DE69934570T2 - Deckplatte für einen Turbinenrotor - Google Patents

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F01D5/3015Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatte, die in einem Turbinenrotor den Raum zwischen einem Turbinenradschaufel-Schwalbenschwanz und einem benachbarten Abstandshalter überspannt, und sie betrifft insbesondere eine Ventilationsabdeckplatte, die dazu dient, das Eindringen von heißem Strömungspfadgas in den Turbinenradhohlraum im Wesentlichen auszuschließen.
  • Radhohlraum-Abdeckplatten wurden in der Vergangenheit vorgeschlagen und konstruiert (siehe z. B. US-Patent US 5,445,499 ). Üblicherweise erstrecken sich diese Abdeckplatten zwischen dem Turbinenrad und einem benachbarten Abstandshalter. Die Abdeckplatten lassen sich jedoch in der Regel nicht ohne weiteres ausbauen, um den Zugang zu den inneren Bereichen des Rotors zu ermöglichen. Auch die direkte Befestigung am Turbinenrad verursacht Wartungsprobleme, und die Verbindungsstellen zwischen den aneinander grenzenden Abdeckplatten haben sich beim Minimieren der Leckage von Heißgas in den Radhohlraum nicht als besonders effektiv erwiesen.
  • Radhohlraum-Abdeckplatten schließen im Allgemeinen jedoch das Einströmen von Heißgas aus dem Heißgasströmungspfad in den Turbinenradhohlraum aus, was andernfalls zu Schäden an dem Turbinenrad führen würde. Die Ausbaubarkeit der Abdeckplatten für den Zugang zu dem Radhohlraum wird in der modernen Turbinenkonstruktion zu einem Problem, weil die Radhohlräume eine Vielzahl von Leitungen zur Verlegung eines Kühlkreislaufes beherbergen, in dem zur internen Kühlung der Schaufeln beispielsweise Dampf als Kühlmedium eingesetzt wird. Konventionelle, zwischen dem Abstandshalter und dem Rad befestigte Radhohlraumabdeckungen sind ohne die Zerlegung des Rotors nicht ohne weiteres auszubauen. Infolgedessen ist der zur Wartung oder Reparatur erfolgende Zugang zu den verschiedenen Leitungen und Verbindungsstellen, die das Kühlmedium liefern, ziemlich schwierig. Ganz allgemein müssen die Abdeckplatten auch hohen Betriebstemperaturen und starken Beschleunigungen widerstehen, eine hohe Langzeitschwingfestigkeit haben und eine minimale Heißgasleckage in den Turbinenradhohlraum zulassen. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, und wobei die Abdeckplatte Folgendes umfasst:
    einen Abdeckplattenkörper mit einer sich längs einer Seite in Axialrichtung erstreckenden Zunge zum Eingreifen in die Nut des Abstandshalters und eine Aussparung längs einer in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite, wobei die Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen des Schaufel-Schwalbenschwanzes dient; und
    einen von jedem der gegenüberliegenden Enden des Abdeckplattenkörpers hervorstehenden Flansch zum Eingreifen in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Ab deckplatte für einen Turbinenrotor bereitgestellt, der ein Turbinenrotorrad und einen um eine Achse drehbaren Abstandshalter aufweist, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, und wobei die Abdeckplatte für die Anordnung in dem Raum zwischen dem Rad und dem Abstandshalter gedacht ist und einen Abdeckplattenkörper aufweist, der längs einer Seite eine sich in Axialrichtung erstreckende Zunge, die in die Nut des Abstandshalters eingreift, und eine längs einer in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite eingebrachte Aussparung aufweist, um eine der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen der Schaufel-Schwalbenschwänze aufzunehmen, wobei die Abdeckplatte ferner einen Flansch aufweist, der von jedem der gegenüberliegenden Enden des Abdeckplattenkörpers hervorsteht, um in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte einzugreifen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Abdeckung zum Umschließen des Raums zwischen einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine Abdeckungs-Eingriffstruktur aufweist, die Folgendes umfasst:
    mehrere Abdeckplatten mit jeweils einem Abdeckplattenkörper, der längs einer ersten in Axialrichtung zeigenden Seite eine Abstandshalter-Eingriffsstruktur aufweist, die komplementär zu der vom Abstandshalter getragenen Abdeckungs-Eingriffsstruktur ist, und der eine längs einer zweiten in Axialrichtung zeigenden Seite eingebrachte Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen aufweist; und
    sich überlappende komplementäre Eingriffselemente an deckungsgleichen Enden der in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten zum Minimieren der durch die Abdeckung hindurch erfolgenden Fluidleckage.
