DE102012213016A1 - Method for minimizing the gap between a rotor and a housing - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Minimierung des Spalts (d) zwischen einem Läufer (120), insbesondere einer Laufschaufel (120), und einem Gehäuse (138), insbesondere einem Gehäuse (138) einer Turbine (100), wobei der Spalt (d) zwischen Läufer (120) und Gehäuse (138) einstellbar ist, insbesondere durch Verschiebung von Läufer (120) und Gehäuse (138) gegeneinander, soll den Spalt zwischen Läufer und Gehäuse auf einfache Art und Weise minimieren. Dazu wird ein Ausgangssignal eines dem Läufer (120) und/oder Gehäuse (138) zugeordneten Körperschallüberwachungssystems als Maß für die Größe des Spalts (d) und damit zur Einstellung eines minimalen Spalts (d) herangezogen.A method for minimizing the gap (d) between a rotor (120), in particular a rotor blade (120), and a housing (138), in particular a housing (138) of a turbine (100), the gap (d) between the rotor (120) and housing (138) is adjustable, in particular by moving the rotor (120) and housing (138) relative to one another, is intended to minimize the gap between the rotor and the housing in a simple manner. For this purpose, an output signal of a structure-borne noise monitoring system assigned to the rotor (120) and / or housing (138) is used as a measure for the size of the gap (d) and thus for setting a minimum gap (d).

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Minimierung des Spalts zwischen einem Läufer, insbesondere einer Laufschaufel, und einem Gehäuse, insbesondere einem Gehäuse einer Turbine, wobei der Spalt zwischen Läufer und Gehäuse einstellbar ist, insbesondere durch Verschiebung von Läufer und Gehäuse gegeneinander. Sie betrifft weiter eine Turbine, insbesondere eine Gasturbine, umfassend einen Läufer, insbesondere eine Laufschaufel, und ein Gehäuse, wobei der Spalt zwischen Läufer und Gehäuse mittels einer Stelleinrichtung einstellbar ist, insbesondere durch Verschiebung von Läufer und Gehäuse gegeneinander. The invention relates to methods for minimizing the gap between a rotor, in particular a blade, and a housing, in particular a housing of a turbine, wherein the gap between the rotor and the housing is adjustable, in particular by displacement of rotor and housing against each other. It further relates to a turbine, in particular a gas turbine, comprising a rotor, in particular a blade, and a housing, wherein the gap between the rotor and housing by means of an adjusting device is adjustable, in particular by displacement of rotor and housing against each other.

Eine Turbine ist eine Strömungsmaschine, welche die innere Energie (Enthalpie) eines strömenden Fluids (Flüssigkeit oder Gas) in Rotationsenergie und letztlich in mechanische Antriebsenergie umwandelt. Dem Fluidstrom wird durch die möglichst wirbelfreie laminare Umströmung der Turbinenschaufeln ein Teil seiner inneren Energie entzogen, der auf die Laufschaufeln der Turbine übergeht. Über diese wird dann die Turbinenwelle in Drehung versetzt, die nutzbare Leistung wird an eine angekuppelte Arbeitsmaschine, wie beispielsweise an einen Generator, abgegeben. Laufschaufeln und Welle sind Teile des beweglichen Rotors oder Läufers der Turbine, der innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist. A turbine is a turbomachine that converts the internal energy (enthalpy) of a flowing fluid (liquid or gas) into rotational energy and ultimately into mechanical drive energy. The fluid flow is removed by the vortex-free as possible laminar flow around the turbine blades a portion of its internal energy, which passes to the blades of the turbine. About this then the turbine shaft is rotated, the usable power is delivered to a coupled machine, such as a generator. Blades and shaft are parts of the movable rotor or rotor of the turbine, which is arranged within a housing.

