DE69306130T2

DE69306130T2 - Trommelrotor für Impulsdampfturbine mit Schaufeln montiert in Längsnuten

Info

Publication number: DE69306130T2
Application number: DE69306130T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Gros; Guillaume Verschaeve
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Alstom Holdings SA
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-01-08
Also published as: US5308227A; CZ406592A3; ATE145709T1; CN1080017A; ES2093936T3; MX9300032A; DE69306130D1; EP0551229A1; GR3022290T3; EP0551229B1; CN1034829C; JPH05248205A; JP3297112B2; DK0551229T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktions- Dampfturbine mit einem Trommelrotor, auf dem Schaufeln montiert sind, deren Füße Erweiterungen tragen, die in Rotornuten liegen und zur Befestigung dienen. Ein solcher Trommelrotor wird beispielsweise in der Patentanmeldung FRA-91 04 855 beschrieben. Gemäß dieser Patentanmeldung verlaufen die Nuten in Umfangsrichtung.
Um die Schaufeln zu montieren, muß man die Füße in der Nut drehen, so daß die Breite der Nut größer als die Breite der Schaufel ist.
Außerdem ist der Füllgrad der Nut alles andere als optimal, da am Ende ein Freiraum bleiben muß entsprechend dem Schwenkradius eines Schaufelfußes. Man muß daher diesen Freiraum durch Abstandsstücke geringer Dicke füllen, aber das Einspannen der Füße ist nicht ideal.
Außerdem bleibt ein Spiel in Umfangsrichtung zwischen den Schaufelköpfen und es gibt keinen kontinuierlichen Anschluß.
Die Druckschrift US-A-4 477 226, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, zeigt einen Trommelrotor mit Längsnuten, in denen die Füße der Schaufeln blockiert sind. Die Schaufeln einer Nut werden unabhängig von den Schaufeln der Nachbarnut montiert. Dies kann zu Fluchtungsfehlern eines Schaufelkranzes führen, die für die Qualität der Dampfturbine störend sind. Außerdem kann die Dampfströmung durch das Vorhandensein der Verbindungsorgane zwischen dem Rotor und den Schaufelfüßen gestört werden.
Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile und schlägt einen Trommelrotor vor, der eine verbesserte Fluchtung des beweglichen Rads in seiner Ebene und eine Beschränkung der Anzahl von Verbindungsorganen erlaubt.
Hierzu ist Gegenstand der Erfindung ein Trommelrotor für eine Aktions-Dampfturbine mit beweglichen Rädern, die aus Schaufeln mit Füßen gebildet werden, die Erweiterungen besitzen und in Nuten im Rotor blockiert werden, wobei die Füße der Schaufeln eines beweglichen Rads einen Abstand von den Füßen der Schaufeln eines benachbarten beweglichen Rads aufgrund von Abstandsstücken besitzen und die Nuten zumindest über einen Teil des Rotors in Längsrichtung verlaufen dadurch gekennzeichnet, daß die Füße der Schaufeln eines gegebenen beweglichen Rads oberhalb der Nuten aneinanderstoßen.
Im erfindungsgemäßen Rotor gibt es keine Fluchtungsprobleme der beweglichen Räder mehr in ihrer Ebene und die Anzahl der Verbindungsorgane, die der Dampfströmung ausgesetzt sind, ist begrenzt.
Die Abstandsstücke, die den Naben der Leitschaufeln gegenüberliegen, können klassische ortsfeste Dichtgarnituren aufweisen, die wie üblich mit einem Spiel arbeiten, oder sie können abschleifbare Dichtgarnituren besitzen, die aufgeklebt sind und mit einem verringerten Spiel betrieben werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines nicht beschrän kend zu verstehenden Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Teil eines Rotors gemäß der Anmeldung FR-A-91 04 855.
Figur 2 zeigt den Rotor aus Figur 1 mit den montierten Schaufeln.
Figur 3 zeigt im Längsschnitt einen Teil des Rotor3 und der Turbine gemäß der Erfindung.
Figur 4 zeigt im Schnitt senkrecht zur Achse eine Leitschaufel der Turbine aus Figur 3.
Figur 5 zeigt in einem Schnitt senkrecht zur Achse ein bewegliches Rad des Rotors aus Figur 3.
Figur 1 zeigt einen Teil des Trommelrotors aus der Anmeldung FR-A-91 04 855 mit einer Nut 1 in Umfangsrichtung in Form eines umgekehrten T. Der Fuß 2 der Schaufel 3 in Form eines T wird in die Nut 1 eingeschoben und dann gedreht. Wenn alle Schaufeln 3 eingesetzt sind, fügt man Abstandsstücke 4 mit gleichem Querschnitt wie der Fuß 2 der Schaufeln ein, aber mit wesentlich geringerer Dicke. Die letzten Abstandsstücke 4 werden in Höhenrichtung zweigeteilt, um eingeführt werden zu können, während das letzte Abstandsstück sogar in drei Teile geteilt wird. Die Breite der Nuten 1 ist größer als die Breite der Füße 2.
Außerdem erlaubt der Zwang, den Abstand an der Basis mit Abstandsstücken 4 füllen zu müssen, die Montage mit kontinuierlichem Anschluß nur aufgrund einer leichten Torsion der Köpfe 5 der Schaufeln 3. Im allgemeinen Fall bleibt ein Abstand 1 in Höhe der Köpfe 5, insbesondere während der Rotation aufgrund der Zentrifugallängung und der thermischen Längung (Figur 2).
Die Montage der Schaufeln gemäß der Erfindung ist in den Figuren 3 bis 5 gezeigt.
Der Rotor 6 besitzt Längsnuten 7, d.h. Nuten parallel zur Achse des Rotors, in Form eines umgekehrten T, die genau komplementär zu den Füßen 8 der Schaufeln 9 sind, deren Erweiterung 10 durch den Querstrich des T gebildet wird.
Man könnte auch eine Erweiterung 10 in Form eines Tannenbaumfußes vorsehen.
Es ist nicht notwendig, ein Spiel der Füße in den Nuten vorzusehen, da die Füße 8 der Schaufeln 9 axial in die Nuten 7 hineingleiten. Jedes Rad wird nämlich insgesamt mit seiner eigenen Verspannung auf dem Rotor montiert, indem es axial gleitet.
Die Füße 8 der Schaufeln 9 eines gegebenen beweglichen Rads 10 liegen oberhalb der Nuten 7 aneinander an und die Köpfe 11 eines Rads 10 können miteinander in Kontakt stehend montiert werden.
Zwischen zwei bewegliche Räder 10 mit Schaufeln 9 werden Abstandsstücke 12 eingeschoben, die die gleiche Form wie die Füße 8 der Schaufeln 9 in jeder Nut 7 haben. Die Abstandsstücke 12 können getrennt oder in Paketen zu drei, vier oder fünf zusammengefaßt sein.
Diese Abstandsstücke oder Pakete von Abstandsstücken 12 stehen miteinander oberhalb der Nuten 7 in Kontakt. Gemäß einer ersten Ausführungsform tragen die Abstandsstücke 12 Dichtungsgarnituren 13, die mit Spiel gegenüber der Nabe 14 des die Leitschaufeln 15 bildenden Statorrads angeordnet sind. Die Leitschaufeln 15 sind vorzugsweise als einheitlicher Block ausgebildet, d.h. ohne diametrale Unterbrechung in der horizontalen Ebene, und werden dann auf den Rotor so aufgesteckt, daß die beweglichen Räder 10 unter Zwischenfügung eines Leitschaufelrads 15 zwischen zwei beweglichen Rädern 10 montiert werden.
Die aus einem Block bestehenden Leitschaufeln 15 sind isotrop und besitzen damit eine verringerte Dicke. In einer zweiten Ausführungsform tragen die Abstandsstücke 12 auf ihrer äußeren Oberfläche eine aufgeklebte Abriebgarnitur 16, die einen sehr geringen Abstand zu den Lippen 17 besitzt, die auf der Nabe 14 des die Leitschaufeln 15 bildenden Statorrads ausgebildet sind, wodurch die Leckdichtheit verbessert wird. Es sei bemerkt, daß die Lecks bereits deutlich durch die Verwendung des Trommelrotors verringert wurden (geringer Basisdurchmesser).
Die Abstandsstücke 12 isolieren thermisch den Rotor 6. Außerdem können sich bei Verformungen der Statorbereiche 18, an denen die Leitschaufeln 15 befestigt sind, Berührungen zwischen den Leitschaufeln 15 und dem Rotor 6 ergeben. Aufgrund der erwähnten Montage wird der Rotor 6 im Fall des Kontakts geschützt, was eine Verformung des Rotors aus schließt.
Die Längsnuten 7 können den Rotor 6 auch nur zum Teil überziehen, während der andere Teil Umfangsnuten besitzt. Die erfindungsgemäßen Rotoren müssen die gleiche Anzahl von Schaufeln 9 für jedes bewegliche Rad besitzen, was dazu führt, daß die Erfindung besonders für Hochdruckrotoren interessant ist, die üblicherweise eine konstante Anzahl von Schaufeln auf allen beweglichen Rädern besitzen.

