CH654625A5

CH654625A5 - INLET HOUSING OF A STEAM TURBINE.

Info

Publication number: CH654625A5
Application number: CH764381A
Authority: CH
Inventors: Arnulf Teufelberger; Romuald Puzyrewski
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1986-02-28
Also published as: DE3242713A1; DE3242713C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Einlassgehäuse einer einflutigen, axial durchströmten Hochdruckdampfturbine, deren erste Stufe aus zwei voneinander getrennten konzentrischen Ringöffnungen angeströmt ist und wobei jede Ringöffnung mit einer eigenen Zuströmleitung verbunden ist. The invention relates to an inlet housing of a single-flow, axially flowed high-pressure steam turbine, the first stage of which flows from two concentric ring openings separated from one another and each ring opening is connected to its own inflow line.

Die Leistungsregelung von Dampfturbinen geschieht heute entweder über Anpassung oder Drosselung der Frischdampfdrücke, bekannt als Gleitdruckregelung bzw. Drosselregelung, oder durch Teilbeaufschlagung einer speziell dafür konstruierten Gleichdruckstufe über einzelne abschaltbare und regelbare Sektoren eines Düsenkranzes. Diese als Düsen-gruppenregulierung bekannte Regelungsart zeigt sich zumeist der reinen Drosselregulierung überlegen, führt aber bei Reduktion der Last und damit der Beaufschlagung zu einer Zunahme der unter der Bezeichnung «Teilbeaufschlagungsverluste» bekannten Verlustanteile. Bei nicht vollständiger Durchmischung der Strömung in der anschliessenden Radkammer kann es ebenfalls zu einer Teilbeaufschlagung der nachfolgenden Reaktionsbeschaufelung und damit zu zusätzlichen, grossen Strömungsverlusten kommen. The power control of steam turbines today takes place either by adapting or throttling the live steam pressures, known as sliding pressure control or throttle control, or by partially applying a specially designed constant pressure stage via individual sectors of a nozzle ring that can be switched off and regulated. This type of regulation, known as nozzle group regulation, is usually superior to pure throttle regulation, but leads to an increase in the loss shares known under the term “partial loading losses” when the load is reduced and thus the load is applied. If the flow in the adjoining wheel chamber is not completely mixed, partial loading of the subsequent reaction blading can also occur, and thus additional, large flow losses.

Eintrittsgehäuse der eingangs genannten Art sind aus der französischen Patentanmeldung Nr. 76 14597 bekannt. Aus zwei axial gerichteten konzentrischen Ringkanälen, welche einen Düsenkasten bilden, strömt der Dampf in ein Aktionsrad. Die Düsen sind innerhalb der Ringkanäle angeordnet. Es handelt sich dabei um eine klassische Gleich-druck-Regelstufe. Die Ringkanäle werden getrennt angespeist. Einer der beiden Ringkanäle hat zwei Zuströmleitungen, die zu je einem halben Ringumfang führen. Der zweite Ringkanal weist vier Zuströmleitungen für seine vier Segmente auf. Die Turbinenleistung wird vom Leerlauf auf Nennlast gesteigert, indem zunächst ein Ringkanal über den ganzen Umfang angespeist wird und dann nacheinander die verschiedenen Sektoren des zweiten Ringkanals geöffnet werden. Mit dieser Anordnung sollen bei Teilbeaufschlagung keine Schwingungsprobleme an der ersten Laufreihe auftreten. Weiterer einschlägiger Stand der Technik ergibt sich aus folgender Patentliteratur: DE-C-895 293, FR-A-1 333 843, FR-A-2351249, GB-A-16249 und GB-A-569 579. Entry housings of the type mentioned at the outset are known from French patent application No. 76 14597. The steam flows into an action wheel from two axially directed concentric ring channels, which form a nozzle box. The nozzles are arranged within the ring channels. It is a classic constant pressure control stage. The ring channels are fed separately. One of the two ring channels has two inflow lines, each leading to half a ring circumference. The second ring channel has four inflow lines for its four segments. Turbine output is increased from idling to nominal load by first feeding a ring channel over the entire circumference and then opening the various sectors of the second ring channel one after the other. With this arrangement, there should be no vibration problems on the first row of runs when partially loaded. Further relevant prior art results from the following patent literature: DE-C-895 293, FR-A-1 333 843, FR-A-2351249, GB-A-16249 and GB-A-569 579.

