CH301140A - Gasturbinenanlage. - Google Patents

Description

      Gasturbinenanlage.       Die Erfindung betrifft eine Einrichtung  zur     Laufschaufelkühlung    bei     Gasturbinen-          i        anla,     -en. Die Kühlung ist in erster Linie für  Laufschaufeln mit hoher Temperaturbean  spruchung über 700  C bestimmt und wird in  an sich bekannter Weise durch eine ver  dampfende Flüssigkeit bewirkt, die mittels       Längsbohrung    in der     Schaufel    durch Flieh  kraftwirkung zum Umlauf gebracht wird.  



  Es ist bekannt, allen Schaufeln ein ge  meinsames Kühlsystem zuzuordnen. Dem  gegenüber besteht das Wesen der Kühlung  bei einer andern bekannten Gasturbine darin,  dass jeder Schaufel ein eigener, von den an  dern unabhängiger Kühler zugeordnet ist, in  welchem die     Kondensation    des in der Schau  fel gebildeten Dampfes erfolgt. Hierdurch wird  verhütet, dass bei     Undichtwerden    des Kühl  systems auch nur einer Schaufel die ganze  Kühlflüssigkeit ausläuft und dadurch ein  weitgehender Schaden durch Ausglühen aller  Schaufeln entsteht; vielmehr bleibt der Scha  den auf     jeweils    die eine Schaufel beschränkt.  Die Kühler selbst können durch ein Sekun  därkühlmittel, wie Wasser oder Luft, gekühlt  werden.

   Insbesondere bei Kühlung durch Luft  müssen im Rotor grosse     Durchtrittsquer-          schnitte    vorgesehen werden, die den Bau der  ganzen Turbine erschweren, insbesondere  grosse     Rotordurchmesser    erfordern.  



  Um den Ein- und Ausbau solcher Kühl  systeme zu     erleichtern,    wird gemäss vorlie-         gender    Erfindung vorgeschlagen, dass jeder  in einer     Axialebene    liegenden Schaufelreihe  ein gemeinsamer, von den Kühlern der an  Gern     Schaufelreihen    unabhängiger Kühler zu  geordnet ist. Axiale Schaufelreihen können  ohne     Schwierigkeit    so angeordnet werden, dass  sie samt dem Kühler leicht ausgebaut werden  können. Die Zuordnung eines Kühlers zu  einer, in einer     Axialebene    liegenden Schaufel  reihe ermöglicht jedoch noch eine zweckmä  ssige Ausbildung, indem die den Schaufel  reihen zugeordneten Kühler gegen die Schau  felkränze axial versetzt angeordnet werden.

    Hierdurch besteht kein Zwang mehr, das  Sekundärkühlmittel axial durch den Rotor zu  führen,     dieses    kann vielmehr innerhalb oder  hinter :den     Kühlergruppen    umgelenkt wer  den, so dass es am gleichen Turbinenende an  dem es eintritt, wieder austritt.  



  In der Zeichnung ist in     Fig.    1 ein Aus  führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes  im     Axialschnitt    durch die obere Hälfte der  Turbine bei Verwendung von Luft     als    Sekun  därkühlmittel :dargestellt.     Fig.    2 zeigt einen  Teil des Schaufel- und Kühlersystems in grö  sserem Massstab.     Fig.    3 zeigt die Anordnung  bei     Verwendung    eines flüssigen Sekundärkühl  mittels, insbesondere Wasser.  



  In     Fig.    1     ist    1 das Gehäuse der Turbine  mit den Leitschaufeln 5, 2 der Rotor mit. den  Laufschaufeln 11. Die heissen Gase treten bei  3 in .die aus den     Leit-    und den Laufschaufeln      gebildete     Schaufelung    und werden bei 4 ab  geleitet.  