  • Es wird folglich eine Radhohlraum-Ventilationsabdeckung bereitgestellt, die dazu dient, das Einströmen von heißem Strömungspfadgas in den Radhohlraum zwischen dem Turbinenrad und dem Abstandshalter auszuschließen, und die ohne weiteres ein- und ausgebaut werden kann, um den Zugang zu den inneren Bereichen des Rotors zu ermöglichen.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Radhohlraumabdeckung mehrere Abdeckplatten, die in Umfangsrichtung zwischen dem Abstandshalter und einem Turbinenrad angeordnet sind. Jede Abdeckplatte weist längs einer axialen Kante eine Eingriffsstruktur für den Eingriff in eine komplementäre Eingriffsstruktur an dem Abstandshalter auf, d. h., die Abdeckplatte trägt einen bogenförmigen hervorstehenden Flansch für den Eingriff in einen Schlitz oder eine Nut, der bzw. die an der axialen Fläche des Abstandshalters in Umfangsrichtung ausgebildet ist. Die gegenüberliegende axiale Kante der Abdeckplatte weist eine sich in Radialrichtung erstreckende Wand mit einer Aussparung zum Aufnehmen einer Nase auf, die von einem Schaufel-Schwalbenschwanz in Axialrichtung hervorsteht. Eine Abdeckplatte wird an jeder Posi tion eines Schaufel-Schwalbenschwanzes bereitgestellt. Wenn die Abdeckplattenzunge in die Nut des Abstandshalters eingreift und die Abdeckplatte positioniert ist, wird der Schaufel-Schwalbenschwanz in den Komplementärschwalbenschwanz am Turbinenrad aufgenommen. Wenn der Schaufel-Schwalbenschwanz schließlich am Turbinenrad gesichert ist, ragt die Nase des Schaufel-Schwalbenschwanzes in die Aussparung an der Abdeckplatte, wodurch die Abdeckplatte in Position gehalten wird.
  • Zwischen den Endkanten aneinander grenzender Abdeckplatten sind Überlappungsverbindungen ausgebildet. Die Zungen an den Endkanten der Abdeckplatten alternieren von Abdeckplatte zu Abdeckplatte. Dies bedeutet, dass die in Umfangsrichtung hervorstehenden Zungen einer Abdeckplatte unter entgegengesetzt ausgerichteten, in Umfangsrichtung hervorstehenden Zungen der Endkanten von angrenzenden Abdeckplatten liegen. Bei dieser Anordnung der Überlappungsverbindungen ist der Zugang zum Radhohlraum an jeder Position längs des Rotorumfangs möglich, indem eine oder höchstens zwei aneinander grenzende Abdeckplatten ausgebaut werden, wobei zuerst die zugehörige Schaufel aus ihrer Schwalbenschwanzverbindung mit dem Turbinenrad gelöst wird. Durch das Herausziehen der Schaufel-Schwalbenschwanznase aus ihrer zugehörigen Abdeckplatte kann die Abdeckplatte folglich ausgebaut werden, wobei davon ausgegangen wird, dass die Zungen am Ende der Abdeckplatte die Zungen der benachbarten Abdeckplatten überlappen. Wenn der Zugang zu einem angrenzenden Ort erforderlich ist, kann die an die erste Abdeckplatte angrenzende zweite Abdeckplatte gleichermaßen ausgebaut werden.
