EP1707739A1 - Dampfturbine mit gekühlter Hohlwelle sowie entsprechendes Kühlverfahren - Google Patents

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EP1707739A1
EP1707739A1 EP05006651A EP05006651A EP1707739A1 EP 1707739 A1 EP1707739 A1 EP 1707739A1 EP 05006651 A EP05006651 A EP 05006651A EP 05006651 A EP05006651 A EP 05006651A EP 1707739 A1 EP1707739 A1 EP 1707739A1
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EP
European Patent Office
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shaft
cooling medium
steam turbine
axial bore
cooling
Prior art date
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Withdrawn
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EP05006651A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Dr. Bagaviev
Yevgen Dr. Kostenko
Traugott Paul
Kai Dr. Wieghardt
Uwe Zander
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/085—Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/60—Shafts
    • F05D2240/61—Hollow

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine with a rotatably mounted shaft and a method for cooling a rotatably mounted shaft of a steam turbine.
  • a steam turbine of known type has a rotor arranged on a shaft with rotor blades rotatable between guide vanes of a surrounding housing. Expansion of incoming steam propels and rotates the blades.
  • the rotating shaft usually drives a generator to generate electrical energy.
  • a steam turbine can be configured as single-flow or multi-flow. Also, the steam turbine may include a number of part steam turbine, which are connected in series.
  • a distinction is made with respect to the vapor pressure in this case a high-pressure turbine section, the steam is fed, a medium-pressure turbine section, which is supplied to the steam from the outlet of the high-pressure turbine section, and a low-pressure turbine section, which is supplied to the steam from the outlet of a medium-pressure turbine section.
  • To increase the temperature of the drive steam at medium-pressure and low-pressure steam turbine parts is passed before inflow via a reheater.
  • the steam turbine parts can also be arranged on a common shaft.
  • the rotor and the shaft of a steam turbine are subjected to the drive steam depending on the turbine type with temperatures well above 500 ° C and are also exposed to high mechanical loads.
  • the material selection is therefore subject to significant restrictions. It must be used high quality material.
  • the object of the invention is to provide a steam turbine of the type mentioned with an effective cooling of the shaft. Further, it is an object of the invention to provide an effective method for cooling the shaft.
  • the first-mentioned object is achieved for a steam turbine with a rotatably mounted shaft according to the invention in that the shaft is formed at least along a partial section as a hollow shaft with an axial bore through which a cooling medium can flow.
  • the invention is based on the consideration that a cooling medium flowing through a hollow shaft of a steam turbine acts on the wall of the axial bore due to the centrifugal acceleration caused by the rotation of the shaft. This leads to an effective heat exchange between the cooling medium and the shaft with the rotor arranged thereon. Cooling via cooling steam can be omitted.
  • a cooling medium for example, oil or water is suitable. However, other suitable cooling media are also conceivable.
  • the introduction of the cooling medium into the axial bore can be effected axially (for instance on one of the two end faces of the shaft) or radially through the shaft.
  • a pump arrangement with suitable control or control can be provided.
  • the cooling medium can be cooled in particular outside the axial bore by a cooling device or by a heat exchanger.
  • a flow through the axial bore can be achieved in its entire length. It can be introduced into the shaft in particular with respect to the cross section of the shaft a plurality of radial channels. It is also conceivable to guide the shaft with the introduced radial channels in a surrounding bearing for the cooling medium. In this way, the supply or discharge of the cooling medium is ensured in a suitable amount.
  • the axial bore in areas of the shaft with very high heat input due to the vapor wetting to increase the effective cooling surface is increased locally.
  • Such an area is, for example, the area of the steam inflow. Due to the enlargement or thickening of the bore and thus by the reduced wall thickness of the shaft, the cooling effect of the cooling medium, in particular as a result of the centrifugal acceleration, can be further enhanced.
  • the object with regard to a method for cooling a rotatably mounted shaft of a steam turbine is inventively achieved in that a cooling medium is passed through an axial bore of the shaft.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that by the introduction of a liquid cooling medium In an axial bore of a steam turbine shaft, a particularly effective cooling of the shaft and the rotor components arranged on it can be achieved.
  • An increase in the creep rupture strength and slowing down of the material creep that can be achieved thereby contribute to an increased service life of the components concerned.