Claims

1. Trommelrotor (6) für eine Aktions-Dampfturbine mit beweglichen Rädern (10), die aus Schaufeln (9) mit Füßen (8) gebildet werden, wobei die Füße (8) Erweiterungen besitzen und in Nuten (7) im Rotor (6) blockiert werden und wobei die Füße (8) der Schaufeln (9) eines beweglichen Rads einen Abstand von den Füßen (8) der Schaufeln (9) eines benachbarten beweglichen Rads (10) aufgrund von Abstandsstücken (12) besitzen und die Nuten (7) zumindest über einen Teil des Rotors (6) in Längsrichtung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (8) der Schaufeln (9) eines gegebenen beweglichen Rads (10) oberhalb der Nuten (7) aneinanderstoßen,

2. Aktions-Dampfturbine mit einem Trommelrotor nach Anspruch 1 und mit Leitschaufeln (15), die am Stator (18) der Turbine befestigt sind und zwischen den beweglichen Rädern (10) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke (12) den gleichen Querschnitt wie die Füße (8) der Schaufeln (9) besitzen und den Naben (14) der Stator-Leitschaufeln (15) gegenüberliegen und daß die Abstandsstücke (12) getrennt oder in Paketen miteinander verbunden sind sowie oberhalb der Nuten (7) einander berühren.

3. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke (12) Lippen (13) zur Abdichtung besitzen.

4. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke (12) eine Abriebdichtung (16) besitzen und daß die Naben (14) der Leitschaufeln (15) Lippen tragen.

5, Turbine nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (15) aus einem gemeinsamen Block bestehen.