  • Durch diese Anordnung der Abdeckplatten und Überlappungsverbindungen zwischen in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten wird die Gasleckage in den Turbinen radhohlraum minimiert. Zusätzlich wird die Ventilation innerhalb des Rotors deutlich reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, und wobei die Abdeckplatte einen Abdeckplattenkörper aufweist, der Folgendes umfasst: eine sich längs einer Seite in Axialrichtung erstreckende Zunge zum Eingreifen in die Nut des Abstandshalters, längs einer in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite eine Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen des Schaufel-Schwalbenschwanzes und einen von jedem der gegenüberliegenden Enden des Abdeckplattenkörpers hervorstehenden Flansch zum Eingreifen in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem Turbinenrotor, der ein Turbinenrotorrad und einen um eine Achse drehbaren Abstandshalter aufweist, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen dem Rad und dem Abstandshalter bereitgestellt, wobei die Abdeckplatte einen Abdeckplattenkörper aufweist, der längs einer Seite eine sich in Axialrichtung erstreckende Zunge, die in die Nut des Abstandshalters eingreift, und eine längs einer in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite eingebrachte Aussparung aufweist, um eine der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen der Schaufel-Schwalbenschwänze aufzunehmen, wobei die Abdeckplatte ferner einen Flansch aufweist, der von jedem der gegenüberliegenden Enden des Abdeckplattenkörpers hervorsteht, um in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte einzugreifen.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abdeckung zum Umschließen des Raums zwischen einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei der Abstandshalter eine Abdeckungs-Eingriffsstruktur aufweist, die Folgendes umfasst: mehrere Abdeckplatten mit jeweils einem Abdeckplattenkörper, der längs einer in Axialrichtung zeigenden Seite eine Abstandshalter-Eingriffsstruktur aufweist, die komplementär zu der vom Abstandshalter getragenen Abdeckungs-Eingriffsstruktur ist, und der eine längs einer zweiten in Axialrichtung zeigenden Seite eingebrachte Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen aufweist, sowie sich überlappende komplementäre Eingriffselemente an deckungsgleichen Enden der in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten zum Minimieren der durch die Abdeckung hindurch erfolgenden Fluidleckage.
  • Dementsprechend ist es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, zum Überdecken des Radhohlraums zwischen einem Abstandshalter und einem Turbinenrad eine neue und verbesserte Abdeckung bereitzustellen, welche die Heißgasleckage in den Radhohlraum minimiert und gleichzeitig die Wartungsfreundlichkeit verbessert, indem der Ausbau einer oder mehrerer der Abdeckplatten ermöglicht wird, um Zugang zu dem Radhohlraum zu erhalten.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels detaillierter beschrieben, wobei auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen wird:
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Stromerzeugungssystems, das eine Gasturbine mit Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatten gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm eines kombinierten Systems, in das die vorliegende Erfindung integriert ist.
  • 3 ist eine vergrößerte Längsquerschnitt-Teilansicht einer Gasturbine zur Veranschaulichung der Position der Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatten.
  • Die 4 und 5 sind perspektivische Ansichten der Ventilationsabdeckplatten gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet sind.
  • 6 ist eine perspektivische Teilansicht der hier beschriebenen Ventilationsabdeckplatten, die zwischen den Turbinenrädern der ersten und zweiten Stufe positioniert sind;
  • 7 ist eine perspektivische Teilansicht eines Paares aneinander grenzender Ventilationsabdeckplatten.
  • 8 ist eine Querschnittansicht zur Veranschaulichung der in die Aussparung der Abdeckplatte eingesetzten Nase des Schaufel-Schwalbenschwanzes.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm einer einwelligen Hochleistungsgasturbine 10 mit einfachem Zyklus, welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Die Gasturbine kann so aufgefasst werden, dass sie einen mehrstufigen Axialverdichter 12 mit einer Rotorwelle 14 umfasst. Die bei 16 in den Einlass des Verdichters eindringende Luft wird vom Axialverdichter 12 verdichtet und anschließend einem Brenner 18 zugeführt, in dem ein Brennstoff wie Erdgas verbrannt wird, um hochenergetische Verbrennungsgase zu erzeugen, welche die Turbine 20 antreiben. In der Turbine 20 wird die Energie der Heißgase in Arbeit umgewandelt, die zu einem Teil zum Antreiben des Verdichters 12 über die Welle 14 verwendet wird, wobei die Restmenge für Nutzarbeit zum Antreiben einer Last, beispielsweise eines Generators 22, mittels einer Rotorwelle 24 zur Verfügung steht, um Elektrizität zu erzeugen. Eine typische Gasturbine mit einfachem Zyklus wandelt 30 bis 35 des eingesetzten Brennstoffs in Wellenleistung um. Bis auf 1 bis 2% liegt die gesamte Restmenge als Abgaswärme vor, die bei 26 die Turbine 20 verlässt. Höhere Wirkungsgrade lassen sich erzielen, indem die Gasturbine 10 in einer kombinierten Konfiguration eingesetzt wird, in der die im Abgasstrom der Turbine innewohnende Energie in zusätzliche nützliche Arbeit umgewandelt wird.
