DE69005845T2 - Diaphragmaaufbau eines Verdichters. - Google Patents

Diaphragmaaufbau eines Verdichters.

Info

Publication number
DE69005845T2
DE69005845T2 DE90101833T DE69005845T DE69005845T2 DE 69005845 T2 DE69005845 T2 DE 69005845T2 DE 90101833 T DE90101833 T DE 90101833T DE 69005845 T DE69005845 T DE 69005845T DE 69005845 T2 DE69005845 T2 DE 69005845T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shrouds
compressor
turbine
section
profiles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE90101833T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69005845D1 (de
Inventor
Augustine Joseph Scalzo
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.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE69005845D1 publication Critical patent/DE69005845D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69005845T2 publication Critical patent/DE69005845T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542Bladed diffusers
    • 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
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Verbrennungs- oder Gasturbinen und im besonderen Verdichterdiaphragma-Baugruppen, die in solchen Turbinen benutzt werden.
  • Eine typische Verbrennungsturbine besteht im allgemeinen aus vier Grundbestandteilen: (1) einem Eintrittsteil; (2) einem Verdichterteil; (3) einem Brennkammerteil; und (4) einem Austrittsteil. Luft, die in die Verbrennungsturbine durch deren Eintrittsteil einströmt, wird im Verdichterteil adiabatisch verdichtet, im Brennkammerteil mit Kraftstoff vermischt und bei konstantem Druck erhitzt, dann durch den Austrittsteil unter sich ergebender adiabatischer Ausdehnung der Gase als Abgas ausgestoßen zum Abschluß des Grundverbrennungsturbinenzyklus, der im allgemeinen als Brayton- oder Joule-Prozeß bezeichnet wird.
  • Bekanntlich ist die Nettoausgangsleistung einer herkömmlichen Verbrennungsturbine der Unterschied zwischen der Leistung, die sie produziert, und der vom Verdichter verbrauchten Leistung. Typisch werden etwa zwei Drittel der Leistung der Verbrennungsturbine für das Antreiben ihres Verdichterteils verbraucht. Die Gesamtleistung der Verbrennungsturbine hängt somit weitgehend von der Wirksamkeit ihres Verdichterteils ab. Um sicherzustellen, daß ein hoch-wirksames Hochdruckverhältnis gewahrt bleibt, haben die Verdichterteile meistens eine Axialströmungskonfiguration mit einem Läufer, der eine Vielzahl von umlaufenden Laufschaufeln aufweist, die axial entlang einer Welle angeordnet sind, und zwischen denen eine Vielzahl von mit Innendeckbändern versehenen, stationären Leitschaufeln angeordnet sind, die eine Membrangruppe mit abgestuften Labyrinth-Zwischendichtungen bilden.
  • Im Schaufelprofilteil der mit Innendeckband versehenen Leitschaufeln tritt jedoch aufgrund der herkömmlichen Fertigungsverfahren für solche Leitschaufeln ein signifikantes Ermüdungsrißproblem auf. Zum Beispiel wird von den Herstellern der meisten Verdichtermembran-Baugruppen sowohl beim Walz- -als auch beim Schmiedeverfahren üblicherweise ein Schweißverfahren angewandt, um die Leitschaufelprofile mit ihren entsprechenden Innen- und Außendeckbändern zusammenzufügen, wobei es bei diesem Verfahren an jeder Schweißnaht zu einem "Wärmeeinflußbereich" kommt. Es wurde festgestellt, daß meistens solche Wärmeeinflußbereiche der Ausgangspunkt für Ermüdungsrisse sind. Deshalb wäre es erwünscht, nicht nur eine verbesserte Verdichtermembrangruppe vorzusehen, die nicht nur widerstandsfähig gegen Ermüdungsrisse ist, sondern auch noch ein Verfahren für die Fertigung solcher Baugruppen auszuarbeiten, das Prozesse, die Wärmeeinflußbereiche schaffen, möglichst reduzieren würde.
  • Mit Ermüdungsbrüchen zusammenhängende Probleme werden jedoch nicht einfach dadurch aus der Welt geschafft, daß man diejenigen Fertigungsgänge, die Wärmeeinflußbereiche verursachen, einfach eliminiert. Das heißt, es ist natürlich bekannt, daß in gewissen schmiedegefertigten Leitschaufelprofilen auch nach Durchführung einer sorgfältigen Spannungsfreiglühbehandlung, die die Auswirkungen ihrer Wärmeeinflußbereiche reduziert, Ermüdungsrißprobleme auftreten können.
  • Daraus ergibt sich eindeutig, daß nicht nur statische sondern auch dynamische Faktoren in der Verbrennungsturbine zum Problem der Ermüdungsbrüche beitragen.
  • Kräfte, die auf das Innendeckband und die Dichtung einer Verdichtermembran-Baugruppe einwirken, gehen in erster Linie zurück auf den Dichtungsdruckabfall. Diese Kräfte, sowie auch aerodynamische Kräfte, die senkrecht und tangential auf der Oberfläche stehen und über die ganze Oberfläche des Leitschaufelprofils verteilt auftreten, tragen jede zur Schaffung weiterer Kräfte und Momente bei, die auf das Außendeckband übertragen werden und damit über die Schweißnähte, die das Leitschaufelprofil am Außendeckband befestigen, auf das Gehäuse der Verbrennungsturbine übergehen.
