DE102011051477A1

DE102011051477A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbau von Rotationsmaschinen

Info

Publication number: DE102011051477A1
Application number: DE102011051477A
Authority: DE
Inventors: Josef Scott Cummins; Ian David Wilson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-03-29
Also published as: US20120003076A1; FR2962158A1; JP2012013084A; CN102383865A

Abstract

Ein Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) ist in einer Rotationsmaschine (100) mit einem stationären Abschnitt (114/154) und einem Rotationselement (112/152) mit mehreren Rotorrädern (130/170) positioniert. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält einen Brückenabschnitt (202/302), der mit wenigstens einem von den Rotorrädern drehbar verbunden ist. Der Brückenabschnitt erstreckt sich axial zwischen den Rotorrädern. Der Brückenabschnitt enthält eine erste Hakenvorrichtung (204/304). Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält auch einen Ringabschnitt (206/306), der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt. Der Ringabschnitt enthält eine zweite Hakenvorrichtung (208/308), die mit der ersten Hakenvorrichtung drehbar verbunden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die hier beschriebenen Ausführungsformen betreffen allgemein Rotationsmaschinen und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Zusammenbau von Turbinenantrieben.
Wenigstens einige bekannte Turbinenantriebe enthalten mehrere rotierende Turbinenlaufschaufeln oder Schaufeln, die Hochtemperaturfluide, oder insbesondere Verbrennungsgase durch Gasturbinen oder Dampf durch Dampfturbinen leiten. Bekannte Schaufeln sind typischerweise mit einem Radabschnitt eines Rotors in dem Turbinenantrieb verbunden und arbeiten mit dem Rotor zum Ausbilden eines Turbinenabschnittes zusammen. Des Weiteren sind bekannte Turbinenschaufeln typischerweise in axial aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet. Viele bekannte Turbinenantriebe enthalten auch mehrere stationäre Leitapparatsegmente, die das durch die Maschine strömende Fluid stromabwärts zu den rotierenden Schaufeln leiten. Jedes Leitapparatsegment in Verbindung mit einer zugeordneten Reihe von Turbinenschaufeln wird üblicherweise als eine Turbinenstufe bezeichnet und die meisten bekannten Gasturbine enthalten mehrere Turbinenstufen.
Ferner enthalten auch wenigstens einige von den bekannten Gasturbinen auch mehrere rotierende Verdichterlaufschaufeln, die Luft durch die Gasturbine leiten. Bekannte rotierende Verdichterlaufschaufeln sind typischerweise mit einem Radabschnitt des Rotors verbunden und arbeiten mit dem Rotor zur Ausbildung eines Verdichterabschnittes zusammen. Derartige bekannte Verdichterlaufschaufeln sind typischerweise in axial aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet. Viele bekannte Verdichter enthalten auch mehrere stationäre Statorsegmente, die die Luft stromabwärts zu den rotierenden Verdichterlaufschaufeln leiten. Jedes Statorsegment in Verbindung mit einer zugeordneten Reihe von Laufschaufeln wird üblicherweise als eine Verdichterstufe bezeichnet und die meisten bekannten Gasturbinenverdichter enthalten mehrere Stufen.
Viele bekannte Turbinenleitapparat- und Verdichterstatorsegmente erstrecken sich von einem Außengehäuseabschnitt jeder Turbine und des Verdichters radial nach innen auf den Rotor zu. Somit wird ein ringförmiger Strömungspfad zwischen benachbarten Reihen von Schaufeln bzw. Laufschaufeln definiert. Typischerweise sind Abdichtungsvorrichtungen in dem ringförmigen Pfad angeordnet, um das Verringern einer Fluidleckage in der Turbine und Verringern einer Luftleckage in dem Verdichter zu ermöglichen.
Da einige bekannte Dichtungsvorrichtungen Hochdruck- und/oder Hochtemperatur-Fluiden für längere Zeitdauern ausgesetzt sind, werden derartige Dichtungsvorrichtungen häufig überprüft, um zu ermitteln, ob Reparaturen erforderlich sind. Jedoch erfordern die Überprüfungen im Allgemeinen eine umfangreiche Zerlegung der Gasturbine einschließlich wenigstens einer Teilentfernung benachbarter Reihen von Turbinenschaufeln oder Verdichterlaufschaufeln. Ferner werden viele bekannte Leitapparat- und Statorsegmente aus teueren Legierungen hergestellt, und die Kosten und das Gewicht derartiger Segmente nehmen proportional zu einer radialen Länge der Segmente zu.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Diese Kurzbeschreibung erfolgt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzuführen, die nachstehend weiter in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzbeschreibung soll weder Schlüsselmerkmale noch wesentliche Merkmale des Erfindungsgegenstandes kennzeichnen, noch soll sie als eine Hilfe bei der Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Erfindungsgegenstandes genutzt werden.
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die Bereitstellung eines Rotationselementes, das mehrere Rotorräder enthält. Das Verfahren beinhaltet auch die Positionierung des Rotationselementes dergestalt, dass sich wenigstens ein Teil eines stationären Abschnittes wenigstens teilweise um das Rotationselement herum erstreckt. Das Verfahren beinhaltet ferner den Zusammenbau eines Zwischenstufendichtungsmechanismus, der die Verbindung wenigstens eines Abschnittes einer ersten Hakenvorrichtung mit dem Rotationselement beinhaltet, und der auch die Verbindung wenigstens eines Abschnittes einer zweiten Hakenvorrichtung mit der ersten Hakenvorrichtung beinhaltet. Die erste Hakenvorrichtung und die zweite Hakenvorrichtung befinden sich radial innerhalb wenigstens eines Teils des stationären Abschnittes.
In einem weiteren Aspekt wird ein Zwischenstufendichtungsmechanismus für eine Rotationsmaschine bereitgestellt. Die Rotationsmaschine hat ein Rotationselement und einen stationären Abschnitt und das Rotationselement hat mehrere Rotorräder. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält einen Brückenabschnitt, der mit wenigstens einem von den Rotorrädern drehbar verbunden ist. Der Brückenabschnitt erstreckt sich axial zwischen den Rotorrädern. Der Brückenabschnitt enthält eine erste Hakenvorrichtung. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält auch einen Ringabschnitt, der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt. Der Ringabschnitt enthält auch eine zweite Hakenvorrichtung, die mit der ersten Hakenvorrichtung drehbar verbunden ist.
