Allgemeine Berechnungsmethode der ventilationsbedingten Leistungsverluste in der Turbinenstufe

Abstract

1. Der Ventilationsdurchsatz in der Turbinenstufe kann entweder über die Seitenquerschnitte von Ein- und Austritt des mechanisch inerten Gases (MIG) oder über die Axialbreite (bzw. den "Null"-Querschnitt (NQ)) des Laufschaufeldrehbereich (LSDB) begrenzt werden. 2. Beschränkt man den Durchsatz über die Seitenquerschnitte, macht dies die Corioluskräfte-(CK)-Wirkung von der Axialbreite unabhängig und führt zur Entstehung eines passiven Ventilationsbereichs. Dabei sind die Laufschaufeln in Bezug auf die Axialbreite kurz. 3. Beschränkt man den Ventilationsdurchsatz über den NQ (bzw B0), führt dies zu einem Durchsatzuntersatz der Seiteneintrittsquerschnitte der Beschaufelung und zu einer Verringerung des NQ zur Peripherie hin. Dabei steht die CK-Wirkung in direkter Abhängigkeit von der Axialbreite des Drehbereichs, und die Laufschaufeln sind in Bezug auf sie lang. 4. Die Berechnung der Verluste in Stufen mit langen Laufschaufeln ergibt nach den Arbeiten [1, 6] überhöhte Werte und kann deshalb nur zu einer vorläufigen Schätzung verwendet werden. 5. Die Berechnung der Ventilationsverluste in Stufen mit langen Laufschaufeln nach den empirisch ermittelten Formeln führt zu wesentlich überhöhten Werten, da in diesen Formeln eine maximale CK-Wirkung angesetzt wurde. So werden nach den in Arbeit [7] angeführten Formeln die Verluste im NDZ der Turbine T-250/300-240 auf 3 - 3,5 MW (Rho0 = 0,1 at) geschätzt, d.h. fast doppelt so hoch wie in Wirklichkeit.