EP1010857B1 - Modulare Dampfturbine mit Standardbeschaufelung - Google Patents
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- EP1010857B1 EP1010857B1 EP98811231A EP98811231A EP1010857B1 EP 1010857 B1 EP1010857 B1 EP 1010857B1 EP 98811231 A EP98811231 A EP 98811231A EP 98811231 A EP98811231 A EP 98811231A EP 1010857 B1 EP1010857 B1 EP 1010857B1
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- blading
- nozzles
- wheel
- varied
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- 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
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/60—Assembly methods
- F05D2230/61—Assembly methods using limited numbers of standard modules which can be adapted by machining
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49716—Converting
Definitions
- the present invention relates to the field of steam turbine technology. It relates to a method for producing a plurality of steam turbines for use in various applications, which are characterized by the respective thermodynamic parameters such as Cooling water temperature, ambient temperature, differentiate between given boiler data, process steam requirements, etc. wherein the steam turbines each have at least one high-pressure stage with a first Blading and have a control wheel stage for part-load operation.
- the object is achieved by the entirety of the features from claim 1.
- the essence of the invention is a fixed standard blading in the High pressure stage with a design that varies from application to application Combine control stage to match the steam turbine to the respective thermodynamic parameters of the application (e.g. condenser vacuum (Cooling water temperature), ambient temperatures, given boiler data of various Manufacturer, required process steam etc.). So limited the whole thermodynamic variability of the steam turbine in one only component (here: control wheel stage), both in terms of production technology, as well as procurement technology. Because especially the blading with the processing interface (Rotations) on the housing and shaft with regard to repetition effects has enormous potential for simplification and cost savings, a significant advantage is achieved by standardizing the blading.
- a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the steam turbines each have a central and have a low-pressure part with a second and third blading, and that as second and third blades also one for all steam turbines same standard blading is used.
- standard blading will be an even greater simplification / saving achieved.
- a second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized by the fact that the control wheel stage sits on the rotor Control wheel and a plurality of concentrically arranged around the rotor axis Has nozzles, and that to design the control wheel stage, the control wheel and / or the arrangement and / or configuration of the nozzles can be varied.
- a preferred development of this embodiment is characterized. that the number of nozzles is varied and / or that the geometry of the individual ones Nozzle is varied.
- this Control wheel a third blading variation in which the wheel blade geometry, in particular the sheet thickness and / or the sheet height and / or the Curvature is varied.
- the turbo group or steam turbine 10 comprises a high pressure part 11 with control wheel stage 13, a medium pressure part 12 and one (Optional) low-pressure part 22.
- the steam turbine 10 drives a generator 23.
- FIG. 2 is a longitudinal section of the example of a high-pressure part 11 with blading 16 and a control wheel stage arranged in front of the high-pressure part 11 13 shown, which are housed in a housing 21.
- the rotating parts are arranged on a common rotor 18 which extends around a rotor axis 20 rotates.
- the control wheel stage 13 contains one with its own blading (see in addition e.g. the US-A-4,812,107) equipped control wheel 19, which has a ring steam from an inflow duct 15 is acted upon by nozzles 14.
- the number of nozzles 14 can be varied in particular in that Segments or sectors of the nozzle arrangement blind segments used become. Furthermore, the staggering angle of the nozzle profiles can be varied. Finally, a variation of the nozzle side wall contours is also conceivable.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
- Fig. 1
- die beispielhafte schematische Anordnung einer Turbogruppe bzw. Dampfturbine mit angeschlossenem Generator und Regelradstufe im Hochdruckteil, wie sie zur Verwirklichung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist; und
- Fig. 2
- im Längschnitt den schematisierten Aufbau der Hochdruckstufe mit Regelrad nach Fig. 1.
- Die Geometrie der Schaufelblätter und der Deckbänder ist festgelegt und unveränderbar.
