EP0953099A1 - Steam turbine - Google Patents
Steam turbineInfo
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- EP0953099A1 EP0953099A1 EP98904017A EP98904017A EP0953099A1 EP 0953099 A1 EP0953099 A1 EP 0953099A1 EP 98904017 A EP98904017 A EP 98904017A EP 98904017 A EP98904017 A EP 98904017A EP 0953099 A1 EP0953099 A1 EP 0953099A1
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- EP
- European Patent Office
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- turbine
- pressure
- medium
- steam
- sub
- Prior art date
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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
Definitions
- the invention relates to a steam turbine with a high-pressure part-turbine and a medium-pressure part-turbine fluidically connected to the latter.
- action turbines also called constant pressure turbines
- reaction turbines also called constant pressure turbines
- Called overpressure turbines They have a turbine shaft with rotor blades arranged thereon and an inner housing with guide blades arranged between axially spaced rotor blades.
- the isentropic reaction degree r is the percentage distribution of the isentropic enthalpy gradient in the rotor blades to the total isentropic enthalpy gradient over a stage consisting of a guide vane ring and a rotor blade ring.
- the classic overpressure stage and the constant pressure stage are predominantly used. The latter, however, usually with a degree of reaction r slightly different from zero.
- a constant pressure turbine is usually designed in a chamber design and a positive pressure turbine in a drum design.
- a chamber turbine has a housing, which is divided into several chambers by axially spaced intermediate floors. In each of these chambers runs a disk-shaped impeller, on the outer circumference of which the blades are attached, while the guide blades are inserted into the intermediate floors.
- One advantage of the chamber design is that the intermediate floors can be sealed against the turbine shaft quite effectively by means of labyrinth seals. Since the sealing knife is small, the gap cross sections and thus the gap leakage currents also become small. In known turbines, this type of construction is only used for small degrees of reaction, i.e. large step favored and therefore low number of stages used. The pressure difference on both sides of an impeller disc is small with a low degree of reaction, in the limit case even zero. An axial thrust exerted on the rotor remains low and can be absorbed by an axial bearing.
- the rotor blades are arranged directly on the circumference of a drum-shaped turbine shaft.
- the guide vanes are either inserted directly into the housing of the steam turbine or in a special guide vane carrier.
- the axial length and the effort for a single stage are less than for a chamber turbine, but the number of stages must be larger because the reaction stages process a smaller gradient.
- the axial thrust that occurs in the blading is considerable.
- One way of counteracting this axial thrust is to provide a compensating piston on the front of which the pressure of the outlet connector is given via a connecting line.
- the US-PS 1,092,947 relates to a multi-stage steam turbine with a high pressure, a medium pressure and a low pressure part.
- the individual sub-turbines are arranged in a single housing.
- the high-pressure part which consists of a single stage, has a fixed guide vane, which is arranged between two rows of rotor blades arranged on a common wheel disc.
- the design of the high-pressure part is therefore neither a chamber construction nor a drum construction.
- the medium pressure section is designed in a chamber design and the low pressure section in a drum design.
- the low-pressure part is double-flow.
- a steam turbine with a high-pressure and a medium-pressure part is specified in US Pat. No. 1,750,814.
- the high-pressure section is designed in a drum design and the medium-pressure section in a chamber design.
- the two sub-turbines can be arranged on a single shaft as well as on a separate shaft and are each arranged in a separate housing and connected to one another in terms of flow technology.
- the high-pressure part has an overpressure blading or a constant pressure blading.
- DE-PS 448 247 describes a combined drum and disk wheel turbine for steam, in which the last stage of the turbine is designed with disk wheels (chamber construction).
- the entire steam turbine, including the drum-type and the chamber-type part, is housed in a single turbine housing.
- the object of the invention is to provide a steam turbine with good efficiency.
- the object is achieved by a steam turbine having a high-pressure sub-turbine and a medium-pressure sub-turbine which is fluidically connected to the latter, in which the high-pressure sub-turbine is designed in a chamber design and the medium-pressure sub-turbine in a drum design.
- the high-pressure and the medium-pressure sub-turbine can be of single or double flow and can be arranged in separate outer casings and also in a special common outer casing (compact turbine).
- An outer casing of the high-pressure turbine part with a separate arrangement is preferably pot-shaped, as described for example in DE-AS 20 54 465.
- the outer housing can also be made axially divided. In a version with separate housings, due to, among other things, a low step reaction (degree of reaction) and the chamber design
- High pressure sub-turbine has a small axial thrust.
- a thrust compensation piston can therefore be dispensed with, so that leakage losses due to steam escaping from the thrust compensation piston are also avoided. This leads to an increase in efficiency.
- the medium-pressure turbine part is preferably designed with two passages, so that a thrust compensation piston can also be omitted here.
- a thrust compensating piston is understood here to mean a component which, due to its geometrical shape when subjected to steam, causes a resultant force in the opposite direction to cause an axial thrust caused by the turbine blades during a steam flow.
- the steam turbine is designed with an outer housing in which both the high-pressure sub-turbine and the middle partial pressure turbine are accommodated (compact turbine), occurs in the high-pressure partial turbine in particular due to a low step reaction and the chamber design, at most a small axial thrust.
- the diameter of the turbine shaft area (intermediate floor), which is arranged between the high-pressure blading and the medium-pressure blading and is designed as a thrust compensating piston can be made small, in particular it can be smaller than the diameter of the turbine shaft in the area of the drum construction of the medium-pressure Part turbine. This also enables a reduction in leakage losses in the area of the seal between the medium-pressure sub-turbine and the high-pressure sub-turbine (smaller circular area of the sealing gaps), which leads to an increase in the efficiency of the steam turbine.
- An axial thrust caused by the medium-pressure turbine section can be compensated by a thrust compensation piston. This is arranged so that the high-pressure blading, viewed in the axial direction of the turbine shaft, is arranged between the thrust compensation piston and the medium-pressure blading.
- the high-pressure sub-turbine is designed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine is designed in a chamber design, the high-pressure sub-turbine being designed with two flows.
- Both partial turbines can in turn be arranged in a common outer housing and in a separate outer housing.
- the medium-pressure turbine section can also be double-flow.
- a small axial thrust occurs at most through the medium-pressure partial turbine, in particular due to the low step reaction (degree of reaction) and the chamber design.
- a thrust compensation piston for the medium-pressure turbine section can therefore be omitted.
- an area of the turbine shaft (intermediate floor) arranged between the high-pressure blading and the medium-pressure blading is provided, which has an annular depression with corresponding radial end faces for both the medium-pressure blading and the high-pressure blading. Since such an intermediate floor is available for a compact turbine for design reasons, the efficiency of the medium-pressure partial turbine and thus of the entire steam turbine is increased due to the omission of an additional medium-pressure thrust compensation piston.
- the medium-pressure sub-turbine is preferably designed with two passages, as a result of which axial thrust of the medium-pressure sub-turbine is avoided.
- a thrust compensating piston is preferably provided to absorb an axial thrust of the high-pressure sub-turbine. Depending on the area of application, any leakage losses which may be called therein are compensated for by a good efficiency of the excess pressure blading of the high-pressure part-turbine, which is constructed as a drum.
