DE102008055575A1 - Verfahren zur Reparatur eines gekühlten Turbinenleitapparatsegmentes - Google Patents

Verfahren zur Reparatur eines gekühlten Turbinenleitapparatsegmentes Download PDF

Info

Publication number
DE102008055575A1
DE102008055575A1 DE102008055575A DE102008055575A DE102008055575A1 DE 102008055575 A1 DE102008055575 A1 DE 102008055575A1 DE 102008055575 A DE102008055575 A DE 102008055575A DE 102008055575 A DE102008055575 A DE 102008055575A DE 102008055575 A1 DE102008055575 A1 DE 102008055575A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine nozzle
nozzle segment
repairing
turbine
cooling holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008055575A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Scott Mason Cole
James Herbert Mason Deines
Ching-Pang Cincinnati Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE102008055575A1 publication Critical patent/DE102008055575A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F05D2230/12—Manufacture by removing material by spark erosion methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718—Repairing
    • Y10T29/49719—Seal or element thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) beschrieben, das ein Band (208) und mehrere Schaufelblätter (136) aufweist, wobei das Band (208) einen Flansch (132) aufweist. Das Verfahren enthält die Schritte der Reparatur eines beschädigten Bereiches (204) an dem Turbinenleitapparatsegment (200) und des Bohrens mehrerer Kühllöcher (144) in dem Flansch (132).

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die beispielhaften Ausführungsformen betreffen allgemein Gasturbinentriebwerkskomponenten und insbesondere ein Verfahren zur Reparatur gekühlter Turbinenleitapparatsegmente.
  • Gasturbinentriebwerke umfassen typischerweise einen Verdichter, eine Brennkammer und wenigstens eine Turbine. Der Verdichter kann Luft verdichten, die mit einem Brennstoff gemischt und zu der Brennkammer geleitet werden kann. Das Gemisch kann dann entzündet werden, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, und die Verbrennungsgase können der Turbine zugeführt werden. Die Turbine kann den Verbrennungsgasen Energie entziehen, um den Verdichter anzutreiben und nutzbare Arbeit zu erzeugen, um ein fliegendes Flugzeug voranzutreiben oder eine Last, wie beispielsweise einen elektrischen Generator, anzutreiben.
  • Die Turbine kann eine Stator- und eine Rotorbaugruppe umfassen. Die Statorbaugruppe kann eine stationäre Leitapparatbaugruppe mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Schaufelblätter umfassen, die sich radial zwischen einem Innen- und einem Außenband erstrecken, wobei die Bänder einen Strömungsweg definieren, durch den die Verbrennungsgase geleitet werden. Typischerweise sind die Schaufelblätter und Bänder als eine Vielzahl von Segmenten ausgebildet, die ein oder zwei voneinander beabstandete Schaufelblätter umfassen können, die sich radial zwischen einem Innen- und einem Außenband erstrecken. Die Segmente sind miteinander verbunden und bilden so die Leitapparatbaugruppe. Das Band kann einen oder mehrere Flansche umfassen, um die Leitapparatbaugruppe an anderen Komponenten des Gasturbinentriebwerks zu befestigen.
  • Die Rotorbaugruppe kann sich stromabwärts der Statorbaugruppe befinden und eine Vielzahl Schaufeln aufweisen, die sich von einer Scheibe aus radial nach außen erstrecken. Jede Rotorschaufel kann ein Schaufelblatt umfassen, das sich zwischen einer Plattform und einer Spitze erstrecken kann. Jede Rotorschaufel kann auch einen Fuß umfassen, der sich unter der Plattform erstrecken und in einem entsprechenden Schlitz in der Scheibe aufgenommen sein kann. Alternativ kann die Scheibe eine Blisk oder „Bladed Disk" (beschaufelte Scheibe) sein, die die Notwendigkeit eines Fußes verringern kann, so dass das Schaufelblatt direkt von der Scheibe ausgehen kann. Die Rotorbaugruppe kann an der Spitze radial durch ein stationäres ringförmiges Deckband begrenzt sein. Die Deckbänder und Plattformen (oder im Falle einer Blisk die Scheibe) definieren einen Strömungsweg, durch den die Verbrennungsgase geleitet werden.
  • Da die Gastemperaturen aufgrund der Forderung nach erhöhter Leistung steigen, können Komponenten eventuell den erhöhten Temperaturen nicht standhalten. Höhere Gastemperaturen führen zu höheren Metalltemperaturen, die einen primären Beitragsfaktor zur Überbelastung bzw. Beschädigung bilden. Eine erhöhte Belastung kann die Bildung von Rissen oder Löchern in diesen Bereichen hervorrufen, was zu einer Leistungsverschlechterung und höheren Reparaturkosten führt. Die Bereiche mit höherer Temperatur und höherem Druck sind der erhöhten Belastung am stärksten ausgesetzt. Wie in 1 gezeigt, befindet sich ein derartiger Bereich 80 mit höherer Temperatur und höherem Druck zwischen den Abströmkanten der Schaufelblätter eines Leitapparatsegments. In diesem Bereich ist die Kombination aus hohem Druck und hoher Temperatur am stärksten ausgeprägt, und der Bereich ist dadurch am anfälligsten für eine Beschädigung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes, das ein Band und mehrere Schaufelblätter aufweist, wobei das Band einen Flansch aufweist, die Schritte der Reparatur eines beschädigten Bereiches an dem Turbinenleitapparatsegment und des Bohrens mehrerer Kühllöcher in dem Flansch.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform enthält ein Verfahren zur Reparatur einer Turbinenleitapparatbaugruppe, die ein Band und mehrere Schaufelblätter aufweist, wobei das Band einen Flansch mit mehreren Kühllöchern aufweist, die Schritte der Reparatur eines beschädigten Bereiches an dem Turbinenleitapparatsegment und des Ausfüllens der Kühllöcher. Das Verfahren enthält ferner ein Bohren mehrerer neuer Kühllöcher in dem Flansch.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Drücke und Temperaturen an einem typischen Turbinenleitapparatsegment veranschaulicht.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Gasturbinentriebwerks.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Turbinenleitapparatbaugruppe.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht durch den Bereich des Außenbandes einer beispielhaften Ausführungsform einer Turbinenleitapparatbaugruppe.
  • 5 zeigt eine Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegments.
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegments.
  • 7 zeigt eine Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegments.
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegmentes, geschnitten entlang der Linie 8-8 in 8.
  • 9 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des hinteren Endes auf der dem Strömungsweg zugewandten Seite des Außenbandes einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegmentes vor einer Reparatur.
  • 10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des hinteren Endes auf der dem Strömungsweg zugewandten Seite des Außenbandes einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegmentes nach einer Reparatur.
  • 11 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinenleitapparatsegmentes und einer Reparatur, geschnitten entlang der Linie 8-8 in 3.
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 2 zeigt eine schematisierte Querschnittsansicht eines beispielhaften Gasturbinentriebwerks 100. Das Gasturbinentriebwerk 100 kann einen Niederdruckverdichter 102, einen Hochdruckverdichter 104, eine Brennkammer 106, eine Hochdruckturbine 108 und eine Niederdruckturbine 110 umfassen. Der Niederdruckverdichter kann mit der Niederdruckturbine durch eine Welle 112 verbunden sein. Der Hochdruckverdichter 104 kann mit der Hochdruckturbine 108 durch eine Welle 114 verbunden sein. Im Betrieb strömt Luft durch den Niederdruckverdichter 102 und den Hochdruckverdichter 104. Die hochverdichtete Luft wird der Brennkammer 106 zugeführt, wo sie mit einem Brennstoff gemischt und entzündet wird, um Verbrennungsgase zu erzeugen. Die Verbrennungsgase werden von der Brennkammer 106 aus weitergeleitet, um die Turbinen 108 und 110 anzutreiben. Die Turbine 110 treibt den Niederdruckverdichter 102 mittels einer Welle 112 an. Die Turbine 108 treibt den Hochdruckverdichter 104 mittels einer Welle 114 an.
