DAMPFTURBINE UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER DAMPFTURBINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine umfassend ein Innengehäuse und ein Außengehäuse sowie einen Rotor, der innerhalb des Innengehäuses drehgelagert angeordnet ist, wobei das Außengehäuse um das Innengehäuse angeordnet ist, wobei der Rotor einen entlang einer ersten Strömungsrichtung angeordneten Hochdruck-Bereich und einen entlang einer zweiten Strömungsrichtung angeordneten Mitteldruck-Bereich aufweist.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen einer Dampfturbine, wobei die Dampfturbine einen Hochdruck-Bereich und einen Mitteldruck-Bereich aufweist, wobei ein Rotor zwischen dem Hochdruck-Bereich und dem Mitteldruck-Bereich angeordnet ist und einen Schubausgleichzwischenboden aufweist.

[0003] Unter einer Dampfturbine im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jede Turbine oder Teilturbine verstanden, die von einem Arbeitsmedium in Form von Dampf durchströmt wird. Im Unterschied dazu werden Gasturbinen mit Gas und/oder Luft als Arbeitsmedium durchströmt, das jedoch völlig anderen Temperatur- und Druckbedingungen unterliegt als der Dampf bei einer Dampfturbine. Im Gegensatz zu Gasturbinen weist bei Dampfturbinen z. B. das einer Teilturbine zuströmende Arbeitsmedium mit der höchsten Temperatur gleichzeitig den höchsten Druck auf. Ein offenes Kühlsystem, das zum Strömungskanal offen ist, ist bei Gasturbinen auch ohne Teilturbinen-externe Zuführung von Kühlmedium realisierbar. Für eine Dampfturbine sollte eine externe Zuführung für Kühlmedium vorgesehen sein. Der Stand der Technik betreffend Gasturbinen kann schon deswegen nicht für die Beurteilung des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes herangezogen werden.

[0004] Eine Dampfturbine umfasst üblicherweise einen mit Schaufeln besetzten drehbar gelagerten Rotor, der innerhalb eines Gehäuses bzw. Gehäusemantels angeordnet ist. Bei Durchströmung des vom Gehäusemantel gebildeten Innenraums des Strömungskanals mit erhitztem und unter Druck stehendem Dampf wird der Rotor über die Schaufel durch den Dampf in Drehung versetzt. Die Schaufeln des Rotors werden auch als Laufschaufeln bezeichnet. Am Innengehäuse sind darüber hinaus üblicherweise stationäre Leitschaufeln aufgehängt, welche entlang einer axialen Ausdehnung des Körpers in die Zwischenräume der Rotorschaufeln greifen. Eine Leitschaufel ist üblicherweise an einer ersten Stelle entlang einer Innenseite des Dampfturbinengehäuses gehalten. Dabei ist sie üblicherweise Teil einer Leitschaufelreihe, welche eine Anzahl von Leitschaufeln umfasst, die entlang eines Innenumfangs an einer Innenseite des Dampfturbinengehäuses angeordnet sind. Dabei weist jede Leitschaufel mit ihrem Schaufelblatt radial nach innen. Eine Leitschaufelreihe an der genannten ersten Stelle entlang der axialen Ausdehnung wird auch als Leitschaufelgitter oder - kranz bezeichnet. Üblicherweise ist eine Anzahl von Leitschaufelreihen hintereinander geschaltet. Entsprechend ist an einer zweiten Stelle entlang der axialen Ausdehnung hinter der ersten Stelle eine weitere zweite Schaufel entlang der Innenseite des Dampfturbinengehäuses gehalten. Ein Paar einer Leitschaufelreihe und einer Laufschaufelreihe wird auch als Schaufelstufe bezeichnet.

[0005] Der Gehäusemantel einer derartigen Dampfturbine kann aus einer Anzahl von Gehäusesegmenten gebildet sein. Unter dem Gehäusemantel der Dampfturbine ist insbesondere das stationäre Gehäusebauteil einer Dampfturbine oder einer Teilturbine zu verstehen, das entlang der Längsrichtung der Dampfturbine einen Innenraum in Form eines Strömungskanals aufweist, der zur Durchströmung mit dem Arbeitsmedium in Form von Dampf vorgesehen ist. Dies kann, je nach Dampfturbinenart, ein Innengehäuse und/oder ein Leitschaufelträger sein. Es kann aber auch ein Turbinengehäuse vorgesehen sein, welches kein Innengehäuse oder keinen Leitschaufelträger aufweist.

