-
Die Erfindung betrifft ein Laufrad einer Regelstufe einer Dampfturbine, aufweisend eine Vielzahl von Laufschaufeln, ein an den freien Enden der Laufschaufeln angeordnetes Deckband und Füße zur Befestigung des Laufrades an entsprechenden Nuten in einer Turbinenwelle der Dampfturbine oder in einer auf der Turbinenwelle der Dampfturbine sitzende Laufradbefestigung. Ferner betrifft die Erfindung eine Dampfturbine, aufweisend eine drehbare Turbinenwelle, eine Regelstufe mit einem Laufrad und wenigstens eine weitere Schaufelstufe.
-
Eine Dampfturbine besteht aus mehreren Stufen, die sich jeweils aus einem Kranz von Leit- und Laufschaufel zusammensetzen. Die Laufschaufeln sind außen am Laufrad befestigt, das mit der Turbinenwelle verbunden ist. Die Leitschaufeln sind an der Innenseite des Gehäuses angeordnet. Die Leitschaufeln wirken auf den einströmen Dampf wie eine Düse. Der Druck des Dampfes wird demnach kleiner, während die Geschwindigkeit des Dampfes steigt. Die thermische Energie des Dampfes wird durch diese Anordnung in kinetische Energie umgewandelt. Der mit hoher Geschwindigkeit strömende Dampf wird auf die hinter den Leitschaufeln liegenden Schaufeln des Laufrades gelenkt, wobei ein Teil der kinetischen Energie des Dampfes an das drehbare Laufrad abgegeben wird. Die Regelung der abgegebenen Turbinenleistung erfolgt durch eine Regelung der zugeführten Dampfmenge. Zu diesem Zweck wird der ersten Turbinenstufe eine Regelstufe vorgeschaltet. Bei der Regelstufe handelt es sich um eine spezielle Gleichdruckstufe. Das Laufrad bzw. die Laufbeschaufelung der Regelstufe wird auch als Aktionsrad oder als A-Rad bezeichnet, wenn das Laufrad einkränzig ausgebildet ist, und als Curtisrad, wenn das Laufrad zweikränzig ausgebildet ist. Die angestrebte Regelung der Dampfmenge erfolgt über ein vorgelagertes Regelventil.
-
Es ist bekannt, dass die Laufschaufeln des Laufrades, insbesondere des A-Rades, der Regelstufe einer Dampfturbine mit integrierten Deckbändern aus dem Vollen gefräst sind und gegebenenfalls zusätzlich im Deckbandbereich mit seitlich eingestemmten Dämpfungsdrähten für optimale Schwingungsdämpfung versehen sind. Die Deckbänder der Laufschaufeln vermeiden Spaltverluste an der Laufschaufelspitze und erhöhen dadurch den Wirkungsgrad der Dampfturbine. Der radiale Spalt zwischen dem Laufschaufeldeckband und dem Dampfturbinengehäuse bzw. dem Leitschaufelträger ist mit einem Labyrinth abgedichtet, um die Spaltverluste zu minimieren.
-
Die Befestigung der Laufschaufeln des Laufrades, insbesondere des A-Rades, an der Turbinenwelle erfolgt vorzugsweise durch einen Fuß/Nut-Verbindung. Je nach mechanischer Beanspruchung stehen für die Befestigung der Laufschaufeln des Laufrades an der Turbinenwelle verschiedene Fuß/Nut-Verbindungen, wie beispielsweise Hammerkopf-, Doppelhammerkopf-, Schwalbenschwanz-, Tannenbaum- oder Steckfüße bzw. T-Fuß/Nut-Verbindungen, zur Verfügung. Das heißt, die Turbinenwelle kann mit Nuten mit entsprechenden Hinterschneidungen versehen sein, in die daran angepasste Füße an den Laufschaufeln eingeführt werden können. Zusätzlich können Nuten auch an den Laufschaufeln des Laufrades angebracht sein, wobei dann die Turbinenwelle mit entsprechenden Füßen beziehungsweise Stegen versehen, die in die Nuten der Laufschaufeln in Eingriff treten. Die Fuß/Nut-Verbindungen ermöglichen eine stabile Befestigung der Laufschaufeln des Laufrades an der Turbinenwelle.