- Die Eindrehungen für Lauf- und Leitschaufeln sind festgelegt und unveränderbar.
- Die Position der Anzapfschlitze ist festgelegt und unveränderbar.
- Die Stufenzahl und die Anzahl der Schaufeln pro Stufe am Umfang sind festgelegt und unveränderbar.
- Die Düsenzahl am Umfang pro HD-Einströmsektor ist variabel.
- Die Düsen- und Radkanalhöhe ist entweder in festgelegten Stufungen oder stufenlos variierbar.
- Die Radschaufelgeometrie des Regelrades 19 (Blattdicke und Krümmung) ist variabel.
- Es ergeben sich Wiederholeffekte für die gesamte Beschaufelung, sowohl bei der Beschaffung als auch bei der Fertigung.
- Es ergeben sich Wiederholeffekte bei der Bearbeitung der Gehäuse und des Rotors. Dies drückt sich aus in konstanten, auftragsunabhängigen Fertigungsdokumenten (Guss- und Bearbeitungszeichnungen sowie Stücklisten).
- Die Offertabwicklung ist vereinfacht, schneller und damit effizienter.
- Es ergiben sich beachtliche Gesamtkosteneinsparungen gegenüber dem Stand der Technik von ca. 30-40% bezogen auf die Herstellungskosten.
- 10
- Dampfturbine
- 11
- Hochdruckteil
- 12
- Mitteldruckteil
- 13
- Regelradstufe
- 14
- Düse
- 15
- Einströmkanal
- 16
- Beschaufelung (Hochdruckteil)
- 18
- Rotor
- 19
- Regelrad
- 20
- Rotorachse
- 21
- Gehäuse
- 22
- Niederdruckteil
- 23
- Generator
Claims (8)
- Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Dampfturbinen (10) für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen, welche sich durch die jeweiligen thermodynamischen Parameter wie z.B. Kühlwassertemperatur, Umgebungstemperatur, gegebene Kesseldaten, Prozessdampfanforderung etc. unterscheiden, wobei die Dampfturbinen (10) jeweils wenigstens einen Hochdruckteil (11) mit einer ersten Beschaufelung (16) und eine Regelradstufe (13) für den Teillastbetrieb aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Beschaufelung (16) eine für alle Dampfturbinen gleiche Stardardbeschaufelung verwendet wird, und dass die Anpassung der einzelnen Dampfturbinen (10) an die thermodynamischen Parameter der jeweiligen Anwendung durch eine entsprechende Auslegung bzw. Variation der Regelradstufe (13) vorgenommen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbinen (10) jeweils zusätzlich einen Mittel- und Niederdruckteil (12 bzw. 22) mit einer zweiten (17) und einer dritten Beschaufelung aufweisen, und dass als zweite (17) und dritte Beschaufelung ebenfalls eine für alle Dampfturbinen (10) gleiche Standardbeschaufelung verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelradstufe (13) ein auf dem Rotor (18) sitzendes Regelrad (19) und eine Mehrzahl von konzentrisch um die Rotorachse (20) herum angeordneten Düsen (14) aufweist, und dass zur Auslegung der Regelradstufe (13) das Regelrad (19) und/oder die Düsen (14) in ihrer Anordnung und/oder Ausgestaltung variiert werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Düsen (14) variiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (14) auf einzelne Kreissegmente bzw. Sektoren aufgeteilt sind, und dass die Anzahl der Düsen (14) durch den Einsatz von Blindsegmenten variiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der einzelnen Düsen (14) variiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelrad (19) und die Düsen (14) naben- und zylinderseitig abgrenzende Strömungskonturen aufweisen, welche einen Strömungskanal bilden, der in der Höhe stufenlos oder in festgelegten Stufungen variiert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelrad (13) eine Beschaufelungsvariation aufweist, bei welcher die Radschaufelgeometrie, insbesondere die Blattdicke und/oder die Blatthöhe und/oder die Krümmung, variiert werden.
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