EP1734230A1 - Turbomachine - Google Patents

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Publication number
EP1734230A1
EP1734230A1 EP05012662A EP05012662A EP1734230A1 EP 1734230 A1 EP1734230 A1 EP 1734230A1 EP 05012662 A EP05012662 A EP 05012662A EP 05012662 A EP05012662 A EP 05012662A EP 1734230 A1 EP1734230 A1 EP 1734230A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier element
seal carrier
rotor
seal
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05012662A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Dr. Brück
Michael Kleinhaus
Jan Dr. Walkenhorst
Armin Dr. De Lazzer
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP05012662A priority Critical patent/EP1734230A1/en
Publication of EP1734230A1 publication Critical patent/EP1734230A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part

Definitions

  • the thermal turbomachinery includes steam and gas turbines as well as rotary compressors and jet engines. These usually have a rotatably mounted rotor surrounded by a fixed housing.
  • the fixed assemblies of a thermal turbomachine are collectively referred to as a stator. Between the rotor and the stator, a flow channel extending in the axial direction of the turbomachine for a compressible flow medium is arranged.
  • On the rotor usually in the flow channel projecting and combined into groups of blades or rows of blades blades are attached.
  • the blades serve to drive the rotor shaft by momentum transfer from a hot and pressurized flow medium, for. In the form of steam.
  • the thermal energy of the flow medium is thus converted in its relaxation in mechanical energy that can be used for example to drive an electric generator.
  • rotary compressor conversely, the rotor shaft z. B. driven by an electric or internal combustion engine or otherwise.
  • the rotor blades arranged on the rotor serve to compress the flow medium in the flow channel, which at the same time heats up during this process.
  • mechanical energy is converted into thermal energy of the flow medium.
  • a compressor unit and a turbine unit are arranged on a common shaft.
  • the compressor also called a compressor, draws in cold ambient air, compresses it and then feeds it to a combustion chamber where it is burned together with an injected fuel.
  • a thermal turbomachine may also have stator blades arranged on the stator and projecting into the flow channel.
  • the guide vanes are usually also combined into groups of blades or blade rows. Along the flow path, the blade rows and the guide blade rows are usually arranged alternately.
  • the guide vanes serve for suitable flow guidance of the flow medium between two successive blade rows.
  • a successive unit of a blade row and a Leitschaufelsch is also referred to as a stage, that is in a turbine as a turbine stage and a compressor as a compressor stage.
  • the entire arrangement of the blades of a turbomachine or a turbine is also called blading.
  • thermal turbomachines The efficiency of a thermal turbomachine is limited in particular by leakage losses. Such losses occur, for example, when the flow medium of deviates its intended flow path in the blade path over the blade tips of the guide vanes or the blades or escapes through located between the rotor shaft and the surrounding housing column in the environment.
  • seals must be arranged in the usually annular leakage chambers to reduce the leakage losses at various points between the fixed and the rotating components, that is, as a rule, between the rotor and the surrounding housing components. Under the boundary condition that certain radial and axial relative movements of the housing and rotor against each other, z. B. due to different thermal expansion during operation of the turbomachine, are taken into account, come for the purpose of sealing usually different forms of non-contact seals are used.
  • the "traditional" shaft seals also referred to as labyrinth seals, are of relatively simple construction and function, at least in principle, without appreciable wear over long periods of operation. They are based on the following principle:
  • the sealing lips or sealing rings which are installed in one or more components of the stationary and / or rotating turbine part in the manner of annular diaphragms and generate into the leakage gap, produce throttle points whose throttling effect causes a reduction in the leakage current. Due to the series connection of several profile panels, which subdivide in this way the leakage space into several vortex chambers, and possibly by a stepped or toothed design of the labyrinths, the leakage current can be further reduced. Because of the relatively large radial and axial movements of the shaft and the housing but still comparatively large residual gaps are required, so that the efficiency of the turbomachine delimiting gas leakage rates are still quite large.
  • a wear-resistant counter-ring This may for example consist of a nickel-graphite alloy or a metallic or ceramic honeycomb structure.
  • Such constructions work satisfactorily when temporary thermal expansion differences occur between the rotor and the stator.
  • there are, however, in addition to the temporally different thermal expansion of the components also considerable radial deflections by high radial accelerations of the rotor and thrust-induced bends of the housing. If the sealing strips cut very deeply into the counter rings, this leads to a deterioration of the sealing behavior.
  • Anstreifvorêt always the risk of major machine damage when z. B. detach larger fragments of the sealing rings and are thrown at high speed against the components of the subsequent turbine stages.
  • resilient sealing segments for labyrinth seals are used. These are characterized by the fact that resiliently mounted and therefore resilient elements in the radial direction are used for receiving the sealing lips or sealing rings. But even with this variant can not be realized arbitrarily small radial clearance due to design.
  • the sealing lips use in repeated contact, ie forced compression of the sealing segments, from, whereby their sealing effect decreases.
  • the spring elements provided for the realization of the resilient sealing segments increase the already relatively large installation space required for the throttle labyrinths.
  • a brush seal consists of a bristle ring, which can be composed of one or more bristle packages, wherein the bristles of the respective bristle package directly in a leakage or leakage channel limiting rotor component or Stator component are anchored.
  • the tightly packed on the respective turbine component fixed bristles bridge the distance between the stationary and the rotating component, so are with their free end at least during operation of the turbomachine on the opposite turbine component and grind on her. This creates a highly effective seal with very small remaining leakage currents.
  • the inherent flexibility of the bristles allows them to yield elastically to each other to a certain extent during radial movements of the two components.
  • An arrangement of the bristles inclined by up to 45 ° to the direction of rotation reduces the risk of buckling.
  • a significant advantage of the brush seals is also their low installation space requirement.
  • a turbomachine in particular a steam turbine, can be made extremely compact, which reduces the material requirement.
  • the material costs play a decisive role in a consideration of the cost of production, including at a steam turbine designed for the highest steam conditions, in which the large components coming into contact with the hot steam must be made of a highly heat-resistant material.
  • the brush seals also have disadvantages: Even brush seals can, because of the design, endure only limited radial relative movements between the components. If the relative movements are too great, there is a risk of damage and a subsequent loss of sealing effect. This is significant, since damage to the brush seal, the sealing effect can be almost completely lost.
  • the freely moving sections of the Bristles can not be run indefinitely. In view of the compressive strength of the brush seal and to avoid caused by the flow pressure of the flow medium Fluttering the bristles, which is also associated with a loss of sealing effect, the height of the gap between the intended for receiving the bristles metal frame and the opposite turbine component rather so run as small as possible.
  • the invention is therefore based on the object to provide a turbomachine of the type mentioned above, which is designed for maintenance-free and safe operation with a simple design.
  • the invention is based on the consideration that a thermal turbomachine on the one hand for high operational safety and long life already from the design should have a high tolerance relative to radial relative movements of the rotor and stator. This makes sense, in order to be able to compensate for the influence of thermal expansion processes that vary in time as well as centrifugal force and thrust-related strains and displacements not only in full load but also during non-stationary operating phases.
  • the bristle packs are fastened in or on the bearing carrier elements which are resiliently mounted in the radial direction according to the concept which is now provided supported by one or more spring elements on a rigidly executed rotor or stator component.
  • the system created in this way thus consciously takes into account the disadvantage of a somewhat greater installation depth caused by the resilient attachment of the seal carrier element. But it also has a high radial flexibility against large changes in the gap geometry and at the same time ensures the very good sealing properties of a brush seal.
  • the spring tension of the spring element is preferably selected such that, in the event of a reduced radial expansion of the leakage space due to operation, it can be compressed by the pressure force transmitted via the bristles to the seal carrier element before the metallic bristle holder comes into contact with the turbine component arranged opposite.
  • the respective seal carrier element is at least partially sunk in a recess of a rotor component or a stator component of the turbomachine.
  • the seal carrier element In order to secure the seal carrier element from falling out or falling off or from the turbine component provided for its mounting, the seal carrier element preferably has two projections aligned in the axial direction of the turbomachine. In the rest or reference position of the seal carrier element, d. H. In the case of a spring element which is unloaded apart from a possible pretensioning, a bearing surface formed by the respective projection and oriented toward the leakage space is located on a stop projecting from the turbine component.
  • two stops which preferably embrace the seal carrier element in such a way that they also form a guide for the in the radial direction, ie against the spring force of the spring element, movable seal carrier element. With tailor-made design of the guide so that tilting of the seal carrier element in the recess of the turbine component is avoided.
  • the seal carrier element has a substantially T-shaped cross section with a transverse bar and a web aligned in the radial direction of the turbomachine.
  • the bristle pack is arranged on the side facing away from the cross member base side of the web. This shape of the seal carrier element and the corresponding recess in the surrounding turbine component is particularly space-saving in the radial direction.
  • a number of sealing lips spaced apart from one another in the axial direction and projecting into the leakage space are provided on the seal carrier element.
  • the because of their cross-sectional shape also referred to as "sealing tips" sealing lips are annular portion-shaped projections on the leakage space limiting base side of the respective seal carrier element.
  • the ring sections of the sealing lips of all seal carrier elements arranged in the circumferential direction of the turbomachine also form a complete ring (apart from the transition points between two seal carrier elements).
  • the sealing tips are integral, d. H. from a workpiece, made with the respective seal carrier element.
  • the sealing tips are each designed as a ring-shaped bent or shaped portion of a sealing strip which is caulked into a receiving groove of the seal carrier element.
  • other concepts for permanently connecting the various components may also be provided.
  • the sealing rings form, in addition to the brush seal, additional throttling points for the flow medium in the leakage chamber. Due to the combination of the sealing concepts “brush seal” and “labyrinth seal", a very effective throttling of the leakage flow is achieved.
  • sealing lips may be provided on the turbine component opposite the seal carrier element and also projecting into the leakage cavity.
  • labyrinth seal it is thus possible to implement all known configurations, for example in the manner of an open labyrinth (see-through labyrinth) or a toothed labyrinth.
  • the brush seal can be provided for sealing a leakage gap between a blade cover strip connecting the blade tips of the rotating blades and the surrounding housing of a turbine, in particular a steam turbine.
  • a leakage gap between a vane cover tape and the rotor of the turbine can be sealed. In this way, the resulting from the overflow of the blade tips gap and edge losses are reduced.
  • the steam D flows through the flow channel 12 in a direction parallel to the central axis 16 of the steam turbine 2 extending main flow direction, where it relaxes work and thereby drives by impulse transfer to the blades 6, the turbine shaft 4.
  • the rotor blades 8 serve to guide the flow of the steam D, which is provided as the working medium, between in each case two rows of rotor blades, viewed in the direction of flow.
  • the pressure gradient across the blades causes a thrust in the direction of flow.
  • This thrust is compensated by a thrust balance piston 20, which is also acted upon on the side facing away from the flow channel 12 with pressurized steam D, to a defined residual thrust.
  • the entirety of the stationary turbine parts, ie turbine housing 10 together with the guide vanes 8, is also referred to as stator 21.
  • the rotating parts, so the turbine shaft 4 with the blades 6, are referred to in their entirety as a turbine rotor or rotor 22.
  • the rotor blades 6 of a rotor blade row have at their head-side, ie radially outwardly directed end in each case an integrally formed on the profiled airfoil 23 and laterally projecting in the circumferential direction cover plate 24.
  • the cover plates 24 each two adjacent blades 6 a Blade row touching each other. Namely, the cover plates 24 are braced against each other during assembly of the rotor blades 6 on the turbine shaft 4 such that a closed annular composite is formed.
  • twisting of the individual airfoils 23 or vibrations of the blade tips are effectively suppressed.
  • shroud Based on the "classic" riveted steel cover strips, the entirety of the cover plates of a row of blades is also referred to as shroud.
  • the guide vanes 8 of the steam turbine 2 have cover plates 24 formed on the respective airfoil 22, which in their entirety form a cover band assigned to the respective row of guide vanes.
  • a shroud row associated shroud is also referred to as a shovel deck. In the case of a row of vanes one speaks of a Leitschaufeldeckband.
  • the leakage currents of the steam D occurring at various points between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2 must be minimized.
  • Such leakage flows occur, for example, within the annular leakage gaps 26a between the turbine shaft 4 and the end section of the turbine housing 10 which is positioned at the end in the axial direction, whereby vapor D escapes into the environment.
  • Also undesirable is an overflow of the steam D within the lying between the thrust balance piston 20 and the turbine housing 10 leakage gap 26b.
  • leakage gaps 26c, 26d between a rotor blade cover plate associated with the rotor blades 6 of a blade row and the surrounding turbine housing 10, and between a guide blade cover strip associated with the guide blades 8 of a guide blade row and the section of the rotor 22 opposite to it.
  • the steam turbine 2 has a number of shaft seals 28 for sealing the leakage gaps 26a between the turbine shaft 4 and the turbine housing 10, and a thrust balance piston seal 30 for sealing the leakage gap 26b between the thrust balance piston 20 and the turbine housing 10.
  • shroud seals 32 are provided to seal the leakage gaps 26c, 26d between the respective vane shroud and the rotor 22 and between the respective bucket cover and the turbine housing 10, respectively.
  • the seals 28, 30, 32 between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2 are indicated only schematically in FIG. 1 and will be explained in more detail below.
  • the sealing arrangement 34 shown in detail in FIG. 2 between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2, which may be a shaft seal 28, a thrust piston seal 30 or also a shroud seal 32, is in view of operational variations in the radial Extension of the leakage space 36 designed specifically for a particularly high radial flexibility.
  • the sealing arrangement 34 is anchored to a seal carrier element 38, which is supported on a turbine component via a spring element 40 compressible in the radial direction 52.
  • the turbine component is a stator component 42.
  • the opposing turbine component separated from the stator component 42 by the leakage space 36 constitutes a rotor component 44.
  • the stator component 42 may be the turbine housing 10 and the rotor component 44 may be the turbine shaft 4.
  • the seal carrier element 38 is sunk in a recess 46 of the stator component 42. It has a T-shaped cross-section, wherein the transverse bar 49 oriented in the axial direction 48 of the steam turbine 2 forms two projections 50 with respect to the web 54 oriented in the radial direction 52. In the reference position of the seal carrier element 38 shown in FIG. 2, each of the two projections 50 lies with its respective support surface facing the leakage chamber 36 56 on a stop 58, which is formed by a protruding from the stator 42 leg 60.
  • the two legs 60 engage around the seal carrier element 38 and at the same time form, with their guide surfaces 62 facing the web 54 of the seal carrier element 38, a guide for the seal carrier element 38 which is displaceable in the radial direction 52 against the force of the spring element 40.
  • the seal carrier element 38 is held in the reference position shown in FIG. 2 by the pressure force of the spring element 40.
  • the designed as a helical spring spring element 40 is clamped in the radial direction 52 compressible between the side facing away from the leakage chamber 36 side of the seal carrier member 38 and a recess 46 delimiting boundary wall 64 of the stator 42.
  • the spring element 40 is provided with respect to its axial position and optionally also in the circumferential direction of the steam turbine 2 fixing receiving groove 66 for the spring element 40, so that the spring element 40 is partially sunk in the seal carrier member 38.
  • the effective as a stop boundary wall 64 sets the maximum travel or the maximum escape distance in the radial direction 52 fixed.
  • a primary seal of the leakage space 36 is achieved by the bristles 72 combined into a bristle pack 71, which are anchored at their fixed end in a bristle holder 74 of the seal carrier element 38, and with their free end remaining between the bristle holder 74 and the opposing rotor component 44 Bridge remaining gap 76.
  • the bristle packs 71 formed around the leakage space 36 in the circumferential direction of the steam turbine 2 Brush seal thus acts like a ring diaphragm with an additional curtain-like flow restrictor, which considerably increases the flow resistance for the flow medium flowing in the axial direction 48 in the leakage chamber 36.
  • the metal wires used as bristles 72 are mechanically fixed in a manner not shown here by means of core wire and clamp tube in the bristle holder 74 and optionally additionally welded.
  • the bristle holder 74 which is in the form of a two-part metal frame, projects over the base side 70 of the seal carrier element 38 in the radial direction 52 and forms a support wall 77 for the bristles 72.
  • a number of protruding into the leakage chamber 36 sealing lips 78 is integrally formed on the seal carrier member 38.
  • the individual ring sections complement each other in the circumferential direction in each case to form a ring diaphragm. Between the annular apertures spaced apart from each other in the axial direction 48, vortex chambers 80 are formed.
  • the position of the brush seal within the seal carrier element 38 can be selected according to various aspects: In terms of thermodynamics, the brush should form the first seal upstream. But then it is mechnisch particularly stressed by the flow field oscillation. Mechanically, the positioning of the brush as the last sealing element is "safest". All variants in between are also conceivable, for. B. first a classic sealing tip, then the brush seal, then more sealing tips etc.
  • FIG. 3 shows a variation of the embodiment described in FIG.
  • 88 sealing lips 78 are additionally arranged on the seal carrier member 38 opposite turbine components, so that there is a toothed labyrinth.
  • the base side 70 of the seal carrier element 38 is stepped.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