  • the guided in the axial bore of the shaft cooling medium can be used as a heating medium during transient operating phases of the steam turbine, especially when starting and stopping.
  • pre- or post-heating the shaft By pre- or post-heating the shaft, shorter arrival and departure times can be realized. Compressive stresses in the shaft interior, such as occur during cold start of the steam turbine, are reduced by the preheating of the shaft.
  • a combined high-pressure / medium-pressure steam turbine 1 is shown in a longitudinal section schematically.
  • the steam turbine 1 comprises a high-pressure expansion section 2 and a medium-pressure expansion section 3, which are flowed through in opposite directions by steam.
  • the rotors 4 and 5 are arranged on a common shaft 6.
  • the shaft 6 is formed in sections as a hollow shaft with a centrally extending axial bore 8.
  • the shaft 6 is mounted on the shaft bearing 10 in bearing journals, not shown.
  • Radial channels 12 and 13 open into the axial bore 8 at the shaft bearings 10, wherein the radial channels 12 for the removal and the radial channels 13 for the supply of a cooling medium 14 are provided from or into the axial bore 8.
  • the radial channels 12 and 13 are fluidically connected to a bearing 15 for the cooling medium 14 or during the rotation of the shaft 6 connectable.
  • the introduced into the shaft 6 radial channels 12 and 13 are shown in more detail in the cross-section A-A shown in FIG 2.
  • the cooling medium 14 flows through the axial bore 8 and thereby absorbs heat.
  • the cooling medium is pressed outwards against the wall of the axial bore 8, so that a good heat transfer between the material of the shaft 6 and the cooling medium 14 is automatically established.
  • the cooling medium 14 oil is used in the embodiment.
  • the axial bore 8 does not continuously pass through the shaft 6, but is divided by separating devices 17.
  • a separator 17 in particular the shaft 6 can not be pierced at this point.
  • the shaft 6 is divided into individual sections 18, which are flowed through separately from the cooling medium. This allows a better heat dissipation and thus an increase in the cooling effect.
  • this is introduced into the radial channels 13 by means of a pressure pump 20 not shown under pressure. After flowing through the section 18 in the direction of arrows 22 occurs the cooling medium via the radial channels 12 again from the axial bore 8, and then before a renewed feed z. B. are cooled by a heat exchanger.
  • the rotor 4 or 5 and the shaft 6 are exposed to a particularly high temperature load.
  • the cooling effect of the cooling medium 14 is increased.
  • FIG. 2 shows in a cross section A-A through the shaft 6 at the location of a shaft bearing 10 according to FIG. 1 for the removal of the cooling medium introduced radial channels 13.
  • the provided for oil supply radial channels 12 are introduced into the shaft 6 in the same way.
  • the radial channels 13 each extend obliquely outward starting from the axial bore 8.
  • the shaft cooling can be designed so that the cooling medium 14, for example oil or water, is present in liquid form over the entire course of the flow path within the shaft 6 and thereby completely fills the axial bore 8.
  • the cooling medium 14, in this case preferably water is at least partially vaporized when flowing through the hollow shaft, the heat being extracted from the rotor 4, 5 in a particularly effective manner by the evaporation.
  • the undiluted portion of cooling medium 14 is due to the prevailing in the rotating shaft 6 centrifugal forces as liquid film 27 down the walls of the axial bore 8 and is discharged at the outlet end 28 of the shaft 6, for example, through a hole in the end face.
  • the vapor 29 forming inside the axial bore 8 by evaporation of the cooling medium 14 and under pressure is in the form of saturated steam through a number of the shaft walls penetrating radial channels 12 discharged from the shaft 6 and introduced into a surrounded by the outer casing 32 of the steam turbine 1 steam space.
  • the vapor removal takes place automatically due to the pressure difference between the shaft interior and the steam space, so that no additional funding such as pumps, etc. are necessary.
  • steam outlet pipes 30 are inserted into the radial ducts 12.
  • the steam outlet pipes 30 protrude so far into the cavity of the shaft 6 formed by the axial bore 8 that only the vapor portion of the cooling medium 14, but not the liquid film 27 on the wall of the axial bore 8 can escape through the steam outlet pipes 30.
