EP1143108A1 - Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils und Leitschaufelbauteil - Google Patents

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EP1143108A1
EP1143108A1 EP00107572A EP00107572A EP1143108A1 EP 1143108 A1 EP1143108 A1 EP 1143108A1 EP 00107572 A EP00107572 A EP 00107572A EP 00107572 A EP00107572 A EP 00107572A EP 1143108 A1 EP1143108 A1 EP 1143108A1
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EP
European Patent Office
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guide vane
ring
guide
recesses
turbine
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Withdrawn
Application number
EP00107572A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karlheinz Dipl.-Ing. Heine
Joachim Dipl.-Ing. Schulz
Werner Dipl.-Ing. Heine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP1143108A1 publication Critical patent/EP1143108A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F01D9/044—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators permanently, e.g. by welding, brazing, casting or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Guide vane component and a guide vane component for one Turbine, especially for a high pressure or medium pressure stage a turbine.
  • thermal Turbomachinery used, for example gas and steam turbines.
  • the blading has an effect Wing-like profiles that are in annular guide and Blade grilles are arranged as a transmission element.
  • a guide vane and rotor vane grate each form a work stage. Since the ability to implement a stage is limited, in As a rule, turbines have several stages, depending on the thermal gradient of the working medium.
  • the guide vanes of a turbine are arranged in a ring and form a vane ring.
  • this is formed from individual guide vane parts, in which the actual Airfoil usually made of profile material, in the blade root area by means of spacers and Bucket head area is fixed using a shroud.
  • the spacers have the particular task of doing the necessary Distance between the guide vanes and the rotational position to ensure the guide vanes.
  • the twist position is set using the so-called opening angle and is essential for the flow control.
  • the mutual The distance between the individual blades is also called Called division.
  • the invention has for its object a method for Production of a guide vane component and a guide vane component specify where easy manufacture is possible is.
  • the first ring is in particular an outer ring and the second ring an inner ring arranged concentrically to the outer ring.
  • the main difference from the conventional one Process can be seen in the fact that the guide vane ring, in particular its outer ring, not from the multitude described above Guide vane parts, in particular intermediate pieces, is built up. Rather, the outer ring is in the making initially in one piece. This makes it much faster and also enables easier assembly. Due to the The individual guide vanes are simple and with recesses mountable with high accuracy.
  • the outer ring recesses with a to the guide vane profile customized profiles incorporated so that the guide vanes held in the exact position in the outer ring.
  • the position of each in an advantageous manner Set guide vanes to each other with high accuracy.
  • the recesses in the outer ring are preferably profiled in such a way that that is, with one adapted to the guide vane profile Profile formed that the rotational position of the guide vane is fixed with respect to the axial axis of the outer ring.
  • the profiled configuration of the recesses is therefore particularly both the pitch and the so-called opening angle determined with high accuracy and precision.
  • this manufacturing method in particular for manufacturing a Guide vane component for a high pressure or medium pressure stage a turbine. These usually point in comparison very small guide vanes at a low pressure level on.
  • the guide vanes in the recesses in particular by means of laser welding or electron beam welding welded.
  • the laser for cutting the recesses or the laser for welding is the material thickness to choose differently of the outer ring.
  • Enabling lasers of conventional power is in a preferred embodiment on the outer ring around it Support ring attached. This is particularly true after completion of the guide vane ring attached to the outer ring and gives the guide vane ring a sufficiently high mechanical Strength.
  • the guide vane component i.e. the guide vane ring or the vane segment
  • the guide vane component i.e. the guide vane ring or the vane segment
  • the fully automatic production is made possible by the simple manufacturing process, where the individual guide vanes with the two rings are welded, being in recesses of the outer ring be introduced.
  • a guide vane component for a turbine in particular for a high pressure or medium pressure stage of a turbine in which a vane between a first ring segment and a Another ring segment is arranged and in particular formed as an opening of the first ring segment with its first end and on the second ring segment is attached to its second end.
  • the first ring segment is preferably an outer ring segment, and the second Ring segment an inner ring segment.