- the weak reaction stages (stages with a low degree of reaction in the case of chamber construction) lead to a rapid pressure reduction and to a correspondingly rapid increase in the specific volume and thus in the flow cross sections and blade heights.
- the turbine stages following in the direction of flow each comprising a guide vane structure and a rotor blade arrangement arranged downstream in the direction of flow, there are lower secondary losses and less in comparison to an overpressure stage
- a steam turbine according to the invention is particularly suitable for use in a coal-fired steam power plant. With the steam turbine, electrical outputs from approx.
- the live steam state can be between 50 bar and 300 bar with a temperature of up to 630 ° C.
- the temperature can also be higher in the case of further developments in the materials sector, particularly with regard to the turbine shaft and turbine housing.
- FIG. 1 shows a steam turbine 1 with a single outer housing 4.
- a turbine shaft 6 directed along a turbine axis 15 is guided through the outer housing 4.
- This turbine shaft 6 is sealed off from the outer housing 4 at the bushings (not shown) with respective shaft seals 9.
- a high-pressure sub-turbine 2 in drum construction is arranged within the housing 4. It comprises a high-pressure blading with blades 11 connected to the turbine shaft 6 and with a high-pressure interior Housing 14 connected schematically illustrated guide vanes 12.
- a medium-pressure turbine section 3 is also arranged in a chamber construction with rotor blades 11 and guide vanes 12, which are shown schematically for the sake of clarity.
- the turbine shaft 6 has at one end a shaft coupling 10 for coupling to a generator or a low-pressure partial turbine, not shown. Axially between the high-pressure blading and the medium-pressure blading is an area 13 (intermediate floor) of the turbine shaft 6 which serves to compensate for thrust and is sealed off from the inner housing 14 by a corresponding shaft seal 9. Between the intermediate floor 13 and the high-pressure turbine section 2 and the medium-pressure turbine section 3, the turbine shaft 6 has a respective recess 13a, through which end faces are formed on the intermediate floor 13. One of these depressions 13a is connected to an inflow region 7b of the medium-pressure turbine section 3 and the other depression 13a is connected to a steam inlet 7a of the high-pressure turbine section 2.
- the high-pressure turbine section 2 which is designed in a drum design and has an excess pressure blading, leads to an axial thrust in the direction of the steam outlet 8a. This is compensated for via the intermediate floor 13a and the end faces formed by the recesses 13a, since the pressure drop across the high-pressure blading, ie from steam inlet 7a to steam outlet 8a, corresponds in magnitude to the pressure difference across the intermediate floor 13 between steam inlet 7a and steam inlet 7b.
- the medium-pressure turbine section 3 is of a chamber construction with an essentially tr
- the high-pressure sub-turbine 2 is designed in a chamber design and the medium-pressure sub-turbine 3 in a drum design. In the high-pressure turbine section 2 there is therefore only a slight axial thrust, so that a thrust compensation piston 5 can be disregarded.
- the high-pressure sub-turbine is designed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine in a chamber design.
- An intermediate base designed as a thrust compensation piston 5 is arranged axially between the steam inlet 7a and the housing 4a. This is fluidly connected on the housing side to the steam outlet 8a, so that the pressure difference between steam inlet 7a and steam outlet 8a essentially corresponds to the pressure drop in the axial direction via the thrust compensating piston 5.
- the invention is characterized by a steam turbine with a medium-pressure sub-turbine and a high-pressure sub-turbine, the high-pressure sub-turbine being constructed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine in a chamber design or vice versa.
- the partial turbines can be arranged in one housing (compact turbine) or in two separate housings. Depending on the area of application (steam pressure, steam temperature,
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Abstract
The invention relates to a steam turbine (1) comprising a high-pressure partial turbine (2) and a medium pressure partial turbine (3) which is in fluidic communication with the former. The high-pressure partial turbine (2) has chambers while the medium pressure partial turbine is configured as a drum. Alternatively, the high-pressure partial turbine (2) is configured as a drum and the medium pressure turbine (3) has chambers.
Description
Beschreibungdescription
DampfturbineSteam turbine
Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einer Hochdruck- Teilturbine und einer mit letzterer strömungstechnisch verbundenen Mitteldruck-Teilturbine .The invention relates to a steam turbine with a high-pressure part-turbine and a medium-pressure part-turbine fluidically connected to the latter.
Bekannte Dampfturbinen werden in Aktionsturbinen (auch Gleichdruckturbinen genannt) sowie Reaktionsturbinen (auchKnown steam turbines are used in action turbines (also called constant pressure turbines) and reaction turbines (also
Überdruckturbinen genannt) eingeteilt. Sie weisen eine Turbinenwelle mit darauf angeordneten Laufschaufeln sowie ein Innengehäuse mit zwischen axial beabstandeten Laufschaufeln angeordneten Leitschaufeln auf .Called overpressure turbines). They have a turbine shaft with rotor blades arranged thereon and an inner housing with guide blades arranged between axially spaced rotor blades.
Bei einer Gleichdruckturbine wird in den von den Leitschaufeln verengten Kanälen das gesamte Energiegefälle im wesentlichen in kinetische Strömungsenergie umgewandelt. Dabei steigt die Geschwindigkeit und der Druck fällt ab. In den Laufschaufeln bleiben Druck- und Relativgeschwindigkeit weitgehend konstant, was durch Kanäle mit gleichbleibender Licht- weite erreicht wird. Da sich die Richtung der Relativge- schwindigkeit ändert, entstehen Aktionskräfte, die die Lauf- schaufeln antreiben und somit eine Rotation der Turbinenwelle hervorrufen. Der Betrag der Absolutgeschwindigkeit verringert sich beim Umströmen der Laufschaufeln erheblich, wodurch die Strömung einen Großteil ihrer kinetischen Energie an die Laufschaufeln und somit an die Turbinenwelle abgibt.In the case of a constant-pressure turbine, the entire energy gradient is essentially converted into kinetic flow energy in the ducts narrowed by the guide vanes. The speed increases and the pressure drops. The pressure and relative speed remain largely constant in the blades, which is achieved by channels with a constant light range. As the direction of the relative speed changes, action forces arise which drive the blades and thus cause the turbine shaft to rotate. The amount of the absolute speed decreases considerably when the blades flow around, as a result of which the flow releases a large part of its kinetic energy to the blades and thus to the turbine shaft.
Bei einer Überdruckturbine wird bei Durchströmen der Leit- schaufeln nur ein Teil des Energiegefälles in kinetische Energie umgesetzt. Der Rest bewirkt eine Erhöhung der Relativgeschwindigkeit innerhalb der zwischen den Laufschaufeln gebildeten LaufSchaufelkanälen. Während in der Gleichdruck- turbine die Schaufelkräfte fast ausschließlich Aktionskräfte sind, kommt bei einer Überdruckturbine ein mehr oder minder großer Anteil aus der Änderung des Geschwindigkeitsbetrages
hinzu. Aus dem Druckunterschied zwischen der stromab und der stromauf liegenden Seite der Laufschaufel ist der Begriff Überdruckturbine abgeleitet. In einer Überdruckturbine findet mithin eine Änderung des Geschwindigkeitsbetrages bei verän- dertem Druck statt .In the case of an overpressure turbine, only part of the energy gradient is converted into kinetic energy when the guide blades flow through. The rest causes an increase in the relative speed within the rotor blade channels formed between the rotor blades. While in the constant pressure turbine the bucket forces are almost exclusively action forces, in a positive pressure turbine a more or less large part comes from the change in the speed added. The term positive pressure turbine is derived from the pressure difference between the downstream and the upstream side of the rotor blade. In an overpressure turbine there is therefore a change in the amount of speed when the pressure changes.
