DE10310431A1

DE10310431A1 - Rotor-Schluss

Info

Publication number: DE10310431A1
Application number: DE10310431A
Authority: DE
Inventors: René Bachofner; Pietro Grigioni; Wolfgang Kappis
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-23
Also published as: US7048508B2; US20040179944A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor-Schluss (1) für Rotoren (2) thermischer Turbomaschinen mit Umfangsnut (3), bestehend aus zwei Schlusshälften (4, 4') mit sich im eingebauten Zustand gegenüberstehenden Seitenflächen (5, 5') und aneinander angrenzenden Deckflächen (6, 6'). Der erfindungsgemäße Rotor-Schluss (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (5, 5') der Schlusshälften (4, 4') formschlüssig miteinander verbunden sind. Dazu sind die Seitenflächen (5, 5') so ausgebildet, dass vorzugsweise eine Schwalbenschwanz-Verhängung der beiden Schlusshälften (4, 4') realisiert wird. Die verhängten Schlusshälften werden anschließend mit einer Schweißnaht (8) gesichert. Die auf diese Weise erzielte feste Verankerung des Rotor-Schlusses (1) verhindert ein Loslösen während des Betriebes und eine dadurch hervorgerufenen Schädigung der Turbomaschine.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftwerkstechnik. Sie betrifft einen Rotor-Schluss für Rotoren thermischer Turbomaschinen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage des Rotor-Schlusses.

Thermische Turbomaschinen, wie Turbinen und Verdichter, bestehen im wesentlichen aus einem mit Laufschaufeln bestückten Rotor und einem Stator, in den Leitschaufeln eingehängt sind.

Die feststehenden Leitschaufeln haben die Aufgabe, den Strom des zu verdichtenden bzw. des zu entspannenden gasförmigen Mediums so auf die rotierende Laufbeschaufelung zu lenken, dass die Energieumwandlung mit bestmöglichem Wirkungsgrad erfolgt.

Sowohl Laufschaufeln und als auch Leitschaufeln weisen im wesentlichen ein Schaufelblatt und einen Schaufelfuss auf. Um die Laufschaufeln auf dem Rotor bzw. die Leitschaufeln im Stator befestigen zu können, sind im Stator und auf der Rotorwelle Nuten eingestochen. In diese Nuten werden die Füsse der Schaufeln eingeschoben und dort arretiert.

Es ist bekannt, bei Verdichterrotoren mit Umfangsnuten abwechselnd Laufschaufeln und Zwischenstücke in der Rotoreindrehung (Umfangsnut) zu montieren, bis eine Öffnung in Umfangsrichtung verbleibt, welche mit einem sogenannten Rotor-Schluss aufgefüllt wird. Der Rotor-Schluss besteht aus einem halbierten Zwischenstück (zwei Schlusshälften), und einem Keil. Zur Montage des halbierten Zwischenstückes wird eine Restöffnung benötigt, welche schliesslich durch Einschieben eines Keiles verschlossen wird. Die beiden Schlusshälften weisen jeweils eine gerade ausgebildete Seitenfläche auf, die an ihrem oberen Ende mit der oberen Deckfläche der Schlusshälfte einen überstehenden Lappen bildet. Die genannten Seitenflächen stehen sich im eingebauten Zustand gegenüber, wobei sich dann zwischen ihnen der Keil befindet. Nachdem die beiden Schlusshälften und der Keil eingebaut sind, werden abschliessend die Lappen der beiden Schlusshälften über den Keil verstemmt. Dieser bekannte Rotor-Schluss stützt sich am Rotor ab.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass der Keil auf Grund des Kippmomentes der beiden Schlusshälften, welches durch die Fliehkraft während des Betriebes bewirkt wird, in der Lage ist, die verstemmten Lappen aufzubiegen. Der Keil kann somit aus dem Verdichter herausfliegen und es kann zu einem kompletten Verdichterschaden kommen.