  • 2 stellt die einfachste Form eines kombinierten Systems dar, bei dem die Abgase, welche bei 26 die Turbine 20 verlassen, in einen Dampfgenerator 28 für die Wärmerückgewinnung strömen, in dem Wasser wie in einem Abhitzekessel in Dampf umgewandelt wird. Der auf diese Weise produzierte Dampf treibt eine oder mehrere Dampfturbinen 30 an, in denen zusätzliche Arbeit extrahiert wird, um über die Welle 32 eine zusätzliche Last, wie z. B. einen zweiten Generator 34, anzutreiben, der wiederum zusätzliche elektrische Leistung erzeugt. In einigen Konfigurationen treiben die Turbinen 20 und 30 einen gemeinsamen Generator an. Kombinierte Systeme, die ausschließlich elektrische Leistung erzeugen, haben im Allgemeinen einen thermischen Wirkungsgrad von 50 bis 60%, während der Einsatz einer fortschrittlicheren Gasturbine, von welcher die hier beschriebene Leitungsbaugruppe einen Teil bildet, Wirkungsgrade von über 60% ermöglicht.
  • In 3 ist ein Abschnitt der Turbine 20 teilweise dargestellt. Der Turbinenabschnitt enthält vier aufeinander folgende Stufen mit Turbinenrädern 38, 40, 42 und 44, die an die Rotorwelle montiert sind und einen Teil von dieser bilden, wobei jedes Rad eine Reihe von Schaufeln B1, B2, B3 und B4 trägt, die von den Rotorrädern radial nach außen hervorstehen. Die Schaufeln sind natürlich alternierend zwischen ortsfesten Leiträdern angeordnet. Zwischen den Rädern 38, 40, 42 und 44 sind Abstandshalter 39, 41 und 43 angeordnet. Es ist nachvollziehbar, dass die Räder und Abstandshalter, wie in Gasturbinenkonstruktionen üblich, durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete, sich in Axialrichtung erstreckende Schrauben 48 aneinander befestigt sind. Auch wenn dies in der vorliegenden Anmeldung nicht in jedem Detail beschrieben wird, ist die dargestellte Gasturbine dampfgekühlt, und Kühldampf wird ebenso wie verbrauchter rückgeführter Dampf über sich in Axialrichtung erstreckende Kanäle zu- und abgeführt, von denen einer bei Nummer 50 dargestellt ist, wobei diese Kanäle durch in Axialrichtung deckungsgleiche Öffnungen verlaufen, welche die Räder und Abstandshalter in Umfangsrichtung um den Rotor an voneinander beabstandeten Positionen durchdringen. Zusätzliche querlaufende Leitungen, die Teil des Dampfkühlungssystems sind, befinden sich in dem Abstandshalter 39 in Nähe des Abstandshalterrands.
  • Die Radhohlraum-Abdeckplatten 52 sind zwischen dem Rad 38 und dem Abstandshalter 39 sowie zwischen dem Rad 40 und dem Abstandshalter 39 angeordnet. An jeder Position sind die Abdeckplatten 52 in Umfangsrichtung um den Turbinenrotor aneinander angrenzend angeordnet und hindern die heißen Verbrennungsgase, die an den Schaufeln und Leiträdern entlangströmen, am Einströmen in den Radhohlraum, der sich von den Abdeckplatten radial nach innen und zwischen den Rädern und dem Abstandshalter erstreckt. Obwohl die Radhohlraumabdeckplatten zwischen den Rotorrädern der ersten und zweiten Stufe und dem dazwischen liegenden Abstandshalter angeordnet sind, ist nachvollziehbar, dass die Abdeckplatten in anderen Stufen eingesetzt werden können.
