Advertisement

Beschaufelung

  • Stefan aus der Wiesche
Chapter

Zusammenfassung

Dampfturbinen gehören zu den thermischen Turbomaschinen und ihr besonderes Kennzeichen sind Schaufeln, die in der axialen Bauweise ringförmig auf einer Welle angebracht sind. Neben den rotierenden Laufschaufeln bestehen die Turbinenstufen aus Leitschaufelreihen, so dass die Darstellung der Kernmaschine immer die Beschaufelung, die Wellen und die Gehäuse umfassen muss. Die übrigen erforderlichen Komponenten und Bauteile, wie Ventile, Dampfleitungen, Kondensatoren, Lager und weitere Peripheriegeräte werden hier nicht zur Kernmaschine gezählt, obgleich sie für den Betrieb ebenfalls unentbehrlich sind.

Die Energieumsetzung erfolgt in den Stufen einer Dampfturbine in der Beschaufelung, und die strömungstechnisch-thermodynamische Auslegung der Beschaufelung steht zu Beginn jeder Entwicklung einer Dampfturbine. Diese muss durch eine entsprechende strukturmechanische Analyse ergänzt werden, um die Festigkeits- und Lebensdaueranforderungen zu erfüllen. In den vorangegangenen Kapiteln 2 bis 6 wurden die Grundlagen der Energieumsetzung in der Beschaufelung unter verschiedenen Blickwinkeln vorgestellt. Im hier vorliegenden Kapitel werden spezielle Aspekte und Besonderheiten der Beschaufelung von Dampfturbinen behandelt. Der Rotor- und Gehäuseaufbau wird im nachfolgenden Kapitel 10 detailliert behandelt. Grundsätzlich lässt sich zwar die Auslegung der Beschaufelung nicht unabhängig von der des Gehäuses und des Rotors durchführen, doch ist aufgrund der Komplexität eine entsprechende Kapitelunterteilung sinnvoll.

