DE102006054684B4

DE102006054684B4 - Leitapparat für eine Dampfturbine und Dampfturbine mit derartigem Leitapparat

Info

Publication number: DE102006054684B4
Application number: DE102006054684.9A
Authority: DE
Inventors: Steven Sebastian Burdgick; Boris Ivanovitch Frolov
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2026-11-18
Also published as: CN1982657B; US7654794B2; US20070110575A1; CN1982657A; JP4912840B2; DE102006054684A1; CH700013B1; JP2007138936A

Abstract

Leitapparat (100) für eine Dampfturbine (10), wobei der Leitapparat (100) aufweist:einen radial äußeren Ring (104), der dazu eingerichtet ist, sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung in der Dampfturbine (10) zu erstrecken;einen radial inneren Ring (102), der dazu eingerichtet ist, sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung in der Dampfturbine zu erstrecken, wobei der innere Ring (102) eine erste Öffnung (111) und eine zweite Öffnung (112) aufweist, die sich im Wesentlichen in Radialrichtung durch den inneren Ring (102) in Richtung des äußeren Ringes (104) erstrecken, wobei die zweite Öffnung (112) sich von der ersten Öffnung (111) unterscheidet und einen Senkabschnitt (140) aufweist; undwenigstens ein Leitschaufelblatt (106), das sich im Wesentlichen in Radialrichtung zwischen dem äußeren und dem inneren Ring (102, 104) erstreckt, wobei das Leitschaufelblatt (106) eine erste und eine zweite Öffnung aufweist, die in seinem radial inneren Ende ausgebildet sind und sich im Wesentlichen in Radialrichtung innerhalb des Leitschaufelblattes (106) erstrecken, wobei sich die zweite Öffnung des Leitschaufelblattes (106) von der ersten Öffnung des Leitschaufelblattes (106) unterscheidet und mit einem Gewinde versehen ist,wobei das Leitschaufelblatt (106) mit dem radial inneren Ring (102) mittels einer Befestigungseinrichtung verbunden ist, wobei die Befestigungseinrichtung einen Zapfen (130), der durch die erste Öffnung (111) des inneren Ringes (102) hindurch, in die erste Öffnung des Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und eine Ausrichtung des wenigstens einen Leitschaufelblattes (106) in Bezug auf den inneren Ring (102) ermöglicht, und einen Schraubenbolzen (150) aufweist, der durch die zweite Öffnung (112) des inneren Ringes (102) hindurch, in die zweite Öffnung des Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und das radial innere Ende des Leitschaufelblattes (106) an dem inneren Ring (102) durch Verschraubung sichert, wobei das wenigstens eine Leitschaufelblatt (106) an dem radial äußeren Ring (104) angeschweißt ist.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Dampfturbinen und insbesondere einen Leitapparat für eine Dampfturbine sowie eine Dampfturbine mit einem derartigen Leitapparat.
Wenigstens einige bekannte Dampfturbinen enthalten einen Turbinenaufbau, der mehrere Stufen von Leitapparaten umfasst. In wenigstens einigen bekannten Turbinen werden einige letzte Stufen von Leitapparaten im Englischen als Fillet -Fabrications (Kehlnaht- bzw. Ausrundungsfabrikationen) bezeichnet, die aus einem ringförmigen Außenring, einem ringförmigen Innenring und mehreren sich dazwischen erstreckenden und in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Schaufelblättern, Unterteilungen und/oder Leitschaufeln aufgebaut sind. Zur Unterstützung der Verbesserung der Strukturfestigkeit derartiger Leitapparate sind die Leitschaufelblätter an dem inneren und dem äußeren Ring angeschweißt. Um insbesondere das Erreichen einer vorbestimmten Anschlussfestigkeit zu ermöglichen, enthalten bekannte Fillet-Fabrikationen eine große Schweißkehlnaht an der zwischen dem Leitschaufelblatt und dem Ring festgelegten Verbindungsstelle.
Bei der Herstellung wenigstens einiger bekannter Fillet-Fabrikationen wird zunächst eine Strömungsbahnfläche des Innenrings und des Außenrings angerissen, und zwar bevor die einzelnen Leitschaufelblätter in ihrer Lage angeschweißt werden. Da jedoch bekannte Leitschaufelblätter gewöhnlich schwer und schwierig zu handhaben sind, kann der Schweißvorgang einen zeitraubenden und aufwendigen Prozess darstellen. In anderen bekannten Herstellungsverfahren wird eine komplizierte Aufspannvorrichtung zur Unterstützung der Ausrichtung und Halterung der Schaufelblätter während des Schweißvorgangs verwendet. Jedoch sind bekannte Aufspannvorrichtungen teuer. Außerdem kann es bei jedem Herstellungsverfahren zu einer Schweißverformung aufgrund einer lokalen Aufheizung und Schwindung des Schweißmaterials während der Herstellung des Leitapparates kommen. Infolgedessen sind häufig aufwendige Arbeitseinstellungen und/oder maschinelle Bearbeitungen des zusammengebauten Leitapparates erforderlich, um sicherzustellen, dass vorbestimmte Toleranzen und Düsendurchtrittsöffnungsbegrenzungen, die zwischen in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Schaufelblättern definiert sind, erfüllt sind. Im Übrigen können verformte Leitschaufelblätter oder Ringe im Allgemeinen die gewünschten Toleranzen nicht voll erhalten, so dass das Leistungsverhalten der Stufe beeinträchtigt sein kann.
US 5 586 864 A beschreibt einen Leitapparat für eine Turbine, der einen radial äußeren Ring, einen radial inneren Steg und tragflächenprofilförmige Schaufelblätter aufweist, die sich zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Steg erstrecken. Der innere Steg und der äußere Ring weisen Löcher auf, die Stifte von jedem Schaufelblatt aufnehmen, um die Schaufelblätter an dem inneren Steg und dem äußeren Ring zu fixieren. Die über die Stifte fixierten Schaufelblätter werden anschließend durch eine Kehlnahtschweißung an dem inneren Steg bzw. dem äußeren Ring gesichert.
DE 697 21 853 T2 beschreibt ein Verfahren zur Montage und Demontage von Leitschaufelblättern an einem inneren und einem äußeren Gehäuse einer Turbine, wobei die Leitschaufelblätter mittels Abstützstifte in lateraler und axialer Richtung an dem inneren Gehäuse fixiert und mittels Schraubzapfen an dem äußeren Gehäuse befestigt werden.
DD 44 647 A1 beschreibt eine Befestigungseinrichtung für Dampfturbinenleitschaufeln, die mittels Radialbolzen an einem Innenring und mittels Scherbolzen an einem Außenring eines Leitschaufeldeckels befestigt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Leitapparat für eine Dampfturbine und eine Dampfturbine mit einem derartigen Leitapparat zu schaffen, die eine kosteneffektive und wenig zeitaufwendige Herstellung des Leitapparates bei Reduktion der erforderlichen Schweißarbeiten ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Leitapparat mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und eine Dampfturbine nach Anspruch 5 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus den Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung.
Figurenliste

1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer beispielhaften bekannten Gegenstrom- oder Doppelstrom-Dampfturbine;
2 zeigt eine vergrößerte schematisierte Ansicht eines beispielhaften Leitapparates, der im Zusammenhang mit der in 1 veranschaulichten Dampfturbine verwendet werden kann;
3 zeigt eine vergrößerte schematisierte Ansicht eines Abschnitts des in 2 veranschaulichten Leitapparates und
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines in 3 veranschaulichten und als Bereich 4 gekennzeichneten Abschnitts des Leitapparates.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer beispielhaften bekannten Gegenstrom-Dampfturbine 10. Die Turbine 10 enthält eine erste und eine zweite Niederdruck (ND)-Stufe 12 und 14. Wie in der Technik bekannt, enthält jede Turbinenstufe 12 und 14 mehrere Stufen von (in 1 nicht veranschaulichten) Leitapparaten. Durch die Stufen 12 und 14 erstreckt sich eine Rotorwelle 16 hindurch. Jede ND-Stufe 12 und 14 enthält eine Düse 18 und 20. Ein einzelner äußerer Mantel oder einzelnes äußeres Gehäuse 22 ist entlang einer horizontalen Ebene und in Axialrichtung in einen oberen und einen unteren Teilabschnitt 24 bzw. 26 unterteilt und umspannt beide ND-Stufen 12 und 14. Ein zentraler Abschnitt 28 des Mantels 22 enthält einen NiederdruckDampfeinlass 30. In dem äußeren Mantel oder Gehäuse 22 sind die ND-Stufen 12 und 14 in einer einzigen Lagerspannweite durch Achslager 32 und 34 gelagert. Zwischen der ersten und der zweiten Turbinenstufe 12 und 14 erstreckt sich ein Strömungsverteiler 40.