[0006] Aus Wirkungsgradgründen kann die Auslegung einer derartigen Dampfturbine für sogenannte "hohe Dampfparameter", also insbesondere hohe Dampfdrücke und/oder hohe Dampftemperaturen, wünschenswert sein. Allerdings ist insbesondere eine Temperaturerhöhung aus materialtechnischen Gründen nicht unbegrenzt möglich. Um dabei einen sicheren Betrieb der Dampfturbine auch bei besonders hohen Temperaturen zu ermöglichen, kann daher eine Kühlung einzelner Bauteile oder Komponenten wünschenswert sein. Ohne effiziente Kühlung würden bei steigenden Temperaturen wesentlich teurere Materialien (z.B. Nickelbasislegierungen) nötig.

[0007] Bei den bisher bekannten Kühlmethoden, insbesondere für einen Dampfturbinen-Körper in Form eines Dampfturbinen-Gehäuses oder eines Rotors, ist zwischen einer aktiven Kühlung und einer passiven Kühlung zu unterscheiden. Bei einer aktiven Kühlung wird eine Kühlung durch ein dem Dampfturbinen-Körper separat, d.h. zusätzlich zum Arbeitsmedium zugeführtes Kühlmedium bewirkt. Dagegen erfolgt eine passive Kühlung lediglich durch eine geeignete Führung oder Verwendung des Arbeitsmediums. Bisher wurden Dampfturbinen-Körper vorzugsweise passiv gekühlt.

[0008] Alle bisher bekannten Kühlverfahren für ein Dampfturbinen-Gehäuse sehen also, soweit es sich überhaupt um aktive Kühlverfahren handelt, allenfalls ein gezieltes Anströmen eines separaten und zu kühlenden Turbinenteils vor und sind auf den Einströmbereich des Arbeitsmediums, allenfalls unter Einbeziehung des ersten Leitschaufelkranzes, beschränkt. Dies kann bei einer Belastung üblicher Dampfturbinen mit höheren Dampfparametern zu einer auf die ganze Turbine wirkenden, erhöhten thermischen Belastung führen, welche durch eine oben beschriebene übliche Kühlung des Gehäuses nur unzureichend vermindert werden könnte. Ein Kühlverfahren ist zum Beispiel in der Patentanmeldung EP-2402565 gezeigt. Es sind Ausführungsformen von Dampfturbinen bekannt, die neben einem ersten Strömungskanal einen zweiten Strömungskanal aufweisen, wobei sowohl der erste Strömungskanal als auch der zweite Strömungskanal innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind. Solche Bauformen werden auch als Kompakt-Turbinen bezeichnet. Es sind Ausführungsformen bekannt, bei der der erste Strömungskanal für eine Hochdruck-Beschaufelung und der zweite Strömungskanal für eine Mitteldruck-Beschaufelung ausgebildet sind. Die Strömungsrichtungen des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals zeigen hierbei in entgegengesetzter Richtung um dadurch den Schubausgleich zu minimieren. Im Wesentlichen umfassen solche Bauformen einen mit einem Hochdruckbereich und einem Mitteldruckbereich ausgebildeten Rotor, der drehgelagert innerhalb eines Innengehäuses angeordnet ist, wobei um das Innengehäuse ein Außengehäuse angeordnet ist. Der Hochdruck-Bereich ist für Frischdampftemperaturen ausgelegt. Nach Durchströmen des Frischdampfes durch den Hochdruck-Bereich strömt der Dampf zu einem Zwischenüberhitzer und wird dort auf eine höhere Temperatur gebracht und strömt anschließend durch den Mitteldruckbereich der Dampfturbine.

[0009] Die Einsatzgrenzen solcher Rotoren werden durch thermisch hoch beanspruchte Bereiche definiert. Bei größer werdenden Temperaturen nimmt der maßgebliche Festigkeitskennwert überproportional ab. Dadurch ergeben sich maximal zulässige Wellendurchmesser, die insbesondere bei 60 Hertz-Anwendungen zu Einschränkungen führen, was den rotordynamischen Schlankheitsgrad des Rotors anbetrifft. Daher wird bei Erreichen von Einsatzgrenzen in der Regel bei einem Monoblockrotor auf den nächstbesseren Werkstoff gewechselt, der den thermischen Anforderungen standhält oder es wird ein Rotor geschweißt ausgeführt, wobei zwei Materialien jeweils für die thermischen Beanspruchungen ausgelegt werden.

[0010] Wünschenswert wäre es eine effektive Kühlung bei einer Dampfturbinen-Komponente, insbesondere für eine hochtemperaturbetriebene Dampfturbine zu haben.