  • cooling medium 14 usable water can be removed in a preferred embodiment of the invention from the water-steam cycle of a steam turbine 1 and a steam generator comprehensive steam turbine plant.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es wird eine Dampfturbine (1) mit einer drehbar gelagerten Welle (6) angegeben, wobei die Welle (6) zumindest entlang eines Teilabschnitts (18) als eine Hohlwelle mit einer von einem Kühlmedium (14) durchströmbaren Axialbohrung (8) ausgebildet ist. Weiter wird ein Verfahren zur Kühlung einer drehbar gelagerten Welle (6) einer derartigen Dampfturbine (1) angegeben, wobei durch eine Axialbohrung (8) der Welle (6) ein Kühlmedium (14) geleitet wird. Durch Zentrifugalbeschleunigung wird eine wirksame Kühlung der Welle (6) ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einer drehbar gelagerten Welle sowie ein Verfahren zur Kühlung einer drehbar gelagerten Welle einer Dampfturbine.
  • Eine Dampfturbine bekannter Bauart weist einen auf einer Welle angeordneten Rotor mit zwischen Leitschaufeln eines umgebenden Gehäuses drehbaren Laufschaufeln auf. Durch die Expansion einströmenden Dampfes werden die Laufschaufeln angetrieben und in Rotation versetzt. Die rotierende Welle treibt in der Regel zur Erzeugung elektrischer Energie einen Generator an. Eine Dampfturbine kann einflutig oder mehrflutig ausgestaltet sein. Auch kann die Dampfturbine eine Anzahl von Teildampfturbinen umfassen, die hintereinander geschaltet sind. Man unterscheidet bezüglich des Dampfdruckes hierbei eine Hochdruckteilturbine, der Frischdampf zugeleitet wird, eine Mitteldruckteilturbine, der Dampf aus dem Austritt der Hochdruckteilturbine zugeleitet wird, und eine Niederdruckteilturbine, der Dampf aus dem Austritt einer Mitteldruckteilturbine zugeleitet wird. Zur Temperaturerhöhung wird der Antriebsdampf bei Mitteldruck- und Niederdruckdampfteilturbinen vor Einströmung über einen Zwischenüberhitzer geleitet. Die Dampfteilturbinen können auch auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.
  • Insbesondere der Rotor und die Welle einer Dampfturbine werden mit dem Antriebsdampf je nach Turbinentypus mit Temperaturen bis weit oberhalb von 500 °C beaufschlagt und sind zudem hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Materialauswahl unterliegt somit wesentlichen Einschränkungen. Es muss hochwertiges Material verwendet werden.
  • Zur Verringerung der Temperaturbelastung wird in der EP 1 154 123 A1 für eine Hochdruckteilturbine eine Kühlung des auf der Welle angeordneten Schubausgleichskolbens vorgeschlagen. Hierzu wird einem Dampferzeuger zur Kühlung Kühldampf entnommen, dessen Temperatur kleiner und dessen Druck größer ist als die des Frischdampfs, und dem Hochdruckexpansionsabschnitt der Turbine zugeleitet. Aus der DE 198 23 251 C1 ist bekannt, zur Kühlung Dampf aus einem Kühlsystem der Dampfturbine über eine Dosiereinrichtung einzuspritzen. Nachteiligerweise ist aber das Einblasen oder Einlassen von kühlem Dampf aus thermodynamischer Sicht nicht ideal und ist zudem konstruktiv nicht immer realisierbar. Weiter kann die Verwendung von Kühldampf auch einen negativen Effekt auf den Gesamtwirkungsgrad der Dampfturbine haben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine der eingangs genannten Art mit einer wirksamen Kühlung der Welle anzugeben. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein wirksames Verfahren zur Kühlung der Welle anzugeben.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird für eine Dampfturbine mit einer drehbar gelagerten Welle erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Welle zumindest entlang eines Teilabschnitts als eine Hohlwelle mit einer von einem Kühlmedium durchströmbaren Axialbohrung ausgebildet ist.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass ein eine Hohlwelle einer Dampfturbine durchströmendes Kühlmedium aufgrund der durch die Rotation der Welle verursachten Zentrifugalbeschleunigung die Wandung der Axialbohrung beaufschlagt. Dies führt zu einem wirksamen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium und der Welle mit dem darauf angeordneten Rotor. Eine Kühlung über Kühldampf kann entfallen. Als Kühlmedium eignet sich beispielsweise Öl oder Wasser. Es sind aber auch andere geeignete Kühlmedien vorstellbar.