In der Regel sind mehrere Schaufeln auf der Achse montiert. In einer Ebene montierte Laufschaufeln bilden jeweils ein Schaufelrad oder Laufrad. Die Schaufeln sind leicht gekrümmt profiliert, ähnlich einer Flugzeugtragfläche. Vor jedem Laufrad befindet sich üblicherweise ein Leitrad. Diese Leitschaufeln ragen vom Gehäuse in das strömende Medium hinein und versetzen es in einen Drall. Der im Leitrad erzeugte Drall (kinetische Energie) wird im darauffolgenden Laufrad genutzt, um die Welle, auf der die Laufradschaufeln montiert sind, in Rotation zu versetzen. As a rule, several blades are mounted on the axle. Blades mounted in a plane each form a paddle wheel or impeller. The blades are slightly curved profiled, similar to an aircraft wing. Before each impeller is usually a stator. These vanes protrude from the housing into the flowing medium and cause it to spin. The swirl generated in the stator (kinetic energy) is used in the following impeller to set the shaft on which the impeller blades are mounted in rotation.

Leitrad und Laufrad zusammen bezeichnet man als Stufe. Oft sind mehrere solcher Stufen hintereinandergeschaltet. Da das Leitrad stillsteht, können seine Leitschaufeln sowohl am Gehäuseinneren als auch am Gehäuseäußeren befestigt sein, und somit für die Welle des Laufrads ein Lager bieten. The stator and the impeller together are called stages. Often several such stages are connected in series. Since the stator is stationary, its vanes can be mounted both on the inside of the housing and on the outside of the housing, and thus provide a bearing for the shaft of the impeller.

Zwischen den Leitschaufelenden des Läufers und dem Gehäuse befindet sich üblicherweise ein Spalt, der beispielsweise zur Kompensation der Wärmeausdehnung im Betrieb dient. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, soll der Spalt zwischen Schaufelende und Gehäuse jedoch minimal sein, da durch den Spalt Fluid an den Laufschaufeln vorbei strömt und somit nicht zur Energieerzeugung beiträgt. Between the guide blade ends of the rotor and the housing is usually a gap, which serves for example to compensate for the thermal expansion during operation. However, in order to achieve high efficiency, the gap between the blade end and the housing should be minimal, since fluid flows past the rotor blades through the gap and thus does not contribute to the generation of energy.

Bedingt durch die konische Form der Turbine und des ihn umgebenden Gehäuses ist es möglich, durch eine Verschiebung des Läufers gegenüber dem Gehäuse mittels einer entsprechenden Stelleinrichtung die Spaltgröße zu beeinflussen. Verfahren zur Verschiebung von Rotor und Läufer sind beispielsweise aus der DE 42 23 495 und WO 00/28190 bekannt. Verfahren zur Spaltminimierung sind aus der DE 39 10 319 C2 , der DE 39 01 167 A1 und der EP 1 524 411 B1 bekannt. Due to the conical shape of the turbine and the surrounding housing, it is possible to influence the gap size by a displacement of the rotor relative to the housing by means of a corresponding adjusting device. Methods for displacement of rotor and rotor are for example from DE 42 23 495 and WO 00/28190 known. Methods for gap minimization are from the DE 39 10 319 C2 , of the DE 39 01 167 A1 and the EP 1 524 411 B1 known.

Die Verfahren benötigen jedoch einen hohen apparativen Aufwand und/oder sind nicht sehr genau, so dass häufig in der Praxis nur eine Verschiebung des Läufers um eine feste, vorgegebene Länge zur Anwendung kommt. Um ein Anstreifen der Turbinenlaufschaufeln zu verhindern und das Betriebsrisiko nicht zu erhöhen, wurde der Verfahrweg häufig nicht weiter erhöht. Daher ist eine weitere Optimierung wünschenswert. However, the methods require a high expenditure on equipment and / or are not very accurate, so that in practice only a displacement of the rotor by a fixed, predetermined length is used. In order to prevent tarnishing of the turbine blades and to increase the operating risk, the travel was often not increased further. Therefore, further optimization is desirable.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Spalt zwischen Läufer und Gehäuse auf einfache Art und Weise minimiert wird. It is therefore an object of the invention to provide a method with which the gap between the rotor and the housing is minimized in a simple manner.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Ausgangssignal eines dem Läufer und/oder Gehäuse zugeordneten Körperschallüberwachungssystems als Maß für die Größe des Spalts und damit zur Einstellung eines minimalen Spalts herangezogen wird. The object is achieved in that an output signal of the rotor and / or housing associated structure-borne sound monitoring system is used as a measure of the size of the gap and thus to set a minimum gap.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine besonders einfache Überwachung der Spaltgröße durch möglichst wenig invasive, in den äußeren Bereichen anzubringende Sensoren möglich wäre. Ein einfaches Signal, das bei Berührung von Läufer und Gehäuse erzeugt wird, ist der Schall, der sich zudem durch Festkörper wie z.B. ein Turbinengehäuse ausbreitet. Damit wird eine akustische Detektion von Vibrationen, die durch mit dem Gehäuse kollidierende Schaufelenden erzeugt werden, in den Außenbereichen des Gehäuses ermöglicht. Somit erlaubt ein Körperschallüberwachungssystem eine besonders einfache und technisch unaufwändige Kontrolle eines etwaigen Kontaktes von Schaufelenden und Gehäuse bei einer Verschiebung von Gehäuse und Läufer gegeneinander. Dies ermöglicht eine präzise Einstellung eines minimalen Spalts. The invention is based on the consideration that a particularly simple monitoring of the gap size by as little as possible invasive, to be mounted in the outer regions sensors would be possible. A simple signal generated when the rotor and housing are touched is the sound, which is also confined to solids such as e.g. a turbine housing propagates. Thus, an acoustic detection of vibrations generated by blade ends colliding with the housing is made possible in the outer areas of the housing. Thus, a structure-borne noise monitoring system allows a particularly simple and technically uncomplicated control of any contact of the blade ends and housing with a displacement of housing and rotor against each other. This allows a precise setting of a minimum gap.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein Körperschallüberwachungssystem Bestandteil eines Fremdkörperdetektionssystems der Turbine. Fremdkörperdetektionssysteme kommen häufig in Turbinen zu Anwendung, um eventuell eindringende Fremdkörper oder auch absplitternde Teile der Turbine selbst frühzeitig zu erkennen und eine Abschaltung der Turbine zu veranlassen. Fremdkörperdetektionssysteme basieren auf akustischer Detektion. Daher ist es vorteilhaft, das Schallüberwachungssystem des Fremdkörperdetektionssystems in der Art einer Doppelnutzung auch zur Einstellung eines minimalen Spalts zu nutzen. Gegebenenfalls sind hierzu sogar keinerlei bauliche Eingriffe in der Turbine notwendig, sondern lediglich eine entsprechende sensor- und steuerungselektrische Anpassung. In an advantageous embodiment, a structure-borne noise monitoring system is part of a foreign body detection system of the turbine. Foreign object detection systems are often used in turbines to detect any penetrating foreign bodies or even splintering parts of the turbine itself at an early stage and to cause a shutdown of the turbine. Foreign body detection systems are based on acoustic detection. Therefore, it is advantageous to use the sound monitoring system of the foreign object detection system in the manner of a double use also for setting a minimum gap. If necessary, this is even no structural intervention in the turbine necessary, but only a corresponding sensor and control electrical adjustment.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Läufer zur Einstellung der Größe des Spalts in einer axialen Richtung gegenüber dem Gehäuse verschiebbar. Durch die typischerweise konische Form der Turbine wird dadurch eine gleichmäßige Reduzierung des Spalts über den gesamten Umfang und in jeder Turbinenstufe erreicht. In an advantageous embodiment of the rotor for adjusting the size of the gap in an axial direction relative to the housing is displaceable. As a result of the typically conical shape of the turbine, this results in a uniform reduction of the gap over the entire circumference and in each turbine stage.

Vorteilhafterweise wird der Läufer so verschoben, bis gerade kein Ausgangssignale erzeugender Kontakt mehr vorhanden ist. Das heißt, der Läufer wird verschoben, bis die Turbinenlaufbeschaufelung mit dem Gehäuse in Kontakt kommt. Dieser Kontakt wird mittels Körperschallüberwachungssystem überwacht und der Verfahrweg hierdurch beschränkt. Sobald eine erste Kontaktindikation registriert wird, wird der Läufer nach gegebenenfalls kurzem Rückverschieben – gerade an der Grenze zum Kontakt fixiert. Advantageously, the rotor is displaced until no output signals generating contact is present. That is, the rotor is displaced until the turbine blade blisk contacts the housing. This contact is monitored by means of a structure-borne noise monitoring system and the travel is thereby limited. As soon as a first contact indication is registered, the runner is fixed after a possibly short backward displacement - just at the border to the contact.

In einer Turbine, insbesondere Gasturbine, umfassend einen Läufer, insbesondere eine Laufschaufel, und ein Gehäuse, wird der Spalt zwischen Läufer und Gehäuse vorteilhafterweise mittels des beschriebenen Verfahrens minimiert. In a turbine, in particular a gas turbine, comprising a rotor, in particular a rotor blade, and a housing, the gap between rotor and housing is advantageously minimized by means of the described method.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Turbine aufzuzeigen, bei der der Spalt zwischen Läufer und Gehäuse minimal ist. It is another object of the invention to provide a turbine in which the gap between the rotor and the housing is minimal.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einer Turbine dem Läufer und/oder Gehäuse ein Körperschallüberwachungssystem zugeordnet ist, das ausgangsseitig mit der Stelleinrichtung verbunden ist. The object is achieved in that a structure-borne noise monitoring system is associated with the rotor and / or housing in a turbine, which is connected on the output side with the actuator.

Auch bezüglich der Turbine ist das Körperschallüberwachungssystem vorteilhafterweise Bestandteil eines Fremdkörperdetektionssystems und/oder der Läufer zur Einstellung der Größe des Spalts ist vorteilhafterweise in einer axialen Richtung gegenüber dem Gehäuse verschiebbar ist. Also with respect to the turbine, the structure-borne noise monitoring system is advantageously part of a foreign body detection system and / or the rotor for adjusting the size of the gap is advantageously displaceable in an axial direction relative to the housing.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Läufer, insbesondere an den Enden der Laufschaufeln zumindest teilweise verschleißbar. Das heißt, dass entsprechende Abriebstellen vorhanden sind, die für ein leichtes Berühren des Gehäuses während des Einstellprozesses ausgelegt sind. An den Abriebstellen wird dann eventuell Material abgetragen, diese sind aber so ausgelegt, dass dadurch keine strukturellen Schäden am Läufer, insbesondere der Laufschaufel entstehen. Damit kann der Läufer gefahrlos bis zum leichten, signalerzeugenden Kontakt verschoben werden, was eine optimale Spalteinstellung ermöglicht. In an advantageous embodiment of the rotor, in particular at the ends of the blades at least partially wearable. That is, there are corresponding wear points designed to easily contact the housing during the adjustment process. Material may then be removed at the abrasion points, but these are designed in such a way that structural damage to the rotor, in particular the rotor blade, does not occur. Thus, the runner can be safely moved to the light, signal-generating contact, allowing optimal gap adjustment.

Eine Kraftwerksanlage umfasst vorteilhafterweise eine beschriebene Turbine. A power plant advantageously comprises a described turbine.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Kontakterkennung zwischen Läufer und Gehäuse mittels Fremdkörpererkennungssystem eine Minimierung der radialen Spalte mit technisch besonders einfachen Mitteln ermöglicht wird. Der Wirkungsgrad der Turbine wird dadurch maximiert und die Leistung gesteigert. Dies bietet auch Vorteile hinsichtlich der Umweltverträglichkeit, da durch eine leittechnische Änderung eine deutliche Brennstoff- und Emissionseinsparung erzielt wird. Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur eine Gasturbine. The advantages achieved by the invention are in particular that a minimization of the radial gap with technically particularly simple means is made possible by the contact detection between the rotor and housing by means of foreign body detection system. The efficiency of the turbine is thereby maximized and the performance increased. This also offers advantages in terms of environmental compatibility, as a significant change in fuel and emissions is achieved by a control technology change. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. In it, the figure shows a gas turbine.

