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Gekühlte Dampfturbinenschaufeln

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018956D
Publication Date: 2003-Aug-22
Document File: 2 page(s) / 28K

Publishing Venue

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Abstract

The first blade rows in high and medium pressure steam turbines are cooled by means of water or steam flowing through hollow spaces within the blades. The cooling of blades allows low cost materials to be used for the blading when the temperature of the steam at entry into the turbine is elevated. It can also increase the overall efficiency of a power plant if the cooling medium is extracted from the water-steam-circuit of the plant, led through the blades for heat exchange, and then having a higher temperature is returned to the water-steam circuit.

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Gekühlte Dampfturbinenschaufeln

(Keywords: steam turbine blading, cooling, heat exchange)

(full text)

Bei zukünftigen Dampfkraft-Turbinen werden die Dampfdrücke und Dampftemperaturen am Eintritt der Hoch- und Mitteldruckturbine zunehmend erhöht, um den Gesamt-Wirkungsgrad einer Kraftanlage zu steigern.

Bei Hoch- und Mitteldruckturbinen sind die ersten Beschaufelungsreihen mechanisch sehr hoch beansprucht. Für diese müssen insbesondere bei erhöhten Dampftemperaturen teurere Werkstoffe eingesetzt werden. Diese Entwicklung ist auch im Gasturbinenbau bekannt.

Es wird hier eine neue Beschaufelung für die ersten Schaufelreihen der Hoch- und Mitteldruckturbinen beschrieben, welche die Verwendung kostengünstiger Werkstoffe auch für den Einsatz bei erhöhten Dampftemperaturen ermöglicht.

Es ist aus dem Gasturbinenbau bekannt, dass durch eine Kühlung der Beschaufelung der vorderen Reihen die maximale Einsatztemperatur einfacher Stahlschaufeln (z.B. aus ST11T oder 17/13W) erhöht werden kann.

Das hier vorgestellte Konzept einer gekühlten Dampfturbinenbeschaufelung beruht einerseits auf der Kühlungstechnologie aus der Gasturbinentechnik und anderseits auf der Wirkungsweise eines Wärmetauschers in einem Dampfkreislauf.

Eine oder mehrere Leitreihen der Hoch- und Mitteldruckturbine werden hohl ausgeführt , wobei Wasser oder Prozessdampf aus der Speisewasserkette des Dampfkreislaufs durch die Hohlräume geleitet wird. Dabei fördern in günstigem Fall Auftriebseffekte das Wasser bzw. den Prozessdampf in Richtung höherer Temperaturen, also in Richtung des Schaufelinneren, sodass die Führung des Wassers oder Dampfs sogar ohne Pumpe erfolgen kann.

In einer möglichen Ausführung wird Kühldampf unmittelbar aus einer Anzapfung entnommen, durch die zu kühlenden Schaufeln geleitet und anschliessend Wärmetauschern zur Vorwärmung des Speisewassers oder Kondensats zugeführt.

In einer anderen mögl...