Der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 definierten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Einlassgehäuse so auszubilden, dass über dem ganzen Lastbereich bessere Wirkungsgrade als mit reiner Düsengruppenregulierung resultieren. The invention defined in the characterizing part of patent claim 1 is based on the object of designing an inlet housing mentioned at the outset in such a way that better efficiencies result over the entire load range than with pure nozzle group regulation.

Durch die über 360° Umfang erfolgende Beaufschlagung mit je nach Last unterschiedlichen Massenströmen kann auf die bei Teillast verlustreiche Regelstufe, bestehend aus Düsenkasten und Gleichdruckrad, verzichtet werden. Besondere Vorteile konstruktiver Art sind darin zu sehen, dass derartige Spiralkanäle eine kurze axiale Baulänge aufweisen und dass lediglich zwei mit Abschluss- und Regelorganen versehene Zudampfleitungen benötigt werden. Ausserdem bietet sich die Möglichkeit, den bei einflutigen Turbinenteilen erforderlichen Ausgleichskolben im freien Raum innerhalb der Spiralen anzuordnen. Due to the more than 360 ° exposure to different mass flows depending on the load, there is no need for the control stage, consisting of a nozzle box and constant pressure wheel, which is lossy at partial load. Particular advantages of a constructive nature can be seen in the fact that such spiral ducts have a short axial length and that only two steam lines provided with terminating and regulating elements are required. There is also the possibility of arranging the balancing piston required for single-flow turbine parts in free space within the spirals.

Werden die Querschnitte der Spiralkanäle für unterschiedlichen Massendurchfluss dimensioniert, so können neben der Vollast mindestens zwei Teillastpunkte ungedrosselt und somit verlustarm gefahren werden. If the cross-sections of the spiral ducts are dimensioned for different mass flow rates, in addition to the full load, at least two partial load points can be throttled and thus run with little loss.

Werden die Spiralquerschnitte drallerzeugend ausgelegt, so kann auf ein Umlenkgitter vor der ersten Laufreihe der Turbinenbeschaufelung verzichtet werden. If the spiral cross-sections are designed to generate swirl, a deflection grille in front of the first row of turbine blading can be dispensed with.

Höhere Dampfgeschwindigkeiten als üblich sind in den Zuströmrohren zulässig, da für die Drallerzeugung kinetische Energie voll verwertbar ist. Hierdurch können die Zuströmleitungen mit kleinen Querschnitten und somit billiger ausgeführt werden. Steam velocities higher than usual are permitted in the inflow pipes, since kinetic energy can be fully utilized for the swirl generation. As a result, the inflow lines can be made with small cross sections and therefore cheaper.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt. Es zeigen: In the drawing, an embodiment of the invention is shown in simplified form. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht des Einlassgehäuses mit Abströmrichtung senkrecht in die Zeichenebene hinein; Figure 1 is a front view of the inlet housing with the outflow direction perpendicular into the plane of the drawing.

Fig. 2 einen Teilschnitt in Richtung der Turbinenlängsachse nach Linie A-A in Fig. 1 ; Fig. 2 is a partial section in the direction of the turbine longitudinal axis along line A-A in Fig. 1;

Fig. 3 Spiralenquerschnitte des Einlassgehäuses. Fig. 3 spiral cross sections of the inlet housing.

Die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums, hier Hochdruckdampf, ist mit Pfeilen bezeichnet. Die Figuren 1 und 2 erheben keinerlei Anspruch auf Genauigkeit und sind lediglich der besseren Verständlichkeit wegen auf die notwendigsten Konturen beschränkt. The direction of flow of the working medium, here high pressure steam, is indicated by arrows. Figures 1 and 2 make no claim to accuracy and are only limited for clarity due to the most necessary contours.

Das Einlassgehäuse besteht aus zwei Spiralen 1,2, denen der Dampf über die Rohrbögen 8 resp. 9 zuströmt. Nicht gezeigt sind die in den Rohrbögen 8 und 9 angeordneten The inlet housing consists of two spirals 1, 2, which the steam via the pipe bends 8, respectively. 9 flows. The ones arranged in the pipe bends 8 and 9 are not shown

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

654 625 654 625

Abschluss- und Regelorgane. Austrittsseitig münden die Spiralen in je eine Ringöffnung 1 ' resp. 2 '. Diese Ringöffnungen sind konzentrisch zueinander angeordnet und erstrecken sich über 360° Umfang. Die Strömungsbegrenzung beider Ringöffnungen 1 ', 2' gegeneinander erfolgt über eine axial in den Turbinenströmungskanal auslaufende, gemeinsame Trennwand 16. Es erfolgt somit aus beiden Spiralen eine in der Projektion axiale Dampfeinströmung in die Turbine. Von der Teilweise und sehr schematisch skizzierten Turbine, bei der es sich um den einflutigen Hochdruckteil handelt, sind nur der Rotor 10 mit Stopfbüchsenpartie 11, der Schaufelträger 12 und drei Schaufelreihen 13,14 und 15 dargestellt. Zwischen dem Austritt der Spiralen 1,2- der durch die Hinterkante der Trennwand 16 gegeben ist - und der ersten Schaufelreihe 13 ist ein diffusorartiger Ringraum 5 angeordnet, dessen Funktion weiter hinten beschrieben ist. Closing and regulating bodies. On the outlet side, the spirals each open into a ring opening 1 'or. 2 '. These ring openings are arranged concentrically to one another and extend over a 360 ° circumference. The flow limitation of the two ring openings 1 ', 2' against each other takes place via a common dividing wall 16 that runs axially into the turbine flow channel. The two spirals therefore have an axial steam inflow into the turbine in the projection. Of the partially and very schematically sketched turbine, which is the single-flow high-pressure part, only the rotor 10 with stuffing box section 11, the blade carrier 12 and three blade rows 13, 14 and 15 are shown. Between the outlet of the spirals 1, 2 - which is given by the rear edge of the partition 16 - and the first row of blades 13, a diffuser-like annular space 5 is arranged, the function of which is described further below.

Zwischen den Eintrittsquerschnitten 1", 2" und den Rohrbögen 8,9 sind Reduktionsstücke 6,7 vorgesehen. In ihnen wird das Arbeitsmittel vom beispielsweise 60 m/sec auf die am Turbineneintritt erforderliche Geschwindigkeit von beispielsweise 120 m/sec beschleunigt. Die Drallerzeugung erfolgt in den hierzu entsprechend gestalteten Spiralen. Es versteht sich, dass in den Rohrbögen 8 und 9 auch höhere Geschwindigkeiten als die genannten 60 m/sec zulässig sind. Dies gilt insbesondere deswegen, weil die kinetische Energie für die Drallerzeugung voll nützbar ist. Letztlich handelt es sich um ein Optimierungsproblem, bei welchem die durch erhöhte Geschwindigkeit bedingten höheren Reibungsverluste einer Materialeinsparung aufgrund geringerer Querschnitte entgegenzustellen sind. Reduction pieces 6, 7 are provided between the inlet cross sections 1 ", 2" and the pipe bends 8, 9. In them, the working fluid is accelerated from, for example, 60 m / sec to the speed of, for example, 120 m / sec required at the turbine inlet. The swirl is generated in the spirals designed accordingly. It goes without saying that speeds higher than the specified 60 m / sec are also permissible in the pipe bends 8 and 9. This is particularly true because the kinetic energy is fully usable for swirl generation. Ultimately, there is an optimization problem in which the higher friction losses due to increased speed have to be countered by material savings due to smaller cross-sections.

Die beiden Spiralen 1,2 sind wie ihre Ringöffnungen 1 ', 2' konzentrisch angeordnet und verlaufen umfangmässig ebenfalls über 360°. Ihre Eintrittsquerschnitte 1 ", 2" sind um 180° gegeneinander versetzt, und zwar derart, dass die Spiralen 1, 2 im gleichen Drehsinn durchströmt sind. Diese Querschnitte 1 ", 2" befinden sich in der Horizontalachse 3 der Turbine, also in der Ebene, in der üblicherweise die Trennflächen der Maschine verlaufen. The two spirals 1, 2, like their ring openings 1 ', 2', are arranged concentrically and also extend circumferentially over 360 °. Their inlet cross sections 1 ", 2" are offset from one another by 180 °, in such a way that the spirals 1, 2 are flowed through in the same direction. These cross sections 1 ", 2" are located in the horizontal axis 3 of the turbine, ie in the plane in which the parting surfaces of the machine usually run.

Als Grundform für die zu wählenden Spiralenquerschnitte wird die in Fig. 3 gezeigte Form gewählt, die anhand der Spirale 2 bei 90° Umfang erläutert wird. Der Querschnitt setzt sich zusammen aus einer Kreisfläche mit dem Radius r und einem sich an den Kreis strömungskonform anschliessenden Kanal mit der Höhe h. Die Wandungen dieses Kanals verlaufen parallel zur Maschinenlängsachse und bilden die Ring Öffnungen, welche sich mit gleicher Höhe über 360° Umfang erstrecken. Über den Umfang ändert sich somit nur der Radius r, was zur spiralförmigen Aussenkontur und zur zylindrischen Innenkontur des Einlassgehäuses führt. Da der Kreisdurchmesser 2r immer grösser als die Kanalhöhe h ist, erfolgt der Übergang von Kanal zum Kreis über einen Kreisbogen mit demselben Radius r. Der Gesamtquerschnitt ist somit eine Funktion von e/h und h/r. Durch das beim Durchströmen der Spirale über die Ringöffnungen ständig abströmende Arbeitsmittel verringert sich der Kreisquerschnitt zunehmend. Für die somit vorgegebenen Querschnittsflächen über dem Umfang ist bei gleichbleibender Kanalhöhe und veränderlichem Abstand e zwischen Mündung der Ringöffnung und Kreismittelpunkt der erforderliche Radius r leicht zu bestimmen. The shape shown in FIG. 3 is chosen as the basic shape for the spiral cross sections to be selected, which is explained with reference to the spiral 2 at a circumference of 90 °. The cross section is composed of a circular area with the radius r and a channel with the height h adjoining the circle in conformity with the flow. The walls of this channel run parallel to the longitudinal axis of the machine and form the ring openings, which extend over the same 360 ° circumference. Thus only the radius r changes over the circumference, which leads to the spiral outer contour and the cylindrical inner contour of the inlet housing. Since the circle diameter 2r is always larger than the channel height h, the transition from channel to circle takes place via an arc with the same radius r. The total cross-section is therefore a function of e / h and h / r. The circular cross-section is increasingly reduced due to the working medium flowing continuously through the spiral through the ring openings. The required radius r can easily be determined for the cross-sectional areas over the circumference that are thus predetermined, with the channel height remaining constant and the distance e between the mouth of the ring opening and the center of the circle constant.

Die zwei konzentrisch angeordneten Spiralen 1,2 gemäss Fig. 3 können als mögliches Ausführungsbeispiel für das Eintrittsgehäuse angesehen werden. Die Spiralquerschnitte sind für ungleichen Durchfluss ausgelegt, was die unterschiedlichen Eintrittsquerschnitte 1 ", 2" und die unterschiedlichen Höhen des Kanals resp. der Ringöffnungen 1 ', 2' erklärt. The two concentrically arranged spirals 1, 2 according to FIG. 3 can be regarded as a possible exemplary embodiment for the inlet housing. The spiral cross sections are designed for uneven flow, which the different inlet cross sections 1 ", 2" and the different heights of the channel, respectively. of the ring openings 1 ', 2' explained.

Entsprechend der Winkelangaben in Fig. 1 nimmt der Querschnitt des Spiralkanals 1 vom Spiraleintritt 1 " bei 0° According to the angle information in Fig. 1, the cross section of the spiral channel 1 from the spiral inlet 1 "at 0 °

ausgehend zunehmend ab. Gleiches gilt für den Spiralkanal 2, dessen Eintritt 2" um einen halben Umfang versetzt ist und dessen Querschnitt sich somit im Drehsinn von 180° über 270°, 0° und 90° zunehmend verringert. Hierbei gilt zu s beachten, dass beispielsweise bei 180° die Trennwand 16 über weite Teile eine gemeinsame Wandung für beide Spiralkanäle 1,2 bildet. Diesbezüglich spielt das variable Mass e eine massgebliche Rolle. starting increasingly from. The same applies to the spiral channel 2, the inlet 2 "of which is offset by half a circumference and the cross section of which is thus increasingly reduced in the direction of rotation from 180 ° to 270 °, 0 ° and 90 °. Here, it should be noted that, for example, at 180 ° the partition wall 16 forms a common wall for both spiral channels 1, 2. The variable dimension e plays a significant role in this regard.

Es versteht sich, dass die gezeigte Querschnittsform nicht io die einzig mögliche ist. Bei der Wahl sind neben strömungstechnischen Gesichtspunkten auch konstruktive und herstellungstechnische Aspekte zu berücksichtigen. Man wird bestrebt sein, kompakte Spiralformen anzuwenden, die eine möglichst homogene Abströmung aus den Ringöffnungen 15 gewährleisten. It goes without saying that the cross-sectional shape shown is not the only possible one. In addition to flow-related aspects, design and manufacturing aspects must also be taken into account when choosing. Efforts will be made to use compact spiral shapes which ensure the most homogeneous outflow from the ring openings 15.

Bezüglich dieser homogenen Abströmung wurde bereits weiter oben ausgeführt, dass die Drallerzeugung in der Spirale selbst erfolgt. Durch die Abnahme des Radius in Strömungsrichtung wird dem Arbeitsmittel in der Spirale auf-20 grand des «Gesetzes über die Erhaltung des Dralls» eine zusätzliche Beschleunigung aufgezwungen. Unter Berücksichtigung dieser Beschleunigung sind die Spiralenquerschnitte in jedem Punkt für eine mittlere Geschwindigkeit von beispielsweise 120 m/sec auszulegen. Man erzielt dann 25 an den entsprechend dimensionierten Ringöffnungen Abströmgeschwindigkeiten mit einer mittleren Axialkomponente von 40 m/sec und einer Tangentialkomponente von 130 m/sec. Bei einer Umfanggeschwindigkeit von ebenfalls 130 m/sec am massgeblichen Rotordurchmesser ergibt dies so eine ideale Anströmung der ersten Laufreihe 13. With regard to this homogeneous outflow, it has already been stated above that the swirl is generated in the spiral itself. By reducing the radius in the direction of flow, an additional acceleration is imposed on the working fluid in the spiral to 20 degrees of the “Law on the preservation of the twist”. Taking this acceleration into account, the spiral cross sections at each point are to be designed for an average speed of, for example, 120 m / sec. 25 outflow velocities are then achieved at the appropriately dimensioned ring openings with an average axial component of 40 m / sec and a tangential component of 130 m / sec. At a circumferential speed of 130 m / sec on the relevant rotor diameter, this results in an ideal flow against the first row 13.