  • Die Einbringung des Kühlmediums in die Axialbohrung kann axial (etwa an einer der beiden Stirnseiten der Welle) oder radial durch die Welle erfolgen. Zur Herstellung einer Strömung des Kühlmediums kann eine Pumpenanordnung mit geeigneter Regelung oder Steuerung vorgesehen sein. Das Kühlmedium kann insbesondere außerhalb der Axialbohrung durch eine Kühlvorrichtung oder durch einen Wärmetauscher abgekühlt werden.
  • Vorteilhafterweise ist zur Zufuhr oder Abfuhr des Kühlmediums an den Enden der Axialbohrung in die Welle jeweils eine Anzahl von Radialkanälen eingebracht, wobei die Radialkanäle strömungstechnisch mit einem Lager für das Kühlmedium verbindbar sind. Auf diese Weise lässt sich ein Durchströmen der Axialbohrung in ihrer gesamten Länge erreichen. Es können insbesondere bezüglich des Querschnitts der Welle mehrere Radialkanäle in die Welle eingebracht sein. Es ist auch vorstellbar, die Welle mit den eingebrachten Radialkanälen in einem umgebenden Lager für das Kühlmedium zu führen. Auf diese Weise ist die Zufuhr oder Abfuhr des Kühlmediums in geeigneter Menge sichergestellt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung sind Radialkanäle im vergleichsweise gering belasteten Lagerzapfen eingebracht.
  • Zweckmäßigerweise ist die Axialbohrung in Teilbereichen der Welle mit sehr hohem Wärmeeintrag infolge der Dampfbenetzung zur Erhöhung der effektiven Kühlfläche lokal vergrößert. Ein solcher Bereich ist beispielsweise der Bereich der Dampfeinströmung. Durch die Vergrößerung bzw. Verdickung der Bohrung und damit durch die verringerte Wandstärke der Welle kann die Kühlwirkung des Kühlmediums, insbesondere infolge der Zentrifugalbeschleunigung, weiter verstärkt werden.
  • Die Aufgabe hinsichtlich eines Verfahrens zur Kühlung einer drehbar gelagerten Welle einer Dampfturbine wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch eine Axialbohrung der Welle ein Kühlmedium geleitet wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen sind den zugeordneten Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Einleitung eines flüssigen Kühlmediums in eine Axialbohrung einer Dampfturbinen-Welle eine besonders wirkungsvolle Kühlung der Welle und der an ihr angeordneten Rotorkomponenten erreicht werden kann. Eine dadurch erzielbare Erhöhung der Zeitstandfestigkeit und Verlangsamung des Werkstoffkriechens tragen zu einer erhöhten Lebensdauer der betroffenen Komponenten bei.
  • Das in der Axialbohrung der Welle geführte Kühlmedium kann während instationärer Betriebsphasen der Dampfturbine, insbesondere beim An- und Abfahren, auch als Heizmedium eingesetzt werden. Durch die Vor- oder Nachwärmung der Welle lassen sich kürzere An- und Abfahrzeiten realisieren. Druckspannungen im Welleninneren, wie sie etwa beim Kaltstart der Dampfturbine auftreten, werden durch das Vorwärmen der Welle gemindert.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • FIG 1
    in einem Längsschnitt schematisch eine kombinierte Hochdruck-/Mitteldruckdampfturbine mit auf einer durchgehenden Welle angeordneten Rotoren,
    FIG 2
    einen Querschnitt durch die Welle der Dampfturbine gemäß FIG 1 an einem Wellenlager, und
    FIG 3
    einen Längsschnitt durch eine kombinierte Hochdruck-/Mitteldruckdampfturbine mit einer gekühlten Welle gemäß einer alternativen Ausführungsform.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In FIG 1 ist in einem Längsschnitt schematisch eine kombinierte Hochdruck-/Mitteldruckdampfturbine 1 dargestellt. Die Dampfturbine 1 umfasst einen Hochdruckexpansionsabschnitt 2 sowie einen Mitteldruckexpansionsabschnitt 3, die gegensinnig von Dampf durchströmt werden. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit ist von beiden Expansionsabschnitten 2 und 3 nur der jeweilige mit Laufschaufeln bestückte Rotor 4 bzw. 5 dargestellt. Die Rotoren 4 und 5 sind auf einer gemeinsamen Welle 6 angeordnet.