[0011] An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Dampfturbine und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, bei denen die Dampfturbine selbst im Hochtemperatur-Bereich besonders effektiv gekühlt wird.

[0012] Die Aufgabe wird durch eine Dampfturbine gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 9 gelöst.

[0013] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, eine passive Kühlung auszubilden. Die Erfindung orientiert sich hierbei an einer Dampfturbine in der vorgenannten Kompakt-Bauweise. Das bedeutet, dass die Dampfturbine innerhalb eines gemeinsamen Außengehäuses einen Hochdruck-Bereich und einen Mitteldruck-Bereich aufweist. Der Hochdruck-Bereich ist für Frischdampftemperaturen ausgelegt. Die Frischdampftemperaturen liegen hierbei zwischen 530°C und 720°C bei einem Druck von 80-350 bar. Der Mitteldruck-Bereich ist für Temperaturen im Eingangsbereich von 530-750°C bei einem Druck von 30-120 bar ausgelegt.

[0014] In einem Dampfkraftwerk wird zwischen einer Hochdruck- und einer Mitteldruck-Beschaufelung folgendermaßen unterschieden: Ein Frischdampf strömt zunächst durch eine Teilturbine, die für den Frischdampf ausgelegt ist. Nach Durchströmen des Frischdampfes durch den Hochdruck-Bereich strömt dieser zu einem Zwischenüberhitzer und wird dort auf die Mitteldruck-Eingangstemperaturen aufgeheizt und strömt anschließend durch den Mitteldruck-Bereich. Nach Durchströmen des Mitteldruck-Bereiches strömt der Dampf zu einem Niederdruck-Bereich und weist dort geringere Dampfparameter auf.

[0015] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es nun, die Dampfturbine nun derart auszubilden, dass ein Schubausgleichszwischenboden passiv gekühlt werden kann. Dazu wird aus dem Hochdruck-Strömungskanal an einer geeigneten Stelle aus dem Strömungskanal ein Dampf abgezweigt, der an eine Stelle zum Schubausgleichzwischenboden geführt wird. Dieser Dampf kann dann im Bereich zwischen Schubausgleichzwischenboden und dem Innengehäuse sich ausbreiten. Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, dass der vorgenannte Dampf sich mit einem Teil des Frischdampfes vermischen kann, der dann über einen Kreuz-Rückführungskanal wieder zum ersten Strömungskanal geführt werden kann.

[0016] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0017] In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist die erste Hochdruck-Schaufelstufe entlang der ersten Strömungsrichtung gesehen vor der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe angeordnet.

[0018] Das bedeutet, dass der aus der ersten Hochdruck-Schaufelstufe entnommene Dampf höhere Dampfparameter aufweist als der aus der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe entnommene Dampf. Dadurch kann ein zielorientiert geeigneter Dampf aus dem Hochdruck-Beschaufelungsbereich entnommen werden.

[0019] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Schubausgleichskolbenzwischenbodenraum entlang der ersten Strömungsrichtung gesehen vor dem zweiten Schubausgleichszwischenboden-Raum angeordnet. Da die thermische Belastung des Schubausgleichzwischenbodens unterschiedlich ist, sieht die Erfindung vor, dass eine bessere Kühlungsmöglichkeit möglich ist, wenn der erste Schubausgleichzwischenbodenraum entlang der ersten Strömungsrichtung gesehen vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum angeordnet ist.

[0020] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem Innengehäuse und dem Schubausgleichzwischenboden eine erste Bürstendichtung entlang der zweiten Strömungsrichtung vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraumes und eine zweite Bürstendichtung entlang der zweiten Strömungsrichtung hinter dem ersten Schubausgleichzwischenbodenraumes angeordnet.

[0021] In einer besonderen vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Kreuzrückführungskanal mit Rückführ-Rohren ausgebildet. Dadurch kann der thermische Ausgleich optimiert werden.

[0022] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Verbindung mit Verbindungsröhren ausgebildet, dies führt ebenso zu einer vorteilhaften Temperaturausgleichung.

[0023] In einer besonderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Dampfturbine mit einem zweiten Kreuz-Rückführungskanal ausgebildet, der als kommunizierende Röhre zwischen einem dritten Schubausgleichzwischenbodenraum, der zwischen dem Schubausgleichzwischenboden und dem Innengehäuse ausgebildet ist und nach einer dritten Hochdruck-Schaufelstufe angeordnet ist.

[0024] Dadurch kann ein weiterer im Raum zwischen dem Zwischenboden und dem Innengehäuse befindlicher Dampf zu Kühlungsmöglichkeiten und zur Arbeitsentspannung verwendet werden.

