DE102013109844A1

DE102013109844A1 - Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine durch Umgestalten der abströmseitigen Schaufelblätter der Turbine

Info

Publication number: DE102013109844A1
Application number: DE102013109844.4A
Authority: DE
Inventors: Dennis Scott Holloway
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2014-05-28
Also published as: CN103670526A; CH706969A2; US20140072433A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine offenbart, wobei die Vorderkante von umfangsausgerichteten, abströmseitigen Schaufelblättern von entweder einer Nachströmung mit einem niedrigen Gesamtdruck oder einer gekühlten Nachströmung mit einer niedrigen Gesamttemperatur oder beiden umspült wird, indem wenigstens die Vorderkante eines Schaufelblatts entlang der Spanne oder radialen Distanz der Schaufelblätter umgestaltet wird. Die Verbesserung beruht auf der Tatsache, dass Turbinennachströmungen dazu neigen, nichtlinear zu sein, so dass ein gerades umfangsausgerichtetes, abströmseitiges Schaufelblatt den Nutzen einer niedrigen Gesamttemperatur oder eines niedrigen Gesamtdrucks über einen Teil seiner Spanne erhält, während ein umgestapeltes Schaufelblatt den Nutzen über einen größeren Teil der Schaufelbattspanne von Turbinennabe zu -gehäuse erhält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Turbinen und speziell ein Verfahren zur Umfangausrichtung einer Turbine durch Umgestalten der abströmseitigen Schaufelblätter der Turbine.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Leistungsfähigkeit von Gasturbinen kann von thermischen und Druckgradienten beeinflusst werden. Eine Hauptquelle thermischer Gradienten sind die großen sich in Umfangsrichtung erstreckenden und radialen Temperaturungleichmäßigkeiten (d.h. heiße Strähnen und kühlende Nachströmungen) in der eine Turbinenbrennkammer verlassenden Strömung. Eine weitere Quelle von Ungleichmäßigkeiten sind Nachströmungen von zuströmseitigen Schaufelblättern des gleichen Referenzrahmens. Es wurde festgestellt, dass die Festlegung der relativen Umfangspositionen von Gasturbinenschaufeln, die als Umfangsausrichtung (Clocking) oder Indexierung bekannt sind, die Effizienz von Turbinenstufen steigern und die Effekte von heißen Strähnen aus Brennkammern und Nachströmungen von zuströmseitigen Schaufelblättern abschwächen kann. Die Umfangsausrichtung von Turbinenschaufelblättern kann so bedeutende thermische und andere Leistungsvorteile ergeben.
In der Praxis ist die Umfangsausrichtung von Turbinenschaufelblättern im Wesentlichen ein Verfahren zum Ausrichten von Schaufelblättern der gleichen Anzahl und des gleichen Referenzrahmens (d.h. Rotor auf Rotor und Stator auf Stator) ohne Berücksichtigung der optimalen Schaufelblatt- und Nachströmungsformen, um die bestmögliche Umfangsausrichtungsgestaltung zu erhalten.
Für Schaufelblätter gleicher Anzahl kann die relative Position eines abströmseitigen Stators zu der von einem zuströmseitigen Stator ausgehenden Nachströmung zu bedeutenden Variationen der Turbineneffizienz und Schaufelblatt-, Plattform- und Gehäusetemperaturen führen. Das gilt auch für nachfolgende Rotorstufen.
Eine Analyse einer zuströmseitigen Stufe, zum Beispiel Stufe 1, ergibt ein zeitlich gemitteltes Einlassströmungsfeld zur abströmseitigen Stufe. Dieses Strömungsfeld enthält die Nachströmungssignatur des zuströmseitigen Stators (oder Rotors) für die Stator-auf-Stator-(oder Rotor-auf-Rotor-)Umfangsausrichtung. Designtools wie die numerische Strömungsdynamik (2D, 3D, gleichmäßig, ungleichmäßig) und die 2D-Stromfadenanalyse können zum Umgestalten oder Umstapeln der Abströmseite verwendet werden, um die Umfangsausrichtung für die thermische und aerodynamische Leistung zu optimieren.
Bei stark nichtlinearen Nachströmungen, wie man sie bei einer Stufe 1 mit niedrigem Seitenverhältnis einer Hochdruckturbine (HDT) sehen würde, wäre es ziemlich offensichtlich, dass ein abströmseitiges Schaufelblatt umgestaltet wurde, um es für die Umfangsausrichtung optimierter zu machen. Für Stufen mit höherem Seitenverhältnis, wie z.B. eine Niederdruckturbine (NDT), sind die Nachströmungen über einen größeren Anteil der Spanne gerader.