  • Zur Kühlung ist die Welle 6 in Teilabschnitten als eine Hohlwelle mit einer zentral verlaufenden Axialbohrung 8 ausgebildet. Die Welle 6 ist am Wellenlager 10 in nicht dargestellten Lagerzapfen gelagert. In die Axialbohrung 8 münden jeweils an den Wellenlagern 10 Radialkanäle 12 und 13, wobei die Radialkanäle 12 für die Abfuhr und die Radialkanäle 13 für die Zufuhr eines Kühlmediums 14 aus der bzw. in die Axialbohrung 8 vorgesehen sind. Hierzu sind die Radialkanäle 12 und 13 strömungstechnisch mit einem Lager 15 für das Kühlmedium 14 verbunden bzw. während der Rotation der Welle 6 verbindbar. Die in die Welle 6 eingebrachten Radialkanäle 12 bzw. 13 sind in dem in FIG 2 dargestellten Querschnitt A-A genauer ersichtlich.
  • Zur Kühlung der Welle 6 bzw. der Rotoren 4 und 5 durchströmt das Kühlmedium 14 die Axialbohrung 8 und nimmt dabei Wärme auf. Infolge der durch die Rotation der Welle 6 verursachten Zentrifugalbeschleunigung wird das Kühlmedium nach außen an die Wandung der Axialbohrung 8 gepresst, so dass sich von selbst ein guter Wärmeübergang zwischen dem Material der Welle 6 und dem Kühlmedium 14 einstellt. Als Kühlmedium 14 wird im Ausführungsbeispiel Öl verwendet.
  • Die Axialbohrung 8 durchsetzt nicht durchgehend die Welle 6, sondern ist durch Trennvorrichtungen 17 unterteilt. Als eine Trennvorrichtung 17 kann insbesondere die Welle 6 an dieser Stelle nicht durchbohrt sein. Infolge der Trennvorrichtungen 17 ist die Welle 6 in einzelne Teilabschnitte 18 unterteilt, die separat vom Kühlmedium durchströmt werden. Dies erlaubt eine bessere Wärmeabfuhr und damit eine Erhöhung der Kühlwirkung. Zur Herstellung der Strömung des Kühlmediums 14 wird dieses in die Radialkanäle 13 mittels einer nicht näher dargestellten Druckpumpe 20 unter Druck eingebracht. Nach Durchströmen des Teilabschnitts 18 in Richtung der Pfeile 22 tritt das Kühlmedium über die Radialkanäle 12 wieder aus der Axialbohrung 8 aus, und kann dann vor einer erneuten Einspeisung z. B. über einen Wärmetauscher abgekühlt werden.
  • An der Stelle der Dampfeinspeisung 24 sind der Rotor 4 bzw. 5 sowie die Welle 6 einer besonders hohen Temperaturbelastung ausgesetzt. Zur Erhöhung der Kühlwirkung weist dort die Axialbohrung 8 eine Verdickung 26 auf. Infolge der auf das Kühlmedium 14 wirkenden Zentrifugalbeschleunigung und der dünneren Wandstärke der Welle 6 ist die Kühlwirkung des Kühlmediums 14 gesteigert.
  • FIG 2 zeigt in einem Querschnitt A-A durch die Welle 6 an der Stelle eines Wellenlagers 10 gemäß FIG 1 die zur Abfuhr des Kühlmediums eingebrachten Radialkanäle 13. Die zur Ölzufuhr vorgesehenen Radialkanäle 12 sind in gleicher Weise in die Welle 6 eingebracht. Es sind über den Querschnitt verteilt insgesamt drei Radialkanäle 13 in die Welle 6 eingebracht. Die Radialkanäle 13 verlaufen dabei jeweils ausgehend von der Axialbohrung 8 schräg nach außen.
