DE759589C

DE759589C - Zwischenstuecke fuer Beschauflungen aus hochlegiertem, austenitischem Stahl von Dampf- oder Gasturbinen, die hohen Treibmitteltemperaturen ausgesetzt sind

Info

Publication number: DE759589C
Application number: DEA91139D
Authority: DE
Inventors: Hans Zschokke
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Priority date: 1940-03-30
Filing date: 1940-03-30
Publication date: 1953-03-09

Description

Zwischenstücke für Beschauflungen aus hochlegiertem, austenitischem Stahl von Dampf- oder Gasturbinen, die hohen Treibmitteltemperaturen ausgesetzt sind Bei Turbinen treten, besonders bei hohen Treibmitteltemperaturen, zeitweise infolge vorübergehender verschiedener Erwärmung der Schaufeln und der Schaufelträger, vor allem aber auch dauernd bei gleichmäßiger Erwärmung infolge der aus baulichen Gründen geforderten physikalischen Verschiedenheit der Werkstoffe der Schaufeln und Schaufelträger erhebliche Längenausdehnungsunterschiede auf. Sie sind dadurch bedingt, daß der austenitische, hochlegierte Schaufelstahl einen wesentlich größeren Ausdehnungskoeffizient besitzt als der martensitische, niedriglegierte Konstruktionsstahl der Schaufelträger. Dadurch entstehen in den Schaufelfüßen und Zwischenstücken Druckspannungen und im Schaufelträger Zugspannungen, welche zu bleibenden- Verformungen führen und ein Lockerwerden der Schaufeln zur Folge haben können. Zu den beschriebenen Wärmeausdehnungen treten beim Läufer unter Umständen noch die Dehnungen infolge der Fliehkräfte, welche sich in gleichem Sinne auswirken.
Um dem zu begegnen, hat man bereits federnde Zwischenstücke vorgeschlagen. Diese Lösung befriedigt aber nur kurze Zeit, weil bei den hohen Temperaturen die Elastizität allmählich verschwindet. Diese Nachteile sollen nun erfindungsgemäß soweitgehend als möglich dadurch behoben werden, daß als Zwischenstückbaustoff ein Stahl verwendet wird, der einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizient besitzt als der Schaufelträgerbausto@ff. Hierdurch gelingt es, die Gesamtwärrnedehnung der Beschauflung über den Umfang zu verkleinern und bei gleichmäßiger Erwärmung die Dehnung der Schaufelwurzeln und der Zwischenstücke zusammen gleich oder kleiner als die Dehnung des Schaufelträgers zu halten. Die Zusammensetzung des Zwischenstückbaustoffes und das geeignete Verhältnis von Schaufelfußdicke und Zwischenstückdicke ist nach :Maßgabe der Erfindung so zu wählen, daß im Fall einer höheren Temperatur der Beschauflung gegenüber dem Träger die Mehrausdehnung nur Druckspannungen erzeugt, welche innerhalb der Elastizitätsgrenze der betreffenden Baustoffe bleiben, so daß bleibende Verformungen und damit Lockerungen vermieden tverden, und daß im Fall einheitlicher Temperatur von. Beschauflung und Schaufelträger infolge der gleichen Gesamtwärmedehnung gar keine Temperaturspannungen mehr auftreten. In sinngemäßer Weise kann die Gesamtdehnung der Schaufelreihe auch so eingestellt werden, daß noch einer allfälligen Dehnung des Schaufelträgers durch Fliehkräfte Rechnung getragen wird.

Im Nachstehenden sind die Ausdehnungskoeffizienten der in Betracht kommenden Stähle sowie geeigneter Zwischenstücklegierungen angeführt. Es betragen dieselben für den Temperaturbereich von 2o bis etwa 6oo° C bei

niedriglegiertem Konstruk-

tionsstahl des Schaufel-

trägers ................. 1q. bis 1g a To-';,

austenitischem, hochlegiertem

Stahl der Schaufeln ..... 17 bis i9 x io-c,

13%igem Chromstahl für

Zwischenstücke ......... i2 x ioJO,

300/0igem Chromstahl für

Zwischenstücke ......... 11 x 10-0,

460/0igem Nickelstahl für

Zwischenstücke ......... £,5 x lo-`'.

Es sollen Schaufelfüße und Zwischenstücke in Umfangsrichtung über die ganze Schaufelbreite möglichst gleiche Dicke haben, so daß ihre Gesamtausdehnung in Umfangsrichtung über die ganze Schaufelbreite gleich ist. Für die hl indestbemessung des Schaufelfußes bleiben selbstverständlich die Fliehkräfte der Schaufel maßgebend.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zwischenst'ü'cke für Beschauflungen aus hochlegiertem, austenitiscbem Stähl von Dampf- oder Gasturbinen, die hohen Treibmitteltemperaturen ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke aus einem besonderen Baustoff hergestellt sind, dessen Ausdehnungskoeffizient so ist, daß die Wärmedehnung von Schaufelfüßen und Zwischenstücken zusammen im Umfangssinne ungefähr gleich oder kleiner ist' als die Wärmedehnung des Schaufelträgers im gleichen Sinne. Zwischenstücke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem Chromstahl mit einem Chromgehalt von io bis 35% bestehen. 3. Zwischenstücke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem Nickelstahl mit einem Nickelgehalt von 2o bis 6o0/9 bestehen.