  • Es sieht nun so aus, als ob der einfache alternative Einsatz von Leitschaufelprofilen mit einstückig damit ausgeführten Außen- und Innendeckbändern ganz leicht beide Ursachen für Ermüdungsrisse beseitigen würde. Das heißt, das Problem der Wärmeeinflußbereiche würde anscheinend ganz eliminiert und die Probleme im Zusammenhang mit Instabilitäten infolge statischer und dynamischer Erregungen in der Verbrennungsturbine würden minimiert werden. Das ist jedoch nicht der Fall.
  • Z.B. würde unter dem Einfluß der oben beschriebenen statischen Kräfte und Momente das Außendeckbandsegment dieses hypothetischen Leitschaufelprofils nicht stabil im Gehäuse der Verbrennungsturbine sitzen bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich durch die Berührung der Enden des Außendeckbandsegments mit den Wänden des im Gehäuse zur Aufnahme des Segments ausgebildeten Schlitzes ein Einspannmoment ergeben könnte. Das Außendeckbandsegment würde also innerhalb des Spielspalts (der im Gehäuseschlitz wegen der Wärmedehnung vorgesehen sein muß) eine Rotationsbewegung ausführen. Daraus folgt, daß der Einsatz eines solchen hypothetischen Leitschaufelprofils in einer Verbrennungsturbine am Außendeckbandsegment zu einer hohen Beanspruchung und zu übermäßigen Schiebe- und Drehverschiebungen führen würde, die unter der dynamischen Erregung noch weiter verschärft würden. Es ist also auch erwünscht, eine verbesserte Verdichterdiaphragma-Baugruppe vorzusehen, die die oben beschriebenen Einsatz-Instabilitäten vermeidet.
  • Das US-Patent 3,326,523 oder das entsprechende Französische Patent Nr. 1,532,147 beschreibt eine Leitkranz-Leitschaufelbaugruppe, in der die Außendeckbänder der Leitschaufeln Nute beinhalten, in denen Öffnungsglieder angeordnet sind, die sich über eine Vielzahl von Leitschaufeln erstrecken, um nur eine begrenzte relative Bewegung zwischen nebeneinanderliegenden Leitschaufeln zur Reibungsdämpfung der Leitschaufelschwingungen zuzulassen.
  • Dementsprechend ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungsturbine mit einer verbesserten Verdichterdiaphragma-Baugruppe und ein Verfahren zu deren Fertigung bereitzustellen, bei dem das Problem der Ermüdungsbrüche aufgrund von Leitschaufelschwingungen minimiert ist und Wärmeeinflußbereiche im wesentlichen nicht mehr vorkommen.
  • Im Hinblick auf diese Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung einen Diaphragmaaufbau eines Verdichters für eine Verbrennungsturbine mit einem Gehäuse, einem Läufer einschließlich einer Vielzahl umlaufender Laufschaufeln, die axial entlang einer Welle mit einer Vielzahl von Laufscheiben angeordnet sind, und einen oder mehrere Schlitze eines ersten, vorbestimmten Querschnitts, die in Umfangsrichtung in diesem Gehäuse an einem Verdichterteil der Turbine ausgebildet sind, wobei diese Diaphragmagruppe eine Vielzahl von Leitschaufelprofilen aufweist, die jeweils mit einem einstückig damit ausgebildeten Innendeckband sowie Außendeckband versehen sind, wobei dieses Außendeckband einen 0berteils eines Querschnitts umfaßt, der komplementär zum ersten vorgegebenen Querschnitt ausgeformt ist, so daß er gleitend in einen Schlitz im Turbinengehäuse eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsstäbe in Nuten angeordnet sind, die sich im Innen- und Außendeckband über eine Vielzahl von Schaufelprofildeckbändern erstreckt, um nebeneinanderliegende dieser Vielzahl von Schaufelprofilen an ihren entsprechenden, einstückig ausgeformten Innendeckbändern und einstückig ausgeformten Außendeckbändern miteinander zu verbinden.