Die FIG zeigt eine Turbine 100, hier eine Gasturbine, in einem Längsteilschnitt. Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 (Axialrichtung) drehgelagerten Rotor 103 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer 106, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109. The FIG shows a turbine 100 , here a gas turbine, in a longitudinal section. The gas turbine 100 has inside about a rotation axis 102 (Axial direction) rotatably mounted rotor 103 on, which is also referred to as a turbine runner. Along the rotor 103 follow each other on a suction housing 104 , a compressor 105 , a toroidal combustion chamber 110 , in particular annular combustion chamber 106 , with several coaxial burners 107 , a turbine 108 and the exhaust case 109 ,

Die Ringbrennkammer 106 kommuniziert mit einem ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108. Jede Turbinenstufe 112 ist aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125. The ring combustion chamber 106 communicates with an annular hot gas channel 111 , There, for example, form four successive turbine stages 112 the turbine 108 , Every turbine stage 112 is formed of two blade rings. In the flow direction of a working medium 113 seen follows in the hot gas channel 111 a row of vanes 115 one out of blades 120 formed series 125 ,

Die Leitschaufeln 130 sind dabei am Stator 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. Die Laufschaufeln 120 bilden somit Bestandteile des Rotors oder Läufers 103. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt). The vanes 130 are on the stator 143 attached, whereas the blades 120 a row 125 by means of a turbine disk 133 on the rotor 103 are attached. The blades 120 thus form part of the rotor or rotor 103 , On the rotor 103 coupled is a generator or a working machine (not shown).

Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine. During operation of the gas turbine 100 is from the compressor 105 through the intake housing 104 air 135 sucked and compressed. The at the turbine end of the compressor 105 provided compressed air becomes the burners 107 guided and mixed there with a fuel. The mixture is then added to form the working medium 113 in the combustion chamber 110 burned. From there, the working medium flows 113 along the hot gas channel 111 past the vanes 130 and the blades 120 , On the blades 120 the working medium relaxes 113 impulsively transmitting, so that the blades 120 the rotor 103 drive and this the machine coupled to him.

Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 106 auskleidenden Hitzeschildsteinen am meisten thermisch belastet. Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, werden diese mittels eines Kühlmittels gekühlt. Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M = Fe, Co, Ni, Seltene Erden) und Wärme (Wärmedämmschicht, beispielsweise ZrO2, Y2O4 – ZrO2) aufweisen. The hot working medium 113 exposed components are subject during operation of the gas turbine 100 thermal loads. The vanes 130 and blades 120 in the flow direction of the working medium 113 seen first turbine stage 112 Be next to the ring combustion chamber 106 lining heat shields most thermally stressed. In order to withstand the temperatures prevailing there, they are cooled by means of a coolant. Likewise, the blades can 120 . 130 Coatings against corrosion (MCrAlX, M = Fe, Co, Ni, rare earths) and heat (thermal barrier coating, for example ZrO 2 , Y 2 O 4 - ZrO 2 ) have.

Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt. The vane 130 has a the inner housing 138 the turbine 108 facing Leitschaufelfuß (not shown here) and the Leitschaufelfuß opposite vane head on. The vane head is the rotor 103 facing and on a mounting ring 140 of the stator 143 established.

Auf leittechnischer Seite weist die Gasturbine 100 gemäß der FIG ein nicht näher dargestelltes Fremdkörperdetektionssystem auf. Dieses dient dazu, in die Gasturbine 100 mit der Luft 135 eindringende Fremdkörper oder aber durch Beschädigungen in der Turbine 100 losgerissene Fremdkörper zu detektieren und gegebenenfalls eine Schnellabschaltung der Turbine 100 zu veranlassen. Dazu umfasst das Fremdkörperdetektionssystem ein Körperschallüberwachungssystem, welches mit einer Vielzahl von Sensoren an Läufer 103 und Gehäuse 138 verbunden ist, die Ausgangssignale bezüglich der in der Turbine 100 entstehenden Schallschwingungen. On the control side, the gas turbine 100 according to the FIG a not-shown foreign body detection system. This serves to enter the gas turbine 100 with the air 135 penetrating foreign bodies or damage in the turbine 100 To detect broken foreign bodies and possibly an emergency shutdown of the turbine 100 to induce. For this purpose, the foreign body detection system comprises a structure-borne sound monitoring system, which with a large number of sensors to runners 103 and housing 138 connected, the output signals with respect to in the turbine 100 arising sound vibrations.