  • Wie in den 3–7 gezeigt, kann die Hochdruckturbine 108 eine Turbinenleitapparatbaugruppe 116 umfassen. Die Turbinenleitapparatbaugruppe 116 kann sich stromabwärts von der Brennkammer 106 oder einer Reihe von Turbinenschaufeln befinden. Die Turbinenleitapparatbaugruppe 116 umfasst eine kreisringförmige Anordnung von Turbinenleitapparatsegmenten 118. Eine Vielzahl gekrümmter bzw. bogenförmiger Turbinenleitapparatsegmente 118 kann miteinander verbunden sein, um die ringförmige Turbinenleitapparatbaugruppe 116 zu bilden. Die Turbinenleitapparatsegmente 118 können ein Innenband 120 und ein Außenband 122 aufweisen, wobei diese Bänder den Strom der Verbrennungsgase durch die Turbinenleitapparatbaugruppe 116 radial begrenzen. Das Innenband 120 kann eine dem Strömungsweg zugewandte Seite 124 und eine von dem Strömungsweg abgewandte Seite 126 umfassen, und das Außenband 122 kann eine dem Strömungsweg zugewandte Seite 128 und eine vom Strömungsweg abgewandte Seite 130 aufweisen. Ein oder mehrere Flansche 132 können sich von den vom Strömungsweg abgewandten Seiten 126 und 130 des Innenbandes 120 und des Außenbands 122 aus erstrecken. Zum Beispiel erstreckt sich – wie in 3 gezeigt – der Flansch 134 radial von dem Außenband 122 aus und kann zur Befestigung der Turbinenleitapparatbaugruppe 116 an anderen Komponenten des Gasturbinentriebwerks 100 verwendet werden.
  • Schaufelblätter 136 erstrecken sich radial zwischen dem Innenband 120 und dem Außenband 122, um den Strom der Verbrennungsgase durch die Turbinenleitapparatbaugruppe 116 zu lenken. Die Schaufelblätter 136 weisen eine Vorder- bzw. Anströmkante 138 an der Vorderseite des Turbinenleitapparatsegments 118 und eine Hinter- bzw. Abströmkante 140 an der Hinterseite des Turbinenleitapparatsegments 118 auf. Die Schaufelblätter 136 können in einer massiven oder hohlen Bauweise ausgeführt sein. Hohle Schaufelblätter können einen oder mehrere innere Kühlkanäle enthalten, die zur Kühlung des Schaufelblatts und zur Erzielung einer Filmkühlung an den Schaufelblattoberflächen dienen. Andere hohle Schaufelblätter können einen Hohlraum oder mehrere Hohlräume zur Aufnahme eines Kühleinsatzes aufweisen. Der Kühleinsatz kann über eine Vielzahl von Kühlöffnungen zum Aufprall der Kühlluft auf die Innenoberfläche des hohlen Schaufelblatts verfügen, bevor sie als Filmkühlluft durch Löcher in dem Schaufelblatt austritt. Es kann jede in der Technik bekannte Schaufelblattkonfiguration verwendet werden.
  • Der Begriff „Band", wie er nachfolgend verwendet wird, kann das Innenband 120, das Außenband 122 oder sowohl das Innenband 120 als auch das Außenband 122 bezeichnen. Das Band kann einen oder mehrere Flansche 132 aufweisen, die sich radial von der Strömungsweg abgewandten Seite 126, 130 aus erstre cken. Zumindest einer der Flansche 132 kann in der Nähe der Hinterseite des Leitapparatsegments 118 angeordnet sein, wie beispielsweise der Flansch 134 in 3, ohne darauf beschränkt zu sein. Stromaufwärts des Flansches 134 kann sich eine auch als Plenum bezeichnete Sammelkammer 142 befinden. Das Plenum 142 kann Kühlluft von einem anderen Teil des Triebwerks aufnehmen, wie beispielsweise von dem Hochdruckverdichter 104. Die Kühlluft kann dem Plenum 142 durch jedes in der Technik bekannte Mittel zugeführt werden.
