DE1108012B - Geteilter Leitschaufeltraeger, insbesondere fuer Gasturbinen - Google Patents

Geteilter Leitschaufeltraeger, insbesondere fuer Gasturbinen

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DE1108012B
DE1108012B DEM38557A DEM0038557A DE1108012B DE 1108012 B DE1108012 B DE 1108012B DE M38557 A DEM38557 A DE M38557A DE M0038557 A DEM0038557 A DE M0038557A DE 1108012 B DE1108012 B DE 1108012B
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DE
Germany
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guide
guide vane
vane carrier
carrier according
guide piece
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Pending
Application number
DEM38557A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Schoerner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Geteilter Leitsehaufelträger, insbesondere für Gasturbinen Die Erfindung betrifft einen geteilten LeitschaufelträgerfürTurbinen mit axialer Durchströmrichtung, insbesondere für Gasturbinen, mit radialen, in Umfangsrichtung genuteten Ansätzen, in welche zur Sicherung konzentrischer Wärmedehnung Führungselemente formschlüssig eingreifen. Die Verschraubung der Teilf ugenwird dabei nicht durch radial ausladende Flanschverbindungen bewirkt, um die Wandstärken der Trägerschale möglichst gleichmäßig machen zu können.
  • Bei einem bekannten Leitschaufelträger dieser Bauart sind solche radiale Ansätze mit in Umfangrichtung verlaufenden Nuten über den gesamten Umfang durch Andrehungen der Zylinderschale hergestellt. Als Führungselement und gleichzeitig für Befestigung des Leitschaufelträgers dient ein geschlossener Ring, der mit geeignetem Gegenprofil in den Ansatz eingreift. über den ganzen Umfang sich erstreckende Ansätze bzw. Wülste ergeben aber zwangläufig große, örtliche radiale Materialquerschnitte bzw. -anhäufungen und damit ungleiche Verformungen des Leitschaufelträgers, die zum Anstreifen der Laufschaufeln führen, sofern nicht von vornherein ein entsprechend großes Radialspiel und die damit sich ergebende Verminderung des hydraulischen Wirkungsgrades der Turbine in Kauf genommen wird. Außerdem sind Turbinen mit solchen geschlossenen Führungs- oder Halteringen nur sehr umständlich zu montieren; namentlich bei größeren heißen Baukörpern, wie sie bei Gasturbinen üblich sind. Um die Rundheit der Schale an der Teilfuge sicherzustellen, müssen die Halteringe sehr kräftig sein. Dies hat den Nachteil, daß sie nicht so gleichmäßig und so schnell auf die Temperatur der zusammengespannten Schalenteile gebracht werden können.
  • Die beschriebenen Mängel behebt die vorliegende Erfindung dadurch, daß die nur über einen kurzen Umfangsbereich sich erstreckenden Ansätze paarweise neben den Stoßfugen angeordnet sind und daß die in die Ansätze eingearbeiteten Nuten hinterschnitten sind und im Achsschnitt ein hammerkopfförmiges Hohlprofil bilden, in welches ein biegungssteifes Führungsstück eingepaßt ist. Dadurch werden die Endtangentenrichtungen der zusammenstoßenden Trägerschalen-Teilstücke zueinander ausgerichtet und im Betrieb aufrechterhalten. Diese örtlich begrenzte Teilfugenverbindung gestattet, den Leitschaufelträger in seiner restlichen Erstreckung mit im wesentlichen gleicher, möglichst dünner Wandstärke auszubilden, so daß er die betriebliche Forderung nach schneller und gleichmäßiger Anpassung an die Temperaturen des Arbeitsmittels beim Lastwechsel der Turbine gut erfüllen kann. Im folgenden werden einige Ausführungen von Leitschaufelträgern nach der Erfindung erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen in einer Axialebene geteilten Leitschaufelträger in der Ansicht, Fig. 2 einen Schnitt in Teilfugennähe (Linie II-II) des Leitsehaufelträgers nach Fig. 1, Fig. 3 eine Teilfugenverbindung mit unterteiltem Führungsstück, Fig. 4 eine Teilfugenverbindung mit zweigeteiltem Führungsstück und Stehkeilen im Schnitt IV-IV der Fig. 5 und Fig. 5 einen Schnitt längs Linie V-V der Fig. 4.
  • In Fig. 1 und 2 bezeichnen 1 und 2 die beiden Hälften des Leitschaufelträgers, dessen Schaufeln in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Unmittelbar neben den Teilfugen 3 und 3' sind paarweise die radialen Ansätze 4 und 5 bzw. 4' und 5' angebracht, in welche die Nuten 6a, 6b eingearbeitet sind und zusammen ein hammerkopfartiges Hohlprofil bilden. In dieses Hohlprofil ist zur Aufrechterhaltung der Tangentenrichtung der Schalenteilstücke an der Teilfuge das biegungssteife Führungsstück 7 bzw. 7' mindestens mit engem Schiebesitz eingepaßt. Die Ansätze 4, 5 bzw. 4', 5' erstrecken sich radial nach außen, um die dünnwandigen Trägerschalenprofile möglichst wenig zu verändern. Die die Führungsstücke in ihrer ganzen Länge durchdringenden Bolzen 8, 8' verspannen die beiden Leitschaufelträgerhälften 1, 2 an der Teilfuge miteinander. Das Führungsstück 7 ist kreisbogenförmig ausgebildet, und zwar konzentrisch zur Leitschaufelträgerschale. Im Bereich niedrigerer Temperaturen kann. es aber auch geradlinig, wie z. B. das Führungsstück 7', ausgebildet sein, wodurch sich die Herstellungskosten für die Verbindung verringern. An den Führungsstücken 7, 7' sind gleichzeitig die Radialführungen9, 9' angebracht.
  • Die fertigungstechnisch unvermeidlichen Einbauspiele der Führungsstücke in den Nuten beeinträchtigen etwas die Steifigkeit der zuvor erläuterten Stoßfugenverbindung. Je besser nämlich der Formschluß des Führungsstückes in dem Hohlprofil ist, um so besser kann es seine Aufgabe der Einhaltung kreisförmig konzentrischer Verformungen an der Teilfuge erfüllen. Zur Beseitigung jeglichen Spieles sind daher die Führungsstücke nach Fig. 3 und 4- zweiteilig ausgebildet und miteinander verkeilt. Die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile sind hierin mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 3 sind 10 und 11 die beiden Teile des Führungsstückes, von denen das Teil 10 mit einer senkrecht zur Axialebene stehenden Anlagefläche 12 und einer dazu geeigneten Fläche 13 ausgestattet ist. Die an dieser anliegende Fläche des Teiles 11 ist um den gleichen Winkel geneigt, wogegen die zweite Fläche 14 dem Außenradius des Leitschaufelträgers entsprechende Kreisbogenkontur aufweist. Vermöge der Neigung der gemeinsamen Anlagefläche 13 kann mit Hilfe des Teiles 10 das gesamte Führungsstück verkeilt werden, wobei der Paßstift 15 zur Fixierung dient. In dieser Verbindung ist ferner das Teil 11 des Führungsstückes gleichzeitig als Spannglied ausgebildet und zu diesem Zweck mit Gewindezapfen 16, 17 versehen, die sich mittels Muttern 18 und Laschen 19 an den äußeren Kanten der Ansätze 4 und 5 abstützen.
  • Das Führungsstück der Verbindung nach Fig.4 und 5 besteht ebenfalls aus zwei Teilen 20 und 21, wobei jedoch auch die äußere Anlagefläche 22 des Teiles 20 konzentrische Kreisbogenkontur aufweist. Zum Ausgleich des Einbauspieles sind die Keile 23 und 24 vorgesehen, die mit den Paßstiften 25 und 26 fixiert werden.
  • Bei längeren Leitschaufelträgern können zusätzlich auch zwischen den Leitschaufelverankeningen Nuten 27 eingearbeitet sein, in welche die Führungsstücke 28 mit Spannbolzen 29 eingesetzt sind.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Geteilter Leitschaufelträger für Turbinen, insbesondere Gasturbinen, mit radialen, in Umfangsrichtung genuteten Ansätzen, in. welche zur Sicherung konzentrischer Wärmedehnung Führungselemente formschlüssig eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die nur über einen kurzen Umfangsbereich sich erstreckenden Ansätze (4, 5) paarweise neben den Stoßfugen (3) angeordnet sind und daß die in die Ansätze eingearbeiteten Nuten (6. a, .6 b) hinterschnitten sind und im Achsschnitt ein hammerkopfförmiges Hohlprofil bilden, in welches ein biegungssteifes Führungsstück (7) eingepaßt ist.
  2. 2. Leitschaufelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (7') geradlinig ist.
  3. 3. Leitschaufelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (7) konzentrisch zum Leitschaufelträger kreisbogenförmig ausgebildet ist.
  4. 4. Leitschaufelträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück aus zwei Teilen (10, 11 bzw. 20, 21) besteht, die miteinander verkeilt sind.
  5. 5. Leitschaufelträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verkeilten Teile des Führungsstückes mittels Paßstiften fixiert sind.
  6. 6. Leitschaufelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Außenkanten der Ansätze (4, 5) angreifende Spannbolzen (8) das Führungsstück in seiner ganzen Länge durchdringt.
  7. 7. Leitschaufelträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (8) mindestens mit engem Schiebesitz in das Führungsstück eingepaßt ist. B.
  8. Leitschaufelträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem radial einwärts gelegenen Teil (11) des zweiteiligen Führungsstückes Gewindezapfen (16, 17) angebracht sind.
  9. 9. Leitschaufelträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (7) einen Radialführungsansatz (9) aufweist.
  10. 10. Leitschaufelträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leitschaufelreihen zusätzlich hinterschnittene Nuten (27) mit hammerkopfförmigem Profil eingearbeitet sind, in welche ebenfalls Führungsstücke (28) eingepaßt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 917 007.
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