[0025] Vorteilhafterweise ist die dritte Hochdruck-Schaufelstufe in der ersten Strömungsrichtung gesehen hinter der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe angeordnet.

[0026] Somit kann mit der Erfindung der Schubausgleichzwischenboden optimal gekühlt werden.

[0027] Dadurch ist eine Erweiterung des mechanischen Einsatzgrenzen des Rotors durch Temperaturabsenkung im Welleninneren möglich. Außerdem ist eine Sicherstellung einer ausreichenden Kühlung des Schubausgleichzwischenbodens bei potentiellem Einsatz von Bürstendichtungen möglich. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der thermisch kritisch belastete Bereich der Komponenten durch ein passives System gekühlt.

[0028] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

[0029] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wozu Erläuterungen dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

[0030] Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Querschnittsansicht einer Dampfturbine,

Figur 2

einen Ausschnitt der in Figur 1 dargestellten Dampfturbine mit der erfindungsgemäßen Anordnung.

[0031] Figur 1 zeigt eine Dampfturbine 1 umfassend ein Innengehäuse 2 und ein Außengehäuse 3 sowie einen Rotor 4. Der Rotor 4 ist innerhalb des Innengehäuses 2 drehgelagert angeordnet. Die Lagerung ist nicht näher dargestellt. Das Außengehäuse 3 ist um das Innengehäuse 2 angeordnet. Der Rotor 4 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Rotationsachse 5 ausgebildet. Entlang einer ersten Strömungsrichtung 6, die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 5 verläuft, weist der Rotor 4 einen Hochdruckbereich 7 auf. Zur ersten Strömungsrichtung 6 entgegengesetzt angeordnet weist der Rotor 4 einen Mitteldruckbereich 9 auf, der entlang der zweiten Strömungsrichtung 8 anordnet ist.

[0032] Das Innengehäuse 2 weist im Hochdruckbereich 7 mehrere Hochdruckleitschaufeln (nicht dargestellt) auf, die am Umfang um die Rotationsachse 5 angeordnet sind. Die Hochdruckleitschaufeln sind derart angeordnet, dass entlang der ersten Strömungsrichtung 6 ein Hochdruck-Strömungskanal 10 mit mehreren Hochdruck-Schaufelstufen (nicht dargestellt), die jeweils eine Reihe Hochdruck-Laufschaufeln und eine Reihe Hochdruck-Leitschaufeln aufweisen, gebildet ist.

[0033] Über einen ersten Hochdruck-Einströmungsbereich 11 strömt Frischdampf in die Dampfturbine 1 und strömt anschließend durch den Hochdruck-Strömungskanal 10. Im Hochdruck-Strömungskanal 10 entspannt sich der Dampf, wobei die Temperatur sinkt. Die thermische Energie des Dampfes wird in Rotationsenergie des Rotors 4 umgewandelt. Nachdem der Dampf durch den Hochdruck-Strömungskanal 10 geströmt ist, strömt er aus einem Hochdruckausströmbereich 12 aus der Dampfturbine 1 zu einem Zwischenüberhitzer (nicht näher dargestellt) weiter. Im Zwischenüberhitzer wird der abgekühlte Dampf wieder auf eine hohe Temperatur gebracht, die vergleichbar ist zu der Frischdampftemperatur im Hochdruck-Einströmbereich. Allerdings ist der Druck im Einströmbereich 11 deutlich geringer.

[0034] Das Innengehäuse 2 weist im Mitteldruckbereich 9 mehrere Mitteldruck-Leitschaufeln (nicht dargestellt) auf, die derart angeordnet sind, dass entlang der zweiten Strömungsrichtung 8 ein Mitteldruck-Strömungskanal 13 mit mehreren Mitteldruck-Schaufelstufen (nicht dargestellt), die jeweils eine Reihe Mitteldruck-Laufschaufeln und eine Reihe Mitteldruck-Leitschaufeln aufweisen, gebildet ist.

[0035] Der Dampf nach dem Zwischenüberhitzer strömt über den Mitteldruck-Einströmbereich 14 durch den Mitteldruck-Strömungskanal 13. Die thermische Energie des Dampfes wird in Rotationsenergie des Rotors 4 umgewandelt. Nach dem Mitteldruck-Strömungskanal 13 strömt der Dampf über einen Auslass 15 aus der Dampfturbine 1 heraus. Der Dampf wird anschließend zu einer Niederdruckteilturbine (nicht dargestellt) oder einem Prozess als Prozessdampf weitergeleitet. Der Rotor 4 weist zwischen dem Hochdruck-Strömungskanal 10 und dem Mitteldruck-Strömungskanal 13 einen Schubausgleichszwischenboden 16 auf. Dieser Schubausgleichzwischenboden 16 weist einen größeren Durchmesser auf als der Rotor 4.