-
Turbinenschaufeln allgemein und insbesondere die Laufbeschaufelung der Regelstufe sind funktionsbedingt hohen Fliehkraftbeanspruchungen ausgesetzt. Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der Dampfturbine weisen diese eine möglichst hohe Abströmfläche auf. Das bedeutet, die Laufschaufeln des Laufrades, insbesondere des A-Rades, der Regelstufe weisen vorzugsweise große Schaufellängen auf. Gleichzeitig sind die Schaufeln jedoch größeren Druckdifferenzen unterlegen die die maximalen Schaufellängen wiederum begrenzen. Für übliche Anwendungen kommen daher hochfeste Stähle zur Anwendung. Wo diese aus Gründen der Fliehkraftspannungen nicht mehr einsetzbar sind, werden Titanschaufeln verwendet, die aufgrund der geringeren Dichte auch geringere Fliehkraftspannungen erfahren. Allerdings sind diese Schaufeln wesentlich kostenintensiver als Stahlschaufeln und sind auch hinsichtlich maximaler Einsatztemperaturen begrenzt.
-
Da die Dampfeinlassparameter vor der Regelstufe einer Dampfturbine stetig größer werden und die Rotationsgeschwindigkeit der Laufbeschaufelung der Regelstufe ebenfalls stetig zunimmt, sind die derzeitig verwendeten Fuß/Nut-Verbindungen der Regelstufe zum Teil überbeansprucht. Aufgrund der höheren Zentrifugalkräfte und den erhöhten Dampfkräften können die Spannungen in den Fuß/Nut-Verbindungen des Laufrades der Regelstufe häufig größer als akzeptabel sein. Die derzeit bekannten Ausführungsformen der Laufrades, insbesondere der A-Räder, von Regelstufen von Dampfturbinen basieren auf einer einstückigen Ausführung der Schaufeln und des Deckbandes, wobei die Laufrades über konventionelle Fuß/Nut-Verbindungen, wie beispielsweise Tannenbaum-Fußverbindungen, mit der Turbinenwelle verbunden sind. Im Falle eines hochbeanspruchten Laufrades sind das Material der Turbinenwelle sowie das Material der Laufrad-Segmente zu hohen Kräften und Spannungen ausgesetzt. Zwei oder drei Schaufeln können ein Laufrad-Segment bilden. Hierdurch kann die Anzahl der Füße für die Fuß/Nut-Verbindung optimiert werden, um eine höhere Beanspruchung der Fuß/Nut-Verbindung zu ermöglichen. Um einer höheren Rotationsgeschwindigkeit zu trotzen, kann der Mittendurchmesser des Laufrades, insbesondere des A-Rades, verringert werden, um eine akzeptable Spannungsbeanspruchung zu erlangen. Dies führt aber zu höheren axialen Kräften und größeren Axiallagern. Gleichzeitig wird aber das Leistungsvermögen der Dampfturbine reduziert.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufrad, insbesondere ein A-Rad, einer Regelstufe einer Dampfturbine beziehungsweise eine Regelstufe einer Dampfturbine zu schaffen, das beziehungsweise die einfach und sicher an der Turbinenwelle der Dampfturbine sitzt und das beziehungsweise die hohen Dampfeinlassparametern und hohen Rotationsgeschwindigkeiten standhält. Insbesondere soll die Fuß/Nut-Verbindung des Laufrades der Regelstufe an der Turbinenwelle der Dampfturbine hohen Beanspruchungen standhalten.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laufrad einer Regelstufe einer Dampfturbine mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch eine Dampfturbine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Laufrad beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dampfturbine, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann.
-
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Laufrad einer Regelstufe einer Dampfturbine, aufweisend eine Vielzahl von Laufschaufeln, ein an den freien Enden der Laufschaufeln angeordnetes Deckband und Füße zur Befestigung des Laufrades an entsprechenden Nuten in einer Turbinenwelle der Dampfturbine oder in einer auf der Turbinenwelle der Dampfturbine sitzende Laufradbefestigung, wobei die Laufschaufeln, das Deckband und die Füße des Laufrades monolithisch mittels Funkenerodieren und/oder spanend, beispielsweise durch Fräsen, aus einem einzigen Werkstück hergestellt sind, wobei die Füße des Laufrades einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, gelöst.