  • Die Wellenkühlung kann so ausgelegt sein, dass das Kühlmedium 14, beispielsweise Öl oder Wasser, über den gesamten Verlauf der Strömungsstrecke innerhalb der Welle 6 in flüssiger Form vorliegt und dabei die Axialbohrung 8 komplett ausfüllt. In einer alternativen Ausführungsform, die in FIG 3 dargestellt ist, wird das Kühlmedium 14, in diesem Fall vorzugsweise Wasser, beim Durchströmen der Hohlwelle zumindest teilweise verdampft, wobei dem Rotor 4, 5 durch die Verdampfung in besonders wirksamer Weise Wärme entzogen wird. Der unverdampfte Anteil an Kühlmedium 14 schlägt sich aufgrund der in der rotierenden Welle 6 herrschenden Zentrifugalkräfte als Flüssigkeitsfilm 27 an den Wandungen der Axialbohrung 8 nieder und wird am auslassseitigen Ende 28 der Welle 6 beispielsweise durch eine Bohrung in der Stirnfläche abgeführt. Der sich im Inneren der Axialbohrung 8 durch Verdampfung des Kühlmediums 14 bildende und unter Druck stehende Dampf 29 wird hingegen in Form von Sattdampf durch eine Anzahl von die Wellenwandung durchdringenden Radialkanälen 12 aus der Welle 6 abgeführt und in einen vom Außengehäuse 32 der Dampfturbine 1 umgebenen Dampfraum eingeleitet. Die Dampfabfuhr erfolgt dabei selbsttätig infolge der Druckdifferenz zwischen dem Welleninneren und dem Dampfraum, so dass dazu keine zusätzlichen Fördermittel wie Pumpen etc. notwendig sind.
  • Bei der im Beispiel gezeigten besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind Dampfauslassrohre 30 in die Radialkanäle 12 eingesteckt. Die Dampfauslassrohre 30 ragen dabei so weit in den durch den von der Axialbohrung 8 gebildeten Hohlraum der Welle 6 ein, dass lediglich der Dampfanteil des Kühlmediums 14, nicht aber der Flüssigkeitsfilm 27 an der Wandung der Axialbohrung 8 durch die Dampfauslassrohre 30 entweichen kann.
  • Als Kühlmedium 14 einsetzbares Wasser kann in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf einer die Dampfturbine 1 und einen Dampferzeuger umfassenden Dampfturbinenanlage entnommen werden.

Claims (9)

  1. Dampfturbine (1) mit einer drehbar gelagerten Welle (6),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Welle (6) zumindest entlang eines Teilabschnitts (18) als eine Hohlwelle mit einer von einem Kühlmedium (14) durchströmbaren Axialbohrung (8) ausgebildet ist.
  2. Dampfturbine (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zur Zufuhr oder Abfuhr des Kühlmediums (14) an den Enden der Axialbohrung (8) in die Welle (6) jeweils eine Anzahl von Radialkanälen (12, 13) eingebracht ist, wobei die Radialkanäle (12, 13) strömungstechnisch mit einem Lager (15) für das Kühlmedium (14) verbindbar sind.
  3. Dampfturbine (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Radialkanäle (12, 13) an einem Wellenlager (10) in die Welle (6) eingebracht sind.
  4. Dampfturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Axialbohrung (8) in Teilbereichen der Welle (6) mit einer hohen Kühlerfordernis verdickt ist.
  5. Verfahren zur Kühlung einer drehbar gelagerten Welle (6) einer Dampfturbine (1),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch eine Axialbohrung (8) der Welle (6) ein Kühlmedium (14) geleitet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kühlmedium (14) durch eine Anzahl von Radialbohrungen (12, 13) der Axialbohrung (8) zu- oder aus dieser abgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kühlmedium (14) an einem Wellenlager (10) der Axialbohrung (8) zu- oder aus dieser abgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Kühlmedium (14) Öl oder Wasser verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das durch die Axialbohrung (8) der Welle (6) geleitete Kühlmedium (14) während des An- und/oder Abfahrens der Dampfturbine (1) als Heizmedium zum Heizen der Welle (6) eingesetzt wird.
EP05006651A 2005-03-24 2005-03-24 Dampfturbine mit gekühlter Hohlwelle sowie entsprechendes Kühlverfahren Withdrawn EP1707739A1 (de)

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