Hochdruckdampf- oder Gasturbine. Bei Hochdruckturbinen, welche sowohl mit Gleichdruck, als auch mit Überdruck - wirkudg arbeiten, ergeben sich entsprechend dem Überdruck gegenüber den Gleichdruck turbinen grössere Spaltverluste in den Lauf schaufelreihen. Diese Verluste sind bei bester Werksattausführ ung im wesentlichen abhängig von der Dampfdichte, das heisst, sie werden bei gleicher Reaktionswirkung und gleicher Ausführung in dem hochgespannten Dampf verarbeitenden Teile grösser sein, als in einem Turbinenteil, der niedriger gespannten Dampf verarbeitet.
Gegenstand der Erfindung ist nun' eine Hochdruckdampf- oder Gasturbine, bei wel cher der Reaktionsgrad nicht wie bisher üb lich durch die ganze Turbine konstant ge halten ist, sondern von dem Hochdruckende gegen das Niederdruckende hin stufenweise oder von Stufengruppe zu Stufengruppe zu nimmt, so dass das Hochdruckende mit dem geringsten und das Niederdruckende mit dem verhältnismässig grössten Reaktionsgrad . ar beitet.
Dadurch wird erreicht, dass jeder Teil der Turbine mit einem Reaktionsgrad arbeitet, welcher noch keine unzulässig hohen Spalt verluste hervorruft, während bei der bisher üblichen Art des konstant gehaltenen Reak- tionsgrades entweder der Hochdruckteil zu grosse Verluste aufweist, oder aber, wenn dieser als massgebend für den Reaktionsgrad betrachtet wurde, der Niederdruckteil mit einem geringeren als dem Zweck entsprechen den Reaktionsgrad arbeiten musste. Dieser Übelstand wird durch die vorliegende Erfin dung vermieden und somit die Verluste auf das geringste Mass herabgesetzt.
Der Reaktionsgrad p ist bekanntlich gleich dem Verhältnis
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wobei h1 das in der Lauf schaufel umgesetzte Wärmegefälle und h das für die Stufe zur Verfügung stehende Wärme gefälle bedeutet. Für eine reine Gleichdruck turbine ist p = o, während für volle Reak tion . p den Wert 1 hat. Als Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist also das An wachsen des Reaktionsgrades p von denn Hochdruckende gegen das Niederdruckende hin anzusehen.
Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung veran schaulichen in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Reaktionsgrad von Stufengruppe zu Stufengruppe zunimmt. Es sind a, b und c der Hoch-, Mittel- und Niederdruckteil der Turbine.
Der Hochdruckteil a arbeitet mit dem Reaktionsgrad pt, der Mitteldruckteil mit p2 und der Niederdruckteil mit ps, wobei, wie aus dem Diagramm nach der Fig. 2 zu entnehmen ist, die Beziehung besteht pi p2 <B><I><U>---</U></I></B> ps, d.. h. also, dass der Reaktionsgrad p von dem Hochdruckteil gegen den Nieder druckteil hin stufenweise zunimmt. Die Tur binenteile a, <I>b, c</I> können hierbei entweder auf eine Welle arbeiten oder in bekannter Weise auf getrennten Wellen angeordnet sein.
Dem der Erfindung zugrunde liegenden Prinzip, dass der Reaktionsgrad p von dem Hochdruckteil gegen den Niederdruckteil hin zunimmt, wird beispielsweise gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch entsprochen, dass das Produkt aus dem spezifischen Gewicht r des Treibmittels und dein Quadrat des Reaktionsgrades p kon stant gehalten wird, und zwar wurde für das Produkt p2 # <I>r</I> der konstante Wert, 0,175 als geeignet gefunden. Bei Einhaltung dieses Wertes in sämtlichen Stufen nimmt mit ab nehmendem r der Reaktionsgrad gegen die letzten Stufen hin zu.
Durch den jeweiligen Reaktionsgrad ist für den Fall, dass in der Turbine die Aus trittswinkel aus dem Leit- und Laufschaufel kanal konstant gehalten werden, bekanntlich auch das Verhältnis der Kanalhöhen bei den genannten Austritten festgelegt. Bezeichnet, wie hei dem in der Fig, 3 dargestellten Bei- spiel, 1e die Kanalhöhe beim Leitscbaufel- austritt und da die entsprechende Höhe beim Laufrad, so ist das Verhältnis
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ein Mass stab für die Grösse des Reaktionsgrades.
In diesem Falle sind also die Kanalhöhen so bemessen, dass das Verhältnis
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vom Hoch druckende zum Niederdruckende hin zunimmt und sich dem Werte 1 nähert.
High pressure steam or gas turbine. In the case of high-pressure turbines, which work both with constant pressure and with overpressure, there are greater gap losses in the rows of blades corresponding to the overpressure compared with constant pressure turbines. With the best factory design, these losses are essentially dependent on the steam density, which means that with the same reaction effect and the same design, they will be greater in the high-tension steam-processing parts than in a turbine part that processes lower-tension steam.
The subject of the invention is now 'a high pressure steam or gas turbine, in which the degree of reaction is not kept constant ge through the whole turbine as usual Lich, but increases gradually from the high pressure end towards the low pressure end or from stage group to stage group, so that the high pressure end with the lowest and the low pressure end with the comparatively greatest degree of reaction. is working.
This ensures that each part of the turbine works with a degree of reaction that does not yet cause any unacceptably high gap losses, while with the previously usual type of constant degree of reaction, either the high-pressure part has excessive losses, or if this is decisive was considered for the degree of reaction, the low-pressure part had to work with a degree of reaction less than that intended. This inconvenience is avoided by the present invention and thus the losses are reduced to the lowest possible level.
The degree of reaction p is known to be equal to the ratio
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where h1 is the heat gradient converted in the blade and h is the heat gradient available for the stage. For a pure constant pressure turbine, p = 0, while for full reaction. p has the value 1. The characteristic of the present invention is therefore the increase in the degree of reaction p from the high pressure end towards the low pressure end.
FIGS. 1 and 2 of the drawing show a schematic representation of an embodiment of the invention, the degree of reaction increasing from group of stages to group of stages. A, b and c are the high, medium and low pressure parts of the turbine.
The high pressure part a works with the degree of reaction pt, the medium pressure part with p2 and the low pressure part with ps, whereby, as can be seen from the diagram according to FIG. 2, the relationship is pi p2 <B><I> <U> - - </U> </I> </B> ps, i.e. so that the degree of reaction p increases gradually from the high pressure part towards the low pressure part. The turbine parts a, <I> b, c </I> can either work on one shaft or be arranged in a known manner on separate shafts.
The principle underlying the invention that the degree of reaction p increases from the high-pressure part towards the low-pressure part is, for example, complied with in a preferred embodiment of the invention in that the product of the specific gravity r of the propellant and the square of the degree of reaction p is kept constant the constant value 0.175 was found to be suitable for the product p2 # <I> r </I>. If this value is adhered to in all stages, the degree of reaction towards the last stages increases with decreasing r.
As is known, the ratio of the channel heights at the outlets mentioned is also established by the respective degree of reaction in the event that the exit angle from the guide vane and rotor blade channel are kept constant in the turbine. As in the example shown in FIG. 3, 1e designates the channel height at the guide vane outlet and since the corresponding height at the impeller, the ratio is
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a measure of the size of the degree of reaction.
In this case, the channel heights are so dimensioned that the ratio
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increases from the high pressure to the low pressure end and approaches the value 1.