Es sollte erwähnt werden, dass, obwohl 1 eine Doppelstrom-Niederdruckturbine veranschaulicht, der Fachmann ohne weiteres erkennen wird, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, im Zusammenhang mit Niederdruckturbinen verwendet zu werden, und dass sie auch im Zusammenhang mit einer beliebigen Doppelstromturbine, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich Mitteldruck(MD)-Turbinen oder Hochdruck(HD)-Turbinen, verwendet werden kann. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung im Zusammenhang mit Doppelstrom-Turbinen beschränkt, sondern kann auch beispielsweise bei Einzelstrom-Dampfturbinen eingesetzt werden.
Im Betrieb empfängt der Niederdruckdampfeinlass 30 einen Niederdruckdampf 50 mittlerer Temperatur von einer Quelle, beispielsweise einer HD-Turbine oder einer MD-Turbine, über eine (nicht veranschaulichte) Quer- bzw. Verbindungsrohrleitung. Der Dampf 50 wird durch den Einlass 30 hindurchgeleitet, wobei der Strömungsverteiler 40 den Dampf in zwei entgegengesetzt zueinander verlaufende Strömungsbahnen bzw. -pfade 52 und 54 aufteilt. Insbesondere wird der Dampf 50 durch die ND-Stufen 12 und 14 hindurch geleitet, wobei aus dem Dampf Arbeit extrahiert wird, um die Rotorwelle 16 zu drehen. Der Dampf tritt aus den ND-Stufen 12 und 14 aus und wird beispielsweise zu einer (nicht veranschaulichten) Mitteldruckturbine geleitet.
2 zeigt eine vergrößerte schematisierte Ansicht eines als Leitrad ausgebildeten beispielhaften Leitapparates 100, der im Zusammenhang mit der (in 1 veranschaulichten) Dampfturbine 10 verwendet werden kann. In einer Ausführungsform bildet der Leitapparat 100 den letztstufigen Leitapparat 100 der Turbine 10. Der Leitapparat 100 enthält ein ringförmiges inneres Band oder einen ringförmigen inneren Ring 102, einen ringförmigen äußeren Ring 104 und mehrere Leitschaufeln oder Leitschaufelblätter 106, die sich dazwischen erstrecken. Der Außenring 104 ist radial außen in Bezug auf den inneren Ring 102 angeordnet und im Wesentlichen konzentrisch zu diesem ausgerichtet. Die Leitschaufeln 106 sind zwischen den Ringen 102 und 104 in Umfangsrichtung im Abstand zueinander angeordnet, wobei sich jede zwischen dem inneren und dem äußeren Ring 102 bzw. 104 im Wesentlichen in Radialrichtung erstreckt.
Eine radial äußere Fläche 110 des inneren Ringes 102 und eine radial innere Fläche des äußeren Ringes 104 bilden eine radial innere und eine radial äußere Grenzfläche eines durch den Leitapparat 100 hindurch festgelegten Strömungspfads.
3 zeigt eine vergrößerte schematisierte Ansicht eines Abschnitts des Leitapparates 100. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Leitapparates 100, betrachtet in etwa in dem mit 4 gekennzeichneten Bereich in 3. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der innere Ring 102 des Leitapparates ausgehend von einem gewalzten oder geschmiedeten Ring eines Materials hergestellt. Alternativ kann der innere Ring 102 des Leitapparates auf eine beliebige Weise hergestellt sein, die dem Ring 102 ermöglicht, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren. Der Ring 102 enthält mehrere erste Öffnungen 111 (hier auch als Ausrichtöffnungen 111 bezeichnet) und mehrere zweite Öffnungen 112 (hier auch als Anschluss- oder Verbindungsöffnungen 112 bezeichnet). In einer beispielhaften Ausführungsform bilden die ersten Öffnungen 111 Zapfenöffnungen, während die zweiten Öffnungen 112 Bolzenöffnungen bilden. Die Öffnungen 111 und 112 erstrecken sich jeweils im Wesentlichen in Radialrichtung durch den inneren Ring 102 hindurch zwischen der Strömungsbahnfläche 110 und einer radial inneren Fläche 114 des inneren Ringes 102.
Die Öffnungen 111 und 112 sind jeweils in Umfangsrichtung um den inneren Ring 102 herum im Abstand zueinander angeordnet. Insbesondere sind die ersten Öffnungen 111 in der beispielhaften Ausführungsform in einem Abstand D stromabwärts von den zweiten Öffnungen 112 beabstandet angeordnet. Alternativ können die ersten Öffnungen 111 an einer beliebigen Stelle in Bezug auf die zweiten Öffnungen 112 ausgebildet sein, die eine Montage des Leitapparates 100 in der hier beschriebenen Weise unterstützt. Außerdem haben die ersten Öffnungen 111 in der beispielhaften Ausführungsform einen Durchmesser d_a, der kleiner ist als ein Durchmesser d_o jeder zweiten Öffnung 112. Alternativ kann der Öffnungsdurchmesser d_a ungefähr die gleiche Größe wie der Anschlussöffnungsdurchmesser d_o aufweisen oder größer als dieser sein. Insbesondere weist jeder Öffnungsdurchmesser d_a in der beispielhaften Ausführungsform ungefähr die gleiche Größe wie ein Durchmesser d_p jedes darin eingeführten Ausrichtungszapfens 130 auf.
In der beispielhaften Ausführungsform werden die ersten Öffnungen (Ausrichtöffnungen) 111 unter Verwendung eines hochgenauen maschinellen Bearbeitungsprozesses gebohrt. Alternativ können die ersten Öffnungen 111 durch einen beliebigen Prozess erzeugt werden, der den ersten Öffnungen 111 ermöglicht, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren. Insbesondere erleichtert die Lage der ersten Öffnungen 111 die Festlegung des Umfangsabstands zwischen in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Leitschaufelblättern 106 entlang der inneren Strömungsbahn. Außerdem erleichtert die Lage der ersten Öffnungen 111 auch die Ausrichtung jedes Leitschaufelblattes 106 in Axialrichtung in Bezug auf den inneren Ring 102 und insbesondere in Bezug auf die Strömungsbahnfläche 110. Beispielsweise befinden sich die ersten Öffnungen 111 in einer modifizierten Ausführungsform in Strömungsrichtung vor den zweiten Öffnungen 112.
Die zweiten Öffnungen 112 sind um den inneren Ring 102 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet, und jede enthält einen ausgesparten oder angesenkten Abschnitt (Senkabschnitt) 140, der sich von der radial inneren Fläche 114 aus nach innen in Richtung auf die Strömungsbahnfläche 110 erstreckt. Zwischen dem Senkabschnitt 140 und der Strömungsbahnfläche 110 weisen die zweiten Öffnungen 112 einen Durchmesser d_o auf, der kleiner ist als ein Durchmesser d_cs des Senkabschnitts 140. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Durchmesser d_cs des Senkabschnitts größer als ein Durchmesser dbh jedes darin aufgenommenen Schraubenbolzens 150, und der Öffnungsdurchmesser d_o ist größer als ein zugehöriger Durchmesser dbb jedes Verbindungsbolzenschaftes 152.
In der beispielhaften Ausführungsform werden die zweiten Öffnungen (Verbindungsöffnungen) 112 in einem hochgenauen maschinellen Bearbeitungsvorgang gebohrt. Alternativ können die zweiten Öffnungen 112 unter Verwendung eines beliebigen Prozesses ausgebildet werden, der den zweiten Öffnungen 112 ermöglicht, in der hier beschriebenen Weise zu funktionieren. Insbesondere erleichtert die Lage der zweiten Öffnungen 112 die Festlegung eines Durchtrittsbereiches, der zwischen in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Leitschaufeln 106 definiert ist. In der beispielhaften Ausführungsform sind die zweiten Öffnungen 112 etwas überdimensioniert, um die Vornahme geringer Ausrichtungsmodifikationen zu unterstützen, während einzelne Durchtrittsbereiche festgelegt werden.
