[0001] Die Erfindung betrifft einen Turbinenkondensator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Turbinenkondensatoren dienen zur Verflüssigung des Abdampfes von Dampfturbinen. Um
die von der Dampfturbine vorübergehend zu viel erzeugte Dampfmenge, z.B. beim An-
und Abfahren oder auch bei Störungen, nicht über Sicherheitsventile ins Freie abblasen
zu müssen, haben vor allem große Dampfturbinen eine Umleiteinrichtung, mit denen der
zu viel erzeugte Dampf direkt zum Turbinenkondensator abgeführt werden kann. Dazu
sind entsprechende Umleitdampfeinleitungen vorgesehen mit denen der Umleitdampf direkt
in den Kondensatordom des Turbinenkondensators geleitet wird.
[0003] Solche Umleitdampfeinleitungen sind dabei üblicherweise mit einem Umleitventil zur
Regelung der Umleitdampfmenge, einem Lochkorb als Drosseleinrichtung zur Entspannung
des Umleitdampfes und einer Wassereinspritzung zur Kühlung des Umleitdampfes ausgerüstet.
Das in einer derartigen Umleitdampfeinleitung zu verdrosselnde Wärmegefälle ist in
aller Regel aber sehr groß. So beträgt der Dampfdruck vor dem Umleitventil üblicherweise
bis zu 45 bar, während der Gegendruck im Turbinenkondensator mit etwa 0,1 bar angegeben
werden kann. Tritt nun dieser Umleitdampfstrom mit hohem Druckniveau aus der Umleitdampfeinrichtung
heraus in den Kondensatordom und mit deutlich geringerem Dampfdruckniveau ein, ergeben
sich in den Randbereichen des einströmenden Umleitdampfes hohe Geschwindigkeitsgradienten.
Die schlagartige Entspannung hat dann zur Folge, dass je nach Druckgefälle lokal ein
hypersonisches Strömungsfeld entsteht. Zudem besteht die Gefahr, dass angestrahlte
Bauteile des Turbinenkondensators, wie beispielsweise die Turbinenschaufeln, die Kondensatorrohre
oder die Kondensatorwände zudem zu Schwingungen angeregt werden und dadurch geschädigt
werden. Beides führt zudem dazu, dass im Betrieb der Anlage die Schallemission zunimmt
und damit gegebenenfalls vorgeschriebene Höchstwerte überschritten werden.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Turbinenkondensator bereitzustellen, der eine verringerte
Schallemission und zudem eine kontrollierte Strahlführung des eingeleiteten Umleitungsdampfes
ermöglicht.
[0005] Diese Aufgabe wird mit dem Turbinengenerator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0006] Dadurch, dass im Eintrittsbereich des Umleitdampfes stromabwärts eine Pralleinrichtung
angeordnet ist und dieser so ausgebildet ist, dass der Druck in einer an der Umleitdampfeinleitungseinrichtung
angrenzenden Expansionszelle durch die dadurch bewirkte Aufstauung weiterhin hoch
gehalten wird und andererseits eine Ablenkung des Umleitdampfstrahls horizontal erfolgt,
kann dem Turbinenkondensator kontrolliert Umleitdampf zugeführt werden, ohne dass
die Integrität der Dampfturbine negativ beeinflusst wird. Der Vorteil der Erfindung
liegt so zum einen an der gezielten Ausrichtung der Strömung des Umleitdampfes, weg
von kritischen Bauteilen des Turbinenkondensators, wie zum Beispiel die im unteren
Bereich angeordnete Kondensatorberohrung oder die am oberen Ende anschließende Turbinenbeschaufelung.
Zum Anderen wird gleichzeitig der Druckaufbau bei der Strömungsumlenkung dazu genutzt,
die Größe der Nachexpansionszelle und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Umleitdampfes
am Austritt der Umleitdampfeinleitungseinrichtung zu minimieren, wodurch sich die
Schallemission verringert.
[0007] Durch eine bevorzugte topfartige Ausführungsform der Pralleinrichtung mit zwei nahezu
horizontal angebrachten Flanken, wird eine für die Turbinenschaufeln und Kondensatorberohrung
ungünstige Beströmung vermieden. Der Dampf strömt im Wesentlichen horizontal entlang
der Wände des Kondensatordoms, verliert durch Wandreibung und Ausstauungen an den
Stützrippen der Kondensatordomwände kinetische Energie und kondensiert anschließend
an den Kondensatorrohren. Eine direkte Beströmung der Kondensatorrohre und der Turbinenbeschaufelung
wird so mit der vorliegenden Erfindung vermieden.
[0008] Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden.
Es zeigen:
- FIG 1
- schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbinenkondensators,
- FIG 2
- dasselbe Ausführungsbeispiel in der Draufsicht.
[0009] FIG 1 zeigt in Seitenansicht einen Ausschnitt eines stehenden Turbinenkondensators
1 mit einer Kondensatorberohrung 2 und einem darüber liegenden Bereich der aufgrund
seiner Form als Kondensatordom 3 bezeichnet wird. Oberhalb des Kondensatordoms 3 befindet
sich dann die Dampfturbine mit ihrer Beschaufelung. Im Bereich des Kondensatordoms
3 ist eine Umleitdampfeinleitungseinrichtung 4 vorgesehen, mit der Umleitdampf D in
den Turbinenkondensator 1 eingeleitet wird. Erfindungsgemäß ist nun stromabwärts des
aus der Umleitdampfeinleitungseinrichtung 4 austretenden Umleitdampfes D, ein Prallblech
als Pralleinrichtung 5 vorgesehen. Diese ist wie in FIG 2 in der Draufsicht gezeigt
so ausgebildet, dass die beiden horizontalen Flanken der topfartig ausgebildeten Pralleinrichtung
5 so geneigt sind, dass sie den Umleitdampf D in horizontaler Richtung hin zu den
Seitenwänden 6 des Turbinenkondensators 1 auslenken. Dies ist in FIG 2 durch die Strömungslinien
angedeutet. Gleichzeitig wird durch die topfartige Pralleinrichtung der Druck des
aus der Umleitdampfeinleitungseinrichtung 4 austretenden Umleitdampfes D aber weiterhin
auf einem hohen Niveau gehalten, so dass eine verringerte Schallemission und zudem
eine kontrollierte Strahlführung des eingeleiteten Umleitungsdampfes gewährleistet
ist und somit die Integrität des Turbinenkondensators weiterhin gewährleistet ist.
1. Turbinenkondensator (1) für eine Dampfturbine mit einem Bereich mit Kondensatorrohren
(2) zur Verflüssigung von Abdampf aus der Dampfturbine, einem darüber liegenden durch
Kondensatorwände ausgebildeten Kondensatordom (3) zur Aufnahme des Abdampfes der Dampfturbine
und einer Umleitdampfeinleitungseinrichtung (4) zum Einleiten von Umleitdampf (D)
in den Kondensatordom (3)
dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Austritts des Umleitdampfes (D) aus der Umleitdampfeinleitungseinrichtung
(4) eine Pralleinrichtung (5) so vorgesehen und so ausgebildet ist, dass sie den Druck
des austretenden Umleitdampfes (D) in einer an der Umleitdampfeinleitungseinrichtung
(4) direkt angrenzenden Expansionszelle weiterhin auf einem hohen Niveau hält und
zudem den Umleitdampf (D) in weitgehend horizontaler Richtung ablenkt.
2. Turbinenkondensator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pralleinrichtung (5) topfartig und in einer Größenordnung weitgehend identisch
zum Querschnitt der Umleitdampfeinleitungseinrichtung (4) ausgebildet ist, und beide
horizontalen Flanken dieser topfartigen Ausbildung so geneigt sind, dass sie den Umleitdampf
(D) in horizontaler Richtung hin zu Seitenwänden (6) des Turbinenkondensators auslenken.