Weiterhin ist der Läufer 103 entlang der Achse 102 axial verschiebbar. Aufgrund der Konizität der Läuferspitze des Läufers 103 und des Gehäuses 138 zueinander wird durch eine Axialverschiebung des Läufers 103 oder des Gehäuses 138 der Spalt d zwischen Läufer 103, insbesondere den Laufschaufelenden, und Gehäuse 138 verringert oder vergrößert. Die Axialverschiebung erfolgt hydraulisch. Furthermore, the runner 103 along the axis 102 axially displaceable. Due to the conicity of the runner's tip of the runner 103 and the housing 138 to each other by an axial displacement of the rotor 103 or the housing 138 the gap d between runners 103 , in particular the blade ends, and housing 138 reduced or enlarged. The axial displacement is hydraulic.

Durch eine axiale Verschiebung des Rotors 103 gegenüber dem Gehäuse 138 wird der bestehende Spalt d verengt und bis schließlich ein erster Kontakt hergestellt wird, der zu Vibrationen und damit zu Erzeugung von Schall führt. Dieser Schall überträgt sich durch das Gehäuse 138 und wird vom Körperschallüberwachungssystem erfasst und in entsprechende Ausgangssignale umgesetzt. By an axial displacement of the rotor 103 opposite the housing 138 the existing gap d is narrowed and until finally a first contact is made, which leads to vibrations and thus to the generation of sound. This sound is transmitted through the housing 138 and is detected by the structure-borne noise monitoring system and converted into corresponding output signals.

Je nach axialer Verschiebung der Leitschaufeln 120 gegenüber dem Gehäuse 138 wird ein mehr oder weniger starker Kontakt zwischen den Turbinenschaufeln 120 und dem Gehäuse 138 hergestellt, wodurch sich auch die Stärke des erzeugten Körperschalls und damit der Ausgangssignale ändert. So ergeben sich verschiedene Ausgangssignale in Abhängigkeit von dem Wert der Axialverschiebung. Depending on the axial displacement of the guide vanes 120 opposite the housing 138 becomes a more or less strong contact between the turbine blades 120 and the housing 138 produced, which also changes the strength of the generated structure-borne noise and thus the output signals. This results in different output signals depending on the value of the axial displacement.

Wenn ein erster Kontakt hergestellt wurde, werden die Leitschaufeln 120 fixiert oder aber – bei noch zu starkem Kontakt – wieder zurückverschoben, bis gerade kein durch ein entsprechendes Ausgangssignal angezeigter Kontakt mehr vorhanden ist. Dann ist ein minimaler Spalt d eingestellt. Diese Einstellung des minimalen Spalts kann während des Betriebs, typischerweise nach vollständiger Durchwärmung der Turbine 100 erfolgen. When a first contact has been made, the vanes become 120 fixed or - if the contact is still too strong - moved back until no contact indicated by a corresponding output signal is present anymore. Then a minimum gap d is set. This minimum gap setting may be during operation, typically after complete turbine soak 100 respectively.

Die Turbinenschaufel 120 weist eine äußere Verschleißschicht auf. Die äußere Verschleißschicht ist beispielsweise porös und/oder keramisch, so dass auch ein geringer Kontakt keine dauerhafte Beschädigung verursacht.The turbine blade 120 has an outer wear layer. The outer wear layer is, for example, porous and / or ceramic, so that even a small contact does not cause permanent damage.