Hiermit ist bereits einer der Hauptvorteile der Spiralanwendung erkennbar, d.h. auf die bisherige Regelstufe und die umlenkende erste Leitreihe kann verzichtet werden. This already shows one of the main advantages of spiral application, i.e. the previous control level and the diverting first guide row can be dispensed with.

Weiter oben wurde bereits ausgeführt, dass die sonst in der 35 Düse der Regelstufe vorgenommene Beschleunigung hauptsächlich im Reduktionsstück stromaufwärts der Spirale erfolgt und zum geringen Teil in letzterer selbst erfolgt. Der mit dieser Beschleunigung verbundene Abbau des Stufengefälles entspricht dem Gefälleanteil, der in der nunmehr fort-4o gelassenen Leitreihe zu verarbeiten wäre. It has already been stated above that the acceleration which otherwise takes place in the 35 nozzle of the control stage takes place mainly in the reducer upstream of the spiral and to a small extent takes place in the latter itself. The reduction in the gradual gradient associated with this acceleration corresponds to the proportion of the gradient that would have to be processed in the guide series that has now been left.

Andererseits gilt es zu berücksichtigen, dass die vom Arbeitsmedium als erste beaufschlagte Laufreihe jene einer normalen Reaktionsstufe ist, die vorzugsweise das gleiche Gefälle verarbeitet wie die nachfolgenden Reaktionsstufen ■45 (von der in Fig. 2 nur eine Stufe mit Leitreihe 14 und Laufreihe 15 gezeigt ist). Bei Wegfall der Regelstufe und bei vorgegebenem Gesamtgefälle über den Hochdruckteil der Turbine ist das Druckniveau beim Eintritt in die Reaktionsbeschaufelung so hoch, dass zu dessen Abbau neben der genannten so ersten Laufreihe 13 eine zusätzliche Reaktionsstufe mit üblichem Gefälle vorgesehen werden muss. Dies ist dadurch bedingt, dass in einer Reaktionsstufe üblicherweise nur etwa halb so viel Gefälle umgesetzt wird als in einer für Regelzwecke angeordneten Aktionsstufe. On the other hand, it must be taken into account that the series of runs acted upon by the working medium is that of a normal reaction stage, which preferably processes the same gradient as the subsequent reaction stages ■ 45 (of which only one stage with guide series 14 and series 15 is shown in FIG. 2) ). If the control stage is omitted and the overall gradient drops above the high-pressure part of the turbine, the pressure level upon entry into the reaction blading is so high that an additional reaction stage with a normal gradient must be provided in addition to the so-called first row 13. This is due to the fact that only about half as much gradient is implemented in a reaction stage as in an action stage arranged for control purposes.

55 Bei der bisherigen Beispielsbeschreibung wurde angenommen, dass die beiden Spiralen voll beaufschlagt sind. Zusätzlich zu dem konstruktiv bereits günstigen Fortfall von Düsenkranz und Aktionsrad ergibt sich durch diese Massnahme auch schon bei dieser Vollbeaufschlagung ein Wir-60 kungsgradvorteil. Dies, weil nunmehr ein grösserer Teil des Gesamtgefälles in den einen besseren Wirkungsgrad aufweisenden Reaktionsstufen verarbeitet wird. 55 In the previous description of the example, it was assumed that the two spirals were fully loaded. In addition to the elimination of the nozzle ring and action wheel, which is already favorable in terms of design, this measure also results in an efficiency advantage even with this full loading. This is because a larger part of the total gradient is now processed in the reaction stages which have a better efficiency.

Ganz besonders eignet sich die als «Drallmomentenrege-lung» zu bezeichnende Spirallösung indes im Teillastgebiet, 65 wo sie ganz erhebliche Vorteile gegenüber der klassischen Düsengruppenregelung aufweist. Dies, weil die Zuströmung zur ersten Schaufelreihe bei jeder gefahrenen Last immer über 360° Umfang erfolgt. However, the spiral solution, which can be described as “swirl torque control”, is particularly suitable in the partial-load area, 65 where it has considerable advantages over the classic nozzle group control. This is because the inflow to the first row of blades always takes place over a 360 ° circumference with every load.

