
7, 9 usw., also cL ,<C <ji-^ d^-, usw. bzw. /2■{>■ β"Ρ*ß~b
usw., schliesslich auch noch durch eine Kombination dieser Massnahmen.
Hier ist noch zu bemerken, dass unter den oben genannten Reaktionsgraden die Werte im Mittelschnitt der Laufschaufelkanäle
zu verstehen sind.
13 0 0 3 2/0431
β/80
Zusammenfassung
Ueberdruckdampfturbine mit einer Gleichdruckregelstufe 3 wobei
zur Verringerung der Teilbeaufschlagungsverluste die ersten Stufen der Reaktionsbeschaufelung mit zwischen 0 und
O35 stufenweise zunehmenden Reaktionsgraden ausgelegt sind.
(Pig..I )
1 30032/0A31
Bezeichnungsliste
1 Regelrad
2 Erste Reaktionsstufe -
3 Strömungskanal
4 Zweite Reaktionsstufe
5 Dritte Reaktionsstufe
6 Leitschaufelreihe
7 Laufschaufelreihe
8 Leitschaufelreihe
9 Laufschaufelreihe
1J ^2 Abströmwinkel der Leitschaufelreihen
β -, , β 2 Abströmwinkel der Lauf schaufelreihen
130032/0431
-AO-
Leerseite
Claims (4)
- 6/80-Jt-Patentansprücheζ 1.) Ueberdruckdampfturbine mit einer Gleichdruckregelstufe, ^*-/ die der Reaktionsbeschaufelung der Turbine vorgeschaltet ist und aus einem Regelrad und einem sektorweise drosselbaren Düsenkranz besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten auf das Regelrad (1) folgenden Stufen (2, 4, 5) der Reaktionsbeschaufel'ung mit stufenweise zunehmenden mittleren Reaktionsgraden, deren Werte zwischen 0 und 0,5 liegen, ausgeführt sind. '
- 2. Ueberdruckdampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der abgestuften Reaktionsgrade der ersten Stufen (2, 4, 5) des Reaktionsteiles die Schaufelkanäle mit in Strömungsrichtung kontinuierlich zunehmender Höhe ausgeführt sind.
- 3. Ueberdruckdampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der abgestuften Reaktionsgrade der ersten Stufen(2, 4, 5) des Reaktionsteils die Leitschaufelkanäle so ausgelegt sind, dass der Abströmwinkel (ö62, cL^) der Leitschaufeln einer Leitschaufel-reihe jeweils grosser ist als der Abs'trömwinkel ( σί. , <?C p) der Leit schaufeln der vorhergehenden Leit schaufelreihe, und dass die Querschnitte der Laufschaufelkanäle so130032/04316/80■/-ausgelegt sind, dass der Abströmwinkel ( /^?J /^i) der Laufschaufeln einer Laufschaufelreihe jeweils kleiner ist als der Abströmwinkel {/3-^3 /3^) der Laufschaufeln der vorhergehenden Laufschaufelreihe.
- 4. Ueberdruckdampfturbine nach Anspruch 3j gekennzeichnet durch eine in der Strömungsrichtung kontinuierlich zunehmende Höhe der Schaufelkanäle der ersten Stufen (2, 4, 5) des Reaktionsteils.130032/0431
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH82380 | 1980-02-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3006286A1 true DE3006286A1 (de) | 1981-08-06 |
Family
ID=4196025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803006286 Ceased DE3006286A1 (de) | 1980-02-01 | 1980-02-20 | Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufe |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4403915A (de) |
DE (1) | DE3006286A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0149288A1 (de) * | 1984-01-13 | 1985-07-24 | Transamerica Delaval Inc. | Verfahren und Vorrichtung für die Erzeugung von Leistung |
EP0296440A1 (de) * | 1987-06-26 | 1988-12-28 | BBC Brown Boveri AG | Dampfturbine für Teillastbetrieb |
WO1998031923A1 (de) * | 1997-01-14 | 1998-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine |
EP3284915A4 (de) * | 2015-08-21 | 2018-04-25 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Dampfturbine |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5116200A (en) * | 1990-06-28 | 1992-05-26 | General Electric Company | Apparatus and methods for minimizing vibrational stresses in axial flow turbines |
EP0990770B1 (de) * | 1998-09-29 | 2003-06-25 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Hochbelastete Turbinenbeschaufelung |
JP6278329B2 (ja) * | 2015-02-23 | 2018-02-14 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン |
JP7372175B2 (ja) * | 2020-02-25 | 2023-10-31 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH108142A (de) * | 1923-11-06 | 1924-12-16 | Erste Bruenner Maschinen Fab | Hochdruckdampf- oder Gasturbine. |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2326072A (en) * | 1939-06-28 | 1943-08-03 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gas turbine plant |
GB817957A (en) * | 1954-12-08 | 1959-08-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | A steam turbine regulating stage |
US2991929A (en) * | 1955-05-12 | 1961-07-11 | Stalker Corp | Supersonic compressors |
JPS5420207A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Construction for preventing dust of axial flow turbine |
-
1980
- 1980-02-20 DE DE19803006286 patent/DE3006286A1/de not_active Ceased
- 1980-12-15 US US06/216,829 patent/US4403915A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH108142A (de) * | 1923-11-06 | 1924-12-16 | Erste Bruenner Maschinen Fab | Hochdruckdampf- oder Gasturbine. |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZIETEMANN: Die Dampfturbinen, 2. Aufl., Springer- Verlag, 1955, S. 390, 391, 393 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0149288A1 (de) * | 1984-01-13 | 1985-07-24 | Transamerica Delaval Inc. | Verfahren und Vorrichtung für die Erzeugung von Leistung |
EP0296440A1 (de) * | 1987-06-26 | 1988-12-28 | BBC Brown Boveri AG | Dampfturbine für Teillastbetrieb |
CH672817A5 (de) * | 1987-06-26 | 1989-12-29 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
WO1998031923A1 (de) * | 1997-01-14 | 1998-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine |
US6345952B1 (en) | 1997-01-14 | 2002-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine |
CN1084822C (zh) * | 1997-01-14 | 2002-05-15 | 西门子公司 | 汽轮机 |
EP3284915A4 (de) * | 2015-08-21 | 2018-04-25 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Dampfturbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4403915A (en) | 1983-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0417433B1 (de) | Axialdurchströmte Turbine | |
DE2262883A1 (de) | Zentrifugalpumpe mit variablem diffusor | |
DE102012000915B4 (de) | Axialturbine | |
CH647042A5 (de) | Abdampfstutzen einer turbine. | |
EP0953100B1 (de) | Dampfturbine | |
WO2007042522A1 (de) | Turbomaschinenschaufel | |
DE2841616A1 (de) | Schaufelgitter fuer eine axialstroemungsmaschine | |
DE3103595A1 (de) | Diffusor einer fliehkraft-fluidmaschine | |
CH688867A5 (de) | Axialdurchstroemte Turbine. | |
DE69319497T2 (de) | Axialturbine | |
DE2934041A1 (de) | Geregelte abgastuboladerturbine | |
DE2241194A1 (de) | Stroemungsmaschinenschaufel mit tragfluegelfoermigem querschnittsprofil und mit einer vielzahl von in schaufellaengsrichtung verlaufenden kuehlkanaelen | |
DE3308140C2 (de) | Mehrstufige Gasturbine | |
DE1525969A1 (de) | Stroemungsverteiler | |
EP0508067B1 (de) | Vorrichtung zum Regulieren des durchströmten Querschnitts einer Turbomaschine | |
DE3006286A1 (de) | Ueberdruckdampfturbine mit einer gleichdruckregelstufe | |
DE102017212311A1 (de) | Umströmungsanordung zum Anordnen im Heißgaskanal einer Strömungsmaschine | |
DE3148995A1 (de) | Axialturbine | |
DE3242713C2 (de) | ||
DE3424024A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung der foerdermenge eines mehrstufigen kompressors | |
DE2617039A1 (de) | Umkehrbares bzw. anstellungsvariables geblaese mit unterteiltem stroemungsteiler | |
DE1428106B2 (de) | Verstellvorrichtung zum gemeinsamen verstellen der leit schaufeln der axialstufen eines mehrstufigen kreiselver dichters | |
DE69716258T2 (de) | Dampfturbine | |
DE1227290B (de) | Diffusoranordnung kurzer Baulaenge mit einem Profilgitter am Anfang und/oder am Endedes divergierenden Diffusorteiles | |
DE971229C (de) | Einrichtung zur Umsetzung von UEberschallgeschwindigkeit in Druck, insbesondere bei Kreiselradverdichtern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LUECK, G., DIPL.-ING. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 7891 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, BADEN, AARGAU, CH |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT |