CH710475A2 - Dichtungssystem für eine Mehrstufenturbine. - Google Patents

Abstract

Ein Dichtungssystem für eine Mehrstufenturbine enthält mehrere erste Zwischenstufendichtungsteilsysteme (42), die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Mehrstufenturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe (44) und einer zweiten Turbinenstufe (46) der Mehrstufenturbine erstrecken. Jedes von den Zwischenstufendichtungsteilsystemen (42) weist mehrere Nahströmungspfaddichtungssegmente (48) auf. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem (42) weist auch eine vordere Abdeckplatte (54), die axial zwischen einem ersten Turbinenrad (56) der ersten Turbinenstufe (44) und dem Nahströmungspfaddichtungssegment (48) angeordnet ist, und eine hintere Abdeckplatte (58), die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment (48) und einem zweiten Turbinenrad (60) der zweiten Turbinenstufe (46) angeordnet ist, auf. Ausserdem erstrecken sich jede von der vorderen Abdeckplatte (54) und der hinteren Abdeckplatte (58) radial zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel (64) der zweiten Stufe.

Description

HINTERGRUND

[0001] Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf Gasturbinen und genauer auf Zwischenstufendichtungen innerhalb von Gasturbinen.

[0002] Allgemein verbrennen Gasturbinen ein Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff, um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen. Die Verbrennungsgase können durch eine oder mehrere Turbinenstufen strömen, um eine Leistung für eine Last und/oder einen Kompressor zu erzeugen. Ein Druckverlust kann zwischen den Stufen auftreten, der eine Leckströmung eines Fluids, wie etwa der Verbrennungsgase, durch unbeabsichtigte Pfade ermöglicht. Es ist wünschenswert, die Verbrennungsgase innerhalb eines definierten ringförmigen Strömungspfades zu begrenzen, um bestimmte Rotorteile abzuschirmen und die Leistungsentnahme zu maximieren. Ausserdem sind Turbinenrotorräder, die die Laufschaufeln (Schaufelblätter) tragen, während ihres Betriebslebens beachtlichen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt und müssen daher gekühlt werden. Daher können Dichtungen, z.B. mechanische Dichtungen, zwischen den Stufen angeordnet werden, um die Fluidleckage zwischen den Stufen zu reduzieren und zu verhindern, dass die Turbinenrotorräder heissen Gasen direkt ausgesetzt sind. Unglücklicherweise kann es ein, dass die Dichtungen im Feld nicht wartungsfähig sind oder es ist eine beachtliche Menge von Arbeit erforderlich, um die Dichtungen im Feld auszuwechseln. Ausserdem kann die Form der Dichtungen den Zugang zu internen Komponenten der Turbine schwieriger machen. Ausserdem können die Dichtungen zusätzliche Komponenten erforderlich machen, wie etwa Distanzräder zwischen zwei Turbinenrädern, um die korrekte axiale und radiale Ausrichtung der Dichtungen sicherzustellen. Statische Dichtungen können auch verwendet werden, die axiale Verlängerungen von den beiden Turbinenrädern benötigen, die sich in der Mitte treffen, um die statische Dichtung aufzunehmen. Jedoch isoliert dieses die Turbinenradränder nicht gegenüber dem Heissgaspfad, wodurch Hochleistungslegierungen für die Rotorteile bei hohen Kosten erforderlich werden, um den harschen Temperaturen in dem Fall einer Heissgasaufnahme standzuhalten. Zusätzlich können die statischen Dichtungen nicht auf an einem Flansch mit Bolzen verbundene Rotorarchitekturen angewandt werden, wo der Zugang zu den Radflanschbolzen während der Montage/Demontage erforderlich ist.

[0003] Es besteht daher ein Bedarf für verbesserte Zwischenstufendichtungssysteme für Gasturbinen. Solche Dichtungsanordnungen sollten die Gesamtsystemeffizienz verbessern und kostengünstig zu montieren und herzustellen sein und eine erhöhte Lebensdauer für die zugeordneten Teile bereitstellen.

KURZE BESCHREIBUNG

[0004] In Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie weist ein Dichtungssystem für eine Mehrstufenturbine mehrere erste Zwischenstufendichtungsteilsysteme auf, die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Mehrstufenturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe und einer zweiten Turbinenstufe der Mehrstufenturbine erstrecken. Jedes von den ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen enthält mehrere Nahströmungspfaddichtungssegmente. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem enthält auch eine vordere Abdeckplatte, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad der ersten Turbinenstufe und dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet ist und eine hintere Abdeckplatte, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment und einem zweiten Turbinenrad der zweiten Turbinenstufe angeordnet ist. Ausserdem erstreckt sich sowohl die vordere Abdeckplatte als auch die hintere Abdeckplatte radial bis zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel der zweiten Stufe.

[0005] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass sowohl das erste Turbinenrad als auch das zweite Turbinenrad eine Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen aufweist, die dazu eingerichtet sind, eine Mehrzahl von Laufschaufeln oder Schaufelblättern anzubringen.

[0006] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass eine Seite des ersten Turbinenrades, die der vorderen Abdeckplatte zugewandt ist, einen Radrand mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes in einer radial nach innen gerichteten Richtung aufweist.

[0007] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die vordere Abdeckplatte eine Mehrzahl von gekrümmten L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende aufweist, um das Zurückhalten in Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie auf der Seite des ersten Turbinenrades mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes angebracht ist.

[0008] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Dichtungssystem ausserdem einen ersten Dichtungsdraht aufweist, der in einer Dichtungsdrahtnut der vorderen Abdeckplatte angeordnet und axial zwischen der vorderen Abdeckplatte und der Laufschaufel der ersten Stufe platziert ist, um den Radrand des ersten Turbinenrades von einer Strömung aus dem Heissgaspfad zu isolieren.

[0009] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Dichtungssystem ausserdem einen vorderen axialen Rückhaltering aufweist, der zwischen der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrades und der vorderen Abdeckplatte angeordnet ist, um die vordere Abdeckplatte mit dem ersten Turbinenrad zu verriegeln.

[0010] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass eine Seite des zweiten Turbinenrades, die der hinteren Abdeckplatte zugewandt ist, einen Radrand mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem inneren Durchmesser des Radrandes in einer radial nach innen gerichteten Richtung aufweist.

[0011] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die hintere Abdeckplatte eine Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende aufweist, um das Zurückhalten in einer Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie auf der Seite des zweiten Turbinenrades mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes angebracht ist.

[0012] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Dichtungssystem ausserdem einen zweiten Dichtungsdraht aufweist, der in einer Dichtungsdrahtnut der hinteren Abdeckplatte angeordnet und axial zwischen der hinteren Abdeckplatte und der Turbinenschaufeln der zweiten Stufe platziert ist, um den Radrand des zweiten Turbinenrades von einer Strömung aus dem Heissgaspfad zu isolieren.

[0013] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Dichtungssystem ausserdem einen hinteren axialen Rückhaltering aufweist, der zwischen der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades und der hinteren Abdeckplatte angeordnet ist, um die hintere Abdeckplatte mit dem zweiten Turbinenrad zu verriegeln.

[0014] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die hintere Abdeckplatte eine Engelsflügelstruktur an einem äusseren Ende der hinteren Abdeckplatte aufweist.

[0015] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die hintere Abdeckplatte einen Rückhaltehakenabschnitt aufweist, der an einer Seite angeordnet ist, die dem zweiten Turbinenrad zugewandt ist, zum axialen Zurückhalten mit jedem von einem Schaufelrückhaltehaken der Laufschaufeln der zweiten Stufe.

[0016] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Nahströmungspfaddichtungssegment eine Engelsflügelstruktur an einem äusseren Ende in Richtung zu einer Vorderseite des Nahströmungspfaddichtungssegments aufweist.

[0017] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass sich ein Abschnitt der vorderen Abdeckplatte, die an dem ersten Turbinenrad angebracht ist, zum Teil entlang eines Schaufelschafts der Laufschaufel der ersten Stufe erstreckt und einen Haken bildet und wobei das Nahströmungspfaddichtungssegment an dem Haken der vorderen Abdeckplatte in Richtung zu einer Vorderseite angebracht ist.

[0018] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die hintere Abdeckplatte eine Aufnahmestruktur zwischen einer Mehrzahl von Engelsflügelstegen aufweist, um das Nahströmungspfaddichtungssegment an der Rückseite festzuhalten.

[0019] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass die Aufnahmestruktur eine Mehrzahl von vertieften Rundaussparungen aufweist, die ein Verriegeln mit einer Mehrzahl von vorstehenden Laschen ermöglicht, die unterhalb des Nahströmungspfaddichtungssegments an der Rückseite angeordnet sind, um das Nahströmungspfaddichtungssegment in Umfangsrichtung festzuhalten.

[0020] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass das Dichtungssystem ausserdem eine Mehrzahl von Zwischensegmentkeildichtungen aufweist, die auf beiden Seiten von jeder der Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten angeordnet sind, um Zwischensegmentspaltleckagen zu vermeiden.

[0021] Bei irgendeinem Ausführungsbeispiel des Dichtungssystems kann es vorteilhaft sein, dass sich die hintere Abdeckplatte zu einer Mehrzahl von Flanschbolzen erstreckt, die an einer Mehrzahl von Laufschaufeln angeordnet sind, um Kühlungsströmungszufuhrdurchgänge zu ermöglichen.

[0022] In Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist ein Verfahren zur Montage eines Dichtungssystems einer Mehrstufenturbine offenbart. Die Mehrstufenturbine weist mehrere Laufschaufeln der ersten Stufe und mehrere Laufschaufeln der zweiten Stufe auf, die auf einem ersten Turbinenrad bzw. auf einem zweiten Turbinenrad angeordnet sind. Das Verfahren umfasst das Installieren von jeder der mehreren Laufschaufeln der zweiten Stufe in jeweils einen von einer Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen an dem zweiten Turbinenrad. Das Verfahren umfasst auch das Anordnen eines hinteren Dichtungsdrahts in einer Dichtungsdrahtnut von jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten. Das Verfahren umfasst ausserdem das Anbringen eines korrespondierenden Abschnitts von jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten an der verlängerten Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe durch Bewegen jeder der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten axial und dann radial nach aussen, so dass eine Mehrzahl von Schaufelrückhaltehaken vollständig in Eingriff sind mit dem korrespondierenden Abschnitt der hinteren Abdeckplatte, wobei der korrespondierende Abschnitt eine Rückhaltehakenstruktur aufweist. Ausserdem umfasst das Verfahren das Schieben der Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe gemeinsam mit der hinteren Abdeckplatte in die Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen. Das Verfahren umfasst auch das Anordnen eines hinteren axialen Rückhalterings zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades und der hinteren Abdeckplatte, um die hintere Abdeckplatte mit dem zweiten Turbinenrad zu verriegeln. Das Verfahren enthält auch, das Anbringen einer Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende von jeder von der Mehrzahl von vorderen Abdeckplatten mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser eines Radrandes des ersten Turbinenrades, so dass die Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen vollständig in Eingriff steht mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen. Ausserdem umfasst das Verfahren das Anordnen eines vorderen axialen Rückhalterings zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrades und der vorderen Abdeckplatte, um die vordere Abdeckplatte mit dem ersten Turbinenrad zu verriegeln. Das Verfahren umfasst das Anbringen eines vorderen Endes und eines hinteren Endes an jedem von der Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten an einem Hakenabschnitt der vorderen Abdeckplatte und einer Aufnahmestruktur der hinteren Abdeckplatte und das Installieren jeder von der Mehrzahl von Laufschaufeln der ersten Stufe in jeweils eine von einer Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen des ersten Turbinenrades.

[0023] In Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der vorliegenden Technologie weist ein Gasturbinensystem eine Mehrzahl von Laufschaufeln einer ersten Stufe, die an einem ersten Turbinenrad befestigt sind und einer Mehrzahl von Laufschaufeln einer zweiten Stufe, die an einem zweiten Turbinenrad befestigt sind, auf. Das Gasturbinensystem weist auch eine Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen auf, die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Gasturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe und einer zweiten Turbinenstufe der Gasturbine erstrecken. Jedes von der Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen weist eine Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten auf. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem enthält auch eine vordere Abdeckplatte, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad der ersten Turbinenstufe und dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet ist und eine hintere Abdeckplatte, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment und einem zweiten Turbinenrad einer zweiten Turbinenstufe angeordnet ist, wobei sich jede von der vorderen Abdeckplatte jeweils radial zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel der zweiten Stufe erstreckt.

ZEICHNUNGEN

[0024] Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden werden, wenn die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in der gleiche Bezugszeichen durchgängig durch die Zeichnungen gleiche Teile darstellen, wobei: <tb>Fig. 1<SEP>ein schematisches Flussdiagramm einer Gasturbine ist, die eine Turbinendichtung in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie verwenden kann; <tb>Fig. 2<SEP>eine Querschnittsseitenansicht einer Gasturbine entlang einer Längsachse in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 3<SEP>eine perspektivische Teildarstellung eines Zwischenstufendichtungsteilsystems einer Gasturbine in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 4<SEP>eine perspektivische Ansicht des ersten Turbinenrades der Gasturbine in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivischen Ansicht der vorderen Abdeckplatte des Zwischenstufendichtungsteilsystems in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 6<SEP>eine perspektivische Ansicht eines zweiten Turbinenrades der Gasturbine in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 7<SEP>eine perspektivische Ansicht einer hinteren Abdeckplatte des Zwischenstufenteilsystems 42 in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie ist; <tb>Fig. 8<SEP>eine perspektivische Ansicht eines Dichtungssystems ist, das das Zwischenstufendichtungsteilsystem aufweist, in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie; <tb>Fig. 9A<SEP>ein Flussdiagramm ist, das die beinhalteten Schritte in einem Verfahren zum Montieren eines Dichtungssystems einer Multistufenturbine in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Technologie veranschaulicht; und <tb>Fig. 9B<SEP>ein Flussdiagramm ist, das die beinhalteten Schritte bei einem Verfahren zum Montieren eines Dichtungssystems einer Multistufenturbine in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel aus Fig. 9A veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0025] Wenn Elemente von verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sind die Artikel «ein», «eine», «der/die/das» und «dieser/diese/dieses» dazu bestimmt zu bedeuten, dass ein oder mehrere von diesen Elementen vorhanden sein können. Die Begriffe «aufweisend», «enthaltend» und «mit» sind dazu bestimmt inklusiv zu sein und zu bedeuten, dass dort zusätzliche Elemente, die von den angegebenen Elementen verschieden sind, vorhanden sein können. Irgendwelche Beispiele von Betriebsparametern sind nicht exklusiv von anderen Parametern der offenbarten Ausführungsbeispiele.

[0026] Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Systems 10 aufweisend eine Gasturbine 12, die Zwischenstufendichtungen, wie sie unten näher beschrieben werden, verwenden kann. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen, kann das System 10 ein Luftfahrzeug-, ein Wasserkraft-, ein Lokomotiv-, ein Stromerzeugungssystem oder Kombinationen davon enthalten. Die veranschaulichte Gasturbine 12 enthält einen Lufteinlassabschnitt 16, einen Kompressor 18, einen Brennkammerabschnitt 20, eine Turbine 22 und einen Auslassabschnitt 24. Die Turbine 22 ist mit dem Kompressor 18 über eine Welle 26 verbunden.

[0027] Wie es durch die Pfeile gekennzeichnet ist, kann Luft durch den Einlassabschnitt 16 in die Gasturbine 12 gelangen und in den Kompressor 18 strömen, der die Luft vor den Eintritt in den Brennkammerabschnitt 20 komprimiert. Der veranschaulichte Brennkammerabschnitt 20 weist ein Brennkammergehäuse 28 auf, das konzentrisch oder ringförmig um die Welle 26 zwischen dem Kompressor 18 und der Turbine 22 angeordnet ist. Die komprimierte Luft von dem Kompressor 18 gelangt in Brennräume 30, wo die komprimierte Luft mit Brennstoff gemischt und innerhalb der Brennräume 30 verbrannt werden kann, um die Turbine 22 anzutreiben. Aus dem Brennkammerabschnitt 20 strömen die heissen Verbrennungsgase durch die Turbine 22, treiben den Kompressor 18 mittels der Welle 26 an. Zum Beispiel können die Verbrennungsgase Antriebskräfte auf Turbinenrotorschaufelblätter innerhalb der Turbine 22 ausüben, um die Welle 26 anzutreiben. Nach dem Strömen durch die Turbine 22 können die heissen Verbrennungsgase die Gasturbine 12 durch den Auslassabschnitt 24 verlassen. Wie weiter unten erläutert, kann die Turbine 22 eine Mehrzahl von Zwischenstufendichtungsteilsystemen aufweisen, die die Leckage von heissen Verbrennungsgasen zwischen den Stufen der Turbine 22 reduzieren und die Zwischenräume zwischen rotierenden Komponenten der Turbine 22, wie etwa Rotorräder, reduzieren. Durchgängig durch die hierin bereitgestellte Erläuterung wird auf einen Satz von Achsen Bezug genommen. Diese Achsen basieren auf einem Zylinderkoordinatensystem und zeigen in eine axiale Richtung 11 (z.B. Längsrichtung) eine Radialrichtung 13 und eine Umfangsrichtung 15. Ausserdem können die Begriffe «erste» und «zweite» auf Elemente des Systems 10 angewandt werden, um zwischen wiederholt auftretenden Instanzen eines Elements zu unterscheiden. Diese Begriffe sind nicht dazu bestimmt, eine Reihenfolge oder zeitliche Begrenzung auf die betreffenden Elemente aufzuerlegen.

[0028] Fig. 2 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Gasturbine 12 aus Fig. 1 entlang einer Längsachse 32. Wie veranschaulicht, weist die Gasturbine 22 drei separate Stufen 34 auf; jedoch kann die Gasturbine 22 irgendeine Anzahl von Stufen 34 aufweisen. Jede Stufe 34 enthält einen Satz von Schaufelblättern 36, die mit einem Rotorrad 38 verbunden sind, das rotierbar mit der Welle 26 verbunden sein kann (Fig. 1 ). Die Schaufelblätter 36 erstrecken sich radial von den Rotorrädern 38 nach aussen und sind teilweise innerhalb des Pfades der heissen Verbrennungsgase durch die Turbine 22 angeordnet. Wie es genauer weiter unten beschrieben wird, erstrecken sich Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 zwischen den Stufen 34 und sind durch benachbarte Rotorräder 38 gehalten. Die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 32 können mehrere axiale Komponenten aufweisen, die sich gegeneinander verkeilen. Entsprechend können die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 dazu ausgebildet sein, im Feld wartungsfähig und im Feld austauschbar zu sein. Ausserdem können die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 eine verbesserte Kühlung der Stufen 34 bereitstellen. Obwohl die in Fig. 2 veranschaulichte Gasturbine als dreistufige Turbine dargestellt ist, können die hierin beschriebenen Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 bei irgendeiner geeigneten Turbinenart mit irgendeiner Anzahl von Stufen und Wellen verwendet werden. Zum Beispiel können die Zwischenstufendichtungsteilsysteme in einem Einturbinensystem, einem Dualturbinensystem, das eine Niederdruckturbine und eine Hochdruckturbine aufweist, oder in einer Dampfturbine enthalten sein. Ausserdem können die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42, die hierin beschrieben sind, auch in einem Rotationskompressor, wie dem in Fig. 1 veranschaulichten Kompressor 18 verwendet werden. Die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 können aus verschiedenen Hochtemperaturlegierungen hergestellt werden, wie etwa, aber nicht beschränkt auf nickelbasierte Legierungen. Die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 können ein oder eine Mehrzahl von Schaufelblättern überspannen.

[0029] Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Zwischenstufenvolumen durch Ausgangsluft gekühlt werden, die von dem Kompressor 18 abgezapft oder durch eine andere Quelle bereitgestellt wurde. Jedoch kann eine Strömung von heissen Verbrennungsgasen in das Zwischenstufenvolumen die Kühlungseffekte mindern. Folglich können die Zwischenstufendichtungteilsysteme 42 zwischen benachbarten Rotorrädern 38 angeordnet werden, um das Zwischenstufenvolumen von den heissen Verbrennungsgasen abzudichten und zu umschliessen. Zusätzlich können die Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 dazu eingerichtet sein, ein Kühlungsfluid zu dem Zwischenstufenvolumen oder von dem Zwischenstufenvolumen zu den Schaufelblättern 36 zu leiten.

[0030] Fig. 3 ist eine perspektivische Teilansicht eines ersten Zwischenstufendichtungsteilsystems 42 einer Gasturbine 12 (in Fig. 1 gezeigt) in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie. Es sollte beachtet werden, dass mehrere von solchen ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen 42 in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle (als Welle 26 in Fig. 1 dargestellt) einer Mehrstufengasturbine (als 12 in Fig. 1 gezeigt) angeordnet werden können und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe 44 und einer zweiten Turbinenstufe 46 der Mehrstufengasturbine 12 (wie sie in Fig. 1 gezeigt ist) erstrecken. Jedes der ersten Zwischenstufendichtungsteilsysteme 42 weist mehrere Nahströmungspfaddichtungssegmente 48 auf. Wie es gezeigt ist, enthält eine optimale Geometrie der Nahströmungspfaddichtungssegmente 48 einen gekrümmten unteren Endabschnitt 50 und einen horizontalen geraden oberen Endabschnitt 52. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die optimale Geometrie abhängig von der Anwendung variieren. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 weist auch eine vordere Abdeckplatte 54 auf, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad 56 der ersten Turbinenstufe 44 und dem Nahströmungspfaddichtungssegment 48 angeordnet ist. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 weist auch eine hintere Abdeckplatte 58 auf, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment 48 und einem zweiten Turbinenrad 60 der zweiten Turbinenstufe 46 angeordnet ist. Ausserdem erstreckt sich jede von der vorderen Abdeckplatte 54 und der hinteren Abdeckplatt 58 radial zu einer Laufschaufel 62 der ersten Turbinenstufe bzw. einer Laufschaufel 64 der zweiten Turbinenstufe hin.

[0031] Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weist das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 einen ersten Dichtungsdraht 66 auf, der in einer Dichtungsdrahtnut 68 der vorderen Abdeckplatte 54 angeordnet ist und axial zwischen der vorderen Abdeckplatte 54 und der Laufschaufel 62 der ersten Turbinenstufe angeordnet ist, um einen Radrand des ersten Turbinenrades 56 von einer Strömung aus dem Heissgaspfad 69 zu isolieren. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 kann auch einen zweiten Dichtungsdraht 70 aufweisen, der in einer Dichtungsdrahtnut 72 der hinteren Abdeckplatte 58 angeordnet ist und axial zwischen der hinteren Abdeckplatte 58 und der Laufschaufel 64 der zweiten Turbinenstufe angeordnet ist, um den Radrand des zweiten Turbinenrads 60 von der Strömung aus dem Heissgaspfad 69 zu isolieren. Ausserdem kann das Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 einen vorderen axialen Rückhaltering 74 aufweisen, der zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen 76 auf dem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrades 56 und der vorderen Abdeckplatte 54 angeordnet ist, um die vordere Abdeckplatte 54 mit dem ersten Turbinenrad 56 zu verriegeln. Gleichermassen weist das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 einen hinteren axialen Rückhaltering 78 auf, der zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen 80 an dem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades 60 und der hinteren Abdeckplatte 58 angeordnet ist, um die hintere Abdeckplatte 58 mit dem zweiten Turbinenrad 60 zu verriegeln. Sowohl der vordere axiale Rückhaltering 74 als auch der hintere axiale Rückhaltering 78 weist einen 360-Grad-Ring mit einem einzigen Abschnitt auf. Bei bestimmten anderen Ausführungsbeispielen können die Rückhalteringe 74, 78 auch aus einer Mehrzahl von Segmenten hergestellt sein, die durch mechanische Befestigungen, wie etwa Bolzen, miteinander verbunden sind.

[0032] Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, erstreckt sich ein Abschnitt der vorderen Abdeckplatte 54, die auf dem ersten Turbinenrad 56 angebracht ist, teilweise entlang eines Schaufelschafts 82 der Laufschaufel 62 der ersten Stufe, wobei es einen Haken 84 bildet, dem das Nahströmungspfaddichtungssegment 48 zu einer Vorderseite 86 hin angebracht ist. Ausserdem weist das Nahströmungspfaddichtungssegment 48 eine Engelsflügelstruktur 88 an einem äusseren Ende zu der vorderen Seite 86 hin auf, während die hintere Abdeckplatte 58 eine andere Engelsflügelstruktur 90 an einem äusseren Ende an der hinteren Seite 92 aufweist. Ausserdem weist die hintere Abdeckplatte 58 einen Rückhaltehakenabschnitt 94 auf, der an einer Seite angeordnet ist, die dem zweiten Turbinenrad 60 zugewandt ist, zum axialen Zurückhalten mit jedem eines Schaufelrückhaltehakens 96 der Laufschaufeln 64 der zweiten Turbinenstufe. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weist die hintere Abdeckplatte eine Aufnahmestruktur 98 zwischen Engelsflügelstegen auf, um die Nahströmungspfaddichtungssegmente 48 an der hinteren Seite 92 festzuhalten. Im montierten Zustand sind beide Enden des Nahströmungspfaddichtungssegments 48 in engem Kontakt mit einem ersten Haltesteg 100 innerhalb des Hakens 84 der vorderen Abdeckplatte 54 an der Vorderseite 86 und mit einem zweiten Haltesteg 102 innerhalb der Aufnahmestruktur 98 der hinteren Abdeckplatte 58 an der hinteren Seite 92. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 weist auch Zwischensegmentkeildichtungen 99 auf, die an beiden Seiten von dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet sind, um Zwischensegmentspaltleckagen zu vermeiden.

[0033] Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Turbinenrads 56 der Gasturbine in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie. Wie es gezeigt ist, weist das Turbinenrad 56 mehrere Schwalbenschwanzschlitze 104 auf, die dazu eingerichtet sind, eine Mehrzahl von Laufschaufeln oder Schaufelblättern (nicht gezeigt) zu montieren. Das erste Turbinenrad 56 zeigt auch die mehreren Laschenvorsprünge 76 an dem Innendurchmesser des Radrandes 106 in einer radial nach innen gerichteten Richtung. Wie es gezeigt ist, spannt sich jede von den mehreren Laschenvorsprüngen 76 entlang einer Schwalbenschwanzschlitzbreite in Umfangsrichtung auf und sind voneinander durch eine Schwalbenschwanzschlitzbreite beabstandet. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Spanne ein Bruchteil der Schwalbenschwanzbreite oder eine Mehrzahl von Schwalbenschwanzbreiten sein.

[0034] Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der vorderen Abdeckplatte 54 des Zwischenstufendichtungsteilsystems 42 in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie. Wie es gezeigt ist, weist die vordere Abdeckplatte 54 eine Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen 108 an einem inneren Ende auf, um ein Zurückhalten in Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie an der Seite des ersten Turbinenrades 56 mit der Mehrzahl der Laschenvorsprünge 76 an dem Innendurchmesser von dem Radrand (wie es in Fig. 4 gezeigt ist) angebracht ist. Jeder von der Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen 108 weist eine Stegfläche 110 auf, die in montiertem Zustand vollständig mit dem ersten Turbinenrad 56 in Eingriff steht. Die vordere Abdeckplatte 54 weist auch mehrere radiale Rückhaltemittel 112 auf, die ausserdem ein Zurückhalten der vorderen Abdeckplatte 54 in Radial- und Umfangsrichtung ermöglichen. Die vordere Abdeckplatte 54 zeigt auch die Dichtungsdrahtnut 68 und eine erste Haltestegstruktur 100 zum Halten des Nahströmungspfaddichtungssegments 48 in montiertem Zustand.

[0035] Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Turbinenrads 60 der Gasturbine in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie. Wie es gezeigt ist, weist das zweite Turbinenrad 60 mehrere Schwalbenschwanzschlitze 120 auf, die zum Anbringen einer Mehrzahl von Laufschaufeln oder Schaufelblättern (nicht gezeigt) eingerichtet sind. Das zweite Turbinenrad 60 zeigt auch die mehreren Laschenvorsprünge 122 an dem Innendurchmesser des Radrandes 124 in einer radial nach innen gerichteten Richtung. Wie es gezeigt ist, spannt sich jeder von den mehreren Laschenvorsprüngen 122 entlang einer Schwalbenschwanzschlitzbreite in Umfangsrichtung auf und sind voneinander durch eine Schwalbenschwanzschlitzbreite beabstandet. Es sollte beachtet werden, dass der Aussendurchmesser des Radrandes 126 keinerlei Haken aufweist.

[0036] Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht der hinteren Abdeckplatte 58 des Zwischenstufendichtungsteilsystems 42 in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Technologie. Wie es gezeigt ist, weist die hintere Abdeckplatte 58 eine Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen 130 an einem inneren Ende auf, um ein Zurückhalten in Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie auf der Seite des zweiten Turbinenrades 60 mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen 122 am Innendurchmesser des Radrandes (wie es in Fig. 6 gezeigt ist) angebracht ist. Jeder der Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen 130 weist eine Stegfläche 132 auf, die in montiertem Zustand vollständig mit dem zweiten Turbinenrad 60 in Eingriff stehen. Die hintere Abdeckplatte 58 weist auch eine Mehrzahl von radialen Rückhaltemitteln 134 auf, die ausserdem ein Zurückhalten der vorderen Abdeckplatte 54 in Radial- und Umfangsrichtung ermöglichen. Wie es gezeigt ist, ist ein Bereich 36 vorhanden, der Raum für den hinteren axialen Rückhaltering 78 bereitstellt. Die hintere Abdeckplatte 58 zeigt auch die Dichtungsdrahtnut 72 und eine zweite Haltestegstruktur 102 zum Halten des Nahströmungspfaddichtungssegments 48 in montiertem Zustand. Die hintere Abdeckplatte 58 zeigt auch einen Rückhaltehakenabschnitt 94, der an der Seite angeordnet ist, die dem zweiten Turbinenrad 60 zugewandt ist, zum axialen Zurückhalten mit jedem von einem Schaufelrückhaltehaken 96 (in Fig. 3 gezeigt) von den Laufschaufeln 64 der zweiten Stufe (in Fig. 3 gezeigt). Ausserdem zeigt die hintere Abdeckplatte 58 die Engelsflügelstruktur 90 an dem radial äusseren Ende.

[0037] Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Dichtungssystems 200 mit einem Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Technologie. Wie es in einer vergrösserten Ansicht dargestellt ist, befindet sich die Aufnahmestruktur 98 in einer Verriegelungsposition mit dem hinteren Ende des Nahströmungspfaddichtungssegments 48 am hinteren Ende 92. Die Aufnahmestruktur 98 weist eine Mehrzahl von vertieften Rundaussparungen 202 auf, die das Verriegeln mit einer Mehrzahl von vorstehenden Laschen 204 ermöglicht, die an der Unterseite des Nahströmungspfaddichtungssegments 48 an der hinteren Seite 92 angeordnet sind, um das Nahströmungspfaddichtungssegment 48 in Umfangsrichtung festzuhalten. Es ist zu beachten, dass die Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten 48, die an dem Zwischenstufendichtungsteilsystem 42 angeordnet sind, verglichen mit den Laufschaufeln, die an der ersten Stufe oder der zweiten Stufe der Mehrstufenturbine angeordnet sind, in geringerer Anzahl vorhanden sein kann. In einem Ausführungsbeispiel weist das Dichtungssystem 200 eine Verschleissschutzbeschichtung auf, z.B. eine Hartstoffbeschichtung auf allen Kontaktoberflächen zwischen der vorderen Abdeckplatte 54, der hinteren Abdeckplatte 58 und dem Nahströmungspfaddichtungssegment zur Verschleissminderung. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erstreckt sich die hintere Abdeckplatte 58 zu einer Mehrzahl von Flanschbolzen (nicht gezeigt), die an einer Mehrzahl von Laufschaufeln 206 angeordnet sind, um Kühlungsströmungszufuhrdurchgänge für die Laufschaufeln zu ermöglichen. Das System 200 kann auch eine Mehrzahl von zweiten Zwischenstufendichtungsteilsystemen (nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von dritten Zwischenstufendichtungsteilsystemen (nicht gezeigt) aufweisen, die sich axial zwischen der zweiten Turbinenstufe und der dritten Turbinenstufe (nicht gezeigt) der Mehrstufenturbine bzw. zwischen der dritten Turbinenstufe und der vierten Turbinenstufe erstrecken.

[0038] Fig. 9A ist ein Flussdiagramm, das die in einem Verfahren zur Montage eines Dichtungssystems einer Mehrstufenturbine beinhalteten Schritte in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Im Schritt 302 umfasst das Verfahren das Installieren jeder von den mehreren Laufschaufeln der zweiten Stufe in jeden von einer Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen des zweiten Turbinenrads. Bei einem Ausführungsbeispiel ist etwa ein Fünftel der axialen Breite eines Schwalbenschwanzes von jedem der Mehrzahl der Laufschaufeln der zweiten Stufe axial zu einer vorderen Seite verlängert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Spanne der axialen Breite des Schwalbenschwanzes von jedem von der Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe variieren, die sich axial zu der vorderen Seite hin erstrecken. Im Schritt 304 umfasst das Verfahren das Anordnen eines hinteren Dichtungsdrahtes in einer Dichtungsdrahtnut von jeder von der Mehrzahl von hinteren Dichtungsplatten. Im Schritt 306 umfasst das Verfahren das Anbringen eines korrespondierenden Abschnitts von jeder von der Mehrzahl der hinteren Dichtungsplatten an der verlängerten Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe durch Bewegen von jeder der Mehrzahl von hinteren Dichtungsplatten axial und dann radial nach aussen, so dass eine Mehrzahl von Schaufelrückhaltehaken vollständig mit dem korrespondierenden Abschnitt der hinteren Abdeckplatte in Eingriff steht, wobei der korrespondierende Abschnitt eine Rückhaltehakenstruktur aufweist. Vor dem Anbringen der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten an der verlängerten Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe, umfasst das Verfahren das Ausrichten der Mehrzahl von Schaufelrückhaltehaken von der verlängerten Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe mit dem korrespondierenden Abschnitt von jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten.

[0039] Das Verfahren umfasst im Schritt 308 ausserdem das Verschieben der Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe zusammen mit der hinteren Abdeckplatte auf die Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen. Ausserdem umfasst das Verfahren im Schritt 310 das Anordnen eines hinteren axialen Rückhalterings zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades und der hinteren Abdeckplatte, um die hintere Abdeckplatte mit dem zweiten Turbinenrad zu verriegeln. Im Schritt 312 umfasst das Verfahren das Anbringen einer Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende von jeder von der Mehrzahl von vorderen Abdeckplatten mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen am Innendurchmesser eines Radrandes des ersten Turbinenrades, so dass die Mehrzahl von gebogenen L-förmigen Sitzen vollständig mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen in Eingriff steht. Das Verfahren umfasst auch das Anordnen eines vorderen Dichtungsdrahts in einer Dichtungsdrahtnut von jeder von der Mehrzahl von vorderen Abdeckplatten vor dem Anbringen der Mehrzahl von vorderen Abdeckplatten an dem ersten Turbinenrad.

[0040] Fig. 9B ist ein Flussdiagramm, das die in einem Verfahren zur Montage eines Dichtungssystems einer Mehrstufenturbine beinhalteten Schritte in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9A zeigt. Das Verfahren umfasst im Schritt 314 ausserdem das Anordnen eines vorderen axialen Rückhalterings zwischen der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrads und der vorderen Abdeckplatte, um die vordere Abdeckplatte mit dem ersten Turbinenrad zu verriegeln. Im Schritt 316 umfasst das Verfahren das Anbringen eines vorderen Endes und eines hinteren Endes von jedem von der Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten an einem Hakenabschnitt der vorderen Abdeckplatte und eine Aufnahmestruktur der hinteren Abdeckplatte und schliesslich das Installieren von jeder von der Mehrzahl von Laufschaufeln der ersten Stufe an jeden von einer Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen des ersten Turbinenrades im Schritt 318. Ausserdem kann das Verfahren auch das Anordnen von Zwischensegmentkeildichtungen zwischen benachbarten Nahströmungspfaddichtungssegmenten aufweisen.

[0041] Vorteilhafterweise ist das vorliegende Dichtungssystem eine zuverlässige, robuste Dichtung für mehrere Stellen in Gasturbinen mit hohen Druckverluste und grossen Transienten. Die Dichtungsanordnungen sind auch ökonomisch in der Herstellung führen zu signifikanten Kosteneinsparungen, die von Abstandsradmaterialeinsparungen herrühren. Daher verbessert das vorliegende Dichtungssystem auch die Leistungsdichte und reduziert Sekundärströmungen. Das vorliegende Dichtungssystem ermöglicht auch Rotorarchitekturen mit Flanschbolzen, Erneuerungen im Feld nur mit einer abgebauten Schaufelstufe sowie Strömungspfadvariabilität. Das vorliegende Dichtungssystem stellt eine Flexibilität zur radialen Positionierung von einem mit Bolzen befestigten Flansch bereit und das Demontieren von Schaufelblattreihen ist nicht erforderlich. Das vorliegende Dichtungssystem kann auch eine reduzierte Anzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten verwenden, was zu geringeren Zwischensegmentspalten und dadurch zu geringeren Leckagen führt. Das vorliegende Dichtungssystem ermöglicht es auch, dass sich die Abdeckplatten zu einer Mehrzahl von Flanschbolzen erstrecken, die an einer Mehrzahl von Laufschaufeln angeordnet sind, um Kühlströmungszufuhrdurchgänge für die Laufschaufeln zu ermöglichen. Das Dichtungssystem stellt auch sicher, dass die Richtung der Last, die von den Nahströmungspfaddichtungssegmenten auf die Laufschaufeln oder Laufschaufelschwalbenschwänze übertragen wird, geändert ist, so dass die Belastung deterministisch ist. Ausserdem erfordert das vorliegende Dichtungssystem nicht die Verwendung von Laufschaufelschwalbenschwanzdichtungen und Laufschaufelschaftdichtungen.

[0042] Ausserdem wird der Fachmann die Austauschbarkeit von verschiedenen Merkmalen von verschiedenen Ausführungsbeispielen erkennen. Gleichermassen können die verschiedenen Verfahrensschritte und beschriebenen Merkmale wie auch andere bekannte Äquivalente für jedes derartige Verfahren und Merkmal durch einen Durchschnittsfachmann gemischt und in Übereinstimmung gebracht werden, um zusätzliche Systeme und Techniken in Übereinstimmung mit den Prinzipien dieser Offenbarung zu erzeugen. Natürlich versteht es sich, dass nicht notwendigerweise alle solche Ziele und Vorteile, die vorstehend beschrieben sind, in Übereinstimmung mit irgendeinem bestimmten Ausführungsbeispiel erreicht werden können. Daher werden Durchschnittsfachleute zum Beispiel erkennen, dass die hierin beschriebenen Systeme und Techniken auf eine Weise verkörpert und ausgeführt werden können, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hierin gelehrt sind, erreicht oder optimiert ohne notwendigerweise andere Ziele oder Vorteile, wie sie hierin gelehrt oder vorgeschlagen sind, zu erreichen.

[0043] Während nur bestimmte Merkmale der Erfindung hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, werden Fachleuten viele Modifikationen und Änderungen offenbar werden. Es versteht sich daher, dass die beigefügten Ansprüche dazu bestimmt sind, alle derartigen Modifikationen und Veränderungen zu umfassen, die in den tatsächlichen Gedanken der Erfindung fallen.

[0044] Ein Dichtungssystem für eine Mehrstufenturbine enthält mehrere erste Zwischenstufendichtungsteilsysteme, die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Mehrstufenturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe und einer zweiten Turbinenstufe der Mehrstufenturbine erstrecken. Jedes von den Zwischenstufendichtungsteilsystemen weist mehrere Nahströmungspfaddichtungssegmente auf. Das erste Zwischenstufendichtungsteilsystem weist auch eine vordere Abdeckplatte, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad der ersten Turbinenstufe und dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet ist und eine hintere Abdeckplatte, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment und einem zweiten Turbinenrad der zweiten Turbinenstufe angeordnet ist, auf. Ausserdem erstrecken sich jede von der vorderen Abdeckplatte und der hinteren Abdeckplatte radial zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel der zweiten Stufe.

Claims (10)

1. Dichtungssystem für eine Mehrstufenturbine, wobei das Dichtungssystem aufweist: eine Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen, die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Mehrstufenturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe und einer zweiten Turbinenstufe der Mehrstufenturbine erstrecken, wobei jedes von der Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen aufweist: eine Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten; eine vordere Abdeckplatte, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad der ersten Turbinenstufe und dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet ist; und eine hintere Abdeckplatte, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment und einem zweiten Turbinenrad der zweiten Turbinenstufe angeordnet ist, wobei sich jede von der vorderen Abdeckplatte und der hinteren Abdeckplatte radial zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel der zweiten Stufe erstreckt.

2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Seite des ersten Turbinenrades, die der vorderen Abdeckplatte zugewandt ist, einen Radrand mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen am Innendurchmesser des Radrandes in einer radial nach innen gerichteten Richtung aufweist und/oder wobei eine Seite des zweiten Turbinenrades, die der hinteren Abdeckplatte zugewandt ist, einen Radrand mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes in einer radial nach innen gerichteten Richtung aufweist.

3. Dichtungssystem nach Anspruch 2, wobei die vordere Abdeckplatte eine Mehrzahl von gekrümmten L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende aufweist, um ein Zurückhalten in Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie auf einer Seite des ersten Turbinenrades mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen am Innendurchmesser des Radrandes angebracht ist und/oder wobei die hintere Abdeckplatte eine Mehrzahl von gekrümmten L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende aufweist, um ein Zurückhalten in Radial- und Umfangsrichtung zu ermöglichen, wenn sie auf einer Seite des zweiten Turbinenrades mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen am Innendurchmesser des Radrandes angebracht ist.

4. Dichtungssystem nach Anspruch 2 oder 3, ausserdem aufweisend einen vorderen axialen Rückhaltering, der zwischen der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrades und der vorderen Abdeckplatte angeordnet ist, um die vordere Abdeckplatte mit dem ersten Turbinenrad zu verriegeln und/oder ferner aufweisend einen hinteren axialen Rückhaltering, der zwischen der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an dem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades und der hinteren Abdeckplatte angeordnet ist, um die hintere Abdeckplatte mit dem zweiten Turbinenrad zu verriegeln.

5. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausserdem aufweisend einen ersten Dichtungsdraht, der in einer Dichtungsdrahtnut der vorderen Abdeckplatte angeordnet ist und axial zwischen der vorderen Abdeckplatte und der Laufschaufel der ersten Stufe angeordnet ist, um den Radrand des ersten Turbinenrades vor einer Strömung aus dem Heissgaspfad zu isolieren und/oder ausserdem aufweisend einen zweiten Dichtungsdraht, der in einer zweiten Dichtungsdrahtnut der hinteren Abdeckplatte angeordnet ist und axial zwischen der hinteren Abdeckplatte und der Laufschaufel der zweiten Stufe angeordnet ist, um den Radrand des zweiten Turbinenrades von einer Strömung aus dem Heissgaspfad zu isolieren.

6. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hintere Abdeckplatte eine Engelsflügelstruktur an einem äusseren Ende der hinteren Abdeckplatte aufweist und/oder wobei die hintere Abdeckplatte einen Rückhaltehakenabschnitt aufweist, der an einer Seite angeordnet ist, die dem zweiten Turbinenrad zugewandt ist, zum axialen Rückhalten mit jedem von einem Schaufelrückhaltehaken der Laufschaufeln der zweiten Stufe.

7. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nahströmungspfaddichtungssegment eine Engelsflügelstruktur an einem äusseren Ende zu einer vorderen Seite des Nahströmungspfaddichtungssegments aufweist.

8. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine hintere Abdeckplatte eine Aufnahmestruktur zwischen einer Mehrzahl von Engelsflügelstegen aufweist, um das Nahströmungspfaddichtungssegment an der hinteren Seite festzuhalten.

9. Verfahren zur Montage eines Dichtungssystems einer Mehrstufenturbine mit einer Mehrzahl von Laufschaufeln einer ersten Stufe und einer Mehrzahl von Laufschaufeln einer zweiten Turbinenstufe an einem ersten Turbinenrad bzw. einem zweiten Turbinenrad, wobei das Verfahren aufweist: Installieren jeder von der Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe auf jeweils eine Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen des zweiten Turbinenrades; Anordnen eines hinteren Dichtungsdrahts in einer Dichtungsdrahtnut von jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten; Anbringen eines korrespondierenden Abschnitts von jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten auf die verlängerte Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe durch Bewegen jeder von der Mehrzahl von hinteren Abdeckplatten axial und dann radial nach aussen, so dass die Mehrzahl von Schaufelrückhaltehaken vollständig mit dem korrespondierenden Abschnitt der hinteren Abdeckplatte in Eingriff gelangen, wobei der korrespondierende Abschnitt eine Rückhaltehakenstruktur aufweist; Verschieben der Mehrzahl von Laufschaufeln der zweiten Stufe zusammen mit der hinteren Abdeckplatte auf die Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen; Anordnen eines hinteren axialen Rückhalterings zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des zweiten Turbinenrades und der hinteren Abdeckplatte, um die hintere Abdeckplatte mit dem zweiten Turbinenrad zu verriegeln; Anbringen einer Mehrzahl von gekrümmten L-förmigen Sitzen an einem inneren Ende von jeder von der Mehrzahl von vorderen Abdeckplatten mit einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen am Innendurchmesser eines Radrandes des ersten Turbinenrades, so dass die Mehrzahl von gekrümmten L-förmigen Sitzen vollständig in Eingriff ist mit der Mehrzahl von Laschenvorsprüngen; Anordnen eines vorderen axialen Rückhalterings zwischen einer Mehrzahl von Laschenvorsprüngen an einem Innendurchmesser des Radrandes des ersten Turbinenrades und der vorderen Abdeckplatte zum Verriegeln der vorderen Abdeckplatte mit dem ersten Turbinenrad; Anbringen eines vorderen Endes und eines hinteren Endes von jeder von der Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten an einem Hakenabschnitt der vorderen Abdeckplatte und einer Aufnahmestruktur der hinteren Abdeckplatte; Installieren von jeder von der Mehrzahl von Laufschaufeln der ersten Stufe auf jede von einer Mehrzahl von Schwalbenschwanzschlitzen des ersten Turbinenrads.

10. Gasturbinensystem aufweisend: eine Mehrzahl von Laufschaufeln einer ersten Turbinenstufe, die an einem ersten Turbinenrad befestigt sind; eine Mehrzahl von Laufschaufeln einer zweiten Turbinenstufe, die an einem zweiten Turbinenrad befestigt sind; eine Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen, die in Umfangsrichtung um eine Rotorradwelle der Gasturbine angeordnet sind und sich axial zwischen einer ersten Turbinenstufe und einer zweiten Turbinenstufe der Gasturbine erstrecken, wobei jede von der Mehrzahl von ersten Zwischenstufendichtungsteilsystemen aufweist: eine Mehrzahl von Nahströmungspfaddichtungssegmenten, eine vordere Abdeckplatte, die axial zwischen einem ersten Turbinenrad der ersten Turbinenstufe und dem Nahströmungspfaddichtungssegment angeordnet ist; und eine hintere Abdeckplatte, die axial zwischen dem Nahströmungspfaddichtungssegment und einem zweiten Turbinenrad der zweiten Turbinenstufe angeordnet ist, wobei sich jede von der vorderen Abdeckplatte und der hinteren Abdeckplatte radial zu einer Laufschaufel der ersten Stufe bzw. einer Laufschaufel der zweiten Stufe erstreckt.