  • a turbine 1, in particular one Power plant turbine for a power plant for the generation of energy is designed for an output of up to more than one gigawatt, a high pressure part 1A and a low pressure part 1B. This is in the direction of flow of a drive medium which Flows through turbine 1, downstream of the high pressure part 1A.
  • the drive medium namely steam in the case of a steam turbine and gas in the case of a gas turbine, the pipe 5 High pressure and low pressure part 1A, 1B supplied and discharged.
  • the Drive medium drives the shaft 3 by means of it Blades on.
  • the drive medium is through the turbine 1 passed over fixed guide vanes.
  • the blades and guide vanes of the high pressure and low pressure part 1A, 1B are not shown in FIG. 1.
  • the Guide blades and the blades of a turbine stage are usually arranged side by side in the circumferential direction and each form a blade ring. This changes in the axial direction 8 of the turbine 1 guide vane rings and moving vane rings from.
  • a production method is described with reference to FIG. 2, that ensures high dimensional accuracy and positioning accuracy.
  • a process step A of the manufacturing process becomes a first ring, namely an outer ring 2 manufactured.
  • a flat steel becomes one Ring curved.
  • This ring will then be more appropriate Machined to form the outer ring 2.
  • the two ends of the flat steel become together
  • the ring is welded and the ring is annealed.
  • the surfaces of the ring are treated as needed, for example Grooves screwed in.
  • the outer ring 2 several recesses 4 mainly in the form of openings incorporated.
  • the recesses 4 are circumferential around the entire Outer ring 2 introduced. Are in the embodiment only four recesses 4 are shown.
  • the recesses 4 designed as openings serve for Pickup and for precise positioning of the guide vanes 6.
  • the recesses 4 have a guide vane 6 customized profile.
  • the recesses 4 are in particular by means of laser welding or water jet processes incorporated into the outer ring 2 precisely and in accordance with the profile.
  • the guide vanes 6 are successively inserted into the recesses 4 assigned to them and arranged between the outer ring 2 and an inner ring 10.
  • the guide vanes 6 are preferably from the outside pushed through the recesses 4 in the direction of the inner ring 10. Because of the profiled design of the recesses 4, the individual guide blades 6 in the recesses 4 positioned in a fixed position and secure against rotation. So that is both Distance, the so-called division, of adjacent guide vanes 6 fixed to each other as well as their so-called opening angle in relation to the axial axis 8 of the outer ring 2.
  • the opening angle gives the position or rotational position of the cross-sectional profile of the guide vanes 6 with respect to the axial axis 8.
  • a vane ring 16 formed of an outer ring 2, an inner ring 10 and guide vanes evenly spaced apart therebetween 6 has.
  • the guide vanes 6 extend around the entire, between the inner ring 10 and the outer ring 2 formed ring surface.
  • a support ring 18 is applied, which around the outer ring 2 preferably runs around completely as a closed ring.
  • This support ring 18 serves to increase the mechanical strength of the vane ring 16.
  • 10 can also be on this support ring 18 to be dispensed with.
  • the outer ring 2 is clear stronger than in the variant with support ring 18.
  • a last step E the guide vane ring 16 divided into several guide vane segments 20, wherein only one guide vane segment 20 is shown in FIG. 2, which has four guide vanes 6.
  • the division of the Guide vane ring 16 takes place in guide vane segments 20 through suitable separation processes.
  • the guide vane segments 20 each have a first ring segment, namely an outer ring segment 24, and a second ring segment, namely a Inner ring segment 22, with the individual guide blades 6 from the inner ring segment 22 to the recesses 4 of the outer ring segment 24 are enough.
  • the method step E is shown the support ring 18 omitted for clarity.
  • the division of the guide vane ring 16 into several guide vane segments 20 is preferably done after attachment the support ring 18.
  • the size of the individual guide vane segments 20 depends after their thermal stress during the operation of the turbine. It is essential that due to the thermal Load between the individual guide vane segments 20 sufficient expansion gaps are provided.
  • the individual process steps, in particular the process steps B and C and then attaching the Guide vanes 6 are preferably automatic, in particular fully automatic.
