DE523805C

DE523805C - Radially pressurized steam turbine with counter-rotating wheels

Info

Publication number: DE523805C
Application number: DEA57997D
Authority: DE
Inventors: Alf Lysholm
Original assignee: LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
Current assignee: LJUNGSTROEMS ANGTURBIN AB
Priority date: 1929-05-28
Filing date: 1929-06-04
Publication date: 1931-04-28

Description

Dampfturbinen mit Doppelumlauf sind bereits bekannt, bei welchen zwei Turbinenräder teils zu einer radial beaufschlagten Beschaufelung gehörende und zwischeneinanderlaufende Schaufelkränze tragen, teils zwei axial außerhalb der radial beaufschlagten Beschaufelung angeordnete Reihen axial angebrachter Schaufeln, welche der Dampf nach Durchströmen der radial beaufschlagten Beschaufelung in axialer Richtung durchströmt. Der durch die radial beaufschlagte Beschaufelung der Turbine strömende Dampf wird hierbei, nachdem er den in der Richtung des Dampfstromes gerechnet letzten Schaufelkranz verlassen hat, in zwei Dampfströme aufgeteilt, die axial in zwei entgegengesetzten Richtungen in bezug aufeinander abgelenkt werden. Derartige Turbinen werden besonders für größere Einheiten verwendet, kleinere Turbineneinheiten baut man ohne die genannte axial beaufschlagte Beschaufelung. Für Leistungen von 5 000 bis 15 000 kW bei etwa 3 000 Umdrehungen in der Minute sind Turbinen der erstgenannten Art indessen nicht geeignet; denn die Herstellung zweier axial beaufschlagter Beschaufelungen wird für Turbinen dieser Größenordnung kostspielig. Turbinen ohne axial beaufschlagte Beschaufelung sind hingegen für die bei den betreffenden Größenordnungen in Frage korninenden Ablaßmengen schwierig herzustellen.Steam turbines with double circulation are already known in which two turbine wheels partly belonging to a blading acted upon radially and running between each other Carry blade rings, sometimes two axially outside of the radially acted upon blades arranged rows of axially attached blades, which the steam after flowing through the radially acted blading flows through in the axial direction. The result of the radially applied blading The steam flowing through the turbine is here after it has passed the last blade ring in the direction of the steam flow has left, divided into two streams of steam, axially in two opposite ones Directions are deflected with respect to each other. Such turbines become special Used for larger units, smaller turbine units are built without the aforementioned axially loaded blades. For powers of 5,000 to 15,000 kW at around 3,000 revolutions per minute Turbines of the first-mentioned type, however, are not suitable; because the manufacture of two axially loaded blading becomes costly for turbines of this size. Turbines without axially acted blading are, however, for those in question Difficult to manufacture orders of magnitude in question of granular drainage.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß bei einer radial beaufschlagten Dampfturbine, bei welcher die ganze die radial beaufschlagte Beschaufelung verlassende Dampfmenge in einer einzigen Richtung zu einer gemeinsamen axial beaufschlagten Beschaufelung abgelenkt und gegebenenfalls teilweise abgezapft wird, nur eine axial beaufschlagte Beschaufelung auf einer Seite neben der radial beaufschlagten Beschaufelung innerhalb eines gemeinsamen Turbinengehäuses angeordnet ist, während auf der anderen Seite der radial beaufschlagten Beschaufelung Vorrichtungen für die Zugabe oder das Abzapfen von Dampf vorgesehen sind.The invention consists essentially in the fact that in a radially acted steam turbine, in which the entire amount of steam leaving the radially acted blading increases in a single direction a common axially acted blading deflected and possibly is partially tapped, only axially loaded blades on one side next to it the radially acted upon blades within a common turbine housing is arranged, while on the other side of the radially acted upon blading devices for adding or drawing off steam.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the drawing, for example.

'·■'■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:'· ■' ■) The patent seeker stated as the inventor:

Al/ Lj'shohn in Stockholm.Al / Lj'shohn in Stockholm.

Abb. i zeigt einen Schnitt parallel zur Drehachse durch den oberen Teil einer Dampfturbine gemäß der Erfindung.Fig. I shows a section parallel to Axis of rotation through the upper part of a steam turbine according to the invention.