Literatur

  1. AIN1951.
    Ainley, D.G.; Mathieson, G.C.R.: A Method of Performance Estimation for Axial-Flow Turbines, Ministry of Supply, Reports and Memoranda No. 2974.Google Scholar
  2. BIE1953.
    Biezeno, C.R., Grammel, R.: Technische Dynamik, 2. Aufl. Springer, Berlin – Heidelberg – New York (1953)zbMATHGoogle Scholar
  3. COF1996.
    Cofer, J.I.: Advances in Steam Path Technology. ASME J Eng. Gas Turbines Power 118(2), 337–352 (1996)MathSciNetCrossRefGoogle Scholar
  4. DEJ1973.
    Dejc, M.E., Trojanovskij, M.B.: Untersuchung und Berechnung axialer Turbinenstufen. VEB Verlag Technik, Berlin (1973)Google Scholar
  5. DEN1993.
    Denton, J.D.: Loss Mechanisms in Turbomachines. J. Turbomach. 115(4), 621–656 (1993)CrossRefGoogle Scholar
  6. DIE1980.
    Dietzel, F.: ■, 3. Aufl. Dampfturbinen, Berechnung – Konstruktion – Teillast- und Betriebsverhalten – Kondensation. Hanser, München (1980)Google Scholar
  7. DIX2010.
    Dixon, S.L., Hall, C.A.: Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery, 6. Aufl. Butterworth-Heinemann, Burlington (2010)Google Scholar
  8. EMM1950.
    Emmert, H.D.: Current design Practices for Gas Turbine Power Elements. Trans. ASME 72, 189 (1950)Google Scholar
  9. GER2008a.
    Gerkens, P.; McBean, I.: Konzeptstudie zu Auslegungsrichtlinien für VHP-Turbinen. In: Bericht 11. Statusseminar der AG Turbo, Köln 2008.Google Scholar
  10. HAA1982.
    Haas, J.E.: Analytical and Experimental Investigation of a Stator Endwall Contouring in a small Axial-Flow Turbine – I – Stator Performance. NASA-TP-2023, 1982.Google Scholar
  11. HAR2000.
    Harvey, N.W., Rose, M.G., Taylor, M.D., Shaphar, S., Hartland, J., Gregory-Smith, D.G.: Nonaxissymmetric Turbine Endwall Design: Part I – Three-Dimensional Linear Design System. ASME J. Turbomach. 122, 278–285 (2000)CrossRefGoogle Scholar
  12. HAR2000a.
    Hartland, J., Gregory-Smith, D.G., Harvey, N.W., Rose, M.G.: Nonaxissymmetric Turbine Endwall Design: Part I – Three-Dimensional Linear Design System. ASME J. Turbomach. 122, 286–293 (2000)CrossRefGoogle Scholar
  13. HOH1972.
    Hohn, A., Novacek, P.: Die Endschaufeln großer Dampfturbinen. BBM 64, 42–53 (1972)Google Scholar
  14. HOR1985.
    Horlock, J.H.: Axial Flow Turbines. Krieger Publishing, Malabar (1985)Google Scholar
  15. KEA1956.
    Kearton, W.J.: Steam Turbine Theory and Practice, 7. Aufl. Pitman, London (1956)Google Scholar
  16. LAK1996.
    Lakshminarayana, B.: Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery. Wiley, New York (1996)Google Scholar
  17. LEW1996.
    Lewis, R.I.: Turbomachinery Performance Analysis. Wiley, New York (1996)Google Scholar
  18. LEY2005.
    Leyzerovich, A.S.: Wet Steam Turbines for Nuclear Power Plants. PennWell TBooks, Tulsa (2005)Google Scholar
  19. MIT2008.
    Mitsubishi Heavy Industries: Advanced Turbine Technology for High Efficiency Coal-Fired Power Plants. In: 2nd India-Japan Energy Forum “Promoting cooperation in energy efficiency”, Feb 2–8, 2008.Google Scholar
  20. MOO1976.
    Moore, M.J.: Gas dynamics of wet steam and energy losses in wet steam turbines. In: Moore, M.J., Sieverding, C.H. (Hrsg.) Two-Phase Steam Flow in Turbines and Separators: Theory, Instrumentation, Engineering. Hemisphere Publishing, Washington D.C. (1976)Google Scholar
  21. MUEL1978.
    Müller, K.J.: Thermische Turbomaschinen. Springer, Wien (1978)Google Scholar
  22. PFI2003.
    Pfitzinger, E.W.; de Lazzer, A.; Deckers, M.: Standardised Flexibility in Advanced Blading Technologies for Highly Efficient Steam Turbines. Vortrag XXXV. Kraftwerktechnisches Kolloquium, Dresden, 2003.Google Scholar
  23. ROEM1972.
    Römer, H.W.: Dampfturbinen. Girardet, Essen (1972)Google Scholar
  24. SCH1968.
    Schlichting, H.: Grenzschicht-Theorie. Verlag G. Braun, Karlsruhe (1968)zbMATHGoogle Scholar
  25. SCH1968a.
    Scholz, N.: Aerodynamik der Schaufelgitter. Verlag G. Braun, Karlsruhe (1968)Google Scholar
  26. SCH2012.
    Schwab, S.; Wendland, D.; Wirsum, M.; Sell, M.: Einflüsse der Seitenwandkonturierung und Leckageinteraktionen auf den Wirkungsgrad von Turbinen mit Deckbandbeschaufelung. In: Bericht 13. Statusseminar der AG TURBO, Köln, 2012.Google Scholar
  27. SOM2014.
    Sommer, K., Heiz, R., Schöfer, J.: Verschleiß metallischer Werkstoffe, 2. Aufl. Springer, Wiesbaden (2014)CrossRefGoogle Scholar
  28. STE1988.
    STEAG AG (Hrsg.): Strom aus Steinkohle. Springer, Berlin (1988)Google Scholar
  29. STO1910.
    Stodola, A.: Die Dampfturbinen, 4. Aufl. Springer, Berlin (1910)CrossRefGoogle Scholar
  30. THI2009.
    Thiemann, T.: Moderne Kraftwerkstechnologie. Festvortrag, Fachhochschule Münster, Steinfurt 2009.Google Scholar
  31. THO1985.
    Thomas, H.-J.: Thermische Kraftanlagen, 2. Aufl. Springer, Berlin (1985)CrossRefGoogle Scholar
  32. TRA1966.
    Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen, 2. Aufl. Bd. 1. Springer, Berlin (1966)CrossRefGoogle Scholar
  33. TRA1968.
    Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen, 2. Aufl. Bd. 2. Springer, Berlin (1968)CrossRefGoogle Scholar
  34. VGB1983.
    VGB Power Tech e. V. (Hrsg.): Fachkunde für den Kraftwerksbetrieb: Dampf- und Gasturbinen. VGB, Essen (1983)Google Scholar
  35. ZWE1945.
    Zweifel, O.: Die Frage der optimalen Schaufelteilung bei Beschaufelungen von Turbomaschinen, insbesondere bei grosser Umlenkung in den Schaufelreihen. BBC Rev. 32(12), ■ (1945)Google Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  • Stefan aus der Wiesche
    • 1
  1. 1.Fachhochschule MünsterSteinfurtDeutschland

Personalised recommendations