  • In 6 sind die Räder 38 und 40 der ersten und zweiten Stufe sowie der zwischen den Rädern angeordnete Abstandshalter 39 dargestellt. Ebenfalls dargestellt sind Labyrinthdichtungszähne 54, die um den Rand des Abstandshalters 39 angeordnet sind, um mit der radialen äußeren Leitradstufe eine Dichtung auszubilden. In 6 sind außerdem für jedes der Räder 38 und 40 mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, sich in Axialrichtung erstreckende Schwalbenschwänze 56 dargestellt. Die Schwalbenschwänze 56 nehmen komplementär geformte Schwalbenschwänze 45 der Schaufeln B1 und B2 auf, wodurch die Schwalbenschwänze 45 der Schaufeln an den Rädern gesichert werden. Jeder der Schaufel-Schwalbenschwän ze 45 wird an den Rädern befestigt, indem die Schaufel-Schwalbenschwänze in Axialrichtung in die Schwalbenschwänze 56 der Räder hineingeschoben werden. Die dem Abstandshalter 39 zugewandten Enden der Schaufel-Schwalbenschwänze 45, weisen eine hervorstehende Nase 47 (8) auf, deren Form komplementär zu einer Nasenöffnung in den hier beschriebenen Radhohlraumabdeckungen ist. Wie dargestellt, wird für jeden Rad-Schwalbenschwanzschlitz 56 eine Radhohlraumabdeckplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, wobei die Nase 47 des Schaufel-Schwalbenschwanzes dazu beiträgt, dass die Abdeckplatte zwischen dem Rad und dem benachbarten Abstandshalter platziert bleibt.
  • In den 4 und 5 sind die Abdeckplatten 52, wie unten beschrieben, bis auf die hervorstehenden, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Endflansche an jeder Position in Umfangsrichtung um den Rotor miteinander identisch. In 4, in der die Abdeckplatte 52a dargestellt ist, ist ein Abdeckplattenkörper 60 dargestellt, der sich geradlinig in eine Axialrichtung erstreckt, aber bogenförmig in eine Umfangsrichtung ausgebildet ist. Eine sich in Axialrichtung erstreckende Kante 62 der Abdeckplatte 52a weist eine radial nach außen hervorstehende und sich in Axialrichtung erstreckende Zunge 63 auf, die in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 64 an dem Abstandshalter aufgenommen wird (3 und 6). An dem gegenüberliegenden axialen Ende der Radabdeckplatte steht ein sich in Radialrichtung erstreckender Flansch 66 von dem Körper 60 radial nach außen hervor. Der Flansch 66 weist auch eine abgewinkelte Wand 68 auf, wobei sowohl eine zentrale Aussparung 70 als auch Endaussparungen 72 als Öffnungen in der axialen Fläche der Wand 66 ausgebildet sind. Sich radial nach außen erstreckende Eckversteifungen 74 sind zwischen der zentralen Aussparung oder Öff nung 70 und den Endaussparungen 72 angeordnet.
  • Wie in 8 dargestellt, weist die zentrale Aussparung oder Öffnung 70 eine im Allgemeinen komplementäre Form zu der Nase 47 auf, die an jedem der Schaufel-Schwalbenschwänze 45 ausgebildet ist. Die Öffnung 70 weist somit eine abgewinkelte Wand 68, Seitenwände 78 und eine Bodenwand 80 auf, wobei die geneigte Wand 68 und die Bodenwand 80 einen Scheitel 81 in der Öffnung 70 bilden. Die Bodenwand 80 erstreckt sich in eine im Allgemeinen axiale Richtung, während die abgewinkelte Wand 68 sich radial nach außen und in Axialrichtung erstreckt. Es ist nachvollziehbar, dass beim Eingreifen der Nase 47 des Schaufel-Schwalbenschwanzes 45 in die Öffnung 70 die Abdeckplatte 52 zwischen dem Rad und dem Abstandshalter von der Zunge 63 begrenzt wird, die an einem axialen Ende in die Abstandshalternut 64 eingreift, während an dem gegenüberliegenden axialen Ende die Bodenfläche der Schwalbenschwanznase eine radiale Bewegung der Abdeckplatte nach außen ausschließt. Hinzu kommt natürlich, dass die komplementär geformten Seitenflächen und oberen Flächen der Öffnung bzw. des Schwalbenschwanzes eine Bewegung des axialen Endes der Abdeckplatte in Umfangsrichtung ebenso ausschließen wie eine radiale Bewegung nach innen.