  • Die Erfindung wird leichter verständlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt wird, in diesen ist
  • Fig. 1 ein Übersichtsplan eines typischen Stromaggregats, das von einer Verbrennungsturbine angetrieben wird;
  • Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht und teilweise Schnittansicht der Verbrennungsturbine gemäß Fig. 1;
  • Fig. 3 zeigt die Kräfte, die an einer mit Deckbändern versehene Leitschaufel angreifen, die gemäß einem Verfahren auf dem Stand der Technik gefertigt wurde;
  • Fig. 4 zeigt eine andere mit Deckbändern versehene Leitschaufel, die gemäß einem zweiten Verfahren auf dem Stand der Technik gefertigt wurde;
  • Fig. 5 ist eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen, einstückig mit Deckbändern versehenen Leitschaufel;
  • Fig. 6 zeigt im Detail eine Verbindungsnut für die einstückig mit Deckbändern versehene Leitschaufel gemäß Fig. 5 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 7 zeigt im Detail eine Verbindungsnut für die einstückig mit Deckbändern versehene Leitschaufel der Fig. 5 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 8 stellt die mit Innendeckband versehene Leitschaufel gemäß 5 im zusammengebauten Zustand gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt wird, beinhaltet ein typisches Stromaggregat 10 eine Verbrennungsturbine 12 (wie z.B. die Hochleistungs-Einwellenturbine Baumuster W-501D der Combustion Turbine Systems Division der Westinghouse Electric Corporation). Das Aggregat 10 beinhaltet ferner einen von der Turbine 12 angetriebenen Generator 14, ein Anlasserpaket 16, ein elektrisches Paket 18 mit einem Glykolkühler 20, ein mechanisches Paket 22 mit einem Ölkühler 24, und einen Luftkühler 26, die alle die Antriebsturbine 12 unterstützen. Der arbeitenden Turbine 12 zugeordnete herkömmliche Mittel 28 zur Dämpfung des Strömungsgeräuschs sind am Eintrittsgehäuse und am Abgasstutzen des Aggregats 10 vorgesehen, während herkömmliche Stromanschlußmittel 30 am Generator 14 zur Ableitung des erzeugten elektrischen Stroms vorgesehen sind.
  • Wie man in weiteren Einzelheiten aus Fig. 2 ersieht, besteht die Turbine 12 im wesentlichen aus einem Eintrittsteil 32, einem Verdichterteil 34, einem Brennkammerteil 36 und einem Austrittsteil 38. Luft, die durch den Eintrittsteil 32 in die Turbine 12 einströmt, wird im Verdichterteil 34 adiabatisch verdichtet und im Brennkammerteil 36 mit Kraftstoff vermischt und unter konstantem Druck erhitzt. Die aufgeheizten Kraftstoff/Luft-Gase werden dann vom Brennkammerteil 36 aus durch den Austrittsteil 38 wieder ausgestoßen, wobei es zur adiabatischen Ausdehnung der Gase kommt, womit der grundlegende Verbrennungsturbinenzyklus abgeschlossen ist. Dieser thermodynamische Zyklus wird alternativ auch als Brayton- oder Joule-Prozeß bezeichnet.
  • Um sicherzustellen, daß ein erwünschtes, hochwirksames Hochdruckverhältnis in der Turbine 12 gewahrt ist, hat der Verdichterteil 34, wie die meisten Verdichterteile herkömmlicher Verbrennungsturbinen, eine Axialströmungs-Konfiguration mit einem Läufer 40. Der Läufer 40 beinhaltet eine Vielzahl umlaufender Laufschaufeln 42, die in axialer Richtung entlang einer Welle 44 angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Laufscheiben 46. Zwischen jedem benachbarten Paar umlaufender Laufschaufeln 42 liegt eine einer Vielzahl von mit Deckbändern versehenen, stationären Leitschaufeln 48, die am Turbinengehäuse 50 montiert sind, wie nachstehend in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 noch ausgeführt wird, und die somit zusammen mit den Laufscheiben 46 und den gestuften Labyrinth-Zwischenstufendichtungen 52 eine Membranbaugruppe bilden.
  • Aufgrund der herkömmlich benutzten Verfahren zur Fertigung der mit Deckbändern versehenen Leitschaufeln 48 kommt es zu einem signifikanten Ermüdungsrißproblem. Zum Beispiel (jetzt unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 3 und 4) wird in jedem der von den Herstellern der meisten Verdichtermembran- Baugruppen angewandten Herstellungsverfahren zum Zusammenfügen eines Schaufelprofilteils 54 der mit Deckbändern versehenen Leitschaufeln 48 mit den entsprechenden Innen- (56) und Außendeckbändern (58) ein Schweißverfahren angewandt. Diese Verfahren führen zu Wärmeeinflußbereichen 60 an jeder Schweißfuge 62, wie wohl bekannt ist.
  • Laut Definition in Metals Handbook (9. Ausgabe), Bd. 6: "Welding, Brazing, and Soldering?", American Society for Metals, Metals Park, Ohio, ist ein "Wärmeeinflußbereich" derjenige Teil des Grundmetalls, der nicht schmilzt, dessen mechanische Eigenschaften bzw. Mikrostruktur durch die Wärme des Schweiß-, Hartlöt-, Löt- oder Schneidevorgangs jedoch verändert wurde. Bei rostfreien Stahllegierungen der Typen, die für die Schaufelprofile 54, Innendeckbänder 56 und Außendeckbänder 58 benutzt werden, beginnt die ermüdungsbedingte Rißbildung in der Regel in diesen Wärmeeinflußbereichen 60.
  • Wie oben bereits angemerkt, lassen sich die Probleme im Zusammenhang mit Ermüdungsbrüchen nicht einfach durch Ausschluß dieser Fertigungsprozesse lösen, die die Wärmeeinflußbereiche 60 hervorrufen. Fig. 3 zeigt z.B. eine mit Innendeckband versehene Leitschaufel 48, die durch Walzen mit konstantem Querschnitt gefertigt wurde, während Fig. 4 eine mit Innendeckband versehene Leitschaufel zeigt, die mittels Schmieden mit variablen Dickenverhältnis (d/l) gefertigt wurde.