  • the manufacturing process described it is very well suited for automatic production. With automatic production, a significantly higher one Accuracy and productivity achieved when doing this manually conventional type is possible. This will change the flow conditions in the turbine compared to the conventional manufacturing process improved. Because of compared to the guide vanes of a low-pressure part comparatively small guide vanes of a high pressure or medium pressure part points out the new procedure especially for one High-pressure or medium-pressure stage assembly advantages on.

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Abstract

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils (16,20) für eine Turbine, insbesondere für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine, werden zur Ausbildung eines Leitschaufelkranzes (16) bevorzugt in einem Außenring (2) Ausnehmungen (4) eingebracht, in die jeweils eine Leitschaufel (6) eingeführt wird, welche mit ihrem Außenende (14) in der jeweiligen Ausnehmung (4) und mit ihrem Innenende (12) an einem Innenring (10) befestigt wird. Dies ermöglicht ein präzises Positionieren der Leitschaufeln (6) und insbesondere ein vollautomatisches und kostengünstiges Herstellen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils sowie ein Leitschaufelbauteil für eine Turbine, insbesondere für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine.
Im Bereich der technischen Energieerzeugung werden thermische Turbomaschinen eingesetzt, beispielsweise Gas- und Dampfturbinen. In diesen wird die thermische Arbeitsfähigkeit des entsprechenden Arbeitsmediums (Gas, Dampf) in mechanische Arbeit umgesetzt. Dabei wirkt die Beschaufelung, aufgebaut aus tragflügelartigen Profilen, die in ringförmigen Leit- und Laufschaufelgittern angeordnet sind, als Übertragungselement. Je ein Leit- und Laufschaufelgitter bilden eine Arbeitsstufe. Da das Umsetzungsvermögen einer Stufe begrenzt ist, werden im Regelfall Turbinen mehrstufig, abhängig vom thermischen Gefälle des Arbeitsmediums, ausgeführt.
Für einen möglichst hohen Wirkungsgrad ist eine exakte und genaue Strömungsführung des Antriebsmediums unerlässlich. Hierzu ist eine präzise geometrische Ausgestaltung der einzelnen Laufschaufeln und Leitschaufeln sowie deren präzise Lage-Anordnung notwendig.
Die Leitschaufeln einer Turbine sind ringförmig angeordnet und bilden einen Leitschaufelkranz. Üblicherweise wird dieser aus einzelnen Leitschaufelteilen gebildet, bei denen das eigentliche Schaufelblatt üblicherweise aus Profilmaterial aufgebaut, im Schaufelfußbereich mittels Zwischenstücke und im Schaufelkopfbereich über ein Deckband fixiert wird. Die Zwischenstücke haben insbesondere die Aufgabe, den erforderlichen Abstand zwischen den Leitschaufeln sowie die Verdrehstellung der Leitschaufeln zu gewährleisten. Die Verdrehstellung wird mittels des sogenannten Aufdrehwinkels eingestellt und ist wesentlich für die Strömungsführung. Der gegenseitige Abstand zwischen den einzelnen Schaufelblättern wird auch als Teilung bezeichnet.
Aufgrund der großen Anzahl von einzelnen Schaufelteilen, beispielsweise den Zwischenstücken, ist die Herstellung und die Montage eines Leitschaufelkranzes sehr zeit- und kostenintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Leitschaufelbauteils sowie ein Leitschaufelbauteil anzugeben, bei denen eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils für eine Turbine, insbesondere eines Leitschaufelbauteils für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine, bei dem zur Ausbildung eines Leitschaufelkranzes
  • in einem ersten Ring Ausnehmungen, insbesondere Durchbrüche, für jeweils eine Leitschaufel eingebracht werden,
  • in die Ausnehmungen jeweils eine Leitschaufel eingeführt wird, und
  • die jeweilige Leitschaufel mit ihrem ersten Ende in der jeweiligen Ausnehmung und mit ihrem zweiten Ende an einem zweiten Ring befestigt wird.
