DE905804C - Anordnung zum Waermeschutz und zur Kuehlung von Turbinen zur Verarbeitung sehr heisser Treibmittel - Google Patents

Description

• Anordnung zum Wärmeschutz und zur Kühlung von Turbinen zur Verarbeitung sehr heißer Treibmittel Die zur Verarbeitung sehr heißer Treibmittel, z. B. heißer Gase, bestimmte Turbine hängt in ihrer Gestaltung in erster Linie von, der Warmfestigkeit der verwendeten Baustoffe gab. Unter Warmfestigkeit versteht mandgbei das Verhaltender Baustoffe bei erhöhten Temperaturen. Die in Frage kommenden Baustähle lassen bekanntlich bei Temperaturerhöhung in ihrer Festigkeit sehr stark nach, so daß die zulässigen Belastungswerte, erheblich früher erreicht werden als bei Turbinen, die kühlere Treiihmittel verarbeiten. Bei den Turbinenschaufeln befindet man. sich insofern in einer günstigeren Lage, als man hierfür nichtmetallische Baustoffe verwenden kann, z. B. keramische Baustoffe, gesintertes Material usw. Für den Schaufelträger selbst -und für die Welle kommen aber beim derzeitigen Stand der Technik solche: Blaustoffe nicht in Frage, se: daß man hier nach wie vor Stähle verwenden muß. Es entsteht djann .die Aufgabe, Schaufelträger .und, Welle vor den .hohen. Arbeitstemperaturen des Treibmittels zu schützen. De: nahehegende Weg hierfür ist der der Kühlung. Hierauf baut sich eine große Anzahl von Vorschlägen auf, die mit Kühl?boh rungen, Kühlkanälen usw. in der Welle und im Schaufelträger arbeiten. Nachteilig ist bei allen diesen Vorschlägen :der Umstand, @d!aß eine gewisse Schwächung :der zu kühlenden Teile un@ddadurch eine Herabsetzung .der Festigkeit unvermeidbar ist.
• Man muß also nach einem Weg suchen, :der den Schutz .des Schaufelträgers und iäer Welle :ohne wesentliche Schwächung .dieser Teile ermöglicht. Dieser Web besteht darin, daß man den Schaufelträger und ,die Welle von vornherein gegen den Zutritt der heißen r Gase schützt.
• Hierzu werden die Schaufelfüße einander benachbarter Schaufelreihen derart ausgebildete, daß sie einen Wärmeschirm gegenüber dem Schaufelträger und der Welle bilden. Man setzt an die Schaufelfüße Kragen, die in Richtung auf den benachbarten Schaufelkranz hin so. weit verlängert sind, daß sie aneinander anstoßen. Von. dieser bekannten Bauform geht die Erfindung aus und ergänzt sie, -durch eine Kühlung in der Weise, daß durch vjwei benachbarte Schaufelträger und die Kragen an den Schaufelfüßen ein Überdruckraum für ein Kühlmittel gebildet wird, :daß über D@urchtrittsöffnunigen an den Stoßistellen der Kragen4n die Schaufeln ng übertritt-.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Diese .zeigt ein: Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Axialturbine. Für eine radialbeaufschlagte Turbine wurde das Ausführungsbeispiel: ,der Erfindung ähnlich aussehen. i sinid die Laufschaufeln aus hochte:mperaturbeständigern, beispielsweise keramischem Werkstoff nnit ihren Schaufelfüßen 2. 3 sind die Leitschaufeln aus ebenfalls keramischem oder ähnlichem Werkstoff, die in einernichte.ingezeichnetenBefestibungsart ähnlich der .in der Zeichnung dargestellten mit einem Leitschau.felträger oder mit dem Gehäuse ,der Maschine verbunden sein können. 4. sind -die Laufschaufelträger, die in diesem Fall unmittelbar aus der Turbinenwelle herausgearbeitet sinid.
• Zum Schutz der Schaufelträger gegen die hohe Temperatur,des Anbeitismittels stoßen,die Schaufelfüße 2 fortlaufend axial oder bei Radialtunbinen radial mit Kragen 8 so aneinander, daß jdem heißen Anbeltsmittel der Zutritt zu dem Schaufelungsträger .4 und damit zu der Turbinenwelle versperrt ist. Es könnten auch die Schaufelfüße 2 ohne Kragen 8 unimittelbar aneinamderstoßen. Man kann sich ebenso aber auch,denken, daß,die Schaufelfüße in den Schaufel@ungsträger .a. in üblicher Weise in Nuten od. dgl. !befestigt sind. und zwischen dem Übergang der Schaufel in den Schaufelfuß Kragen8 tragen, -die unmittelbar uneinanderstoßen und dadurch Odem heißen Arbeitsmittel den Zutritt zu den -Schaufelträgern und Turbineninnenteilen versperren.
• Um gemäß der Erfindung die abschirmende Wirkung ,durch eine Kühlung zu unterstützen, sind in .den Sto3stellen der aneinan@dergrenzendenSchaufelfüße 2 bz-w. . ihrer Kragen 8 Durchtrittsäffnungen i i vorhanden, durch die Kühlluft von höherem Druck als dem des Schaufelraumes durchtritt. Diese Kühlluft wirkt an den Stellen i i und, 12 al,s Sperrluft idem Durchtreten heißen Arbeitsmittels .aus ,dem Schaufelraum entgegen und schützt in bereits geschilderter Weise die Schaufelträger vor zu starker Erwärmung: Sie wirkt außerdem im :erheblIch.en Maß herabsetzend auf den Spaltverlust.
• Die Kühlluft wird @dürch Bohrungen g in der Turbinenwelle dem Turbineninnern zugeführt und verteilt sich,d!ort in Räume, die durch je zwei benachbarte Schaufelträger q. und die Kragen 8 zweier benachbarter' Schaufelreihen i und 2 gebildet wenden. In diesen. Räumen herrscht (durch die mit dem Förderdruck einströmende Kühlluft Überdruck, so @d!aß .die Kühlluft durch Bohrungen oder Fugen ii in Aden Schaufelungsraum einerseits und durch Spialten io in die Schaufelnuten 5, 6, 7 andererseits übertritt. Sie wirkt dort einerseits sperrend gegen den Zutritt heißen Arbeitsmittels an die Schaufelträger und. kühlt andererseits in dien Schaufelnuten .die Schaufelfüße und'wirktauch dort sperrend und abschirmend .gegen den Durchtritt höher Temperaturen von (der Beschaufelung an den Schaufelträger und damit an diieTurbineninnente-ilie. An >den Stellen 12 der iBeschaufelung herrscht deswegen niedrigerer Druck gegenüber dem der Kühlluft, die mit Kompressorendruck in das Turbineninnere eintritt, weil in der Beschaufelung der Turbine bereits eine Entspannung des Arbeitsmittels eingetreten isst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenbeschaufelung mit kragenartigen Ansätzen an den Schaufelfüßen, die infolge ihrer Aneinanderreihung enne Abschirmung für den Schaufelträger ibilden"dadurch gekennzeichnet, (däß an den Stoßstellen,der Kragen Durchtrittsöffnurngen(ri) für ein Kühlmittel vorgesehen. -sind, das in einen Ü.b-erdruckraum (5) zwischen je zwei Schaufelreihen eingeführt wird. Aufgezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 52,2 992, 346 599; französische Patentschrift Nr. 840 d26; USA.-Patentschrift Nr. 2 241 78,2.