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Schaufelkühlung durch Einsatz von Wärmerohren

IP.com Disclosure Number: IPCOM000016873D
Original Publication Date: 1998-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-21
Document File: 1 page(s) / 21K

Publishing Venue

Siemens

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Holger Huitenga: AUTHOR

Abstract

An die Werkstoffe zur Energieerzeugung genutzter Dampfturbinen werden bezüglich der Temperaturbeständigkeit durch hohe Dampfeintrittstemperaturen enorme Festigkeitsanforderungen gestellt, die auch in absehbarer Zeit von keinem Werkstoff erfüllt werden können. Aus diesem Grunde ist es nötig, Kühlsysteme einzusetzen. Offene Kühlsysteme sind im Gasturbinenbau bekannt und erfordern einen sehr hohen Entwicklungsaufwand (Prallkühlung, Filmkühlung). Um diesen hohen Entwicklungsaufwand zu umgehen wird eine Kühlmethode vorgeschlagen, die darin besteht die Schaufeln als Wärmerohr auszuführen. Da das Konstruktionsprinzip auf Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen beruht, sind deutlich höhere Wärmestromdichten als bei den bekannten Methoden erreichbar.

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Energie

Schaufelkühlung durch Einsatz von Wärmerohren

Idee: Holger Huitenga, Mülheim

An die Werkstoffe zur Energieerzeugung genutzter Dampfturbinen werden bezüglich derTemperaturbeständigkeit durch hohe Dampfeintrittstemperaturen enormeFestigkeitsanforderungen gestellt, die auch in absehbarer Zeit von keinem Werkstoff erfülltwerden können. Aus diesem Grunde ist es nötig, Kühlsysteme einzusetzen. OffeneKühlsysteme sind im Gasturbinenbau bekannt und erfordern einen sehr hohenEntwicklungsaufwand (Prallkühlung, Filmkühlung).

Um diesen hohen Entwicklungsaufwand zu umgehen wird eine Kühlmethodevorgeschlagen, die darin besteht die Schaufeln als Wärmerohr auszuführen. Da dasKonstruktionsprinzip auf Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen beruht, sinddeutlich höhere Wärmestromdichten als bei den bekannten Methoden erreichbar.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die Schaufeln (4) hohl auszuführen und besitzenentlang ihrer Wandungsinnenseite (5) eine Kapillarstruktur (6), die mit einem flüssigenWärmeträger getränkt ist. Der Wärmeträger verdampft in der, durch den Dampf (1)aufgeheizten, Heizzone (A) aus dem Kapillaren (6) und strömt dampfförmig durch die durchdie Transportzone (B) der Schaufel (4) zur Kühlzone (C) hin ab. In der Kühlzone (C)kondensiert der Dampf und gibt die Verdampfungswärme an ein Kühlmedium (7) ab. DasKondensat wird durch die Kapillarstruktur (6) zurück transportiert. Ein Querschnitt durchdie Turbine ist der Fig. 2 zu entnehm...