Dampfturbine mit Heizdampfentnahme

Abstract

 Dampfturbine mit Heizdampfentnahme, mit einer Reaktionsbeschaufelung, wobei zur Reduktion der Änderung des Axialschubes bei Dampfentnahme die letzte Stufe vor dem Entnahmestutzen mit kleinerem Reaktionsgrad ausgeführt ist als die übrigen Stufen der Beschaufelung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit Heizdampfentnahme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs l.

[0002] Bei einflutigen oder unsymmetrischen zweiflutigen Reaktionsturbinen wird der im Betrieb auftretende Axialschub durch dampfbeaufschlagte Ausgleichskolben kompensiert.

[0003] Bei solchen Turbinen mit Heizdampfentnahme variiert der Axialschub mit den Betriebsbedingungen im Heiznetz und kann mit dem Ausgleichskolben nicht mehr bei jedem Betriebszustand ausgeglichen werden. Bei gewissen Betriebszuständen kann daher eine unzulässig hohe Belastung des Kammlagers auftreten.

[0004] Der Axialschub wird im wesentlichen durch die axialen Strömungskräfte an den Laufschaufeln verursacht. Bei Reaktionsturbinen ist der Axialschub grösstenteils durch die statische Druckdifferenz zwischen Ein- und Austrittsquerschnitt der Laufräder bestimmt.

[0005] Bei herkömmlichen Heizkraftwerken entnimmt man den Heizdampf meist am Austritt der Mitteldruckturbine. Bei Aenderungen der Entnahmemenge ändert sich dabei auch der Druck an der Entnahmestelle, woraus auch eine Aenderung des Axialschubes der letzten Laufschaufelreihe vor dieser Entnahmestelle resultiert. Diese Aenderung ist bei kleinerem Reaktionsgrad der Stufe wesentlich kleiner. Der Axialschub der vorhergehenden Laufschaufelreihen bleibt dabei hingegen nahezu unverändert.

[0006] Die vorliegende, im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung entstand aus der Aufgabe, dieses für die Kammlagerbelastung ungünstige Verhalten des Axialschubes bei sich ändernden Entnahmemengen von Heizdampf zu vermeiden.

[0007] Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf zwei in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben.

[0008] In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 die Ausgestaltung des erfindungswesentlichen Teiles einer unsymmetrischen zweiflutigen Reaktionsturbine und

Fig. 2 dasselbe bei einer einflutigen Reaktionsturbine.

[0009] Bei der Ausführung nach Fig. 1 bezeichnen 1 den Eintrittskanal und 2 und 3 die Austrittskanäle einer unsymmetrischen zweiflutigen Mitteldruckreaktionsturbine. Die Zahlen unter den einzelnen Stufen bedeuten deren Reaktionsgrade. In der Regel werden alle Stufen mit dem optimalen Reaktionsgrad von 0,5 ausgeführt mit den eingangs beschriebenen nachteiligen Wirkungen bei Aenderungen der für Heiz-oder Prozesszwecke entnommenen Dampfmenge. Zur Vermeidung eines unzulässig hohen-Axialschubes aus den obengenannten Gründen werden gemäss der Erfindung die Endstufen 4 und 5 an den beiden Austrittskanälen 2 und 3 mit einem gegenüber den vorhergehenden Stufen, die mit dem optimalen Reaktionsgrad von 0,5 ausgelegt sind, reduzierten Reaktionsgrad, im gezeichneten Beispiel 0,35, ausgeführt, so dass der Axialschub im gesamten Betriebsbereich kleiner und daher zulässig wird. Es ist daher möglich, den Durchmesser des Ausgleichskolbens zu reduzieren. Die durch die Abweichung vom Optimum 0,5 bedingte Einbusse an Stufenwirkungsgrad wird dabei durch die geringeren Verluste am Ausgleichskolben ausgeglichen.

[0010] Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Beschaufelung einer einflutigen Reaktionsturbine mit dem Eintrittskanal 6 unddemAustrittskanal 7 wird die angestrebte Reduktion des Axialschubes im ganzen Betriebsbereich durch einen kleineren Reaktionsgrad der einzigen Endstufe 8 erreicht. Hier wurde für deren Reaktionsgrad ebenfalls 0,35 gewählt, doch könnte dieser ebenso wie bei der zweiflutigen Turbine, je nach Auslegung der Anlage, auch andere Werte unter 0,5 aufweisen.

Bezeichnungsliste

[0011] 

1 Einstrittskanal *

2 Austrittskanal

3 Austrittskanal

4 Endstufe

5 Endstufe

6 Eintrittskanal

7 Austrittskanal

8 Endstufe

Ansprüche

1. Dampfturbine mit Heizdampfentnahme, mit einer Reaktionsbeschaufelung und Entnahmestutzen für den Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsgrad der jeweils letzten Stufe vor einem Entnahmestutzen kleiner ausgeführt ist als der Reaktionsgrad der übrigen, vorhergehenden Stufen.

2. Dampfturbine nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils letzte Stufe vor den Entnahmestutzen mit einem Reaktionsgrad von 0,35 und die übrigen, vorhergehenden Stufen mit einem Reaktionsgrad von 0,5 ausgeführt sind.

3. Dampfturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine zweiflutig ausgeführt ist und die beiden Fluten unterschiedlich viele Stufen aufweisen.

4. Dampfturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine einflutig ausgeführt ist.

Zeichnung