  • In dem Flansch 134 können mehrere Kühlöffnungen 144 angeordnet sein. Die Kühlöffnungen 144 können einen Einlass 146 an dem Plenum 142 an der stromaufwärts liegenden Seite des Flansches 134 und einen Auslass 148 an der stromabwärts liegenden Seite des Flansches 134 aufweisen. Der Einlass 146 kann Kühlluft aus dem Plenum 142 aufnehmen und die Kühlluft zum Auslass 148 hindurchleiten. Die Kühlöffnung 144 und der Auslass 148 können so angeordnet sein, dass der Auslass 148 auf das Hinterende 150 des Bandes gerichtet ist, um so eine Prallkühlung an dem Hinterende 150 zu bewirken. Die Auslässe 148 können jede in der Technik bekannte Form aufweisen. Die Öffnungen 144 können ferner auf jede in der Technik bekannte Weise ausgebildet werden, beispielsweise durch Elektroerosivbearbeitung, elektrochemische Bearbeitung, Laserbohren, mechanisches Bohren oder durch anderes ähnliches Verfahren.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, wie sie in den 3, 4 und 6 gezeigt ist, können die Kühlöffnungen 144 einen zusammengesetzten Winkel aufweisen. Die Kühlöffnungen 144 können einen ersten Winkel β aufweisen, der in der Radialebene (der X-Y-Ebene) relativ zu einer parallel zur Triebwerks-Mittellinie 152 verlaufenden Linie gemessen wird, so dass der Auslass auf das Hinterende 150 gerichtet ist. Die Kühlöffnungen 144 können einen zweiten Winkel α aufweisen, der in der Umfangsebene (der X-Z Ebene) relativ zu einer parallel zur Triebwerks-Mittellinie 152 verlaufenden Linie gemessen wird, so dass die Kühlöffnungen 144 im Wesentlichen in die Richtung des aus dem Leitapparatsegment austretenden Stroms gerichtet sind, wie er durch die Schaufelblatt-Abströmkanten 140 gelenkt wird. Der erste Winkel β kann zwischen etwa 10 und etwa 75 Grad betragen. Der zweite Winkel α kann zwischen etwa 10 und etwa 80 Grad betragen. Die Kühlöffnungen 144 können so angeordnet sein, dass sie auf einen Bereich hohen Drucks und hoher Temperatur gerichtet sind. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Kühlöffnungen auf einen Bereich 158 an dem Hinterende 150 des Bandes auf der vom Strömungsweg abgewandten Seite 126, 130 zwischen den Abströmkanten 140 der Schaufelblätter 136 gerichtet sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform können die Kühlöffnungen 144 auf das Hinterende 150 in einer einzigen Ebene gerichtet sein, so dass die Öffnungen 144 einen Winkel β aufweisen, der in der Radialebene (der X-Y-Ebene) relativ zu einer parallel zur Triebwerks-Mittellinie 152 verlaufenden Linie gemessen wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform wären alle anderen Winkel gleich Null.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Wärmedämmschicht (WDS) 160 auf die Strömungsweg zugewandte Bandoberfläche 124, 128 aufgebracht werden. Die Dicke der WDS kann zwischen etwa 5 Nil und etwa 25 Nil betragen. Es kann jede in der Technik bekannte WDS verwendet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die WDS eine dreischichtige WDS mit einer ersten Schicht aus MCrAlY – wobei M aus der Ni und Co umfassenden Gruppe ausgewählt ist – einer zweiten Schicht aus Aluminid und einer dritten Schicht aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid (YSZ) sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann eine zweischichtige WDS verwendet werden, bei der Platinaluminid oder Aluminid anstelle der ersten Schicht aus MCrAlY und der zweiten Schicht aus Aluminid verwendet werden können.
  • 8–12 veranschaulichen eine beispielhafte Ausführungsform eines Reparaturverfahrens. In Schritt 300 kann ein triebwerkeigenes Turbinenleitapparatsegment 200 bereitgestellt bzw. geschaffen werden. Das Turbinenleitapparatsegment 200 kann Löcher 144 aufweisen, braucht aber nicht. Das Turbinenleitapparatsegment 200 kann mit einer Wärmedämmschicht 202 beschichtet sein. In einem oder mehreren Bereichen des Turbinenleitapparatsegmentes 200 können ein oder mehrere Risse oder überbeanspruchte bzw. beschädigte Bereiche 204 angeordnet sein. Ein bestimmter Bereich kann sich in der Nähe der Abström- bzw. Hinterkante 206 des Bandes 208 befinden, wobei jedoch Risse, die repariert werden müssen, sich in irgendeinem Bereich des Turbinenleitapparatsegmentes ausbilden können.