Abb. 2 zeigt einen ähnlichen Schnitt durch eine Turbine anderer Ausführung.Fig. 2 shows a similar section through a turbine of a different design.

Abb. 3 zeigt einen ähnlichen Schnitt durch eine besonders für die Zuführung größerer Dampfmengen geeignete Turbine.Fig. 3 shows a similar section through a turbine that is particularly suitable for supplying larger amounts of steam.

Abb. 4 zeigt schematisch eine Turbine gemaß der Erfindung in einer einseitigen axial beaufschlagten Beschaufelung der Doppelumlaufturbine. Fig. 4 shows schematically a turbine according to of the invention in a one-sided axially acted upon blading of the double rotary turbine.

In Abb. ι bezeichnen ι und 2 in entgegengesetzten Richtungen sich drehende Wellen, iS von welchen die Welle ι das Turbinenrad 3 und die Welle 2 das Turbinenrad 4 trägt. Diese Turbinenräder tragen in bekannter Weise--durch gelenkige oder federnde Verbindungen eine Anzahl Schaufelkränze, die ineinandergesteckt sind und in dieser Weise die radial beaufschlagte Beschaufelung 5 der Turbine bilden. Der Dampf gelangt durch die Zuleitungen 6 und 7 zu dem inneren Teil 8 der Turbine, von welchem der Dampf in radialer Richtung durch die Beschaufelung 5 zu dem Raum 9 jenseits des letzten Schaufelkranzes 10 der radial beaufschlagten Beschaufelung 5 strömt.In Fig. Ι denote ι and 2 in opposite directions Direction of rotating shafts, iS of which the shaft ι the turbine wheel 3 and the shaft 2 carries the turbine wheel 4. These turbine wheels wear in well-known Way - through articulated or resilient connections a number of blade rings that are nested and in this way form the radially acted upon blades 5 of the turbine. The steam gets through the feed lines 6 and 7 to the inner part 8 of the turbine, from which the steam in radial direction through the blading 5 to the space 9 beyond the last blade ring 10 of the radially acted upon blading 5 flows.

.Von dem Räume 9 aus wird der Dampf durch Wände 11 und 12 und durch Leitschaufeln 13 der einzigen axial beaufschlagten Beschaufelung zugeführt und strömt dann zum Ablaß 15 der Turbine. Die Lauf schaufelkränze 14 der axial beaufschlagten Beschaufelung sind an einem Turbinenrad 16 angebracht oder können mit dem die Schaufeln der radial beaufschlagten Beschaufelung tragenden Turbinenrade 3 gelenkig oder fest verbunden sein. Damit der Dampf während des Durcbströmens der Turbine nicht ausleckt, sind Wellendichtungen und Labyrinthdichtungen vorgesehen. Von den Wellendichtungen 17, 18 sind nur die zur Welle 1 gehörenden Dichtungen 17 im Schnitt dargestellt. Das Turbinenrad 3, das ebenso wie das Turbinenrad 4 in zwei oder mehrere durch hohle Bolzen 19 und 20 zusammengehaltene Teile geteilt sein kann, trägt in diesem Falle eine zweiteilige Labyrinthdichtung 21, wobei die mit dem Turbinenrade 3 umlaufenden Teile der Dichtung zwischen Dichtungsteile eingesteckt sind, die an den nicht umlaufenden Teilen der Turbine angebracht sind. In derselben Weise trägt das Turbinenrad 4 eine Labyrinthdichtung 22. Durch diese Labyrinthdichtungen, die auch in bekannter Weise eine Axialdruckausgleichvorrichtung für die Turbine bilden, führen Dampfzuleitungen 23, 24. 25 und 26 für Zusatzdampf, um die Leistung der Turbine steigern zu können. Die Dampfzugabe ist besonders bei 26 dadurch erleichtert, daß die axial beaufschlagte Beschaufelung nur auf der anderen Seite der radial beaufschlagten Beschaufelung angeordnet ist..From the room 9 from the steam through walls 11 and 12 and through guide vanes 13 supplied to the single axially acted upon blading and then flows to the Turbine outlet 15. The rotor blade rings 14 of the axially acted upon blades are attached to a turbine wheel 16 or can be used to support the blades of the radially acted upon blading Turbine wheels 3 be articulated or firmly connected. So that the steam does not leak while flowing through the turbine, shaft seals and labyrinth seals are provided. From the shaft seals 17, 18 are only those belonging to wave 1 Seals 17 shown in section. The turbine wheel 3, like the turbine wheel 4 into two or more parts held together by hollow bolts 19 and 20 can be divided, carries in this case a two-part labyrinth seal 21, the inserted with the turbine wheel 3 rotating parts of the seal between sealing parts which are attached to the non-rotating parts of the turbine. In the same Way, the turbine wheel 4 carries a labyrinth seal 22. Through this labyrinth seals, also in a known manner form an axial pressure equalization device for the turbine, lead steam supply lines 23, 24. 25 and 26 for additional steam in order to be able to increase the output of the turbine. the The addition of steam is made easier, particularly at 26, by the fact that the axially loaded blades is arranged only on the other side of the radially acted upon blades.

In dem Räume 9 zwischen den beiden Beschaufelungen ist ein Kanal 27 für das Abzapfen von Dampf vorgesehen. Der Abzapfdampf wird zu einem mit der Turbine zusammengebauten Wasservorwärmer 28 gelei- tet. Der für diesen Vorwärmer erforderliche Raum steht nur deshalb zur Verfügung, weil die axial beaufschlagte Beschaufelung ausschließlich an dem einen Turbinenrade und nur auf der einen Seite einer zur Turbinenwelle senkrechten Mittelebene durch die radial beaufschlagte Beschaufelung angeordnet ist. Der Wasservorwärmer ist in dem die Turbine umgebenden Gehäuse mit den Wänden 11 und 12 durch radiale Bolzen vereinigt. Der durch den Kanal 27 abgezapfte Dampf kann somit ohne Wärmeverluste durch lange Leitungen in einem unmittelbar an der Abzapfstelle gelegenen Vorwärmer ausgenutzt werden.In the space 9 between the two blades, a channel 27 is provided for the tapping of steam. The bleed steam is delivered to a water preheater 28 assembled with the turbine tet. The space required for this preheater is only available because the axially loaded blades exclusively on one turbine wheel and only on one side of a central plane perpendicular to the turbine shaft through the radially acted blading is arranged. The water preheater is where the Turbine surrounding housing with the walls 11 and 12 united by radial bolts. The steam drawn off through the channel 27 can thus be used for a long time without heat loss Utilization of lines in a preheater located directly at the tapping point will.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Turbine läuft der letzte Laufschaufelkranz 10 der radial beaufschlagten Beschaufelung in entgegengesetzter Richtung zu den Laufschaufeln der axial beaufschlagten Beschaufelung 14. Für die axial beaufschlagte Beschaufelung ist kein besonderer Leitschaufelkranz vorgesehen, den der Dampf unter Ausdehnung durchströmt, sondern diese Leitvorrichtung ist durch eine Anzahl gebogener Bleche 30 ersetzt, die die Wirbelbildungen des Dampfes in dem Räume 9 verhindern oder erschweren und zwischen welchen der Dampf nahezu ohne Ausdehnung und Ablenkung strömt.For the turbine shown in Fig. 2 the last rotor blade ring 10 of the radially acted blading runs in the opposite direction Direction to the moving blades of the axially loaded blades 14. There is no special guide vane ring for the axially loaded blades provided that the steam flows through with expansion, but this guide device is replaced by a number of bent sheets 30, which create the vortex formation of the steam in the spaces 9 prevent or complicate and between which the steam almost flows without expansion and diversion.