Als Isentroper-Reaktionsgrad r wird bei einer thermischen Strömungsmaschine die prozentuale Aufteilung des isentropen Enthalpiegefälles in den Laufschaufeln zu dem gesamten isen- tropen Enthalpiegefälle über eine Stufe bestehend aus Leitschaufelkranz und Laufschaufelkranz bezeichnet. Als reine Gleichdruckstufe wird eine solche Stufe bezeichnet, in der der Reaktionsgrad r = 0 beträgt und das größte Enthalpiegefälle entsteht. Bei einer klassischen Überdruckstufe beträgt der Reaktionsgrad r = 0,5, so daß das Enthalpiegefälle in den Leitschaufeln genauso groß ist wie in den Laufschaufeln. Unter starker Reaktion wird beispielsweise ein Reaktionsgrad von r = 0,75 bezeichnet. In der Praxis des Dampfturbinenbaus werden überwiegend die klassische Überdruckstufe sowie die Gleichdruckstufe angewendet. Letztere aber in der Regel mit einem etwas von Null verschiedenen Reaktionsgrad r.In a thermal turbomachine, the isentropic reaction degree r is the percentage distribution of the isentropic enthalpy gradient in the rotor blades to the total isentropic enthalpy gradient over a stage consisting of a guide vane ring and a rotor blade ring. A stage in which the degree of reaction is r = 0 and the greatest enthalpy gradient occurs is called the pure constant pressure stage. In the case of a classic overpressure stage, the degree of reaction is r = 0.5, so that the enthalpy gradient in the guide vanes is the same as in the rotor blades. A strong reaction means, for example, a degree of reaction of r = 0.75. In the practice of steam turbine construction, the classic overpressure stage and the constant pressure stage are predominantly used. The latter, however, usually with a degree of reaction r slightly different from zero.
Weiterhin werden die Begriffe Kammerturbine und Trommelturbine verwendet . Üblicherweise ist eine Gleichdruckturbine in Kammerbauweise und eine Überdruckturbine in Trommelbauweise ausgeführt. Eine Kammerturbine weist ein Gehäuse auf, welches durch axial voneinander beabstandet angeordnete Zwischenböden in mehrere Kammern eingeteilt ist. In jeder dieser Kammern läuft ein scheibenförmiges Laufrad, an dessen Außenumfang die Laufschaufeln angebracht sind, während die Leitschaufeln in die Zwischenböden eingesetzt sind. Ein Vorteil der Kammerbauart liegt darin, daß die Zwischenböden an ihrem Innenrand recht wirkungsvoll mittels Labyrinthdichtungen gegen die Turbinenwelle abgedichtet werden können. Da der Dichtungsmesser klein ist, werden auch die Spaltquerschnitte und damit die Spaltverlustströme klein. Diese Bauart wird bei bekannten Turbinen nur bei kleinen Reaktionsgraden, also großem Stufen-
gefalle und damit geringer Stufenzahl verwendet . Der Druckunterschied auf beiden Seiten einer Laufradscheibe ist bei kleinem Reaktionsgrad gering, im Grenzfall sogar Null. Ein auf den Läufer ausgeübter Axialschub bleibt gering und kann durch ein Axiallager aufgenommen werden.The terms chamber turbine and drum turbine are also used. A constant pressure turbine is usually designed in a chamber design and a positive pressure turbine in a drum design. A chamber turbine has a housing, which is divided into several chambers by axially spaced intermediate floors. In each of these chambers runs a disk-shaped impeller, on the outer circumference of which the blades are attached, while the guide blades are inserted into the intermediate floors. One advantage of the chamber design is that the intermediate floors can be sealed against the turbine shaft quite effectively by means of labyrinth seals. Since the sealing knife is small, the gap cross sections and thus the gap leakage currents also become small. In known turbines, this type of construction is only used for small degrees of reaction, i.e. large step favored and therefore low number of stages used. The pressure difference on both sides of an impeller disc is small with a low degree of reaction, in the limit case even zero. An axial thrust exerted on the rotor remains low and can be absorbed by an axial bearing.
Bei einer Trommelturbine sind die Laufschaufeln unmittelbar am Umfang einer trommeiförmigen Turbinenwelle angeordnet. Die Leitschaufeln sind entweder direkt in das Gehäuse der Dampf- turbine oder in einen besonderen Leitschaufelträger eingesetzt. Die Lauf- bzw. Leitschaufeln können auch mit Deckbändern versehen werden, an denen Labyrinthdichtungen angebracht sind, so daß eine Abdichtung eines Dichtspaltes zwischen den Leit- bzw. Laufschaufeln und der Turbinenwelle bzw. dem In- nengehäuse erfolgt. Da diese Dichtspalte zumindest bei den Laufschaufeln auf großen Radien sitzen, sind die Spaltverlustströme in jedem Fall erheblich größer als bei Kammerturbinen. Wegen des höheren Reaktionsgrades, etwa r = 0,5, ergeben sich günstige Strömungswege in den Schaufelkanälen und somit gute Wirkungsgrade. Die axiale Baulänge und der Aufwand für eine einzelne Stufe sind geringer als bei einer Kammerturbine, die Stufenzahl muß allerdings größer sein, weil die Reaktionsstufen ein kleineres Gefälle verarbeiten. Der in der Beschaufelung auftretende Axialschub ist beträchtlich. Eine Möglichkeit, diesem Axialschub entgegenzuwirken, besteht darin, einen Ausgleichskolben vorzusehen, auf dessen Vorderseite über eine Verbindungsleitung der Druck des Austritts- Stutzens gegeben wird.In the case of a drum turbine, the rotor blades are arranged directly on the circumference of a drum-shaped turbine shaft. The guide vanes are either inserted directly into the housing of the steam turbine or in a special guide vane carrier. The rotor blades or guide vanes can also be provided with cover bands to which labyrinth seals are attached, so that a sealing gap is sealed between the guide or rotor blades and the turbine shaft or the inner housing. Since these sealing gaps sit on large radii, at least in the rotor blades, the gap leakage currents are in any case considerably larger than in the case of chamber turbines. Because of the higher degree of reaction, approximately r = 0.5, there are favorable flow paths in the blade channels and thus good efficiencies. The axial length and the effort for a single stage are less than for a chamber turbine, but the number of stages must be larger because the reaction stages process a smaller gradient. The axial thrust that occurs in the blading is considerable. One way of counteracting this axial thrust is to provide a compensating piston on the front of which the pressure of the outlet connector is given via a connecting line.
In der DE-AS 20 54 465 ist eine Dampfturbine in Trommelbauart beschrieben. In ein topfförmiges Außengehäuse ist eine die Laufschaufeln tragende Turbinenwelle sowie ein die Turbinenwelle umgebendes Innengehäuse angeordnet. Das Innengehäuse trägt die Leitschaufeln. Über entsprechende Lager- und Zen- trierstellen ist das Innengehäuse mit dem Außengehäuse zur Aufnahme eines Axialschubes verbunden.