[0036] Die Frischdampftemperatur liegt bei 530°C - 720°C bei einem Druck von 80bar - 350bar. Die Mitteldrucktemperatur liegt bei 530°C - 750°C bei einem Druck von 30bar - 120bar.

[0037] Die Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Dampfturbine 1 aus Figur 1, wobei weitere erfindungsgemäße Merkmale in Figur 2 dargestellt sind. Das Innengehäuse 2 weist eine Verbindung 17 auf, die als kommunizierende Röhre zwischen dem Hochdruck-Strömungskanal 10 nach einer ersten Hochdruck-Schaufelstufe 18 und einem ersten Schubausgleichzwischenbodenraum 19 angeordnet ist, wobei der Schubausgleichzwischenbodenraum 19 zwischen dem Schubausgleichzwischenboden 16 und dem Innengehäuse 2 angeordnet ist. Das Innengehäuse 2 weist im Bereich des Schubausgleichzwischenbodens 16 mehrere Segmente 20 auf. Die Segmente 20 weisen jeweils eine Labyrinthdichtung (nicht dargestellt) auf.

[0038] Das Innengehäuse 2 weist ferner einen ersten Kreuzrückführungskanal 21 auf, der als eine kommunizierende Röhre zwischen einem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum 19 (der zwischen dem Schubausgleichzwischenboden 16 und dem Innengehäuse 2 angeordnet ist) und nach einer zweiten Hochdruck-Schaufelstufe 22 angeordnet ist.

[0039] Die erste Hochdruckschaufelstufe 18 ist entlang der ersten Strömungsrichtung 6 gesehen vor der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe 23 angeordnet.

[0040] Der erste Schubausgleichzwischenbodenraum 19 ist entlang der ersten Strömungsrichtung 6 gesehen vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum 22 angeordnet.

[0041] Zwischen dem Innengehäuse 2 und dem Schubausgleichzwischenboden 16 ist eine erste Bürstendichtung 24 entlang der zweiten Strömungsrichtung 8 vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum 22 angeordnet. Eine zweite Bürstendichtung 25 ist entlang der zweiten Strömungsrichtung 8 hinter dem ersten Schubausgleichzwischenbodenraum 16 angeordnet.

[0042] Der erste Kreuzrückführungskanal 21 kann in alternativen Ausführungsformen mit Röhren (nicht dargestellt) ausgebildet sein. In dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kreuzrückführungskanal 21 im Innengehäuse 2 angeordnet.

[0043] Die Verbindung 17 ist in dem in Figur 2 ausgewählten Ausführungsbeispiel im Innengehäuse 2 ausgebildet und in alternativen Ausführungsformen kann die Verbindung 17 mit Verbindungsröhren ausgebildet sein.

[0044] Die Dampfturbine 1 weist einen zweiten Kreuzrückführungskanal 26 auf, der als kommunizierende Röhre zwischen einem dritten Schubausgleichzwischenbodenraum 27, der zwischen dem Schubausgleichzwischenboden 16 und dem Innengehäuse 2 angeordnet ist und nach einer dritten Hochdruck-Schaufelstufe 28 angeordneten Hochdruck-Zuströmraum im Hochdruck-Strömungskanal 10 gebildet ist.

[0045] Die dritte Hochdruck-Schaufelstufe 28 ist in der ersten Strömungsrichtung 6 gesehen hinter der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe 23 angeordnet. Der Kreuz-Rückführungskanal 26 kann im Innengehäuse 20 ausgebildet sein. In alternativen Ausführungsformen kann der dritte Kreuz-Rückführungskanal 26 als Rohr ausgebildet sein.