  • Zwischen in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten sind Überlappungsverbindungen ausgebildet. Jede Abdeckplatte weist identische Flansche auf, die sich von den gegenüberliegenden Enden der Platte in Umfangsrichtung erstrecken, wobei die in 4 dargestellten Flansche 82 der Abdeckplatte 52a im Gegensatz zu den in 5 dargestellten Flanschen 84 der Abdeckplatte 52b radial nach innen gerichtet sind. Es gilt zu beachten, dass in 4 dargestellten Endflansche 82 der Abdeckplatte 52a in Radialrich tung nach innen identische Positionen einnehmen, und dass die Endflansche 84 der Abdeckplatte 52b aus 5 in Radialrichtung nach außen identische Positionen einnehmen. Es ist nachvollziehbar, dass bei der Montage der Abdeckplatten zwischen den Rädern und Abstandshaltern die Abdeckplatten 52a und 52b entlang dem Umfang des Rotors alternierend angeordnet sind. Wie unten beschrieben ist dies im Hinblick auf den Zugang zu dem Radhohlraum von Bedeutung, der sich von den Abdeckplatten radial nach innen erstreckt. Es ist ebenfalls nachvollziehbar, dass die Aussparungen 70 und 72 an den Verbindungsstellen zwischen den Seiten-, den geneigten und den Bodenwänden Verrundungen aufweist. Die Verrundungen dienen zum Spannungsabbau.
  • Zum Einbau der Abdeckplatten wird die Zunge 62 einer ersten Abdeckplatte in die Nut 64 des Abstandshalters 39 eingesetzt. Die Aussparung 70 an dem gegenüberliegenden axialen Ende der Abdeckplatte wird an dem Schwalbenschwanzschlitz 56 des Rads ausgerichtet. Beim axialen Eintritt des Schaufel-Schwalbenschwanzes 45 in den Schlitz 56 greift die Schwalbenschwanznase 47 in die Aussparung 70 ein. Es ist nachvollziehbar, dass beim konventionellen Sichern der Schaufel am Rad die Abdeckplatte in Axialrichtung zwischen dem Rad und dem Abstandshalter von der Zunge und durch den Eingriff der Schwalbenschwanznase in den Abstandshalter bzw. die Abdeckplatte festgehalten wird. Durch die in die Öffnung 70 eingreifende Schwalbenschwanznase wird auch eine in Umfangsrichtung erfolgende Bewegung der Abdeckplatte verhindert. Die nächste Abdeckplatte 52b wird dann auf gleiche Weise eingebaut, indem die Zunge 60b mit dem Schlitz des Abstandshalters 39 in Eingriff gebracht wird, und die Öffnung 70 an dem nächsten Schwalbenschwanzschlitz 56 ausgerichtet wird. Es ist nachvollziehbar, dass die Abdeckplatte 52b so ausgewählt wird, dass beim Einbau der sich in Umfangsrichtung erstreckende Flansch 84 der Abdeckplatte 52b den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flansch 82 der eingebauten Abdeckplatte radial überlappt. Durch das Eingreifen des Schaufel-Schwalbenschwanzes in den Schwalbenschwanzschlitz 56 und der Schwalbenschwanznase 47 in die Öffnung 70 der Abdeckplatte 52b ist die zweite Abdeckplatte in den Rotor eingebaut. Die nächste Abdeckplatte 52a wird anschließend in gleicher Weise eingebaut, wobei ihr radial nach innen gerichteter Flansch 82, der sich in Umfangsrichtung nach außen erstreckt, radial nach innen in den sie radial überdeckenden Flansch 84 der Abdeckplatte 52b eingreift. Weitere Abdeckplatten werden in dieser Weise eingebaut, bis die letzte Abdeckplattenöffnung erreicht ist. Durch das Einsetzen der Zunge dieser letzten Abdeckplatte in die Nut des Abstandshalters 39 und das Ausrichten der Öffnung 70 an dem letzten einzubauenden Schwalbenschwanzschlitz 56 wird die letzte Abdeckplatte eingebaut. Es gilt zu beachten, dass die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Endflansche 84 der letzten Abdeckplatte 52b zu den radial nach innen gerichteten und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flanschen 82 angrenzender Abdeckplatten 52a radial nach außen gerichtet sind, sodass die Endflansche 84 der letzten Abdeckplatte die Endflansche 82 der benachbarten Platten überdecken.