The turbo machine has a rotor and stator with a leakage chamber (36) inbetween sealed by a brush seal having a rim of bristle packets (71) wherein the bristles (72) of one or all the bristle packets are each fixed on a sealing support element (38) which is supported by several spring elements (40) on a rotor component (44) or stator component (42). The spring elements are leaf springs or coil springs.

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, mit einem Rotor und mit einem Stator, mit einem zwischen dem Rotor und dem Stator liegenden und von einem Strömungsmedium durchströmten Leckageraum, und mit einem eine Bürstendichtung bildenden Borstenkranz zur Abdichtung des Leckageraumes, wobei der Borstenkranz eine Anzahl von Borstenpaketen umfasst.The invention relates to a thermal turbomachine, in particular a steam turbine, with a rotor and a stator, with a between the rotor and the stator and flowed through by a flow medium leakage space, and with a bristle seal forming a bristle ring for sealing the leakage space, wherein the bristle rim comprises a number of bristle packets.

Zu den thermischen Strömungsmaschinen werden Dampf- und Gasturbinen sowie Rotationsverdichter und Strahltriebwerke gezählt. Diese weisen üblicherweise einen von einem fest stehenden Gehäuse umgebenen drehbar gelagerten Rotor auf. Die fest stehenden Baugruppen einer thermischen Strömungsmaschine werden zusammenfassend auch als Stator bezeichnet. Zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein in axialer Richtung der Strömungsmaschine verlaufender Strömungskanal für ein kompresibles Strömungsmedium angeordnet. An dem Rotor sind üblicherweise in den Strömungskanal hineinragende und zu Schaufelgruppen oder Schaufelreihen zusammengefasste Laufschaufeln befestigt. Im Falle einer Kraftmaschine, wie etwa einer Dampfturbine, dienen die Laufschaufeln zum Antrieb der Rotorwelle durch Impulsübertrag aus einem heißen und unter Druck stehenden Strömungsmedium, z. B. in Form von Dampf. Die thermische Energie des Strömungsmediums wird also bei dessen Entspannung in mechanische Energie umgewandelt, die beispielsweise zum Antrieb eines elektrischen Generators genutzt werden kann. Im Falle eines zu den Arbeitsmaschinen zählenden Rotationsverdichters wird umgekehrt die Rotorwelle z. B. durch einen Elektro- oder Verbrennungsmotor oder auf andere Weise angetrieben. Die rotorseitig angeordneten Laufschaufeln dienen dabei zur Komprimierung des im Strömungskanal befindlichen Strömungsmediums, das sich bei diesem Vorgang zugleich erwärmt. Es wird also mechanische Energie in thermische Energie des Strömungsmediums umgewandelt. Bei einer Gasturbine sind eine Verdichtereinheit und eine Turbineneinheit auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Der Verdichter, auch Kompressor genannt, saugt kalte Umgebungsluft an, verdichtet sie und führt sie dann einer Brennkammer zu, wo sie zusammen mit einem eingespritzten Brennstoff verbrannt wird. Die heißen Verbrennungsgase strömen schließlich unter hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit in die Turbineneinheit und treiben diese an. Ein Teil der so erzeugten mechanischen Energie wird zum Antrieb des Verdichters genutzt. Der verbleibende Teil steht als nutzbare Energie zur Verfügung. Ein Strahltriebwerk schließlich ist ähnlich aufgebaut wie eine Gasturbine, weist jedoch eine zusätzliche Düse für den austretenden Abgasstrom auf und ist in erster Linie zur Schuberzeugung und nicht zur Erzeugung einer Rotationsbewegung bzw. eines Drehmoments ausgelegt. Sofern im Folgenden von einer Turbine die Rede ist, sollen auch die anderen Typen von thermischen Strömungsmaschinen umfasst sein, sofern nicht aus dem Zusammenhang ausdrücklich etwas anderes hervorgeht.The thermal turbomachinery includes steam and gas turbines as well as rotary compressors and jet engines. These usually have a rotatably mounted rotor surrounded by a fixed housing. The fixed assemblies of a thermal turbomachine are collectively referred to as a stator. Between the rotor and the stator, a flow channel extending in the axial direction of the turbomachine for a compressible flow medium is arranged. On the rotor usually in the flow channel projecting and combined into groups of blades or rows of blades blades are attached. In the case of an engine, such as a steam turbine, the blades serve to drive the rotor shaft by momentum transfer from a hot and pressurized flow medium, for. In the form of steam. The thermal energy of the flow medium is thus converted in its relaxation in mechanical energy that can be used for example to drive an electric generator. In the case of counting to the working machines rotary compressor, conversely, the rotor shaft z. B. driven by an electric or internal combustion engine or otherwise. The rotor blades arranged on the rotor serve to compress the flow medium in the flow channel, which at the same time heats up during this process. Thus, mechanical energy is converted into thermal energy of the flow medium. In a gas turbine For example, a compressor unit and a turbine unit are arranged on a common shaft. The compressor, also called a compressor, draws in cold ambient air, compresses it and then feeds it to a combustion chamber where it is burned together with an injected fuel. The hot combustion gases eventually flow under high pressure and at high speed into the turbine unit and drive them. Part of the mechanical energy generated in this way is used to drive the compressor. The remaining part is available as usable energy. Finally, a jet engine has a similar structure to a gas turbine, but has an additional nozzle for the exiting exhaust gas flow and is designed primarily for thrust generation and not for generating a rotational movement or a torque. If a turbine is mentioned below, the other types of thermal turbomachines should also be included, unless expressly stated otherwise in the context.

Neben den rotorseitig angebrachten Laufschaufeln kann eine thermische Strömungsmaschine auch noch am Stator angeordnete und in den Strömungskanal hineinragende Leitschaufeln aufweisen. Die Leitschaufeln sind üblicherweise ebenfalls zu Schaufelgruppen oder Schaufelreihen zusammengefasst. Entlang des Strömungsweges sind die Laufschaufelreihen und die Leitschaufelreihen in der Regel alternierend angeordnet. Die Leitschaufeln dienen dabei zur geeigneten Strömungsführung des Strömungsmediums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laufschaufelreihen. Eine aufeinanderfolgende Einheit von einer Laufschaufelreihe und einer Leitschaufelreihe wird auch als Stufe, sprich bei einer Turbine als Turbinenstufe und bei einem Verdichter als Verdichterstufe, bezeichnet. Die gesamte Anordnung der Schaufeln einer Strömungsmaschine bzw. einer Turbine wird auch Beschaufelung genannt.In addition to the blades mounted on the rotor side, a thermal turbomachine may also have stator blades arranged on the stator and projecting into the flow channel. The guide vanes are usually also combined into groups of blades or blade rows. Along the flow path, the blade rows and the guide blade rows are usually arranged alternately. The guide vanes serve for suitable flow guidance of the flow medium between two successive blade rows. A successive unit of a blade row and a Leitschaufelreihe is also referred to as a stage, that is in a turbine as a turbine stage and a compressor as a compressor stage. The entire arrangement of the blades of a turbomachine or a turbine is also called blading.

Der Wirkungsgrad einer thermischen Strömungsmaschine wird insbesondere durch Leckageverluste begrenzt. Derartige Verluste treten beispielsweise auf, wenn das Strömungsmedium von seinem vorgesehenen Strömungsweg im Schaufelpfad abweichend über die Schaufelspitzen der Leitschaufeln oder der Laufschaufeln hinwegströmt oder durch zwischen der Rotorwelle und dem umliegenden Gehäuse befindliche Spalte in die Umgebung entweicht. In thermischen Strömungsmaschinen müssen daher zur Verringerung der Leckageverluste an verschiedenen Stellen zwischen den fest stehenden und den rotierenden Bauteilen, also in der Regel zwischen dem Rotor und den umliegenden Gehäusekomponenten, Dichtungen in den üblicherweise ringförmigen Leckageräumen angeordnet werden. Unter der Randbedingung, dass gewisse radiale und axiale Relativbewegungen von Gehäuse und Rotor gegeneinander, z. B. in Folge unterschiedlicher thermischer Ausdehnung während des Betriebs der Strömungsmaschine, zu berücksichtigen sind, kommen zum Zweck der Abdichtung in der Regel verschiedene Formen berührungsloser Dichtungen zum Einsatz.The efficiency of a thermal turbomachine is limited in particular by leakage losses. Such losses occur, for example, when the flow medium of deviates its intended flow path in the blade path over the blade tips of the guide vanes or the blades or escapes through located between the rotor shaft and the surrounding housing column in the environment. In thermal turbomachines, therefore, seals must be arranged in the usually annular leakage chambers to reduce the leakage losses at various points between the fixed and the rotating components, that is, as a rule, between the rotor and the surrounding housing components. Under the boundary condition that certain radial and axial relative movements of the housing and rotor against each other, z. B. due to different thermal expansion during operation of the turbomachine, are taken into account, come for the purpose of sealing usually different forms of non-contact seals are used.

Die auch als Labyrinthdichtungen bezeichneten "klassischen" Wellendichtungen sind verhältnismäßig einfach aufgebaut und funktionieren zumindest im Prinzip ohne nennenswerten Verschleiß über lange Betriebszeiten. Sie beruhen auf folgendem Prinzip: Die in der Art von Ringblenden in eine oder mehrere Komponenten des fest stehenden und/oder des rotierenden Turbinenteils eingebauten und in den Leckagespalt hineinragenden Dichtlippen oder Dichtringe erzeugen Drosselstellen, deren Drosselwirkung eine Reduktion des Leckagestromes bewirkt. Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Profilblenden, die auf diese Weise dem Leckageraum in mehrere Wirbelkammern unterteilen, und gegebenenfalls durch eine gestufte oder verzahnte Ausführung der Labyrinthe kann der Leckstrom noch weiter herabgesetzt werden. Wegen der verhältnismäßig großen Radial- und Axialbewegungen der Welle und auch des Gehäuses sind aber dennoch vergleichsweise große Restspalte erforderlich, so dass die den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine begrenzenden Leckgasraten immer noch recht groß sind.The "traditional" shaft seals, also referred to as labyrinth seals, are of relatively simple construction and function, at least in principle, without appreciable wear over long periods of operation. They are based on the following principle: The sealing lips or sealing rings, which are installed in one or more components of the stationary and / or rotating turbine part in the manner of annular diaphragms and generate into the leakage gap, produce throttle points whose throttling effect causes a reduction in the leakage current. Due to the series connection of several profile panels, which subdivide in this way the leakage space into several vortex chambers, and possibly by a stepped or toothed design of the labyrinths, the leakage current can be further reduced. Because of the relatively large radial and axial movements of the shaft and the housing but still comparatively large residual gaps are required, so that the efficiency of the turbomachine delimiting gas leakage rates are still quite large.

Um die Spalte so klein wie möglich zu halten, lässt man gelegentlich auch zu, dass die Dichtstreifen in einen verschleißfähigen Gegenring einschneiden. Dieser kann beispielsweise aus einer Nickel-Graphit-Legierung oder einer metallischen oder keramischen Wabenstruktur bestehen. Solche Konstruktionen funktionieren befriedigend, wenn zwischen dem Rotor und dem Stator zeitweilige thermische Dehnungsdifferenzen auftreten. Bei modernen Hochleistungs-Strömungsmaschinen gibt es aber außer den zeitlich verschieden verlaufenden thermischen Ausdehnungen der Bauteile auch noch beträchtliche radiale Auslenkungen durch hohe Radialbeschleunigungen des Rotors sowie schubbedingte Biegungen des Gehäuses. Schneiden die Dichtstreifen dabei sehr tief in die Gegenringe ein, führt dies zu einer Verschlechterung des Dichtverhaltens. Außerdem bergen derartige Anstreifvorgänge immer wieder die Gefahr größerer Maschinenschäden, wenn sich z. B. größere Bruchstücke von den Dichtringen ablösen und mit hoher Geschwindigkeit gegen die Komponenten der nachfolgenden Turbinenstufen geschleudert werden.In order to keep the gaps as small as possible, it is occasionally permitted to cut the sealing strips into a wear-resistant counter-ring. This may for example consist of a nickel-graphite alloy or a metallic or ceramic honeycomb structure. Such constructions work satisfactorily when temporary thermal expansion differences occur between the rotor and the stator. In modern high-performance turbomachinery, there are, however, in addition to the temporally different thermal expansion of the components also considerable radial deflections by high radial accelerations of the rotor and thrust-induced bends of the housing. If the sealing strips cut very deeply into the counter rings, this leads to a deterioration of the sealing behavior. In addition, such Anstreifvorgänge always the risk of major machine damage when z. B. detach larger fragments of the sealing rings and are thrown at high speed against the components of the subsequent turbine stages.

Zur Erreichung kleiner Betriebsspalte, selbst wenn die Bauteile größere radiale Bewegungen gegeneinander ausführen, sind zudem Konzepte bekannt, bei denen so genannte federnde Dichtsegmente für Labyrinthdichtungen zum Einsatz kommen. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass federnd gelagerte und daher in radialer Richtung nachgiebige Elemente zur Aufnahme der Dichtlippen oder Dichtringe verwendet werden. Aber auch bei dieser Variante können konstruktiv bedingt nicht beliebig kleine Radialspiele realisiert werden. Zudem nutzen sich die Dichtlippen bei wiederholtem Kontakt, d. h. bei erzwungenem Einfedern der Dichtsegmente, ab, wodurch deren Dichtwirkung abnimmt. Überdies vergrößern die zur Realisierung der federnden Dichtsegmente vorgesehenen Federelemente den ohnehin schon für die Drossellabyrinthe erforderlichen, vergleichsweise großen Einbauraum.To achieve small operating gaps, even if the components perform larger radial movements against each other, concepts are also known in which so-called resilient sealing segments for labyrinth seals are used. These are characterized by the fact that resiliently mounted and therefore resilient elements in the radial direction are used for receiving the sealing lips or sealing rings. But even with this variant can not be realized arbitrarily small radial clearance due to design. In addition, the sealing lips use in repeated contact, ie forced compression of the sealing segments, from, whereby their sealing effect decreases. Moreover, the spring elements provided for the realization of the resilient sealing segments increase the already relatively large installation space required for the throttle labyrinths.

Zur Vermeidung der genannten Probleme wurde als alternatives Dichtungskonzept für Strömungsmaschinen die Bürstendichtung entwickelt: Eine Bürstendichtung besteht dabei aus einem Borstenkranz, der der sich aus einem oder mehreren Borstenpaketen zusammensetzen kann, wobei die Borsten des jeweiligen Borstenpaketes direkt in einer den Leckagespalt oder Leckagekanal begrenzenden Rotorkomponente oder Statorkomponente verankert sind. Die dicht gepackt an der jeweiligen Turbinenkomponente fixierten Borsten überbrücken die Distanz zwischen dem fest stehenden und dem rotierenden Bauteil, liegen also mit ihrem freien Ende zumindest während des Betriebs der Strömungsmaschine an der gegenüberliegenden Turbinenkomponente an und schleifen an ihr. Dadurch entsteht eine äußerst effektive Dichtung mit sehr kleinen verbleibenden Leckageströmen. Die den Borsten eigene Nachgiebigkeit erlaubt ihnen, bei Radialbewegungen der beiden Komponenten gegeneinander bis zu einem gewissen Grad elastisch nachzugeben. Eine um bis zu 45° zur Rotationsrichtung geneigte Anordnung der Borsten reduziert dabei die Knickgefahr. Ein wesentlicher Vorteil der Bürstendichtungen besteht außerdem in ihrem geringen Einbauraumbedarf. Dadurch kann eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, ausgesprochen kompakt ausgeführt werden, was den Materialbedarf verringert. Die Materialkosten spielen gerade bei einer für höchste Dampfzustände ausgelegten Dampfturbine, bei der die mit dem heißen Dampf in Kontakt tretenden Großkomponenten aus einem hochwarmfesten Werkstoff gefertigt werden müssen, eine entscheidende Rolle bei einer die Herstellungskosten mit einschließenden Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.To avoid the above problems, the brush seal was developed as an alternative sealing concept for turbomachines: A brush seal consists of a bristle ring, which can be composed of one or more bristle packages, wherein the bristles of the respective bristle package directly in a leakage or leakage channel limiting rotor component or Stator component are anchored. The tightly packed on the respective turbine component fixed bristles bridge the distance between the stationary and the rotating component, so are with their free end at least during operation of the turbomachine on the opposite turbine component and grind on her. This creates a highly effective seal with very small remaining leakage currents. The inherent flexibility of the bristles allows them to yield elastically to each other to a certain extent during radial movements of the two components. An arrangement of the bristles inclined by up to 45 ° to the direction of rotation reduces the risk of buckling. A significant advantage of the brush seals is also their low installation space requirement. As a result, a turbomachine, in particular a steam turbine, can be made extremely compact, which reduces the material requirement. The material costs play a decisive role in a consideration of the cost of production, including at a steam turbine designed for the highest steam conditions, in which the large components coming into contact with the hot steam must be made of a highly heat-resistant material.

Jedoch weisen auch die Bürstendichtungen Nachteile auf: Auch Bürstendichtungen können nämlich konstruktionsbedingt nur begrenzte radiale Relativbewegungen zwischen den Komponenten ertragen. Werden die Relativbewegungen zu groß, so besteht die Gefahr einer Beschädigung und eines nachfolgenden Verlustes an Dichtwirkung. Dieser ist signifikant, da bei Beschädigung der Bürstendichtung die Dichtwirkung nahezu vollständig verloren gehen kann. Die frei beweglichen Abschnitte der Borsten lassen sich auch nicht beliebig lang ausführen. Im Hinblick auf die Druckbelastbarkeit der Bürstendichtung und zur Vermeidung einer durch den Strömungsdruck des Strömungsmediums hervorgerufenen Flatterneigung der Borsten, die ebenfalls mit einem Verlust an Dichtwirkung verbunden ist, wird die Höhe des Spaltes zwischen der zur Aufnahme der Borsten vorgesehenen Metallfassung und der gegenüberliegenden Turbinenkomponente vielmehr so klein wie möglich ausgeführt. Ein Kontakt einer derartigen Fassung oder Aufnahme für die Borsten, die oftmals auch eine in den Leckageraum hineinragende Stützwand für die Borsten umfasst, mit der gegenüberliegenden Turbinenkomponente muss auf alle Fälle vermieden werden, um größere Beschädigungen der umliegenden Bauteile oder im Extremfall der gesamten Turbineneinheit zu verhindern.However, the brush seals also have disadvantages: Even brush seals can, because of the design, endure only limited radial relative movements between the components. If the relative movements are too great, there is a risk of damage and a subsequent loss of sealing effect. This is significant, since damage to the brush seal, the sealing effect can be almost completely lost. The freely moving sections of the Bristles can not be run indefinitely. In view of the compressive strength of the brush seal and to avoid caused by the flow pressure of the flow medium Fluttering the bristles, which is also associated with a loss of sealing effect, the height of the gap between the intended for receiving the bristles metal frame and the opposite turbine component rather so run as small as possible. A contact of such a socket or receptacle for the bristles, which often also includes a projecting into the leakage space support wall for the bristles, with the opposite turbine component must be avoided at all costs to prevent major damage to the surrounding components or in the extreme case of the entire turbine unit ,

Neben Labyrinthdichtungen und Bürstendichtungen sind in jüngerer Zeit noch weitere Dichtungskonzepte für thermische Strömungsmaschinen vorgeschlagen worden. Neben den gasgeschmierten Gleitringdichtungen handelt es sich dabei um so genannte Hybrid-Bürstendichtungen oder um so genannte "Finger-Seals". Im derzeitigen Entwicklungsstadium kommt aber ein Einsatz derartiger Dichtungslösungen allenfalls im zum Testbetrieb bestimmten Turbomaschinen in Frage. Gerade bei Dampfturbinen zum Einsatz in Kraftwerken, bei denen ein über Monate oder sogar Jahre hinweg wartungsfreier Betrieb angestrebt ist, bestehen bezüglich der Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit dieser neuartigen Dichtungskonzepte noch große Zweifel. Sie sind zudem in ihrer Herstellung relativ kostenintensiv.In addition to labyrinth seals and brush seals, other sealing concepts for thermal turbomachines have recently been proposed. In addition to the gas-lubricated mechanical seals, these are so-called hybrid brush seals or so-called "finger seals". At the current development stage, however, the use of such sealing solutions comes at best in the turbomachinery intended for test operation. Especially in steam turbines for use in power plants where a maintenance-free operation is desired over months or even years, there are still great doubts regarding the wear resistance and durability of these novel sealing concepts. They are also relatively expensive to manufacture.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die bei einfach gehaltener Bauweise für einen möglichst wartungsfreien und sicheren Betrieb ausgelegt ist.The invention is therefore based on the object to provide a turbomachine of the type mentioned above, which is designed for maintenance-free and safe operation with a simple design.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Borsten eines oder aller Borstenpakete an jeweils einem sich über eine Anzahl von Federelementen an einer Rotorkomponente oder an einer Statorkomponente abstützenden Dichtungsträgerelement befestigt sind.The object is achieved in that the bristles of one or all of the bristle packages on each one over a number of spring elements on a rotor component or attached to a stator component supporting the seal carrier element.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine thermische Strömungsmaschine einerseits für eine hohe betriebliche Sicherheit und lange Lebensdauer bereits von der Konstruktion her eine hohe Toleranz gegenüber radialen Relativbewegungen von Rotor und Stator aufweisen sollte. Dies ist sinnvoll, um den Einfluss zeitlich unterschiedlich verlaufender thermischer Ausdehnungsvorgänge sowie fliehkraft- und schubbedingter Dehnungen und Verschiebungen nicht nur im Volllastzustand, sondern insbesondere auch während nicht stationärer Betriebsphasen ausgleichen zu können. Andererseits sollte zur Abdichtung von Leckagespalten oder Leckageräumen zwischen dem Rotor und dem Stator auf im Grundsatz bereits bewährte Dichtungskonzepte mit hoher Dichtwirkung und geringen Leckageströmen zurückgegriffen werden. Es sollte daher angestrebt werden, die beiden unterschiedlichen Auslegungsziele "hohe radiale Flexibilität" und "hohe Dichtwirkung" im Rahmen der bereits bekannten und erprobten Bürstendichtungstechnologie miteinander in Einklang zu bringen und diese Technologie weiterzuentwickeln.The invention is based on the consideration that a thermal turbomachine on the one hand for high operational safety and long life already from the design should have a high tolerance relative to radial relative movements of the rotor and stator. This makes sense, in order to be able to compensate for the influence of thermal expansion processes that vary in time as well as centrifugal force and thrust-related strains and displacements not only in full load but also during non-stationary operating phases. On the other hand, should be used to seal leakage gaps or leakage spaces between the rotor and the stator in principle already proven sealing concepts with high sealing effect and low leakage currents. It should therefore be sought to reconcile and further develop the two different design goals of "high radial flexibility" and "high sealing performance" in the already known and proven brush seal technology.

Eine derartige Weiterentwicklung könnte bei den Borsten der Bürstendichtung ansetzen, indem beispielsweise nach neuen, geeigneten Werkstoffen gesucht wird, die den Borsten bei hoher Temperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit eine noch höhere Flexibilität als bislang verleihen. Aber auch dann müssten die einzelnen Borsten eine relativ große Länge aufweisen, um bei einem Betriebszustand mit maximaler Größe des Leckagespaltes diesen noch vollständig ausfüllen und damit abdichten zu können. Dies wiederum könnte zu einem vergrößerten Leckagestrom nicht nur in diesem Grundzustand führen, sondern auch, wenn bei einer betriebsbedingten Veränderung der Spaltgeometrie die Borsten eines Borstenabschnittes vergleichsweise stark zur Seite gedrückt werden. Dabei treten nämlich in der Regel sich auf- und zusammenfächernde Borstenbereiche auf, wobei die Dichtwirkung der aufgefächerten Bereiche stark herabgesetzt ist.Such a refinement could begin with the bristles of the brush seal, for example, by looking for new, suitable materials that give the bristles with high temperature resistance and wear resistance even greater flexibility than before. But even then, the individual bristles would have to have a relatively large length, in order to fully fill it in an operating state with maximum size of the leakage gap and thus be able to seal. This in turn could lead to an increased leakage current not only in this ground state, but also, when in an operational change of the gap geometry, the bristles of a bristle portion are pressed relatively strong to the side. As a rule, up and collapsing bristle areas occur on, wherein the sealing effect of the fanned areas is greatly reduced.

Es ist daher wünschenswert, die Borsten ähnlich wie bei bereits bekannten Ausführungen eher kurz zu halten und den Leckageraum bezüglich seiner Radialausdehnung von vornherein entsprechend klein zu dimensionieren. Der auf diese Weise gegenüber einer Bürstendichtung mit langen Borsten eingesparte Einbauraum sollte stattdessen für eine flexible Anbringung oder Verankerung der Borsten bzw. der Borstenhalterung verwendet werden. Mit anderen Worten: Es wird angestrebt, nicht den Borsten selbst, sondern ihrem jeweiligen Verankerungspunkt eine erhöhte radiale Flexibilität zu verleihen. Um jedoch den größten Teil des Rotors und des Stators auch weiterhin starr ausführen zu können, was allein schon aus konstruktiv-mechanischen Gründen erforderlich ist, sind nach dem nunmehr vorgesehenen Konzept die Borstenpakete in oder an in radialer Richtung nachgiebig gelagerten Dichtungsträgerelementen befestigt, die sich jeweils über ein oder mehrere Federelemente an einer starr ausgeführten Rotor- oder Statorkomponente abstützen. Das auf diese Weise geschaffene System nimmt also bewusst den durch die federnde Anbringung des Dichtungsträgerelementes hervorgerufenen Nachteil einer etwas größeren Einbautiefe in Kauf. Dafür weist es aber eine hohe radiale Flexibilität auch gegenüber großen Veränderungen der Spaltgeometrie auf und gewährleistet gleichzeitig die ausgesprochen guten Dichtungseigenschaften einer Bürstendichtung.It is therefore desirable to keep the bristles rather short, as in already known embodiments, and to dimension the leakage space correspondingly small with respect to its radial extent from the outset. The installation space saved in this way compared to a brush seal with long bristles should instead be used for a flexible attachment or anchoring of the bristles or the bristle holder. In other words, it is desirable not to give the bristles themselves, but their respective anchoring point increased radial flexibility. However, in order to continue to be able to rigidly carry out most of the rotor and the stator, which alone is required for constructional-mechanical reasons, the bristle packs are fastened in or on the bearing carrier elements which are resiliently mounted in the radial direction according to the concept which is now provided supported by one or more spring elements on a rigidly executed rotor or stator component. The system created in this way thus consciously takes into account the disadvantage of a somewhat greater installation depth caused by the resilient attachment of the seal carrier element. But it also has a high radial flexibility against large changes in the gap geometry and at the same time ensures the very good sealing properties of a brush seal.

Bevorzugt lässt sich die federnde Anbringung des Dichtungsträgerelementes an einer Rotorkomponente oder an einer Statorkomponente der Strömungsmaschine durch eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder realisieren, die vorzugsweise an der dem Leckageraum abgewandten Seite des Dichtungsträgerelementes angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Federelement eine als Druckfeder ausgestaltete Schraubenfeder. Es können aber auch andere Federtypen zum Einsatz kommen, z. B. eine Luftfeder oder eine Gasdruckfeder.Preferably, the resilient attachment of the seal carrier element to a rotor component or to a stator component of the turbomachine can be realized by a leaf spring or a helical spring, which is preferably arranged on the side of the seal carrier element facing away from the leakage chamber. Particularly preferably, the spring element is designed as a compression spring coil spring. But other types of springs can be used, for. B. an air spring or a gas spring.

Im Regelfall, d. h. in einem Betriebszustand der Strömungsmaschine mit einer vergleichsweise großen radialen Ausdehnung des Leckageraumes, drückt das Federelement das Dichtungsträgerelement - evtl. entgegen der durch das Eigengewicht des Dichtungsträgerelementes wirksamen Gewichtskraft - in eine vorzugsweise durch einen Anschlag festgelegte Referenzposition. Das Federelement kann in diesem Zustand eine Vorspannung aufweisen, die derart bemessen ist, dass das Dichtungsträgerelement auch bei dem auslegungsgemäß vorgesehenen Betriebsdruck des Strömungsmediums sowie bei betriebsbedingten Schwingungen oder Vibrationen der Strömungsmaschine sicher in der Referenzposition verbleibt. Das Federelement ist vorzugsweise zwischen dem Dichtungsträgerelement und der zu seiner Befestigung vorgesehen Turbinenkomponente eingeklemmt, ohne mit dem Dichtungsträgerelement oder der Turbinenkomponente fest verbunden zu sein. Somit kann das Federelement im Wartungsfall einfach ausgetauscht werden. Zwischen der Turbinenkomponente und dem sich an ihr über das Federelement abstützenden Dichtungsträgerelement befindet sich ein Ausweichspalt oder Ausweichraum, in den das Dichtungsträgerelement ausweichen kann, sobald es gegen die Federkraft des Federelementes in radialer Richtung aus der Referenzposition herausbewegt wird. Die Federspannung des Federelementes ist vorzugsweise derart gewählt, dass es sich im Falle einer betriebsbedingt verringerten radialen Ausdehnung des Leckageraumes durch die über die Borsten auf das Dichtungsträgerelement übertragene Druckkraft zusammendrücken lässt, bevor es zu einer Berührung der metallischen Borstenhalterung mit der gegenüberliegend angeordneten Turbinenkomponente kommt.As a rule, d. H. in an operating state of the turbomachine with a comparatively large radial extent of the leakage space, the spring element presses the seal carrier element - possibly counter to the weight force acting by the own weight of the seal carrier element - into a reference position preferably determined by a stop. The spring element may have a bias in this state, which is dimensioned such that the seal carrier element remains securely in the reference position even at the design-provided operating pressure of the flow medium as well as operational oscillations or vibrations of the turbomachine. The spring element is preferably clamped between the seal carrier element and the turbine component provided for its attachment, without being firmly connected to the seal carrier element or the turbine component. Thus, the spring element can be easily replaced during maintenance. There is an escape gap or escape space into which the seal carrier element can escape as soon as it is moved out of the reference position against the spring force of the spring element in the radial direction between the turbine component and the it on the spring element supporting seal carrier element. The spring tension of the spring element is preferably selected such that, in the event of a reduced radial expansion of the leakage space due to operation, it can be compressed by the pressure force transmitted via the bristles to the seal carrier element before the metallic bristle holder comes into contact with the turbine component arranged opposite.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das jeweilige Dichtungsträgerelement zumindest teilweise versenkt in einer Aussparung einer Rotorkomponente oder einer Statorkomponente der Strömungsmaschine angeordnet. Dadurch kann der erforderliche Einbauraum besonders gering gehalten werden.In an advantageous development, the respective seal carrier element is at least partially sunk in a recess of a rotor component or a stator component of the turbomachine. As a result, the required installation space can be kept very low.

Um das Dichtungsträgerelement vor Heraus- oder Herabfallen aus oder von der zu seiner Halterung vorgesehenen Turbinenkomponente zu sichern, weist das Dichtungsträgerelement vorzugsweise zwei in axialer Richtung der Strömungsmaschine ausgerichtete Vorsprünge auf. In der Ruhe- bzw. Referenzposition des Dichtungsträgerelementes, d. h. bei von einer möglichen Vorspannung abgesehen unbelastetem Federelement, liegt eine von dem jeweiligen Vorsprung gebildete und zum Leckageraum hin orientierte Auflagefläche an einem von der Turbinenkomponente abstehenden Anschlag an. Es sind also zwei Anschläge vorgesehen, die das Dichtungsträgerelement bevorzugt in einer solchen Weise umgreifen, dass sie zugleich eine Führung für das in radialer Richtung, also gegen die Federkraft des Federelementes, bewegliche Dichtungsträgerelement bilden. Bei passgenauer Gestaltung der Führung ist damit ein Verkanten des Dichtungsträgerelementes in der Aussparung der Turbinenkomponente vermieden.In order to secure the seal carrier element from falling out or falling off or from the turbine component provided for its mounting, the seal carrier element preferably has two projections aligned in the axial direction of the turbomachine. In the rest or reference position of the seal carrier element, d. H. In the case of a spring element which is unloaded apart from a possible pretensioning, a bearing surface formed by the respective projection and oriented toward the leakage space is located on a stop projecting from the turbine component. Thus, there are provided two stops which preferably embrace the seal carrier element in such a way that they also form a guide for the in the radial direction, ie against the spring force of the spring element, movable seal carrier element. With tailor-made design of the guide so that tilting of the seal carrier element in the recess of the turbine component is avoided.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Dichtungsträgerelement einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt mit einem Querbalken und einem in radialer Richtung der Strömungsmaschine ausgerichteten Steg auf. Die an der zur Aufnahme des Dichtungsträgerelementes vorgesehenen Turbinenkomponente angeordneten Anschläge liegen seitlich am Steg an und bilden für diesen eine Führung. Das Borstenpaket ist an der dem Querträger abgewandten Basisseite des Stegs angeordnet. Diese Formgebung des Dichtungsträgerelementes und der korrespondierenden Aussparung in der umliegenden Turbinenkomponente ist in radialer Richtung ganz besonders Platz sparend.In a particularly preferred embodiment, the seal carrier element has a substantially T-shaped cross section with a transverse bar and a web aligned in the radial direction of the turbomachine. The arranged on the intended for receiving the seal carrier element turbine components stops lie laterally on the web and form a guide for this. The bristle pack is arranged on the side facing away from the cross member base side of the web. This shape of the seal carrier element and the corresponding recess in the surrounding turbine component is particularly space-saving in the radial direction.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Dichtungsträgerelementen um den ringförmigen Leckageraum herum derart angeordnet, dass die Gesamtheit aller Borstenpakete eine in Umfangsrichtung durchgängige Bürstendichtung bilden. Die Dichtungsträgerelemente sind dabei vorzugsweise entweder alle rotorseitig oder alle statorseitig angeordnet. Aufgrund der auf den Rotor der Strömungsmaschine einwirkenden Fliehkräfte, die sich unter Umständen negativ auf die Funktionsfähigkeit der federnd gelagerten Dichtungsträgerelemente auswirken könnten, ist eine statorseitige Anbringung im Allgemeinen bevorzugt.Preferably, a plurality of seal support members are disposed around the annular leakage space such that the entirety of all the bristle packs form a circumferentially continuous brush seal. The seal carrier elements are preferably either all rotor side or all arranged on the stator side. Due to the forces acting on the rotor of the turbomachine centrifugal forces, which are under Circumstances could adversely affect the operability of the spring-mounted seal carrier elements, a stator-side attachment is generally preferred.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist am Dichtungsträgerelement eine Anzahl von in axialer Richtung zueinander beabstandeten und jeweils in den Leckageraum hineinragenden Dichtlippen vorgesehen. Die wegen ihrer Querschnittsform auch als "Dichtspitzen" bezeichneten Dichtlippen sind ringabschnittsförmige Vorsprünge an der den Leckageraum begrenzenden Basisseite des jeweiligen Dichtungsträgerelementes. Wie die Borstenpakete bilden auch die Ringabschnitte der Dichtlippen aller in Umfangsrichtung der Strömungsmaschine angeordneten Dichtungsträgerelemente einen im Wesentlichen (von den Übergangsstellen zwischen je zwei Dichtungsträgerelementen abgesehen) vollständigen Ring. In einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Dichtspitzen integral, d. h. aus einem Werkstück, mit dem jeweiligen Dichtungsträgerelement gefertigt. In einer bevorzugten Alternativausführung sind die Dichtspitzen jeweils als ein ringförmig gebogener oder geformter Abschnitt eines Dichtbandes ausgeführt, das in eine Aufnahmenut des Dichtungsträgerelementes eingestemmt ist. Es können aber auch andere Konzepte zur dauerhaften Verbindung der verschiedenen Komponenten vorgesehen sein.In a preferred refinement, a number of sealing lips spaced apart from one another in the axial direction and projecting into the leakage space are provided on the seal carrier element. The because of their cross-sectional shape also referred to as "sealing tips" sealing lips are annular portion-shaped projections on the leakage space limiting base side of the respective seal carrier element. Like the bristle packs, the ring sections of the sealing lips of all seal carrier elements arranged in the circumferential direction of the turbomachine also form a complete ring (apart from the transition points between two seal carrier elements). In a particularly preferred embodiment, the sealing tips are integral, d. H. from a workpiece, made with the respective seal carrier element. In a preferred alternative embodiment, the sealing tips are each designed as a ring-shaped bent or shaped portion of a sealing strip which is caulked into a receiving groove of the seal carrier element. However, other concepts for permanently connecting the various components may also be provided.

Die Dichtringe bilden neben der Bürstendichtung zusätzliche Drosselstellen für das Strömungsmedium im Leckageraum. Durch die Kombination der Dichtungskonzepte "Bürstendichtung" und "Labyrinthdichtung" ist eine ausgesprochen wirksame Drosselung des Leckagestromes erreicht. Neben den am Dichtungsträgerelement angeordneten Dichtlippen können alternativ oder zusätzlich an der dem Dichtungsträgerelement gegenüberliegenden Turbinenkomponente angeordnete und ebenfalls in den Leckageraum hineinragende Dichtlippen vorgesehen sein. Hinsichtlich der Labyrinthdichtung können also alle bereits bekannten Konfigurationen, etwa in der Art eines offenen Labyrinths (Durchblick-Labyrinth) oder eines verzahnten Labyrinths realisiert sein. Bei gestufter Formgebung der Begrenzungswände des Leckageraumes - also bei gestufter Ausführung des Dichtungsträgerelementes und/oder der gegenüberliegenden Turbinenkomponente - sind auch entsprechende Abwandlungen in der Art eines Stufenlabyrinths oder eines Kamm-Nut-Labyrinths realisierbar.The sealing rings form, in addition to the brush seal, additional throttling points for the flow medium in the leakage chamber. Due to the combination of the sealing concepts "brush seal" and "labyrinth seal", a very effective throttling of the leakage flow is achieved. In addition to the sealing lips arranged on the seal carrier element, alternatively or additionally, sealing lips may be provided on the turbine component opposite the seal carrier element and also projecting into the leakage cavity. With regard to the labyrinth seal, it is thus possible to implement all known configurations, for example in the manner of an open labyrinth (see-through labyrinth) or a toothed labyrinth. With stepped shaping of the boundary walls the leakage space - ie in stepped version of the seal carrier element and / or the opposite turbine component - also corresponding modifications in the manner of a stepped labyrinth or a comb-groove labyrinth can be realized.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist zumindest eine der Dichtlippen oder Dichtspitzen durch einen Spalt von der ihr gegenüberliegenden Turbinenkomponente beabstandet, dessen radiale Ausdehnung kleiner ist als die radiale Ausdehnung eines zwischen einer Borstenhalterung für die Borsten des Borstenpaketes und der gegenüberliegenden Turbinenkomponente vorgesehenen Spaltes. Durch diese Konfiguration der Radialspiele ist sichergestellt, dass bei einer betriebsbedingten Veränderung der radialen Ausdehnung des Leckageraumes, insbesondere etwa infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungsvorgänge auf der Rotorseite und der Statorseite, zuerst die relativ robusten Dichtspitzen gegen die gegenüberliegende Turbinenkomponente anlaufen und dabei das federnde Dichtsegment "anheben" oder wegdrücken. Die Kraftübertragung erfolgt somit nicht oder nur zum unwesentlichen Teil durch die Bürstendichtung, sondern durch die Dichtspitzen. Dies schont die Bürstendichtung und verbessert deren Alterungsverhalten bzw. Verschleißverhalten. Insbesondere ist ein schadenträchtiger Kontakt der Borstenhalterung oder Fassung, zu der auch eine etwa vorhandene Stützwand für die Borsten zu zählen ist, mit der gegenüberliegenden Turbinenkomponente vermieden. Die Auswirkungen eines Anstreifvorganges bleiben daher zuverlässig auf die Dichtspitzen begrenzt. Angrenzende Bauteile werden normalerweise auch bei nennenswertem Kontakt der Dichtspitzen mit den gegenüberliegenden Bauteilen nicht in Mitleidenschaft gezogen. Sollte dennoch einmal durch äußere Einflüsse, z. B. durch Fremdkörper in der Maschine, eine signifikante Beschädigung der Bürstendichtung und eine damit einhergehende Verringerung der Dichtwirkung eintreten, so stellt die durch die Dichtspitzen realisierte "klassische" Labyrinthdichtung eine Mindestdichtwirkung sicher. Das System weist somit hinsichtlich seiner Dichtwirkung eine Redundanz auf.In a particularly preferred development, at least one of the sealing lips or sealing tips is spaced from the turbine component opposite it by a gap whose radial extent is smaller than the radial extent of a gap provided between a bristle holder for the bristles of the bristle package and the opposing turbine component. This configuration of the radial clearances ensures that in the event of an operational change in the radial extent of the leakage space, in particular as a result of different thermal expansion processes on the rotor side and the stator side, the relatively robust sealing tips first start against the opposite turbine component and thereby "lift" the resilient sealing segment. or push away. The power transmission is thus not or only to an insignificant part by the brush seal, but by the sealing tips. This protects the brush seal and improves its aging behavior or wear behavior. In particular, a damage-bearing contact of the bristle holder or socket, which also includes an existing support wall for the bristles, is avoided with the opposite turbine component. The effects of a squishing process therefore remain reliably limited to the sealing tips. Adjacent components are normally not affected even with significant contact of the sealing tips with the opposing components. Should nevertheless once by external influences, eg. B. by foreign bodies in the machine, a significant damage to the brush seal and a concomitant reduction in the sealing effect occur, so the realized by the sealing tips "classic" labyrinth seal ensures a minimum sealing effect. The system thus has a redundancy with respect to its sealing effect.

Das beschriebene Dichtungssystem kann auf vorteilhafte Weise an verschiedenen Stellen zwischen feststehenden und rotierenden Baugruppen einer thermischen Strömungsmaschine, in der Regel zwischen dem innen liegenden Rotor und den den Rotor umgebenden Gehäusekomponenten, zum Einsatz kommen. Im Prinzip sind auch verallgemeinerte Anwendungen des Dichtungskonzeptes zwischen zwei rotierenden Komponenten einer Strömungsmaschine denkbar. Besonders bevorzugt ist jedoch der Einsatz der federnd aufgehängten Bürstendichtungen als Wellendichtung einer thermischen Strömungsmaschine, insbesondere einer Dampfturbine. Zu den Wellendichtungen im weiteren Sinne ist bei einer Dampfturbine auch eine im Spalt zwischen einem so genannten Schubausgleichskolben und den umliegenden Gehäusekomponenten angeordnete Dichtung zu zählen. In einer bevorzugten Alternativvariante ist die gemäß dem neuen Konzept für eine besonders hohe radiale Flexibilität ausgelegte Bürstendichtung im Schaufelpfad einer Strömungsmaschine angeordnet. Insbesondere kann die Bürstendichtung zur Abdichtung eines Leckagespaltes zwischen einem die Schaufelspitzen der rotierenden Laufschaufeln verbindenden Laufschaufeldeckband und dem umliegenden Gehäuse einer Turbine, insbesondere einer Dampfturbine, vorgesehen sein. Ganz analog kann mit einer derartigen federgelagerten Bürstendichtung auch ein Leckagespalt zwischen einem Leitschaufeldeckband und dem Rotor der Turbine abgedichtet werden. Auf diese Weise werden die von der Überströmung der Schaufelspitzen herrührenden Spalt- und Randverluste verringert.The sealing system described can advantageously be used at different points between stationary and rotating assemblies of a thermal fluid machine, usually between the inner rotor and the housing components surrounding the rotor. In principle, generalized applications of the sealing concept between two rotating components of a turbomachine are also conceivable. However, the use of the resiliently suspended brush seals as a shaft seal of a thermal turbomachine, in particular a steam turbine, is particularly preferred. For the shaft seals in a broader sense, a steam turbine also includes a seal arranged in the gap between a so-called thrust balance piston and the surrounding housing components. In a preferred alternative variant, the brush seal designed according to the new concept for a particularly high radial flexibility is arranged in the blade path of a turbomachine. In particular, the brush seal can be provided for sealing a leakage gap between a blade cover strip connecting the blade tips of the rotating blades and the surrounding housing of a turbine, in particular a steam turbine. Quite analogously, with such a spring-mounted brush seal, a leakage gap between a vane cover tape and the rotor of the turbine can be sealed. In this way, the resulting from the overflow of the blade tips gap and edge losses are reduced.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verankerung von eine Bürstendichtung bildenden Borstenpaketen an federnd an einer Rotor- oder Statorkomponente einer Strömungsmaschine aufgehängten oder gelagerten Dichtungsträgerelementen eine wirkungsvolle Abdichtung eines Ringspaltes bereitgestellt wird, die bei vergleichsweise geringem Einbauraum besonders tolerant gegenüber Bewegungen des Rotors und des Stators gegeneinander ist. Insbesondere in Kombination mit einer klassischen Labyrinthdichtung entsteht ein besonders verschleißarmes und langlebiges System, das zudem bezüglich der Dichtungswirkung eine Redundanz aufweist.The advantages achieved by the invention are in particular that an effective sealing of an annular gap is provided by the anchoring of a brush seal forming bristle packs on resiliently suspended or mounted on a rotor or stator component of a turbomachine seal carrier elements, which are particularly tolerant to movements with a relatively small installation space of the rotor and the stator against each other. In particular, in combination with a classic labyrinth seal creates a particularly low-wear and durable system, which also has a redundancy with respect to the sealing effect.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1
eine schematische Darstellung einer Dampfturbine im Längsschnitt,
FIG 2
einen Ausschnitt aus FIG 1 mit einem federnd an einer Turbinenkomponente gelagerten Dichtungsträgerelement mit einem Borstenpaket zur Abdichtung eines Leckagekanals, und
FIG 3
eine alternative Ausführung des Dichtungsträgerelementes, wobei der Leckagekanal eine von der in FIG 2 gezeigten Konfiguration verschiedene Formgebung aufweist.
An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
FIG. 1
a schematic representation of a steam turbine in longitudinal section,
FIG. 2
a detail of Figure 1 with a resiliently mounted on a turbine component seal carrier element with a bristle package for sealing a leakage channel, and
FIG. 3
an alternative embodiment of the seal carrier element, wherein the leakage channel has a different shape from the configuration shown in FIG.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.

FIG 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Dampfturbine 2 als ein Beispiel für eine thermische Strömungsmaschine. Die Dampfturbine 2 weist eine Anzahl von mit der Turbinenwelle 4 verbundenen, rotierbaren Laufschaufeln 6 auf. Die Laufschaufeln 6 sind jeweils kranzförmig an der Turbinenwelle 4 angeordnet und bilden somit eine Anzahl von Laufschaufelkränzen oder Laufschaufelreihen. Weiterhin umfasst die Dampfturbine 2 eine Anzahl von feststehenden Leitschaufeln 8, die ebenfalls kranzförmig unter Bildung von Leitschaufelkränzen oder Leitschaufelreihen an einem Turbinengehäuse 10 der Dampfturbine 2 befestigt sind. Die Leitschaufeln 8 können abweichend von der Darstellung in FIG 1 auch an einem innerhalb des äußeren Turbinengehäuses 10 angeordneten Innengehäuse oder an Leitschaufelträgern befestigt sein. Der von der Turbinenwelle 4 und dem Turbinengehäuse 10 begrenzte Strömungskanal 12, der auch als Expansionsstrecke bezeichnet wird, wird eingangsseitig über eine ringförmige Einströmung 14 mit unter hohem Druck und unter hoher Temperatur stehendem Dampf D beaufschlagt. Der Dampf D durchströmt den Strömungskanal 12 in einer parallel zur Mittelachse 16 der Dampfturbine 2 verlaufenden Hauptströmungsrichtung, wobei er sich arbeitsleistend entspannt und dabei durch Impulsübertrag auf die Laufschaufeln 6 die Turbinenwelle 4 antreibt. Die Laufschaufeln 8 dienen zur Strömungsführung des als Arbeitsmedium vorgesehenen Dampfes D zwischen jeweils zwei in Strömungsrichtung gesehen aufeinander folgenden Laufschaufelreihen. Ein aufeinander folgendes Paar von einem Kranz von Leitschaufeln 8 oder einer Leitschaufelreihe und von einem Kranz von Laufschaufeln 6 oder einer Laufschaufelreihe wird auch als Turbinenstufe bezeichnet. Der nach dem Durchströmen der Expansionsstrecke entspannte Dampf D wird in einem endseitig in der Dampfturbine 2 angeordneten Austrittsbereich 18 gesammelt und über eine hier nicht näher dargestellte Leitung aus dem Turbinengehäuse 10 abgeführt.1 shows a longitudinal section through a steam turbine 2 as an example of a thermal turbomachine. The steam turbine 2 has a number of rotatable blades 6 connected to the turbine shaft 4. The blades 6 are each arranged in a ring shape on the turbine shaft 4 and thus form a number of blade rings or blade rows. Furthermore, the steam turbine 2 comprises a number of fixed guide vanes 8, which are likewise fixed in a ring shape to form turbine blade rings or rows of vanes on a turbine housing 10 of the steam turbine 2. Deviating from the illustration in FIG. 1, the guide vanes 8 can also be arranged on an inner housing arranged inside the outer turbine housing 10 or on guide vanes be attached. The limited by the turbine shaft 4 and the turbine housing 10 flow channel 12, which is also referred to as expansion section, the input side is acted upon by an annular inflow 14 with standing under high pressure and high temperature steam D. The steam D flows through the flow channel 12 in a direction parallel to the central axis 16 of the steam turbine 2 extending main flow direction, where it relaxes work and thereby drives by impulse transfer to the blades 6, the turbine shaft 4. The rotor blades 8 serve to guide the flow of the steam D, which is provided as the working medium, between in each case two rows of rotor blades, viewed in the direction of flow. A successive pair of a ring of vanes 8 or a row of vanes and a ring of blades 6 or a blade row is also referred to as a turbine stage. The relaxed after flowing through the expansion section steam D is collected in an end arranged in the steam turbine 2 outlet region 18 and discharged via a line not shown here from the turbine housing 10.

Das Druckgefälle an den Schaufeln bewirkt einen Schub in Durchströmrichtung. Dieser Schub wird durch einen Schubausgleichskolben 20, der auf der dem Strömungskanal 12 abgewandten Seite ebenfalls mit unter Druck stehendem Dampf D beaufschlagt wird, bis auf einen definierten Restschub kompensiert. Die Gesamtheit der feststehenden Turbinenteile, also Turbinengehäuse 10 zusammen mit den Leitschaufeln 8, wird auch als Stator 21 bezeichnet. Die rotierenden Teile, also die Turbinenwelle 4 mit den Laufschaufeln 6, werden in ihrer Gesamtheit auch als Turbinenläufer oder Rotor 22 bezeichnet.The pressure gradient across the blades causes a thrust in the direction of flow. This thrust is compensated by a thrust balance piston 20, which is also acted upon on the side facing away from the flow channel 12 with pressurized steam D, to a defined residual thrust. The entirety of the stationary turbine parts, ie turbine housing 10 together with the guide vanes 8, is also referred to as stator 21. The rotating parts, so the turbine shaft 4 with the blades 6, are referred to in their entirety as a turbine rotor or rotor 22.

Die Laufschaufeln 6 einer Laufschaufelreihe weisen an ihrem kopfseitigen, d. h. radial nach außen gerichteten Ende jeweils eine an das profilierte Schaufelblatt 23 angeformte und in Umfangsrichtung seitlich überstehende Deckplatte 24 auf. Die Deckplatten 24 je zweier benachbarter Laufschaufeln 6 einer Laufschaufelreihe berühren sich gegenseitig. Die Deckplatten 24 werden nämlich bei der Montage der Laufschaufeln 6 an der Turbinenwelle 4 derart gegeneinander verspannt, dass sich ein geschlossener ringförmiger Verbund ausbildet. Dadurch werden Verwindungen der einzelnen Schaufelblätter 23 oder Schwingungen der Schaufelspitzen wirkungsvoll unterdrückt. In Anlehnung an die "klassischen" aufgenieteten Stahldeckbänder wird die Gesamtheit der Deckplatten einer Schaufelreihe ebenfalls als Deckband bezeichnet. Neben den Laufschaufeln 6 weisen auch die Leitschaufeln 8 der Dampfturbine 2 am jeweiligen Schaufelblatt 22 angeformte Deckplatten 24 auf, die in ihrer Gesamtheit ein der jeweiligen Leitschaufelreihe zugeordnetes Deckband ausbilden. Ein einer Laufschaufelreihe zugeordnetes Deckband wird auch als Laufschaufeldeckband bezeichnet. Im Falle einer Leitschaufelreihe spricht man von einem Leitschaufeldeckband.The rotor blades 6 of a rotor blade row have at their head-side, ie radially outwardly directed end in each case an integrally formed on the profiled airfoil 23 and laterally projecting in the circumferential direction cover plate 24. The cover plates 24 each two adjacent blades 6 a Blade row touching each other. Namely, the cover plates 24 are braced against each other during assembly of the rotor blades 6 on the turbine shaft 4 such that a closed annular composite is formed. As a result, twisting of the individual airfoils 23 or vibrations of the blade tips are effectively suppressed. Based on the "classic" riveted steel cover strips, the entirety of the cover plates of a row of blades is also referred to as shroud. In addition to the rotor blades 6, the guide vanes 8 of the steam turbine 2 have cover plates 24 formed on the respective airfoil 22, which in their entirety form a cover band assigned to the respective row of guide vanes. A shroud row associated shroud is also referred to as a shovel deck. In the case of a row of vanes one speaks of a Leitschaufeldeckband.

Zur Realisierung eines hohen Wirkungsgrades müssen die an verschiedenen Stellen zwischen dem Rotor 22 und dem Stator 21 der Dampfturbine 2 auftretenden Leckageströme des Dampfes D minimiert werden. Derartige Leckageströme treten beispielsweise innerhalb der ringförmigen Leckagespalte 26a zwischen der Turbinenwelle 4 und dem jeweils in axialer Richtung endseitig positionierten Randabschnitt des Turbinengehäuses 10 auf, wobei Dampf D in die Umgebung entweicht. Ebenso unerwünscht ist ein Überströmen des Dampfes D innerhalb des zwischen dem Schubausgleichskolben 20 und dem Turbinengehäuse 10 liegenden Leckagespaltes 26b. Schließlich existieren zudem Leckagespalte 26c, 26d zwischen einem den Laufschaufeln 6 einer Laufschaufelreihe zugeordneten Laufschaufeldeckband und dem umliegenden Turbinengehäuse 10, sowie zwischen einem den Leitschaufeln 8 einer Leitschaufelreihe zugeordneten Leitschaufeldeckband und dem ihm gegenüberliegenden Abschnitt des Rotors 22.To realize a high degree of efficiency, the leakage currents of the steam D occurring at various points between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2 must be minimized. Such leakage flows occur, for example, within the annular leakage gaps 26a between the turbine shaft 4 and the end section of the turbine housing 10 which is positioned at the end in the axial direction, whereby vapor D escapes into the environment. Also undesirable is an overflow of the steam D within the lying between the thrust balance piston 20 and the turbine housing 10 leakage gap 26b. Finally, there are also leakage gaps 26c, 26d between a rotor blade cover plate associated with the rotor blades 6 of a blade row and the surrounding turbine housing 10, and between a guide blade cover strip associated with the guide blades 8 of a guide blade row and the section of the rotor 22 opposite to it.

Um die Leckageverluste möglichst gering zu halten, weist die Dampfturbine 2 eine Anzahl von Wellendichtungen 28 zur Abdichtung der Leckagespalte 26a zwischen der Turbinenwelle 4 und dem Turbinengehäuse 10 sowie eine Schubausgleichskolben-Dichtung 30 zur Abdichtung des Leckagespaltes 26b zwischen dem Schubausgleichskolben 20 und dem Turbinengehäuse 10 auf. Ferner sind Deckband-Dichtungen 32 zur Abdichtung der Leckagespalte 26c, 26d zwischen dem jeweiligen Leitschaufeldeckband und dem Rotor 22 bzw. zwischen dem jeweiligen Laufschaufeldeckband und dem Turbinengehäuse 10 vorgesehen. Die Dichtungen 28, 30, 32 zwischen dem Rotor 22 und dem Stator 21 der Dampfturbine 2 sind in FIG 1 nur schematisch angedeutet und werden im Folgenden näher erläutert.In order to minimize the leakage losses, the steam turbine 2 has a number of shaft seals 28 for sealing the leakage gaps 26a between the turbine shaft 4 and the turbine housing 10, and a thrust balance piston seal 30 for sealing the leakage gap 26b between the thrust balance piston 20 and the turbine housing 10. Further, shroud seals 32 are provided to seal the leakage gaps 26c, 26d between the respective vane shroud and the rotor 22 and between the respective bucket cover and the turbine housing 10, respectively. The seals 28, 30, 32 between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2 are indicated only schematically in FIG. 1 and will be explained in more detail below.

Die in FIG 2 im Detail dargestellte Dichtungsanordnung 34 zwischen dem Rotor 22 und dem Stator 21 der Dampfturbine 2, die eine Wellendichtung 28, eine Schubausgleichskolben-Dichtung 30 oder auch eine Deckband-Dichtung 32 sein kann, ist im Hinblick auf betriebsbedingte Variationen in der radialen Ausdehnung des Leckageraumes 36 spezifisch für eine besonders hohe radiale Flexibilität ausgelegt. Zu diesem Zweck ist die Dichtungsanordnung 34 an einen Dichtungsträgerelement 38 verankert, das sich über ein in radialer Richtung 52 komprimierbares Federelement 40 an einer Turbinenkomponente abstützt. Für die folgende Diskussion wird angenommen, dass es sich bei der Turbinenkomponente um eine Statorkomponente 42 handelt. Dementsprechend stellt die gegenüberliegende, durch den Leckageraum 36 von der Statorkomponente 42 separierte Turbinenkomponente eine Rotorkomponente 44 dar. Insbesondere kann es sich im Fall einer Wellendichtung 28 bei der Statorkomponente 42 um das Turbinengehäuse 10 und bei der Rotorkomponente 44 um die Turbinenwelle 4 handeln.The sealing arrangement 34 shown in detail in FIG. 2 between the rotor 22 and the stator 21 of the steam turbine 2, which may be a shaft seal 28, a thrust piston seal 30 or also a shroud seal 32, is in view of operational variations in the radial Extension of the leakage space 36 designed specifically for a particularly high radial flexibility. For this purpose, the sealing arrangement 34 is anchored to a seal carrier element 38, which is supported on a turbine component via a spring element 40 compressible in the radial direction 52. For the following discussion, it is assumed that the turbine component is a stator component 42. Accordingly, the opposing turbine component separated from the stator component 42 by the leakage space 36 constitutes a rotor component 44. Specifically, in the case of a shaft seal 28, the stator component 42 may be the turbine housing 10 and the rotor component 44 may be the turbine shaft 4.

Das Dichtungsträgerelement 38 ist versenkt in einer Aussparung 46 der Statorkomponente 42 angeordnet. Es weist einen T-förmigen Querschnitt auf, wobei der in Axialrichtung 48 der Dampfturbine 2 orientierte Querbalken 49 zwei Vorsprünge 50 gegenüber dem in Radialrichtung 52 orientierten Steg 54 bildet. In der in FIG 2 gezeigten Referenzposition des Dichtungsträgerelementes 38 liegt jeder der beiden Vorsprünge 50 mit seiner jeweils dem Leckageraum 36 zugewandten Auflagefläche 56 an einem Anschlag 58 an, der von einem von der Statorkomponente 42 abstehenden Schenkel 60 gebildet wird. Die beiden Schenkel 60 umgreifen dabei das Dichtungsträgerelement 38 und bilden gleichzeitig mit ihren dem Steg 54 des Dichtungsträgerelementes 38 zugewandten Führungsflächen 62 eine Führung für das in radialer Richtung 52 gegen die Kraft des Federelementes 40 verschiebliche Dichtungsträgerelement 38.The seal carrier element 38 is sunk in a recess 46 of the stator component 42. It has a T-shaped cross-section, wherein the transverse bar 49 oriented in the axial direction 48 of the steam turbine 2 forms two projections 50 with respect to the web 54 oriented in the radial direction 52. In the reference position of the seal carrier element 38 shown in FIG. 2, each of the two projections 50 lies with its respective support surface facing the leakage chamber 36 56 on a stop 58, which is formed by a protruding from the stator 42 leg 60. The two legs 60 engage around the seal carrier element 38 and at the same time form, with their guide surfaces 62 facing the web 54 of the seal carrier element 38, a guide for the seal carrier element 38 which is displaceable in the radial direction 52 against the force of the spring element 40.

Im Normalfall wird das Dichtungsträgerelement 38 durch die Druckkraft des Federelementes 40 in der in FIG 2 gezeigten Referenzposition gehalten. Das als Schraubenfeder ausgestaltete Federelement 40 ist in Radialrichtung 52 komprimierbar zwischen die vom Leckageraum 36 abgewandte Seite des Dichtungsträgerelementes 38 und eine die Aussparung 46 begrenzende Begrenzungswand 64 der Statorkomponente 42 geklemmt. Auf der Seite des Dichtungsträgerelementes 38 ist eine das Federelement 40 bezüglich seiner axialen Position und gegebenenfalls auch in Umfangsrichtung der Dampfturbine 2 fixierende Aufnahmenut 66 für das Federelement 40 vorgesehen, so dass das Federelement 40 teilweise versenkt im Dichtungsträgerelement 38 angeordnet ist. Zwischen dem Dichtungsträgerelement 38 und der Statorkomponente 42 befindet sich ein Ausweichspalt 68, in den das Dichtungsträgerelement 38 bei zusammengedrücktem Federelement 40 ausweichen kann. Die als Anschlag wirksame Begrenzungswand 64 legt dabei den maximalen Federweg bzw. die maximale Ausweichstrecke in Radialrichtung 52 fest.Normally, the seal carrier element 38 is held in the reference position shown in FIG. 2 by the pressure force of the spring element 40. The designed as a helical spring spring element 40 is clamped in the radial direction 52 compressible between the side facing away from the leakage chamber 36 side of the seal carrier member 38 and a recess 46 delimiting boundary wall 64 of the stator 42. On the side of the seal carrier element 38, the spring element 40 is provided with respect to its axial position and optionally also in the circumferential direction of the steam turbine 2 fixing receiving groove 66 for the spring element 40, so that the spring element 40 is partially sunk in the seal carrier member 38. Between the seal carrier element 38 and the stator component 42 there is an escape gap 68 into which the seal carrier element 38 can yield when the spring element 40 is pressed together. The effective as a stop boundary wall 64 sets the maximum travel or the maximum escape distance in the radial direction 52 fixed.

An der dem Leckageraum 36 zugewandten Seite des Dichtungsträgerelementes 38 - genauer: an der Basisseite 70 des Stegs 54 - sind die eigentlichen Dichtelemente angeordnet. Eine primäre Abdichtung des Leckageraumes 36 wird durch die zu einem Borstenpaket 71 zusammengefassten Borsten 72 erreicht, die an ihrem festen Ende in einer Borstenhalterung 74 des Dichtungsträgerelementes 38 verankert sind, und die mit ihrem freien Ende den zwischen der Borstenhalterung 74 und der gegenüberliegenden Rotorkomponente 44 verbleibenden Restspalt 76 überbrücken. Die von den in Umfangsrichtung der Dampfturbine 2 um den Leckageraum 36 herum angeordneten Borstenpaketen 71 gebildete Bürstendichtung wirkt also wie eine Ringblende mit einer zusätzlichen vorhangartigen Strömungsdrossel, die den Strömungswiderstand für das im Leckageraum 36 in axialer Richtung 48 strömende Strömungsmedium beträchtlich vergrößert. Die als Borsten 72 verwendeten Metalldrähte sind in einer hier nicht näher dargestellten Weise mittels Kerndraht und Klemmrohr mechanisch in der Borstenhalterung 74 fixiert und gegebenenfalls zusätzlich verschweißt. Die in der Art einer zweiteiligen Metallfassung ausgeführte Borstenhalterung 74 steht an der Basisseite 70 des Dichtungsträgerelementes 38 in radialer Richtung 52 über und bildet eine Stützwand 77 für die Borsten 72.At the leakage chamber 36 facing side of the seal carrier element 38 - more precisely: on the base side 70 of the web 54 - the actual sealing elements are arranged. A primary seal of the leakage space 36 is achieved by the bristles 72 combined into a bristle pack 71, which are anchored at their fixed end in a bristle holder 74 of the seal carrier element 38, and with their free end remaining between the bristle holder 74 and the opposing rotor component 44 Bridge remaining gap 76. The bristle packs 71 formed around the leakage space 36 in the circumferential direction of the steam turbine 2 Brush seal thus acts like a ring diaphragm with an additional curtain-like flow restrictor, which considerably increases the flow resistance for the flow medium flowing in the axial direction 48 in the leakage chamber 36. The metal wires used as bristles 72 are mechanically fixed in a manner not shown here by means of core wire and clamp tube in the bristle holder 74 and optionally additionally welded. The bristle holder 74, which is in the form of a two-part metal frame, projects over the base side 70 of the seal carrier element 38 in the radial direction 52 and forms a support wall 77 for the bristles 72.

In axialer Richtung 48 von dem Borstenpaket 71 beabstandet ist eine Anzahl von in dem Leckageraum 36 hineinragenden Dichtlippen 78 an das Dichtungsträgerelement 38 angeformt. Die einzelnen Ringabschnitte ergänzen sich dabei in Umfangsrichtung jeweils zu einer Ringblende. Zwischen den in Axialrichtung 48 voneinander beabstandeten Ringblenden bilden sich Wirbelkammern 80 aus. Die radiale Ausdehnung der wegen ihrer Querschnittsform auch als "Dichtspitzen" bezeichneten Dichtlippen 78 ist in Relation zu der gestuften Oberflächenkontur der gegenüberliegenden Rotorkomponente 44 jeweils derart bemessen, dass der verbleibende Restspalt 86 kleiner ist als der Restspalt 76 zwischen der Borstenhalterung 74 und der Rotorkomponente 44. Damit ist gewährleistet, dass bei einer betriebsbedingten Verkleinerung der Radialausdehnung des Leckageraumes 36 zuerst die Dichtlippen 78 mit der gegenüberliegenden Rotorkomponente 44 in Berührung kommen und dabei das federnd gelagerte Dichtungsträgerelement 38 gegen die Federkraft des Federelementes 40 "anheben". Dadurch werden die Borsten 72 der Bürstendichtung geschont.Spaced apart in the axial direction 48 from the bristle pack 71, a number of protruding into the leakage chamber 36 sealing lips 78 is integrally formed on the seal carrier member 38. The individual ring sections complement each other in the circumferential direction in each case to form a ring diaphragm. Between the annular apertures spaced apart from each other in the axial direction 48, vortex chambers 80 are formed. The radial extent of the because of their cross-sectional shape also referred to as "sealing tips" sealing lips 78 is dimensioned in each case in relation to the stepped surface contour of the opposing rotor component 44 such that the remaining residual gap 86 is smaller than the residual gap 76 between the bristle holder 74 and the rotor component 44th This ensures that at an operational reduction of the radial extent of the leakage space 36 first, the sealing lips 78 come into contact with the opposite rotor component 44 and thereby "lift" the spring-mounted seal carrier member 38 against the spring force of the spring element 40. As a result, the bristles 72 of the brush seal are protected.

Die Position der Bürstendichtung innerhalb des Dichtungsträgerelementes 38 (d. h. bzgl. der Längs- bzw. Axialrichtung 48) kann nach verschiedenen Gesichtspunkten gewählt werden: In thermodynamischer Hinsicht sollte die Bürste stromaufseitig die erste Dichtung bilden. Sie ist dann aber mechnisch durch die Strömungsfeldoszillation besonders belastet. In mechanischer Hinsicht ist die Positionierung der Bürste als letztes Dichtungselement "am sichersten". Alle Varianten dazwischen sind ebenfalls denkbar, z. B. zuerst eine klassische Dichtspitze, dann die Bürstendichtung, dann weitere Dichtspitzen etc.The position of the brush seal within the seal carrier element 38 (ie with respect to the longitudinal or axial direction 48) can be selected according to various aspects: In terms of thermodynamics, the brush should form the first seal upstream. But then it is mechnisch particularly stressed by the flow field oscillation. Mechanically, the positioning of the brush as the last sealing element is "safest". All variants in between are also conceivable, for. B. first a classic sealing tip, then the brush seal, then more sealing tips etc.

FIG 3 zeigt schließlich noch eine Variation der in FIG 2 beschriebenen Ausführung. Bei dieser Variante sind zusätzlich noch an der dem Dichtungsträgerelement 38 gegenüberliegende Turbinenkomponenten 88 Dichtlippen 78 angeordnet, so dass sich ein verzahntes Labyrinth ergibt. Im Unterschied zu der in FIG 2 gezeigten Ausführungsform ist hierbei auch noch die Basisseite 70 des Dichtungsträgerelementes 38 gestuft ausgeführt.Finally, FIG. 3 shows a variation of the embodiment described in FIG. In this variant, 88 sealing lips 78 are additionally arranged on the seal carrier member 38 opposite turbine components, so that there is a toothed labyrinth. In contrast to the embodiment shown in FIG. 2, in this case also the base side 70 of the seal carrier element 38 is stepped.

Claims (15)

Thermische Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine (2), - mit einem Rotor (22) und mit einem Stator (21), - mit einem zwischen dem Rotor (22) und dem Stator (21) liegenden und von einem Strömungsmedium durchströmten Leckageraum (36), und - mit einem eine Bürstendichtung bildenden Borstenkranz zur Abdichtung des Leckageraumes (36), wobei der Borstenkranz eine Anzahl von Borstenpaketen (71) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
die Borsten (72) eines oder aller Borstenpakete (71) an jeweils einem sich über eine Anzahl von Federelementen (40) an einer Rotorkomponente (44) oder an einer Statorkomponente (42) abstützenden Dichtungsträgerelement (38) befestigt sind.Thermal turbomachine, in particular steam turbine (2), with a rotor (22) and with a stator (21), - With a between the rotor (22) and the stator (21) lying and traversed by a flow medium leakage space (36), and a bristle ring forming a brush seal for sealing the leakage space (36), the bristle ring comprising a number of bristle packs (71), characterized in that
the bristles (72) of one or all of the bristle packs (71) are fastened to a respective one of a plurality of spring elements (40) on a rotor component (44) or a stator component (42) supporting seal carrier element (38). Thermische Strömungsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Federelement (40) an der dem Leckageraum (36) abgewandten Seite des Dichtungsträgerelementes (38) angeordnet ist.Thermal turbomachine according to claim 1,
characterized in that
the respective spring element (40) is arranged on the side of the seal carrier element (38) facing away from the leakage space (36). Thermische Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Federelement (40) eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder ist.Thermal turbomachine according to claim 1 or 2,
characterized in that
the respective spring element (40) is a leaf spring or a helical spring. Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Dichtungsträgerelement (38) zumindest teilweise versenkt in einer Aussparung (46) einer Rotorkomponente (44) oder Statorkomponente (42) angeordnet ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the respective seal carrier element (38) is at least partially recessed in a recess (46) of a rotor component (44) or stator component (42). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Dichtungsträgerelement (38) zwei in axialer Richtung (48) der Strömungsmaschine abstehende Vorsprünge (50) aufweist, wobei jeder der Vorsprünge (50) eine dem Leckageraum (36) zugewandte Auflagefläche (56) aufweist, und wobei die jeweilige Auflagefläche (56) bei unbelastetem Federelement (40) an jeweils einem von der Rotorkomponente (44) oder der Statorkomponente (42) abstehenden Anschlag (58) anliegt.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the respective seal carrier element (38) has two protrusions (50) projecting in the axial direction (48) of the turbomachine, each of the protrusions (50) having a bearing surface (56) facing the leakage chamber (36), and the respective bearing surface (56) when unloaded spring element (40) on each one of the rotor component (44) or the stator component (42) protruding stop (58). Thermische Strömungsmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Anschläge (58) zugleich eine Führung für das in radialer Richtung (52) bewegliche Dichtungsträgerelement (38) bilden.Thermal turbomachine according to claim 5,
characterized in that
the two stops (58) at the same time form a guide for the radial direction (52) movable seal carrier element (38). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtungsträgerelement (38) einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt mit einem Querbalken (49) und einem in radialer Richtung (52) der Strömungsmaschine ausgerichteten Steg (54) aufweist, wobei das Borstenpaket (71) an der dem Querbalken (49) abgewandten Basisseite (70) des Stegs (54) angeordnet ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the seal carrier element (38) has a substantially T-shaped cross section with a transverse bar (49) and a web (54) aligned in the radial direction (52) of the turbomachine, wherein the bristle pack (71) is on the base side facing away from the transverse bar (49) (70) of the web (54) is arranged. Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Dichtungsträgerelement (38) eine Anzahl von in den Leckageraum (36) hineinragenden Dichtlippen (78) angeordnet ist.Thermal fluid machine according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
a number of sealing lips (78) projecting into the leakage space (36) is arranged on the seal carrier element (38). Thermische Strömungsmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Dichtungsträgerelement (38) und die an ihm angeordneten Dichtlippen (78) integral aus einem Werkstück gefertigt sind.Thermal turbomachine according to claim 8,
characterized in that
the respective seal carrier element (38) and the sealing lips (78) arranged on it are made integrally from a workpiece. Thermische Strömungsmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweilige Dichtlippe (78) ein in das Dichtungsträgerelement (38) eingestemmtes Dichtband ist.Thermal turbomachine according to claim 8,
characterized in that
the respective sealing lip (78) is a sealing band wedged into the seal carrier element (38). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der dem Dichtungsträgerelement (38) gegenüberliegenden Rotorkomponente (44) oder Statorkomponente (42) eine Anzahl von in den Leckageraum (36) hineinragenden Dichtlippen (78) angeordnet ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 10,
characterized in that
a number of sealing lips (78) projecting into the leakage space (36) are arranged on the rotor component (44) or stator component (42) opposite the seal carrier element (38). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Dichtlippe (78) durch einen Spalt (86) von der ihr gegenüberliegenden Rotorkomponente (44) oder Statorkomponente (42) beabstandet ist, dessen radiale Ausdehnung kleiner ist als die radiale Ausdehnung eines zwischen einer Borstenhalterung (74) für die Borsten (72) des Borstenpaketes (71) und der gegenüberliegenden Rotorkomponente (44) oder Statorkomponente (42) vorgesehenen Spaltes (76).Thermal turbomachine according to one of claims 8 to 11,
characterized in that
at least one sealing lip (78) is spaced from the opposing rotor component (44) or stator component (42) by a gap (86) whose radial extent is smaller than the radial extent of one between a bristle holder (74) for the bristles (72). of the bristle pack (71) and the opposing rotor component (44) or stator component (42) provided gap (76). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das jeweilige Dichtungsträgerelement (38) statorseitig angeordnet ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 12,
characterized in that
the respective seal carrier element (38) is arranged on the stator side. Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine die Bürstendichtung umfassende Dichtungsanordnung (34) als Wellendichtung (28) ausgeführt ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 13,
characterized in that
a seal assembly comprising the brush seal (34) is designed as a shaft seal (28). Thermische Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine die Bürstendichtung umfassende Dichtungsanordnung (34) in einem Leckageraum (36) zwischen einem Laufschaufeldeckband und einem umliegenden Gehäuse der Strömungsmaschine oder in einem Leckageraum (36) zwischen einem Leitschaufeldeckband und dem Rotor (22) der Strömungsmaschine angeordnet ist.Thermal turbomachine according to one of claims 1 to 13,
characterized in that
a sealing arrangement (34) comprising the brush seal is arranged in a leakage space (36) between a blade cover strip and a surrounding housing of the turbomachine or in a leakage space (36) between a guide blade cover strip and the rotor (22) of the turbomachine.
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