Bei der Herstellung des Leitapparates 100 werden am Anfang die Öffnungen 111 und 112 im Wesentlichen radial in dem inneren Ring 102 ausgebildet. Eine erste Leitschaufel 106 wird anschließend in Bezug auf die Strömungsbahnfläche 110 des inneren Ringes positioniert, und ein Ausrichtungszapfen 130 (kurz Zapfen 130) wird durch Einschieben in einer zugehörigen Ausrichtöffnung 111 aufgenommen. Insbesondere wird der Ausrichtungszapfen 130 von der inneren Fläche 114 aus im Wesentlichen in Radialrichtung durch den Innenring 102 hindurch und in das Schaufelblatt 106 hinein eingeführt, das mit der Strömungsbahnfläche 110 in Anlage positioniert ist. Jeder Zapfen 130 wird in einer Reibpassung in einer jeweiligen ersten Öffnung 111 aufgenommen. Die Zapfen 130 unterstützen die Positionierung der Leitschaufelblätter 106 sowohl in Umfangsrichtung in Bezug aufeinander als auch in Axialrichtung in Bezug auf die Strömungsbahnfläche 110 des inneren Ringes. Alternativ können mehrere Zapfen 130 verwendet werden, um eine Ausrichtung jedes Leitschaufelblattes 106 in Bezug auf jedes andere Schaufelblatt zu unterstützen.
Die Leitschaufelblätter 106 werden anschließend in Bezug auf den Leitapparat 100 ausgerichtet, und die Anschlussöffnungen 112 werden anschließend in dem inneren Ring 102 sowie in den Leitschaufeln 106 ausgebildet. In der beispielhaften Ausführungsform wird der Abschnitt der zweiten Öffnungen 112, der in den Leitschaufeln 106 ausgebildet ist, mit einem Gewinde versehen. Anschließend wird in jede zweite Öffnung 112 jeweils ein Schraubenbolzen 150 (kurz Bolzen) eingeführt, um eine Sicherung jedes Leitschaufelblattes 106 an dem inneren Ring 102 zu unterstützen. Insbesondere kann, selbst wenn die Schraubenbolzen 150 durch Verschraubung mit jedem Leitschaufelblatt 106 gekoppelt sind, eine Ausrichtung der Leitschaufelblätter 106 immer noch geringfügig gedreht werden, um einzelne Leitschaufeldurchtrittsbereiche einzustellen. In einer modifizierten Ausführungsform werden mehrere Schraubenbolzen 150 dazu verwendet, eine Sicherung jedes Leitschaufelblattes 106 an dem inneren Ring 102 zu unterstützen.
Nachdem jeder zugehörige Durchtrittsbereich festgelegt worden ist, wird jedes Leitschaufelblatt 106 durch Heftschweißung an dem äußeren Ring 104 angeheftet, um die Aufrechterhaltung einer Ausrichtung jedes Leitschaufelblattes 106 zu unterstützen, wenn andere Leitschaufelblätter 106 innerhalb des Leitapparates 100 angeschlossen werden. Nachdem jeder Durchtrittsbereich festgelegt worden ist, werden die Schraubenbolzen 150 in den zweiten Öffnungen 112 sicher festgezogen, so dass ein Kopfabschnitt 170 jedes Schraubenbolzens 150 in dem Senkabschnitt 140 jeder zugehörigen Öffnung aufgenommen wird. Die Schraubenbolzen 150 erzeugen dann als solche keine zusätzlichen Ringe, Überstände oder Vorsprünge, die eine durch den Leitapparat 100 führende Fluidströmung in negativer Weise beeinflussen könnten.
Nachdem die Leitschaufelblätter 106 in Umfangsrichtung um den inneren Ring 102 herum zueinander im Abstand angeordnet worden sind und der äußere Ring 104 durch Heftschweißung an jedem in dem Leitapparat 100 enthaltenen Leitschaufelblatt 106 angeheftet worden ist, werden die Leitschaufelblätter 106 anschließend sicher oder fest an dem äußeren Ring 104 angeschweißt. In einer Ausführungsform werden mehrere zusätzliche Ausrichtöffnungen (nicht veranschaulicht) ausgebildet, um eine Sicherung jedes Leitschaufelblattes 106 in seiner Endausrichtung zu unterstützen. Die Leitschaufelblätter 106 werden insbesondere nicht sequentiell, der Reihe nach in Umfangsrichtung um den Leitapparat 100 herum angeschweißt, sondern vielmehr gemäß Schemen oder Mustern angeschweißt, die eine gleichmäßige Schweißung und eine Reduktion einer Schweißverbiegung und - verformung unterstützen.
Demgemäß wird ein Leitapparat auf eine Weise erzeugt, die im Vergleich zu bekannten Leitapparaten kosteneffektiver und weniger zeitaufwendig ist. Weil der Leitapparat 100 einen angeschraubten inneren Ring 102 enthält, werden bei der Herstellung an dem Leitapparat 100 weniger Schweißarbeiten durchgeführt, so dass die zur Herstellung des Leitapparates 100 erforderliche Zykluszeit im Vergleich zu bekannten Leitapparaten verringert ist. Weil die zweiten Öffnungen 112 des inneren Ringes geringfügig überdimensioniert sind, ermöglichen die zweiten Öffnungen 112 außerdem genauere Begrenzungen bzw. Festlegungen der Durchtrittsbereiche, die in einer kostengünstigeren Weise vorgenommen werden können, als dies bei bekannten Leitapparaten möglich ist. Im Ergebnis wird eine Verbesserung des Leistungsverhaltens und Wirkungsgrads einer Turbine ermöglicht. Weil der Leitapparat 100 im Vergleich zu bekannten Leitapparaten viel weniger Schweißarbeiten erfordert, ist die Schweißverformung innerhalb es Leitapparates 100 reduziert, so dass eine Verbesserung der Turbinenleistung ermöglicht ist.
Vorstehend sind beispielhafte Ausführungsformen von Leitapparaten oder Leiträdern und Dampfturbinen in Einzelheiten beschrieben. Obwohl die Leitapparate hier in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Dampfturbine beschrieben und veranschaulicht sind, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer beliebigen Dampfturbinenkonfiguration verwendet werden kann. Insbesondere sind die Leitapparate nicht auf die hier beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr können einzelne Aspekte jedes Leitapparates unabhängig und gesondert von sonstigen Turbinen oder Leitapparaten, wie sie hier beschrieben sind, verwendet werden.
Während die Erfindung hier anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben ist, wird ein gewöhnlicher Fachmann erkennen, dass die Erfindung in dem Rahmen und Schutzumfang der Ansprüche mit Modifikationen ausgeführt werden kann.
Es ist ein Leitapparat 100 für eine Dampfturbine 10 geschaffen. Die Herstellung des Leitapparates 100 umfasst eine Bereitstellung eines ringförmigen äußeren Ringes 104, eine Bereitstellung eines ringförmigen inneren Ringes 102, einen Anschluss mehrerer Leitschaufeln 106 an den inneren Ring mit Hilfe mehrerer im Wesentlichen radialer Befestigungsanordnungen in einer derartigen Weise, dass sich die mehreren Leitschaufeln von dem inneren Ring aus im Wesentlichen radial nach außen erstrecken, und einen Anschluss jeder der mehreren Leitschaufeln an den äußeren Ring.
Bezugszeichenliste

10: Dampfturbine
12: Turbinenstufe
14: Turbinenstufe
16: Rotorwelle
18: Düse
20: Düse
22: Außenmantel oder -gehäuse
24: unterer Teilabschnitt
26: Teilabschnitt
28: zentraler Abschnitt
30: Niederdruckdampfeinlass
32: Achslager
34: Achslager
40: Strömungsverteiler
50: Dampf
52: Strömungspfad, Strömungsbahn
54: Strömungspfad, Strömungsbahn
100: Leitrad, Leitapparat
106, 108;: Leitschaufel, Leitschaufelblatt
114: innere Fläche
130: Zapfen, Ausrichtungszapfen
140: Senkabschnitt
150: Schraubenbolzen
170: Kopfabschnitt

Claims

Leitapparat (100) für eine Dampfturbine (10), wobei der Leitapparat (100) aufweist: einen radial äußeren Ring (104), der dazu eingerichtet ist, sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung in der Dampfturbine (10) zu erstrecken; einen radial inneren Ring (102), der dazu eingerichtet ist, sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung in der Dampfturbine zu erstrecken, wobei der innere Ring (102) eine erste Öffnung (111) und eine zweite Öffnung (112) aufweist, die sich im Wesentlichen in Radialrichtung durch den inneren Ring (102) in Richtung des äußeren Ringes (104) erstrecken, wobei die zweite Öffnung (112) sich von der ersten Öffnung (111) unterscheidet und einen Senkabschnitt (140) aufweist; und wenigstens ein Leitschaufelblatt (106), das sich im Wesentlichen in Radialrichtung zwischen dem äußeren und dem inneren Ring (102, 104) erstreckt, wobei das Leitschaufelblatt (106) eine erste und eine zweite Öffnung aufweist, die in seinem radial inneren Ende ausgebildet sind und sich im Wesentlichen in Radialrichtung innerhalb des Leitschaufelblattes (106) erstrecken, wobei sich die zweite Öffnung des Leitschaufelblattes (106) von der ersten Öffnung des Leitschaufelblattes (106) unterscheidet und mit einem Gewinde versehen ist, wobei das Leitschaufelblatt (106) mit dem radial inneren Ring (102) mittels einer Befestigungseinrichtung verbunden ist, wobei die Befestigungseinrichtung einen Zapfen (130), der durch die erste Öffnung (111) des inneren Ringes (102) hindurch, in die erste Öffnung des Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und eine Ausrichtung des wenigstens einen Leitschaufelblattes (106) in Bezug auf den inneren Ring (102) ermöglicht, und einen Schraubenbolzen (150) aufweist, der durch die zweite Öffnung (112) des inneren Ringes (102) hindurch, in die zweite Öffnung des Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und das radial innere Ende des Leitschaufelblattes (106) an dem inneren Ring (102) durch Verschraubung sichert, wobei das wenigstens eine Leitschaufelblatt (106) an dem radial äußeren Ring (104) angeschweißt ist.
