DE553284C - Counter-rotating blades for steam or gas turbines - Google Patents

Description

Bei den bisher ausgeführten Gegenlaufturbinen ist die Verwendung gleicher Schaufelquerschnitte für benachbarte Schaufelkränze vorgesehen. Dabei entsteht etwa gleiche Verteilung des verfügbaren Wärmegefälles auf die benachbarten Schaufelreihen, deren mittlere Umfangsgeschwindigkeiten wenig voneinander abweichen und damit zusammenhängend auch gleiche Umfangsleistung dieser Schaufelkränze.In the case of the counter-rotating turbines carried out so far, the same blade cross-sections are used intended for neighboring blade rings. This results in roughly the same distribution of the available heat gradient on the neighboring rows of blades, their middle Circumferential speeds differ little from one another and, related to this, the same circumferential performance Blade rings.

Um einen vorhandenen Raum, in axialer Richtung gemessen bei axialbeaufschlagter Gegenlaufschaufelung, in radialer Richtung gemessen bei radialbeaufschlagter Gegenlaufschaufelung, zur Umsetzung möglichst großer Gefälle auszunutzen, besteht die Erfindung darin, daß von je zwei in der Strömungsrichtung des Dampfes aufeinanderfolgenden Schaufelkränzen, die zusammen eineAround an existing space, measured in the axial direction when it is axially loaded Counter-rotating blades, measured in the radial direction with radially loaded opposing rotating blades, To use the greatest possible gradient to implement, the invention consists in that of two in the direction of flow of the steam successive blade rings, which together form a

ao Gruppe bilden sollen, in dem ersten Kranz das dieser Stufe zugeteilte Wärmegefälle völlig oder zum größten Teil in Geschwindigkeit umgesetzt wird, während der zweite Kranz nur den etwa verbliebenen geringen Teil des Gefälles verarbeitet.ao group should form in the first wreath all or most of the heat gradient assigned to this stage in velocity is implemented, while the second wreath only covers the remaining small part of the Processed gradient.

Es werden also verschiedene Schaufelquerschnitte für zwei unmittelbar benachbarte Schaufelkränze verwendet. Im Grenzfall wird der vorgeschaltete Schaufelkranz der aus zwei benachbarten Kränzen bestehenden Gruppen das ganze Wärmegefälle der betreffenden Gruppe in kinetische Energie überführen, während der zweite Kranz der Gruppe an der Überführung potentieller in kinetische Energie nicht teilnimmt.So there are different blade cross-sections for two immediately adjacent ones Blade rings used. In the borderline case, the upstream blade ring is the from two adjacent wreaths the entire heat gradient of the respective group Group into kinetic energy, while the second ring of the group does not take part in the conversion of potential into kinetic energy.

Dieser Strömungsverlauf ist für den Sonderfall des senkrechten Austritts bei reibungsfreier Strömung in Abb. 1 dargestellt. Es ist dabei eine mittlere Stufengruppe angenommen, der der Dampf mit der gleichen Austrittsgeschwindigkeit zuströmt, mit der er sie verläßt.This flow course is for the special case of the vertical exit with frictionless Flow shown in Fig. 1. A middle group of levels is assumed, which the steam flows in with the same exit velocity as it does with it leaves.

In Abb. 2 ist zum Vergleich die bisher übliche Gefälleaufteilung zugrunde gelegt, die die Umwandlung des gleichen Wärmegefälles in den benachbarten Schaufelkränzen vorsieht. For comparison, Fig. 2 is based on the gradient distribution that has been customary up to now, the provides for the conversion of the same heat gradient in the neighboring blade rings.

Die Umfangsgeschwindigkeit der benachbarten Schaufelkränze ist gleich groß angenommen, was für axialbeaufschlagte Gegenlaufschaufelung besser zutrifft als für radialbeaufschlagte. Aus den in die Abbildung aufgenommenen Gleichungen ist zu entnehmen, daß in dem in Abb. 1 dargestellten Sonderfall der verlustlosen Strömung mit senkrechtem Austritt, bei dem nur der eine der beiden Schaufelkränze an der Überführung von der potentiellen in die kinetische Energie teilnimmt, von der aus zwei Schaufelkränzen bestehenden Gruppe das doppelte Wärmegefalle umgesetzt wird als in Abb. 2, bei der beide Schaufelkränze in gleicher Weise an dieser Umsetzung in kinetische Energie teilnehmen. Außerdem ergibt sich aus diesen Gleichungen, daß trotz dieser verschiedenen Gefällsverteilung die Verteilung der Um-The peripheral speed of the neighboring blade rings is assumed to be the same, which is better for axially loaded counter-rotating blades than for radially loaded ones. From the equations included in the figure it can be seen that in the special case shown in Fig. 1 the lossless flow with a vertical outlet, with only one of the two blade rings at the overpass from the potential to the kinetic energy takes part, from which two blade rings existing group the double heat gradient is implemented than in Fig. 2, in the both blade rings participate in this conversion into kinetic energy in the same way. In addition, it follows from these equations that, despite these different gradient distributions, the distribution of the

fangsleistung bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit beider Schaufelkränze die gleiche bleibt wie in der normalen bisher verwendeten Schaufelung nach Abb. 2. Man kann also durch verschiedene Verteilung des Gefälles auf benachbarte Schaufelkränze bei gegebener Umfangsgeschwindigkeit ein größeres Gefälle mit einer gegebenen Anzahl von Schaufelkränzen umsetzen als bei gleicher Verteilung des Gefälles, ohne daß dadurch die Umfangsleistung ungleich auf die benachbarten Kränze verteilt wird. ■The same output power is achieved for both blade rings at the same circumferential speed remains as in the normal shoveling used up to now according to Fig. 2. One can therefore use different distributions of the gradient to neighboring blade rings at a given circumferential speed implement a greater gradient with a given number of blade rings than with equal distribution of the gradient without thereby affecting the circumferential output unevenly on the adjacent wreaths is distributed. ■