  • Das Turbinenleitapparatsegment 200 kann in Schritt 302 gereinigt werden. Die Reinigung kann ein Reinigungsstrahlen bzw. Sandstrahlen enthalten, das jede Korrosion vom Triebwerksgebrauch entfernen kann. Wenn das Turbinenleitapparatsegment 200 gereinigt ist, kann in Schritt 304 die Beschichtung entfernt werden. Dieser Schritt kann weggelassen werden, sollte das Leitapparatsegment 200 keine Beschichtung aufweisen. Ein Säurebad kann dazu verwendet werden, die Beschichtung abzulösen. Es kann jede in der Technik bekannte Säure hierzu verwendet werden. Wenn die Beschichtung entfernt ist, kann das Leitapparatsegment 200 in Schritt 306 überprüft werden, um irgendwelche Risse oder überbeanspruchte bzw. beschädigte Bereiche 204 in dem Basismetall aufzufinden. Falls Risse 204 gefunden werden, kann eine Schnittlinie 210 identifiziert werden. Die Schnittlinie 210 kann auf einer Teil-für-Teil-Basis, für jedes Teil einzeln in Abhängigkeit davon identifiziert werden, wo Risse 204 gefunden werden. Die Schnittlinie 210 kann eine Linie sein, an der ein Schnitt vorgenommen wird, um einen Riss mit der minimalen Menge an abgetragenem Material zu beseitigen und dabei gleichzeitig keine zusätzliche Spannung in die Kom ponente einzuführen. Das beschädigte Material kann in Schritt 308 durch einen Schnitt entlang der Schnittlinie 210 abgetragen werden. Es kann ein auch als „Spad" bezeichnetes Ersatzstück oder Materialeinsatz 212 erzeugt werden, das/der dem entfernten Material im Wesentlichen ähnlich ist. In Schritt 310 kann das Spad 212 an dem Leitapparatsegment 200 entlang der Schnittlinie 210 angebracht werden. Zur gleichen Zeit können beliebige sonstige beschädigte Bereiche des Leitapparatsegmentes 204 entweder durch Spad-Ersatzmaßnahmen oder durch Schweißreparaturen repariert werden, bei denen Material einem beschädigten Bereich zugegeben und anschließend zu einer normalen Größe geformt wird. In Schritt 312 können Kühlöffnungen 144 in dem Flansch 132 erzeugt werden. Die Öffnungen 144 können auf jede beliebige in der Technik bekannte Weise, wie beispielsweise durch ein funkenerosives Bohrverfahren, elektrochemisches Bearbeiten, Laserbohren, mechanisches Bohren oder auf jede beliebige sonstige ähnliche Weise, ausgebildet werden. Wenn das Leitapparatsegment 200 zuvor Öffnungen 144 enthielt, können die Öffnungen 144 dann in Schritt 310 ausgefüllt und in Schritt 312 erneut gebohrt werden. Wenn alle Reparaturmaßnahmen beendet sind, kann eine neue Wärmedämmschicht 214, die der vorstehend beschriebenen ähnlich ist, in Schritt 314 geschaffen werden.
  • Durch Bereitstellung von Kühlöffnungen in diesen Bereichen und insbesondere durch Prallkühlluft in diesen Bereichen kann die Metalltemperatur reduziert werden, was zu einer geringeren Beanspruchung und Wahrscheinlichkeit einer Riss- oder Lochbildung führt. So wird das Turbinenleitapparatsegment an sich länger halten, was im Lauf der Zeit weniger Reparaturen und/oder Ersatzteile für das Gasturbinentriebwerk ergibt.
  • Diese Beschreibung in Schriftform offenbart beispielhafte Ausführungsformen, darunter die bestmögliche Ausführungsform, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die beispielhaften Ausführungsformen herzustellen und zu verwenden. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert und kann weitere Beispiele einschließen, wie sie Fachleuten einfallen könnten. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche mit umfasst sein, wenn diese Beispiele strukturelle Elemente aufweisen, die von dem Wortlaut bzw. Wortsinn der Ansprüche nicht abweichen, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden zum Wortsinn der Ansprüche aufweisen.
  • Es ist ein Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes 200 beschrieben, das ein Band 208 und mehrere Schaufelblätter 136 aufweist, wobei das Band 208 einen Flansch 132 aufweist. Das Verfahren enthält die Schritte der Reparatur eines beschädigten Bereiches 204 an dem Turbinenleitapparatsegment 200 und des Bohrens mehrerer Kühllöcher 144 in dem Flansch 132.