Bei dieser Ausführungsform wird ferner der durch die Dichtungen 17 und 18 ausgeleckte Dampf durch erneute Zuführung zur Turbine ganz oder teilweise ausgenutzt. Ein sowohl innen als außen von Dichtungskanten umgebener Raum ist durch Leitungen 31 und 32 mit einem Regelventil 33 verbunden, das, wenn der Druck den die Turbine umgebenden Druck übersteigt, Leitungen 35 und 36 mit Dampf speist. Die letztgenannten Leitungen sind mit den Labyrinthdichtungen 21 und 22 bei 37 und 38 verbunden. Hierdurch wird der Druck auf die Ausgleichscheiben der Labyrinthdichtung gesteigert, wodurch eine gute Ausgleichung der Turbinenräder erreicht wird, und gleichzeitig können die entsprechenden Dampfmengen der Turbine zugeführt werden.In this embodiment, the leakage through the seals 17 and 18 is also used Steam fully or partially used by renewed supply to the turbine. A The space surrounded by sealing edges on the inside and outside is provided by lines 31 and 32 connected to a control valve 33, which when the pressure surrounding the turbine Pressure exceeds, feeds lines 35 and 36 with steam. The latter lines are connected to the labyrinth seals 21 and 22 at 37 and 38. Through this the pressure on the shim washers of the labyrinth seal is increased, whereby a good balance of the turbine wheels is achieved, and at the same time the corresponding Steam quantities are supplied to the turbine.

Bei der in Abb. 3 dargestellten Turbine läuft der letzte Laufschaufelkranz 10 der radial beaufschlagten Beschaufelung 5 ebenfalls in einer der Drehrichtung der Laufschaufeln der axial beaufschlagten Beschaufe-In the turbine shown in Fig. 3, the last rotor blade ring 10 is running radially acted blading 5 also in one of the direction of rotation of the rotor blades of the axially loaded

lung 14 entgegengesetzten Richtung. Ein besonderer Leitkranz für den Dampf, entweder in der Form von Schaufeln für Ausdehnung oder ausschließlich für die Führung des Dampfes ist nicht vorgesehen, sondern der von dem letzten Schaufelkranz 10 kommende Dampf gelangt unmittelbar nach der Ablenkung zu der aus nur einem einzigen Laufschaufelkranz bestehenden axial beaufschlagten Beschaufelung 14. Der Schaufelkranz 10 dient daher als Leitschaufelkranz für die axial beaufschlagte Beschaufelung, und da er in entgegengesetzter Richtung zum axial beaufschlagten Schaufelkranz umläuft, so erhält man eine Art Doppelumlauf auch in der axial beaufschlagten Beschaufelung.ment 14 opposite direction. A special guide ring for the steam, either in the form of blades for expansion or solely for guiding the Steam is not provided, but that coming from the last blade ring 10 Immediately after the deflection, steam arrives at the only one blade ring existing axially acted blading 14. The blade ring 10 therefore serves as a guide vane ring for the axially loaded blades, and since it rotates in the opposite direction to the axially acted upon blade ring, so receives a kind of double circulation in the axially loaded blades.

Außer den früher beschriebenen Vorkehrungen für Dampfzugaben ist bei dieser Turbine für die Zugabe bei 40 ein Kanal 41 vorgesehen, für den genügender Raum deshalb vorhanden ist, weil die axial beaufschlagte Beschaufelung nur auf der anderen Seite der achsennormalen Mittelebene der Turbine angeordnet ist. Der Kanal 41 kann mit einem Dampfspeicher in Verbindung stehen, um den darin aufgespeicherten Dampf ausnutzen zu können. Die Kanäle oder Rohrleitungen 41, die sich in der Nähe des Raumes 15 befinden und vom Ablaßdampf umgeben sind, sind mit der äußeren Rohrleitung 43 durch eine federnde Verbindung verbunden, um schädliche Wännespaninmgeu zu vermeiden.In addition to the precautions for adding steam described earlier, this turbine has a channel 41 is provided for the addition at 40, so there is enough space is present because the axially acted upon blades only on the other side of the axis-normal center plane of the turbine is arranged. The channel 41 can with a Steam storage are in connection in order to utilize the steam stored therein can. The ducts or pipelines 41 which are located in the vicinity of the room 15 and surrounded by the exhaust steam, are connected to the outer pipe 43 by a resilient connection to prevent harmful Avoid wännespaninmgeu.