In einem weiteren Aspekt wird ein Turbinenantrieb bereitgestellt. Der Turbinenantrieb enthält ein Rotationselement, das mehrere Rotorräder und einen stationären Abschnitt enthält, der sich wenigstens teilweise um das Rotationselement herum erstreckt. Der Turbinenantrieb enthält auch wenigstens einen Zwischenstufendichtungsmechanismus. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält einen Brückenabschnitt, der mit wenigstens einem von den Rotorrädern drehbar verbunden ist. Der Brückenabschnitt erstreckt sich axial zwischen den Rotorrädern. Der Brückenabschnitt enthält eine erste Hakenvorrichtung. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält auch einen Ringabschnitt, der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt. Der Ringabschnitt enthält auch eine zweite Hakenvorrichtung, die mit der ersten Hakenvorrichtung drehbar verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Turbinenantriebs;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines Verdichters, der bei der in 1 dargestellten Gasturbine verwendet werden kann, entlang dem Bereich 2;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Turbine, die bei der in 1 dargestellten Gasturbine verwendet werden kann, entlang dem Bereich 3;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines exemplarischen Zwischenstufendichtungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann, entlang dem Bereich 4;
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines exemplarischen Zwischenstufendichtungsmechanismus, der mit der in 2 dargestellten Turbine verwendet werden kann, entlang dem Bereich 5;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Zusammenbau eines Abschnittes einer in 1 dargestellten Gasturbine veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 ist eine schematische Darstellung einer Rotationsmaschine, d. h., einer Turbine und insbesondere einer exemplarischen Gasturbine 100. Die Gasturbine 100 enthält einen Verdichter 102 und eine Brennerbaugruppe 103 mit mehreren Brennern 104, von denen jeder eine Brennstoffdüsenbaugruppe 106 enthält. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Gasturbine 100 auch eine Turbine 108 und einen gemeinsamen Verdichter/Turbinen-Rotor 110 (manchmal als Rotor 110 bezeichnet). Der Rotor 110 definiert eine Rotor-Axialmittellinie 111. In einer Ausführungsform ist die Gasturbine 100 ein Triebwerk MS9001E, das manchmal als Triebwerk 9E bezeichnet wird, das im Handel von General Electric Company, Schenectady, NY beziehbar ist.
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines mit der Gasturbine 100 verwendeten Verdichters 102 entlang des (in 1 dargestellten) Bereichs 2. Der Verdichter 102 enthält eine Verdichterrotorbaugruppe 112 und einen stationären Abschnitt, oder insbesondere eine Verdichterstatorbaugruppe 114, die in einem Verdichtergehäuse 116 positioniert sind, das wenigstens teilweise einen Strömungspfad 118 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform bildet die Verdichterrotorbaugruppe 112 einen Abschnitt des Rotors 110. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform der Verdichter 102 im Wesentlichen symmetrisch um die Rotor-Axialmittellinie 111 ausgerichtet. Außerdem ist in der exemplarischen Ausführungsform der Verdichter 102 ein Abschnitt der Gasturbine 100. Alternativ ist der Verdichter 102 jede rotierende, mit Schaufeln versehene mehrstufige Fluidtransportvorrichtung, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, eine eigenständige Fluidverdichtungseinheit oder ein Gebläse.
Der Verdichter 102 enthält mehrere Stufen 124, wobei jede Stufe 124 eine Reihe in Umfangsrichtung in Strecke angeordneter Rotorlaufschaufelbaugruppen 126 und eine Reihe von Baugruppen 128 von Statorschaufeln, welche manchmal als Statorleitschaufeln bezeichnet werden. In der exemplarischen Ausführungsform sind die Rotorlaufschaufelbaugruppen 126 mit einem Radabschnitt oder insbesondere einer(m) Verdichterrotorscheibe oder -rad 130 über einen Befestigungsmechanismus 134 dergestalt verbunden, dass sich jede Laufschaufelbaugruppe 126 radial von dem Verdichterrotorrad 130 nach außen gerichtet erstreckt. Ferner definieren in der exemplarischen Ausführungsform mehrere Verdichterrotorräder 130 und mehrere Laufschaufelbefestigungsmechanismen 134 wenigstens teilweise eine im Wesentlichen konvergente Verdichternabe 140. Ferner enthält jede Baugruppe 126 einen Rotorlaufschaufel-Schaufelblattabschnitt 132, der sich radial aus dem Laufschaufelbefestigungsmechanismus 134 zu einem Rotorlaufschaufelspitzenabschnitt 136 erstreckt. Die Verdichterstufen 124 arbeiten mit einem Bewegungs- oder Arbeitsfluid einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Luft dergestalt zusammen, dass das Bewegungsfluid in den aufeinanderfolgenden Stufen 124 verdichtet wird. Ein Zwischenstufenmechanismus 200 ist mit jedem Rotorrad 130 und/oder Laufschaufelbefestigungsmechanismus 134 verbunden.
Im Betrieb wird der Verdichter 102 durch eine Turbine 108 über den Rotor 110 gedreht. Von einem Niederdruck- oder Verdichteranstrombereich 148 mittels der Stufen 124 gesammeltes Fluid wird durch die Rotorlaufschaufel-Schaufelblattabschnitte 132 zu Statorschaufelbaugruppen 128 geleitet. Das Fluid wird verdichtet und ein Druck des Fluids erhöht, während das Fluid durch den Strömungspfad 118 gemäß Darstellung durch den Strömungspfeil 149 geführt wird. Insbesondere strömt das Fluid weiter durch die nachfolgenden Stufen 124, wobei sich der Strömungspfad 118 im Allgemeinen mit den aufeinanderfolgenden Stufen 124 verengt, um die Verdichtung und Unterdrucksetzung des Fluids bei dessen Führung durch den Strömungspfad 118 zu ermöglichen. Das verdichtete und unter Druck gesetzte Fluid wird anschließend in einen Hochdruckbereich oder stromabwärts liegenden Bereich des Verdichters 150 zur Verwendung in der Gasturbine 100 geleitet.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes der Turbine 108, die bei der Gasturbine 100 verwendet werden kann, entlang des (in 1 dargestellten) Bereiches 3. Die Turbine 108 enthält eine Turbinenrotorbaugruppe 152. Die Turbine 108 enthält auch mehrere stationäre Schaufeln oder Turbinenzwischenwandbaugruppen 154, die in einem Turbinengehäuse 156 positioniert sind, das wenigstens teilweise einen Strömungspfad 158 definiert. In der exemplarischen Ausführungsform bildet die Turbinenrotorbaugruppe 152 einen Abschnitt des Rotors 110. Des Weiteren ist in der exemplarischen Ausführungsform die Turbine 108 im Wesentlichen symmetrisch um eine Rotor-Axialmittellinie 111 ausgerichtet. Ferner bildet die Turbine 108 in der exemplarischen Ausführungsform einen Teil einer Gasturbine 100. Alternativ ist die Turbine 108 jede rotierende, mit Schaufeln versehene, mehrstufige Energieumwandlungsvorrichtung einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Dampfturbine.
Die Turbine 108 enthält mehrere Stufen 164, wobei jede Stufe 164 eine Reihe von in Umfangsrichtung an Strecke angeordneten Rotorlaufschaufeln oder Schaufelbaugruppen 166 und eine Reihe von Zwischenwandbaugruppen 154 oder eine Leitapparatbaugruppe 168 enthält. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Turbine 108 drei aufeinanderfolgende Stufen 164. Alternativ enthält die Turbine 108 eine beliebige Anzahl von Stufen 164, die einen Betrieb der Gasturbine 100 wie hierin beschrieben ermöglichen. Ferner sind in der exemplarischen Ausführungsform Schaufelbaugruppen 166 mit einem Turbinenrotorrad 170 über einen Schaufelbefestigungsmechanismus 174 dergestalt verbunden, dass sich jede Schaufelbaugruppe 166 von dem Turbinenrotorrad 170 radial nach außen erstreckt. Mehrere Turbinenrotorräder 170 und mehrere Schaufelbefestigungsmechanismen 174 definieren wenigstens teilweise eine im Wesentlichen divergente Turbinennabe 180. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Turbine 108 drei Turbinenrotorräder 170 mit einem Abstandshalter 182 zwischen jedem Rad 170 für insgesamt fünf Turbinenrotorscheiben 184. Die Turbinenstufen 164 arbeiten mit einem Bewegungs- oder Arbeitsfluid einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Verbrennungsgasen, Dampf und Druckluft dergestalt zusammen, dass das Bewegungsfluid in aufeinanderfolgenden Stufen 164 entspannt wird. Ein Zwischenstufenmechanismus 300 ist mit jedem Rotorrad 170 und/oder Laufschaufelbefestigungsmechanismus 174 verbunden.
Im Betrieb empfängt die Turbine 108 in der exemplarischen Ausführungsform von der Brennstoffdüsenbaugruppe 106 erzeugte Hochdruckverbrennungsgase. Die über eine Leitapparatbaugruppe 168 aus einem Hochdruckbereich oder stromaufwärts liegenden Bereich 188 der Turbine gesammelten Verbrennungsgase werden durch Schaufelbaugruppen 166 zu Zwischenwandbaugruppen 154 geleitet. Während die Verbrennungsgase durch einen Strömungspfad 158 wie durch einen Strömungspfeil 189 dargestellt geleitet werden, werden die Verbrennungsgase wenigstens teilweise entspannt und ein Druck der Verbrennungsgase wenigstens teilweise verringert. Insbesondere strömen die Verbrennungsgase weiter durch nachfolgende Stufen 164, wobei sich der Strömungspfad 158 im Wesentlichen in jeder nachfolgenden Stufe 164 erweitert, um eine Entspannung und Druckverringerung der Verbrennungsgase zu ermöglichen, während die Gase durch den Strömungspfad 158 geführt werden. Die entspannten und im Druck verringerten Verbrennungsgase werden anschließend in einen Niederdruckbereich 190 entweder zur weiteren Verwendung in der Gasturbine 100 ausgegeben, oder aus dem der Gasturbine 100 ausgelassen.
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines exemplarischen Zwischenstufendichtungsmechanismus, der mit dem in 2 dargestellten Verdichter verwendet werden kann, entlang dem (in 2 dargestellten) Bereich 4. In der exemplarischen Ausführungsform umschreibt der Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 vollständig und zusammenhängend den Rotor 110. Zur Verdeutlichung sind (die in 2 dargestellten) Rotorlaufschaufel-Schaufelblattabschnitte 132 in 4 nicht dargestellt. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 einen Brückenabschnitt 202, der sich axial zwischen einem Paar benachbarter Verdichterrotorräder 130 erstreckt. Der Brückenabschnitt 202 ist drehbar mit wenigstens einem Verdichterrotorrad 130 verbunden. Insbesondere ist in der exemplarischen Ausführungsform der Abschnitt 202 mit einem Paar benachbarter Verdichterrotorräder 130 über mechanische Befestigungsvorrichtungen 203 einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Muttern und Schrauben verbunden. Ferner umschreibt der Rotor 110 den Brückenabschnitt 202 vollständig und zusammenhängend. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Brückenabschnitt 202 eine erste Hakenvorrichtung 204.
Außerdem enthält der Zwischenstufendichtungsabschnitt 200 in der exemplarischen Ausführungsform einen Ringabschnitt 208, der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt 202 umschreibt, und insbesondere den Brückenabschnitt 202 in zusammenhängenden 360° umschreibt. Der Ringabschnitt 206 enthält einen zweiten Hakenabschnitt 208, der drehbar mit der ersten Hakenvorrichtung 204 verbunden ist. Ferner enthält der Brückenabschnitt 202 in der exemplarischen Ausführungsform einen axialen Abschnitt 210, der drehbar mit einem Paar benachbarter Verdichterrotorräder 130 über mechanische Befestigungsvorrichtungen 203 dergestalt verbunden ist, dass die Räder 130 wenigstens teilweise den Brückenabschnitt 202 mittels des axialen Abschnittes 210 lagern.
In der exemplarischen Ausführungsform sind der Brückenabschnitt 202 und der Ringabschnitt 206 jeweils vollständig integrierte Komponenten, die unter Verwendung irgendeines beliebigen Herstellungsprozesses hergestellt werden, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, mittels eines Schmiedeprozesses. Alternativ werden entweder der Brückenabschnitt 202 und/oder Ringabschnitt 206 aus mehreren Teilen, Komponenten und/oder Abschnitten unter Verwendung eines beliebigen Herstellungsprozesses hergestellt, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, mittels eines Hartlötprozesses und/oder eines Verbindungsprozesses unter Verwendung von Befestigungsteilen.
Ferner ist der Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 in der exemplarischen Ausführungsform in einem vorbestimmten radialen Abstand 211 von der axialen Mittellinie 111 positioniert. Der Zwischendichtungsmechanismus 200 ist in Bezug auf die Axialmittellinie 111 positioniert, um eine Verringerung einer (nicht dargestellten) Länge einer Statorschaufelbaugruppe 128 zu ermöglichen, und dadurch Kapitalkosten der Herstellung und des Zusammenbaus der (in den 1, 2 und 3 dargestellten) Gasturbine 100 zu verringern und um das Gesamtgewicht der Gasturbine 100 zu reduzieren. Somit können Transportkosten im Vergleich zu anderen bekannten Turbinen verringert werden. Ferner ermöglicht eine Verringerung der Länge der Statorschaufelbaugruppe 128 eine Verringerung eines (nicht dargestellten) Oberflächenbereichsprofils der Baugruppe 128, die durch den Verdichter 102 strömender Luft ausgesetzt ist, um dadurch die zugeordneten mechanischen Belastungen in der Baugruppe 128 zu verringern, die mit der Zeit zu einer Kriechverformung der Baugruppe 128 führen können. Derartige mechanische Belastungen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, die in die Baugruppe durch Auftreffen des Luftstroms als eine Funktion der Oberfläche der Baugruppe 128 induzierten Kräfte und ein Biegemoment, das proportional zu derartigen induzierten Kräften und der Länge der Baugruppe 128 ist.
Zusätzlich enthält die erste Hakenvorrichtung 204 in der exemplarischen Ausführungsform eine erste radiale Verlängerung 212, die sich aus dem axialen Abschnitt 210 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die radiale Verlängerung 212 in der exemplarischen Ausführungsform radial von dem axialen Abschnitt 210 nach außen. Die erste Hakenvorrichtung 204 enthält auch eine erste axiale Verlängerung 214, die mit der ersten radialen Verlängerung 212 verbunden ist. Daher ist der Brückenabschnitt 202 in der exemplarischen Ausführungsform eine vollständig einteilige Komponente, die einen axialen Abschnitt 210, eine erste radiale Verlängerung 212 und eine erste axiale Verlängerung 214 enthält. Die erste axiale Verlängerung 214 erstreckt sich im Wesentlichen axial über eine erste Strecke 216 aus der ersten radialen Verlängerung 212.
Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform ein erster Winkel θ₁ zwischen der ersten Verlängerung 214 und der ersten Verlängerung 212 definiert. Ferner definieren die erste Verlängerung 214, erste Verlängerung 212 und der axiale Abschnitt 210 eine erste ringförmige Öffnung 218. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Winkel θ angenähert 90°. Alternativ ist der Winkel θ₁ jeder beliebige Winkel, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Ferner enthält der Ringabschnitt 206 in der exemplarischen Ausführungsform einen Dichtungsabschnitt 220, der im Wesentlichen den axialen Abschnitt 210 des Brückenabschnittes umschreibt. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Dichtungsabschnitt 220 mehrere Labyrinthdichtungsvorrichtungen 222. Alternativ kann der Dichtungsabschnitt 220 jede beliebige Dichtungsvorrichtung bzw. Dichtungsvorrichtungen enthalten, der bzw. die einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht bzw. ermöglichen.
Ferner enthält die zweite Hakenvorrichtung 208 in der exemplarischen Ausführungsform eine zweite radiale Verlängerung 224, die mit dem Dichtungsabschnitt 220 verbunden ist. Die zweite Verlängerung 224 erstreckt sich von dem Dichtungsabschnitt 220 aus radial nach innen. Die zweite Hakenvorrichtung 208 enthält ebenfalls eine zweite axiale Verlängerung 226, die mit der zweiten radialen Verlängerung 224 verbunden ist. Daher ist der Ringabschnitt 208 in der exemplarischen Ausführungsform eine vollständig einteilige Komponente, die das Element 234, den Dichtungsabschnitt 220, die Dichtungsvorrichtungen 222, die zweite radiale Verlängerung 224 und die zweite axiale Verlängerung 226 enthält.
Die zweite axiale Verlängerung 226 erstreckt sich im Wesentlichen axial über eine zweite Strecke 228 aus der zweiten radialen Verlängerung 224. In der exemplarischen Ausführungsform ist die zweite Strecke 228 angenähert gleich der ersten Strecke 216. Alternativ haben die ersten und zweiten Strecken 216 bzw. 228 eine beliebige Dimensionsbeziehung, die einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht. Die zweite Verlängerung 226 und zweite Verlängerung 224 definieren einen zweiten Winkel θ₂ dazwischen. Ferner definieren die zweite Verlängerung 226 und die zweite Verlängerung 224 und der Dichtungsabschnitt 220 eine zweite ringförmige Öffnung 230. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Winkel θ₂ angenähert 90°. Alternativ ist der Winkel θ₂ jeder beliebige Winkel, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Ferner nimmt in der exemplarischen Ausführungsform die erste ringförmige Öffnung 218 wenigstens einen Abschnitt der zweiten Verlängerung 226 darin auf, und die zweite ringförmige Öffnung 230 nimmt wenigstens einen Abschnitt der ersten Verlängerung 214 darin dergestalt auf, dass ein Festsitz oder ein Reibungssitz zwischen den Hakenvorrichtungen 204 und 208 erzeugt wird.
Ferner befindet sich in der exemplarischen Ausführungsform die zweite Hakenvorrichtung 208 in einem dritten Abstand 232 von wenigstens einem der benachbarten Verdichterrotorräder 130, wobei die dritte Strecke 232 länger als sowohl die ersten als auch zweiten Strecken 216 bzw. 218 ist. Die Kombination der dritten Strecke 232, die länger als die ersten und zweiten Strecken 216 bzw. 218 ist, und der zwischen den ersten und zweiten Hakenvorrichtungen 204 bzw. 208 ausgebildeten Festsitz ermöglicht einen Zusammenbau und eine Zerlegung des Rotors 110. Insbesondere ermöglicht eine derartige Baugruppenausrichtung eine axiale Gleitbewegung der zweiten Hakenvorrichtung 208. Die axiale Gleitbewegung ermöglicht eine Verringerung des Zerlegungsaufwandes des Verdichters 102 für Routineprüfungen des Zwischendichtungsmechanismus 200 und dessen unmittelbarer Nachbarschaft.
In der exemplarischen Ausführungsform ist der Dichtungsabschnitt 220 mit einem stromaufwärts befindlichen Verdichterschaufelbefestigungsmechanismus 134 über ein Element 234 verbunden. Alternativ kann die Ausrichtung des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 umgekehrt sein und in einer derartigen Ausrichtung vorliegen, dass der Dichtungsabschnitt 220 mit einem stromabwärts befindlichen Verdichterschaufelbefestigungsmechanismus 134 verbunden ist, solange die Ausrichtung des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 die Einführung und Entfernung der zweiten Hakenvorrichtung 208 aus der ersten ringförmigen Öffnung 218 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Die Konfiguration der Verwendung benachbarter Verdichterrotorräder 130 zum Lagern des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 ermöglicht eine Reduzierung des Gesamtgewichtes des Dichtungsmechanismus 200 und verringert die zugeordneten Herstellungskosten derartiger Komponenten. Ferner ermöglicht eine derartige Konfiguration die Elimination zusätzlicher Rotorräder zum Lagern der Dichtungsvorrichtungen 222 und ermöglicht dadurch eine Verringerung in den Herstellungs- und Transportkosten des Rotors 110. Ferner stellt der Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 in der exemplarischen Ausführungsform eine ausreichende radiale Lagerung für zusätzliche in dem Rotor 110 eingebaute Rotationskomponenten bereit.
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes eines exemplarischen Zwischenstufendichtungsmechanismus 300, der mit der Turbine 108 verwendet werden kann, entlang des (in 3 dargestellten) Bereichs 5. In der exemplarischen Ausführungsform umschreibt der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 vollständig und zusammenhängend den Rotor 110. Zur Veranschaulichung sind (in 3 dargestellte) Schaufelbaugruppen 166 in 5 nicht dargestellt. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 einen Brückenabschnitt 302, der sich im Wesentlichen axial zwischen einem Paar benachbarter Turbinenrotorräder 170 erstreckt. Der Brückenabschnitt 302 ist drehbar mit wenigstens einem Turbinenrotorrad 170 verbunden. Insbesondere ist in der exemplarischen Ausführungsform der Abschnitt 302 drehbar mit einem Paar benachbarter Turbinenrotorräder 170 über mechanische Befestigungsvorrichtungen 303, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Muttern und Schrauben verbunden. Ferner umschreibt der Brückenabschnitt 302 vollständig und zusammenhängend den Rotor 110. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Brückenabschnitt 302 eine erste Hakenvorrichtung 304.
Ferner enthält der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 in der exemplarischen Ausführungsform einen Ringabschnitt 306, der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt 302 umschreibt. Insbesondere umschreibt der Ringabschnitt 306 in der exemplarischen Ausführungsform vollständig und zusammenhängend den Brückenabschnitt 302. Der Ringabschnitt 306 enthält eine zweite Hakenvorrichtung 308, die drehbar mit der ersten Hakenvorrichtung 304 verbunden ist. Ferner enthält der Brückenabschnitt 302 in der exemplarischen Ausführungsform einen axialen Abschnitt 310, der drehbar mit benachbarten Turbinenrotorrädern 170 über mechanische Befestigungsvorrichtungen 303 dergestalt verbunden ist, dass die Räder 170 wenigstens teilweise den Brückenabschnitt 302 über einen axialen Abschnitt 310 lagern.
In der exemplarischen Ausführungsform sind der Brückenabschnitt 302 und der Ringabschnitt 306 jeweils vollständig integrierte Komponenten, die unter Anwendung eines beliebigen Herstellungsprozesses ausgebildet werden, der den Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie beschrieben ermöglicht, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, mittels eines Schmiedeprozesses. Alternativ wird der Brückenabschnitt 302 und/oder Ringabschnitt 306 aus mehreren Teilen, Komponenten und/oder Abschnitten unter Verwendung eines beliebigen Herstellungsprozesses hergestellt, der den Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie hierin beschrieben ermöglicht, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, eines Hartlötprozesses und/oder eines Verbindungsprozesses unter Verwendung von Befestigungsteilen.
Ferner ist der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 in der exemplarischen Ausführungsform in einem vorbestimmten radialen Abstand 311 von der axialen Mittellinie 111 positioniert. Insbesondere ist der Zwischendichtungsmechanismus 300 in Bezug auf die Axialmittellinie 111 positioniert, um eine Verringerung einer (nicht dargestellten) Länge einer Turbinenzwischenwandbaugruppe 154 zu ermöglichen, und dergestalt, dass Kapitalkosten für Herstellung und Zusammenbaus der (in den 1, 2 und 3 dargestellten) Gasturbine 100 im Vergleich zu anderen Turbinentreibwerken verringert werden können, und dergestalt, dass auch das Gesamtgewicht reduziert wird. Die Verringerung der Länge der Turbinenzwischenwandbaugruppe 154 ermöglicht eine Verringerung eines (nicht dargestellten) Oberflächenbereichsprofils der Baugruppe 154, die einem Dampf- oder Verbrennungsgasstrom durch die Turbine 108 ausgesetzt ist. Somit können die zugeordneten mechanischen Belastungen in der Baugruppe 128, die mit der Zeit zu einer Kriechverformung der Baugruppe 128 führen können, verringert werden. Derartige mechanische Belastungen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, die in die Baugruppe durch Auftreffen des Luftstroms als eine Funktion der Oberfläche der Baugruppe 154 induzierten Kräfte und ein Biegemoment, das proportional zu derartigen induzierten Kräften und der Länge der Baugruppe 154 ist.
Zusätzlich enthält die erste Hakenvorrichtung 304 in der exemplarischen Ausführungsform eine erste radiale Verlängerung 312, die mit dem axialen Abschnitt verbunden ist. Die erste radiale Verlängerung 312 erstreckt sich im Wesentlichen von dem axialen Abschnitt 310 radial nach außen. Die erste Hakenvorrichtung 204 enthält auch eine erste axiale Verlängerung 314, die mit der ersten Verlängerung 312 verbunden ist. Daher ist der Brückenabschnitt 302 in der exemplarischen Ausführungsform eine vollständig einteilige Komponente, die einen axialen Abschnitt 310, eine erste radiale Verlängerung 312 und eine erste axiale Verlängerung 314 enthält. Die erste axiale Verlängerung 314 erstreckt sich im Wesentlichen axial über eine erste Strecke 216 aus der ersten radialen Verlängerung 312.
Die erste Verlängerung 314 und die erste Verlängerung 312 definieren ein Winkel θ₁ dazwischen. Ferner definieren die erste Verlängerung 314, erste Verlängerung 312 und der axiale Abschnitt 310 eine erste ringförmige Öffnung 318. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Winkel θ angenähert 90°. Alternativ ist der Winkel θ₁ jeder beliebige Winkel, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Ferner enthält der Ringabschnitt 306 in der exemplarischen Ausführungsform einen Dichtungsabschnitt 320, der im Wesentlichen den axialen Abschnitt 310 des Brückenabschnittes 302 umschreibt. In der exemplarischen Ausführungsform enthält der Dichtungsabschnitt 320 mehrere Labyrinthdichtungsvorrichtungen 332. Alternativ enthält der Dichtungsabschnitt 320 jede beliebige Dichtungsvorrichtung, die einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Ferner enthält die zweite Hakenvorrichtung 308 in der exemplarischen Ausführungsform eine zweite radiale Verlängerung 324, die mit dem Dichtungsabschnitt 320 verbunden ist. Die zweite Verlängerung 324 erstreckt sich von dem Dichtungsabschnitt 320 aus radial nach innen. Die zweite Hakenvorrichtung 308 enthält ebenfalls eine zweite axiale Verlängerung 326, die mit der zweiten Verlängerung 324 verbunden ist. Daher ist der Ringabschnitt 306 in der exemplarischen Ausführungsform eine vollständig einteilige Komponente, die das Element 334, den Dichtungsabschnitt 320, die Dichtungsvorrichtungen 322, die zweite radiale Verlängerung 324 und die zweite axiale Verlängerung 326 enthält.
Die zweite axiale Verlängerung 326 erstreckt sich im Wesentlichen axial über eine zweite Strecke 328 aus der zweiten radialen Verlängerung 324. In der exemplarischen Ausführungsform ist die zweite Strecke 328 angenähert gleich der ersten Strecke 316. Alternativ haben die ersten und zweiten Strecken 316 bzw. 328 eine beliebige Dimensionsbeziehung, die einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie hierin beschrieben ermöglicht. Die zweite Verlängerung 326 und zweite Verlängerung 324 definieren einen zweiten Winkel θ₂ dazwischen. Ferner definieren die zweite Verlängerung 326 und die zweite Verlängerung 324 und der Dichtungsabschnitt 320 eine zweite ringförmige Öffnung 330. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Winkel θ₂ angenähert 90°. Alternativ ist der Winkel θ₂ jeder beliebige Winkel, der einen Betrieb des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Ferner die erste ringförmige Öffnung 318 nimmt in der exemplarischen Ausführungsform wenigstens einen Abschnitt der zweiten Verlängerung 326 darin auf, und die zweite ringförmige Öffnung 330 nimmt wenigstens einen Abschnitt der ersten Verlängerung 314 darin dergestalt auf, dass ein Festsitz oder ein Reibungssitz zwischen der ersten Hakenvorrichtung 304 und der zweiten Hakenvorrichtung 308 erzeugt wird.
Ferner befindet sich die zweite Hakenvorrichtung 308 in der exemplarischen Ausführungsform in einem dritten Abstand 332 von wenigstens einem der benachbarten Turbinenrotorräder 170, wobei die dritte Strecke 332 länger als sowohl die ersten als auch zweiten Strecken 316 bzw. 318 ist. Die Kombination der dritten Strecke 332, die länger als die ersten und zweiten Strecken 316 bzw. 318 ist, und der zwischen den ersten und zweiten Hakenvorrichtungen 304 bzw. 308 ausgebildeten Festsitz ermöglicht einen Zusammenbau und eine Zerlegung des Rotors 110 durch Ermöglichen einer axialen Gleitbewegung der zweiten Hakenvorrichtung 308 ohne Entfernung irgendwelcher einer Befestigungsteile und/oder Erfordern irgendwelcher neuer Befestigungsteile. Ferner ermöglicht die axiale Gleitbewegung eine Verringerung des Zerlegungsaufwandes der Turbine 108 für Routineprüfungen des Zwischendichtungsmechanismus 300 und dessen unmittelbarer Nachbarschaft.
In der exemplarischen Ausführungsform ist der Dichtungsabschnitt 320 mit einem Schaufelbefestigungsmechanismus 174 über ein Element 334 verbunden. Alternativ ist die Ausrichtung des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 umgekehrt und der Dichtungsabschnitt 320 mit einem stromabwärts befindlichen Turbinenschaufelbefestigungsmechanismus 174 verbunden, da die Ausrichtung des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 die Einführung und Entfernung der zweiten Hakenvorrichtung 308 aus der ersten ringförmigen Öffnung 318 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Die Verwendung benachbarter Turbinenrotorräder 170 zum Lagern des Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 ermöglicht eine Reduzierung des Gesamtgewichtes des Mechanismus 300 und verringert die zugeordneten Herstellungskosten derartiger Komponenten im Vergleich zu anderen bekannten Turbinenmaschinen. Ferner ermöglicht eine derartige Konfiguration die Elimination zusätzlicher Rotorräder zum Lagern der Dichtungsvorrichtungen 322 und zur Reduzierung und/oder Elimination von Abstandshaltern 182, um dadurch eine Verringerung in den Herstellungs- und Transportkosten des Rotors 110 zu ermöglichen. Ferner stellt der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 in der exemplarischen Ausführungsform eine ausreichende radiale Lagerung für zusätzliche in dem Rotor 110 eingebaute Rotationskomponenten bereit, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, (nicht dargestellte) Kühlluftkanäle.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 400 zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine oder genauer eines Abschnittes einer (in den 1, 2 und 3 dargestellten) Gasturbine 100 veranschaulicht. In der exemplarischen Ausführungsform wird ein Rotationselement, d. h., der (in den 1, 2, 3, 4 und 5 dargestellte) Rotor 110, der mehrere (in den 2 und 4 dargestellte) benachbarte Verdichterrotorräder 130 und/oder (in den 3 und 5 dargestellte) benachbarte Turbinenräder 170 enthält, bereitgestellt, 402. Der Rotor 110 wird so positioniert, 404, dass sich wenigstens ein Teil eines stationären Abschnittes, wie z. B. die (in den 2 und 4 dargestellte) Verdichterstatorschaufelbaugruppe 128 und/oder die (in den 3 und 5 dargestellte) Turbinenzwischenwandbaugruppe 154 wenigstens teilweise um den Rotor 110 erstrecken. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 für den Verdichter 102 (beide in den 2 und 4 dargestellt) und/oder der Zwischenstufendichtungsmechanismus 300 für die Turbine 108 (beide in den 3 und 5 dargestellt) werden zusammengebaut, 406. Demzufolge wird wenigstens ein Abschnitt der (in den 4 bzw. 5 dargestellten) ersten Hakenvorrichtung 204 und/oder 304 mit dem Rotor 110 verbunden, 408, indem wenigstens ein Abschnitt des (in den 4 bzw. 5 dargestellten) Brückenabschnittes 202 und/oder 302 mit wenigstens einem Rotorrad 130 und/oder 170 verbunden wird, 408.
Ferner wird in der exemplarischen Ausführungsform wenigstens ein Abschnitt der zweiten Hakenvorrichtung 208 und/oder 308 mit der ersten Hakenvorrichtung 204 und/oder 304 verbunden, 410, indem wenigstens ein Abschnitt der zweiten Hakenvorrichtung 208 und/oder 308 in eine entsprechende im Wesentlichen ringförmige erste Öffnung 218 und/oder 318, die wenigstens teilweise durch die erste Hakenvorrichtung 204 und/oder 304 definiert ist, dergestalt eingesetzt wird, dass ein Festsitz zwischen wenigstens einem Abschnitt der ersten Hakenvorrichtung 204 und/oder 304 und wenigstens einem Abschnitt der zweiten Hakenvorrichtung 208 und/oder 308 erzeugt wird.
Ferner wird in der exemplarischen Ausführungsform wenigstens ein Abschnitt des (in den 4 bzw. 5 dargestellten) Dichtungsabschnitts 220 und/oder 320 mit wenigstens einem Verdichterrotorrad 130 und/oder einem Turbinenrotorrad 170 durch Positionieren des Zwischenstufendichtungsmechanismus 200 und/oder 300 in einem (in 4 bzw. 5 dargestellten) vorbestimmten radialen Abstand 211 und/oder 311 von der (in den 1, 2, 3, 4 und 5 dargestellten) axialen Mittellinie 111 verbunden, 412. Ein derartiges Verfahren oder derartige Verfahren des Zusammenbaus und zugeordnete Verfahren der Zerlegung ermöglichen eine Verringerung der Zusammenbau- und Zerlegungszeiten und zugeordneter Kosten für Routineprüfungen. Insbesondere ermöglicht der Vorteil der für den Einbau und den Ausbau derartiger Zwischenstufendichtungsmechanismen erforderlichen verringerten axialen Längen, den Zusammenbau und die Zerlegung sowohl von Zwischenstufendichtungsmechanismen von Verdichtern als auch Turbinen.
Es werden hierin exemplarische Ausführungsformen von Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, die den Zusammenbau von Rotationsmaschinen und insbesondere Verdichtern und Turbinen, welche Dampfturbinen und Gasturbinen umfassen, ermöglichen. Ferner ermöglichen insbesondere sowohl Verdichter- als auch Turbinen-Zwischenstufendichtungsmechanismen den Zusammenbau und die Zerlegung eines Verdichters bzw. einer Turbine durch Verringern einer axialen Länge, die für den Einbau und die Entfernung eines derartigen Zwischenstufendichtungsmechanismus erforderlich ist. Die Verringerung derartiger Zusammenbau/Zerlegung-Längen ermöglicht eine Verringerung der Zerlegung- und Zusammenbauzeiten und zugeordneter Kosten für Routineprüfungen. Des Weiteren ermöglicht die Positionierung des Zwischenstufendichtungsmechanismus in ausreichender Entfernung von einer Rotor-Axialmittellinie die Verringerung einer Länge von Kompressorstatorschaufeln und Turbinenzwischenwandbaugruppen, was einen Oberflächenbereich derartiger Schaufeln und Baugruppen verringert, die Luft, Dampf oder einem Verbrennungsgasstrom ausgesetzt sind, und dadurch mechanische Belastungen verringert, die mit der Zeit zu einer Kriechdeformation führen können. Ferner ermöglicht eine derartige Baugruppenkonfiguration die Reduzierung und/oder Elimination zusätzlicher Rotorscheiben, einschließlich Rädern und Abstandshaltern, um Verdichter- und Turbinendichtungsvorrichtungen zu lagern. Die Verringerung der Länge stationärer Schaufeln und Baugruppen und die Beseitigung von Scheiben ermöglichen eine Verringerung der Kapitalkosten für Herstellung und Aufbau und Transportgewichte von Verdichter- und Turbinenrotoren. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht der Verdichter und Turbinen eine Verringerung von auf einen gemeinsamen Rotor sowohl für die Kompressoren als auch Turbinen einwirkenden Zentrifugalkräften für einen Bereich von Betriebsdrehzahlen, um dadurch die Möglichkeit erhöhter Prüf- und Wartungskosten zu verringern. Ferner ermöglicht das verringerte Gewicht einen verringerten Brennstoffverbrauch zum Beschleunigen und Halten der Rotordrehzahlen, um dadurch die Betriebskosten zu verringern. Derartige Zwischenstufendichtungsmechanismen stellen auch eine ausreichende radiale Lagerung für zusätzliche in dem Rotor eingebaute Rotationskomponenten zur Verfügung.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können Komponenten jedes Systems und/oder Schritte jedes Verfahrens unabhängig und getrennt von anderen Komponenten und/oder Schritten, die hierin beschrieben wurden, verwendet und/oder praktiziert werden. Zusätzlich kann jede Komponente und/oder Schritt mit anderen Baugruppenpaketen und Verfahren verwendet und/oder praktiziert werden.
Obwohl die Erfindung in Form verschiedener spezifischer Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der Ansprüche ausgeführt werden kann.
Ein Zwischenstufendichtungsmechanismus 200/300 ist in einer Rotationsmaschine 100 mit einem stationären Abschnitt 114/154 und einem Rotationselement 112/152 mit mehreren Rotorrädern 130/170 positioniert. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält einen Brückenabschnitt 202/302, der mit wenigstens einem von den Rotorrädern drehbar verbunden ist. Der Brückenabschnitt erstreckt sich axial zwischen den Rotorrädern. Der Brückenabschnitt enthält eine erste Hakenvorrichtung 204/304. Der Zwischenstufendichtungsmechanismus enthält auch einen Ringabschnitt 206/306, der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt. Der Ringabschnitt enthält eine zweite Hakenvorrichtung 208/308, die mit der ersten Hakenvorrichtung drehbar verbunden ist.
Bezugszeichenliste

100: Gasturbine (Rotationsmaschine)
102: Verdichter
103: Brennerbaugruppe
104: Brenner
106: Brennstoffdüsenbaugruppe
108: Turbine
110: Rotor
111: Rotor-Axialmittellinie
112: Verdichterrotorbaugruppe
114: Verdichterstatorbaugruppe
116: Verdichtergehäuse
118: Strömungspfad
124: mehrere Stufen
126: Rotorlaufschaufelbaugruppen
128: Statorschaufelbaugruppen
130: Verdichterrotor-Scheibe/Rad
132: Rotorlaufschaufel-Schaufelblattabschnitt
134: Schaufelbefestigungsmechanismus
136: Rotorlaufschaufelspitzenabschnitt
140: Verdichternabe
148: Anstrom-(Niederdruck)-Bereich des Verdichters
149: Strömungspfeil
150: Abstrom-(Hochdruck)-Bereich des Verdichters
152: Turbinenrotorbaugruppe
154: Turbinenzwischenwandbaugruppen
156: Turbinengehäuse
158: Strömungspfad
164: mehrere Stufen
166: Schaufelbaugruppe
168: Leitapparatbaugruppe
170: Turbinenrotorrad
174: Schaufelbefestigungsmechanismus
180: Turbinennabe
182: Turbinenabstandshalter
184: Turbinenrotorrad
188: Anstrom-(Hochdruck)-Bereich der Turbine
189: Strömungspfeil
190: Abstrom-(Niederdruck)-Bereich der Turbine
200: Zwischenstufendichtungsmechanismus
202: Brückenabschnitt
203: mechanische Befestigungsvorrichtungen
204: erste Hakenvorrichtung
206: Ringabschnitt
208: zweite Hakenvorrichtung
210: axialer Abschnitt
211: vorbestimmter radiale Strecke
212: erste radiale Verlängerung
214: erste axiale Verlängerung
216: erste axiale Strecke
θ₁: Winkel zwischen ersten axialen und radialen Verlängerungen
218: erste ringförmige Öffnung
220: Dichtungsabschnitt
222: Labyrinthdichtungsvorrichtungen
224: zweite radiale Verlängerung
226: zweite axiale Verlängerung
228: zweite axiale Strecke
θ₂: Winkel zwischen zweiten axialen und radialen Verlängerungen
230: zweite ringförmige Öffnung
232: dritte axiale Strecke
234: Element
300: Zwischenstufenmechanismus
302: Brückenabschnitt
303: mechanische Befestigungsvorrichtungen
304: erste Hakenvorrichtung
306: Ringabschnitt
308: zweite Hakenvorrichtung
310: axialer Abschnitt
311: vorbestimmte radiale Strecke
312: erste radiale Verlängerung
314: erste axiale Verlängerung
316: erste axiale Strecke
θ₁: Winkel zwischen den ersten axialen und radialen Verlängerungen
318: erste ringförmige Öffnung
320: Dichtungsabschnitt
322: Labyrinthdichtungsvorrichtungen
324: zweite radiale Verlängerung
326: zweite axiale Verlängerung
328: zweite axiale Strecke
θ₂: Winkel zwischen den zweiten axialen und radialen Verlängerungen
330: zweite ringförmige Öffnung
332: dritte axiale Strecke
334: Element
400: Exemplarisches Verfahren
402: Bereitstellen eines Rotationselementes...
