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Zerstaeubung von Kondensat auf Turbinenleitschaufeln zur Vermeidung von Tropfenschlagerosion

IP.com Disclosure Number: IPCOM000031519D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 10 (2004-10-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Oct-25
Document File: 1 page(s) / 54K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Waehrend des Betriebs von Laufschaufeln in einer Zweiphasenstroemung, wie sie beispielsweise in Dampfturbinen im Niederdruckbereich auftritt, entsteht durch die mit Troepfchen beladene Stroemung eine Gefaehrdung der Laufschaufeln durch Tropfenschlagerosion. Das Abscheiden von grob dispersen Tropfen (sogenannte Sekundaertropfen) an Gehaeuse und Leitschaufelhinterkante und die daraus resultierenden Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Tropfen und Stroemung in Verbindung mit den grossen Umfangsgeschwindigkeiten der Laufschaufeln fuehrt zu einem starken Aufprallen der Tropfen auf die saugseitige Vorderkante des Laufschaufelprofils. Dieser Aufprall fuehrt hier zu einem Abtrag und zur Zerruettung der Oberflaeche. Die Folge ist eine sogenannte erodierte Laufschaufel, die bei starkem Erosionsbefall im Spitzenschnitt komplett abgetragen werden kann. Bei Deckplattenschaufeln kann es zu einer starken Minderung des Profilquerschnitts kommen, der zu einem Abriss der Deckplatte fuehren kann. Derzeit wird durch besonderes Haerten und Stellitieren der Laufschaufeln bzw. durch das Einsetzen von hochfesten Staehlen versucht, einen erhoehten Schutz gegen die durch die auftreffenden Tropfen bedingte Erosion zu erhalten. Die hohe Haerte der Materialien wirkt der Zerruettung der Oberflaeche entgegen. Durch Absaugen und Beheizen kann das Entstehen von grob dispersen Troepfchen auf der Leitschaufel von Turbinen oder im Bereich der Gehaeusewand verhindert und damit Erosion vermieden werden. Duenne Hinterkanten der Leitschaufeln helfen weiterhin die Troepfchengroesse der entstehenden Tropfen an der Hinterkante zu verkleinern. Weiterhin ist durch einen groesseren Axialspalt zwischen Leit- und Laufschaufel eine groessere Beschleunigung der Tropfen sowie ein Zerstaeuben der Tropfen moeglich, was zu einem geringeren Stroemungsunterschied fuehrt und somit die Aufprallgeschwindigkeit auf die Laufschaufel vermindert.

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S

Zerstaeubung von Kondensat auf Turbinenleitschaufeln zur Vermeidung von Tropfenschlagerosion

Idee: Dr. Ulrich von der Crone, DE-Muelheim; Dr. Frank Truckenmueller, DE-Muelheim; Dr. Heinrich

Stueer, DE-Muelheim; Ulrich Stanka, DE-Muelheim; Carmen Kachel, DE-Muelheim

Waehrend des Betriebs von Laufschaufeln in einer Zweiphasenstroemung, wie sie beispielsweise in Dampfturbinen im Niederdruckbereich auftritt, entsteht durch die mit Troepfchen beladene Stroemung eine Gefaehrdung der Laufschaufeln durch Tropfenschlagerosion. Das Abscheiden von grob dispersen Tropfen (sogenannte Sekundaertropfen) an Gehaeuse und Leitschaufelhinterkante und die daraus resultierenden Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Tropfen und Stroemung in Verbindung mit den grossen Umfangsgeschwindigkeiten der Laufschaufeln fuehrt zu einem starken Aufprallen der Tropfen auf die saugseitige Vorderkante des Laufschaufelprofils. Dieser Aufprall fuehrt hier zu einem Abtrag und zur Zerruettung der Oberflaeche. Die Folge ist eine sogenannte erodierte Laufschaufel, die bei starkem Erosionsbefall im Spitzenschnitt komplett abgetragen werden kann. Bei Deckplattenschaufeln kann es zu einer starken Minderung des Profilquerschnitts kommen, der zu einem Abriss der Deckplatte fuehren kann.

Derzeit wird durch besonderes Haerten und Stellitieren der Laufschaufeln bzw. durch das Einsetzen von hochfesten Staehlen versucht, einen erhoehten Schutz gegen die durch die auftreffenden Tropfen bedingte Erosion zu erhalten. Die hohe Hae...