Für gleichzahlige Statoren kann die relative Position eines abströmseitigen Stators zu der von einem zuströmseitigen Stator ausgehenden Nachströmung zu bedeutenden Variationen der Turbinenleistung und der Heißgasweg-(HGW-)Oberflächentemperaturen führen. Das gleiche gilt für nachfolgende Rotorstufen. Die Verbesserung beruht auf der Tatsache, dass Gasturbinennachströmungen dazu neigen, nichtlinear zu sein. Ein gerades abströmseitiges Schaufelblatt erhält über einen Teil seiner Spanne einen Nutzen (d.h. niedrige(r) Gesamttemperatur und -druck). Das Umgestalten oder -stapeln des Schaufelblatts verleiht das Potential des Nutzens über einen größeren Teil der Spanne.
Es ist fast unmöglich, Nachströmungen vollständig gerade zu machen, speziell für HDT-Stufen mit niedrigem Seitenverhältnis, weshalb das Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts zum Optimieren des thermischen und leistungsbezogenen Nutzens in vielen Anwendungen ein größeres Potential hat. Die vorliegende Erfindung zeigt, dass durch Umgestalten der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts der potentielle Naben/Spanne-Nutzen vergrößert werden kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter wenigstens aus einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, die folgenden Schritte auf: Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass sich die abströmseitigen Schaufelblätter mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, wenigstens eines Teils der Nachströmung, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, Umgestalten, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, des innerhalb der Nachströmung positionierten abströmseitigen Schaufelblatts, so das sich mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, die folgenden Schritte auf: Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, von Teilen der Nachströmung, die einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entsprechen, entlang der Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts, Umstapeln, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das innerhalb der Nachströmung positionierte abströmseitige Schaufelblatt bilden, so dass mehr der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts und der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten sich innerhalb der Teile der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, der Teile der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder der Teile der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befinden als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine umfangsausgerichtete Turbine eine Vielzahl von Schaufelblättern auf, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei eine Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern geändert wurde, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, wobei jedes zuströmseitige Schaufelblatt im Betrieb eine Nachströmung erzeugt, die wenigstens einen Teil beinhaltet, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts umgestapelt wurde, so dass die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, verursachen, dass das abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung positioniert ist, so dass mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des wenigstens einen Teils mit der niedrigsten Temperatur, des Teils mit dem niedrigsten Druck oder des Teils mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck der Nachströmung befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
ASPEKTE DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern,
Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, von wenigstens einem Teil der Nachströmung, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer niedrigsten Temperatur und einem niedrigsten Druck in der Nachströmung entspricht,
Umgestalten, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, des innerhalb der Nachströmung positionierten abströmseitigen Schaufelblatts, so das mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Die Umfangspositionierung des wenigstens einen Teils der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts kann entsprechend des Ortes der niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, des niedrigsten Druck in der Nachströmung oder der/dem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung unter Verwendung eines Diagramms des niedrigsten Drucks, der niedrigsten Temperatur oder des/der niedrigsten Drucks und Temperatur, gemessen über die radiale Länge des abströmseitigen Schaufelblatts, erfolgen.
Der wenigstens eine Teil der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts, der der niedrigsten Temperatur, dem niedrigsten Druck oder der niedrigsten Temperatur und dem niedrigsten Druck in der Nachströmung entspricht, hat eine Umfangsbreite, wobei wenigstens ein Teil der Oberfläche des abströmseitigen Schaufelblatts, der innerhalb des Teils der Nachströmung positioniert ist, der der niedrigsten Temperatur, dem niedrigsten Druck oder der niedrigsten Temperatur und dem niedrigsten Druck in der Nachströmung entspricht, sich innerhalb der Umfangsbreite des Nachströmungsteils befinden kann.
Jedes abströmseitige Schaufelblatt kann aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet sein, die relativ zueinander gestapelt sind. Darüber hinaus kann jedes abströmseitige Schaufelblatt durch Umstapeln der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, relativ zueinander in Umfangsrichtung, axial oder in Umfangsrichtung und axial umgestaltet werden.
Jedes abströmseitige Schaufelblatt kann zu einer Bogenform umgestaltet werden. Außerdem werden für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts Teile der Nachströmung, die einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entsprechen, entlang der Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts angeordnet, und wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt durch Umstapeln der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, relativ zueinander umgestaltet werden kann, so dass mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb der Teile der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, der Teile der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder der Teile der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts befindet.
Die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten kann einen Außendurchmesserkonstruktionsabschnitt, einen Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne, einen Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne, einen Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne und einen Innendurchmesserkonstruktionsabschnitt beinhalten.
