DE4229769A1

DE4229769A1 - Dämpfungselement für Turbinenschaufeln

Info

Publication number: DE4229769A1
Application number: DE19924229769
Authority: DE
Inventors: Andre Beck; Werner Graf
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG; ABB AB
Priority date: 1992-09-05
Filing date: 1992-09-05
Publication date: 1994-03-10

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement für Turbinen schaufeln, welches insbesondere bei integral gegossenen Tur binenrädern eingesetzt werden kann.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß bei schwingungsgefährdeten Schaufeln durch eine Querverbindung eine Kopplung und Versteifung be wirkt wird und sich dadurch die Schwingungsform und die Eigenfrequenz der Schaufeln ändern. Derartige Querverbin dungen werden z. B. durch Bindedrähte hergestellt, die über mehrere Schaufeln fest eingelötet werden. Bekannt ist die feste Zick-Zack-Verbindung je zwei benachbarter Schaufeln mittels einzelner Drahtstücke. Es gibt auch fest mit den Turbinenschaufeln verbundene Dämpfungselemente in Form eines einseitig offenen Rohres, wobei das geschlossene Ende des Rohres mit der Turbinenschaufel verbunden ist und das entge gengesetzte offene Ende zum Turbinenströmungskanal hin gerichtet ist (FR 1 432 393).

Der Nachteil dieser Dämpfungselemente besteht darin, daß sie einen relativ hohen thermodynamischen Verlust verursachen. Durch die Fixierung des Bindedrahtes bzw. Dämpfungselements an jeder Schaufel ist diese Bindung außerdem empfindlich gegenüber Toleranzen beim Abstand von Schaufel zu Schaufel. Da solche Abweichungen schwer feststellbar sind, bedeuten sie bei herkömmlichen Elementen ein großes Risiko für den Betrieb.

Bekannt sind auch lose eingesetzte Dämpferdrähte, welche sich bei Laufschaufeln unter dem Einfluß der Fliehkraft radial nach außen in der Bohrung anlegen. Der Dämpferdraht bewirkt eine Dämpfung der Schaufelschwingung, wenn die Schaufeln eines durch einen Dämpferdraht erfaßten Schaufelpaketes durch äußere Anregung gegeneinander ungleichmäßig oder pha senverschoben schwingen. Der Dämpferdraht hat im Gegensatz zum Bindedraht keine Versteifung zur Folge und hilft nicht, wenn alle Schaufeln gleicher Phase schwingen. Übliche, axial frei verschiebbare Elemente beeinflussen die Balancierwerte sehr stark. Das Montieren der Bindungselemente muß deshalb bei solchen Bindungen nachträglich erfolgen und ist deshalb in der Produktion und im Service sehr aufwendig.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung versucht all diese Nachteile zu vermeiden. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Dämpfungselement zum Dämpfen der Schaufelschwingungen bei Turbinenrädern mit Zick-Zack-Bindung zu schaffen, welches unempfindlich gegen über von Toleranzen (Abstand von Schaufel zu Schaufel) ist und deshalb bei integral gegossenen Turbinenrädern eingesetzt werden kann und bei welchem die Wirkungsgradverluste gering sind. Desweiteren liegt ihr noch die zusätzliche Aufgabe zugrunde, eine Beeinflussung der Balancierwerte durch das Dämpfungselement zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Dämpfungselement, welches je zwei benachbarte Schaufeln miteinander verbindet, aus einem Rohr besteht, welches an einem Ende aufgeweitet ist und durch diese Aufweitung an nur einer Schaufel fixiert ist.

Die Vorteile bestehen darin, daß sich das Dämpfungselement vor allem für integral gegossenen Turbinenräder eignet, da die Bindung gegenüber Toleranzen unempfindlich ist, die Ba lancierwerte nicht gestört werden und die Wirkungsgradver luste durch das Dämpfungselement gering sind.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn bei Bohrungen mit größeren Durchmessertoleranzen zusätzlich Scheiben zur Abstützung des Rohres an derjenigen Turbinenschaufel angebracht sind, an der das Rohr fixiert ist.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das freie Ende des Dämpfungs elements zurückversetzt angeordnet ist. Dadurch wird die Strömung nicht beeinflußt und der Wirkungsgrad nicht bzw. nur unwesentlich verschlechtert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der einzigen Zeichnung Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt einen Schnitt durch zwei benachbarte Turbinenschaufeln, die durch das erfindungsgemäße Dämpfungselement miteinander verbunden sind. Es werden nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Bei einem Turbinenrad mit Zick-Zack-Bindung ist das Dämpfungselement 2 ein durch die fluchtenden Bohrungen beider benachbarter Turbinenschaufeln 1 führendes Rohr. Dieses wird durch einfaches Aufweiten an einem Ende fixiert. Bei Bohrun gen mit größeren Durchmesser-Toleranzen können Scheiben 3 zur Abstützung verwendet werden.

Das Dämpfungselement 2 eignet sich vor allem bei integral ge gossenen Turbinenrädern, welche aus technischen und wirt schaftlichen Gründen in Zukunft vermehrt zur Anwendung kom men.

Die Fixierung des Dämpfungselements 2 an nur einer Turbinen schaufel 1 führt zu einer Reihe von Vorteilen. Die Bindung wird unempfindlich gegenüber Toleranzen im Abstand von Schaufel zu Schaufel. Derartige Abstandsabweichungen können bei integral gegossenen Scheiben durchaus auftreten. Sie sind schwer feststellbar und bedeuten bei herkömmlichen Elementen ein großes Risiko für den Betrieb.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dämpfungselements 2 besteht darin, daß es nicht die Balancierwerte stört. Bei üblichen, axial frei verschiebbaren Elementen muß auf Grund der Beeinflussung der Balancierwerte das Montieren der Ele mente nachträglich erfolgen, was in der Produktion und im Service sehr aufwendig ist.

Schließlich stört das erfindungsgemäße Dämpfungselement 2 die Strömung weniger als herkömmliche Elemente, da es zurück versetzt angeordnet werden kann. Dadurch sind die Wirkungs gradverluste gering.

Bezugszeichenliste

1 Turbinenschaufel
2 Dämpfungselement
3 Scheiben

Claims

1. Dämpfungselement für Turbinenschaufeln, welches je zwei benachbarte Turbinenschaufeln (1) miteinander verbindet und aus einem Rohr besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr an einem Ende aufgeweitet ist und durch diese Aufweitung an nur einer Turbinenschaufel (1) fixiert ist.

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zusätzlich Scheiben (3) zur Abstützung des Rohres an derjenigen Turbinenschaufel (1) angebracht sind, an der das Rohr fixiert ist.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das freie Ende des Dämpfungselements (2) zurückversetzt angeordnet ist.