[0046] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Ansprüche

1. Dampfturbine (1) umfassend
ein Innengehäuse (2) und ein Außengehäuse (3) sowie einen Rotor (4), der innerhalb des Innengehäuses (2) drehgelagert angeordnet ist,
wobei das Außengehäuse (3) um das Innengehäuse (2) angeordnet ist,
wobei der Rotor (4) einen entlang einer ersten Strömungsrichtung (6) angeordneten Hochdruck-Bereich (7) und einen entlang einer zweiten Strömungsrichtung (8) angeordneten Mitteldruck-Bereich (9) aufweist,
wobei das Inngengehäuse (2) im Hochdruck-Bereich (7) mehrere Hochdruck-Leitschaufeln aufweist,
die derart angeordnet sind,
dass entlang der ersten Strömungsrichtung (6) ein Hochdruck-Strömungskanal (10) mit mehreren Hochdruck-Schaufelstufen, die jeweils eine Reihe Hochdruck-Laufschaufeln und eine Reihe Hochdruck-Leitschaufeln aufweisen, gebildet ist, wobei das Innengehäuse (2) im Mitteldruck-Bereich (9) mehrere Mitteldruck-Leitschaufeln aufweist,
die derart angeordnet sind, dass entlang der zweiten Strömungsrichtung (8) ein Mitteldruck-Strömungskanal mit mehreren Mitteldruck-Schaufelstufen, die jeweils eine Reihe Mitteldruck-Laufschaufeln und eine Reihe Mitteldruck-Leitschaufeln aufweisen, gebildet ist,
wobei der Rotor (4) zwischen dem Hochdruck-Bereich (7) und dem Mitteldruck-Bereich (9) einen Schubausgleichzwischenboden (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (2) eine Verbindung (17) aufweist, die als kommunizierende Röhre zwischen dem Hochdruck-Strömungskanal (10) nach einer ersten Hochdruck-Schaufelstufe (18)und einem ersten Schubausgleichzwischenbodenraum (19), ausgebildet ist,
wobei das Innengehäuse (2) einen ersten Kreuz-Rückführungskanal (21) aufweist, der als eine kommunizierende Röhre zwischen einem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum (22), der zwischen dem Schubausgleichzwischenboden (16) und dem Innengehäuse (2) angeordnet ist,
und nach einer zweiten Hochdruck-Schaufelstufe (23) angeordneten Hochdruck-Zuströmraum im Hochdruck-Strömungskanal (10) gebildet ist.

2. Dampfturbine (1) nach Anspruch 1,
wobei die erste Hochdruck-Schaufelstufe (18) entlang der ersten Strömungsrichtung (6) gesehen vor der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe (23) angeordnet ist.

3. Dampfturbine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei de erste Schubausgleichzwischenbodenraum (19) entlang der ersten Strömungsrichtung (6) gesehen vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum (22) angeordnet ist.

4. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen dem Innengehäuse (2) und dem Schubausgleichzwischenboden (16) eine erste Bürstendichtung (24) entlang der zweiten Strömungsrichtung (8) vor dem zweiten Schubausgleichzwischenbodenraum (22) und eine zweite Bürstendichtung (25) entlang der zweiten Strömungsrichtung (8) hinter dem ersten Schubausgleichzwischenbodenraum (19) angeordnet ist.

5. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste Kreuz-Rückführungskanal (21) mit Röhren ausgebildet ist.

6. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Verbindung (17) mit Verbindungsröhren ausgebildet ist.

7. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einem zweiten Kreuz-Rückführungskanal (26), der als kommunizierende Röhre zwischen einem dritten Schubausgleichzwischenbodenraum (27), der zwischen dem Schubausgleichzwischenboden (16) und dem Innengehäuse (2) angeordnet ist,
und nach einer dritten Hochdruck-Schaufelstufe (28) angeordnetem Hochdruck-Zuströmraum im Hochdruck-Strömungskanal (10) gebildet ist.

8. Dampfturbine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die dritte Hochdruck-Schaufelstufe (28) in der ersten Strömungsrichtung (6) gesehen hinter der zweiten Hochdruck-Schaufelstufe (23) angeordnet ist.

9. Verfahren zum Kühlen einer Dampfturbine (1),
wobei die Dampfturbine (1) einen Hochdruck-Bereich (7) und einen Mitteldruck-Bereich (9) aufweist, wobei ein Rotor (2) zwischen dem Hochdruck-Bereich (7) und dem Mitteldruck-Bereich (9) einen Schubausgleichzwischenboden (16) aufweist, wobei Dampf aus dem Hochdruck-Bereich (7) entnommen wird und einem Raum zwischen Schubausgleichzwischenboden (16) und Inngengehäuse (2) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Dampf aus dem Raum zwischen Schubausgleichzwischenboden (16) und dem Innengehäuse (2) über einen ersten Kreuz-Rückführungskanal (21) dem Hochdruck-Bereich (7) zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,
wobei ein weiterer Dampf zwischen Schubausgleichzwischenboden (16) und Innengehäuse (2) über einen zweiten Kreuz-Rückführungskanal (26) in den Hochdruck-Bereich (7) zugeführt wird.

Claims

1. Steam turbine (1) comprising
an inner casing (2) and an outer casing (3) and also a rotor (4) which is arranged in a rotatably supported manner inside the inner casing (2),
wherein the outer casing (3) is arranged around the inner casing (2),
wherein the rotor (4) has a high-pressure region (7) which is arranged along a first flow direction (6) and an intermediate-pressure region (9) which is arranged along a second flow direction (8),
wherein the inner casing (2) has a plurality of high-pressure stator blades in the high-pressure region (7),
which are arranged in such a way that a high-pressure flow passage (10), having a plurality of high-pressure blading stages which in each case have a row of high-pressure rotor blades and a row of high-pressure stator blades, is formed along the first flow direction (6),
characterized in that the inner casing (2) has a plurality of intermediate-pressure stator blades in the intermediate-pressure region (9),
which are arranged in such a way that an intermediate-pressure flow passage, having a plurality of intermediate-pressure blading stages which in each case have a row of intermediate-pressure rotor blades and a row of intermediate-pressure stator blades, is formed along the second flow direction (8),
wherein the rotor (4) has a thrust-compensating partition wall (16) between the high-pressure region (7) and the intermediate-pressure region (9),
characterized in that the inner casing (2) has a connection (17) which, as a communicating pipe, is formed between the high-pressure flow passage (10), downstream of a first high-pressure blading stage (18), and a first thrust-compensating partition wall space (19),
wherein the inner casing (2) has a first cross feedback passage (21) which, as a communicating pipe, is formed between a second thrust-compensating partition wall space (22), which is arranged between the thrust-compensating partition wall (16) and the inner casing (2),
and a high-pressure inflow space, in the high-pressure flow passage (10), which is arranged downstream of a second high-pressure blading stage (23).

2. Steam turbine (1) according to Claim 1,
wherein the first high-pressure blading stage (18) is arranged upstream of the second high-pressure blading stage (23) as seen along the first flow direction (6).

3. Steam turbine (1) according to Claim 1 or 2,
wherein the first thrust-compensating partition wall space (19) is arranged upstream of the second thrust-compensating partition wall space (22) as seen along the first flow direction (6).

4. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims,
wherein between the inner casing (2) and the thrust-compensating partition wall (16) a first brush seal (24) is arranged upstream of the second thrust-compensating partition wall space (22) along the second flow direction (8) and a second brush seal (25) is arranged downstream of the first thrust-compensating partition wall space (19) along the second flow direction (8).

5. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims,
wherein the first cross feedback passage (21) is formed by pipes.

6. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims,
wherein the connection (17) is formed by connecting pipes.

7. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims, having a second cross feedback passage (26) which, as communicating pipe, is formed between a third thrust-compensating partition wall space (27), which is arranged between the thrust-compensating partition wall (16) and the inner casing (2),
and a high-pressure inflow space, in the high-pressure flow passage (10), which is arranged downstream of a third high-pressure blading stage (28).

8. Steam turbine (1) according to one of the preceding claims,
wherein the third high-pressure blading stage (28) is arranged downstream of the second high-pressure blading stage (23) as seen in the first flow direction (6).

9. Method for cooling a steam turbine (1),
wherein the steam turbine (1) has a high-pressure region (7) and an intermediate-pressure region (9), wherein a rotor (4) has a thrust-compensating partition wall (16) between the high-pressure region (7) and the intermediate-pressure region (9),
characterized in that steam is extracted from the high-pressure region (7) and is fed to a space between the thrust-compensating partition wall (16) and inner casing (2), wherein steam from the space between the thrust-compensating partition wall (16) and the inner casing (2) is fed via a first cross feedback passage (21) to the high-pressure region (7) .

10. Method according to Claim 9,
wherein between thrust-compensating partition wall (16) and inner casing (2) additional steam is fed via a second cross feedback passage (26) into the high-pressure region (7).