    • 80
    Bereich mit höherer Temperatur & höherem Druck
    100
    Gasturbinentriebwerk
    102
    Niederdruckverdichter
    104
    Hochdruckverdichter
    106
    Brennkammer
    108
    Hochdruckturbine
    110
    Niederdruckturbine
    112
    Welle
    114
    Welle
    116
    Turbinenleitapparatbaugruppe
    118
    Turbinenleitapparatsegmente
    120
    Innenband
    122
    Außenband
    124
    Strömungsweg zugewandte Seite
    126
    Strömungsweg abgewandte Seite
    128
    Strömungsweg zugewandte Seite
    130
    Strömungsweg abgewandte Seite
    132
    Flansche
    134
    Flansch
    136
    Schaufelblätter
    138
    Anströmkante, Vorderkante
    140
    Abströmkante, Hinterkante
    142
    Plenum, Sammelkammer
    144
    Kühlöffnungen
    150
    Hinterende
    152
    Triebwerks-Mittellinie
    158
    Bereich
    160
    Wärmedämmschicht
    200
    Turbinenleitapparatsegment
    202
    Wärmedämmschicht
    204
    Risse oder beschädigte Bereiche
    206
    Abströmkante, Hinterkante
    208
    Band
    210
    Schnittlinie
    212
    Spad, Ersatzstück
    214
    Wärmedämmschicht
    300
    Bereitstellungsschritt
    302
    Reinigungsschritt
    304
    Beschichtungs-Entfernungsschritt
    306
    Überprüfungsschritt
    308
    Materialabtragungsschritt
    310
    Befestigungsschritt
    312
    Kühlöffnungs-Bildungsschritt
    314
    Wärmedämmschicht-Bildungsschritt

Claims (10)

  1. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200), das ein Band (208) und mehrere Schaufelblätter (136) aufweist, wobei das Band (208) einen Flansch (132) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Reparatur eines beschädigten Bereiches (204) an dem Turbinenleitapparatsegment (200); und Bohren mehrerer Kühlöffnungen (144) in dem Flansch (132).
  2. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, wobei die Kühlöffnungen (144) zur Aufprallkühlung eines hinteren Endes (150) einer von einem Strömungsweg abgewandten Seite (136, 130) des Bandes (208) ausgerichtet werden.
  3. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, wobei die Kühlöffnungen (144) einen zusammengesetzten Winkel relativ zu einer Linie aufweisen, die zu der Triebwerksmittellinie (152) parallel verläuft.
  4. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Reinigen des Turbinenleitapparatsegmentes (200) vor dem Reparaturschritt.
  5. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Ablösen einer Wärmedämmschicht (214) von dem Turbinenleitapparatsegment (200) vor dem Reparaturschritt.
  6. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Überprüfung des Turbinenleitapparatsegmentes (200) vor dem Reparaturschritt.
  7. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, wobei der Reparaturschritt ferner aufweist: Entfernen eines beschädigten Abschnitts (204) an einer Schnittlinie (210); und Befestigung eines Ersatzstücks (212) an dem Turbinenleitapparatsegment (200) an der Schnittlinie (210).
  8. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Beschichten des Turbinenleitapparatsegmentes (200) mit einer Wärmedämmschicht (214) nach dem Bohrschritt.
  9. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, wobei die Kühlöffnungen (144) in Bezug auf eine zu einer Triebwerksmittellinie (152) parallel verlaufenden Linie unter einem Winkel relativ zu der Axialrichtung von etwa 10 Grad bis etwa 75 Grad ausgerichtet sind.
  10. Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes (200) nach Anspruch 1, wobei die Kühlöffnungen (144) in Bezug auf eine zu einer Triebwerksmittellinie (152) parallel verlaufenden Linie unter einem Winkel relativ zu der Umfangsrichtung zwischen etwa 10 Grad und etwa 80 Grad ausgerichtet sind.