Der erste Ring ist hierbei insbesondere ein Außenring und der zweite Ring ein zum Außenring konzentrisch angeordneter Innenring. Der wesentliche Unterschied zu dem herkömmlichen Verfahren ist darin zu sehen, dass der Leitschaufelkranz, insbesondere sein Außenring, nicht aus der Vielzahl oben beschriebener Leitschaufelteile, insbesondere Zwischenstücke, aufgebaut wird. Vielmehr ist der Außenring bei der Herstellung zunächst einstückig. Dadurch ist eine deutlich schnellere und auch einfachere Montage ermöglicht. Aufgrund der Ausnehmungen sind die einzelnen Leitschaufeln einfach und mit hoher Genauigkeit montierbar.
In einer bevorzugten Ausführung werden in den ersten Ring, den Außenring, Ausnehmungen mit einem an das Leitschaufelprofil angepassten Profilen eingearbeitet, so dass die Leitschaufeln positionsgenau im Außenring gehalten werden. Damit lässt sind in vorteilhafter Weise die Position der einzelnen Leitschaufeln zueinander mit hoher Genauigkeit festlegen.
Vorzugsweise werden die Ausnehmungen im Außenring derart profiliert, also mit einem an das Leitschaufelprofil angepassten Profil ausgebildet, dass die Verdrehstellung der Leitschaufel bezüglich der Axialachse des Außenrings festgelegt ist. Durch die profilierte Ausgestaltung der Ausnehmungen wird also insbesondere sowohl die Teilung als auch der sogenannte Aufdrehwinkel mit hoher Genauigkeit und Präzision bestimmt. Es sind keinerlei separate Zwischenstücke erforderlich, wie sie bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren notwendig sind. Dadurch wird die Teilevielfalt für den Herstellungsprozess deutlich reduziert, und insbesondere werden die Herstellungskosten durch eine kurze Montagezeit gering gehalten.
Nicht zuletzt wegen des Vorteils der hohen Positioniergenauigkeit verbunden mit der geringen Teilevielfalt eignet sich dieses Herstellungsverfahren insbesondere zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine. Diese weisen üblicherweise im Vergleich zu einer Niederdruckstufe sehr kleine Leitschaufeln auf.
Um eine hochpräzise Ausgestaltung der Ausnehmungen vorzunehmen werden diese vorzugsweise mittels Laserschneiden oder mittels Wasserstrahlverfahren eingebracht.
Für eine sichere und zugleich schnell zu verwirklichende Befestigung werden die Leitschaufeln in den Ausnehmungen insbesondere mittels Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verschweißt.
In Abhängigkeit der Leistung des Schneid- oder Schweißwerkzeugs, beispielsweise des Lasers zum Schneiden der Ausnehmungen oder des Lasers zum Verschweißen, ist die Materialstärke des Außenrings unterschiedlich zu wählen. Um den Einsatz von Lasern herkömmlicher Leistungsstärke zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausführung am Außenring um diesen herum ein Stützring angebracht. Dieser wird insbesondere nach Fertigstellung des Leitschaufelkranzes am Außenring befestigt und gibt dem Leitschaufelkranz eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit.
Bei ausreichender Leistungsstärke des Schneid- oder Schweißwerkzeugs können die Ausnehmungen in Form von Durchbrüchen auch durch einen Außenring mit ausreichender Materialstärke eingebracht und die Leitschaufeln darin verschweißt werden. Hierzu eignen sich insbesondere Elektronenstrahlverfahren.
Nach Fertigstellung des Leitschaufelkranzes wird dieser in einer bevorzugten Ausführung in einzelne Leitschaufelsegmente geteilt. Damit wird beim Einsatz des Leitschaufelkranzes in einer Turbine zwischen den einzelnen Leitschaufelsegmenten eine Wärmedehnung zugelassen. Die Anzahl der Leitschaufelsegmente, in die der Leitschaufelkranz aufgeteilt wird, hängt maßgeblich von der zu erwartenden Wärmebeanspruchung und Wärmedehnung ab.