Leitapparat (100) nach Anspruch 1, wobei der radial innere Ring (102) mehrere erste und zweite Öffnungen (111, 112) aufweist, die sich durch dieses hindurch erstrecken und jeweils in Umfangsrichtung um den inneren Ring (102) herum im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die ersten Öffnungen (111) zur Aufnahme von Zapfen (130), um eine Ausrichtung eines jeweiligen Leitschaufelblattes (106) in Bezug auf den Leitapparat zu unterstützen, und die zweiten Öffnungen (112) zur Aufnahme von Schraubenbolzen (150) eingerichtet sind, um das jeweilige Leitschaufelblatt (106) an dem inneren Ring (102) zu sichern.
Leitapparat (100) nach Anspruch 2, wobei jeder Zapfen (130) in einer Reibpassung in einer jeweiligen ersten Öffnung (111) aufgenommen ist.
Leitapparat (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweiten Öffnungen (112) geringfügig überdimensioniert sind, um bei der Herstellung des Leitapparates (100) die Vornahme geringer Ausrichtungsmodifikationen an einem jeweiligen Schaufelblatt (106) zu ermöglichen.
Dampfturbine (10), die wenigstens einen Leitapparat (100) aufweist, zu dem ein radial äußerer Ring (104), ein radial innerer Ring (102), der mehrere in Umfangsrichtung beabstandete erste Öffnungen (111) und mehrere in Umfangsrichtung beabstandete zweite Öffnungen (112) aufweist, die sich im Wesentlichen in Radialrichtung durch den inneren Ring (102) und in Richtung des äußeren Ringes (104) erstrecken, wobei die zweiten Öffnungen (112) sich von den ersten Öffnungen (111) unterscheiden und einen Senkabschnitt (140) aufweisen, und mehrere Leitschaufelblätter (106) gehören, die sich zwischen dem radial inneren Ring (102) und dem radial äußeren Ring (104) erstrecken und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei jedes Leitschaufelblatt (106) eine erste und eine zweite Öffnung aufweist, die in seinem radial inneren Ende ausgebildet sind und sich im Wesentlichen in Radialrichtung innerhalb des Leitschaufelblattes (106) erstrecken, wobei sich die zweite Öffnung des Leitschaufelblattes (106) von der ersten Öffnung des Leitschaufelblattes (106) unterscheidet und mit einem Gewinde versehen ist, wobei der radial äußere und innere Ring (102, 104) gestaltet sind, um sich in der Turbine in Umfangsrichtung zu erstrecken, wobei die mehreren Leitschaufelblätter (106) mit dem radial inneren Ring (102) jeweils mittels einer Befestigungseinrichtung verbunden sind, wobei die Befestigungseinrichtung einen Zapfen (130), der durch die erste Öffnung (111) des inneren Ringes (102) hindurch, in die erste Öffnung des jeweiligen Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und eine Ausrichtung des jeweiligen Leitschaufelblattes (106) in Bezug auf den inneren Ring (102) ermöglicht, und einen Schraubenbolzen (150) aufweist, der durch die zweite Öffnung (112) des inneren Ringes (102) hindurch, in die zweite Öffnung des jeweiligen Leitschaufelblattes (106) hinein ragt und das radial innere Ende des jeweiligen Leitschaufelblattes (106) an dem inneren Ring (102) durch Verschraubung sichert, wobei die mehreren Leitschaufelblätter (106) an dem radial äußeren Ring (104) angeschweißt sind.