DE1953709A1 - Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen - Google Patents

Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen

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DE1953709A1
DE1953709A1 DE19691953709 DE1953709A DE1953709A1 DE 1953709 A1 DE1953709 A1 DE 1953709A1 DE 19691953709 DE19691953709 DE 19691953709 DE 1953709 A DE1953709 A DE 1953709A DE 1953709 A1 DE1953709 A1 DE 1953709A1
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DE
Germany
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blade
gas turbines
rotor
blading
steam
Prior art date
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Pending
Application number
DE19691953709
Other languages
English (en)
Inventor
Spielauer Dipl-Ing Anton
Jericha Dipl-Ing Dr Te Herbert
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.)
Andritz Hydro GmbH Austria
Original Assignee
Andritz Hydro GmbH Austria
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type

Landscapes

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

Description

  • Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen Es ist eine bekannte Maßnahme, bei den Laufsohaufeln von Dampf-oder Gasturbinen am Übergang vom Schaufelprofil zum Schaufelfuß eine sogenannte Deckplatte vorzusehen. Diese Deckplatten haben im wesentlichen rechteckige Form und stoßen in der Rotorumfangsrichtung gesehen aneinander, so daß sie, wenn alle Schaufeln einer Stufe eingefügt sind, die Rotoroberfläche vollkommen abde¢ken.
  • Ue Gründe für diese Maßnahme liegen in dem Umstand, daß daß Schaufelmaterial hochwertiger ist als das Rotormaterial und daher einer allfälligen Erosion und Korrosion beBser--tider6tehen kann. In ähnlicher Weise werden auch die axialen Zwischenstücke zur Distanzierung der taufschaufelkränze aufeinanderfolgender Stufen mit einer solchen Deckplatte versehen, so daß auch dort die Rotoroberfläche praktisch vollkommen abgedeckt ist. Nun ist jedoch der'Rotor, insbesondere wenn er, wie dies vor allem bei Gasturbinen erforderlich ist, gekühlt wird, kälter als die Laufschaufeln bzw. die genannten Zwischenstücke und es ist daher erforderlich, die verschiedene Wärmedehnung durch einen Kalt spalt an der Stoßstelle zweier in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgendier Deckplatten zu berücksicht igen. Bei Verwendung solcher Deckplatten für die Beschaufelung von Gasturbinen, insbesondere wenn das Treibmittel Staub und andere korrosive und erosive Teilchen enthält, besteht die Gefahr, daß sich beim Anfahren aus dem kalten Zustand die genannten Spalten mit Staub füllen und aggressive Gasteilchen an die Rotoroberfläche gelangen. Dieser Gefahr vorzubeugen, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung.
  • Gegenstand der Erfindung ist die Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen, insbesondere von Abgasturbinen, mit Hilfe von axial gerichteten profilierten Nuten für die Schaufelfüße und Zwischenstücke, wobei in erfindungsgemäßer Weise sich die Deckplatten der Schaufeln bzw. der Zwischenstücke in Rotorumfangerichtung gesehen mit schräger Trennfuge überlappen und die Schwerpunktachse des Schaufelblattes mit der Achse des Tannenbaumfußes zusammenfällt. ohne daß eineuntersdineidung der Schaufelaustrittskante er- erfolgt.
  • An Hand der beiliegenden Zeichnung soll der erfindungsgemäße Vorschlag näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt die bisher übliche Ausbildung der Stoßstellen zweier benachbarter Deckplatten; Fig.2 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung der Stoßstelle zweier benachbarter Deckplatten und Fig. 3 dient zur Erläuterung eines in erfindungsgemäßer Weise zusätzlich erreichbaren Vorteiles.
  • In den Figuren ist mit 1 der Turbinenrotor positioniert, mit 2 das Laufschaufelblatt und mit 3 der Laufschaufelfuß, im dargestellten Fall mit Tannenbaumprofilierung zur Befestigung der Schaufel in axial gerichteten Nuten des Rotors. Die Stoßstelle zwischen zwei Laufschaufeldeckplatten ist mit 4 bezeichnet. Die Stoßstelle 4 verläuft im Falle der Fig. 1 in bekannter Weise in radialer Richtung. In Fig. 2 verläuft die Stoßstelle 5 in erfindungsgemäßer Weise schräg zu allen durch die Stoßstelle gehenden Rotorradien und der Winkel der Trennfuge zum Läuferradius bzw. zur Schaufelachse ist so gewählt, daß sich die Wärmedehnungen in radialer Richtung (Richtung A-B) und in Umfangsrichtung (Richtung C-D) in ihrer Auswirkung auf die Trennfuge kompensieren. Die Deckplatten kennen daher auch im kalten Zustand mit dichtem Sitz aneinanderstoßen, sodaß auch beimAnfahren aus dem kalten Zustand die LäuferoberIläche vor dem Zutritt aggressiver Gase und Gasteilchen geschützt ist und sich auch beimKaltstsrt an den Trennetellen Staub oder sonstige Teilchen nicht ansammeln können, da sich die Deckplatten stets überlappen.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der Trennfuge hat auch den Vorteil, daß der Schwerpunkt des Schaufelblattes (in Fig. 3 mit S bezeichnet) und des Schaufelfußes auf einem Radius zur Deckung gebracht werden können. Bei modernen, stark umlenkenden Profilen ist es notwendig, die Austrittskante in Umfangsrichtung gesehen weit gegenüber der Eintrittskante vorzuziehen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Bei der bisher üblichen Lage der Trennfuge ist es dann nicht möglich, die Mitte der Deckplatte mit der Mitte des Tannenbaumfußes übereinstimmen zu lassen. Letzteres ist aus Festigkeitsgründen (Vermeiden von zusätzlichen Biegemomenten) erforderlich oder doch zumindest sehr wunschenswert und man hat sich bei der bisher üblichen Ausbildung der Trennfuge (Fig. 1) damit geholfen, daß man, wie in Fig. 1 angedeutet, die Austrittskante beim Ansatz an die Sellaufeldeckplatte ausgenommen hat. Diese Ausnehmungen 6 sind Jedoch strömungstechnisch von Nachteil und sind bei erosiven Gasen der besonders starken Erosionswirkung der Spaltströmung ausgesetzt. In Befolgung des erfindungsgemäßen Vorschlages, die Trennfuge schräg auszubilden, läßt sich auch dieser Nachteil vermeiden, weil bei der aus der schrägen und sich überlappenden Trennfuge resultierenden Verlängerung der Deckplatte die Austrittskante des Laufschaufelblattes noch auf die Deckplatte aufgesetzt werden kann. Bei der Schaufelherstellung durch Präzisionsschmieden entfallen außerdem die Bearbeitungskosten für diese Ausnehmungen 6. Die Abschrägung der Deckplatte ist auch in Bezug auf die inneren Wärmespannungen der Schaufel an der Stelle des Ansatzpunktes der Austrittskante an der Deckplatte von Vorteil. Die Deckplatte ist hier elastisch und kann den raschen Temperaturänderungen, die gerade die Austriitskante durchführt, leichter folgen. Die Wärmespannungen der übrigen Schaufel selbst werden dadurch beträchtlich herabgesetzt.
  • Die Beschaufelung kann in der Weise erfolgen, daß nach Einsetzen einer Laufschaufel die Trennfuge 5 an der Rückenseite mit dem Zahn des Läufers gemeinsam bearbeitet wird, sodaß beim Einsetzen der nächsten Schaufel an der Stelle 5 Formschluß vorliegt. Die Beschaufelung kann aber auch in der Weise erfolgen, daß die Schaufeln fertig bearbeitet eingesetzt werden, sodaß an der Stelle 5 praktisch Formschluß vorliegt und nur ein sehr geringer Spalt, wie er durch die Toleranz der Schaufelfertigung gegeben ist, entstehen kann.
  • Werden zwischen den Laufschaufelreihen schaufellose Zwischenstücke vorgesehen, die ebenfalls den Rotor abdecken sollen, so kann deren Stoßstelle in geicher Art und Weise ausgebildet sein und es ergibt sich damit ein vollkommener Schutz der Rotoroberfläche.

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    =============== Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen, insbesondere von Abgasturbinen, mit Hilfe von axial gerichteten profilierten Nuten für die Schaufelfüße und Zwischenstücke, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Deckplatten der Schaufeln bzw. der Zwischenstücke in Rotorumfangsrichtung gesehen mit schräger Trennfuge überlappen und daß die Schwerpunktachse des Schaufelblattes mit der Achse des Tannenbaumfußes zusammenfällt, ohne daß eine Unterschneidung der Schaufelaustrittskante erfolgt.
    L e e r s e i t e
DE19691953709 1968-10-28 1969-10-24 Beschaufelung der Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen Pending DE1953709A1 (de)

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Publication Number Publication Date
DE1953709A1 true DE1953709A1 (de) 1970-04-30

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ID=3622714

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CH (1) CH492118A (de)
DE (1) DE1953709A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4685863A (en) * 1979-06-27 1987-08-11 United Technologies Corporation Turbine rotor assembly
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US5310318A (en) * 1993-07-21 1994-05-10 General Electric Company Asymmetric axial dovetail and rotor disk
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US10975714B2 (en) 2018-11-22 2021-04-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotor assembly with blade sealing tab

Cited By (6)

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EP2204542A3 (de) * 2008-12-30 2013-04-03 General Electric Company Geneigte Turbinenschaufelfußkonfiguration
US10975714B2 (en) 2018-11-22 2021-04-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Rotor assembly with blade sealing tab

Also Published As

Publication number Publication date
AT289852B (de) 1971-05-10
CH492118A (de) 1970-06-15

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