Die ungleiche Gefälleverteilung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, kann also dazu verwendet werden, die Zahl der Schaufelringe bei gegebenem Wärmegefälle den bekannten Ausführungen gegenüber zu beschränken, den Axialschub des einen Läufers auf Kosten des anderen zu verringern und ao die Abdichtungsteile, die für die Schaufelkränze vorgesehen sind, auf die Hälfte der vorhandenen Schaufelringe zu beschränken.The unequal gradient distribution, which forms the subject of the invention, can to be used, the number of blade rings for a given heat gradient the known To restrict designs to reduce the axial thrust of one rotor at the expense of the other and ao the sealing parts, which are provided for the blade rings, to half of the to restrict existing blade rings.

Diese Vorteile werden erzielt, ohne daß die Leistungsverteilung auf die benachbarten »5 Kränze und damit auch die ungefähre Leistungsgleichheit der angetriebenen Maschinen oder Maschinenteile beseitigt wird.These advantages are achieved without the power distribution to the neighboring »5 rings and thus also the approximate performance equality of the driven machines or machine parts are removed.

Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine axialbeaufschlagte Gegenlaufschaufelung bei der die im äußeren Läufer α befestigten Laufkränze b als erste Kränze von Gruppen b, c verwendet sind. Die Schaufelquerschnitte für die beiden Reihen b, c sind wegen der Gefälleverteilung verschieden ausgeführt. Die Abdichtungsteile beschränken sich auf die Schaufelkränze b und liegen deshalb auf dem Innendurchmesser.Fig. 3 shows an exemplary embodiment for an axially loaded counter-rotating blade in which the running rings b fastened in the outer rotor α are used as the first rings of groups b, c . The blade cross- sections for the two rows b, c are designed differently because of the gradient distribution. The sealing parts are limited to the blade rings b and therefore lie on the inside diameter.

Im Ausführungsbeispiel ist ein in den Schaufelkopfring d eingestemmter Doppelringe vorgesehen. Seine Unterbringung im Schaufelkopfrihg ermöglicht die mehrteilige Ausführung, da die Fliehkraft nicht auf Loslösen der Verbindung zwischen Dichtungsteil, Kopfring, Schaufel und Gegenläufer hinwirkt. _In the exemplary embodiment, a double ring mortised into the blade head ring d is provided. Its placement in the blade head frame enables the multi-part design, since the centrifugal force does not work towards loosening the connection between the sealing part, head ring, blade and counter-rotor. _

In Abb. 4 ist als erster Kranz b einer Gruppe von axialbeaufschlagten Gegenlaufkränzen b, c der am Innenläufer / befestigte verwendet. Die Abdichtung e erfolgt in diesem Fall auf den äußeren Durchmesser, Die Abdichtungsteile können unmittelbar in dem äußeren Schaufelträger untergebracht werden.In Fig. 4, the first ring b of a group of axially loaded counter-rotating rings b, c is used that is attached to the inner rotor /. In this case, the sealing e takes place on the outer diameter. The sealing parts can be accommodated directly in the outer blade carrier.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gegenlaufschaufelung für Dampf- oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß von je zwei in der Strömungsrichtung des Dampfes aufeinanderfolgenden Schaufelkränzen, die zusammen eine Gruppe bilden sollen, in dem ersten Kranz das dieser Stufe zugeteilte Wärmegefälle völlig oder zum größten Teil in Geschwindigkeit umgesetzt wird, während der Zweite Kranz nur den etwa verbliebenen geringen Teil des Gefälles verarbeitet.1. Counter-rotating blades for steam or gas turbines, characterized in that that of two successive blade rings in the direction of flow of the steam, which together one Group should form, in the first ring the heat gradient assigned to this level is converted completely or for the most part in speed, while the second ring is only about the remaining processed a small part of the slope. 2. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kranzreihe der Gruppen von geringer Schaufelhöhe mit besonderen Dichtungseinrichtungen versehen wird.2. counter-rotating blade according to claim i, characterized in that the first row of rings of the groups of low blade height with special sealing devices is provided. 3. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei axialer Beaufschlagung der im äußeren Läufer sitzende Schaufelkranz als erster Kranz einer Gruppe verwendet wird, damit die Abdichtung auf kleinstem Durchmesser erfolgen kann.3. counter-rotating blade according to claim ι and 2, characterized in that that with axial loading, the blade ring seated in the outer rotor is used as the first ring of a group so that the seal can be made on the smallest diameter. 4. Gegenlaufschaufelung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei axialer Beaufschlagung der im inneren Läufer sitzende Schaufelkranz als erster Kranz einer Gruppe verwendet wird, damit die AbdicMungsteile im äußeren Läufer untergebracht werden können, wo ihre Fliehkräfte nicht auf Loslösung wirken.4. counter-rotating blade according to claim ι and 2, characterized in that that in the case of axial loading, the blade ring seated in the inner rotor is used as the first ring of a group so that the sealing parts can be accommodated in the outer runner, where their centrifugal forces do not act on detachment. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings