Dampfturbine

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit Regelung des Frischdampfzuflusses.

Stand der Technik

[0002] Bekannt sind Dampfturbinen mit Düsengruppenregelung, bei welcher die erste Turbinenstufe, auch Regeistufe genannt, der Dampfturbine mit einer Mehrzahl von Beaufschlagungssektoren ausgerüstet ist, deren Dampfzufluss von je einem besonderen Regelventil einstellbar ist. Bei selchen Dampfturbinen sind jeweils mindestens drei oder mehr Regelventile vorhanden.

[0003] Bekannt sind auch Dampfturbinen ohne Düsengruppenregelung bzw. ohne Regelstufe. Solche Dampfturbinen werden bis 180 MW mit min. einem Regelventil, bis 600 MW mit zwei Regelventilen und über 600 MW mit vier Regelventilen gebaut.

[0004] Die Turbinengehäuse von Dampfturbinen mit Regelstufe sind konstruktiv anders gebaut als die Turbinengehäuse von Dampfturbinen ohne Regelstufe.

[0005] In US 4,642,025 wird eine Dampfturbine offenbart mit Doppelgehäuse, das heisst mit einem Innen- und Aussengehäuse, wobei jedes dieser Gehäuse ein Ober- und Unterteil aufweist. Zur Erleichterung von Montage- und Demontagearbeiten sind die Ventile, genauer die Stellventile für die Regelung des Frischdampfzuflusses direkt und waagrecht am Turbinengehäuseoberteil befestigt. Die dortigen Ventilanordnungen sind gemäss den Figuren einerseits bei Dampfturbinen mit zwei Einlaufspiralen und zwei Regelventilen und ohne Regelstufe und anderseits mit vier Einlaufspiralen und vier Regelventilen mit Regelstufe anwendbar.

Darstellung der Erfindung

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reduktion der Gussmodelle und der Module, insbesondere für die Turbinengehause zu erreichen und dadurch geringere Rüstzeiten und geringere Kosten zu erzielen.

[0007] Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ohne Bezugszeichen einfügen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0008] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Dampfturbine vereinfacht dargestellt.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt in Bereich des Frischdampfzuflusses einer ersten Ausführungsform einer HD-Dampfturbine mit Regelstufe;

Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich des Frischdampfzuflusses der Ausführungsform einer HD-Dampfturbine nach Fig. 1 ohne Regelstufe;

Fig. 3 einen Querschnitt in Bereich des Frischdampfzuflusses einer zweiten Ausführungsform einer HD-Dampfturbine mit Regelstufe;

Fig. 4 einen Querschnitt im Bereich des Frischdampfzuflusses der Ausführungsform einer HD-Dampfturbine nach Fig. 3 ohne Regelstufe und

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht auf das Gussmodell des oberen Gehäuseteiles des Aussengehäuses einer Dampfturbine nach Fig. 3 und 4.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0010] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Hochdruck-Dampfturbinen bestehen aus zwei Gehäusen, dem Aussengehäuse 1 und dem Innengehäuse 2. Der Turbinenläufer ist nicht dargestellt. Das Aussengehäuse 1 besteht jeweils aus einem oberen Gehäuseteil 3 und einem unteren Gehäuseteil 4, die mit horizontaler Flanschverbindung miteinander verbunden sind. Das im Aussengehäuse gelagerte Innengehäuse ist ebenfalls horizontal getrennt und besitzt einen oberen Gehäuseteil 5 und einen unteren Gehäuseteil 6.

[0011] Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Dampfturbinen sind in einem Ventilgehäuseblock 7 zwei Regelventile 8, 9 und ein Schnellschussventil 10 zusammengefasst. Der Ventilgehäuseblock ist über das Gehäuse des Regelventils 8 mittels Flanschverbindung seitlich am oberen Aussengehäuseteil 3 angebracht. Ein mit dem Auslass des Regelventils 8 verbundenes Verbindungsrohr 11 erstreckt sich in den oberen Teil des Aussengehäuses hinein und mündet seitlich oben in den Innenraum des Innengehäuses 2. Der Auslass des Regelventils 9 ist mit dem einen Schenkel einer nach unten geführten und U-förmig gebogenen Verbindungsleitung 12 verbunden, die mit ihrem anderen Schenkel an einem am unteren Aussengehäuseteil 4 angeflanschten Zwischenstück 13 angeschweisst ist. Die Verbindungsleitung 12 mündet in ein mit dem Zwischenstück 13 verbunden Verbindungsrohr 14. Das Verbindungsrohr 14 erstreckt sich in den unteren Gehäuseteil 4 des Aussengehäuses hinein und mündet unten in den Innenraum des Innengehäuses 2.

[0012] Das Schnellschussventil 10 hat die Aufgabe, im Schnellschussfall die Dampfzufuhr zu den Regelventilen 8 und 9 und damit zur Turbine zu unterbrechen. Es ist als Sicherheitsorgan konzipiert und wird durch einen nicht dargestellten Servomotor betätigt.

[0013] Die zwei Regelventile 8 und 9 dienen zur Regelung des Dampfstromes. Sie werden durch nicht dargestellte hydraulische Stellglieder betätigt.

[0014] Die Dampfturbinen gemäss den Fig . 1 und 2 unterscheiden sich dadurch, dass die Dampfturbine gemäss Fig. 1 eine Regelstufe aufweist und die Dampfturbine gemäss Fig. 2 ohne Regelstufe ausgebildet ist. In beiden Fallen ist der gleiche Ventilgehäuseblock 7 vorhanden, der auch in gleicher Art und Weise am Turbinenaussengehäuse angeflanscht ist. Dank insbesondere der Tatsache, dass für beide Bauarten, d.h. Bauart mit oder ohne Regelstufe, die gleiche Anzahl Regelventile vorhanden ist und deren Verbindungsanordnung und Anschluss in bezug auf das Aussengehäuse 1 und das Innengehäuse 2 gleich gestaltet ist, wird eine Reduktion von Gussmodellen und eine Reduktion von Modulen erzielt. Dadurch wird ermöglicht, insbesondere das Aussengehäuse 1 und auch den Ventilgehäuseblock mit den Anschlüssen für beide Bauarten einer Dampfturbine konstruktiv gleich zu gestalten.

[0015] Unterschiedlich ist bei beiden Bauarten lediglich ein Teilbereich des Innengehäuses.

[0016] Bei der Dampfturbine mit Regelstufe gemäss Fig. 1 sind die Einlaufkanäle bzw. Düsenkästen 15, 16 im Innengehäuse 2 integriert. Das den Düsenkästen 15, 16 in Dampfflussrichtung nachgeschaltete Regelrad ist nicht dargestellt.

[0017] Die Einlaufkanäle bzw. Düsenkästen 15, 16 sind durch zwei Zwischenwände 17, 18 voneinander so getrennt, dass der Düsenkasten 15 einen grösseren Sektor und damit eine grössere Durchlassfläche für den Frischdampf bildet als der Dusenkasten 16. Regelventil 8 mündet von oben in den Düsenkasten 15 und Regelventil 9 mündet von unten in den Düsenkasten 16.

[0018] Mit zwei Stellventilen mit, wie dargestellt in Fig. 1, zwei verschieden grossen nachgeschalteten Düsensegmenten, können drei optimale Lastpunkte gefahren werden.

[0019] Die zwei Regelventile können mit verschieden grossen, den Düsensegmenten angepassten Durchlassöffnungen versehen sein. Jedes Regelventil ist unabhängig in Offnungs- und Schliessrichtung betätigbar.

[0020] Der Frischdampf wird dem Ventilgehäuseblock 7 zugeführt, er durchströmt das Schnellschussventil 10 und gelangt zu den hintereinander angeordneten Regelventilen 8, 9. Nach den Regelventilen 8, 9 wird der Dampf den Düsenkasten 15, 16 und den nicht dargestellten Düsen der Regelstufe zugeführt.

[0021] Bei der Dampfturbine ohne Regelstufe gemäss Fig. 2 weist das Innengehäuse keine Düsenkästen auf. Es ist auch kein Regelrad vorhanden. Dementsprechend sind in der Einlaufpartie des Innengehäuses 2 auch keine Zwischenwände 17, 18 vorhanden, so dass ein einziger Ringraum 19 gebildet ist, dem der Frischdampf über die beiden Regelventile 8, 9 zugeführt wird. Im übrigen entsprechen die Bauteile der Dampfturbine ohne Regelstufe gemäss der Fig. 2, den in Fig. 1 dargestellten Bauteilen der Dampfturbine mit Regelstufe. Dementsprechend weisen die gleichen Bauteile gleiche Bezugsziffern auf und es wird diesbezüglich auf die obige Beschreibung verwiesen.

[0022] Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Hochdruck-Dampfturbinen unterscheiden sich in der Art und Weise des Aufbaues und des Anschlusses des Ventilgehäuseblocks. Im übrigen bestehen die in Fig. 3 und 4 dargestellten Dampfturbinen auch aus zwei Gehäusen, dem Aussengehäuse 101 und dem Innengehäuse 102. Das Aussengehäuse besteht jeweils aus einem oberen Gehäuseteil 103 und einem nicht dargestellten unteren Gehäuseteil, die mit nicht dargestellter Flanschverbindung miteinander verbunden sind. Das im Aussengehäuse gelagerte Innengehäuse ist ebenfalls horizontal getrennt und besitzt einen oberen Gehäuseteil 105.

[0023] Der untere Innengehäuseteil ist ebenfalls nicht dargestellt.

[0024] Die Dampfturbinen gemäss Fig. 3 und 4 weisen jeweils einen Ventilgehauseblock 107 auf, in welchem zwei Regelventile 108, 109 und ein Schnellschussventil 110 eingebaut sind. Der Ventilgehäuseblock 107 ist auf dem Aussengehäuseoberteil 103 aufgesetzt und mittels doppelter Flanschverbindung mit diesem verbunden. Je ein mit den Auslässen der Regelventile 108, 109 verbundenes Verbindungsrohr 111, 114 erstreckt sich in den oberen Teil 101 des Aussengehäuses hinein und mündet von oben in den Innenraum des Innengehäuses 102.

[0025] Die Aufgabe und Funktion des Schnellschussventils 110 und der Regelventile 108, 109 ist die gleiche wie bei den Dampfturbinen gemäss den Fig. 1 und 2. Die Unterschiede und Geneinsamkeiten der Dampfturbinen gemäss Fig. 3 und 4 sind ebenfalls gleich wie betreffend die Dampfturbinen gemäss den Fig. 1 und 2. Es wird deshalb in dieser Beziehung auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

[0026] Unterschiedlich ist bei den beiden Bauarten der Dampfturbinen mit Regelstufe gemäss Fig. 3 und ohne Regelstufe gemäss Fig. 4 wiederum lediglich ein Teilbereich des Innengehäuses, bedingt durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein der Regelstufe. Bei der Dampfturbine mit Regelstufe gemäss Fig. 1 sind die im Innengehäuse 102 integrierten Düsenkästen 115, 116 wiederum durch Zwischenwände, von denen nur die im oberen Innengehäuseteil befindliche Zwischenwand 117 dargestellt ist, voneinander so getrennt, dass der eine Düsenkasten einen grösseren Sektor und damit eine grössere Durchlassfläche bildet für den Frischdampf als der andere Düsenkasten. Auch hier gilt betreffend die Lastpunkte und die Ausbildung und Wirkungsweise der Regelventile sowie die Frischdampfzuführung, die schon zu Fig. 1 gemachten Ausführungen.

[0027] Bei der Dampfturbine ohne Regelstufe gemäss Fig. 4 gilt das betreffend der Ausführungsform gemäss Fig. 2 weiter oben Ausgeführte. Es fehlen die Düsenkästen und das Regelrad und dementsprechend auch die Zwischenwände, so dass wiederum ein einziger Ringraum 119 vorhanden ist, dem der Frischdampf über die beiden Regelventile 108, 109 zugeführt wird.

[0028] Bei den erfindungsgemässen Ausführungen können das Turbinenaussengehäuse, die Ventilbaugruppe und Teile des Innengehäuses sowohl für Dampfturbinen eines bestimmten Typs mit, als auch ohne Regelstufe verwendet werden, da sie konstruktiv gleich ausgeführt sind und in Grösse und Form übereinstimmen.

[0029] Die Stellventile der Ventilbaugruppe haben im allgemeinen gleich grosse Durchlassöffnungen. In Spezial-fällen können sie jedoch auch verschieden grosse Durchlassöffnungen aufweisen.

[0030] Zur Herstellung mindestens der Aussengehäuse aus Stahlguss für eine Dampfturbine eines bestimmten Typs, mit oder ohne Regelstufe, kann das gleiche Gussmodell verwendet werden.

[0031] Das gleiche Gussmodell kann für das Aussengehäuse für Turbinen, mit und ohne Regelstufe, verwenden werden.

[0032] Die gleichen Ventile und Ventildispositionen (Anordnungen) können für Turbinen mit und ohne Regelstufe verwendet werden.

[0033] Für die Herstellung der Aussengehäuse der Dampfturbinen nach Fig. 1 und 2 ist somit nur ein Gussmodell, bestehend aus Oberteil und Unterteil, notwendig. Das gleiche gilt für die Dampfturbinen nach Fig. 3 und 4.

[0034] Die Fig. 5 zeigt den oberen Teil eines Gussmodells 120 von oben, mit eingesetzten Kernen 121, 122 und 123, das für die Herstellung des oberen Aussengehäuseteils einer Dampfturbine nach Fig. 3 oder Fig. 4 verwendet wird.

Bezugszeichenliste

[0035] 

1

Aussengehäuse

2

Innengehäuse

3

oberer Aussengehäuseteil

4

unterem Aussengehäuseteil

5

oberer Innengehäuseteil

6

unserer Innengehäuseteil

7

Ventilgehäuseblock

8,9

Regelventile

10

Schnellschussventil

11

Verbindungsrohr

12

Verbindungsleitung

13

Zwischenstuck

14

Verbindungsrohr

15,16

Düsenkäste

17,18

Zwischenwände

19

Ringraum

101

Aussengehäuse

102

Innengehäuse

103

oberer Aussengehäuseteil

105

oberer Innengehäuseteil

107

Ventilgehäuseblock

108,109

Regelventile

110

Schnellschussventil

111,114

Verbindungsrohr

115,116

Dusenkäste

117

Zwischenwand

119

Ringraum

120

Gussmodell

121,122

Kerne

123

Kern

Ansprüche

1. Dampfturbine, die mit einer Regelstufe ausgeführt ist, mit einem Aussengehäuse (1,101) und einem Innengehäuse (2,102), wobei das Aussengehäuse und das Innengehäuse je ein Gehäuseoberteil (3,103) und ein Gehäuseunterteil (4,104) aufweisen, und die Dampfturbine einen Ventilgehäuseblock (7,107) mitAnschlüssen an das Aussengehäuse (1,101) und mindestens zwei Regelventile (8,9,108,109) für die Regelung der Frischdampfzufuhr aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl Regelventile (8,9,108,109) in der Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe gleich ist wie die Anzahl Regelventile (8,9,108,109) in einer Dampfturbine in einer Ausführung ohne Regelstufe,
und das Aussengehäuse (1,101) und der Ventilgehäuseblock (7,107) mit den Anschlüssen an das Aussengehäuse (1,101) der Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe konstruktiv gleich ausgestaltet ist wie das Aussengehäuse (1,101) und der Ventilgehäuseblock (7,107) mit den Anschlüssen an das Aussengehäuse (1,101) einer Dampfturbine in Ausführung ohne Regelstufe.

2. Dampfturbine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe und die Dampfturbine in Ausführung ohne Regelstufe jeweils zwei Regelventile (8,9,108,109) aufweisen.

3. Dampfturbine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
ein mit dem Auslass des Regelventils (8,9,108,109) verbundenes Verbindungsrohr (11,14,111,114), das in das Innengehäuse (2,102) der Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe mündet gleich gestaltet ist wie ein mit dem Auslass des Regelventils (8,9,108,109) verbundenes Verbindungsrohr (11,14,111,114), das in das Innengehäuse (2,102) in der Dampfturbine in Ausführung ohne Regelstufe mündet.

4. Dampfturbine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Regelventile (8,9,108,109) gleich grosse Durchlassöffnungen aufweisen.

5. Dampfturbine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe Einlaufkanäle (15,16) aufweist, die durch Zwischenwände (17,18) voneinander getrennt sind, und die Einlaufkanäle unterschiedlich grosse Durchlassflächen aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung des Aussengehäuses einer Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gussmodell zur Herstellung des Aussengehäuses (1,101) und des Ventilgehäuseblocks (7,107) mit Anschlüssen an das Aussengehäuse (1,101) für eine Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe gleich gestaltet ist wie das Gussmodell zur Herstellung des Aussengehäuses (1,101) und des Ventilgehäuseblocks (7,107) mit Anschlüssen an das Aussengehäuse (1,101) für eine Dampfturbine in Ausführung ohne Regelstufe.

7. Gussmodell zur Herstellung des Aussengehäuses einer Dampfturbine in Ausführung mit Regelstufe nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gussmodell in Form und Grösse gleich ist wie das Gussmodell zur Herstellung des Aussengehäuses einer Dampfturbine in Ausführung ohne Regelstufe.

Claims

1. Steam turbine, which is designed with a control stage, comprising an outer casing (1,101) and an inner casing (2, 102), the outer casing and inner casing each comprising an upper casing part (3, 103) and a lower casing part (4, 104), and the steam turbine having a valve housing block (7, 107) with connections to the outer casing (1, 101) and at least two control valves (8, 9, 108, 109) for the control of the fresh steam feed, characterized in that the number of control valves (8, 9, 108, 109) in the steam turbine in a design with a control stage is equal to the number of control valves (8, 9, 108, 109) in a steam turbine in a design without a control stage,
and the outer casing (1, 101) and the valve housing block (7, 107) with the connections to the outer casing (1, 101) of the steam turbine in a design with a control stage is constructionally configured in the same way as the outer casing (1, 101) and the valve housing block (7, 107) with the connections to the outer casing (1, 101) of a steam turbine in a design without a control stage.

2. Steam turbine according to Claim 1, characterized in that the steam turbine in a design with a control stage and the steam turbine in a design without a control stage each have two control valves (8, 9, 108, 109) .

3. Steam turbine according to Claim 1, characterized in that a connecting pipe (11, 14, 111, 114) connected to the outlet of the control valve (8, 9, 108, 109) and which opens into the inner casing (2, 102) of the steam turbine in a design with a control stage is configured in the same way as a connecting pipe (11, 14, 111, 114) connected to the outlet of the control valve (8, 9, 108, 109) and which opens into the inner casing (2, 102) of the steam turbine in a design without a control stage.

4. Steam turbine according to Claim 1, characterized in that all the control valves (8, 9, 108, 109) have passage openings of equal size.

5. Steam turbine according to Claim 1, characterized in that the steam turbine in a design with a control stage has inlet ducts (15, 16) which are separated from each other by intermediate walls (17, 18), and the inlet ducts have passage areas of different sizes.

6. Method of producing the outer casing of a steam turbine in a design with a control stage according to Claim 1, characterized in that the casting model for producing the outer casing (1, 101) and the valve housing block (7, 107) with connections to the outer casing (1, 101) for a steam turbine in a design with a control stage is configured in the same way as the casting model for producing the outer casing (1, 101) and the valve housing block (7, 107) with connections to the outer casing (1,101) for a steam turbine in a design without a control stage.

7. Casting model for producing the outer casing of a steam turbine in a design with a control stage according to claim 1, characterized in that the casting model is identical in shape and size to the casting model for producing the outer casing of a steam turbine in a design without a control stage.

Revendications

1. Turbine à vapeur, réalisée avec un étage de régulation, comprenant une enveloppe externe (1,101) et une enveloppe interne (2,102), du type selon lequel l'enveloppe externe et l'enveloppe interne présentent chacune une partie supérieure d'enveloppe (3,103) et une partie inférieure d'enveloppe (4,104) et selon lequel la turbine à vapeur présente un bloc-corps de vannes (7,107) avec des raccordements à l'enveloppe externe (1,101) et au moins deux vannes de réglage (8,9,108,109) pour la régulation de l'admission de vapeur fraîche,
caractérisée en ce que
le nombre de vannes de réglage (8,9,108,109), dans la turbine à vapeur réalisée avec étage de régulation, est le même que le nombre de vannes de réglage (8,9,108,109) dans une turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation,
et en ce que l'enveloppe externe (1,101) et le bloc-corps de vannes (7,107) avec les raccordements à l'enveloppe externe (1,101) de la turbine à vapeur réalisée avec étage de régulation, présentent la même conformation de construction que l'enveloppe externe (1,101) et le bloc-corps de vannes (7,107) avec les raccordements à l'enveloppe externe (1,101) d'une turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation.

2. Turbine à vapeur selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, et la turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation, présentent chacune deux vannes de réglage (8, 9, 108, 109).

3. Turbine à vapeur selon la revendication 1,
caractérisée en ce
qu'une tubulure de liaison (11, 14, 111, 114) raccordée avec la sortie de la vanne de réglage (8, 9, 108, 109), et débouchant dans l'enveloppe interne (2, 102) de la turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, présente la même conformation qu'une tubulure de liaison (11, 14, 111, 114) raccordée avec la sortie de la vanne de réglage (8, 9, 108, 109), et débouchant dans l'enveloppe interne (2, 102) de la turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation.

4. Turbine à vapeur selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
toutes les vannes de réglage (8, 9, 108, 109) présentent des ouvertures de passage de grandeur égale.

5. Turbine à vapeur selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, présente des canaux d'injection (15, 16), qui sont séparés l'un de l'autre par deux cloisons intermédiaires (17, 18), et en ce que les canaux d'injection présentent des surfaces de passage de grandeur différente.

6. Procédé pour la fabrication de l'enveloppe externe d'une turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le modèle de coulée utilisé pour la fabrication de l'enveloppe externe (1,101) et du bloc-corps de vannes (7,107) avec les raccordements à l'enveloppe externe (1,101) pour une turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, présente la même conformation que le modèle de coulée utilisé pour la fabrication de l'enveloppe externe (1,101) et du bloc-corps de vannes (7,107) avec des raccordements à l'enveloppe externe (1,101) pour une turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation.

7. Modèle de coulée utilisé pour la fabrication de l'enveloppe externe d'une turbine à vapeur, réalisée avec étage de régulation, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le modèle de coulée est le même en forme et grandeur que le modèle de coulée utilisé pour la fabrication de l'enveloppe externe d'une turbine à vapeur, réalisée sans étage de régulation.

Zeichnung