404: Positionieren des Rotationselementes dergestalt, dass...
406: Zusammenbau eines Zwischenstufendichtungsmechanismus
408: Verbinden wenigstens eines Abschnittes einer ersten Hakenvorrichtung...
410: Verbinden wenigstens eines Abschnittes einer zweiten Hakenvorrichtung...
412: Verbinden wenigstens eines Abschnittes einer Dichtungsabschnittes...

Claims

Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) für eine Rotationsmaschine (100) mit einem Rotationselement (112, 152) und einem stationären Abschnitt (114/154), wovon das Rotationselement mehrere Rotorräder (130, 170) hat, wobei der Zwischenstufendichtungsmechanismus aufweist: einen Brückenabschnitt (202/302), der drehbar mit wenigstens einem von den Rotorrädern verbunden ist, wobei sich der Brückenabschnitt axial zwischen den Rotorrädern erstreckt, und der Brückenabschnitt eine erste Hakenvorrichtung (204, 304) aufweist; und einen Ringabschnitt (206, 306), der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt, wobei der Ringabschnitt eine zweite Hakenvorrichtung (208/308) aufweist, die drehbar mit der ersten Hakenvorrichtung verbunden ist.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 1, wobei der Brückenabschnitt (202/302) ferner einen axialen Abschnitt (210/310) aufweist, wobei der axiale Abschnitt mit wenigstens einem Abschnitt von wenigstens einem der Rotorräder (130, 170) verbunden ist, und das wenigstens eine Rotorrad wenigstens teilweise den Brückenabschnitt lagert.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 2, wobei die erste Hakenvorrichtung (204/304) aufweist: eine erste radiale Verlängerung (212/312), die mit dem axialen Abschnitt (210/310) verbunden ist, wobei sich die erste radiale Verlängerung über eine vorbestimmte radiale Strecke (211/311) von dem axialen Bereich radial nach außen erstreckt; und eine erste axiale Verlängerung (214/314), die mit der ersten radialen Verlängerung verbunden ist, wobei sich die erste axiale Verlängerung aus der ersten radialen Verlängerung über eine erste axiale Strecke (216, 316) axial erstreckt und die erste axiale Verlängerung und die erste radiale Verlängerung einen ersten Winkel (θ₁) dazwischen definieren, wobei die erste axiale Verlängerung, die erste radiale Verlängerung und der axiale Abschnitt eine erste ringförmige Öffnung (218/318) definieren.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 3, wobei der Ringabschnitt (206, 306) ferner einen Dichtungsabschnitt (220, 320) aufweist, wobei der Dichtungsabschnitt im Wesentlichen den axialen Abschnitt (210/310) des Brückenabschnittes (202/302) umschreibt.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 4, wobei die zweite Hakenvorrichtung (208/308) aufweist: eine zweite radiale Verlängerung (224/324), die mit dem Dichtungsabschnitt (220/320) verbunden ist, wobei sich die zweite radiale Verlängerung von dem Dichtungsabschnitt aus radial nach innen erstreckt; und eine zweite axiale Verlängerung (226/326), die mit der zweiten radialen Verlängerung verbunden ist, wobei sich die zweite axiale Verlängerung aus der zweiten radialen Verlängerung über eine zweite axiale Strecke (228, 328) axial erstreckt, die im Wesentlichen der ersten axialen Strecke (216/316) ähnlich ist, die zweite axiale Verlängerung und die zweite radiale Verlängerung einen zweiten Winkel (θ₂) dazwischen definieren, wobei die zweite axiale Verlängerung, die zweite radiale Verlängerung und der Dichtungsabschnitt eine zweite ringförmige Öffnung (230/330) definieren.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 5, wobei die erste ringförmige Öffnung (218/318) wenigstens einen Abschnitt der zweiten axialen Verlängerung (226/326) aufnimmt, und die zweite ringförmige Öffnung wenigstens einen Abschnitt der ersten axialen Verlängerung (214/314) aufnimmt.
Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300) nach Anspruch 5, wobei der erste Winkel (θ₁) im Wesentlichen 90° und der zweite Winkel (θ₂) im Wesentlichen 90° ist.
Turbinenantrieb (100), aufweisend: ein Rotationselement (112/152) mit mehreren Rotorrädern (130/170); einen stationären Abschnitt (114/154), der sich wenigstens teilweise um das Rotationselement herum erstreckt; und wenigstens einen Zwischenstufendichtungsmechanismus (200/300), aufweisend: einen Brückenabschnitt (202/302), der drehbar mit wenigstens einer von den Rotorradverlängerungen verbunden ist, wobei sich der Brückenabschnitt axial zwischen den Rotorrädern erstreckt, und wobei der Brückenabschnitt eine erste Hakenvorrichtung (204/304) aufweist; und einen Ringabschnitt (206/306), der wenigstens teilweise den Brückenabschnitt umschreibt, wobei der Ringabschnitt eine zweite Hakenvorrichtung (208/308) aufweist, die drehbar mit der ersten Hakenvorrichtung verbunden ist.
Turbinenanttrieb (100) nach Anspruch 8, wobei: der Brückenabschnitt (202/302) ferner einen axialen Abschnitt aufweist, wobei der axial Abschnitt (210/310) mit wenigstens einem Abschnitt von wenigstens einem von den Rotorrädern (130/170) verbunden ist, und wobei wenigstens ein Rotorrad wenigstens teilweise den Brückenabschnitt lagert; und der Ringabschnitt (206/306) ferner einen Dichtungsabschnitt (220/320) aufweist, wobei der Dichtungsabschnitt im Wesentlichen den axialen Abschnitt des Brückenabschnittes umschreibt.
Turbinenantrieb (100) nach Anspruch 9, wobei die erste Hakenvorrichtung (204/304) aufweist: eine erste radiale Verlängerung (212/312), die mit dem axialen Abschnitt (210/310) verbunden ist, wobei sich die erste radiale Verlängerung über eine vorbestimmte radiale Strecke (211/311) von dem axialen Bereich radial nach außen erstreckt; und eine erste axiale Verlängerung (214/314), die mit der ersten radialen Verlängerung verbunden ist, wobei sich die erste axiale Verlängerung aus der ersten radialen Verlängerung über eine erste axiale Strecke (216, 316) axial erstreckt, wobei die erste axiale Verlängerung und die erste radiale Verlängerung einen ersten Winkel (θ₁) dazwischen definieren, wobei die erste axiale Verlängerung, die erste radiale Verlängerung und der axiale Abschnitt eine erste ringförmige Öffnung (218/318) definieren.