  • Es ist nachvollziehbar, dass beim Einbau der Abdeckplatten der Hohlraum zwischen den Rädern und dem Abstandshalter in Umfangsrichtung vollständig abgedeckt wird. Zur Schaffung des Zugangs zum Radhohlraum, beispielsweise zu den querlaufenden Leitungen, die Teil des Dampfkühlkreislaufes der Gasturbine sind, ist es lediglich notwendig, die Abdeckplatte oder zwei oder drei der angrenzenden Abdeckplatten auszubauen, die den betreffenden Bereich überdecken. Hierzu wird die axial ausgerichtete Schaufel, die zu der nächstgelegenen, den betreffenden Bereich überdeckenden Abdeckplatte 52b fluchtend ausgerichtet ist, ausgebaut, indem der Schaufel-Schwalbenschwanz 45 gelöst wird und die Schaufel in Axialrichtung von der Abdeckplatte 52b weggeschoben wird. Wenn die Schwalbenschwanznase 47 aus der Öffnung 70 herausgezogen wird, kann die Abdeckplatte 52b ausgebaut werden. Weitere, an die ausgebaute Abdeckplatte angrenzende Abdeckplatten können gleichermaßen ausgebaut werden. Auf diese Weise wird der Radhohlraum an dem betreffenden Bereich in Umfangsrichtung zugänglich, ohne dass alle in Umfangsrichtung um den Rotor herum angeordneten Abdeckplatten auszubauen sind.

Claims (8)

  1. Abdeckplatte (52a, 52b) zur Anordnung in dem Raum zwischen einem Turbinenrotorrad (38, 40, 42, 44) und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter (39, 41), wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln (B1, B2, B3, B4) aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze (45) mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen (47) enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, und wobei die Abdeckplatte Folgendes umfasst: einen Abdeckplattenkörper (60) mit einer sich in Axialrichtung erstreckenden Zunge (63) längs einer Seite, wobei die Zunge (63) dazu dient, in die Nut des Abstandshalters einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckplattenkörper einen von jedem der gegenüberliegenden Enden des Abdeckplattenkörpers hervorstehenden Flansch (82, 84) zum Eingreifen in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte und eine Aussparung (70) längs einer Seite aufweist, die in Axialrichtung der die Zunge (63) aufweisenden Seite gegenüberliegt, wobei die Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen des Schaufel-Schwalbenschwanzes dient.
  2. Abdeckplatte (52a, 52b) nach Anspruch 1, wobei der Abdeckplattenkörper (60) einen nach oben abstehenden Flansch (66) längs der in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei die Aussparung (70) wenigstens zu einem
  3. Abdeckplatte (52a, 52b) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abdeckplattenkörper (60) bogenförmig um die Achse ausgebildet ist.
  4. Abdeckplatte (52a, 52b) nach Anspruch 1, wobei der Abdeckplattenkörper (60) einen nach oben abstehenden Flansch (66) längs der in Axialrichtung gegenüberliegenden Seite aufweist, die die Aussparung enthält, wobei die Aussparung (70) wenigstens zu einem Teil in den Flansch eingebracht ist und sich zu der gegenüberliegenden axialen Seite öffnet, wobei die Aussparung zu einem Teil von einer geneigten Wand (68) und einer sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Wand (80) definiert ist, die einen Scheitel (81) bilden.
  5. Abdeckplatte (52a, 52b) nach Anspruch 1, wobei die Flansche (82, 84) benachbarter Abdeckplatten sich überlappende komplementäre Flanscheingriffselemente umfassen.
  6. Abdeckplatte nach Anspruch 5, wobei die Eingriffsverbindung zwischen den benachbarten Abdeckplatten (52a, 52b) Überlappungsverbindungen umfasst.
  7. Abdeckplatte nach Anspruch 6, wobei jede Überlappungsverbindung einen im Wesentlichen in einer Tangentialrichtung von jeder Abdeckplatte hervorstehenden ersten Flansch (82) und einen im Wesentlichen in einer Tangentialrichtung von einer benachbarten Abdeckplatte hervorstehenden zweiten Flansch (84) umfasst, der den ersten Flanschvorsprung überlappt.
  8. Abdeckplatte nach Anspruch 5, wobei jede Abdeckplatte (52a, 52b) Flansche (82) aufweist, die von deren gegenüberliegenden Enden an identischen radialen Positionen um den Rotorradabstandshalter herum hervorstehen, wobei in Umfangsrichtung benachbarte Abdeckplatten die Flansche (84) an unterschiedlichen radialen Positionen um das Rotorrad und den Abstandshalter herum aufweisen und einander überlappende Verbindungen bilden, wobei die Flansche der einen Abdeckplatte zu den Flanschen der in Umfangsrichtung benachbarten Abdeckplatten radial weiter innen liegen.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1371814A1 (de) * 2002-06-11 2003-12-17 ALSTOM (Switzerland) Ltd Dichtungsanordnung für den Rotor einer Gasturbine
US6722848B1 (en) * 2002-10-31 2004-04-20 General Electric Company Turbine nozzle retention apparatus at the carrier horizontal joint face
EP1577493A1 (de) * 2004-03-17 2005-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsmaschine und Rotor für eine Strömungsmaschine
US7234918B2 (en) * 2004-12-16 2007-06-26 Siemens Power Generation, Inc. Gap control system for turbine engines
US7520718B2 (en) * 2005-07-18 2009-04-21 Siemens Energy, Inc. Seal and locking plate for turbine rotor assembly between turbine blade and turbine vane
US7334983B2 (en) * 2005-10-27 2008-02-26 United Technologies Corporation Integrated bladed fluid seal
US20070137213A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 General Electric Company Turbine wheelspace temperature control
DK1862638T3 (da) * 2006-06-01 2009-08-24 Alstom Technology Ltd Fremgangsmåde til reparation af rotoren af en gasturbine samt rotor af en gasturbine
US7635251B2 (en) * 2006-06-10 2009-12-22 United Technologies Corporation Stator assembly for a rotary machine
US8128371B2 (en) 2007-02-15 2012-03-06 General Electric Company Method and apparatus to facilitate increasing turbine rotor efficiency
US9643286B2 (en) * 2007-04-05 2017-05-09 United Technologies Corporation Method of repairing a turbine engine component
US8708652B2 (en) * 2007-06-27 2014-04-29 United Technologies Corporation Cover plate for turbine rotor having enclosed pump for cooling air
EP2011969A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenanordnung sowie Verfahren zur Befestigung eines Einbauelements
US8206119B2 (en) * 2009-02-05 2012-06-26 General Electric Company Turbine coverplate systems
US9605552B2 (en) 2013-06-10 2017-03-28 General Electric Company Non-integral segmented angel-wing seal
US9382801B2 (en) 2014-02-26 2016-07-05 General Electric Company Method for removing a rotor bucket from a turbomachine rotor wheel
US10030519B2 (en) * 2015-10-26 2018-07-24 Rolls-Royce Corporation System and method to retain a turbine cover plate between nested turbines with a tie bolt and spanner nut
FR3082879B1 (fr) * 2018-06-20 2020-07-03 Safran Aircraft Engines Joint d'etancheite a labyrinthe pour une turbomachine d'aeronef
US11021962B2 (en) * 2018-08-22 2021-06-01 Raytheon Technologies Corporation Turbulent air reducer for a gas turbine engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291302A (en) * 1970-03-14 1972-10-04 Sec Dep For Defendence Improvements in bladed rotor assemblies
US4645424A (en) * 1984-07-23 1987-02-24 United Technologies Corporation Rotating seal for gas turbine engine
US5211407A (en) * 1992-04-30 1993-05-18 General Electric Company Compressor rotor cross shank leak seal for axial dovetails
US5256035A (en) * 1992-06-01 1993-10-26 United Technologies Corporation Rotor blade retention and sealing construction
FR2700807B1 (fr) * 1993-01-27 1995-03-03 Snecma Système de rétention et d'étanchéité d'aubes engagées dans des brochages axiaux d'un disque de rotor.
US5318405A (en) * 1993-03-17 1994-06-07 General Electric Company Turbine disk interstage seal anti-rotation key through disk dovetail slot
US6019580A (en) * 1998-02-23 2000-02-01 Alliedsignal Inc. Turbine blade attachment stress reduction rings

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