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Claims (10)

Verfahren zur Minimierung des Spalts (d) zwischen einem Läufer (120), insbesondere einer Laufschaufel (120), und einem Gehäuse (138), insbesondere einem Gehäuse (138) einer Turbine (100), wobei der Spalt (d) zwischen Läufer (120) und Gehäuse (138) einstellbar ist, insbesondere durch Verschiebung von Läufer (120) und Gehäuse (138) gegeneinander, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal eines dem Läufer (120) und/oder Gehäuse (138) zugeordneten Körperschallüberwachungssystems als Maß für die Größe des Spalts (d) und damit zur Einstellung eines minimalen Spalts (d) herangezogen wird. Method for minimizing the gap (d) between a runner ( 120 ), in particular a moving blade ( 120 ), and a housing ( 138 ), in particular a housing ( 138 ) a turbine ( 100 ), wherein the gap (d) between runners ( 120 ) and housing ( 138 ) is adjustable, in particular by displacement of runners ( 120 ) and housing ( 138 ) against each other, characterized in that an output signal of the runner ( 120 ) and / or housing ( 138 ) associated with structure-borne sound monitoring system as a measure of the size of the gap (d) and thus to set a minimum gap (d) is used. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Körperschallüberwachungssystem Bestandteil eines Fremdkörperdetektionssystems ist. The method of claim 1, wherein the structure-borne sound monitoring system is part of a foreign body detection system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Läufer (120) zur Einstellung der Größe des Spalts in einer axialen Richtung (102) gegenüber dem Gehäuse (138) verschiebbar ist. Method according to one of the preceding claims, in which the runner ( 120 ) for adjusting the size of the gap in an axial direction ( 102 ) opposite the housing ( 138 ) is displaceable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (120) so verschoben wird, bis gerade kein Ausgangssignale erzeugender Kontakt mehr vorhanden ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the runner ( 120 ) is shifted so until no output signals generating contact is present. Turbine (100), insbesondere Gasturbine, umfassend einen Läufer (120), insbesondere eine Laufschaufel (120), und ein Gehäuse (138), wobei der Spalt (d) zwischen Läufer (120) und Gehäuse (138) mittels des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche minimiert wird. Turbine ( 100 ), in particular gas turbine, comprising a rotor ( 120 ), in particular a moving blade ( 120 ), and a housing ( 138 ), wherein the gap (d) between runners ( 120 ) and housing ( 138 ) is minimized by the method according to any one of the preceding claims. Turbine (100), insbesondere eine Gasturbine, umfassend einen Läufer (120), insbesondere eine Laufschaufel (120), und ein Gehäuse (138), wobei der Spalt (d) zwischen Läufer (120) und Gehäuse (138) mittels einer Stelleinrichtung einstellbar ist, insbesondere durch Verschiebung von Läufer (120) und Gehäuse (138) gegeneinander, dadurch gekennzeichnet, dass dem Läufer (120) und/oder Gehäuse (138) ein Körperschallüberwachungssystem zugeordnet ist, das ausgangsseitig mit der Stelleinrichtung verbunden ist. Turbine ( 100 ), in particular a gas turbine, comprising a rotor ( 120 ), in particular a moving blade ( 120 ), and a housing ( 138 ), wherein the gap (d) between runners ( 120 ) and housing ( 138 ) is adjustable by means of an adjusting device, in particular by displacement of rotor ( 120 ) and housing ( 138 ) against each other, characterized in that the runner ( 120 ) and / or housing ( 138 ) A structure-borne sound monitoring system is assigned, which is connected on the output side with the actuating device. Turbine (100) nach Anspruch 6, bei der das Körperschallüberwachungssystem Bestandteil eines Fremdkörperdetektionssystems ist. Turbine ( 100 ) according to claim 6, wherein the structure-borne noise monitoring system is part of a foreign body detection system. Turbine (100) nach Anspruch 6 oder 7, bei der der Läufer (120) zur Einstellung der Größe des Spalts in einer axialen Richtung (102) gegenüber dem Gehäuse (138) verschiebbar ist. Turbine ( 100 ) according to claim 6 or 7, in which the runner ( 120 ) for adjusting the size of the gap in an axial direction ( 102 ) opposite the housing ( 138 ) is displaceable. Turbine (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der der Läufer (120) zumindest teilweise verschleißbar ist. Turbine ( 100 ) according to one of claims 6 to 8, in which the runner ( 120 ) is at least partially wearable. Kraftwerksanlage mit einer Turbine (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9. Power plant with a turbine ( 100 ) according to any one of claims 5 to 9.
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