Revendications

1. Turbine (1) à vapeur comprenant
une carcasse (2) intérieure et une carcasse (3) extérieure ainsi qu'un rotor (4), monté tournant dans la carcasse (2) intérieure,
la carcasse (3) extérieure étant disposée autour de la carcasse (2) intérieure,
dans laquelle le rotor (4) a une partie (7) de haute pression, disposée suivant un premier sens (6) d'écoulement et une deuxième partie (9) de moyenne pression, disposée suivant un deuxième sens (8) d'écoulement,
dans laquelle la carcasse (2) intérieure a plusieurs aubes directrices de haute pression, dans la partie (7) de haute pression,
qui sont disposées
de manière à former, dans le premier sens (6) d'écoulement, un canal (10) d'écoulement de haute pression ayant plusieurs étages d'aubes de haute pression, qui ont chacune une série d'aubes mobiles de haute pression et une série d'aubes directrices de haute pression,
dans laquelle la carcasse (2) intérieure a, dans la partie (9) de moyenne pression, plusieurs aubes directrices de moyenne pression,
qui sont disposées
de manière à former, suivant le deuxième sens (8) d'écoulement, un conduit d'écoulement de moyenne pression ayant plusieurs étages d'aubes de moyenne pression, qui ont chacune une série d'aubes directrices de moyenne pression et une série d'aubes directrices de moyenne pression,
dans laquelle le rotor (4) a un fond (16) intermédiaire de compensation de poussée, entre la partie (7) de haute pression et la partie (9) de moyenne pression,
caractérisée en ce que
la carcasse (2) intérieure a une liaison (17), qui est constituée sous la forme d'un tuyau communiquant, entre le canal (10) d'écoulement de haute pression, après un premier étage (18) d'aubes de haute pression, et un premier espace (19) de fond intermédiaire de compensation de poussée,
dans laquelle la carcasse (2) intérieure a un premier canal (21) de retour en croix, qui est formée sous la forme d'un tuyau communiquant, entre un deuxième espace (22) intermédiaire de compensation de poussée, qui est disposé entre le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée et la carcasse (2) intérieure, et un canal (10) d'entrée de haute pression, disposé après un deuxième étage (23) d'aubes de haute pression du canal (10) d'écoulement de haute pression.

2. Turbine (1) à vapeur suivant la revendication 1,
dans laquelle le premier étage (18) d'aubes de haute pression est disposé, considéré suivant le premier sens (6) d'écoulement, avant le deuxième étage (23) d'aubes de haute pression.

3. Turbine (1) à vapeur suivant la revendication 1 ou 2,
dans laquelle le premier espace (19) de fond intermédiaire de compensation de poussée est disposé, considéré suivant le premier sens (6) d'écoulement, avant le deuxième espace (22) de fond intermédiaire de compensation de poussée.

4. Turbine (1) à vapeur suivant l'une des revendications précédentes,
dans laquelle, entre la première carcasse (22) intérieure et le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée, est disposée une première étanchéité (24) à brosse, suivant le deuxième sens (8) d'écoulement, avant le deuxième espace (22) de fond intermédiaire de compensation de poussée et une deuxième étanchéité (25) à brosse, derrière, suivant le deuxième sens (8) d'écoulement, le premier espace (19) de fond intermédiaire de compensation de poussée.

5. Turbine (1) à vapeur suivant l'une des revendications précédentes,
dans laquelle le premier canal (21) de retour en croix est constitué de tuyaux.

6. Turbine (1) à vapeur suivant l'une des revendications précédentes,
dans laquelle la liaison (17) est constituée de tuyaux de liaison.

7. Turbine (1) à vapeur suivant l'une des revendications précédentes,
comprenant un deuxième canal (26) de retour en croix, qui est sous la forme d'un tuyau communiquant entre un troisième espace (27) de fond intermédiaire de compensation de poussée, disposé entre le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée et la carcasse (2) intérieure,
et un espace d'entrée de haute pression, disposé après un troisième étage (28) d'aubes de haute pression, du canal (10) d'écoulement de haute pression.

8. Turbine (1) à vapeur suivant l'une des revendications précédentes,
dans laquelle le troisième étage (28) d'aubes de haute pression est disposé, considéré dans le premier sens (6) d'écoulement, derrière, le deuxième étage (23) d'aubes de haute pression.

9. Procédé de refroidissement d'une turbine (1) à vapeur,
dans lequel la turbine (1) à vapeur a une partie (7) de haute pression, une partie (9) de moyenne pression, un rotor (2) ayant un fond (16) intermédiaire de compensation de poussée, entre la partie (7) de haute pression et la partie (9) de moyenne pression, dans lequel on prélève de la vapeur de la partie (7) de haute pression et on l'envoie à un espace compris entre le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée et une carcasse (2) intérieure, caractérisé
en ce que l'on envoie de la vapeur de l'espace compris entre le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée et la carcasse (2) intérieure à la partie (7) de haute pression par l'intermédiaire d'un canal (21) de retour en croix.

10. Procédé suivant la revendication 9,
dans lequel on envoie de la vapeur supplémentaire entre le fond (16) intermédiaire de compensation de poussée et la carcasse (2) intérieure, par l'intermédiaire d'un deuxième canal (26) de retour en croix, dans la partie (7) de haute pression.

Zeichnung