Entwässerungseinrichtung an einer Dampfturbinenstufe Die Erfindung betrifft eine Entwässerungseinrich tung an einer im Nassdiampfgebiet arbeitenden Dampf turbinenstufe, welcher zugleich auch Dampf für die Speisewasservorwärmung entnommen wird.
Bei Turbinenstufen, welche im Nassdampfgebiet arbeiten, ist die Massnahme bekannt, in der Turbinen- stufe ausgeschiedenes Wasser durch Bohrungen im Leitrad und im Gehäuse abzusaugen und in einen Speisewasservorwänner oder in den Kondensator abzuleiten.
Ist bei einer Stufe zugleich auch eine Dampfentnahme für die Speisewasservorwärmung vorgesehen, so war es bisher üblich, dies in der Stufe ,ausgeschiedene Wasser mit dem Dampf durch den Entnahmekanal abzuleiten und dem dem Dampfent- nahmekanal zugeordneten Vorwärmer zusammen mit dem Dampf zuzuführen.
Bai der Speisewasservorwärmung durch Ent nahmedampf ist es zwecks Vermeidung hoher Druckverluste erforderlich, bei den Entnahmekanälen verhältnismässig grosse Querschnitte vorzusehen und damit die Dampfgeschwindigkeit verhältnismässig klein zu halten. Es hat sich aber gezeigt, dass in die- sem Fall oft eine befriedigende Entwässerung nicht erreicht wird,
weil der mit geringer Geschwindigkeit ausströmende Dampf nicht imstande ist, das. in der Turbinenstufe aasgeschleuderte Wasser vollständig mitzureissen. Würde indessen durch Verminderung der Durchflussquerschnitte der Druckabfall zwischen der Turbinenstufe und dem Vorwürmer erhöht, so ergäbe sich wohl eine bessere Entwässerung,
der Wir kungsgrad der Anlage würde aber infolge der Drosse lung des Dampfstromes vermindert.
Die Erfindung bezweckt nun, bei einer Entwäs serungseinrichtung an einer im Nassdampfgebiet ;arbei tenden Dampfturbinenstufe, welcher zugleich auch Dampf für die Spejsewasservorwärmung entnommen wird, die Entwässerung zu verbessern, ohne den Wir- kungsgrad der Speisewasservorwärmung durch Dampfentnahme zu beeinträchtigen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss @dadurch erreicht, d@ass ein vom Dampfentnahmekanalgetrennter Entwässerungskanal vorgesehen ist, und dass dieser Entwässerungskanal zur Ableitung ides Wassers mit einem Vorwärmer,
in welchem das Heizmittel einen tieferen Druck aufweist als in. denn dem Dampfentnahmekanal zugeordneten Vorwärmer, oder mit dem Kondensator verbunden ist.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Entwäs- serungseinrichtung ist insbesondere bei Turbinen von Dampfkraftanlagen zu empfehlen, bei welchen die mit verhältnismässig niedriger Temperatur anfallende Wärme eines Atomkernreaktors zur Dampferzeugung ausgenützt wird und die meisten oder sogar alle Tur binenstufen im Nassdanpfgabiet arbeiten.
Die durch die Verbesserung der Entwässerung erzielte Erhö hung des thermischen Wirkungsgrades der Anlage fällt dann anteilmässig besonders stark ins Gewicht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Entwässerungseinrichtung nach der Erfindung ver einfacht dargestellt. Ein Teil einer Dampfturbine, welche im Satteldampf bzw. im Nassdampfigebiet arbei tet, ist in einem axialen Längsschnitt gezeigt. -Mit 1 ist das Gehäuse der Turbine bezeichnet. Stufen mit Leiträdern 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8 und zugehörigen Lauf- rädern 2', 3', 4', 5', 6', 7', 8' werden nacheinander vom Dampf durchflossen. Der Abdampf gelangt über eine Leitung 9 in einen Kondensator 10.
Das darin niedergeschlagene Kondensat wird über eine Leitung 11 von einer Pumpe 12 angesaugt und. über naah- einandergeschaltete Vorwärmer 13, 14, 15, 16, 17, 18 einem nicht gezeigten Dampfkessel als Speisewas- ser zugeleitet.
Den Stufen 4 und 7 wird Dampf für die Speise- wasservorwärmung entnommen. Im Leitrad 4 ist zu diesem Zweck ein Entnahmekanal 19 und im Ge häuse 1 daran anschliessend ein Kanal 20 vorgesehen.