Ein weiterer Vorteil bei der Herstellung des Leitschaufelbauteils ergibt sich, wenn gemäß einer besonders bevorzugten Variante das Leitschaufelbauteil, also der Leitschaufelkranz oder das Leitschaufelsegment, automatisch und insbesondere vollautomatisch gefertigt wird. Die vollautomatische Fertigung wird ermöglicht durch den einfachen Herstellungsablauf, bei dem die einzelnen Leitschaufeln mit den beiden Ringen verschweißt werden, wobei sie in Ausnehmungen des Außenrings eingebracht werden.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Leitschaufelbauteil für eine Turbine, insbesondere für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine, bei dem eine Leitschaufel zwischen einem ersten Ringsegment und einem weiteren Ringsegment angeordnet ist und in einer insbesondere als Durchbruch ausgebildeten Ausnehmung des ersten Ringsegments mit ihrem ersten Ende und am zweiten Ringsegment mit ihrem zweiten Ende befestigt ist. Das erste Ringsegment ist hierbei vorzugsweise ein Außenringsegment, und das zweite Ringsegment ein Innenringsegment.
Die im Hinblick auf das Verfahren erwähnten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Leitschaufelbauteil zu übertragen. Bevorzugte Ausführungsformen des Leitschaufelbauteils sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Leitschaufelbauteils näher erläutert. Es zeigen in stark schematischen Darstellungen:
Fig. 1
eine Turbine mit einem Hochdruckteil und mit einem Niederdruckteil, und
Fig. 2
die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Leitschaufelbauteils.
Gemäß Figur 1 umfasst eine Turbine 1, insbesondere eine Kraftwerksturbine für ein Kraftwerk zur Energieerzeugung, die für eine Leistung von bis zu über ein Gigawatt ausgelegt ist, einen Hochdruckteil 1A und einen Niederdruckteil 1B. Dieser ist in Strömungsrichtung eines Antriebsmediums, welches die Turbine 1 durchströmt, dem Hochdruckteil 1A nachgeordnet. Zur Illustration sind der Hochdruck- und Niederdruckteil 1A, 1B als getrennte Einheiten dargestellt, die über eine Welle 3 miteinander verbunden sind. Sie sind in der Regel in einem gemeinsamen Turbinengehäuse integriert.
Das Antriebsmedium, nämlich Dampf im Falle einer Dampfturbine und Gas im Falle einer Gasturbine, wird über Leitungen 5 dem Hochdruck- und Niederdruckteil 1A, 1B zu- und abgeführt. Das Antriebsmedium treibt die Welle 3 mittels auf ihr angeordneten Laufschaufeln an. Das Antriebsmedium wird durch die Turbine 1 über feststehende Leitschaufeln geleitet. Die Laufschaufeln und Leitschaufeln des Hochdruck- und des Niederdruckteils 1A, 1B sind in Figur 1 nicht dargestellt. Die Leitschaufeln sowie die Laufschaufeln einer Turbinenstufe sind in der Regel in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und bilden jeweils einen Schaufelkranz. Dabei wechseln sich in Axialrichtung 8 der Turbine 1 Leitschaufelkränze und Laufschaufelkränze ab.
Für eine möglichst effiziente Strömungsführung durch die Turbine 1 ist die Ausbildung der Schaufeln sowie ihre gegenseitige Anordnung von entscheidender Bedeutung. Bei der Herstellung muss daher auf eine hohe Maßgenauigkeit und Positioniergenauigkeit geachtet werden.
Anhand Figur 2 wird ein Herstellungsverfahren beschrieben, das eine hohe Maßgenauigkeit und Positioniergenauigkeit gewährleistet. In einem Verfahrensschritt A des Herstellungsverfahrens wird ein erster Ring, und zwar ein Außenring 2 hergestellt. Hierzu wird beispielsweise ein Flachstahl zu einem Ring gebogen. Dieser Ring wird anschließend in geeigneter Weise zur Ausbildung des Außenrings 2 bearbeitet. Insbesondere werden die beiden Enden des Flachstahls miteinander zum Ring verschweißt, und der Ring wird geglüht. Die Oberflächen des Rings werden bei Bedarf behandelt, beispielsweise werden Nuten eingedreht.