Abb. 4 zeigt schematisch eine Turbine gemäß der Erfindung, bei welcher sowohl die beiden letzten Schaufelkränze 10 und 44 der radial beaufschlagten Beschaufelung mit je einem der radialen Lauf schaufelkränze 45 und 4;" verbunden sind, wobei diese Schaufelkränze in der aus der Abbildung ersichtliehen Weise dicht aneinandergebracht und somit für Umlauf in entgegengesetzten Richtungen bestimmt sind. Da die Schaufelkränze 10 und 45 in gleichem Drehsinne umlaufen, wird zweckmäßig vor dem Schaufelkranz 45 eine mit dem Turbinengehäuse verbundene Leitschienenvorrichtung· 47 angeordnet. Fig. 4 shows schematically a turbine according to the invention, in which both the the last two blade rings 10 and 44 of the radially acted upon blading with each one of the radial rotor blade rings 45 and 4; "are connected, these blade rings in the one shown in the figure Way close together and thus for circulation in opposite directions are determined. Since the blade rings 10 and 45 rotate in the same direction of rotation, is expediently connected to the turbine housing in front of the blade ring 45 Guardrail device 47 arranged.

Die Turbine gemäß der Erfindung erlaubt für bestimmte Größen eine billige Herstellung, weil tue Zahl der erforderlichen Schaufeln klein ist. Die Bauart ist gedrängt, denn die axial beaufschlagte Beschaufelung ist nur an dem einen Turbinenrade oder an mit diesem zusammengebauten Teilen angebracht.The turbine according to the invention allows cheap production for certain sizes, because the number of shovels required is small. The design is tight, because the axially acted upon blading is only on one turbine wheel or on with it assembled parts attached.

Die Möglichkeiten für die Zuführung und das Abzapfen von Dampf sind groß, weil Raum dafür an der Stelle vorhanden ist, an der sich bei Turbinen mit symmetrischen axial beaufschlagten Beschaufelungen der zweite Teil derselben befinden würde. Die beschriebenen Dampfzugabestellen kommen alle auch für das Abzapfen von Dampf für verschiedene Zwecke in Anwendung.The possibilities for supplying and drawing off steam are great because Space for this is available at the point where there is a symmetrical turbine axially acted blading, the second part of the same would be located. the The steam injection points described are also available for tapping off steam different purposes in use.

Ein weiterer Vorzug der Turbine gemäß der Erfindung besteht darin, daß sowohl die radial beaufschlagte Beschaufelung als auch die axial beaufschlagte Beschaufelung für Doppelumlauf eingerichtet sein kann.Another advantage of the turbine according to the invention is that both the radially acted blading as well as the axially acted upon blading for Double circulation can be set up.

Claims

Patent claims:

1. Radially pressurized steam turbine with two vane-bearing, opposite one another rotating, radially stressed turbine wheels and with these fixed or movable parts connected, in which the entire amount of steam leaving the radially acted blading in a single direction to a common one axially acted blading deflected and possibly partially tapped is, characterized in that only one axially acted upon blading on one side next to the radially acted upon Blading is arranged within a common turbine housing, while on the other Side of the radially acted blading devices are provided for adding or drawing off steam.

2. Steam turbine according to claim 1, characterized in that in addition to the radially acted blading lying axially acted upon blading from a turbine wheel or with this wheel connected part with radially directed blades arranged thereon for the radially acted blading leaving steam.

3. Steam turbine according to claim 1 to 2, characterized in that the outermost Blade ring of the radially loaded blades with which one turbine wheel is connected in an articulated or resilient manner, while the rotor blades of the axially acted blading with the other Turbine wheel are connected.

4. Steam turbine according to claim 1 to 3, characterized in that steam from the last blade ring of the radially acted blading is deflected by a wall (13) behind it and into the axially acted blading without the intermediary of guide vanes entry.

5. Steam turbine according to claim 1 to 4, characterized in that a double circumferential, radially acted upon blades and a single one on the side of the same arranged double circumferential, axially loaded blades are provided (Fig. 4).

52S805

6. Steam turbine according to claims ι to 3 or S, characterized in that one between the axially acted upon blades and the guide rail device located on the radially acted blading Contains guide vanes, which are located in the vicinity of the last blade ring of the radially acted upon blades and consist of sheets of approximately the same thickness everywhere, between which the Steam flows through it without significant expansion or deflection.

1 sheet of drawings