DE7811984U1

DE7811984U1 - Stroemungsmaschine mit kuehlung des leitschaufeltraegers

Info

Publication number: DE7811984U1
Application number: DE19787811984
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1980-01-31
Also published as: GB2017826B; JPS54132013A; CH633346A5; DE2817287A1; GB2017826A; FR2421279A1

Description

Strömungsmaschine mit Kühlung des Leitschaufelträgers

Bei den bekannten Ausführungen von Leitschaufelträgern ergaben sich jedoch die Nachteile, die sich einmal durch grössere Temperaturunterschiede in der Schaufelträgerwand und somit durch Wärmespannungen bemerkbar machten, und zum anderen traten nach längerer Betriebszeit Verformungen auf, welche in Extremfällen zum Verklemmen der Leitschaufelhalter führen können.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Leitschaufelträger zu schaffen, bei welchem Verformungen durch Wärmespannungen weitestgehend vermieden werden, und in welchem die Kühlmittelzufuhr zu den Leitschaufeln und Wärmestausegmenten auf einfache Weise erfolgen kann.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der eigentliche Leitschaufelträger aus mehreren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, |

insbesondere Gasturbine, mit Kühlung des Leitschaufelträ- |

gers, welcher mit Kühlkanälen versehen ist. f

Zur Kühlung von Gasturbinen-Leitschaufelträgern und Wärme- I

Stausegmenten kamen bislang verschiedene Konstruktionen zur ;·

Anwendung. So wurde beispielsweise Kühlluft durch Kühlluft- 1

kanäle an die zu kühlenden Stellen geleitet, welche zwischen |

den Schaufelbefestigungen angeordnet sind und anschliessend

durch einen weiteren Kühlluft kanal, welcher einerseits durch \.

die Aussenwand des Schaufelträgers und andererseits durch ¹^

eine Verschalung gebildet wird, zum Beschaufelungseintritt :;

geführt (CH-PS 425,3¹H). f

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Segmenten besteht, dass die Kühlkanäle oberhalb der Wärmestausegmente und der Leitschaufelfüsse angeordnet und mit einem Ringraum verbunden sind, welcher durch die Leitschaufelträger und eine Gehäuseschale gebildet ist.

Weiterhin ist. es vorteilhaft, wenn mehrere Segmente gleicher Grosse gleichmässig über den Umfang angeordnet werden.

Nach einer besonderen Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes erfolgt die Anspeisung der Kühlkanäle aus dem Ringraum über mehrere, gleichmässig am Umfang verteilte Kühlmittelzufuhrungsoffnungen und es wird als Kühlmittel verdichtete Luft verwendet.

Der Vorteil der vorgenannten Ausbildung ist insbesondere darin zu erblicken, dass durch die segmentartige Ausführung

I der Leitschaufelträger, welche mit Vorteil gleichmässig | über den Umfang der Gehäuseschale angeordnet sind, wobei , % zwischen den einzelnen Leitschaufelträgersegmenten und der

I Gehäuseschale ein Kühlluftringraum vorgesehen ist, eine 1

gleichmässige Temperaturverteilung über den gesamten Umfang der Leitschaufelträger erfolgt, so dass Verformungen infolge von unterschiedlichen. Temperaturen vermieden werden. Die Anzahl der einzelnen Leitschaufelträgersegmente wird sich vorteilhafterweise nach den Erfordernissen und der Leistung der Gasturbine richten. Je grosser die Anzahl der i| einzelnen Segmente ist, die über den genannten Umfang der Gehäuseschale angeordnet werden, desto kleiner wird die Formabweichung durch Wärmedehnungen sein.

Ferner ist es zweckmässig, wenn in den Kühlkanälen Prallsiebe vorgesehen werden.

Durch die Anordnung von Prallsieben in den Kühlkanälen wird eine gleiehmässige Verteilung der Kühlluft an den Wandungen

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- 5 der zu kühlenden Flächen erzielt.

Nach einer weiteren Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes weist die äussere Gehäuseschale Aufnahmen auf, in welche Nasen der Leitschaufelträgersegmente eingehängt sind, wobei die äussere Gehäuseschale in axialer Richtung geteilt ist und aus zwei annähernd gleichen Hälften besteht.

Weiterhin können zwischen den einzelnen Leitschaufelträgersegmenten Wärmedehnungsfugen mit in diesen angeordneten Dichtungsmitteln vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.

Es zeigt:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemassen Leitschaufelträger,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1.

Der besseren Verständlichkeit wegen sind erfindungsunwesentliche Teile,wie beispielsweise das äussere Turbinengehäuse, die Einhängung der Leitschaufeln und Wärmestausegmente im Leitschaufelträger sowie die Unterteilung der Wärmestausegmente über dem Umfang fortgelassen.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein Leitschaufelträger bezeichnet, welcher mittels Nasen 3 in Aufnahmen 4 einer äusseren Gehäuseschale 2 eingehängt ist. Der Leitschaufelträger 1 ist in Umfangsrichtung in mehrere Segmente unterteilt (Fig. 2). Die einzelnen Leitschaufelträger-Segmente 2 weisen Kühlka-

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näle 11, 11' auf, welche über Kühlmittelzuführungsöffnungen 7 mit einem, zwischen der äusseren Gehäuseschale 2 und den Leitschaufelträger-Segmenten 1 vorgesehenen Ringraum 5 in Verbindung stehen. Die Kühlkanäle 11 werden begrenzt durch die Püsse 12 der Leitschaufeln 8, während die dazwischen angeordneten Kühlkanäle 11' von Wärmestausegmenten 9 begrenzt werden. In den Kühlkanälen 11, 11' sind Prallsiebe 10 vorgesehen, durch welche eine gleichmässige Oberflächenverteilung der Kühlluft erfolgt. Von den Kühlkanälen 11, 11' führen Austrittsöffnungen 13 in den Strömungskanal 14. Die Gehäuseschale 2 ist mit Bohrungen 6 versehen, durch welche Kühlluft in den Ringraum 5 eingeleitet wird.

In der Fig. 2 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Wie ersichtlich, ist die äussere Gehäuseschale 2 in axialer Richtung in zwei annähernd gleiche Hälften geteilt und die beiden Teile, beisp-i'elsweise mittels Flanschen 15, miteinander verbunden. Zwischen den Leitschaufelträger-Segmenten 1 - im gezeigten Fall sind sechs Segmente über den Umfang angeordnet - sind Wärmedehnungsfugen 16 vorgesehen, in welchen Dichtungsmittel 17 angeordnet sind, um ein Austreten der Kühlluft zwischen den einzelnen Segmenten zu verhindern.

Die Betriebsweise des erfindungsgemässen Leitschaufelträgers ist folgende:

Von einem (nicht dargestellten) Verdichteraustritt oder einer geeigneten Zwischenstufe des Verdichters wird Kühlluft entnommen und durch die Bohrungen 6 in den Ringraum 5 geleitet, wo sie über den gesamten Umfang verteilt wird. Durch die Kühlmittelzuführungsöffnungen 7 gelangt die Kühlluft aus dein Ringraum 5 in die einzelnen Kühlkanäle 11, 11', wird durch die Prallsiebe 10 gleichmässig auf die zu kühlenden Füsse der Leitschaufeln 8 und an die Wärmestausegmente 9 geleitet

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und strömt durch die Austrittsöffnungen 13 in den Strömungskanal 14 ab.

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Bezeichnungsliste

1	= Leitschaufelträger
2	= Gehäuseschale
3	= Nasen
4	= Aufnahmen
VJl	= Ringraum
6	= Bohrungen
7	= Kühlmittelzuführungsöffnungen
8	= Leitschaufeln
9	= Wärmestausegmente
10	= Prallsiebe
11, 11'	= Kühlkanäle
12	= Füsse von Leitschaufeln
13	= Austrittsöffnungen
14	= Strömungskanal
15	= Plansche
16	= Wärmedehnungsfugen
17	= Dichtungsmittel

Claims

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1. Strömungsmaschine, insbesondere Gasturbine, mit Kühlung

des Leitschaufelträgers, welcher mit Kühlkanälen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der eigentliche Leitschaufelträger (1) aus mehreren Segmenten besteht, dass die Kühlkanäle (11, 11') oberhalb der Wärmestausegmente

(9) und der Leitschaufelfüsse (12) angeordnet und mit einem Ringraum (5) verbunden sind, welcher durch den Leitschaufelträger (1) und eine Gehäuseschale (2) gebildet ist.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mohrere Segmente gleicher· Grosse gleichmässig über den Umfang angeordnet sind.
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3« Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspeisung der Kühlkanäle (11, 11') aus dem

Ringraum (5) über mehrere, gleichmässig am Umfang verteilte KühlmittelZuführungsöffnungen (7) erfolgt.

4. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel verdichtete Luft verwendet wird.

5· Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kühlkanälen (11, 11') Prallsiebe (10) vorgesehen sind.

6. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Gehäuseschale (2) Aufnahmen (4) aufweist, in welchen Nasen (3) der Leitschaufelträger-Segmente (1) eingehängt sind.

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7. Strömungsmaschine nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Gehäuseschale (2) in axialer Richtung geteilt ist und aus zwei annähernd gleichen Hälften besteht .

8. Strömungsmaschine nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Leitschaufelträger-Segmenten (1) Wärmedehnungsfugen (16) vorgesehen sind.

9. Strömungsmaschine nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet₃ dass in den Wärmedehnungsfugen (16) Dichtungsmittel (17) angeordnet sind.