Für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts kann das in der Nachströmung positionierte abströmseitige Schaufelblatt umgestaltet werden, so dass mehr der Oberfläche des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Die zu- und abströmseitigen Reihen von Schaufelblättern können sowohl Statoren als auch Rotoren sein und die Zwischenreihe von Schaufelblättern ist ein Rotor, wenn die zu- und abströmseitigen Reihen von Schaufelblättern beide Statoren sind, oder ein Stator, wenn die zu- und abströmseitigen Reihen von Schaufelblättern beide Rotoren sind.
Die zu- und abströmseitigen Reihen von Schaufelblättern zusammen und die Zwischenreihe von Schaufelblättern können relativ zueinander rotieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern,
Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, von Teilen der Nachströmung, die einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entsprechen, entlang der Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts,
Umstapeln, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das innerhalb der Nachströmung positionierte abströmseitige Schaufelblatt bilden, so dass mehr der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts oder der gesamten Außenfläche des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb der Teile der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, der Teile der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder der Teile der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Bei der Verwendung dieses Verfahrens können die das abströmseitige Schaufelblatt, das innerhalb der Nachströmung positioniert ist, bildenden Konstruktionsabschnitte durch Umstapeln der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten relativ zueinander, in Umfangsrichtung, axial oder in Umfangsrichtung und axial, umgestaltet werden. Dabei können die Teile der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts, die der niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, dem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder der/dem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entsprechen, in Umfangsrichtung über die radiale Länge des abströmseitigen Schaufelblatts geplottet werden, um die Umfangslage des Nachströmungsteils festzustellen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine umfangsausgerichtete Turbine, die Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Schaufelblättern, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens:
einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen,
einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, und
einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen,
wobei eine Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern geändert wurde, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern,
wobei jedes zuströmseitige Schaufelblatt im Betrieb eine Nachströmung erzeugt, die wenigstens einen Teil beinhaltet, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht,
wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts umgestapelt wurde, so dass die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, verursachen, dass das abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung positioniert wird, so dass mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des wenigstens einen Teils mit der niedrigsten Temperatur, Teils mit dem niedrigsten Druck oder Teils mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck der Nachströmung befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Jedes abströmseitige Schaufelblatt der Turbine kann durch Umstapeln der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, relativ zueinander in Umfangsrichtung, axial oder in Umfangsrichtung und axial umgestaltet werden.
Darüber hinaus kann jedes abströmseitige Schaufelblatt der Turbine in eine Bogenform umgestaltet werden und die gesamte Außenfläche des abströmseitigen Schaufelblatts kann sich innerhalb des wenigstens einen Teils mit der niedrigsten Temperatur, Teils mit dem niedrigsten Druck oder Teils mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck der Nachströmung befinden.
Außerdem oder alternativ befinden sich die Vorderkante und die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten des abströmseitigen Schaufelblatts innerhalb des wenigstens einen Teils mit der niedrigsten Temperatur, des Teils mit dem niedrigsten Druck oder des Teils mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck der Nachströmung.
Die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten kann einen Außendurchmesserkonstruktionsabschnitt, einen Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne, einen Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne, einen Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne und einen Innendurchmesserkonstruktionsabschnitt beinhalten.
In jeder beliebigen der oben erwähnten Turbinen kann jedes abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts umgestapelt werden, so dass die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, verursachen, dass das abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung positioniert ist, so dass mehr der Außenfläche des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Realisierung eines Nutzens (d.h. niedrige(r) Gesamttemperatur und -druck), indem sie zulässt, dass die Vorderkante oder die gesamte Außenfläche von abströmseitigen Schaufelblättern von entweder einer Nachströmung mit einem niedrigen Gesamtdruck oder einer gekühlten Nachströmung mit einer niedrigen Gesamtemperatur oder beiden umspült wird. Durch Umgestalten der Vorderkante eines Schaufelblatts oder des gesamten Schaufelblatts entlang seiner Spanne oder radialen Distanz kann der potentielle Nutzen daraus, dass die Vorderkante oder die gesamte Außenfläche des Schaufelblatts von entweder einer Nachströmung mit einem niedrigen Gesamtdruck oder einer gekühlten Nachströmung mit einer niedrigen Gesamtemperatur oder beiden umspült wird, erhöht werden. Die Verbesserung beruht auf der Tatsache, dass Gasturbinennachströmungen dazu neigen, nichtlinear zu sein. Ein gerades abströmseitiges Schaufelblatt erhält einen Nutzen (z.B. niedrige(r) Gesamttemperatur und -druck) über einen Teil seiner Spanne. Umgestalten oder Stapeln des Schaufelblatts verleiht das Potential eines Nutzens über einen größeren Teil der Schaufelblattspanne von der Turbinennabe zum -gehäuse.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer mehrstufigen Gasturbinenanlage.
2 ist eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht der Schaufelblattumfangsausrichtung in einer Turbomaschine wie einer Turbine.