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Als besonders günstig zeigt sich hier die Anordnung von zwei für unterschiedlichen Massendurchfluss ausgelegten Spiralen. Im in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel - bei dem die «grosse»' Spirale 1 die rotornahen Schaufelpartien beaufschlagt, d.h. Laufschaufelfuss und Leitschaufelspitze, die «kleine» Spirale 2 hingegen die den Schaufelträger 12 nächstliegenden Schaufelpartien, d.h. Leitschaufelfuss und Laufschaufelspitze - strömen bei Vollbeaufschlagung 70% des Arbeitsmittels aus der Ringöffnung 1 ' und 30% aus der Ringöffnung 2'. Damit können mit der Maschine folgende Lasten gefahren werden: The arrangement of two spirals designed for different mass flow rates is particularly favorable here. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3 - in which the “large” spiral 1 acts on the rotor parts near the rotor, i.e. Blade root and guide blade tip, the "small" spiral 2, on the other hand, the blade parts closest to the blade carrier 12, i.e. Guide blade root and blade tip - when fully loaded, 70% of the working fluid flows out of the ring opening 1 'and 30% out of the ring opening 2'. The following loads can be driven with the machine:

- Vollast mit offenen Spiralen 1,2 und offenen Stellventilen (nicht gezeigt) in den Rohrbögen 8,9 (Fig. 1) - Full load with open spirals 1,2 and open control valves (not shown) in the pipe bends 8,9 (Fig. 1)

- 70% Teillast mit offener Spirale 1 und geschlossener Spirale 2 - 70% partial load with open spiral 1 and closed spiral 2

- 30% Teillast mit offener Spirale 2 und geschlossener Spirale 1 - 30% partial load with open spiral 2 and closed spiral 1

- beliebige Teillasten durch Öffnen einer oder beider Spiralen und durch Drosseln eines der beiden nicht gezeigten Ventile. - Any part loads by opening one or both spirals and throttling one of the two valves, not shown.

Die sorgfältige Auslegung des Spiralenquerschnitts zwecks Drallerzeugung und homogener Abströmung in Umfangs-richtung garantiert auch in Teillastpunkten der Turbine einen gleichen Anströmwinkel zur ersten Laufreihe 13 wie bei Vollast. Die je nach Teillast unterschiedlichen Abströmgeschwindigkeiten aus den Spiralen ermöglichen eine Lastregulierung wie bei der Düsengruppenregelung. The careful design of the spiral cross-section for the purpose of generating swirl and homogeneous outflow in the circumferential direction guarantees the same flow angle to the first row of runs 13 as at full load, even at partial load points of the turbine. The outflow velocities from the spirals, which vary depending on the partial load, enable load regulation as with nozzle group regulation.

Im Gegensatz zu dieser klassischen Düsengruppenregulie-rung, bei der die Teilbeaufschlagung in Umfangsrichtung erfolgt, wird im vorliegenden Fall eine Teilbeaufschlagung in s radialer Richtung durchgeführt. Hierdurch wird eine stets volle Beaufschlagung in Umfangsrichtung bewirkt, welche eine ebenfalls gleichmässige Temperaturverteilung über dem Umfang zur Folge hat. Die sonst bei Teilbeaufschlagung bekannte, verlustintensive intermittierende Füllung und io Entleerung der Schaufelkanäle entfällt somit, so dass die Verlustzunahme bei abnehmender Last kleiner ist als bei der Düsengruppenregulierung. Ausserdem ist die dynamische Beanspruchung der ersten Laufschaufelreihe günstiger. In contrast to this classic nozzle group regulation, in which partial admission takes place in the circumferential direction, partial admission in the radial direction is carried out in the present case. As a result, a full exposure in the circumferential direction is always brought about, which also results in a uniform temperature distribution over the circumference. The loss-intensive intermittent filling and io emptying of the blade channels, which is otherwise known with partial loading, is thus eliminated, so that the increase in loss with a decreasing load is smaller than with nozzle group regulation. In addition, the dynamic load on the first row of blades is more favorable.