  • Kräfte, die typisch am Innendeckband 56 und seiner Dichtung 52 einer herkömmlichen Verdichtermembran-Baugruppe angreifen, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt wird, werden in erster Linie vom Druckabfall FS durch die Dichtung verursacht. Diese Kräfte, sowie auch die aerodynamischen Kräfte, die senkrecht, FA, und tangential, FT, auf den Schaufelprofilteil 54 einwirken, tragen zum Generieren weiterer Kräfte und Momente bei, die auf das Außendeckband 58 und weiter, über die Schweißnähte 62, die das Leitschaufelprofil 54 am Außendeckband 58 befestigen, auf das Gehäuse 50 der Verbrennungsturbine 12, übertragen werden.
  • Ermüdungsbrüche ließen sich aber einfach dadurch, daß man ein hypothetische Schaufelprofil einsetzt, das mit einstückig damit ausgebildeten Innen- und Außendeckbändern versehen ist, weshalb es keine Wärmeeinflußbereiche 60 gäbe, nicht ausschalten. Unter der Einwirkung der oben beschriebenen statischen Kräfte und Momente wäre das Außendeckbandsegment dieses hypothetischen Leitschaufelprofils nicht stabil in das Gehäuse einer Verbrennungsturbine eingesetzt, bis durch die Berührung der Außenkanten des Außendeckbandsegments mit den Wänden des im Gehäuse ausgebildeten Segmentaufnahmeschlitzes ein Einspannmoment erzeugt würde. In diesem Falle würde also das Außendeckband 58 innerhalb des Spielspalts drehen (der vorgesehen sein muß, um der Wärmedehnung Rechnung zu tragen).
  • Daraus ergibt sich, daß der Einsatz eines solchen hypothetischen Leitschaufelprofils in einer Verbrennungsturbine zu einer großen Spannung im Außendeckbandsegment und zu übermäßigen Verschiebungs- und Drehbewegungen führen würde, die durch die dynamischen Einwirkungen noch weiter verschärft würden.
  • Es hat sich nun herausgestellt, daß die in US-A-4,889,470 beschriebene Lösung im wesentlichen den größten Teil der Ermüdungsbruchprobleme eliminieren würde. Hier nachstehend soll jedoch ein noch einfacherer Weg zu einer Lösung beschrieben werden.
  • Wie in den Fig. 5-8 gezeigt wird, beinhaltet die erfindungsgemäße Verdichtermembran-Baugruppe 64 eine Vielzahl von Leitschaufelprofilen 66, wobei jedes Schaufelprofil 66 ein einstückig damit ausgebildetes Innendeckband 68 und ein einstückig damit ausgebildetes Außendeckband 70 aufweist. Das Innendeckband 68 und das Außendeckband 70 jedes dieser Schaufelprofile 66 weist eine Nut 72 auf, die eingerichtet ist, um einen Verbindungsriegel 74 aufzunehmen, der so ein Kraftübertragungsmittel 76 bildet. Zwei oder mehr nebeneinanderliegender dieser Vielzahl von Schaufelprofilen 66 werden durch dieses Kraftübertragungsmittel 76 zusammengekoppelt und bilden so die Baugruppe 64.
  • Ein Dichtungsträger 78, der eine Vielzahl von Segmenten 80 aufweist, ist am Innendeckband 68 aufgehängt, wobei jeder dieser Dichtungsträgersegmente 80 mindestens ein Paar an die Scheiben anliegende Dichtungen aufweist und so ausgeformt ist, daß er in den Innendeckbändern 68 einer oder mehrerer Leitschaufelprofile sitzt.
  • Gemäß einem bedeutsamen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Wärmeeinflußbereiche eliminiert, nicht nur deswegen, weil die Vielzahl der Leitschaufelprofile 66 mit einstückig damit ausgeführten Innendeckbändern 68 und einstückig damit ausgeführten Außendeckbändern 70 ausgebildet sind, sondern auch deswegen, weil sie durch Prozesse miteinander verbunden sind, die an der kritischen Fuge zwischen Schaufelprofil und Deckband keine oder nur wenig Wärme benutzen. Ferner kommt es wegen des Kraftübertragungsmittels 76 nur zu wenigen, wenn überhaupt, Einsetz-Instabilitäten zwischen den Leitschaufelprofilen 66 und dem Gehäuseschlitz 75 (aufgrund statischer oder dynamischer Einwirkungen).
  • Die entsprechenden einstückig ausgebildeten Außendeckbänder 70 werden mit den Verbindungsriegeln 74 zu einem Außenring 84 zusammengesetzt. Auf diese Weise wird jedes einstückig ausgebildete Außendeckband 70 auch mit einem im allgemeinen T- förmigen Querschnitt ausgebildet zum Einsetzen in den Schlitz 75, der im Gehäuse 50 der Turbine 12 ausgeformt ist, und wird durch herkömmliche Halteschrauben 90 an Ort und Stelle gehalten.
  • Um den Zusammenbau und das Zerlegen der erfindungsgemäßen Verdichtermembran zu ermöglichen und um die Fertigungskosten einer solchen Gruppe zu minimieren, werden Abstandshalter 92 unterschiedlicher Größe vorgesehen, um die Leitschaufelprofile 66 im erforderlichen Abstand voneinander zu halten. Nehmen wir jetzt im einzelnen auf die Fig. 6 und 7 Bezug; hier ist jedoch ersichtlich, daß die einstückig ausgebildeten Innendeckbänder 68 und Außendeckbänder 70 an entsprechende benachbarte dieser einstückig ausgebildeten Innendeckbänder 68 bzw. Außendeckbänder 70 anliegen, um übermäßige Seiten- -und Drehverschiebungen der sich ergebenden Verdichtermembran- Baugruppen 64 innerhalb der Gehäuseschlitze 75 der Turbine 12 zu verhindern.
  • Jedes Leitschaufelprofil 66 ist mit einem benachbarten Leitschaufelprofil 66 sowohl an den einstückig ausgeformten Innendeckbändern 68 als auch an den einstückig ausgeformten Außendeckbändern 70 durch das Kraftübertragungsmittel 76 einschließlich der Verbindungsriegel 74 verbunden. Die Schlitze 72, die in den einstückig ausgeformten Innendeckbändern 68 und in den einstückig ausgeformten Außendeckbändern 70 ausgebildet sind, können zum Einsetzen von rechtwinklig geformten Verbindungsriegeln 74 im wesentlichen parallele Seiten aufweisen, wie in Fig. 6 gezeigt wird. Als alternative Konfiguration sind auch in einem Winkel θ mit weniger als 90º sich verjüngende Schlitze denkbar, wie in Fig. 7 gezeigt wird.
  • In solchen alternativen Konfigurationen der Schlitzbildung 72 der einstückig ausgeformten Innendeckbänder 68 und der einstückig ausgeformten Außendeckbänder 70 lassen sich erfindungsgemäße Verdichtermembran-Baugruppen 64 leicht zusammenbauen durch Zusammenfügen einer Vielzahl von Leitschaufelprofilen 66, entweder durch Hartlöten oder durch Elektronenstrahlschweißen, durch Laserschweißen (Richtung "A" oder "B" in Fig. 6), durch Schrumpfpassen oder einfach durch Vorsehen von schaufeltypischen Spielen (z.B. etwa 0,025 mm).
  • Die Seiten der Verbindungsriegel 74 sind definiert durch den Winkel θ, der von Null (d.h. die Schlitzwände 72 stehen parallel) - für das Zusammenfügen durch Elektronenstrahlschweißen in den Richtungen A und B gemäß Fig. 6 geeignet - -bis zu schräg zulaufenden Wänden mit weniger als 90º - für Schrumpfsitz oder Paßsitz geeignet - reicht. Z.B. können bei dem sich verjüngenden Schlitz 72 gemäß Fig. 7 die Verbindungsriegel 74 durch flüssigen Stickstoff oder sonstige Mittel "geschrumpft" werden, und zur nachfolgenden Ausdehnung im Schlitz 72 in diesen eingesetzt werden. Andererseits können auch die Leitschaufelprofile 64 auf etwa 130ºC (260ºF) erwärmt werden und die Verbindungsriegel 74 eingesetzt werden, um ein geschlossenes System mit niedrigen Druck- und Zugspannungen zu schaffen. Ferner können Spiele vom Laufschaufeltyp zwischen den Seiten der sich verjüngenden Schlitze 72 und den Verbindungsriegeln 74 vorgesehen werden, wobei die Verbindungsriegel 74 durch eine Vielzahl von ihnen entlang eingesetzten Haltestiften 96 mit den Schlitzen 72 verbunden werden.
  • Wie oben erklärt, vermeidet die erfindungsgemäße Verdichtermembran-Baugruppe 64 auf diese Weise die Probleme der Ermüdungsbrüche, die von den Wärmeeinflußbereichen verursacht werden. Das verringert auch wesentlich die Spannungskonzentrationen, die sich typisch an den Innen- bzw. Außendeckbändern aufbauen. Einstückig ausgebildete tejtschaufelprofile minimieren die für die Fertigung dieser Schaufelprofile anfallenden Kosten und maximieren die Fertigungsqualität, weil erprobte Verfahren, wie sie für die Fertigung der Laufschaufeln üblich sind, eingesetzt werden können (z.B. Gießen, Schmieden, Konturfräsen usw.). Wie leicht ersichtlich ist, lassen sich einzelne beschädigte Leitschaufelprofile 66 leicht ersetzen und die Vielheit der Schnittstellen zwischen den Leitschaufelprofilen 66, Dichtungsträgersegmenten 80, Außendeckbändern 70 und Schlitz 75 sorgt für eine verstärkte mechanische Dämpfung, die das dynamische Ansprechen minimiert.

Claims (3)

1. Einen Diaphragmaaufbau eines Verdichters für eine Verbrennungsturbine (12) mit einem Gehäuse (50), einem Läufer (40) einschließlich einer Vielzahl umlaufender Laufschaufeln (42), die axial entlang einer Welle (44) mit einer Vielzahl von Laufscheiben (46) angeordnet sind, und einen oder mehrere Schlitze (75) eines ersten, vorbestimmten Querschnitts, die in Umfangsrichtung in diesem Gehäuse (50) an einem Verdichterteil (34) der Turbine (12) ausgebildet sind, wobei diese Diaphragmagruppe (64) eine Vielzahl von Leitschaufelprofilen (66) aufweist, die jeweils mit einem einstückig damit ausgebildeten Innendeckband (68) sowie Außendeckband (70) versehen sind, wobei dieses Außendeckband (70) einen Oberteils eines Querschnitts umfaßt, der komplementär zum ersten vorgegebenen Querschnitt ausgeformt ist, so daß er gleitend in einen Schlitz (75) im Turbinengehäuse (12) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftübertragungsmittel (76) vorgesehen sind, die sich über eine Vielzahl von Schaufelprofilen (66) erstrecken und um nebeneinanderliegende dieser Vielzahl von Schaufelprofilen (66) an ihren entsprechenden, einstückig ausgeformten Innendeckbändern (68) und einstückig ausgeformten Außendeckbändern (70) miteinander zu verbinden.
2. Eine Baugruppe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kraftübertragungsmittel (76) für jedes Leitschaufelprofil (66) Verbindungsriegel (74) aufweisen, die in Nuten (72) angeordnet sind, die in diesen Innen- und Außendeckbändern (70) ausgebildet sind, um benachbarte dieser Innendeckbänder (68) bzw. dieser Außendeckbänder (70) zusammenzufügen.
3. Eine Baugruppe (66) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (72) in den Außendeckbändern (70) und in den Innendeckbändern (68) jeweils parallele Seitenwände aufweisen.
DE90101833T 1989-02-21 1990-01-30 Diaphragmaaufbau eines Verdichters. Expired - Lifetime DE69005845T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/312,287 US5022818A (en) 1989-02-21 1989-02-21 Compressor diaphragm assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69005845D1 DE69005845D1 (de) 1994-02-24
DE69005845T2 true DE69005845T2 (de) 1994-05-05

Family

ID=23210757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE90101833T Expired - Lifetime DE69005845T2 (de) 1989-02-21 1990-01-30 Diaphragmaaufbau eines Verdichters.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5022818A (de)
EP (1) EP0384166B1 (de)
JP (1) JP2628604B2 (de)
KR (1) KR0152441B1 (de)
AR (1) AR243011A1 (de)
AU (1) AU621444B2 (de)
CA (1) CA2010446A1 (de)
DE (1) DE69005845T2 (de)
MX (1) MX168121B (de)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5174715A (en) * 1990-12-13 1992-12-29 General Electric Company Turbine nozzle
FR2674909B1 (fr) * 1991-04-03 1993-06-18 Snecma Stator de compresseur de turbomachine a aubes demontables.
US5226789A (en) * 1991-05-13 1993-07-13 General Electric Company Composite fan stator assembly
US5141395A (en) * 1991-09-05 1992-08-25 General Electric Company Flow activated flowpath liner seal
DE4436731A1 (de) * 1994-10-14 1996-04-18 Abb Management Ag Verdichter
DE19715966A1 (de) * 1997-04-17 1998-10-29 Carsten Binder Leitschaufel für Dampfturbinen
US6553665B2 (en) * 2000-03-08 2003-04-29 General Electric Company Stator vane assembly for a turbine and method for forming the assembly
JP4562903B2 (ja) * 2000-12-11 2010-10-13 三菱重工業株式会社 蒸気タービンにおける静翼
JP4040922B2 (ja) * 2001-07-19 2008-01-30 株式会社東芝 組立式ノズルダイアフラムおよびその組立方法
US7651319B2 (en) * 2002-02-22 2010-01-26 Drs Power Technology Inc. Compressor stator vane
DE10210866C5 (de) * 2002-03-12 2008-04-10 Mtu Aero Engines Gmbh Leitschaufelbefestigung in einem Strömungskanal einer Fluggasturbine
US6733237B2 (en) * 2002-04-02 2004-05-11 Watson Cogeneration Company Method and apparatus for mounting stator blades in axial flow compressors
US20040120813A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 General Electric Company Methods and apparatus for securing turbine nozzles
FR2856749B1 (fr) * 2003-06-30 2005-09-23 Snecma Moteurs Redresseur de compresseur de moteur aeronautique a aubes collees
WO2005010323A1 (de) * 2003-07-26 2005-02-03 Alstom Technology Ltd Schaufelfussbefestigung für eine turbomaschine
US7024744B2 (en) * 2004-04-01 2006-04-11 General Electric Company Frequency-tuned compressor stator blade and related method
US7836593B2 (en) 2005-03-17 2010-11-23 Siemens Energy, Inc. Cold spray method for producing gas turbine blade tip
EP1917419B1 (de) * 2005-08-17 2009-05-06 Alstom Technology Ltd Leitschaufel-anordnung einer strömungsmaschine
US8702385B2 (en) * 2006-01-13 2014-04-22 General Electric Company Welded nozzle assembly for a steam turbine and assembly fixtures
JP4918263B2 (ja) * 2006-01-27 2012-04-18 三菱重工業株式会社 軸流圧縮機の静翼環
US7686576B2 (en) * 2006-10-24 2010-03-30 General Electric Company Method and apparatus for assembling gas turbine engines
US7591634B2 (en) * 2006-11-21 2009-09-22 General Electric Company Stator shim welding
US7618234B2 (en) * 2007-02-14 2009-11-17 Power System Manufacturing, LLC Hook ring segment for a compressor vane
US7806655B2 (en) * 2007-02-27 2010-10-05 General Electric Company Method and apparatus for assembling blade shims
EP1970533A1 (de) * 2007-03-12 2008-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Turbine mit mindestens einem Rotor bestehend aus Rotorscheiben und einen Zuganker
JP5148378B2 (ja) * 2007-06-22 2013-02-20 三菱重工業株式会社 静翼環、これを用いた軸流圧縮機および静翼環の補修方法
KR20090087930A (ko) * 2007-06-22 2009-08-18 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 정익환 및 이것을 사용한 축류 압축기
US7854583B2 (en) * 2007-08-08 2010-12-21 Genral Electric Company Stator joining strip and method of linking adjacent stators
JP5091615B2 (ja) * 2007-10-15 2012-12-05 三菱重工業株式会社 静翼環セグメントの組立方法、静翼環セグメント、結合部材、溶接方法
US8894370B2 (en) * 2008-04-04 2014-11-25 General Electric Company Turbine blade retention system and method
US20100126018A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 General Electric Company Method of manufacturing a vane with reduced stress
US8177502B2 (en) * 2008-11-25 2012-05-15 General Electric Company Vane with reduced stress
EP2204547B1 (de) 2008-12-29 2013-12-11 Techspace Aero Außenring und Verfahren zum Schweissen einer Leitschaufel auf diesem Außenring
US8047778B2 (en) * 2009-01-06 2011-11-01 General Electric Company Method and apparatus for insuring proper installation of stators in a compressor case
US8523518B2 (en) * 2009-02-20 2013-09-03 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for linking machine stators
EP2282012B1 (de) * 2009-07-03 2015-11-25 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Ersetzen der Abdeckplatte einer Leitschaufel einer Gasturbine
GB0913885D0 (en) * 2009-08-08 2009-09-16 Alstom Technology Ltd Turbine diaphragms
JP2011202600A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Hitachi Ltd 回転機械
US8632300B2 (en) 2010-07-22 2014-01-21 Siemens Energy, Inc. Energy absorbing apparatus in a gas turbine engine
US20120099995A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 General Electric Company Rotary machine having spacers for control of fluid dynamics
JP6012222B2 (ja) 2012-03-30 2016-10-25 三菱重工業株式会社 静翼セグメント、これを備える軸流流体機械及びその静翼連結方法
US9835174B2 (en) * 2013-03-15 2017-12-05 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Anti-rotation lug and splitline jumper
EP2787176A1 (de) * 2013-04-02 2014-10-08 MTU Aero Engines GmbH Leitschaufelanordnung
US9388704B2 (en) * 2013-11-13 2016-07-12 Siemens Energy, Inc. Vane array with one or more non-integral platforms
CN106471218A (zh) * 2014-03-27 2017-03-01 西门子股份公司 燃气涡轮发动机内的定子叶片支撑系统
JP6271077B2 (ja) * 2014-07-24 2018-01-31 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft ガスタービンエンジン内で使用可能なステータベーンシステム
US20180112546A1 (en) * 2015-03-17 2018-04-26 SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFTü Stator vane dampening system usable within a turbine engine
US10309240B2 (en) 2015-07-24 2019-06-04 General Electric Company Method and system for interfacing a ceramic matrix composite component to a metallic component
FR3048719B1 (fr) * 2016-03-14 2018-03-02 Safran Aircraft Engines Redresseur de flux pour turbomachine avec plateformes integrees et rapportees
KR101953462B1 (ko) * 2017-05-24 2019-02-28 두산중공업 주식회사 베인 어셈블리를갖는 가스터빈
US10876417B2 (en) * 2017-08-17 2020-12-29 Raytheon Technologies Corporation Tuned airfoil assembly
WO2019057655A1 (en) 2017-09-20 2019-03-28 Sulzer Turbo Services Venlo B.V. SET OF DAWN UNITS
CN108252755A (zh) * 2018-04-24 2018-07-06 长兴永能动力科技有限公司 一种向心汽轮机用隔板装置
US11125092B2 (en) * 2018-08-14 2021-09-21 Raytheon Technologies Corporation Gas turbine engine having cantilevered stators
CN114278580B (zh) * 2021-12-21 2023-07-28 江苏航天水力设备有限公司 一种可更换导叶的大型贯流泵
CN114962338B (zh) * 2022-04-27 2024-04-12 四川航天中天动力装备有限责任公司 一种涡喷发动机的分体式静子机匣结构及其装配方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR892655A (fr) * 1942-11-20 1944-05-16 Diederichs Atel Perfectionnements aux casse-fils pour métier à tisser les articles à boucles et en particulier les tissus éponge
US2683583A (en) * 1948-09-01 1954-07-13 Chrysler Corp Blade attachment
GB660383A (en) * 1949-02-23 1951-11-07 Winnett Boyd Blade mounting for axial-flow compressors and the like
US2917276A (en) * 1955-02-28 1959-12-15 Orenda Engines Ltd Segmented stator ring assembly
US3338508A (en) * 1965-08-23 1967-08-29 Gen Motors Corp Axial-flow compressor
GB1054608A (de) * 1965-09-16
FR1523147A (fr) * 1965-12-06 1968-05-03 Gen Electric Assemblage d'ailettes de stator à secteurs composites
US3326523A (en) * 1965-12-06 1967-06-20 Gen Electric Stator vane assembly having composite sectors
FR2275651A1 (fr) * 1974-06-21 1976-01-16 Snecma Perfectionnements aux stators de turbomachines axiales
FR2282550A1 (fr) * 1974-08-21 1976-03-19 Shur Lok International Sa Stator de compresseur a carter monobloc
FR2366471A2 (fr) * 1976-10-04 1978-04-28 Shur Lok International Sa Dispositif de fixation des aubes d'un stator de compresseur a carter monobloc
BE892655A (fr) * 1981-04-01 1982-07-16 United Technologies Corp Fentes d'assemblage d'aubes de turbine pour attenuer ou eliminer les tensions thermiques
JPS57174847A (en) 1981-04-22 1982-10-27 Mitsubishi Electric Corp Fluorescent discharge lamp
US4870588A (en) 1985-10-21 1989-09-26 Sundstrand Data Control, Inc. Signal processor for inertial measurement using coriolis force sensing accelerometer arrangements
US4889470A (en) * 1988-08-01 1989-12-26 Westinghouse Electric Corp. Compressor diaphragm assembly

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02245403A (ja) 1990-10-01
MX168121B (es) 1993-05-04
EP0384166B1 (de) 1994-01-12
AU621444B2 (en) 1992-03-12
EP0384166A3 (en) 1990-12-05
DE69005845D1 (de) 1994-02-24
AR243011A1 (es) 1993-06-30
JP2628604B2 (ja) 1997-07-09
KR0152441B1 (ko) 1998-11-02
EP0384166A2 (de) 1990-08-29
US5022818A (en) 1991-06-11
AU4900790A (en) 1990-08-30
CA2010446A1 (en) 1990-08-21
KR900013213A (ko) 1990-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69005845T2 (de) Diaphragmaaufbau eines Verdichters.
DE69309794T2 (de) Düsenhalterung für Turbinen
DE69203705T2 (de) Stator zur Einführung von Luft in das Innere einer Turbomaschine und Verfahren zum Montieren einer Schaufel dieses Stators.
DE69018338T2 (de) Gasturbine.
DE69932966T2 (de) Leitschaufelanordnung für eine Turbomaschine
EP2492449B1 (de) Dichtungsanordnung für eine thermische Maschine
DE3786552T2 (de) Dichtung zwischen den schaufeln eines turbomaschinenrotors.
DE69105837T2 (de) Gekühlte Turbinenschaufel.
DE102004024683B4 (de) Dichtungssystem für horizontale Verbindungsstellen von Zwischenböden von Dampfturbinen
DE60201467T2 (de) Gasturbinenbrennkammer aus Verbundwerkstoff mit keramischer Matrix
EP1183444B1 (de) Strömungsmaschine sowie dichtelement für einen rotor einer strömungsmaschine
WO2006005296A1 (de) Verfahren zum verbinden von schaufelblättern mit schaufelfüssen oder rotorscheiben bei der herstellung und/oder reparatur von gasturbinenschaufeln oder integral beschaufelten gasturbinenrotoren
EP1148209B1 (de) Zwischenstufendichtungsanordnung
EP1848904B1 (de) Dichtungselement zur verwendung in einer strömungsmaschine
DE3942785A1 (de) Gedaempfte airfoilreihe fuer ein gasturbinentriebwerk
DE19617539B4 (de) Rotor für eine thermische Turbomaschine
EP1215367B1 (de) Fixiervorrichtung für eine Beschaufelung einer Strömungsmaschine
DE4100554A1 (de) Vorrichtung zur spaltabdichtung zwischen benachbarten segmenten von turbinenleitschaufelkraenzen und mantelringen
EP2173972A1 (de) Rotor für eine axial durchströmbare strömungsmaschine
DE102018112666A1 (de) Gürtelbanddichtungen
EP3287611A1 (de) Gasturbine und verfahren zum aufhängen eines turbinen-leitschaufelsegments einer gasturbine
EP2474744A1 (de) Ringförmiger Strömungskanal für einen Axialverdichter
EP1165942B1 (de) Strömungsmaschine mit einer kühlbaren anordnung von wandelementen und verfahren zur kühlung einer anordnung von wandelementen
WO2011088819A2 (de) Gehäusesystem für eine axialströmungsmaschine
WO2010088881A1 (de) Abdichtvorrichtung an dem schaufelschaft einer rotorstufe einer axialen strömungsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: WIESE KONNERTH FISCHER PATENTANWAELTE PARTNERSCHAF

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: SCHROETER LEHMANN FISCHER & NEUGEBAUER, 81479 MUEN