3 ist eine teilweise isometrische Ansicht eines Turbinenschaufelblatts, die Konstruktionsabschnitte des Schaufelblatts zeigt, die relativ zueinander umgestapelt werden können.
4 ist eine teilweise isometrische Ansicht eines typischen Turbinenschaufelblatts, wie einer Stator- oder Rotorschaufel.
5 ist eine teilweise isometrische Ansicht des Turbinenschaufelblatts von 4 nach dem Umstapeln der Konstruktionsabschnitte des Schaufelblatts.
6 ist eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht eines abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts vor dem Umstapeln.
7 ist eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht des abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts von 6 nach dem Umstapeln.
8 ist eine vereinfachte isometrische Ansicht des abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts von 6 vor dem Umstapeln und der Nachströmung eines abströmseitigen Schaufelblatts. Diese Nachströmung kann entweder die thermische Nachströmung (Gesamttemperatur) oder die Impulsnachströmung (Gesamtdruck) sein.
9 ist eine vereinfachte isometrische Ansicht des abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts von 7 nach dem Umstapeln und der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts, wobei das umfangsausgerichtete Schaufelblatt umgestaltet ist, so dass die Nachströmung, die entweder die thermische Nachströmung (Gesamttemperatur) oder die Impulsnachströmung (Gesamtdruck) sein kann, die Vorderkante des umgestalteten Schaufelblatts umspült.
10 ist ein Diagramm, das den Gesamtdruck im Verhältnis zur Umfangsposition an der Vorderkante eines abströmseitigen Schaufelblatts bei einer generischen Spanne abbildet (d.h. Impulsnachströmung).
11 ist ein Diagramm, das die Gesamttemperatur im Verhältnis zur Umfangsposition an der Vorderkante eines abströmseitigen Schaufelblatts bei einer generischen Spanne abbildet (d.h. thermische Nachströmung).
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer mehrstufigen Gasturbinenanlage 10. Die in 1 gezeigte Gasturbinenanlage 10 beinhaltet einen Verdichter 12, der einströmende Luft 11 auf einen hohen Druck verdichtet, eine Brennkammer 14, die Brennstoff 13 verbrennt, um ein Hochdruck-Hochtemperatur-Heißgas 17 zu erzeugen, und eine Turbine 16, die dem aus der Brennkammer 14 in die Turbine 16 einströmenden Hochdruck-Hochtemperatur-Heißgas 17 mithilfe von Turbinenschaufeln (in 1 nicht gezeigt), die von dem zwischen ihnen hindurchströmenden heißen Gas 17 gedreht werden, Energie entnimmt. Beim Drehen der Turbine 16 wird veranlasst, dass eine mit der Turbine 16 verbundene Welle 18 ebenfalls gedreht wird. Wie in 1 gezeigt, ist die Turbine 16 eine mehrstufige Turbine, wobei die erste und die zweite Stufe gezeigt werden und mit 16A bzw. 16B bezeichnet sind. Zur Maximierung des Turbinenwirkungsgrads wird das heiße Gas 17/17A beim Strömen von der ersten Stufe 16A der Turbine 16 zur zweiten Stufe 16B der Turbine 16 expandiert (und sein Druck dadurch verringert), wobei in den verschiedenen Stufen der Turbine 16 beim Hindurchströmen des heißen Gases 17 Arbeit erzeugt wird. In einer Gasturbinenmaschine ist ein einzelner Turbinenabschnitt entweder aus einer Scheibe, die viele Turbinenstatorschaufeln trägt, oder einer rotierenden Nabe, die viele Turbinenrotorschaufeln trägt, zusammengesetzt. Die Turbinenschaufeln sind für die Entnahme von Energie aus dem von der Brennkammer erzeugten Hochtemperatur-Hochdruckgas, das zwischen den Turbinenschaufeln hindurchströmt, verantwortlich. Das Abgas 19 tritt schließlich aus der letzten Stufe der Turbine 16 aus, die in 1 als die zweite Stufe 16B gezeigt wird.
2 ist eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht 20 einer „Schaufelblattumfangsausrichtung” in einer Turbomaschine wie einer Turbine 16. An der Umfangsblattausrichtung von Schaufelblättern von Turbomaschinen sind drei Schaufelreihen beteiligt. Zwei Schaufelreihen befinden sich im gleichen Referenzrahmen, d.h. zwei Schaufelreihen sind beide entweder Statoren oder Rotoren. Eine der zwei Schaufelreihen ist ein zuströmseitiges Schaufelblatt. Die andere der zwei Schaufelreihen ist ein abströmseitiges Schaufelblatt. Die dritte Schaufelreihe, die sich zwischen den zwei Schaufelreihen befindet, rotiert relativ zu den anderen zwei Schaufelreihen. Das abströmseitige Schaufelblatt ist relativ zu der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts „umfangsausgerichtet”, d.h. umfangsbezogen positioniert.
Die Zahl der umfangsausgerichteten Schaufelblätter muss ein ganzes Mehrfaches der zuströmseitigen Schaufelreihe sein, so das gewöhnlich ein Verhältnis von 1:1 verwendet würde. Es ist aber zu beachten, dass auch andere Verhältnisse wie z.B. 2:1 usw. verwendet werden könnten, weil sie ebenfalls einen gewissen Nutzen für das Umfangsausrichten von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu zuströmseitigen Schaufelblättern ergeben könnten.
2 zeigt eine Reihe von Turbinenrotoren und -statoren, zu denen ein zuströmseitiger Stator 24, ein zuströmseitiger Rotor 25, ein abströmseitiger, umfangsausgerichteter Stator 26 und ein abströmseitiger, umfangsausgerichteter Rotor 27 zählen. Der zuströmseitige Rotor 25 und der abströmseitige, umfangsausgerichtete Rotor 27 rotieren jeweils in einer von einem Pfeil 21 angedeuteten Richtung. Der zuströmseitige Stator 24 erzeugt eine Nachströmung 22. Der zuströmseitige Rotor erzeugt desgleichen eine Nachströmung 23. Das abströmseitige Schaufelblatt, d.h. der abströmseitige Stator 26, ist relativ zu dem zuströmseitigen Stator 24 umfangsausgerichtet. Das abströmseitige Schaufelblatt, d.h. der Rotor 27, ist relativ zu dem zuströmseitigen Rotor 25 umfangsausgerichtet.
3 ist ein teilweiser perspektivischer Aufriss eines dreidimensionalen (3D) Turbinenschaufelblatts 30, der Konstruktionsabschnitte 31 bis 35 des Schaufelblatts 30 zeigt, die relativ zueinander umgestapelt werden können. Ein dreidimensionales Schaufelblatt wie Schaufelblatt 30 wird durch umfangsbezogenes und/oder axiales „Stapeln” von Konstruktionsabschnitten relativ zueinander geschaffen. Das Schaufelblatt 30 beinhaltet, wie in 3 gezeigt, einen Außendurchmesserkonstruktionsabschnitt 31, einen Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne 32, einen Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne 33, einen Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne 34 und einen Innendurchmesser- oder Nabenkonstruktionsabschnitt 35. Die relative Stapelung dieser Konstruktionsabschnitte kann verschieden geformte Schaufelblätter ergeben.
4 ist ein teilweiser perspektivischer Aufriss eines Beispiels eines Turbinenschaufelblatts 40A, wie einer Rotor- oder Statorschaufel, bei der keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden. Das Turbinenschaufelblatt 40A beinhaltet eine Vorderkante 42A. Im Gegensatz dazu ist 5 eine teilweise perspektivische Ansicht von einem Beispiel für ein Turbinenschaufelblatt 40B, das das Turbinenschaufelblatt 40A ist, bei dem die Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden. Das Turbinenschaufelblatt 40B beinhaltet eine umgestaltete Vorderkante 42B.
6 ist eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht eines abströmseitigen, umfangsausgerichteten Schaufelblatts 40A vor dem Umstapeln, während 7 eine zweidimensionale (2D) Querschnittansicht des abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts 40B nach dem Umstapeln ist. 6 zeigt das abströmseitige, umfangsausgerichtete Turbinenschaufelblatt 40A vor dem Umstapeln mit einem Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne 54, einem Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne 55 und einem Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne 56. 7 zeigt das abströmseitige, umfangsausgerichtete Turbinenschaufelblatt 40B nach dem Umstapeln mit einem Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne 57, einem Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne 55 und einem Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne 58.
Der Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne 54 wird in 6 als nahe einem Teil 51 der Nachströmung 50 eines zuströmseitigen Schaufelblatts befindlich gezeigt. Desgleichen wird der Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne 55 in 6 als nahe einem Teil 52 der Nachströmung 50 des zuströmseitigen Schaufelblatts befindlich gezeigt. Schließlich wird der Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne 56 in 6 als nahe einem Teil 53 der Nachströmung 50 des zuströmseitigen Schaufelblatts gezeigt.
Die 6 und 7 sind zum Darstellen von Unterschieden vorgesehen, die bei dem Schaufelblatt 40A auftreten, wenn es als Schaufelblatt 40B umgestapelt wurde. Die 6 und 7 zeigen im Wesentlichen tangentiales Umstapeln des Konstruktionsabschnitts bei 80 % der Radialspanne 54 und des Konstruktionsabschnitts bei 20 % der Radialspanne 56 des abströmseitigen Schaufelblatts 40A, obwohl zu beachten ist, dass das Schaufelblatt 40A umfangsbezogen und/oder axial umgestapelt werden könnte. In 7 wird gezeigt, dass der Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne und der Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne des Schaufelblatts 40B in Schaufelblatt 40B verschoben sind, um mit den Nachströmungsteilen 51 bzw. 53 übereinstimmend zu liegen. Hier sind der umgestapelte Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne und der umgestapelte Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne mit den Bezugszeichen 57 bzw. 58 bezeichnet, um zu zeigen, dass der äußere und der innere Konstruktionsabschnitt verschoben werden, um mit den Nachströmungsteilen 51 und 53 des zuströmseitigen Schaufelblatts übereinstimmend gelegt zu werden.
Die 6 und 7 zeigen auch den Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne 55 des abströmseitigen Schaufelblatts 40A als nicht umgestapelt, weil die Vorderkante des Abschnitts 55 bereits mit dem Nachströmungsteil 52 des zuströmseitigen Schaufelblatts übereinstimmt. Das Ergebnis dessen, was in den 6 und 7 abgebildet ist, entspricht allgemein den in den 4A und 4B abgebildeten Schaufelblättern 40A bzw. 40B.
8 ist eine vereinfachte isometrische Darstellung eines abströmseitigen, umfangsausgerichteten Turbinenschaufelblatts 40A wie des Schaufelblatts 40A von 4 vor dem Umstapeln, die eine Nachströmung 50 eines zuströmseitigen Schaufelblatts zeigt, die das abströmseitige Schaufelblatt 50A in seiner besten Umfangsausrichtungsposition umspült. Diese Nachströmung 50 kann entweder die thermische Nachströmung (Gesamttemperatur) oder die Impulsnachströmung (Gesamtdruck) sein.
Für das in 9 in der besten Umfangsausrichtungsposition gezeigte umgestapelte Schaufelblatt 40B wird die Vorderkante 42B des Schaufelblatts 40B entlang der gesamten radialen Höhe des Schaufelblatts 40B von der auf dem zuströmseitigen Schaufelblatt beruhenden Nachströmung 50 mehr umspült als die Vorderkante 42A des Schaufelblatts 40A vor dem Umstapeln.
10 zeigt den Gesamtdruck als eine Funktion der Umfangsposition an einem ausgewählten der Vorderkantenabschnitte 54, 55 oder 56 des abströmseitigen Schaufelblatts 40A bei einer spezifischen radialen Höhe oder Spanne, die dem ausgewählten (54, 55 oder 56) der Vorderkantenabschnitte entspricht. Die auf dem zuströmseitigen Schaufelblatt beruhende Nachströmung wird von der Region niedrigen Gesamtdrucks repräsentiert.
11 zeigt die Gesamttemperatur als eine Funktion der Umfangsposition an einem der Vorderkantenabschnitte 57, 55 oder 58 des abströmseitigen Schaufelblatts 40B bei einer spezifischen radialen Höhe oder Spanne, die dem ausgewählten (57, 55 oder 58) der Vorderkantenteile entspricht. Die auf dem zuströmseitigen Schaufelblatt beruhende thermische Nachströmung wird von der Region niedriger Gesamttemperatur repräsentiert.
Zu den Kriterien, die verwendet werden, um zu bestimmen, wie abströmseitige Schaufelblätter umzustapeln sind, würden ein Bereich niedrigen Gesamtdrucks oder niedriger Gesamttemperatur in der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts, der einem bestimmten abströmseitigen Schaufelblatt entspricht, zählen. Ein eindimensionales Diagramm von Druck oder Temperatur im Verhältnis zur Umfangsposition (Theta) entlang einer bestimmten Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts würde zu einer Reihe von Tiefpunkten (Defiziten) oder Tälern führen, die mehreren Teilen der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts an den mehreren Vorderkantenabschnitten des Schaufelblatts entsprechen. Diese Nachströmungs-„Täler” hätten eine gewisse Breite. Jedes Tal würde z.B. der Distanz von einem der Teile der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts von links nach rechts entsprechen, wie den Teilen 51, 52 oder 53 der Nachströmung 50 des zuströmseitigen Schaufelblatts. Im Idealfall würde das Umstapeln der Vorderkantenteile des abströmseitigen Schaufelblatts, wie der Vorderkantenabschnitte 57, 55 oder 58 des abströmseitigen Schaufelblatts 40B den Tiefstpunkten (d.h. den niedrigsten Temperaturen oder den niedrigsten Drücken) entsprechen, wobei anerkannt wird, dass es beim Umstapeln des abströmseitigen Schaufelblatts eine gewisse Berichtigungsspanne geben würde. Das Ergebnis wäre ein umgestapeltes Schaufelblatt wie Schaufelblatt 40B, das mithilfe eines Kriteriums der niedrigsten Temperatur oder des niedrigsten Drucks an jedem der Vorderkantenabschnitte des Schaufelblatts, sowie eines Anteils der Steigung, d.h. der Distanz in Umfangsrichtung zwischen zwei Schaufelblättern, ausgerichtet wurde.
Ein Beispiel dafür, wie das durchgeführt werden kann, wird in 10 gezeigt, die den Gesamtdruck als eine Funktion der Umfangsposition an einem der Vorderkantenabschnitte entlang der radialen Höhe oder Spanne eines abströmseitigen Schaufelblatts zeigt. Die Lage des Mindestgesamtdrucks ist die Impulsnachströmung. Zum Umstapeln des abströmseitigen Schaufelblatts würde der Konstruktionsabschnitt an diesem Punkt der radialen Höhe oder Spanne verschoben, so dass er auf die Lage des Mindestgesamtdrucks ausgerichtet wäre. Dies könnte durch Bewerten der Gesamttemperatur anstelle des Gesamtdrucks auch für die thermische Nachströmung gelten. Das wird in 7B gezeigt. Es ist zu beachten, dass möglich ist, dass es es für ein bestimmtes Schaufelblatt mehrere Diagramme wie die der 7A oder 7B geben könnte, die den mehreren Vorderkantenabschnitten des Schaufelblatts entsprechen.
Die Erfindung wurde zwar in Verbindung damit beschrieben, was gegenwärtig als die praktischste und bevorzugte Ausführungsform gilt, es versteht sich aber, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform begrenzt werden darf, sondern ganz im Gegensatz verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abdecken soll, die im Sinn und Umfang der angehängten Ansprüche eingeschlossen sind.
Es wird ein Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine offenbart, wobei die Vorderkante von umfangsausgerichteten, abströmseitigen Schaufelblättern von entweder einer Nachströmung mit einem niedrigen Gesamtdruck oder einer gekühlten Nachströmung mit einer niedrigen Gesamttemperatur oder beiden umspült wird, indem wenigstens die Vorderkante eines Schaufelblatts entlang der Spanne oder radialen Distanz der Schaufelblätter umgestaltet wird. Die Verbesserung beruht auf der Tatsache, dass Turbinennachströmungen dazu neigen, nichtlinear zu sein, so dass ein gerades umfangsausgerichtetes, abströmseitiges Schaufelblatt den Nutzen einer niedrigen Gesamttemperatur oder eines niedrigen Gesamtdrucks über einen Teil seiner Spanne erhält, während ein umgestapeltes Schaufelblatt den Nutzen über einen größeren Teil der Schaufelbattspanne von Turbinennabe zu -gehäuse erhält.
Bezugszeichenliste

10: Gasturbinenanlage
11: Einströmende Luft
12: Verdichter
13: Brennstoff
14: Brennkammer
15: Druckluft
16: Mehrstufige Gasturbine
16A: Stufe 1 der mehrstufigen Gasturbine
16B: Stufe 2 der mehrstufigen Gasturbine
17: Heißes Gas
17A: Heißes Gas
18: Welle
19: Abgas
20: Umfangsausrichtung von Schaufelblättern
21: Pfeil, der die Drehrichtung des umfangsausgerichteten Rotors anzeigt.
22: Nachströmung von zuströmseitigem Stator
23: Nachströmung von zuströmseitigem Rotor
24: Zuströmseitiger Stator
25: Zuströmseitiger Rotor
26: Abströmseitiger umfangsausgerichteter Stator
27: Abströmseitiger umfangsausgerichteter Rotor
30: Turbinenschaufelblatt
31: Außendurchmesserkonstruktionsabschnitt
32: Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne
33: Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne
34: Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne
35: Innendurchmesser- oder Nabenkonstruktionsabschnitt
40A: Turbinenschaufelblatt, bei dem keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
40B: Turbinenschaufelblatt, bei dem Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
42A: Vorderkante von Turbinenschaufelblatt, bei dem keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
42B: Vorderkante von Turbinenschaufelblatt, bei dem Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
50: Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts
51: Vorderkantenteil der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts
52: Vorderkantenteil der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts
53: Vorderkantenteil der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts
54: Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne von Turbinenschaufelblatt, bei dem keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
55: Konstruktionsabschnitt bei 50 % der Radialspanne von Turbinenschaufelblatt, bei dem keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
56: Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne von Turbinenschaufelblatt, bei dem keine Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
57: Konstruktionsabschnitt bei 80 % der Radialspanne von Turbinenschaufelblatt, bei dem Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.
58: Konstruktionsabschnitt bei 20 % der Radialspanne von Turbinenschaufelblatt, bei dem Konstruktionsabschnitte umgestapelt wurden.

Claims

Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter wenigstens aus einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass sich die abströmseitigen Schaufelblätter mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, wenigstens eines Teils der Nachströmung, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, Umgestalten, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, des innerhalb der Nachströmung positionierten abströmseitigen Schaufelblatts, so das sich mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umfangspositionierung des wenigstens einen Teils der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts, der der niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, dem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder der/dem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, unter Verwendung eines Diagramms des niedrigsten Drucks, der niedrigsten Temperatur oder des/der niedrigsten Drucks und Temperatur, gemessen über die radiale Länge des abströmseitigen Schaufelblatts, ausgemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Teil der Nachströmung des zuströmseitigen Schaufelblatts, der der niedrigsten Temperatur, dem niedrigsten Druck oder der niedrigsten Temperatur und dem niedrigsten Druck in der Nachströmung entspricht, eine Umfangsbreite hat, und wobei wenigstens ein Teil der Oberfläche des abströmseitigen Schaufelblatts, der innerhalb des Teils der Nachströmung positioniert ist, der der niedrigsten Temperatur, dem niedrigsten Druck oder der niedrigsten Temperatur und dem niedrigsten Druck in der Nachströmung entspricht, sich innerhalb der Umfangsbreite des Nachströmungsteils befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, woei jedes abströmseitige Schaufelblatt in eine Bogenform umgestaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts Teile der Nachströmung, die einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, entlang der Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts ausgemacht werden und wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt durch Umstapeln der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, relativ zueinander umgestaltet wird, so dass mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb der Teile der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, der Teile der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder der Teile der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck als vor dem Umgestalten befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts das innerhalb der Nachströmung positionierte abströmseitige Schaufelblatt umgestaltet wird, so dass sich mehr der Oberfläche des abströmseitigen Schaufelblatts innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Verfahren zur Umfangsausrichtung einer Turbine, wobei die Turbine aus einer Vielzahl von Schaufelblättern besteht, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ändern einer Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, Ausmachen, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, von Teilen der Nachströmung, die einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entsprechen, entlang der Spanne oder radialen Höhe des abströmseitigen Schaufelblatts, Umstapeln, für die Nachströmung jedes zuströmseitigen Schaufelblatts, der Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das innerhalb der Nachströmung positionierte abströmseitige Schaufelblatt bilden, so dass mehr der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts oder der gesamten Außenfläche des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb der Teile der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur, der Teile der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder der Teile der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Umfangsausgerichtete Turbine, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schaufelblättern, wobei die Turbinenschaufelblätter aus wenigstens: einer ersten, zuströmseitigen Reihe von Schaufelblättern in einem ersten Referenzrahmen, einer zweiten Reihe von Schaufelblättern in dem ersten Referenzrahmen, die sich abströmseitig von der ersten Reihe von Schaufelblättern befinden, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt aus einer Vielzahl von Konstruktionsabschnitten gebildet ist, die relativ zueinander gestapelt sind, und einer dritten Reihe von Schaufelblättern in einem zweiten Referenzrahmen, die sich zwischen der ersten und der zweiten Reihe von Schaufelblättern befinden, bestehen, wobei eine Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern relativ zu einer Umfangsposition der Reihe von zuströmseitigen Schaufelblättern geändert wurde, so dass die abströmseitigen Schaufelblätter sich mehr innerhalb der Nachströmungen der zuströmseitigen Schaufelblätter befinden als vor dem Ändern der Umfangsposition der Reihe von abströmseitigen Schaufelblättern, wobei jedes zuströmseitige Schaufelblatt im Betrieb eine Nachströmung erzeugt, die wenigstens einen Teil beinhaltet, der einer niedrigsten Temperatur in der Nachströmung, einem niedrigsten Druck in der Nachströmung oder einer/einem niedrigsten Temperatur und Druck in der Nachströmung entspricht, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts umgestapelt wurde, so dass die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, verursachen, dass das abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung positioniert ist, so dass mehr von wenigstens der Vorderkante des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des wenigstens einen Teils mit der niedrigsten Temperatur, Teils mit dem niedrigsten Druck oder Teils mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck der Nachströmung befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.
Turbine nach Anspruch 9, wobei jedes abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung eines zuströmseitigen Schaufelblatts umgestapelt wurde, so dass die Vielzahl von Konstruktionsabschnitten, die das abströmseitige Schaufelblatt bilden, verursachen, dass das abströmseitige Schaufelblatt innerhalb der Nachströmung positioniert ist, so dass mehr von der Außenfläche des abströmseitigen Schaufelblatts sich innerhalb des Teils der Nachströmung mit der niedrigsten Temperatur der Nachströmung, des Teils der Nachströmung mit dem niedrigsten Druck oder des Teils der Nachströmung mit der/dem niedrigsten Temperatur und Druck befindet als vor dem Umgestalten des abströmseitigen Schaufelblatts.