Ein zusätzlicher, jedoch bedeutend geringerer Verlust ent-15 steht bei Teillast lediglich an der Trennfront der aus den Ringöffnungen 1 ' und 2' mit unterschiedlicher Geschwindigkeit austretenden Massenströme. Es handelt sich hierbei um Rei-bungs- und Mischverluste an den Strahlgrenzen. An additional, but significantly lower, loss occurs at partial load only at the separating front of the mass flows emerging from the ring openings 1 'and 2' at different speeds. These are friction and mixing losses at the beam boundaries.

Ist eine der Spiralen ganz abgeschaltet, so ist dennoch der 20 Ventilationsverlust im nicht beaufschlagten Teil der Beschaufelung vernachlässigbar. Diesen entweder nicht oder anders beaufschlagten Schaufelanteil so gering wie möglich zu halten, bezweckt die Anordnung der bereits erwähnten Kammer 5. Ihre axiale Erstreckung ist gleich oder vorzugs-25 weise grösser als die Höhe des Schaufelkanals, was den Ausgleich der Strömung in radialer Richtung fördert. Wird diese Kammer 5 als Ringdiffusor ausgebildet, so ist eine weitere Verringerung der genannten Verluste möglich. If one of the spirals is completely switched off, the loss of ventilation in the unactuated part of the blading is negligible. The purpose of the arrangement of chamber 5 already mentioned is to keep this portion of the blade, which is either not or otherwise acted upon, as small as possible. Its axial extension is the same or preferably greater than the height of the blade channel, which promotes the balancing of the flow in the radial direction. If this chamber 5 is designed as a ring diffuser, a further reduction in the losses mentioned is possible.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

654625 PATENT CLAIMS

1.Inlet housing of a single-flow, axially flowed high-pressure steam turbine, the first stage of which flows from two separate, concentric ring openings and each ring opening is connected to its own inflow line, characterized in that the inflow lines have two concentrically arranged, separately switchable or throttled spiral channels (1 , 2), which are provided on the outlet side with the ring openings (1 ', 2') extending over 360 °.

2. Inlet housing according to claim 1, characterized in that the cross sections of the spiral channels (1,2) are dimensioned for different mass flow and the concentric ring openings (1 ', 2') correspondingly have different heights.

3. Inlet housing according to claim 2, characterized in that the spiral channel (1) dimensioned for the larger flow and its ring opening (1 ') is arranged on the rotor side in the radial direction.

4. Inlet housing according to claim 1, characterized in that the spiral channels (1,2) extend over a 360 ° circumference and are provided with inlet cross sections offset by 180 ° (1 ", 2").

5. Inlet housing according to claim 1 or 4, characterized in that the inlet cross sections (1 ", 2") of the spiral channels (1,2) are arranged in the turbine horizontal axis (3).

6. Inlet housing according to claim 1, characterized in that the spiral cross-section of both spiral channels (1, 2) is designed to generate swirls over the entire circumference, such that the working medium flowing out of the ring openings (1 ', 2') is independent of the load driven Has Tan potential component.

7. Inlet housing according to claim 6, characterized in that the first row of blading acted upon by the ring openings (1 ', 2') is a row of moving blades (13).

8. inlet housing according to claim 7, characterized in that between the ring openings (1 ', 2') and the first row of blades (13) an annular channel (5) is provided, the axial extent of which is dimensioned equal to or greater than its channel height.

9. inlet housing according to claim 8, characterized in that the annular channel (5) is a diffuser.

10. Inlet housing according to claim 1, characterized in that the spiral channels (1, 2) are connected on the inlet side via reducing pieces (6, 7) to inflow-side pipe bends (8, 9).