-
Ein derartig ausgebildetes Laufrad einer Regelstufe einer Dampfturbine kann einfach und sicher an der Turbinenwelle der Dampfturbine angeordnet werden und hält hohen Dampfeinlassparametern und hohen Rotationsgeschwindigkeiten stand. Durch eine einstückige bzw. monolithische Gestalt des Laufrades, das heißt der Laufschaufeln, des Deckbandes und der Füße, wobei die Füße eine spezielle T-förmige Gestalt aufweisen, hält das Laufrad sehr hohen Beanspruchungen beziehungsweise Belastungen während des Betriebes der Dampfturbine stand. Das Laufrad bildet sozusagen einen geschlossenen Ring.
-
Dadurch, dass das Laufrad durch Funkenerodieren aus einem einzigen Werkstück beziehungsweise Grundkörper hergestellt ist, hält dieses hohen Spannungsbelastungen und damit hohen Fliehkräften stand. Das Laufrad weist keine Schweißnähte auf. Das Laufrad ist durch Werkstoffabtrag aufgrund einer Folge von elektrischen Ladungen hergestellt worden, wobei eine elektrische Entladung ein Ausgleich zwischen positiven und negativen Ladungen zwischen dem Werkstücke und einem Erodierdraht ist. Das Werkstück und der Erodierdraht haben dabei eine unterschiedliche Polarität. Als Folge einer Entladung springt ein Funke zwischen den Polen, das heißt den Werkstück und dem Erodierdraht, über. Diese Entladungen sind örtlich und zeitlich voneinander getrennt, was bedeutet, dass immer nur ein Funke zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort entsteht. Die Entladungen werden durch Spannungsquellen von mehr als 20 Volt verursacht. Der Entladungsvorgang geschieht fortlaufend mit einer sehr hohen Geschwindigkeit beziehungsweise Frequenz. Die Entladungen werden durch Spannungsquellen von über 20 Volt verursacht. Hierbei kommt es zu einem Werkzeugabtrag des Werkstückes. Die Bearbeitung des Werkstückes findet in einer Bearbeitungsflüssigkeit statt, die elektrisch nicht leitfähig ist. Als Bearbeitungsflüssigkeit wird in der Regel Petrolium oder deionisiertes Wasser verwendet, welchem in einen chemischen Prozess die elektrische Leitfähigkeit entzogen worden ist. Die Funkenerosion ist auch unter dem Namen Elektroerosion oder der englischen Bezeichnung EDM (Electrical Discharge Maschining) bekannt.
-
Ein derartig ausgebildetes Laufrad einer Regelstufe einer Dampfturbine kann im Vergleich zu den bekannten Laufrädern von Regelstufen einen großen Mittendurchmesser aufweisen und gleichzeitig mit hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Turbinenwelle betrieben werden. Das durch Funkenerosion hergestellte Laufrad kann einfach an entsprechende Befestigungsaufnahmen der Turbinenwelle oder an entsprechende Befestigungsaufnahmen an einer an der Turbinenwelle sitzenden Laufradbefestigung aufgeschoben und dort befestigt werden. Durch die Befestigung kann das Laufrad in axialer Richtung nicht mehr bewegt werden.
-
Im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen eines Laufrades einer Regelstufe einer Dampfturbine kann ein derartiges Laufrad deutlich höheren Kräften beziehungsweise Belastungen innerhalb der Dampfturbine standhalten. Ein derartiges Laufrad ermöglicht, dass die Dampfturbine mit einer höheren Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden kann. Ferner ermöglicht ein derartiges Laufrad, dass ein größerer Ausgleichskolben an der Turbinenwelle eingesetzt werden kann, da ein aufwendiges und Platz benötigendes verbohren entfällt. Dementsprechend können vorteilhafterweise die Axiallager an der Turbinenwelle, aufgrund der geringeren Axialkräfte, kleiner ausgebildet werden. Das Laufrad, bei dem die Laufschaufeln, das Deckband und die Füße durch Funkenerodieren und aus einem einzigen Werkstück hergestellt sind, erhöht das Leistungsvermögen der Dampfturbine. Das Deckband verbindet die freien Enden der Laufschaufeln miteinander, wodurch diese gegen Schwingungen stabilisiert und axial abgedichtet werden.
-
Die T-förmige Ausgestaltung der Füße des Laufrades ermöglicht einen besonders festen Sitz des Laufrades an der Turbinenwelle beziehungsweise einer an der Turbine sitzenden Laufradbefestigung.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Laufrad vorgesehen sein, dass dieses einkränzig oder mehrkränzig ausgebildet ist. Insbesondere bevorzugt ist das Laufrad einkränzig ausgebildet. Das einkränzige Laufrad bildet das sogenannte Aktionsrad beziehungsweise A-Rad der Regelstufe. Ein zweikränziges Laufrad wird als Curtisrad bezeichnet.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der dem Laufrad vorgesehen sein, dass die Anzahl der T-förmigen Füße des Laufrades geringer ist, als die Anzahl der Laufschaufeln des Laufrades. Die einstückige Ausbildung des Laufrades, das heißt der Laufschaufeln und der T-förmigen Füße, ermöglicht, dass nicht jeder einzelnen Laufschaufel ein T-förmiger Fuß zugeordnet sein muss. Dadurch, dass es ermöglicht wird, dass weniger T-förmige Füße als Laufschaufeln erforderlich sind, können die Material- und Herstellungskosten des Laufrades reduziert werden, sowie auch der Aufwand auf Seiten der Läuferfertigung.
-
Die Längsachsen der T-förmig ausgebildeten Füße des Laufrades verlaufen vorzugsweise Parallel zu der Drehachse des Laufrades. Dies ermöglicht, dass das Laufrad einfach axial in entsprechend T-förmig ausgebildete Nute an der Turbinenwelle beziehungsweise an einer an der Turbinenwelle sitzenden Laufschaufelbefestigung axial aufgeschoben beziehungsweise eingeschoben werden können. Durch die spezielle die T-förmige Ausgestaltung der Füße der Laufschaufel und der Nute an der Turbinenwelle beziehungsweise an der Laufschaufelbefestigung ist die Laufschaufel besonders sicher an der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufschaufel Befestigung fixiert. Dabei hinterschneiden die Querbalken der T-förmigen Füße die T-förmig ausgebildeten Nute.
-
Vorzugsweise verlaufen die Längsachsen der T-förmig ausgebildeten Füße des Laufrades parallel zu der Drehachse des Laufrades. Das heißt, die Füße des Laufrades, weisen ein längliches Profil mit einem T-förmigen Querschnitt auf. Die Längsachse des länglichen Profils eines jeden Fußes verläuft parallel zu der Drehachse des Laufrades, wodurch das Laufrad beziehungsweise jeder einzelne Fuß des Laufrades axial in Richtung der Längsachse der Turbinenwelle in entsprechende Nute an der Turbine beziehungsweise der an der Turbine sitzenden Laufradbefestigung formschlüssig aufgeschoben werden können.
-
Zusätzlich kann bei dem Laufrad vorgesehen sein, dass dieses T-förmig ausgebildete Nute zur Aufnahme von T-förmig ausgebildeten Steckelementen an der Turbinenwelle oder an der Laufradbefestigung an der Turbinenwelle aufweist. Dies bedeutet, dass das Laufrad nicht nur T-förmig Füße, sondern auch T-förmig ausgebildete Nute aufweist. Während des Aufschiebens des Laufrades auf die entsprechenden Nute an der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufradbefestigung werden gleichzeitig T-förmig ausgebildete Steckelemente der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufradbefestigung in die T-förmig ausgebildeten Nute des Laufrades eingeführt. Hierdurch entsteht eine doppelte Verhakung des Laufrades und der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufradbefestigung an der Turbinenwelle. Ein derartig monolithisch hergestelltes Laufrad hält extrem hohen Belastungen, insbesondere sehr hohen Rotationsgeschwindigkeiten und hohen Dampfdrücken, stand.
-
Um das Laufrad axial an der Turbinenwelle beziehungsweise an der Laufradbefestigung an der Turbinenwelle zu fixieren, kann an dem Laufrad zumindest eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einem Befestigungselement vorgesehen sein. Vorzugsweise sind verteilt über den Innenumfang des Laufrades versetzt zueinander mehrere Aufnahmevorrichtungen vorgesehen. In die Aufbauvorrichtungen werden entsprechende Befestigungselemente eingeführt, die das Laufrad axial an der Turbinenwelle beziehungsweise axial an der Laufradbefestigung fixieren.
-
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Laufrad vorgesehen sein, dass zwischen den Laufschaufeln und den T-förmigen Füßen ein ringförmiges Band angeordnet ist, welches monolithisch mit den Laufschaufeln und den T-förmigen Füßen ausgebildet ist. Die zu der Drehachse des Laufrades gerichteten Enden der Laufschaufeln sowie die T-förmig ausgebildeten Füße sind einstückig beziehungsweise monolithisch mit dem ringförmigen Band ausgebildet. Durch dieses ringförmige Band ist das Laufrad besonders stabil ausgebildet.
-
Vorzugsweise ist der Werkstoff des Laufrades ein hochfester Stahl. Einen Werkstück aus Stahl kann einfach mittels Funkenerodieren zu einem Laufrad bearbeitet werden. Bei besonders hohen Belastungen, insbesondere hohen Fliehkraftspannungen, und/oder sehr großen Mittendurchmessern des Laufrades ist dieses vorteilhafterweise aus Titan ausgebildet, da Titan eine geringere Dichte als Stahl aufweist.
-
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Dampfturbine, aufweisend eine drehbare Turbinenwelle, eine Regelstufe mit einem Laufrad und wenigstens eine weitere Schaufelstufe, gelöst, wobei das Laufrad dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Eine derartige Dampfturbine, bei dem die Laufschaufeln, das Deckband und die T-förmigen Füße des Laufrades der Regelstufe mittels Funkenerodieren aus einem einzigen Werkstück hergestellt sind, kann mit einem sehr hohen Wirkungsgrad betrieben werden. Das Laufrad der Regelstufe einer derartigen Dampfturbine hält sehr hohen Spannungsbelastungen und Kräften stand. Das Laufrad, das heißt die Laufschaufel, das Deckband und die T-förmig Füße, bildet einen komplett geschlossenen Ring.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der Dampfturbine vorgesehen sein, dass die drehbare Turbinenwelle oder eine an der Turbinenwelle sitzende Laufradbefestigung T-förmig ausgebildete Nute zur Aufnahme der T-förmigen Füße des Laufrades aufweist. Die T-förmig ausgebildeten Füße des Laufrades werden axial zur Längsachse der Turbinenwelle in die T-förmig ausgebildeten Nute an der Turbinenwelle beziehungsweise an der Laufradbefestigung eingeschoben und nach dem Einschieben mittels Befestigungselementen fixiert. Durch die spezielle T-förmige Gestaltung der Fuß/Nut-Verbindung zwischen dem Laufrad und der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufradbefestigung hält das Laufrad hohen Zentrifugalkräften und Dampfdrücken stand. Ferner kann das Laufrad der Regelstufe aufgrund der monolithischen Herstellung der Laufschaufel, des Deckbandes und der T-förmigen Füße relativ groß ausgebildet sein. Das heißt, die Laufschaufeln eines derartigen Laufrades können verhältnismäßig lang ausgebildet sein. Ferner kann der Durchmesser der Turbinenwelle bei Verwendung eines derartigen Laufrades relativ groß ausgebildet werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der Dampfturbine vorgesehen sein, dass die drehbare Turbinenwelle oder eine an der Turbinenwelle sitzende Laufradbefestigung T-förmig ausgebildete Steckelemente zur Verbindung mit den T-förmig ausgebildeten Füßen des Laufrades aufweist. Diese T-förmig ausgebildeten Steckelemente werden beim Aufschieben des Laufrades in die T-förmig Nut des Laufrades eingeführt. Hierdurch entsteht eine doppelte Verhakungen des Laufrades und der Turbine beziehungsweise der an der Turbine sitzenden Laufradbefestigung. Zum einen greifen die T-förmigen Füße des Laufrades in entsprechende T-förmig ausgebildete Nuten der Turbinenwelle beziehungsweise der Laufradbefestigung ein, zum anderen greifen die T-förmig ausgebildeten Steckelemente an der Turbinenwelle beziehungsweise an der Laufradbefestigung in entsprechend ausgebildete T-förmige Nuten des Laufrades ein. Die Längsachsen der T-förmig ausgebildeten Nuten und der T-förmig ausgebildeten Steckelemente an der Turbinenwelle oder an der Laufradbefestigung an der Turbinenwelle verlaufen dabei parallel zu der Drehachse der Turbinenwelle.