DE102008055575A 2007-12-29 2008-12-19 Verfahren zur Reparatur eines gekühlten Turbinenleitapparatsegmentes Withdrawn DE102008055575A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/967,193 2007-12-29
US11/967,193 US20090165275A1 (en) 2007-12-29 2007-12-29 Method for repairing a cooled turbine nozzle segment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008055575A1 true DE102008055575A1 (de) 2009-07-02

Family

ID=40690921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008055575A Withdrawn DE102008055575A1 (de) 2007-12-29 2008-12-19 Verfahren zur Reparatur eines gekühlten Turbinenleitapparatsegmentes

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090165275A1 (de)
DE (1) DE102008055575A1 (de)
NL (1) NL2002340C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8979442B2 (en) 2012-05-16 2015-03-17 Solar Turbines Incorporated System and method for modifying a gas turbine engine in the field
US11524350B1 (en) 2021-10-04 2022-12-13 General Electric Company Backwall strike braze repair

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2280791A1 (fr) * 1974-07-31 1976-02-27 Snecma Perfectionnements au reglage du jeu entre les aubes et le stator d'une turbine
US4008844A (en) * 1975-01-06 1977-02-22 United Technologies Corporation Method of repairing surface defects using metallic filler material
EP0902164B1 (de) * 1997-09-15 2003-04-02 ALSTOM (Switzerland) Ltd Plattformkühlung für Gasturbinen
US6173491B1 (en) * 1999-08-12 2001-01-16 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for replacing a turbine vane airfoil
US7204019B2 (en) * 2001-08-23 2007-04-17 United Technologies Corporation Method for repairing an apertured gas turbine component
US20030106215A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-12 General Electric Company Turbine nozzle segment and method of repairing same
US20050235492A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Arness Brian P Turbine airfoil trailing edge repair and methods therefor
US7278828B2 (en) * 2004-09-22 2007-10-09 General Electric Company Repair method for plenum cover in a gas turbine engine
US7246989B2 (en) * 2004-12-10 2007-07-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Shroud leading edge cooling
US7452184B2 (en) * 2004-12-13 2008-11-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Airfoil platform impingement cooling
GB2427657B (en) * 2005-06-28 2011-01-19 Siemens Ind Turbomachinery Ltd A gas turbine engine
US7785067B2 (en) * 2006-11-30 2010-08-31 General Electric Company Method and system to facilitate cooling turbine engines

Also Published As

Publication number Publication date
NL2002340A1 (nl) 2009-06-30
NL2002340C2 (en) 2009-07-30
US20090165275A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60211228T2 (de) Methode zum Reparieren einenTurbinenleitapparat
DE60129779T2 (de) Anbringung von Kühlkanälen in Turbinenteilen
DE102008055574A1 (de) Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegmentes
DE102007044727B4 (de) Verfahren und Geräte für die Herstellung von Turbinenantrieben
DE102008055567A1 (de) Gekühltes Turbinenleitapparatsegment
DE102014114240A1 (de) Verfahren und System zur Schaffung einer Kühlung für Turbinenkomponenten
DE102010061604A1 (de) Turbinenleitapparatbaugruppe
DE102015101156A1 (de) Laufschaufel mit hoher Sehnenlänge, zwei Teilspannweiten-Dämpferelementen und gekrümmtem Schwalbenschwanz
DE102008037462A1 (de) Luftgekühlte Gasturbinenkomponenten und Verfahren zur Herstellung und Reparatur derselben
EP2084368B1 (de) Turbinenschaufel
DE102008055573A1 (de) Turbinenleitapparatsegment
US20160017716A1 (en) A turbomachine component with a stress relief cavity
EP1522604B1 (de) Schichtsystem und Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems
DE102012100660A1 (de) Turbinenschaufel zur Verwendung in Gasturbinen und Verfahren zur Herstellung derselben
US9447689B2 (en) Method of repairing a turbine nozzle segment in a turbine engine
EP2251136B1 (de) Verfahren zum Aufarbeiten einer Turbinenschaufel
CA2623675C (en) Turbine nozzle segment and repair method
EP1675702B1 (de) Gasturbine und laufschaufel für eine strömungsmaschine
DE112008003529T5 (de) Turbinenleitapparatsegment und Verfahren zur Reparatur eines Turbinenleitapparatsegments
WO2014016149A1 (de) Verfahren zur herstellung einer leitschaufel sowie leitschaufel
DE102008055575A1 (de) Verfahren zur Reparatur eines gekühlten Turbinenleitapparatsegmentes
DE112020001189T5 (de) Turbinenlaufschaufel und Kontaktoberflächenherstellungsverfahren
WO2009012747A2 (de) Reparaturverfahren
DE102009044584B4 (de) Schaufelanordnung mit Kühlöffnungen für ein Turbinentriebwerk
DE102012204777B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselementes sowie Verkleidungselement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee