EP1380723A1 - Kühlverfahren und Preswirler für Turbinenschaufeln sowie Turbine mit einem solchen Preswirler - Google Patents
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- EP1380723A1 EP1380723A1 EP02015281A EP02015281A EP1380723A1 EP 1380723 A1 EP1380723 A1 EP 1380723A1 EP 02015281 A EP02015281 A EP 02015281A EP 02015281 A EP02015281 A EP 02015281A EP 1380723 A1 EP1380723 A1 EP 1380723A1
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- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
Definitions
- the invention relates to a method for cooling on one rotatable rotor of a turbine fixed blades by means of a cooling fluid.
- the invention further relates to a turbine that can be cooled according to the invention and a preswirler for use in a turbine which can be cooled in accordance with the invention.
- turbines are used to generate energy from a fluid flowing through the turbine into a mechanical one To convert energy, in particular into a rotational energy.
- axial turbines are used to get out to gain mechanical energy from a hot gas.
- gas turbines are referred to as gas turbines.
- the turbine has an arrangement of energy in its flow channel from rotor blades and guide vanes. Because of the direct Influence of the gas on the guide and rotor blades are this, especially at high gas temperatures, cooled.
- To the guide and rotor blades each have a channel system on which a cooling fluid can flow through. In the state In technology, the coolant is known to the guide vanes Fed way.
- the cooling fluid for rotating on one rotor blades mounted on a rotor axial end fed to the rotor and a arranged in the rotor Channel system directed to the appropriate blades.
- the invention provides a method for cooling of a rotatably mounted rotor shaft Turbine attached blades by means of one in the blades provided cooling channels flowing cooling fluid proposed, which from a cooling fluid source by means of the guide vanes of the turbine to the head side guided on the guide blades provided Preswirlers and by means of the preswirler in a related to the blades radial and based on the flow direction of the turbine accelerated in the same direction and in the exit openings the preswirler arranged opposite openings the rotor shaft and further into the cooling channels of the rotor blades flows in, the cooling fluid by means of the preswirler also is accelerated against the direction of flow of the turbine.
- the method according to the invention can be used for the first time be that the blades over the guide blades as needed be supplied with cooling fluid, namely both upstream of the guide vanes in the direction of flow of the turbine as well as downstream blades can be supplied with cooling fluid. Conveniently this leads to the Cooling fluids have a positive flow behavior.
- An advancement of cooling fluid through an axial end of the rotor shaft can be avoided.
- it can be the supply with cooling fluid according to an arrangement of the blades in Direction of flow of the turbine may be predetermined, or it can set the cooling according to a performance state become.
- a cooling fluid supply can Impeller at the gas inlet of the turbine opposite one Blade arrangement at the gas outlet of the turbine forced his.
- a cooling fluid supply can also be adapted so that that high efficiency is achieved.
- both shaft ends for connection other rotating machines and / or gears are available stand.
- the cooling of the blades can also be set that the blades regardless of their position based on the flow direction within the barrel and Guide vane arrangement are thermally evenly loaded.
- Cooling fluid flows namely flows cooling fluid accelerated against the direction of flow in openings of the cooling channels from upstream Blades while accelerating in the direction of flow Cooling fluid flows into the openings of the downstream barrel.
- a separation of the cooling fluid flows can be advantageous can be achieved.
- the in the flow direction of the turbine and that against the flow direction the turbine also accelerated the cooling fluid tangentially to the direction of rotation of the rotor and in its direction of rotation is accelerated.
- the cooling fluid flow thus has the Leave the fixed coolant guide elements tangential speed component related to the direction of rotation of the rotor on making the transition to those on the Rotor shaft arranged rotating coolant openings advantageous facilitated.
- the cooling fluid through the preswirler tangential to the direction of rotation of the rotor and accelerates its direction of rotation. This is advantageously done the tangential acceleration of the cooling fluid in the transition of the fixed coolant guide elements, the Preswirlers arranged on the head side of the guide vanes the rotating components of the turbine.
- the cooling fluid from the Preswirlers alternate with upstream ones Blades and downstream in the direction of flow Blades are flowing. Mutual influences of the cooling fluid flows can be reduced.
- the cooling fluid can Example using a special channel arrangement in the direction the corresponding openings of the cooling channels of the blades be performed. Different needs-based cooling of blades arranged progressively in the direction of flow can be reached. So the cooling fluid can everyone Blade area regardless of relative position are fed in the direction of flow to the guide vanes.
- the acceleration can be, for example, by a suitable one Design of the channels can be achieved.
- cooling fluid from the Preswirlers both forward and in the direction of flow downstream blades flows.
- One can be advantageous great homogeneity in the supply with the moving blades can be achieved with cooling fluid.
- the flow of the Cooling fluids are divided, the partial flows each flow upstream or downstream of the blades.
- cooling fluid in the rotor shaft is accelerated in the radial direction. So it can Cooling fluid advantageously supplied to each area of the blades be even marginal areas that only have long capillary channels can be supplied with cooling fluid.
- the acceleration can e.g. achieved by a suitable channel become.
- Air can be provided inexpensively known means for establishing a cooling air supply can be used.
- others can Substances, especially inert gases like helium, but also Gases such as carbon dioxide, nitrogen, or gas mixtures thereof and the like can be used.
- inert gases like helium
- Gases such as carbon dioxide, nitrogen, or gas mixtures thereof and the like can be used.
- the cooling fluid with the process gas is not reacts, or that the coolant forms a protective film, which in addition to thermal protection for the bucket also one Protects against corrosion.
- a turbine in particular gas turbine, with arranged on a rotatably mounted rotor shaft Blades and connected to a housing of the turbine Guide vanes suggested by a cooling fluid
- a cooling fluid in particular gas turbine, with arranged on a rotatably mounted rotor shaft Blades and connected to a housing of the turbine Guide vanes suggested by a cooling fluid
- Preswirlers are arranged at the head, by means of which the Cooling fluid in a radial and relative to the barrel blades based on the direction of flow of the turbine same direction can be accelerated and has the outlet openings, opposite the blades associated with cooling channels of the barrel Entry openings are arranged, the preswirler have a channel arrangement by means of which the cooling fluid can also be accelerated against the direction of flow of the turbine is.
- a cooling fluid supply accordingly a thermal load can be predetermined, the in the flow direction offset bucket wheels independently of each other can be supplied with cooling fluid. Modelability is advantageous the cooling fluid flow achievable.
- the rotor shaft is a channel system for accelerating the cooling fluid has in the radial direction of the rotor shaft. So can good cooling even in the marginal areas of individual blades can be achieved. A reduction in the cross-section of the duct can also occur can be achieved. This is especially true for the Cooling thin-walled areas of the blades is advantageous, because higher stability can be achieved.
- the Channel system of the rotor shaft to accelerate the cooling fluid formed in and / or against the flow direction of the turbine is. Aiding the cooling fluid flow for guidance can be reached at any point of the blades to be cooled become.
- the Cooling fluid simultaneously from one another in the direction of flow arranged guide vanes to arranged in between Blades are directed to a high supply with To reach cooling fluid.
- a supply from am Turbine blades arranged gas entry through several Guide vanes arranged one behind the other in the flow direction be achieved when an appropriate amount of Cooling fluid is required.
- sealing element is arranged between the preswirler and the rotor shaft. It is advantageous the sealing element is arranged such that at the cooling fluid outlet before and after the preswirler in the flow direction Temperature and pressure conditions can be achieved. Compensatory flows can be largely avoided.
- the sealing element can be, for example, a labyrinth seal or by an elastic, grinding Seal be formed.
- the sealing element is attached to the preswirler. Loads on the sealing element due to rotation can be avoided. Furthermore, an influence on the rotational properties of the rotor shaft can such as moment of inertia, imbalance and the like avoided become.
- the sealing element on the Rotor shaft can be arranged, for example, a simple Design and attachment option of the sealing element to accomplish. So the sealing element can be extensive be arranged on the rotor shaft surface.
- a preswirler is also used in a turbine for placement on one of a cooling fluid flow-through guide vane with a channel arrangement proposed, the input side with an outlet opening of the Guide vane for the cooling fluid can be connected, and on the output side opens into an outlet opening opposite Inlet openings of the cooling channels of the blades are arranged are, through the channel arrangement, the cooling fluid in a radial with respect to the blades and relative to the Flow direction of the turbine can be accelerated in the same direction is, the channel arrangement for accelerating the cooling fluid also for acceleration against the direction of flow the turbine is provided.
- the preswirler can easy way to carry out the invention Create procedure, especially if preswirler already part the turbine are. In this case, the invention Function by providing an appropriate channel arrangement can be realized without additional components are needed.
- neighboring preswirler inlet openings alternate are connected to channels of the channel arrangement, by means of which the cooling fluid in and against the flow direction of the Turbine is accelerable.
- the guide vanes are advantageous supplied cooling fluid alternately in the direction of flow Upstream or downstream blades supplied. A further reduction in mutual interference is reachable.
- the channel arrangement of the preswirler bifurcations has, by means of which the cooling fluid in and against the Flow direction of the turbine can be accelerated. So can for example, the effort for the channel arrangement is reduced be, namely when in the direction of flow of the cooling fluid a common acceleration channel is provided for the fork is the acceleration radially with respect to the blade causes. The section following the fork the channel arrangement causes the corresponding accelerations in or against the flow direction the turbine.
- the Channel arrangement of the preswirler is designed such that the Cooling fluid additionally tangential to the direction of rotation of the rotor and can be accelerated in the direction of rotation.
- the cooling fluid flow indicates when leaving the fixed Preswirler a tangential related to the direction of rotation of the rotor Speed component on the transition to the rotating coolant openings arranged on the rotor shaft advantageously relieved.
- the direction of the tangential Speed component of the cooling fluid corresponds to that of the Rotary movement of the rotor.
- the head end the Preswirler has a receptacle for a sealing element.
- the sealing element with the preswirler can be advantageous get connected. Furthermore, an influence on the mechanical Properties of the rotor shaft largely avoided become.
- the receptacle can be through a recess like a groove be formed in the one fastening end of the sealing element is arranged fixable.
- Fig. 1 shows a circuit diagram of a schematic flow of inventive method.
- air used as cooling fluid from a container 10 over a duct arrangement 40 is fed to the turbine.
- the turbine According to the method are mounted on a rotatably mounted rotor shaft 30 the blades attached to the turbine 26, 28 by means of the in blades 26, 28 provided cooling channels 44 flowing through the barrel Cooled air cooled by the cooling air source 10 by means of channels provided in the turbine guide vanes 42 14 provided on the head side on the guide vanes 42 Preswirlind 20 is headed.
- the preswirler 20 By means of the preswirler 20 the cooling air into a radial with respect to the blades 26, 28 and related to the direction of flow 46 of the turbine the same direction accelerates and flows into the outlet openings 48 of the preswirler 20 arranged opposite one another Blade openings 26 of the cooling channels of the barrel 26, 28 into it.
- the cooling air is inventively by means of the preswirler 20 also accelerated against the flow direction 48 of the turbine.
- Cooling air are separate outlet openings 48 of the Preswirler 20 and opposite entry openings 50 of the rotor shaft 30 is provided.
- the cooling air flows from the preswirlers 20 at the same time to upstream and downstream in flow direction 46 Blades 26, 28.
- the preswirler 20 have fork 24 on which the cooling air on the channels 34, 36th the preswirler 20 distributed.
- the channels 34, 36 each open at openings 48, the openings 50 opposite the rotor shaft side are arranged.
- the cooling air is related to the Blades 26, 28 accelerated in the radial direction.
- the cooling air flows into a channel system 44 of the moving blades 26, 28 into it.
- the cooling air flows through the blades 26, 28 provided channels 44, which are not shown Outlet openings of the runner blades 26, 28 open, where the cooling air flows out.
- Fig. 4 shows a section of a Preswirler 20 in the forked Version.
- the openings 18 are provided on the input side, via which the cooling air is supplied from the guide vanes 42 becomes.