  Der Rotor     ist    gegen das Gehäuse durch  die     Labyrinthdichtungen    20 abgedichtet. Zur       Kühlung    jeder Laufschaufel besitzt diese eine  oder wenige weitere zentrale Bohrungen 13  und eine grössere Anzahl am Profilrand lie  gende Bohrungen 12, die am Schaufelkopf  miteinander in Verbindung stehen. In den  zentralen     Bohrungen        strömt    das kühlere,     spe-          zifiseh    schwerere Kühlmittel durch die Flieh  kraft nach aussen erhitzt sich bzw. ver  dampft und wird, dadurch spezifisch leichter  geworden, nach innen gedrängt.  



  Die Befestigung der Schaufeln am Rotor  körper erfolgt beispielsweise mittels Tannen  zapfenfüsse 21. Ferner sind alle Schaufeln  einer in einer     Axialebene    liegenden Schaufel  reihe an eine in einer Nut des Rotor gela  gerte     achsparallel    verlaufende     Kühlmittellei-          tung    10' angeschlossen, die zu einem für jede  axiale Schaufelreihe vorgesehenen, von den  andern Schaufelreihen unabhängigen Kühler  10 führt.

   Der Kühler     besteht    in dem Beispiel  nach den     Fig.    1 und 2 aus radialen, mit  Kühlrippen versehenen Rohren, die am Innen  ende mit     hinterschnittenen    Köpfen 23 in  entsprechende     Axialnuten    des Rotors 2 ein  gesetzt sind, so dass jede in einer     Axialebene     liegende Schaufelreihe samt dem zugehörigen  Kühler axial     herausgezogen    werden kann. Als       Sekundärkühlmittel    wird die vom Kompressor  der Turbinenanlage geförderte Luft benützt.

    Um eine     Durchbrechung    des Rotors 2 zwecks       Durchtrittes    der Kühlluft zu vermeiden, ist  weiterhin durch die Zusammenfassung je  einer     axialen    Schaufelreihe ermöglicht, den       Kühler    seitlich der Schaufelkränze zu verle  gen, wie es die     Fig.    1     und    3 zeigen und das       Kühlmittel    im oder hinter den Kühlern so  umzulenken, dass     es    auf der gleichen Seite  der Turbine, wie die Pfeile 8 und 9 anzei  gen, ein- und austritt.  



       Fig.    1 zeigt     die    Anordnung für Luft und       Fig.    3 für Wasser als     Sekundärkühlmittel.     Bei     grundsätzlich    :gleicher Anordnung fällt  natürlich der Kühler 10 für     Wasserrückküh-          lung.        (Fig.3)    wesentlich     kleiner    aus.

      Wie     Fig.    1 zeigt, kann die Führung des  Sekundärkühlmittels durch eine Scheidewand  24, die bis     in,den    Kühler reicht, so erfolgen,  dass der Kühler vom Sekundärkühlmittel     teils     in einer, teils in der     entgegengesetzten    Rich  tung durchströmt     wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage mit flüssigkeitsgekühl ten Turbinenlaufschaufeln, durch Fliehkraft wirkung bedingter Zirkulation des Kühmit- tels und mit Kühlern, in welchen die Rück kühlung des in den Schaufeln erhitzten Kühl mittels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder in einer Axialebene liegenden Schaufel reihe ein gemeinsamer, von den Kühlern der andern Schaufelreihen unabhängiger Kühler zugeordnet ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schau felreihen zugeordneten Kühler (10) gegen die Schaufelkränze axial versetzt angeordnet sind. 2. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schau felreihen zugeordneten Kühler durch die vom Verdichter der Gasturbinenanlage geförderte Luft gekühlt werden.

   3. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Kühlluft in der Strömungsrichtung umgelenkt wird (Fig.1). 4. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung der Kühlluft so erfolgt, dass der Kühler zum Teil in einer, zum Teil in der entgegen gesetzten Richtung durchströmt wird. 5. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schau felreihen zugeordneten Kühler durch ein flüssiges Kühlmittel gekühlt werden (Fig. 3).