Gemäß einem Verfahrensschritt B werden in den Außenring 2 mehrere Ausnehmungen 4 vornehmlich in Form von Durchbrüchen eingearbeitet. Die Ausnehmungen 4 werden umlaufend um den gesamten Außenring 2 eingebracht. Im Ausführungsbeispiel sind lediglich vier Ausnehmungen 4 dargestellt.
Die als Durchbrüche ausgestalteten Ausnehmungen 4 dienen zur Aufnahme und zur positionsgenauen Befestigung der Leitschaufeln 6. Die Ausnehmungen 4 weisen hierzu ein der Leitschaufel 6 angepasstes Profil auf. Die Ausnehmungen 4 werden insbesondere mittels Laserschweißen oder Wasserstrahlverfahren präzise und profilkonform in den Außenring 2 eingearbeitet.
In einem Verfahrensschritt C werden die Leitschaufeln 6 nacheinander in die ihnen zugeordneten Ausnehmungen 4 eingeschoben und zwischen dem Außenring 2 und einem Innenring 10 angeordnet. Dabei werden die Leitschaufeln 6 bevorzugt von außen durch die Ausnehmungen 4 in Richtung zum Innenring 10 durchgeschoben. Wegen der profilierten Ausbildung der Ausnehmungen 4 werden die einzelnen Leitschaufeln 6 in den Ausnehmungen 4 ortsfest und verdrehsicher positioniert. Damit ist sowohl der Abstand, die sogenannte Teilung, benachbarter Leitschaufeln 6 zueinander festgelegt als auch ihr sogenannter Aufdrehwinkel in Bezug zur Axialachse 8 des Außenrings 2. Der Aufdrehwinkel gibt die Position oder Drehstellung des Querschnittsprofils der Leitschaufeln 6 bezüglich der Axialachse 8 an.
In einem darauf folgenden Verfahrensschritt, der in der Figur nicht separat dargestellt ist, werden die Leitschaufeln mit ihren ersten Enden, nämlich ihren Außenenden 14, in den Ausnehmungen 4 befestigt und mit ihren zweiten Enden, nämlich ihren Innenenden 12, am Innenring 10. Sie werden dabei bevorzugt mittels Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verschweißt.
Am Ende dieses Verfahrensschritts ist ein Leitschaufelkranz 16 gebildet, der einen Außenring 2, einen Innenring 10 und dazwischen gleichmäßig voneinander beabstandete Leitschaufeln 6 aufweist. Die Leitschaufeln 6 erstrecken sich um die gesamte, zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 2 gebildeten Ringfläche.
In einem Verfahrensschritt D wird unmittelbar auf den Außenring 2 ein Stützring 18 aufgebracht, welcher um den Außenring 2 bevorzugt vollständig als geschlossener Ring herumläuft.
Dieser Stützring 18 dient zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Leitschaufelkranzes 16. Bei Verwendung eines geeignet starken Schneid- und Schweißwerkzeugs zur Einarbeitung der Ausnehmungen 4 und zum Verschweißen der Leitschaufeln 6 in und an den Ringen 2,10 kann auf diesen Stützring 18 auch verzichtet werden. In diesem Fall ist der Außenring 2 deutlich stärker als bei der Variante mit Stützring 18 ausgebildet.
In einem letzten Verfahrensschritt E wird der Leitschaufelkranz 16 in mehrere Leitschaufelsegmente 20 unterteilt, wobei in Figur 2 nur ein Leitschaufelsegment 20 dargestellt ist, welches vier Leitschaufeln 6 aufweist. Die Unterteilung des Leitschaufelkranzes 16 in Leitschaufelsegmente 20 erfolgt durch geeignete Trennverfahren. Die Leitschaufelsegmente 20 weisen jeweils ein erstes Ringsegment, nämlich ein Außenringsegment 24, sowie ein zweites Ringsegment, nämlich ein Innenringsegment 22 auf, wobei die einzelnen Leitschaufeln 6 vom Innenringsegment 22 bis in die Ausnehmungen 4 des Außenringsegments 24 reichen.
In Figur 2 ist zum Verfahrensschritt E auf die Darstellung des Stützrings 18 der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Die Aufteilung des Leitschaufelkranzes 16 in mehrere Leitschaufelsegmente 20 erfolgt vorzugsweise nach dem Anbringen des Stützrings 18.
Die Größe der einzelnen Leitschaufelsegmente 20 richtet sich nach ihrer thermischen Beanspruchung beim Betrieb der Turbine. Wesentlich ist hierbei, dass aufgrund der thermischen Belastung zwischen den einzelnen Leitschaufelsegmenten 20 ausreichende Dehnspalte vorgesehen sind.
Die einzelnen Verfahrensschritte, insbesondere die Verfahrensschritte B und C sowie das anschließende Befestigen der Leitschaufeln 6, erfolgen vorzugsweise automatisch, insbesondere vollautomatisch. Das beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich nämlich sehr gut für eine automatische Fertigung. Mit der automatischen Fertigung wird eine deutlich höhere Präzision und Produktivität erzielt, als dies manuell nach herkömmlicher Art möglich ist. Dadurch werden die Strömungsbedingungen in der Turbine gegenüber dem herkömmlichen Herstellungsverfahren verbessert. Aufgrund der im Vergleich zu den Leitschaufeln eines Niederdruckteils vergleichsweise kleinen Leitschaufeln eines Hochdruck- oder auch Mitteldruckteils weist das neue Verfahren insbesondere für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe montagetechnische Vorteile auf.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils (16,20) für eine Turbine, insbesondere eines Leitschaufelbauteils 16,20) für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine, bei dem zur Ausbildung eines Leitschaufelkranzes (16)
    in einem ersten Ring (2) Ausnehmungen (4), insbesondere Durchbrüche, für jeweils eine Leitschaufel (6) eingebracht werden,
    in die Ausnehmungen (4) jeweils eine Leitschaufel (6) eingeführt wird, und
    die jeweilige Leitschaufel (6) mit ihrem ersten Ende (14) in der jeweiligen Ausnehmung (4) und mit ihrem zweiten Ende (12) an einem zweiten Ring (10) befestigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausnehmungen (4) mit einem an das Leitschaufelprofil angepasstem Profil ausgebildet werden und die Position der einzelnen Leitschaufeln (6) zueinander festlegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Ausnehmungen (4) mit einem an das Leitschaufelprofil angepassten Profil ausgebildet werden und die Verdrehstellung der Leitschaufeln (6) zu der Axialachse (8) des Rings (2) festlegen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausnehmungen (4) mittels Laserschneiden oder mittels Wasserstrahlverfahren eingebracht werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leitschaufeln (6) in den Ausnehmungen (4) insbesondere mittels Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verschweißt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Einfügen der Leitschaufeln (6) am ersten Ring (2) ein Stützring (18) angebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Leitschaufelkranz (18) in einzelne Leitschaufelsegmente (20) geteilt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Leitschaufelbauteil (16,20) automatisch gefertigt wird.
  9. Leitschaufelbauteil (16,20) für eine Turbine, insbesondere für eine Hochdruck- oder Mitteldruckstufe einer Turbine, bei dem eine Leitschaufel (6) zwischen einem ersten Ringsegment (24) und einem zweiten Ringsegment (22) angeordnet ist und in einer insbesondere als Durchbruch ausgebildeten Ausnehmung (4) des ersten Ringsegments (24) mit ihrem ersten Ende (14) und an dem zweiten Ringsegment (22) mit ihrem zweiten Ende (12) befestigt ist.
  10. Leitschaufelbauteil (16,20) nach Anspruch 9, bei dem die Leitschaufel (6) mit dem ersten Ringsegment (24) verschweißt ist.
  11. Leitschaufelbauteil (16,20) nach Anspruch 9 oder 10, bei dem am ersten Ringsegment (24) ein Stützringsegment (18) angeordnet ist.
EP00107572A 2000-04-07 2000-04-07 Verfahren zum Herstellen eines Leitschaufelbauteils und Leitschaufelbauteil Withdrawn EP1143108A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1512832A1 (de) * 2003-09-02 2005-03-09 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Herstellen eines Turbinenrotors mit Regelrad
FR2904033A1 (fr) * 2006-07-19 2008-01-25 Snecma Sa Ensemble diffuseur-redresseur pour une turbomachine
FR2931715A1 (fr) * 2008-05-30 2009-12-04 Snecma Procede de fabrication d'une piece de turbomachine telle qu'un redresseur de compresseur.
US8075265B2 (en) 2006-10-28 2011-12-13 Man Diesel & Turbo Se Guiding device of a flow machine and guide vane for such a guiding device
EP2979808A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Techspace Aero S.A. Verfahren zur Herstellung eines Kompressorstators für ein axiales Strömungsmaschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4509238A (en) * 1983-03-21 1985-04-09 General Electric Company Method for fabricating a steam turbine diaphragm
US4643636A (en) * 1985-07-22 1987-02-17 Avco Corporation Ceramic nozzle assembly for gas turbine engine
US5474419A (en) * 1992-12-30 1995-12-12 Reluzco; George Flowpath assembly for a turbine diaphragm and methods of manufacture
US5788456A (en) * 1997-02-21 1998-08-04 Dresser-Rand Company Turbine diaphragm assembly and method thereof
US5797725A (en) * 1997-05-23 1998-08-25 Allison Advanced Development Company Gas turbine engine vane and method of manufacture
EP0947666A2 (de) * 1998-03-28 1999-10-06 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Gebauter Leitkranz für ein Gasturbinentriebwerk, sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4509238A (en) * 1983-03-21 1985-04-09 General Electric Company Method for fabricating a steam turbine diaphragm
US4643636A (en) * 1985-07-22 1987-02-17 Avco Corporation Ceramic nozzle assembly for gas turbine engine
US5474419A (en) * 1992-12-30 1995-12-12 Reluzco; George Flowpath assembly for a turbine diaphragm and methods of manufacture
US5788456A (en) * 1997-02-21 1998-08-04 Dresser-Rand Company Turbine diaphragm assembly and method thereof
US5797725A (en) * 1997-05-23 1998-08-25 Allison Advanced Development Company Gas turbine engine vane and method of manufacture
EP0947666A2 (de) * 1998-03-28 1999-10-06 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Gebauter Leitkranz für ein Gasturbinentriebwerk, sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1512832A1 (de) * 2003-09-02 2005-03-09 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Herstellen eines Turbinenrotors mit Regelrad
FR2904033A1 (fr) * 2006-07-19 2008-01-25 Snecma Sa Ensemble diffuseur-redresseur pour une turbomachine
EP1882821A1 (de) * 2006-07-19 2008-01-30 Snecma Diffusor-Gleichrichter-Anordnung für eine Strömungsmaschine
US7955051B2 (en) 2006-07-19 2011-06-07 Snecma Diffuser/guide vane assembly for a turbomachine
RU2463484C2 (ru) * 2006-07-19 2012-10-10 Снекма Узел диффузор-выпрямитель для турбомашины и турбомашина, содержащая диффузор-выпрямитель
US8075265B2 (en) 2006-10-28 2011-12-13 Man Diesel & Turbo Se Guiding device of a flow machine and guide vane for such a guiding device
FR2931715A1 (fr) * 2008-05-30 2009-12-04 Snecma Procede de fabrication d'une piece de turbomachine telle qu'un redresseur de compresseur.
EP2979808A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Techspace Aero S.A. Verfahren zur Herstellung eines Kompressorstators für ein axiales Strömungsmaschine
WO2016015980A1 (fr) * 2014-07-31 2016-02-04 Techspace Aero S.A. Procede de realisation d'un stator de compresseur de turbomachine axiale
US10436220B2 (en) 2014-07-31 2019-10-08 Safran Aero Boosters Sa Method for producing a compressor stator of an axial turbomachine

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