- Each opening 18 is provided with a channel each connected to a fork 24. From the fork 24 two channels 34, 36 each extend from the outlet openings 48 of the preswirlers 20 open.
- a preswirler 20 Fig. 3 shows a section in which the cooling air alternately to guide vanes arranged upstream in the flow direction 46 26 and downstream in the flow direction 46 blades 28 streams.
- the inlet openings 18 are the preswirlers 20 alternately via channels 52 with outlet openings 48 connected, the channels 52 alternately accelerating the cooling air in or against the flow direction 46 of the turbine.
- Fig. 2 shows a section of a longitudinal section of an inventive Turbine.
- the channel arrangement 40 connected to the channels 14 the guide vanes 42 are connected.
- the channels 14 of the guide vanes 42 open out at the top of openings 16.
- the openings 18 are arranged on the guide vanes 42
- Preswirler 20 provided the duct systems according to Fig. 3 have.
- the preswirlers 20 effect a corresponding acceleration of the cooling air, so that these through the outlet openings 48 and those with the Inlet openings 50 connected channels 44 of the blades 26, 28 flows.
- Cooling air supply can be achieved.
- Fig. 5 shows a section of a longitudinal section through a gas turbine with cooling fluid supply as in Fig. 2, wherein in contrast to the embodiment in Fig. 2 here on the head Sealing element provided at the end of the preswirler 54 is arranged.
- the sealing element 54 effects on the rotor shaft side a fluidic separation of the upstream Blades 26 flowing cooling fluid from to Subordinate barrel blades 28 flowing cooling fluid.
- this Design points to the upstream blades 26 flowing cooling fluid a lower temperature than that to the downstream blades 28 flowing cooling fluid on.
- FIG. 2 shows a section of a longitudinal section through a gas turbine with cooling fluid supply as in Fig. 2, wherein in contrast to the embodiment in Fig. 2 here on the head Sealing element provided at the end of the preswirler 54 is arranged.
- the sealing element 54 effects on the rotor shaft side a fluidic
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Kühlen von an einem drehbar gelagerten Rotor (30) einer Turbine befestigten Laufschaufeln (26,28) mittels eines Kühlfluids vorgestellt, wobei eine Versorgung von Turbinenlaufschaufeln (26,28) mit Kühlfluid geschaffen wird, mit der eine Modellierbarkeit der Strömung erreicht werden kann. Dazu wird ein Preswirler (20) vorgeschlagen, der kopfseitig an Leitschaufeln (42) angeordnet eine Kühlfluidführung zur der der Leitschaufel vorgeordneten und der der Leitschaufel nachgeordneten Laufschaufel (26,28) ermöglicht, ohne einer Richtungsumkehrung der Kühlfluidströmung zu bedürfen. Weiterhin erfolgt vorteilhaft eine Beschleunigung des Kühlfluids. Ferner wird eine verfahrensgemäß gekühlte Turbine sowie ein Preswirler zum Einsatz in der Turbine vorgeschlagen. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von an einem
drehbar gelagerten Rotor einer Turbine befestigten Laufschaufeln
mittels eines Kühlfluids. Die Erfindung betrifft ferner
eine Turbine, die erfindungsgemäß kühlbar ist und einen Preswirler
zum Einsatz in eine erfindungsgemäß kühlbare Turbine.
Grundsätzlich werden Turbinen eingesetzt, um Energie aus einem
die Turbine durchströmenden Fluid in eine mechanische
Energie, insbesondere in eine Rotationsenergie, zu überführen.
So werden beispielsweise Axialturbinen verwendet, um aus
einem heißen Gas mechanische Energie zu gewinnen. Solche Turbinen
werden als Gasturbinen bezeichnet. Zur Überführung der
Energie weist die Turbine in ihrem Strömungskanal eine Anordnung
aus Lauf- und Leitschaufeln auf. Aufgrund der direkten
Einwirkung des Gases auf die Leit- und Lauf schaufeln sind
diese, insbesondere bei hohen Gastemperaturen, gekühlt. Dazu
weisen die Leit- und Laufschaufeln jeweils ein Kanalsystem
auf, welches von einem Kühlfluid durchströmbar ist. Im Stand
der Technik wird das Kühlmittel den Leitschaufeln in bekannter
Weise zugeführt. Das Kühlfluid für die auf einem drehbar
gelagerten Rotor angeordneten Laufschaufeln wird an einem
axialen Ende am Rotor zugeführt und über ein im Rotor angeordnetes
Kanalsystem zu den entsprechenden Laufschaufeln geleitet.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist jedoch, dass bei
dieser Ausgestaltung der Kühlung der Lauf schaufeln eine Modellierbarkeit
der Strömung nicht oder nur eingeschränkt möglich
ist. Durch eine entsprechende Modellierbarkeit der Strömung
könnte jedoch ein Wirkungsgradvorteil erreicht werden.
Darüber hinaus behindert diese Zuführung des Kühlfluids die
Verwendung dieses axialen Wellenendes zum Anschluss weiterer
Vorrichtungen und/oder Maschinen.
Daraus ergibt sich die technische Aufgabe, eine Versorgung
von Turbinenlaufschaufeln mit Kühlfluid zu schaffen, mit der
eine Modellierbarkeit der Strömung erreichbar ist.
Als Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren
zum Kühlen von an einer drehbar gelagerten Rotorwelle einer
Turbine befestigten Lauf schaufeln mittels eines in den Laufschaufeln
vorgesehene Kühlkanäle durchströmenden Kühlfluids
vorgeschlagen, welches von einer Kühlfluidquelle mittels in
den Leitschaufeln der Turbine vorgesehenen Kanälen zu kopfseitig
an den Leitschaufeln vorgesehenen Preswirlern geleitet
und mittels der Preswirler in eine bezogen auf die Laufschaufeln
radiale und bezogen auf die Strömungsrichtung der Turbine
gleiche Richtung beschleunigt und in die den Austrittsöffnungen
der Preswirler gegenüberliegend angeordneten Öffnungen
der Rotorwelle und weiter in die Kühlkanäle der Laufschaufeln
hineinströmt, wobei das Kühlfluid mittels der Preswirler auch
gegen die Strömungsrichtung der Turbine beschleunigt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann erstmals erreicht
werden, dass die Laufschaufeln bedarfsgerecht über die Leitschaufeln
mit Kühlfluid versorgt werden, und zwar sind sowohl
in Strömungsrichtung der Turbine den Leitschaufeln vorgeordnete
als auch nachgeordnete Laufschaufeln mit Kühlfluid versorgbar.
Günstigerweise ergibt sich durch diese Führung des
Kühlfluids ein positives Strömungsverhalten dessen. Eine Zuführung
von Kühlfluid über ein axiales Ende der Rotorwelle
kann vermieden werden. Es kann beispielsweise die Versorgung
mit Kühlfluid gemäß einer Anordnung der Laufschaufeln in
Strömungsrichtung der Turbine angepasst vorgegeben sein, oder
es kann die Kühlung entsprechend eines Leistungszustands eingestellt
werden. Ferner kann eine Kühlfluidversorgung eines
Laufschaufelrades am Gaseintritt der Turbine gegenüber einer
Laufschaufelanordnung am Gasaustritt der Turbine forciert
sein. Auch kann eine Kühlfluidversorgung so angepasst werden,
dass ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Darüber hinaus
kann erreicht werden, dass beide Wellenenden zum Anschluss
weiterer rotierender Maschinen und/oder Getriebe zur Verfügung
stehen.
Die Kühlung der Lauf schaufeln kann jedoch auch so eingestellt
werden, dass die Laufschaufeln unabhängig von ihrer Position
bezogen auf die Strömungsrichtung innerhalb der Lauf- und
Leitschaufelanordnung thermisch gleichmäßig belastet werden.
Das in Strömungsrichtung der Turbine und das gegen die Strömungsrichtung
der Turbine beschleunigte Kühlfluid strömt jeweils
über Austrittsöffnungen der Preswirler in gegenüberliegende
Eintrittsöffnungen der Rotorwelle hinein. Es kann somit
vorteilhaft eine entsprechende Trennung der beiden bezogen
auf die Strömungsrichtung der Turbine entgegengesetzt beschleunigten
Kühlfluidströme erreicht werden, und zwar strömt
gegen die Strömungsrichtung beschleunigtes Kühlfluid in Öffnungen
der Kühlkanäle von in Strömungsrichtung vorgelagerten
Laufschaufeln, während in Strömungsrichtung beschleunigtes
Kühlfluid in Öffnungen von nachgelagerten Lauf schaufeln hineinströmt.
Vorteilhaft kann eine Trennung der Kühlfluidströme
erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das gegen die Strömungsrichtung
der Turbine beschleunigte Kühlfluid zu Kühlkanälen
von in Strömungsrichtung vorgeordneten Laufschaufeln und das
in die Strömungsrichtung der Turbine beschleunigte Kühlfluid
zu Kühlkanälen von in Strömungsrichtung nachgeordneten Laufschaufeln
geführt wird. So kann vorteilhaft eine Trennung der
Kühlfluidströme auf einfache Weise erreicht werden, ohne dass
weitere Beschleunigungen oder Umlenkungen der Strömung des
Kühlfluids erforderlich sind.
Vorteilhafterweise wird des weiteren vorgeschlagen, dass das
in Strömungsrichtung der Turbine und dass gegen die Strömungsrichtung
der Turbine beschleunigte Kühlfluid zusätzlich tangential
zur Drehrichtung des Rotors und in dessen Drehrichtung
beschleunigt wird. Der Kühlfluidstrom weist somit beim
Verlassen der feststehenden Kühlmittelführungselemente eine
auf die Drehrichtung des Rotors bezogene tangentiale Geschwindigkeitskomponente
auf, die den Übergang zu den auf der
Rotorwelle angeordneten rotierenden Kühlmittelöffnungen vorteilhaft
erleichtert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Kühlfluid
durch die Preswirler tangential zur Drehrichtung des Rotors
und dessen Drehrichtung beschleunigt. Vorteilhafterweise erfolgt
die tangentiale Beschleunigung des Kühlfluids im Übergang
von den feststehenden Kühlmittelführungselementen, den
kopfseitig an den Leitschaufeln angeordneten Preswirlern, zu
den rotierenden Bestandteilen der Turbine.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Kühlfluid von den
Preswirlern wechselweise zu in Strömungsrichtung vorgeordneten
Laufschaufeln und zu in Strömungsrichtung nachgeordneten
Laufschaufeln strömt. Gegenseitige Beeinflussungen der Kühlfluidströme
können reduziert werden. Das Kühlfluid kann zum
Beispiel mittels einer besonderen Kanalanordnung in Richtung
der entsprechenden Öffnungen der Kühlkanäle der Laufschaufeln
geführt werden. Eine unterschiedliche bedarfsgerechte Kühlung
von in Strömungsrichtung fortschreitend angeordneten Laufschaufeln
kann erreicht werden. So kann das Kühlfluid jedem
Bereich der Laufschaufeln unabhängig von der relativen Position
in Strömungsrichtung zu den Leitschaufeln zugeführt werden.
Die Beschleunigung kann zum Beispiel durch eine geeignete
Ausgestaltung der Kanäle erreicht werden.
Daneben wird vorgeschlagen, dass das Kühlfluid von den Preswirlern
jeweils zugleich zu in Strömungsrichtung vor- und
nachgeordneten Laufschaufeln strömt. Vorteilhaft kann eine
große Homogenität bei der Versorgung mit den Laufschaufeln
mit Kühlfluid erreicht werden. Dazu kann die Strömung des
Kühlfluids geteilt werden, wobei die Teilströme jeweils zu
den vor- beziehungsweise nachgeordneten Laufschaufeln strömen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Kühlfluid in der Rotorwelle
in radialer Richtung beschleunigt wird. So kann das
Kühlfluid vorteilhaft jedem Bereich der Lauf schaufeln zugeführt
werden, auch Randbereichen, die nur über lange Kapillarkanäle
mit Kühlfluid versorgt werden können. Die Beschleunigung
kann z.B. durch eine geeignete Kanalführung erreicht
werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen,
dass zwischen dem in den Preswirler einströmenden und dem aus
dem Preswirler herausströmenden Kühlfluid eine Temperaturdifferenz
und/oder eine Druckdifferenz erzeugt wird. Vorteilhaft
kann beispielsweise die Versorgung der in Strömungsrichtung
vor- und nachgeordneten Laufschaufeln unterschiedlich eingestellt
werden. So kann für eine Versorgung von vorgeordneten
Laufschaufeln eine Temperaturerniedrigung erreicht werden
(Overswirl), während zugleich für eine Versorgung von nachgeordneten
Laufschaufeln eine Druckerhöhung erreicht werden
kann (Underswirl).
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass Luft als Kühlfluid
verwendet wird. Luft kann kostengünstig bereitgestellt werden,
wobei bekannte Mittel zum Aufbau einer Kühlluftversorgung
eingesetzt werden können. Daneben können jedoch auch andere
Stoffe, insbesondere inerte Gase wie Helium, aber auch
Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff, oder Gasgemische davon und
dergleichen, verwendet werden. So kann beispielsweise erreicht
werden, dass das Kühlfluid mit dem Prozessgas nicht
reagiert, oder dass das Kühlmittel einen Schutzfilm bildet,
der neben einem thermischen Schutz für die Schaufel auch einen
Schutz vor Korrosion bildet.
Mit der Erfindung wird ferner eine Turbine, insbesondere Gasturbine,
mit an einer drehbar gelagerten Rotorwelle angeordneten
Laufschaufeln und mit einem Gehäuse der Turbine verbundenen
Leitschaufeln vorgeschlagen, die von einem Kühlfluid
durchströmbare Kanäle aufweisen, wobei an den Leitschaufeln
kopfseitig Preswirler angeordnet sind, mittels derer das
Kühlfluid in eine bezogen auf die Lauf schaufeln radiale und
bezogen auf die Strömungsrichtung der Turbine gleiche Richtung
beschleunigbar ist und die Austrittsöffnungen aufweisen,
denen gegenüberliegend mit Kühlkanälen der Lauf schaufeln verbundene
Eintrittsöffnungen angeordnet sind, wobei die Preswirler
eine Kanalanordnung aufweisen, mittels derer das Kühlfluid
auch gegen die Strömungsrichtung der Turbine beschleunigbar
ist. Eine an einem axialen Ende der Rotorwelle vorgesehene
Kühlfluidzufuhr kann eingespart werden. Darüber hinaus
kann erreicht werden, dass eine Kühlfluidzufuhr entsprechend
einer thermischen Belastung vorgebbar ist, wobei die in Strömungsrichtung
versetzten Laufschaufelräder unabhängig voneinander
mit Kühlfluid versorgbar sind. Vorteilhaft ist eine Modellierbarkeit
der Kühlfluidströmung erreichbar.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das in und gegen die Strömungsrichtung
beschleunigte Kühlfluid entsprechend seiner
Richtung über eine in der Rotorwelle vorgesehene Kanalanordnung
jeweils dem in Strömungsrichtung vor- beziehungsweise
nachgeordneten Laufschaufeln zuführbar ist. So kann eine
gleichmäßige Versorgung der Laufschaufeln mit Kühlfluid von
der Rotorwelle aus erreicht werden. Beispielsweise kann die
Versorgung der Lauf schaufeln mit Kühlfluid entsprechend ihrer
thermischen Belastung vorgegeben sein. Bei einem geringen
Leistungsdurchsatz durch die Turbine kann auf diese Weise immer
noch eine erforderliche Mindestkühlung bei zugleich hohem
Wirkungsgrad der Turbine erreicht werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass
die Rotorwelle ein Kanalsystem zur Beschleunigung des Kühlfluids
in radialer Richtung der Rotorwelle aufweist. So kann
eine gute Kühlung auch in Randbereichen einzelner Laufschaufeln
erreicht werden. Auch kann eine Reduzierung der Kanalquerschnitte
erreicht werden. Dies ist insbesondere für die
Kühlung dünnwandiger Bereiche der Lauf schaufeln vorteilhaft,
da eine höhere Stabilität erreichbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das
Kanalsystem der Rotorwelle zur Beschleunigung des Kühlfluids
in und/oder gegen die Strömungsrichtung der Turbine ausgebildet
ist. Eine Unterstützung der Kühlfluidströmung zur Führung
an jede zu kühlende Stelle der Laufschaufeln kann erreicht
werden. Es kann beispielsweise erreicht werden, dass das
Kühlfluid gleichzeitig von in Strömungsrichtung hintereinander
angeordneten Leitschaufeln zu dazwischen angeordneten
Laufschaufeln geleitet wird, um eine hohe Versorgung mit
Kühlfluid zu erreichen. Günstigerweise ergibt sich durch diese
Führung des Kühlfluids ein positives Strömungsverhalten
dessen. Es kann aber auch zum Beispiel eine Versorgung von am
Gaseintritt der Turbine angeordneten Laufschaufeln durch mehrere
in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Leitschaufeln
erreicht werden, wenn eine entsprechende Menge an
Kühlfluid erforderlich ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung
sieht vor, dass zwischen dem Preswirler und der Rotorwelle
ein Dichtungselement angeordnet ist. Vorteilhaft ist
das Dichtungselement derart angeordnet, dass am Kühlfluidauslass
vor und nach dem Preswirler in Strömungsrichtung verschiedene
Temperatur- und Druckzustände erreicht werden können.
Ausgleichströmungen können weitgehend vermieden werden.
Das Dichtungselement kann zum Beispiel durch eine Labyrinthdichtung
oder auch durch eine elastische, schleifende
Dichtung gebildet sein.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Dichtungselement
am Preswirler befestigt ist. Belastungen des Dichtungselements
aufgrund einer Rotation können so vermieden werden.
Ferner kann ein Einfluss auf Rotationseigenschaften der Rotorwelle
wie Trägheitsmoment, Unwucht und dergleichen vermieden
werden. Daneben kann jedoch das Dichtungselement an der
Rotorwelle angeordnet sein, um zum Beispiel eine einfache
Ausgestaltung und Befestigungsmöglichkeit des Dichtungselements
zu schaffen. So kann das Dichtungselement umfänglich
auf der Rotorwellenoberfläche angeordnet sein.
Mit der Erfindung wird ferner ein Preswirler zur Verwendung
in einer Turbine zur Anordnung auf einer von einem Kühlfluid
durchströmbaren Leitschaufel mit einer Kanalanordnung vorgeschlagen,
die eingangsseitig mit einer Austrittsöffnung der
Leitschaufel für das Kühlfluid verbindbar ist, und ausgangsseitig
in einer Austrittsöffnung mündet, der gegenüberliegend
Eintrittsöffnungen der Kühlkanäle der Lauf schaufeln angeordnet
sind, wobei durch die Kanalanordnung das Kühlfluid in eine
bezogen auf die Laufschaufeln radiale und bezogen auf die
Strömungsrichtung der Turbine gleiche Richtung beschleunigbar
ist, wobei die Kanalanordnung zur Beschleunigung des Kühlfluids
auch für eine Beschleunigung gegen die Strömungsrichtung
der Turbine vorgesehen ist. Der Preswirler kann eine
einfache Möglichkeit zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens schaffen, insbesondere wenn Preswirler bereits Bestandteil
der Turbine sind. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße
Funktion durch Vorsehen einer entsprechenden Kanalanordnung
realisiert werden, ohne dass zusätzliche Bauteile
benötigt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
dass benachbarte Eintrittsöffnungen der Preswirler wechselweise
mit Kanälen der Kanalanordnung verbunden sind, mittels
derer das Kühlfluid in und gegen die Strömungsrichtung der
Turbine beschleunigbar ist. Vorteilhaft wird von den Leitschaufeln
zugeführtes Kühlfluid abwechselnd den in Strömungsrichtung
vor- bzw. nachgelagerten Laufschaufeln zugeführt.
Eine weitere Reduzierung von gegenseitigen Beeinflussungen
ist erreichbar.
Es kann aber auch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
vorgesehen sein, dass die Kanalanordnung der Preswirler Gabelungen
aufweist, mittels derer das Kühlfluid in und gegen die
Strömungsrichtung der Turbine beschleunigbar ist. So kann
beispielsweise der Aufwand für die Kanalanordnung reduziert
sein, und zwar wenn in Strömungsrichtung des Kühlfluids vor
der Gabelung ein gemeinsamer Beschleunigungskanal vorgesehen
ist, der eine Beschleunigung radial bezogen auf die Laufschaufel
bewirkt. Der jeweilige auf die Gabelung folgende Abschnitt
der Kanalanordnung bewirkt die entsprechenden Beschleunigungen
in beziehungsweise gegen die Strömungsrichtung
der Turbine.
Vorteilhafterweise wird des weiteren vorgeschlagen, dass die
Kanalanordnung der Preswirler derart gestaltet ist, dass das
Kühlfluid zusätzlich tangential zur Drehrichtung des Rotors
und in dessen Drehrichtung beschleunigbar ist. Der Kühlfluidstrom
weist somit beim Verlassen des feststehenden Preswirlers
eine auf die Drehrichtung des Rotors bezogene tangentiale
Geschwindigkeitskomponente auf, die den Übergang zu den
auf der Rotorwelle angeordneten rotierenden Kühlmittelöffnungen
vorteilhaft erleichtert. Die Richtung der tangentialen
Geschwindigkeitskomponente des Kühlfluids entspricht die der
Drehbewegung des Rotors.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das kopfseitige Ende
des Preswirlers eine Aufnahme für ein Dichtungselement aufweist.
Vorteilhaft kann das Dichtungselement mit dem Preswirler
verbunden werden. Ferner kann ein Einfluss auf die mechanischen
Eigenschaften der Rotorwelle weitgehend vermieden
werden. Die Aufnahme kann durch eine Ausnehmung wie eine Nut
gebildet sein, in der ein Befestigungsende des Dichtungselements
fixierbar angeordnet ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu
entnehmen. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner wird bezüglich
gleicher Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des
Ausführungsbeispiels in Fig. 1 verwiesen.
Es zeigen:
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines schematischen Ablaufs des
erfindungsgemäßen Verfahrens. In dieser Ausgestaltung wird
als Kühlfluid Luft verwendet, die aus einem Behälter 10 über
eine Kanalanordnung 40 der Turbine zugeführt wird. Verfahrensgemäß
werden an einer drehbar gelagerten Rotorwelle 30
der Turbine befestigte Laufschaufeln 26, 28 mittels der in
den Lauf schaufeln 26, 28 vorgesehene Kühlkanäle 44 durchströmenden
Kühlluft gekühlt, welche von der Kühlluftquelle 10
mittels in den Leitschaufeln 42 der Turbine vorgesehenen Kanälen
14 zu kopfseitig an den Leitschaufeln 42 vorgesehenen
Preswirlern 20 geleitet wird. Mittels der Preswirler 20 wird
die Kühlluft in eine bezogen auf die Lauf schaufeln 26, 28 radiale
und bezogen auf die Strömungsrichtung 46 der Turbine
gleiche Richtung beschleunigt und strömt in die den Austrittsöffnungen
48 der Preswirler 20 gegenüberliegend angeordneten
Öffnungen 50 der Kühlkanäle der Lauf schaufeln 26, 28
hinein. Die Kühlluft wird erfindungsgemäß mittels der Preswirler
20 auch gegen die Strömungsrichtung 48 der Turbine beschleunigt.
Für die in Strömungsrichtung 46 der Turbine und
die gegen die Strömungsrichtung 46 der Turbine beschleunigte
Kühlluft sind jeweils separate Austrittsöffnungen 48 der
Preswirler 20 und diesen gegenüberliegende Eintrittsöffnungen
50 der Rotorwelle 30 vorgesehen. Die gegen die Strömungsrichtung
46 der Turbine beschleunigte Kühlluft strömt zu Kühlkanälen
von in Strömungsrichtung 46 vorgeordneten Laufschaufeln
26, während die in Strömungsrichtung 46 der Turbine beschleunigte
Kühlluft zu Kühlkanälen von in Strömungsrichtung 46
nachgeordneten Laufschaufeln 28 strömt. In dieser Ausgestaltung
strömt die Kühlluft von den Preswirlern 20 jeweils zugleich
zu in Strömungsrichtung 46 vor- und nachgeordneten
Laufschaufeln 26, 28. Dazu weisen die Preswirler 20 Gabelungen
24 auf, an denen sich die Kühlluft auf die Kanäle 34, 36
der Preswirler 20 verteilt. Die Kanäle 34, 36 münden jeweils
an Öffnungen 48, denen rotorwellenseitig die Öffnungen 50 gegenüberliegend
angeordnet sind.
Mittels der Preswirler 20 wird die Kühlluft bezogen auf die
Laufschaufeln 26, 28 in radialer Richtung beschleunigt. Von
den Gabelungen 24 ausgehend wird durch die Kanäle 34, 36 jeweils
eine zusätzliche Beschleunigung der Kühlluft in bzw.
gegen die Strömungsrichtung 46 der Turbine bewirkt. Sodann
strömt die Kühlluft in ein Kanalsystem 44 der Laufschaufeln
26, 28 hinein. Die Kühlluft durchströmt die in den Laufschaufeln
26, 28 vorgesehenen Kanäle 44, die an nicht weiter dargestellten
Austrittsöffnungen der Lauf schaufeln 26, 28 münden,
an denen die Kühlluft ausströmt.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Preswirlers 20 in der gabelnden
Version. Eingangsseitig sind die Öffnungen 18 vorgesehen,
über die die Kühlluft von den Leitschaufeln 42 zugeführt
wird. Über jeweils einen Kanal ist jede Öffnung 18 mit
jeweils einer Gabelung 24 verbunden. Von den Gabelungen 24
aus erstrecken sich jeweils zwei Kanäle 34, 36 die an Austrittsöffnungen
48 der Preswirler 20 münden.
In einer alternativen Ausgestaltung eines Preswirlers 20
zeigt Fig. 3 einen Ausschnitt, bei dem die Kühlluft wechselweise
zu in Strömungsrichtung 46 vorgeordneten Leitschaufeln
26 und zu in Strömungsrichtung 46 nachgeordneten Laufschaufeln
28 strömt. Dazu sind die Eintrittsöffnungen 18 der Preswirler
20 wechselweise über Kanäle 52 mit Austrittsöffnungen
48 verbunden, wobei die Kanäle 52 abwechselnd eine Beschleunigung
der Kühlluft in bzw. gegen die Strömungsrichtung 46
der Turbine bewirken.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Längsschnitts einer erfindungsgemäßen
Turbine. An einem Gehäuse 32 der Turbine ist
die Kanalanordnung 40 angeschlossen, die mit den Kanälen 14
der Leitschaufeln 42 verbunden ist. Die Kanäle 14 der Leitschaufeln
42 münden kopfseitig an Öffnungen 16. Gegenüberliegend
sind die Öffnungen 18 der an den Leitschaufeln 42 angeordneten
Preswirler 20 vorgesehen, die Kanalsysteme gemäß
Fig. 3 aufweisen. Die Preswirler 20 bewirken, wie zuvor beschrieben,
eine entsprechende Beschleunigung der Kühlluft, so
dass diese über die Austrittsöffnungen 48 und die mit den
Eintrittsöffnungen 50 verbundenen Kanäle 44 der Laufschaufeln
26, 28 strömt.
Es wird somit erreicht, dass die Kühlluft über die Leitschaufeln
42 der Turbine zuführbar ist, wobei über die erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Preswirler 20 die zugeführte Luft
auf die vor- bzw. nachgeordneten Laufschaufeln 26, 28 bezogen
auf die jeweilige Leitschaufel 42 verteilt wird. Über hier
nicht dargestellte Drosselungen und eine Regelung der Pumpe
12 kann eine bedarfsgerechte, für die einzelnen Stufen unabhängige
Kühlluftversorgung erreicht werden.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch
eine Gasturbine mit Kühlfluidversorgung wie in Fig. 2, wobei
im Unterschied zur Ausgestaltung in Fig. 2 hier ein am kopfseitigen
Ende des Preswirlers vorgesehenes Dichtungselement
54 angeordnet ist. Das Dichtungselement 54 bewirkt rotorwellenseitig
eine strömungstechnische Trennung des zu den vorgeordneten
Laufschaufeln 26 strömenden Kühlfluids vom zu den
nachgeordneten Lauf schaufeln 28 strömenden Kühlfluid. In dieser
Ausgestaltung weist das zu den vorgeordneten Laufschaufeln
26 strömende Kühlfluid eine geringere Temperatur als das
zu den nachgeordneten Laufschaufeln 28 strömenden Kühlfluid
auf. Dagegen weist das zu den nachgeordneten Laufschaufeln 28
strömende Kühlfluid einen höheren Druck auf. So kann eine bedarfsgerecht
angepasste Kühlfluidversorgung der Laufschaufeln
26, 28 erreicht werden. Hinsichtlich der weiteren Funktion
wird auf das Ausführungsbeispiel zu Fig. 2 verwiesen.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen
lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese
nicht beschränkend. So können insbesondere einzelne Verfahrensschritte,
wie das verwendete Kühlfluid oder die Beschleunigungsrichtungen
als auch Bauteile der Turbinen usw., variieren.
Claims (20)
- Verfahren zum Kühlen von an einer drehbar gelagerten Rotorwelle (30) einer Turbine befestigten Laufschaufeln (26, 28) mittels eines in den Laufschaufeln (26, 28) vorgesehene Kühlkanäle (44) durchströmenden Kühlfluids, welches von einer Kühlfluidquelle (10) mittels in den Leitschaufeln (42) der Turbine vorgesehenen Kanälen (14) zu kopfseitig an den Leitschaufeln (42) vorgesehenen Preswirlern (20) geleitet und mittels der Preswirler (20) in eine bezogen auf die Laufschaufeln (26, 28) radiale und bezogen auf die Strömungsrichtung (46) der Turbine gleiche Richtung beschleunigt und in die den Austrittsöffnungen (48) der Preswirler (20) gegenüberliegend angeordneten Öffnungen (50) der Rotorwelle (30) und weiter in die Kühlkanäle (44) der Lauf schaufeln (26, 28) hineinströmt, wobei das Kühlfluid mittels der Preswirler (20) auch gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das gegen die Strömungsrichtung (46) beschleunigte Kühlfluid der Turbine zu Kühlkanälen (44) von in Strömungsrichtung vorgeordneten Laufschaufeln (26) und das in die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigte Kühlfluid zu Kühlkanälen von in Strömungsrichtung (46) nachgeordneten Laufschaufeln (28) geführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das in Strömungsrichtung (46) der Turbine und das gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigte Kühlfluid zusätzlich tangential zur Drehrichtung des Rotors und in dessen Drehrichtung beschleunigt wird. - Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlfluid durch die Preswirler (20) tangential zur Drehrichtung des Rotors und in dessen Drehrichtung beschleunigt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlfluid von den Preswirlern (20) wechselweise zu in Strömungsrichtung (46) vorgeordneten Lauf schaufeln (26) und zu in Strömungsrichtung (46) nachgeordneten Laufschaufeln (28) strömt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlfluid von den Preswirlern (20) jeweils zugleich zu in Strömungsrichtung (46) vor- und nachgeordneten Laufschaufeln (26, 28) strömt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlfluid in der Rotorwelle (30) in radialer Richtung beschleunigt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem in den Preswirler (20) einströmenden und dem aus dem Preswirler herausströmenden Kühlfluid eine Temperaturdifferenz und/oder eine Druckdifferenz erzeugt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Kühlfluid Luft verwendet wird. - Turbine mit an einer drehbar gelagerten Rotorwelle (30) angeordneten Laufschaufeln (26, 28) und mit einem Gehäuse (32) der Turbine verbundenen Leitschaufeln (42), die von einem Kühlfluid durchströmbare Kanäle (14) aufweisen, wobei an den Leitschaufeln (42) kopfseitig Preswirler (20) angeordnet sind, mittels derer das Kühlfluid in eine bezogen auf die Laufschaufeln (26, 28) radiale und bezogen auf die Strömungsrichtung (46) der Turbine gleiche Richtung beschleunigbar ist und die Austrittsöffnungen (48) aufweisen, denen gegenüberliegend mit Kühlkanälen (44) der Lauf schaufeln (26, 28) verbundene Eintrittsöffnungen (50) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Preswirler (20) eine Kanalanordnung (22, 34, 36, 52) aufweisen, mittels derer das Kühlfluid auch gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigbar ist. - Turbine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das in und gegen die Strömungsrichtung (46) beschleunigte Kühlfluid entsprechend seiner Richtung über eine in der Rotorwelle (30) vorgesehene Kanalanordnung jeweils dem in Strömungsrichtung (46) vor- beziehungsweise nachgeordneten Laufschaufeln (26, 28) zuführbar ist. - Turbine nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotorwelle (30) ein Kanalsystem zur Beschleunigung des Kühlfluids in radialer Richtung der Rotorwelle (30) aufweist. - Turbine nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kanalsystem der Rotorwelle (30) zur Beschleunigung des Kühlfluids in und/oder gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine ausgebildet ist. - Turbine nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Preswirler (20) und der Rotorwelle (30) ein Dichtungselement (54) angeordnet ist. - Turbine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtungselement (54) am Preswirler (20) befestigt ist. - Preswirler (20) zur Verwendung in einer Turbine nach einem der Ansprüche 11 bis 15 zur Anordnung auf einer von einem Kühlfluid durchströmbaren Leitschaufel (42) mit einer Kanalanordnung (14), die eingangsseitig mit einer Austrittsöffnung (16) der Leitschaufel (42) für das Kühlfluid verbindbar ist, und ausgangsseitig in einer Austrittsöffnung (48) mündet, der gegenüberliegend Eintrittsöffnungen (50) der Kühlkanäle (44) der Laufschaufeln (26, 28) angeordnet sind, wobei durch die Kanalanordnung (22, 34, 36, 52) das Kühlfluid in eine bezogen auf die Lauf schaufeln (26, 28) radiale und bezogen auf die Strömungsrichtung (46) der Turbine gleiche Richtung beschleunigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanalanordnung (22, 34, 36, 52) zur Beschleunigung des Kühlfluids auch für eine Beschleunigung gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine vorgesehen ist. - Preswirler nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
benachbarte Eintrittsöffnungen (18) der Preswirler (20) wechselweise mit Kanälen (52) der Kanalanordnung verbunden sind, mittels derer das Kühlfluid in und gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigbar ist. - Preswirler nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanalanordnung (22, 34, 36, 52) der Preswirler (20) Gabelungen (24) aufweist, mittels derer das Kühlfluid in und gegen die Strömungsrichtung (46) der Turbine beschleunigbar ist. - Preswirler nach Anspruch 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanalanordnung (22, 34, 36, 52) der Preswirler (20) derart gestaltet ist, dass das Kühlfluid zusätzlich tangential zur Drehrichtung des Rotors und in dessen Drehrichtung beschleunigbar ist. - Preswirler nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kopfseitige Ende des Preswirlers (20) eine Aufnahme für ein Dichtungselement (54) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP02015281A EP1380723A1 (de) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Kühlverfahren und Preswirler für Turbinenschaufeln sowie Turbine mit einem solchen Preswirler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP02015281A EP1380723A1 (de) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Kühlverfahren und Preswirler für Turbinenschaufeln sowie Turbine mit einem solchen Preswirler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP1380723A1 true EP1380723A1 (de) | 2004-01-14 |
Family
ID=29724419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP02015281A Withdrawn EP1380723A1 (de) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Kühlverfahren und Preswirler für Turbinenschaufeln sowie Turbine mit einem solchen Preswirler |
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