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Rotor-Schluss zu entwickeln, welcher einfach montiert werden kann und bei dem ein Loslösen während des Betriebes verhindert wird, so dass das Auftreten eines Verdichterschadens vermieden wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Rotor-Schluss für Rotoren thermischer Turbomaschinen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass die Seitenflächen der Schlusshälften formschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise haben die beiden Schlusshälften in der Trennung eine Schwalbenschwanz-Verhängung.

Es ist zweckmässig, wenn die beiden Schlusshälften in dem Bereich, in dem die Seitenflächen und die Deckflächen aneinander angrenzen, lokal miteinander verschweisst sind.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Montage des Rotor-Schlusses dadurch gelöst, dass folgende Schritte ausgeführt werden:

a) In einem ersten Schritt wird die erste Schlusshälfte von oben in die Umfangsnut des Rotors eingeführt.
b) in einem zweiten Schritt wird diese erste Schlusshälfte seitlich in der Umfangsnut verschoben, bis sie im Rotor verankert ist.
c) In einem dritten Schritt wird die zweite Schlusshälfte neben der bereits eingebauten ersten Schlusshälfte montiert.
d) In einem vierten Schritt wird die zweite Schlusshälfte so weit in die entgegengesetzte Seite der Umfangsnut geschoben, bis die erste und die zweite Schlusshälften formschlüssig miteinander verbunden sind.
e) In einem fünften Schritt werden schliesslich die beiden formschlüssig verbundenen Schlusshälften in dem Bereich, in dem die Seitenflächen und die Deckflächen der Schlusshälften aneinander angrenzen, mittels einer Schweissnaht gesichert.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass der Rotor-Schluss im eingebauten Zustand formschlüssig fest verankert ist. Ausserdem sind die Einzelteile des erfindungsgemässen Rotor-Schlusses einfach herstellbar und die Montage ist gegenüber dem bekannten Stand der Technik nicht komplizierter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Rotor-Schlusses für einen Verdichter vor dem Einbau;
2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Rotor-Schlusses für einen Verdichter nach dem Einbau und
3a–e einzelne Schritte zur Montage des erfindungsgemässen Rotor-Schlusses gemäss 1 in die Umfangsnut des Rotors.
In den Figuren sind jeweils gleiche Positionen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Bewegungsrichtung der Teile beim Einbau ist mit Pfeilen bezeichnet.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der 1 bis 3a–e näher erläutert.
1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsgemässen Rotor-Schlusses 1 für einen Verdichterrotor vor dem Einbau, während 2 diesen nach dem erfolgten Einbau in den Rotor 2 zeigt.
Der erfindungsgemässe Rotor-Schluss 1 besteht aus zwei Schlusshälften 4, 4' mit einer gegenüber dem bekannten Stand der Technik veränderten Geometrie. Die sich im eingebauten Zustand gegenüberstehenden Seitenflächen 5, 5' der Schlusshälften 4, 4' sind derart ausgebildet, dass sie eine an sich bekannte Schwalbenschwanz-Verhängung der Schlusshälften 4, 4' ermöglichen. Dazu weist die erste Schlusshälfte 4 in der Seitenfläche 5 eine Vertiefung 9 auf, während die Seitenfläche 5' der zweiten Schlusshälfte 4' einen in diese Vertiefung 9 passgenauen Vorsprung 10 aufweist (1). Ein Zusammenfügen (Verhängen) der beiden Teile 4 und 4' führt daher zu einem Formschluss (2). Um die verhängten Schlusshälften 4, 4' zu sichern, wird in dem Bereich, in dem die Seitenflächen 5, 5' und die Deckflächen 6, 6' der beiden Schlusshälften 4, 4' aneinander angrenzen, eine Schweissnaht 8 gesetzt.
In den 3a bis 3e ist der Montagevorgang des Rotor-Schlusses 1 dargestellt. Zunächst werden in die Umfangsnut 3 des Verdichterrotors 2 sämtliche Laufschaufeln und Zwischenstücke montiert, bis eine Restöffnung 7 entsteht, in welche nur noch der aus zwei Schlusshälften 4, 4' bestehende Rotor-Schluss 1 montiert werden kann. Seine Montage erfolgt folgendermassen:
In einem ersten Schritt wird die erste Schlusshälfte 4 von oben in die Umfangsnut 3 eingeführt und in einem zweiten Schritt seitlich in der Umfangsnut 3 verschoben, bis sie im Rotor 2 verankert ist. Danach wird in einem dritten Schritt die zweite Schlusshälfte 4' neben der bereits eingebauten ersten Schlusshälfte 4 montiert und in einem vierten Schritt (4') so weit in die entgegengesetzte Seite der Umfangsnut 3 geschoben, bis die beiden Schlusshälften 4, 4' formschlüssig verbunden sind. Die beiden Teile 4, 4' sind damit über den Schwalbenschwanz verhängt. Abschliessend werden in einem fünften Schritt die beiden formschlüssig verbundenen Schlusshälften 4, 4' in dem Bereich, in dem die Seitenflächen 5, 5' und die Deckflächen 6, 6' der Schlusshälften 4, 4' aneinander angrenzen, mittels einer Schweissnaht 8 gesichert.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass der Rotor-Schluss im eingebauten Zustand formschlüssig fest verankert ist. Diese Verankerung des Rotor-Schlusses 1 verhindert ein Loslösen während des Betriebes und eine dadurch hervorgerufenen Schädigung der Turbomaschine. Ausserdem sind die Einzelteile des erfindungsgemässen Rotor-Schlusses einfach herstellbar, man benötigt keinen zusätzlichen Keil mehr, und die Montage ist gegenüber dem bekannten Stand der Technik nicht komplizierter.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt.

1: Rotor-Schluss
2: Rotor
3: Umfangsnut
4, 4': Schlusshälfte
5, 5': Seitenfläche der Schlusshälfte
6, 6': Deckfläche der Schlusshälfte
7: Restöffnung
8: Schweissnaht
9: Vertiefung
10: Vorsprung

Claims

Rotor-Schluss (1) für Rotoren (2) thermischer Turbomaschinen mit Umfangsnut (3), bestehend aus zwei Schlusshälften (4, 4') mit sich im eingebauten Zustand gegenüberstehenden Seitenflächen (5, 5') und aneinander angrenzenden Deckflächen (6, 6'), dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (5, 5') der Schlusshälften (4, 4') formschlüssig miteinander verbunden sind.
Rotor-Schluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (5, 5') der zwei Schlusshälften (4, 4') mittels einer an sich bekannten Schwalbenschwanz-Verhängung verbunden sind.
Rotor-Schluss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet die beiden Schlusshälften (4, 4') in dem Bereich, in dem die Seitenflächen (5, 5') und die Deckflächen (6, 6') der beiden Schlusshälften (4, 4') aneinander angrenzen, lokal miteinander verschweisst sind.
Verfahren zur Montage eines Rotor-Schlusses (1) nach den Ansprüchen 1 bis 3 in einer Restöffnung (7) einer Umfangsnut (3) eines Rotors (2) dadurch gekennzeichnet, dass f) in einem ersten Schritt die erste Schlusshälfte (4) von oben in die Umfangsnut (3) eingeführt wird, g) in einem zweiten Schritt diese erste Schlusshälfte (4) seitlich in der Umfangsnut (3) verschoben wird, bis sie im Rotor (2) verankert ist, h) in einem dritten Schritt die zweite Schlusshälfte (4') neben der bereits eingebauten ersten Schlusshälfte (4) montiert wird, i) in einem vierten Schritt die zweite Schlusshälfte (4') so weit in die entgegengesetzte Seite der Umfangsnut (3) geschoben wird, bis die beiden Schlusshälften (4, 4') formschlüssig verbunden sind und j) in einem fünften Schritt die beiden formschlüssig verbundenen Schlusshälften (4, 4') in dem Bereich, in dem die Seitenflächen (5, 5') und die Deckflächen (6, 6') der Schlusshälften (4, 4') aneinander angrenzen, mittels einer Schweissnaht (8) gesichert werden.