Verluste Bei Teilbeaufschlagten Turbinen

ISBN-13: 9783531025056 / Niemiecki / Miękka / 1975 / 116 str.

Gunther Dibelius

Opis

Bei Teilbeaufschlagung - im Gegensatz zur Vollbeaufschlagun- wird dem Laufrad einer Turbine Arbeitsfluid nicht auf dem ganzen Umfang, sondern nur in einzelnen Sektoren zugefUhrt. Das Verh ltnis von beaufschlagtem Querschnitt zum Ge samtquerschnitt wird Beaufschlagungsverh ltnis genannt. Ein bestimmter Beaufschlagungsquerschnitt kann einen oder mehrere beaufschlagte Sektoren enthalten. .AuBer fUr einstufige Spezialturbinen mit kleinem'Massen durchsatz wird Teilbeaufschlagung vorwiegend bei der Regelung von Dampfturbinen (DUsengruppenregelung) angewendet. Dabei wird dem vollbeaufschlagten Teil der Turbine eine Regelstufe mit mehreren DUsensegmenten vorangestellt, deren Durchflu durch Ventile einzeln zu- oder abgeschaltet ode gedrosselt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit werden die zus tzlich gegen b dam vollbeaufschlagten Fall auftretenden Verluste bei dar Ener gieumsetzung und die sie verursachenden echanismen unter sucht. t1an muB s ie kennen, um beurteilen zu kOnnen, in welchen F llen es gUnstiger ist, die DUsengruppenregelung anstelle anderer RegelungsmOglichkeiten, z.B. Gleitdruckregelung, einzusetzen. DarUber hinausgehend sind dabei noch die fol genden bei Teilbeaufschlagung zus tzlich auftretenden Probleme zu berUcksichtigen: - Die bei einseitiger Beaufschlagung entstehenden einseiti gen Lagerbelastungen, - Die Schwingungsbeanspruchung der Laufschaufeln beim Durch-- laufen abwechselnd beaufschlagter und nicht beaufschlagter Sektoren. Diese beiden EinflUsse sollen aber im Rahmen dieser A beit nioht n her behandelt werden . Das Verhalten der StrOmung bei Teilbeaufschlagung wurde an einem Versuchsstand untersucht, der den Verh ltnissen der haupts chlichen Anwendung der Teilbeaufschlagung; der Rege lung von Dampfturbinen, entspricht . - 5 - 2. Stromung durch die Besc aufelung einer teilbeaufschlagten Stufe Nachfolgend wird die Stromung durch die Beschaufelung einer Aktionsstufe bei Voll- und Teilbeaufschlagung gegenUberge stellt.

Spis treści

Übersicht.- 1. Einleitung.- 2. Strömung durch die Beschaufelung einer teilbeaufschlagten Stufe.- 3. Ansätze für Wirkungsgradunterschiede und Durchflußdifferenzen zwischen voll- und teilbeaufschlagten Stufen.- 3.1 Verluste und Massenstromänderung durch Einflüsse an den Enden der beaufschlagten Sektoren.- 3.1.1 Sektorendverluste des durchströmten Bogens und Massenstromänderung.- 3.1.2 Verluste durch die Änderung der stationären Beschaufelungsventilation.- 3.2 Verluste durch stationäre Ventilation der Beschaufelung.- 3.3 Verluste durch Reibung der Scheibe.- 4. Untersuchungsmethoden.- 4.1 Integralmessungen an der Versuchsturbine.- 4.2 Sondenmessungen an der Versuchsturbine.- 5. Beschreibung der Versuchseinrichtung.- 5.1 Konstruktion des Versuchsstandes.- 5.1.1 Die Stufe.- 5.1.2 Das Strömungsgehäuse.- 5.1.3 Das drehende System.- 5.2 Die Meßeinrichtung.- 5.2.1 Leistungsmessung.- 5.2.2 Mengenmessung.- 5.2.3 Zustandsmessungen.- 5.3 Regelung.- 5.3.1 Regelung bei angetriebener Turbine.- 5.3.2 Regelung bei treibender Turbine.- 6. Versuchsauswertung.- 6.1 Ermittlung der Kenngrößen aus den Meßwerten.- 6.1.1 Berechnung der spez. Wärme in Abhängigkeit von der Temperatur.- 6.1.2 Berechnung der Leistungen.- 6.1.3 Berechnung des Massenstromes.- 6.1.4 Berechnung der Gaszustände.- 6.1.5 Berechnung der Kenngrößen.- 6.1.5.1 Kenngrößen aus Integralmessungen an der Turbine.- 6.1.5.2 Kenngrößen aus Sondenmessungen an der Turbine.- 6.2 Fehlerabschätzung.- 7. Versuchsergebnisse.- 7.1 Ergebnisse aus Integralmessungen.- 7.1.1 Kenngrößen der Scheibenreibung und der stationären Beschaufelungsventilation.- 7.1.1.1 Abhängigkeit von der Machzahl.- 7.1.1.2 Abhängigkeit von der Reynoldszahl und von der relativen Spaltweite.- 7.1.1.3 Empirischer Ansatz für die Scheibenreibung, Diskussion und Vergleich mit Ergebnissen anderer Untersuchungen.- 7.1.1.4 Empirischer Ansatz für die stationäre Beschaufelungsventilation, Diskussion und Vergleich mit Ergebnissen anderer Untersuchungen.- 7.1.2 Kenngrößen für die Verluste an den Sektorenden und für die Durchflußänderung.- 7.1.2.1 Abhängigkeit von der Druckkenngröße und der relativen axialen Spaltweite.- 7.1.2.2 Empirischer Ansatz für die Kenngröße der Sektorendverluste und der Durchsatzänderung bei Teilbeaufschlagung, Diskussion und Vergleich mit Ergebnissen anderer Untersuchungen.- 7.1.3 Gegenüberstellung experimentell ermittelter und berechneter Stufencharakteristiken bei Teilbeaufschlagung.- 7.2 Ergebnisse aus Sondenmessungen.- 7.2.1 Quasistationäre Strömung in der Bogenmitte.- 7.2.2 Instationärer Anfahrvorgang.- 7.2.3 Instationärer Verzögerungsvorgang.- 7.2.4 Sektorendverluste des durchströmten Bogens und Durchflußänderung.- 7.2.5 Störung des unbeaufschlagten Bogens durch die Sektorenden.- 7.3 Gegenüberstellung von Sonden- und Integralmessungen.- 8. Zusammenfassung der Ergebnisse.- 9. Offene Einflüsse auf Teilbeaufschlagungsverluste.- 10. Formelzeichen.- 11. Literaturverzeichnis.- Abbildungen.