Die US-PS 1,092,947 betrifft eine mehrstufige Dampfturbine mit einem Hochdruck-, einem Mitteldruck- und einem Niederdruckteil. Die einzelnen Teilturbinen sind hierbei in einem einzigen Gehäuse angeordnet. Der Hochdruckteil, welcher aus einer einzigen Stufe besteht, weist eine feststehende Leitschaufel auf, die zwischen zwei auf einer gemeinsamen Radscheibe angeordneten Laufschaufelreihen angeordnet ist. Bei der Ausgestaltung des Hochdruckteils handelt es sich mithin weder um eine Kammerbauweise, noch um eine Trommelbauweise. Der Mitteldruckteil ist in Kammerbauweise und der Niederdruckteil in Trommelbauweise ausgeführt . In einer zweiten Ausführungsform ist der Niederdruckteil zweiflutig ausgeführt .DE-AS 20 54 465 describes a steam turbine in drum design. A turbine shaft carrying the rotor blades and an inner housing surrounding the turbine shaft are arranged in a cup-shaped outer housing. The inner casing carries the guide vanes. The inner housing is connected to the outer housing to accommodate an axial thrust via corresponding bearing and centering points. The US-PS 1,092,947 relates to a multi-stage steam turbine with a high pressure, a medium pressure and a low pressure part. The individual sub-turbines are arranged in a single housing. The high-pressure part, which consists of a single stage, has a fixed guide vane, which is arranged between two rows of rotor blades arranged on a common wheel disc. The design of the high-pressure part is therefore neither a chamber construction nor a drum construction. The medium pressure section is designed in a chamber design and the low pressure section in a drum design. In a second embodiment, the low-pressure part is double-flow.
In der US-PS 1,750,814 ist eine Dampfturbine mit einem Hochdruck- und einem Mitteldruckteil angegeben. Der Hochdruckteil ist in Trommelbauweise und der Mitteldruckteil in Kammerbauweise ausgeführt . Die beiden Teilturbinen können sowohl auf einer einzigen Welle als auch jeweils auf einer separaten Welle angeordnet sein und sind jeweils in einem eigenen Gehäuse angeordnet und strömungstechnisch miteinander verbunden. Der Hochdruckteil weist eine Überdruckbeschaufelung oder eine Gleichdruckbeschaufelung auf .A steam turbine with a high-pressure and a medium-pressure part is specified in US Pat. No. 1,750,814. The high-pressure section is designed in a drum design and the medium-pressure section in a chamber design. The two sub-turbines can be arranged on a single shaft as well as on a separate shaft and are each arranged in a separate housing and connected to one another in terms of flow technology. The high-pressure part has an overpressure blading or a constant pressure blading.
In der DE-PS 448 247 ist eine vereinigte Trommel- und Scheibenradturbine für Dampf beschrieben, bei der die letzte Stufe der Turbine mit Scheibenrädern (Kammerbauweise) ausgeführt ist. Die gesamte Dampfturbine einschließlich des in Trommelbauweise sowie des in Kammerbauweise ausgeführten Teils ist in einem einzigen Turbinengehäuse untergebracht.DE-PS 448 247 describes a combined drum and disk wheel turbine for steam, in which the last stage of the turbine is designed with disk wheels (chamber construction). The entire steam turbine, including the drum-type and the chamber-type part, is housed in a single turbine housing.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine mit einem guten Wirkungsgrad anzugeben.The object of the invention is to provide a steam turbine with good efficiency.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Dampfturbine mit einer Hochdruck-Teilturbine und einer mit letzterer strömungstechnisch verbundenen Mitteldruck-Teilturbine gelöst,
bei der die Hochdruck-Teilturbine in Kammerbauweise und die Mitteldruck-Teilturbine in Trommelbauweise ausgeführt ist.According to the invention, the object is achieved by a steam turbine having a high-pressure sub-turbine and a medium-pressure sub-turbine which is fluidically connected to the latter, in which the high-pressure sub-turbine is designed in a chamber design and the medium-pressure sub-turbine in a drum design.
Durch eine solche Dampfturbine in sozusagen Mischbauart ergibt sich ein zusätzlicher Gestaltungsfreiheitsgrad zur Steigerung des gesamten Wirkungsgrades . Bei einem entsprechenden Dampfzustand des der Dampfturbine zugeführten Frischdampfes können gezielt die Vorzüge der Kammerbauweise sowie der Trommelbauweise ausgenutzt werden.Such a steam turbine in a mixed construction, so to speak, gives an additional degree of freedom in design to increase the overall efficiency. With a corresponding steam state of the live steam fed to the steam turbine, the advantages of the chamber construction and the drum construction can be used in a targeted manner.
Die Hochdruck- und die Mitteldruck-Teilturbine können sowohl ein- als auch zweiflutig ausgeführt sein und in getrennten Außengehäusen sowie auch in einem speziellen gemeinsamen Außengehäuse (Kompaktturbine) angeordnet sein. Ein Außengehäuse der Hochdruck-Teilturbine bei getrennter Anordnung ist vorzugsweise topfförmig ausgeführt, wie es beispielsweise in der DE-AS 20 54 465 beschrieben ist. Das Außengehäuse kann auch axial geteilt ausgeführt sein. Bei einer Ausführung mit getrennten Gehäusen tritt unter anderem aufgrund einer niedri- gen Stufenreaktion (Reaktionsgrad) und der Kammerbauweise derThe high-pressure and the medium-pressure sub-turbine can be of single or double flow and can be arranged in separate outer casings and also in a special common outer casing (compact turbine). An outer casing of the high-pressure turbine part with a separate arrangement is preferably pot-shaped, as described for example in DE-AS 20 54 465. The outer housing can also be made axially divided. In a version with separate housings, due to, among other things, a low step reaction (degree of reaction) and the chamber design
Hochdruck-Teilturbine ein geringer axialer Schub auf . Ein Schubausgleichskolben kann daher entfallen, so daß auch Leckverluste durch aus dem Schubausgleichkolben austretendem Dampf vermieden werden. Dies führt zu einer Steigerung des Wirkungsgrades.High pressure sub-turbine has a small axial thrust. A thrust compensation piston can therefore be dispensed with, so that leakage losses due to steam escaping from the thrust compensation piston are also avoided. This leads to an increase in efficiency.
Vorzugsweise ist in einer Ausführungsform mit getrennten Außengehäusen die Mitteldruck-Teilturbine zweiflutig ausgeführt, so daß auch hierin ein Schubausgleichkolben entfallen kann. Unter einem Schubausgleichkolben wird hierbei ein Bauteil verstanden, das durch seine geometrische Form bei Beaufschlagung mit Dampf eine resultierende Kraft entgegengerichtet eines von den Turbienenschaufeln bei einer DampfStrömung hervorgerufenen axialen Schubes bedingt.In an embodiment with separate outer housings, the medium-pressure turbine part is preferably designed with two passages, so that a thrust compensation piston can also be omitted here. A thrust compensating piston is understood here to mean a component which, due to its geometrical shape when subjected to steam, causes a resultant force in the opposite direction to cause an axial thrust caused by the turbine blades during a steam flow.
Bei einer Ausführung der Dampfturbine mit einem Außengehäuse in dem sowohl die Hochdruck-Teilturbine als auch die Mittel-
druck-Teilturbine untergebracht sind (Kompaktturbine) , tritt in der Hochdruck-Teilturbine insbesondere aufgrund einer niedrigen Stufenreaktion und der Kammerbauweise allenfalls ein geringer axialer Schub auf. Hierdurch kann der Durchmes- ser des zwischen der Hochdruck-Beschaufelung und der Mittel- druck-Beschaufelung angeordneten als Schubausgleichskolben ausgebildeten Turbinen-Wellenbereichs (Zwischenboden) gering ausgeführt sein, insbesondere kann er geringer sein als der Durchmesser der Turbinenwelle im Bereich der Trommelbauweise der Mitteldruck-Teilturbine. Dies ermöglicht zudem eine Reduktion der Leckverluste im Bereich der Abdichtung zwischen Mitteldruck-Teilturbine und Hochdruck-Teilturbine (kleinere Kreisringfläche der Dichtspalte) , was zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Dampfturbine führt.If the steam turbine is designed with an outer housing in which both the high-pressure sub-turbine and the middle partial pressure turbine are accommodated (compact turbine), occurs in the high-pressure partial turbine in particular due to a low step reaction and the chamber design, at most a small axial thrust. As a result, the diameter of the turbine shaft area (intermediate floor), which is arranged between the high-pressure blading and the medium-pressure blading and is designed as a thrust compensating piston, can be made small, in particular it can be smaller than the diameter of the turbine shaft in the area of the drum construction of the medium-pressure Part turbine. This also enables a reduction in leakage losses in the area of the seal between the medium-pressure sub-turbine and the high-pressure sub-turbine (smaller circular area of the sealing gaps), which leads to an increase in the efficiency of the steam turbine.
Ein durch die Mitteldruck-Teilturbine hervorgerufener axialer Schub ist durch einen Schubausgleichkolben ausgleichbar. Dieser ist so angeordnet, daß die Hochdruck-Beschaufelung in Achsrichtung der Turbinenwelle gesehen zwischen dem Schubaus- gleichkolben und der Mitteldruck-Beschaufelung angeordnet ist.An axial thrust caused by the medium-pressure turbine section can be compensated by a thrust compensation piston. This is arranged so that the high-pressure blading, viewed in the axial direction of the turbine shaft, is arranged between the thrust compensation piston and the medium-pressure blading.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Hochdruck-Teilturbine in Trommelbauweise und die Mitteldruck- Teilturbine in Kammerbauweise ausgeführt, wobei die Hochdruckteilturbine zweiflutig ausgeführt ist. Beide Teilturbinen können wiederum in einem gemeinsamen Außengehäuse sowie in einem jeweils separaten Außengehäuse angeordnet sein. Auch die Mitteldruckteilturbine kann zweiflutig ausgeführt sein.In an alternative embodiment of the invention, the high-pressure sub-turbine is designed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine is designed in a chamber design, the high-pressure sub-turbine being designed with two flows. Both partial turbines can in turn be arranged in a common outer housing and in a separate outer housing. The medium-pressure turbine section can also be double-flow.
Bei einer Ausführungsform mit einem Außengehäuse (Kompaktturbine) tritt durch die Mitteldruck-Teilturbine, insbesondere aufgrund der niedrigen Stufenreaktion (Reaktionsgrad) und der Kammerbauart allenfalls ein geringer axialer Schub aus. Ein Schubausgleichskolben für die Mitteldruck-Teilturbine kann mithin entfallen. Zur Aufnahme eines durch die Hochdruck-Teilturbine hervorrufbaren axialen Schu-
bes ist ein zwischen -der Hochdruck-Beschaufelung und der Mitteldruck-Beschaufelung angeordneter Bereich der Turbinenwelle (Zwischenboden) vorgesehen, welcher sowohl zu der Mittel- druck-Beschaufelung als auch der Hochdruck-Beschaufelung eine ringförmige Vertiefung mit entsprechenden radialen Stirnseiten aufweist . Da sich aus konstruktiven Gründen bei einer Kompaktturbine ein solcher Zwischenboden anbietet, ist durch den Wegfall eines zusätzlichen Mitteldruck-Schubausgleichkol- bens der Wirkungsgrad der Mitteldruck-Teilturbine und damit der gesamten Dampfturbine gesteigert.In one embodiment with an outer casing (compact turbine), a small axial thrust occurs at most through the medium-pressure partial turbine, in particular due to the low step reaction (degree of reaction) and the chamber design. A thrust compensation piston for the medium-pressure turbine section can therefore be omitted. To accommodate an axial thrust caused by the high pressure turbine section In particular, an area of the turbine shaft (intermediate floor) arranged between the high-pressure blading and the medium-pressure blading is provided, which has an annular depression with corresponding radial end faces for both the medium-pressure blading and the high-pressure blading. Since such an intermediate floor is available for a compact turbine for design reasons, the efficiency of the medium-pressure partial turbine and thus of the entire steam turbine is increased due to the omission of an additional medium-pressure thrust compensation piston.
Bei einer getrennten Ausführung der Dampfturbine ist die Mitteldruck-Teilturbine vorzugsweise zweiflutig ausgeführt, wodurch ein axialer Schub der Mitteldruck-Teilturbine vermieden ist. Zur Aufnahme eines axialen Schubes der Hochdruck-Teil- turbine ist vorzugsweise ein Schubausgleichkolben vorgesehen. Darin gegebenenfalls vorgerufene Leckverluste werden je nach Einsatzbereich durch einen guten Wirkungsgrad der Überdruckbeschaufelung der in Trommelbauweise ausgeführten Hochdruck- Teilturbine ausgeglichen.In the case of a separate design of the steam turbine, the medium-pressure sub-turbine is preferably designed with two passages, as a result of which axial thrust of the medium-pressure sub-turbine is avoided. A thrust compensating piston is preferably provided to absorb an axial thrust of the high-pressure sub-turbine. Depending on the area of application, any leakage losses which may be called therein are compensated for by a good efficiency of the excess pressure blading of the high-pressure part-turbine, which is constructed as a drum.
Für beide Ausführungsformen der Erfindung führen die Schwach- reaktionsstufen (Stufen mit geringem Reaktionsgrad bei Kammerbauweise) zu einem raschen Druckabbau und zu einer ent- sprechend raschen Zunahme des spezifischen Volumens und damit der Strömungsquerschnitte und Schaufelhöhen. Für die in Strömungsrichtung nachfolgenden Turbinenstufen, umfassend jeweils eine Leitschaufelstruktur und eine in Strömungsrichtung nach- geordnete LaufSchaufelanordnung, ergeben sich im Vergleich zu einer Überdruckstufe geringere Sekundärverluste und geringereFor both embodiments of the invention, the weak reaction stages (stages with a low degree of reaction in the case of chamber construction) lead to a rapid pressure reduction and to a correspondingly rapid increase in the specific volume and thus in the flow cross sections and blade heights. For the turbine stages following in the direction of flow, each comprising a guide vane structure and a rotor blade arrangement arranged downstream in the direction of flow, there are lower secondary losses and less in comparison to an overpressure stage
Leckverluste durch Dichtspalte hindurch, die zwischen den Laufschaufeln und einer Turbinenwandung sowie den Leitschaufeln und der Turbinenwelle gebildet sind. Je nach Einsatzbereich der Dampfturbine, insbesondere Frischdampfzustand (Temperatur, Druck) des der Dampfturbine zugeführten Dampfes sowie den Anforderungen an Massenstrom und einer zu erzielenden thermischen wie elektrischen Leistung, bewirken Schwach-
reaktionsstufen in Kammerbauart einen höheren Wirkungsgrad als Überdruckstufen in Trommelbauart oder umgekehrt. Je nach vorgesehenem Einsatzbereich bietet sich mithin eine der beiden Alternativen der Erfindung mit ihren jeweils strömungs- technisch angepaßten Ausführungsformen an. Selbstverständlich ist der Mitteldruck-Teilturbine auch noch eine Niederdruck- Teilturbine nachschaltbar . Eine Dampfturbine gemäß der Erfindung eignet sich besonders für den Einsatz in einem kohlebefeuerten Dampfkraftwerk. Mit der Dampfturbine sind elektri- sehe Leistungen von ca. 50 MW bis über 1500 MW erzielbar. Der Frischdampfzustand kann zwischen 50 bar und 300 bar betragen mit einer Temperatur von bis zu 630 °C. Wobei die Temperatur bei Weiterentwicklungen auf dem Materialsektor, insbesondere betreffend Turbinenwelle und Turbinengehäuse, auch höher lie- gen kann.Leakage losses through sealing gaps, which are formed between the rotor blades and a turbine wall, and the guide blades and the turbine shaft. Depending on the area of application of the steam turbine, in particular the fresh steam state (temperature, pressure) of the steam supplied to the steam turbine and the requirements for mass flow and a thermal and electrical output to be achieved, weak reaction levels in chamber design have a higher efficiency than overpressure levels in drum design or vice versa. Depending on the intended field of application, one of the two alternatives of the invention with its flow-adapted embodiments is therefore appropriate. Of course, the medium-pressure turbine section can also be followed by a low-pressure turbine section. A steam turbine according to the invention is particularly suitable for use in a coal-fired steam power plant. With the steam turbine, electrical outputs from approx. 50 MW to over 1500 MW can be achieved. The live steam state can be between 50 bar and 300 bar with a temperature of up to 630 ° C. The temperature can also be higher in the case of further developments in the materials sector, particularly with regard to the turbine shaft and turbine housing.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. In den Figuren haben jeweils gleich Bezugszeichen die gleiche Bedeutung. Es zeigen in schematischer DarstellungThe invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the drawing. In the figures, the same reference numerals have the same meaning. They show a schematic representation
FIG 1 und 2 in einem Längsschnitt eine eingehäusige Dampfturbine und1 and 2 in a longitudinal section a single-case steam turbine and
FIG 3 und 4 in einem Längsschnitt eine Dampfturbine mit3 and 4 in a longitudinal section with a steam turbine
Hochdruck-Teilturbine und Mitteldruck-Teilturbine in separaten Außengehäusen.High-pressure sub-turbine and medium-pressure sub-turbine in separate outer casings.
Figur 1 zeigt eine Dampfturbine 1 mit einem einzigen Außenge- häuse 4. Durch das Außengehäuse 4 ist eine entlang einer Turbinenachse 15 gerichtete Turbinenwelle 6 geführt. Diese Turbinenwelle 6 ist an den nicht näher dargestellten Durchführungen mit jeweiligen Wellendichtungen 9 gegenüber dem Außengehäuse 4 abgedichtet. Innerhalb des Gehäuses 4 ist eine Hochdruck-Teilturbine 2 in Trommelbauweise angeordnet. Sie umfaßt eine Hochdruck-Beschaufelung mit mit der Turbinenwelle 6 verbundenen Laufschaufeln 11 und mit einem Hochdruck- Innen-
gehäuse 14 verbundenen schematisch dargestellten Leitschaufeln 12. Innerhalb des Innengehäuses 14 ist weiterhin eine Mitteldruck-Teilturbine 3 in Kammerbauweise mit Laufschaufeln 11 und Leitschaufeln 12, die der Anschaulichkeit halber sche- matisch dargestellt sind, angeordnet . Die Turbinenwelle 6 weist an einem Ende eine Wellenkupplung 10 zur Ankupplung an einen nicht dargestellten Generator oder eine nicht dargestellte Niederdruck-Teilturbine auf. Axial zwischen der Hochdruck-Beschaufelung und der Mitteldruck-Beschaufelung ist ein dem Schubausgleich dienender Bereich 13 (Zwischenboden) der Turbinenwelle 6 ausgebildet, welcher gegenüber dem Innengehäuse 14 durch eine entsprechende Wellendichtung 9 abgedichtet ist . Zwischen dem Zwischenboden 13 und der Hochdruck- Teilturbine 2 sowie der Mitteldruck-Teilturbine 3 weist die Turbinenwelle 6 eine jeweilige Vertiefung 13a auf, durch die Stirnflächen an dem Zwischenboden 13 gebildet sind. Eine dieser Vertiefungen 13a ist mit einem Einströmbereich 7b der Mitteldruck-Teilturbine 3 und die andere Vertiefung 13a mit einem Dampfeinlaß 7a der Hochdruck-Teilturbine 2 verbunden. Ein in den Dampfeinlaß 7a einströmender Frischdampf mit beispielsweise einem Druck von etwa 170 bar und einer Temperatur von 560 °C strömt in axialer Richtung durch die Beschaufelung der Hochdruck-Teilturbine 2 hindurch und bei einem niedrigerem Druck aus einem Dampfauslaß 8a der Hochdruck-Teilturbine 2 aus. Von dort gelangt der nunmehr teilweise entspannteFIG. 1 shows a steam turbine 1 with a single outer housing 4. A turbine shaft 6 directed along a turbine axis 15 is guided through the outer housing 4. This turbine shaft 6 is sealed off from the outer housing 4 at the bushings (not shown) with respective shaft seals 9. A high-pressure sub-turbine 2 in drum construction is arranged within the housing 4. It comprises a high-pressure blading with blades 11 connected to the turbine shaft 6 and with a high-pressure interior Housing 14 connected schematically illustrated guide vanes 12. Inside the inner housing 14, a medium-pressure turbine section 3 is also arranged in a chamber construction with rotor blades 11 and guide vanes 12, which are shown schematically for the sake of clarity. The turbine shaft 6 has at one end a shaft coupling 10 for coupling to a generator or a low-pressure partial turbine, not shown. Axially between the high-pressure blading and the medium-pressure blading is an area 13 (intermediate floor) of the turbine shaft 6 which serves to compensate for thrust and is sealed off from the inner housing 14 by a corresponding shaft seal 9. Between the intermediate floor 13 and the high-pressure turbine section 2 and the medium-pressure turbine section 3, the turbine shaft 6 has a respective recess 13a, through which end faces are formed on the intermediate floor 13. One of these depressions 13a is connected to an inflow region 7b of the medium-pressure turbine section 3 and the other depression 13a is connected to a steam inlet 7a of the high-pressure turbine section 2. A live steam flowing into the steam inlet 7a with, for example, a pressure of approximately 170 bar and a temperature of 560 ° C. flows in the axial direction through the blading of the high-pressure part-turbine 2 and at a lower pressure from a steam outlet 8a of the high-pressure part-turbine 2 . From there, the now partially relaxed comes
Dampf in eine nicht dargestellte Zwischenüberhitzung und wird der Dampfturbine 1 über den Dampfeinlaß 7b der Mitteldruck- Teilturbine 3 wieder zugeführt. Die in Trommelbauweise ausgeführte Hochdruck-Teilturbine 2 mit einer Überdruckbeschaufe- lung führt zu einem axialen Schub in Richtung des Dampfaus- lasses 8a. Dieser wird über den Zwischenboden 13a und die durch die Vertiefungen 13a gebildeten Stirnflächen ausgeglichen, da das Druckgefälle über die Hochdruck-Beschaufelung, d.h. von Dampfeinlaß 7a zum Dampfauslaß 8a, größenordnungsmä- ßig dem Druckunterschied über dem Zwischenboden 13 zwischen Dampfeinlaß 7a und Dampfeinlaß 7b entspricht. Die Mitteldruck-Teilturbine 3 ist in Kammerbauweise mit einer im we-
trSteam in a reheat, not shown, and is fed back to the steam turbine 1 via the steam inlet 7b of the medium-pressure turbine section 3. The high-pressure turbine section 2, which is designed in a drum design and has an excess pressure blading, leads to an axial thrust in the direction of the steam outlet 8a. This is compensated for via the intermediate floor 13a and the end faces formed by the recesses 13a, since the pressure drop across the high-pressure blading, ie from steam inlet 7a to steam outlet 8a, corresponds in magnitude to the pressure difference across the intermediate floor 13 between steam inlet 7a and steam inlet 7b. The medium-pressure turbine section 3 is of a chamber construction with an essentially tr
PJ: dPJ: d
ΓΛΓΛ
Φ > trTr> tr
P-P-
Φ nΦ n
3 μ- rr rr3 μ- rr rr
ΦΦ
Pipi
H dH d
Ω rTΩ rT
1 ι-31 ι-3
Φ μ- h-1 rr d ri tr μ- dΦ μ- h- 1 rr d ri tr μ- d
Φ u> Q φΦ u> Q φ
Ml d= tr i erMl d = tr i er
Φ dΦ d
H dH d
H tr μ- d φ dH tr μ- d φ d
1
1
welle 6b gekuppelt. An der Turbinenwelle 6b ist eine weitere Wellenkupplung 10 zur Ankupplung an einen nicht dargestellten Generator oder eine nicht dargestellte Niederdruck-Teilturbine angeordnet. In Figur 3 ist die Hochdruck-Teilturbine 2 in Kammerbauweise und die Mitteldruck-Teilturbine 3 in Trommelbauweise ausgeführt. In der Hochdruck-Teilturbine 2 tritt mithin allenfalls ein geringer axialer Schub auf, so daß von einem Schubausgleichkolben 5 abgesehen werden kann.shaft 6b coupled. A further shaft coupling 10 for coupling to a generator (not shown) or a low-pressure partial turbine (not shown) is arranged on the turbine shaft 6b. In FIG. 3, the high-pressure sub-turbine 2 is designed in a chamber design and the medium-pressure sub-turbine 3 in a drum design. In the high-pressure turbine section 2 there is therefore only a slight axial thrust, so that a thrust compensation piston 5 can be disregarded.
In Figur 4 hingegen ist die Hochdruck-Teilturbine in Trommelbauweise und die Mitteldruck-Teilturbine in Kammerbauweise ausgeführt. Axial zwischen Dampfeinlaß 7a und Gehäuse 4a ist ein als Schubausgleichkolben 5 ausgebildeter Zwischenboden angeordnet . Dieser ist gehäuseseitig strömungstechnisch mit dem Dampfauslaß 8a verbunden, so daß der Druckunterschied zwischen Dampfeinlaß 7a und Dampfauslaß 8a im wesentlichen dem Druckabfall in axialer Richtung über den Schubausgleichkolben 5 entspricht. Hinsichtlich der konstruktiven und fun- kionellen Merkmale der Hochdruck-Teilturbine 2 sowie der Mit- teldruck-Teilturbine 3 sei auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen. Gleiche Bezugszeichen haben hierin die gleiche Bedeutung wie in den Figuren 3 und 4.In FIG. 4, on the other hand, the high-pressure sub-turbine is designed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine in a chamber design. An intermediate base designed as a thrust compensation piston 5 is arranged axially between the steam inlet 7a and the housing 4a. This is fluidly connected on the housing side to the steam outlet 8a, so that the pressure difference between steam inlet 7a and steam outlet 8a essentially corresponds to the pressure drop in the axial direction via the thrust compensating piston 5. With regard to the constructive and functional features of the high-pressure sub-turbine 2 and the medium-pressure sub-turbine 3, reference is made to the description of FIGS. 1 and 2. The same reference symbols have the same meaning here as in FIGS. 3 and 4.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Dampfturbine mit einer Mitteldruck-Teilturbine und einer Hochdruck-Teilturbine aus, wobei die Hochdruck-Teilturbine in Trommelbauweise und die Mitteldruck-Teilturbine in Kammerbauweise oder umgekehrt ausgeführt ist . Die Teilturbinen können sowohl in einem Gehäuse (Kompaktturbine) oder in zwei getrennten Gehäusen angeordnet sein. Je nach Einsatzbereich (Dampfdruck, Dampftemperatur,The invention is characterized by a steam turbine with a medium-pressure sub-turbine and a high-pressure sub-turbine, the high-pressure sub-turbine being constructed in a drum design and the medium-pressure sub-turbine in a chamber design or vice versa. The partial turbines can be arranged in one housing (compact turbine) or in two separate housings. Depending on the area of application (steam pressure, steam temperature,
Dampfmassenstrom sowie thermischer bzw. elektrischer Leistung der Dampfturbine) ist eine Kombination mit besonders gutem Wirkungsgrad durch Ausnutzen der Vorteile sowohl der Kammerbauweise als auch der Trommelbauweise erreichbar.
Steam mass flow and thermal or electrical power of the steam turbine), a combination with particularly good efficiency can be achieved by taking advantage of the advantages of both the chamber construction and the drum construction.
Claims
1. Dampfturbine (1) mit einer Hochdruck-Teilturbine (2) und einer mit letzterer strömungstechnisch verbundenen Mittel- druck-Teilturbine (3), wobei die Hochdruck-Teilturbine (2) in Kammerbauweise und die Mitteldruck-Teilturbine (3) in Trommelbauweise ausgeführt ist.1. Steam turbine (1) with a high-pressure part-turbine (2) and a medium-pressure part-turbine (3) fluidically connected to the latter, the high-pressure part-turbine (2) in chamber design and the medium-pressure part turbine (3) in drum design is.
2. Dampfturbine (1) nach Anspruch 1, bei der die Hochdruck- Teilturbine (2) zweiflutig ausgeführt ist.2. Steam turbine (1) according to claim 1, in which the high-pressure turbine (2) is double-flow.
3. Dampfturbine (1) mit einer Hochdruck-Teilturbine (2) und einer mit letzterer strömungstechnisch verbundenen Mitteldruck-Teilturbine (3) , wobei die Hochdruck-Teilturbine (2) in Trommelbauweise, die Mitteldruck-Teilturbine (3) in Kammerbauweise und die Hochdruck-Teilturbine (2) zweiflutig ausgeführt ist.3. Steam turbine (1) with a high-pressure sub-turbine (2) and a medium-pressure sub-turbine (3) fluidically connected to the latter, the high-pressure sub-turbine (2) in drum construction, the medium-pressure sub-turbine (3) in chamber construction and the high pressure -Turbine turbine (2) is double-flow.
4. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Außengehäuse (4) in welchem die Hochdruck- Teilturbine (2) und die Mitteldruck-Teilturbine (3) angeordnet sind.4. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims, with an outer casing (4) in which the high-pressure turbine (2) and the medium-pressure turbine (3) are arranged.
5. Dampfturbine (1) nach Anspruch 4, bei der ein Schubaus- gleichkolben (5) zur Kompensation eines axialen Schubes der5. Steam turbine (1) according to claim 4, in which a thrust compensation piston (5) for compensation of an axial thrust
Mitteldruck-Teilturbine (3) vorgesehen ist und die Hochdruck- Teilturbine (2) axial zwischen der Mitteldruck-Teilturbine (3) und dem Schubausgleichkolben (5) angeordnet ist.Medium-pressure partial turbine (3) is provided and the high-pressure partial turbine (2) is arranged axially between the medium-pressure partial turbine (3) and the thrust compensation piston (5).
6. Dampfturbine (1) nach Anspruch 1 oder 3, bei der die Hochdruck-Teilturbine (2) ein Außengehäuse (4a) , insbesondere topfförmig, und die Mitteldruck-Teilturbine (3) ein davon axial beabstandetes Außengehäuse (4b) aufweist.6. Steam turbine (1) according to claim 1 or 3, wherein the high-pressure turbine (2) has an outer housing (4a), in particular cup-shaped, and the medium-pressure turbine (3) has an axially spaced outer housing (4b).
7. Dampfturbine (1) nach Anspruch 6, bei der die Mitteldruck- Teilturbine (3) zweiflutig ausgeführt ist.
7. steam turbine (1) according to claim 6, wherein the medium-pressure turbine (3) is double-flow.
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Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE10392525B4 (en) | 2002-04-11 | 2012-08-09 | Richard A. Haase | Methods, processes, systems and apparatus with water combustion technology for the combustion of hydrogen and oxygen |
| US6752589B2 (en) * | 2002-10-15 | 2004-06-22 | General Electric Company | Method and apparatus for retrofitting a steam turbine and a retrofitted steam turbine |
| GB2409002A (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-15 | Siemens Power Generation Ltd | Thrust balance piston fitted between high and low pressure paths in a turbine. |
| GB0416931D0 (en) * | 2004-07-29 | 2004-09-01 | Alstom Technology Ltd | Axial flow steam turbine assembly |
| GB0416932D0 (en) | 2004-07-29 | 2004-09-01 | Alstom Technology Ltd | Axial flow steam turbine assembly |
| CN100340740C (en) * | 2004-09-17 | 2007-10-03 | 北京全三维动力工程有限公司 | Superhigh pressure impact steam turbine |
| EP1788191B1 (en) | 2005-11-18 | 2014-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine and method of cooling a steam turbine |
| US8186168B2 (en) * | 2008-07-18 | 2012-05-29 | Rolls-Royce Corporation | Thrust balance of rotor using fuel |
| JP2010174795A (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine |
| EP2431570A1 (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine with a dummy piston and wet steam blockage |
| KR101509439B1 (en) | 2011-03-18 | 2015-04-07 | 알스톰 테크놀러지 리미티드 | Method for retrofitting a double flow steam turbine |
| US8342009B2 (en) * | 2011-05-10 | 2013-01-01 | General Electric Company | Method for determining steampath efficiency of a steam turbine section with internal leakage |
| US8834114B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-09-16 | General Electric Company | Turbine drum rotor retrofit |
| CN102678184B (en) * | 2012-05-04 | 2014-10-15 | 上海励辰机械制造有限公司 | Miniature strong double-turbine gas turbine |
| EP2662535A1 (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for a steam turbine and corresponding steam turbine |
| DE102017005615A1 (en) | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Erol Kisikli | turbine |
| DE102017211295A1 (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine and method of operating the same |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US787485A (en) * | 1903-07-03 | 1905-04-18 | Westinghouse Machine Co | Fluid-pressure turbine. |
| FR379478A (en) * | 1906-07-18 | 1907-11-05 | Bbc Brown Boveri & Cie | Steam turbine action part and reaction part |
| US1092947A (en) * | 1911-12-27 | 1914-04-14 | Gen Electric | Elastic-fluid turbine. |
| US1601737A (en) * | 1923-04-02 | 1926-10-05 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Bleeder turbine |
| DE448247C (en) * | 1923-09-15 | 1927-08-08 | Erste Bruenner Maschinen Fab | Combined drum and disc wheel turbine for steam or gas |
| US1622805A (en) * | 1924-02-08 | 1927-03-29 | Bergmann Elek Citatswerke Ag | Steam turbine |
| US1750814A (en) * | 1924-02-22 | 1930-03-18 | Bergmann Elek Citatswerke Ag | High-pressure steam turbine |
| GB236961A (en) * | 1924-07-12 | 1925-10-15 | Gen Electric | Improvements in and relating to elastic fluid turbines |
| US1593414A (en) * | 1924-07-12 | 1926-07-20 | Gen Electric | Compound elastic-fluid turbine |
| US1585670A (en) * | 1924-11-11 | 1926-05-25 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Elastic-fluid turbine |
| US1827682A (en) * | 1928-07-12 | 1931-10-13 | Gen Electric | Elastic fluid turbine |
| DE518786C (en) * | 1928-12-06 | 1931-02-19 | Karl Roeder Dr Ing | Relief device for steam turbines, which have to process varying amounts of steam in the low pressure part according to different dependencies than in the high pressure part |
| US2174806A (en) * | 1938-04-30 | 1939-10-03 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Turbine apparatus |
| US3107084A (en) * | 1962-12-12 | 1963-10-15 | Westinghouse Electric Corp | Elastic fluid turbine apparatus |
| CH424809A (en) * | 1964-07-30 | 1966-11-30 | Licentia Gmbh | Turbine system |
| FR2646466B1 (en) * | 1989-04-26 | 1991-07-05 | Alsthom Gec | INTERNAL STATOR HP-MP SINGLE STEAM TURBINE WITH CONTROLLED AIR CONDITIONING |
| DE59301406D1 (en) * | 1992-09-30 | 1996-02-22 | Siemens Ag | Process for operating a power plant and system operating thereon |
-
1997
- 1997-01-14 DE DE19700899A patent/DE19700899A1/en not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-01-09 DE DE59803727T patent/DE59803727D1/en not_active Revoked
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