'Des durch diese Kanäle .ausströmende Dampf gelangt in einen Entnahmestutzen 21 des Gehäuses und wird von dort über eine Leitung 22 in den Vorwärmer 18 geleitet.
Zur Albleitung des nach dem Austritt des Damp fes aus der Schaufelurig des vorangehenden Laufrades 3' ausgeschleuderten Wassers ist nun im Leitrad 4 ein in Strämungsrichtungdes Dampfes in der Turbine dem Dampfentnahmekanal 19 vorgeschalteter und von diesem getrennter Entwässerungskanal 23 vorge sehen,
welcher sich hernach rin einen durch das Ge häuse gehenden Kanal 24 fortsetzt. Dieser Kanal 24 ist ,zur Ableitung des Wassers über eine Leitung 25 mit dem Vorwürmer 17 verbunden. In diesem Vor wärmer 17 weist das Heizmittel einen tieferen Druck auf als in. dem dem Dampfentnahmekanal 19, 20 der betreffenden Stufe zugeordneten Vorwärmer 18.
In folge des erhöhten Druckunterschiedes zwischen der Entnahmestufe und denn Vorwärmer 17 ergibt sich eine gute Entwässerung dieser Stufe.
Eine entsprechende Anordnung ist bei der Stufe mit dem Leitrad 7 vorgesehen. Der Entnahmedampf strömt :durch einen Kanal 26 des Leitrades 7, einen .die Gehäusewand durchquerenden Kanal 27, einen Entnahmestutzen 28 und eine zum Vorwärmer 15 führende Leitung 29.
Für die Entwässerung ist ;im Leitrad 7 einbesonderer Kanal 30 und im Gehäuse ein daran anschliessender Kanal 31 vorgesehen. Von dort wird das Wasser über eine Leitung 32 in den Vorwärmer 14 abgeleitet, in welchem wiederum das Heizmittel einen tieferen Druck aufweist als in dem ,dem Dampfentnahmekan:al 26, 27 zugeordneten Vor wärmer 15.
Zur Ableitung des ausgeschleuderten Wassers der übrigen Stufen ist ferner im Leitrad 3 ein Kanal 33, im Leitrad 5 ein Kanal 34, im Leitrad 6 ein Kanal 35 und im Leitrad 8 ein Kanal 36 vorgesehen. Diese Kanäle finden ihre Fortsetzung in entsprechenden Kanälen 37, 38, 39, 40 des Gehäuses, welche über Leitungen 41, 42, 43, 44 mit den Vorwärmern 18 bzw. 16 bzw. 15 :bzw. 13 verbunden sind.
Durch diese Anordnung, bei welcher also der Entwässerungsein- nichtuag jeder Stufe ein eigener Wärmeaustauscher als Speisewasservorwärmer zugeordnet ist, wird eine sehr wirtschaftliche, stufenweise Wärmeabgabe vom iausgeschiedenen Wasser an das Speisewasser erreicht.
Unter Verzieht .auf diesen besonderen Vorteil könnten indessen auch die nur mit dem ausgeschiedenen Was ser beheizten Vorwärmer 13, 14, 16, 17 weggelassen werden, wobei die Leitungen 25 und 42 in den mit Entnahmedampf beheizten Vorwärmer 15 und die Leitungen 32 und 44 ,in den Kondensator 10 zu füh ren wären.
Das in den Vorwärmern niedergeschlagene Was ser bzw. das durch die Entwässerungseinrichtung in die Vorwärmer geleitete Wasser kann nach der Wärmeabgabe an das Speisewasser in bekannter, in der Zeichnung nicht dargestellter Weise, in eine Vor wärmstufe niedrigeren Druckes bzw. in den Konden sator geleitet werden.
Dewatering device on a steam turbine stage The invention relates to a dewatering device on a steam turbine stage operating in the wet steam area, from which steam is also taken for preheating of the feed water.
In the case of turbine stages that work in the wet steam area, the measure is known to suck in the water separated out in the turbine stage through holes in the stator and in the housing and divert it into a feed water preheater or into the condenser.
If steam extraction for feedwater preheating is also provided for at one stage, it has hitherto been customary to divert separated water with the steam through the extraction channel and feed it to the preheater assigned to the steam extraction channel together with the steam.
When preheating the feed water by removing steam, it is necessary to avoid high pressure losses to provide relatively large cross-sections in the extraction channels and thus to keep the steam speed relatively small. However, it has been shown that in this case a satisfactory drainage is often not achieved,
because the steam flowing out at low speed is not able to completely entrain the water thrown into the turbine stage. If, however, the pressure drop between the turbine stage and the pre-worm were increased by reducing the flow cross-sections, better drainage would probably result,
the efficiency of the system would be reduced as a result of the throttling of the steam flow.
The aim of the invention is to improve the drainage in a drainage device on a steam turbine stage working in the wet steam area, from which steam is also extracted for feedwater preheating, without impairing the efficiency of the feedwater preheating by steam extraction.
According to the invention, this goal is achieved by providing a drainage channel that is separate from the steam extraction channel, and that this drainage channel is provided with a preheater for discharging the water.
in which the heating means has a lower pressure than in. The preheater assigned to the steam extraction channel or is connected to the condenser.
The use of the drainage device according to the invention is particularly recommended for turbines of steam power plants in which the relatively low temperature of the heat of an atomic nuclear reactor is used to generate steam and most or even all turbine stages work in the wet steaming area.
The increase in the thermal efficiency of the system achieved by improving the drainage is then proportionately particularly significant.
In the drawing, an embodiment of the drainage device according to the invention is shown in simplified form. Part of a steam turbine that works in saddle steam or in the wet steam area is shown in an axial longitudinal section. -The housing of the turbine is designated by 1. Stages with idlers 2,
Steam flows through 3, 4, 5, 6, 7, 8 and associated impellers 2 ', 3', 4 ', 5', 6 ', 7', 8 'one after the other. The exhaust steam reaches a condenser 10 via a line 9.
The condensate deposited therein is sucked in via a line 11 by a pump 12 and. A steam boiler (not shown) is fed as feed water via preheaters 13, 14, 15, 16, 17, 18 connected in series.
Steam is taken from stages 4 and 7 to preheat the feed water. For this purpose, a removal channel 19 is provided in the stator 4 and a channel 20 is provided in the housing 1 thereafter.
The steam flowing out through these channels reaches an extraction nozzle 21 of the housing and is passed from there via a line 22 into the preheater 18.
In order to divert the water ejected from the scoop of the preceding impeller 3 'after the steam has emerged, a drainage channel 23 upstream of the steam extraction channel 19 and separated from it is provided in the stator 4 in the flow direction of the steam in the turbine,
which then continues into a channel 24 going through the housing. This channel 24 is connected to the worm 17 via a line 25 in order to discharge the water. In this pre-heater 17, the heating means has a lower pressure than in the pre-heater 18 associated with the steam extraction channel 19, 20 of the relevant stage.
As a result of the increased pressure difference between the removal stage and the preheater 17, there is good drainage of this stage.
A corresponding arrangement is provided for the stage with the stator 7. The extraction steam flows: through a channel 26 of the stator 7, a channel 27 traversing the housing wall, an extraction nozzle 28 and a line 29 leading to the preheater 15.
A special channel 30 is provided in the stator 7 and an adjoining channel 31 in the housing for drainage. From there, the water is diverted via a line 32 into the preheater 14, in which the heating medium again has a lower pressure than in the preheater 15 assigned to the steam extraction channel: al 26, 27.
A channel 33 is also provided in the stator 3, a channel 34 in the stator 5, a channel 35 in the stator 6 and a channel 36 in the stator 8 to discharge the water thrown out from the other stages. These channels are continued in corresponding channels 37, 38, 39, 40 of the housing, which via lines 41, 42, 43, 44 with the preheaters 18 or 16 or 15: or. 13 are connected.
With this arrangement, in which the drainage input is not assigned to a separate heat exchanger as feed water preheater for each stage, a very economical, step-by-step heat transfer from the separated water to the feed water is achieved.
Under warping .auf this particular advantage, however, the preheaters 13, 14, 16, 17 heated only with the separated water could be omitted, with lines 25 and 42 in the preheater 15 heated with extraction steam and lines 32 and 44 in the capacitor 10 would be to lead ren.
The precipitated in the preheaters What water or the water passed through the drainage device in the preheater can after the heat release to the feed water in a known manner, not shown in the drawing, in a pre-heating stage lower pressure or in the condenser are passed.