-
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Laufrad, das an einer Turbinenwelle angeordnet ist,
-
2 eine Seitenansicht auf das Laufrad und die Turbinenwelle gemäß 1,
-
3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Laufrades,
-
4 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer Turbinenwelle gemäß 1,
-
5 einen Querschnitt durch eine Turbinenwelle Gemäß 1.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Laufrad 1, das an einer Turbinenwelle 10 angeordnet ist, schematisch dargestellt. In dieser 1 ist nur ein Teil der Turbinenwelle 10 dargestellt. An der äußeren Mantelfläche 11 der Turbinenwelle 10 ist eine Laufradbefestigung 12 zur Aufnahme des Laufrades 1 eingearbeitet. Die Laufradbefestigung 12 ist fest mit der Turbinenwelle 10 verbunden. Vorzugsweise ist die Laufradbefestigung 12 aus der Turbinenwelle 10 herausgearbeitet. Die Laufradbefestigung 12 weist T-förmige Nuten 13 und T-förmige Steckelemente 14 auf, die zur formschlüssigen Aufnahme des Laufrades 1 dienen. Das Laufrad 1 weist eine Vielzahl von Laufschaufeln 2, ein die freien Enden der Laufschaufeln 2 verbindendes Deckband 3 und eine Vielzahl von T-förmigen Füßen 4 auf. Das Laufrad 1 bildet einen geschlossenen Ring und ist einstückig ausgebildet. Das heißt, die Laufschaufeln 2, das Deckband 3 und die Füße 4 des Laufrades 1, die einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, sind monolithisch mittels Funkenerodieren und/oder spanend, beispielsweise durch Fräsen, aus einem Werkstück hergestellt. Ein derartig ausgebildetes Laufrad 1 hält hohen Spannungsbeanspruchungen stand. Das heißt, aufgrund der einstückigen Ausbildung der Laufschaufeln 2, des Deckbandes 3 und der T-förmigen Füße 4 kann das Laufrad 1 Zentrifugalkräften und hohen Dampfdrücken trotzen. Durch die T-förmigen Füße 4 ist das Laufrad 1 während des Betriebes der Dampfturbine besonders sicher an der Laufradbefestigung 12 befestigt. Das auf die Laufradbefestigung 12 aufgeschobene Laufrad 1 ist durch geeignete Befestigungselemente axial gesichert, das heißt, das Laufrad 1 ist aufgrund der axialen Sicherung nicht entlang der Längsachse der Turbinenwelle 10 beweglich.
-
In der 2 ist eine Seitenansicht auf das Laufrad 1 und die Turbinenwelle 10 gemäß 1 gezeigt. Die Laufradbefestigung 12 weist eine Vielzahl von T-förmig ausgebildeten Nuten 13 und Steckelementen 14 auf. Diese T-förmig ausgebildeten Nuten 13 und T-förmig ausgebildeten Steckelemente 14 dienen zur Aufnahme der T-förmig ausgebildeten Füße 4 und der T-förmig ausgebildeten Nuten 5 des Laufrades 1. Das Laufrad 1 wird axial auf die Laufradbefestigung 12 aufgeschoben. Die Laufradbefestigung 12 sitzt an der äußeren Mantelfläche 11 der Turbinenwelle 10 fest an.
-
3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine mögliche Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Laufrades 1 einer Regelstufe einer Dampfturbine. Das Laufrad 1 ist einkränzig, das heißt als Aktionsrad beziehungsweise A-Rad, ausgebildet. Die Laufschaufeln 2 das Laufrades 1 sind durch ein Deckband 3 miteinander verbunden. Die zur Drehachse 6 des Laufrades 1 gerichteten Enden der Laufschaufeln 2 sind an einem ringförmigen Band 7 einstückig angeordnet. Die T-förmigen Füße des Laufrades 4 sind ebenfalls einstückig in einem ringförmigen Band 7 angeordnet. Ein derart ausgebildetes Laufrad 1 ist besonders stabil und sitzt aufgrund der speziellen T-förmig ausgebildeten Füße 4 sicher formschlüssig in den entsprechenden T-förmigen Nuten 13 der Laufradbefestigung 12 gemäß den 4 und 5. Zwischen den T-förmigen Füßen 4 des Laufrades 1 sind T-förmig ausgebildete Nuten 5 vorgesehen. Diese dienen zur Aufnahme der T-förmig ausgebildeten Steckelemente 14 der Laufradbefestigung 12, wie in den 4 und 5 dargestellt. Aufgrund der speziellen T-förmigen Gestalt der Nut/Fuß-Verbindung zwischen dem Laufrad 1 und der Laufradbefestigung 12 sowie der einstückigen beziehungsweise monolithischen Ausbildung des Laufrades 1, das durch ein Funkenerosionsverfahren und/oder spanend, beispielsweise durch Fräsen, hergestellt ist, kann das Laufrad 1 sehr hohen Zentrifugalkräften und hohen Dampfdrücken standhalten.
