EP1905950A1 - Turbine blade - Google Patents

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Publication number
EP1905950A1
EP1905950A1 EP06019819A EP06019819A EP1905950A1 EP 1905950 A1 EP1905950 A1 EP 1905950A1 EP 06019819 A EP06019819 A EP 06019819A EP 06019819 A EP06019819 A EP 06019819A EP 1905950 A1 EP1905950 A1 EP 1905950A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
platform
rotor
turbine
cooling
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Withdrawn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
EP06019819A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Katharina Bergander
Georg Dr. Bostanjoglo
Tobias Dr. Buchal
Winfried Dr. Esser
Dirk Dr. Goldschmidt
Torsten Koch
Rudolf Küperkoch
Thorsten Mattheis
Jan Münzer
Ralf Müsgen
Matthias Dr. Oechsner
Ursula Pickert
Volker Dr. Vosberg
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 EP06019819A priority Critical patent/EP1905950A1/en
Publication of EP1905950A1 publication Critical patent/EP1905950A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/322—Blade mountings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • 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
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81—Cooled platforms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • the invention relates to a blade for a turbine of a thermal power plant with a blade root for attaching the blade to a rotor of the turbine and arranged in the region of the blade root platform. Furthermore, the invention relates to a turbine for a thermal power plant with such a blade.
  • Said turbine can be designed as a gas turbine or as a steam turbine.
  • such a turbine includes a flow channel, which is flowed through by a flow medium in the form of hot gas or hot steam. The flow medium drives the turbine via blades attached to the rotor.
  • the aforementioned, arranged in the region of the blade root platform limits the flow channel partially at a radially inner boundary surface of the flow channel.
  • the blade Due to the high temperature of the flow medium flowing through the flow channel, the blade is exposed to a high temperature.
  • the platform is often provided with a thermal barrier coating to counteract overheating of the platform.
  • film cooling holes are holes with very small diameter, which open at the platform adjacent the surface of the flow channel. In turbine operation, cooling air is generally blown out through the film cooling holes, forming a cooling film on the platform surface.
  • the platform has a first element for partially limiting a flow channel of the turbine and a second element formed separately from the first element, wherein the second element in rotor-mounted blade between the rotor and the first Element is arranged, and wherein between the first element and the second element at least one cooling channel for guiding a coolant is arranged.
  • the second element is not a baffle cooling element.
  • the second element of the platform with respect to the rotor is located radially further inboard than the first element of the platform.
  • the second element of the platform is formed separately from the first element, that is, the two elements are not integrally formed.
  • at least one cooling channel for guiding a coolant, such as cooling air, is located between the first element and the second element.
  • the cooling channel can be designed in its position and shape such that thereby improved cooling of the platform is made possible.
  • the at least one cooling channel can be introduced into one or both elements by machining, for example, such that the coolant can flow through the volume of the platform as closely as possible.
  • the at least one cooling channel according to the invention can be made approximately meandering or with a different winding configuration.
  • the shape of the at least one cooling channel is therefore not limited to a rectilinear shape, as is the case with a bore.
  • the recesses forming the cooling channels are formed.
  • the processing may be such that turbulators are formed in the channels for local adaptation of the cooling effect.
  • the cooling effect of the cooling channel can be improved.
  • the cooling channel By constructing the platform with two elements, the cooling channel can namely be arranged completely lying within the platform. Due to the two-element construction of the platform, the provision of an access hole from outside the platform for forming the at least one cooling channel is not necessary. Since the platform according to the present invention can avoid leakage losses of the coolant occurring in such an access hole, the cooling passage can be formed with a relatively large cross section as compared with the conventional cooling holes. Thus, the coolant may be directed at an improved flow rate through the at least one cooling channel, which further contributes to improved cooling of the platform.
  • the separate embodiment of the second element of the platform according to the invention offers advantages in the manufacturing method of the blade.
  • the production is facilitated, thereby increasing the rate of application in the manufacture of the blade.
  • Another advantage of the blade according to the invention lies in facilitating repairability of the platform.
  • the blade is designed to be suitable for a front turbine stage in the turbine.
  • a front turbine stage is meant a turbine stage located near an entrance for the fluid flow into the flow channel of the turbine.
  • the flow medium has a particularly high temperature at this location.
  • a suitable blade for a front turbine stage is thus through the flow medium exposed to particularly high temperatures and thus benefits in particular from the improved cooling property of the embodiment of the blade according to the invention.
  • the at least one cooling channel is designed such that by means of the cooling channel, the coolant can be guided in the axial direction of the rotor when the rotor blade is attached to the rotor.
  • the cooling channel may extend at least in sections parallel to the rotor axis.
  • the coolant can be guided in the flow direction of the flow medium flowing through the flow channel.
  • the coolant may be used at an axial position of the flow passage at which the flow medium has a high temperature with a comparatively low temperature. At further downstream positions of the flow channel, the coolant then has a slightly higher temperature and thus a somewhat reduced cooling capability, which is compensated by the temperature of the flow medium already lowered at these positions.
  • the coolant can develop an improved cooling effect by the design of the cooling channel according to the embodiment of the invention.
  • the platform is not impact cooled in at least the area where the second element overlaps the first element.
  • This area is only convectively cooled by means of the coolant flowing through the channel, possibly also using turbulators formed in the channel. There may still be film cooling in the area.
  • the at least one cooling channel extends along a curved line.
  • the cooling channel can be wound or meander-shaped.
  • the cooling channel with a geometry high complexity. This makes it possible to cool the platform as comprehensively as possible.
  • the first element of the platform is formed integrally with the blade root and / or an element adjoining the blade root.
  • Such an element adjoining the blade root may be an airfoil of the blade.
  • the first element of the platform is formed integrally with a main body of the blade comprising the blade root and the blade. Since the first element of the platform partially limits the flow channel of the turbine, the flow channel can be designed to be correspondingly tight due to the one-piece configuration. Flow losses due to leaks between the platform and blade root can thus be avoided.
  • both the first element and the second element are formed separately from the blade root and / or an adjoining element.
  • each of the first member and the second member is formed separately from a main body of the blade including the blade root and the blade. Necessary repairs to the platform will be further facilitated.
  • the first element of the platform can be replaced independently of the remainder of the blade if necessary.
  • the first element of the platform may be formed with a material that is different from the material of the airfoil or blade root, and thus perfectly adapted to the mechanical requirements imposed on the blade platform in that area.
  • first element and / or the second element is / are fastened in a form-fitting manner to the blade root and / or the adjoining element.
  • first element and / or the second element is positively connected to one of the blade root and the blade attached to the main body of the blade.
  • the positive fastening can take place, for example, by means of a "conical seat" between the first element or the second element and the corresponding fastening section on the main body of the moving blade.
  • the main body of the blade on the attachment portion and the first element and the second element on matched truncated cone-shaped or conical contact surfaces.
  • the truncated cone or the cone widens in radially pointing away from the turbine rotor direction.
  • the corresponding element of the platform with rotating rotor is pressed by the resulting centrifugal force to the main body of the blade, in particular to the blade root, that is, the interlocking interconnected elements are further wedged together.
  • This ensures that the transition between the individual elements of the platform and the main body of the blade or the blade root during operation of the turbine against the flow medium is effectively sealed. That is, penetration of flow medium in joints between the components is thus prevented.
  • the second element of the platform is positively, materially and / or non-positively attached to the first element of the platform, so that even between the first element and second element no coolant leakage current can occur.
  • the first element and the second element have different materials, in particular the first element comprises an oxidation-resistant material and the second element comprises a material with high strength.
  • the first element of the platform is made of a different material or of a different material composition than the second element of the platform.
  • nickel-based cast alloys and / or oxidation-resistant ODS alloys are suitable.
  • the second element of the platform can be made of Nimonic 90 or heat-resistant steels.
  • the first element is provided with a heat-insulating coating.
  • this coating should be provided on the surface of the first element of the platform which is in contact with the flow medium of the flow channel. Such a coating also helps to prevent overheating of the platform.
  • the second element has a flywheel, which is designed to influence the vibration characteristics of the blade targeted.
  • a targeted mismatching of the blade can be carried out by means of such a flywheel.
  • the natural frequency of the blade can be changed so that during operation of the turbine vibration excitation of the blade is prevented.
  • the blade may be adjusted with a different vibration condition occurring at the particular location.
  • a first embodiment of a blade 10 is shown.
  • the blade 10 extends substantially along a longitudinal axis 12.
  • the blade 10 has a blade root 14 and an airfoil 16.
  • the blade root 14 is designed with a Christmas tree profile and serves to attach the blade 10 to a rotor of a gas turbine or steam turbine.
  • the blade 16 is flown by a flow medium flowing through a flow channel of such a turbine. By the flow of the airfoil 16 by means of the flow medium, the force is transmitted to the blade and thus the rotor of the turbine is set in rotary motion.
  • the platform 18 has a first element 18 a, which is integrally formed with the blade root 14.
  • the first element 18a of the platform 18 serves to partially limit the flow channel of the turbine on its inner circumference. Adjacent blades 10 abut each other on their platforms 18, so that the flow channel is bounded on its inner periphery by means of the individual platforms 18.
  • On the outer circumference of the flow channel is usually limited by means of a turbine housing.
  • On the blade root side, a second element 18b of the platform 10 is arranged on the blade root side.
  • the second element 18b is designed as a separate component and not an impingement cooling element. It thus has no openings distributed over its surface, with which a surface impingement cooling would be possible.
  • first element 18a and the second element 18b extends at least one cooling channel 20 in the axial direction of the rotor for convective cooling of the platform or the platform edge.
  • the cooling channel 20 in successive Windings in the axial direction of the rotor, ie perpendicular to the plane of the drawing shown in FIG. 1 and are returned.
  • trough-shaped recesses adapted to one another can be provided both in the first element 18a and in the second element 18b.
  • recesses for guiding a coolant are provided in only one of the two elements 18a, 18b. The recesses are thus substantially limited by the two elements 18a, 18b and serve as cooling channels 20 for guiding a coolant.
  • FIGS. 2 to 4 show further embodiments of the blade 10 according to the invention. Elements of this blade which correspond to elements of the first embodiment of the blade 10 shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • a second embodiment of the blade 10 according to the invention is shown.
  • the rotor blade 10 differs only in that the first element 18a of the platform 18 is likewise designed as a separate component and that the elements 18a and 18b of the platform 18 are connected by means of a "conical seat” or Conical seat are positively connected to the blade root 14.
  • the first element 18a of the platform 18 is formed separately from the blade root 14 and, like the second element 18b, has a truncated cone-shaped abutment surface 26 and 28, respectively.
  • the blade root 14 has in its upper portion corresponding to the contact surfaces 26 and 28 of the platform 18a and 18b adapted truncated cone-shaped contact surfaces 30a and 30b.
  • the elements 18a and 18b of the platform 18 are thus pressed during operation of the turbine by the centrifugal force occurring at a rotating rotor against the blade root 14. Thus, no flow medium from the flow channel penetrates between the platform 18 and the blade root 14.
  • the illustrated in Fig. 3 third embodiment of the blade 10 according to the invention differs with respect to the blade 10 shown in FIG. 2 only in that the first element 18 a of the platform 18 is provided on its surface facing the flow channel with a heat-insulating coating 22.
  • the heat-insulating coating 22 helps to prevent overheating of the platform 18.
  • the illustrated in Fig. 4 fourth embodiment of the blade 10 according to the invention corresponds to the illustrated in Fig. 1 blade 10 with the difference that the second member 18 b is provided with an additional flywheel 24.
  • the flywheel 24 is used to make a targeted Misstuning the blade 10. Thus, resonance excitation of the blade 10 in turbine operation can be prevented.
  • FIG. 5 is a plan view of the blade 10 shown in FIG. 2.
  • the viewing direction in FIG. 5 is directed in the direction of the longitudinal axis from above according to FIG. 2.
  • the blade can be mounted on a turbine rotor extending substantially in the vertical direction as shown in FIG.
  • the platform 18 can be upstream and downstream, i. before and after the blade 16, which are divided by means of a dividing line 32 extending substantially along the rotor into two components 18a which surround the blade 16.

Landscapes

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

Abstract

The blade (10) has a platform (18) comprising a unit (18a) for partially defining a flow channel of a turbine and a separate unit (18b) formed on the former unit. The latter unit is arranged with the blade between a rotor and the former unit, where the blade is fastened to the rotor. A cooling channel (20) for cooling a coolant is arranged between the two units, where the coolant is guided within the turbine in an axial direction of the rotor and is extended along a curved line.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufschaufel für eine Turbine eines thermischen Kraftwerks mit einem Schaufelfuß zum Befestigen der Laufschaufel an einem Rotor der Turbine sowie einer im Bereich des Schaufelfußes angeordneten Plattform. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Turbine für ein thermisches Kraftwerk mit einer derartigen Laufschaufel. Die genannte Turbine kann als Gasturbine oder auch als Dampfturbine ausgebildet sein. In jedem Falle enthält eine derartige Turbine einen Strömungskanal, der von einem Strömungsmedium etwa in Form von Heißgas oder Heißdampf durchströmt wird. Das Strömungsmedium treibt die Turbine über am Rotor befestige Laufschaufeln an. Die vorgenannte, im Bereich des Schaufelfußes angeordnete Plattform begrenzt den Strömungskanal teilweise an einer radial innen liegenden Begrenzungsfläche des Strömungskanals.The invention relates to a blade for a turbine of a thermal power plant with a blade root for attaching the blade to a rotor of the turbine and arranged in the region of the blade root platform. Furthermore, the invention relates to a turbine for a thermal power plant with such a blade. Said turbine can be designed as a gas turbine or as a steam turbine. In any case, such a turbine includes a flow channel, which is flowed through by a flow medium in the form of hot gas or hot steam. The flow medium drives the turbine via blades attached to the rotor. The aforementioned, arranged in the region of the blade root platform limits the flow channel partially at a radially inner boundary surface of the flow channel.

Durch die hohe Temperatur des den Strömungskanal durchströmenden Strömungsmediums ist die Laufschaufel einer hohen Temperatur ausgesetzt. Bei vorbekannten Laufschaufeln wird die Plattform oft mit einer Wärmedämmbeschichtung versehen, um einer Überhitzung der Plattform entgegen zu wirken. Weiterhin ist es bekannt, zu Kühlzwecken in die Plattform so genannte Filmkühlbohrungen einzubringen. Derartige Filmkühlbohrungen sind Bohrungen mit sehr geringem Durchmesser, die an der am Strömungskanal angrenzenden Plattformoberfläche ausmünden. Im Turbinenbetrieb wird in der Regel Kühlluft über die Filmkühlbohrungen ausgeblasen, wodurch sich ein Kühlfilm an der Plattformoberfläche bildet.Due to the high temperature of the flow medium flowing through the flow channel, the blade is exposed to a high temperature. In prior art blades, the platform is often provided with a thermal barrier coating to counteract overheating of the platform. Furthermore, it is known to introduce so-called film cooling holes into the platform for cooling purposes. Such film cooling holes are holes with very small diameter, which open at the platform adjacent the surface of the flow channel. In turbine operation, cooling air is generally blown out through the film cooling holes, forming a cooling film on the platform surface.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Turbine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Überhitzung der Plattform wirksamer vermieden wird.It is an object of the invention to improve a turbine of the type mentioned in that overheating of the platform is more effectively avoided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Laufschaufel gelöst, bei der die Plattform ein erstes Element zum teilweisen Begrenzen eines Strömungskanals der Turbine und ein separat vom ersten Element ausgebildetes zweites Element aufweist, wobei das zweite Element bei am Rotor befestigter Laufschaufel zwischen dem Rotor und dem ersten Element angeordnet ist, und bei der zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element mindestens ein Kühlkanal zum Führen eines Kühlmittels angeordnet ist. Das zweite Element ist kein Prallkühlelement. Ferner ist die Aufgabe mittels einer Turbine mit einer derartigen Laufschaufel gelöst.This object is achieved according to the invention with a generic blade, in which the platform has a first element for partially limiting a flow channel of the turbine and a second element formed separately from the first element, wherein the second element in rotor-mounted blade between the rotor and the first Element is arranged, and wherein between the first element and the second element at least one cooling channel for guiding a coolant is arranged. The second element is not a baffle cooling element. Furthermore, the object is achieved by means of a turbine with such a blade.

Mit anderen Worten ist das zweite Element der Plattform hinsichtlich des Rotors radial weiter innen liegend angeordnet als das erste Element der Plattform. Das zweite Element der Plattform ist separat vom ersten Element ausgebildet, das heißt die beiden Elemente sind nicht einstückig geformt. Weiterhin befindet sich zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element mindestens ein Kühlkanal zum Führen eines Kühlmittels, wie etwa von Kühlluft.In other words, the second element of the platform with respect to the rotor is located radially further inboard than the first element of the platform. The second element of the platform is formed separately from the first element, that is, the two elements are not integrally formed. Furthermore, at least one cooling channel for guiding a coolant, such as cooling air, is located between the first element and the second element.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Kühlkanals zwischen den beiden separaten Elementen der Plattform kann der Kühlkanal in seiner Lage und Form derart gestaltet sein, dass damit eine verbesserte Kühlung der Plattform ermöglicht wird. So kann der mindestens eine Kühlkanal nach dem Herstellen der beiden Elemente der Plattform etwa mittels spanender Bearbeitung mit einer derartigen Gestaltung in eines oder beide Elemente eingebracht werden, dass das Kühlmittel das Volumen der Plattform möglichst engmaschig durchströmen kann. So kann der mindestens eine Kühlkanal gemäß der Erfindung etwa mäanderförmig oder mit einer anderen gewundenen Gestaltung ausführt werden. Die Gestalt des mindestens einen Kühlkanals ist also nicht auf eine geradlinige Form beschränkt, wie dies bei einer Bohrung der Fall ist. Bei der spanende Bearbeitung entstehenden die die Kühlkanäle bildenden Ausnehmungen. Die Bearbeitung kann dergestalt sein, dass zur lokalen Anpassung der Kühlwirkung Turbulatoren in den Kanälen entstehen.Due to the inventive arrangement of the cooling channel between the two separate elements of the platform, the cooling channel can be designed in its position and shape such that thereby improved cooling of the platform is made possible. Thus, after the two elements of the platform have been produced, the at least one cooling channel can be introduced into one or both elements by machining, for example, such that the coolant can flow through the volume of the platform as closely as possible. Thus, the at least one cooling channel according to the invention can be made approximately meandering or with a different winding configuration. The shape of the at least one cooling channel is therefore not limited to a rectilinear shape, as is the case with a bore. During machining, the recesses forming the cooling channels are formed. The processing may be such that turbulators are formed in the channels for local adaptation of the cooling effect.

Allerdings kann auch bei der Wahl einer geradlinigen Form für den mindestens einen Kühlkanal mittels der Erfindung die Kühlwirkung des Kühlkanals verbessert werden. Durch den Aufbau der Plattform mit zwei Elementen kann der Kühlkanal nämlich vollständig innerhalb der Plattform liegend angeordnet werden. Durch den zweielementigen Aufbau der Plattform ist das Vorsehen einer Zugangsbohrung von außerhalb der Plattform zum Ausbilden des mindestens einen Kühlkanals nicht notwendig. Da der erfindungsgemäßen Plattform Leckage-Verluste des Kühlmittels, die bei einer derartigen Zugangsbohrung auftreten, vermieden werden können, kann der Kühlkanal im Vergleich zu den herkömmlichen Kühlbohrungen mit einem relativ großem Querschnitt ausgebildet werden. Damit kann das Kühlmittel mit einer verbesserten Durchflussrate durch den mindestens einen Kühlkanal geleitet werden, was weiterhin zu einer verbesserten Kühlung der Plattform beiträgt.However, even with the choice of a rectilinear shape for the at least one cooling channel by means of the invention, the cooling effect of the cooling channel can be improved. By constructing the platform with two elements, the cooling channel can namely be arranged completely lying within the platform. Due to the two-element construction of the platform, the provision of an access hole from outside the platform for forming the at least one cooling channel is not necessary. Since the platform according to the present invention can avoid leakage losses of the coolant occurring in such an access hole, the cooling passage can be formed with a relatively large cross section as compared with the conventional cooling holes. Thus, the coolant may be directed at an improved flow rate through the at least one cooling channel, which further contributes to improved cooling of the platform.

Weiterhin ergeben sich durch die erfindungsgemäße getrennte Ausführung des zweiten Elements der Plattform Vorteile im Herstellungsverfahren der Laufschaufel. Insbesondere bei SX- und DS-Legierungen wird die Herstellung erleichtert, wodurch sich die Ausbringrate bei der Herstellung der Laufschaufel erhöht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Laufschaufel liegt in einer erleichterten Reparaturfähigkeit der Plattform. Durch die Ausführung der Plattform mit zwei Elementen kann zur Reparatur der Plattform etwa das zweite Element abgenommen werden, um besseren Zugang zum Inneren der Plattform zu erhalten. Auch ist es möglich, lediglich das zweite Element oder andere separat ausgebildete Elemente zu Reparaturzwecken auszutauschen. Vorteilhafterweise ist die Laufschaufel derart gestaltet, dass sie für eine vordere Turbinenstufe in der Turbine geeignet ist. Mit einer vorderen Turbinenstufe ist eine Turbinenstufe bezeichnet, die nahe einem Zugang für das Strömungsfluid in den Strömungskanal der Turbine angeordnet ist. Das Strömungsmedium weist an diesem Ort eine besonders hohe Temperatur auf. Eine für eine vordere Turbinenstufe geeignete Laufschaufel ist also durch das Strömungsmedium besonders hohen Temperaturen ausgesetzt und profitiert damit besonders von der verbesserten Kühleigenschaft der erfindungsgemäßen Ausführung der Laufschaufel.Furthermore, the separate embodiment of the second element of the platform according to the invention offers advantages in the manufacturing method of the blade. In particular, in SX and DS alloys, the production is facilitated, thereby increasing the rate of application in the manufacture of the blade. Another advantage of the blade according to the invention lies in facilitating repairability of the platform. By executing the platform with two elements, the second element can be removed to repair the platform, for better access to the interior of the platform. It is also possible to replace only the second element or other separately formed elements for repair purposes. Advantageously, the blade is designed to be suitable for a front turbine stage in the turbine. By a front turbine stage is meant a turbine stage located near an entrance for the fluid flow into the flow channel of the turbine. The flow medium has a particularly high temperature at this location. A suitable blade for a front turbine stage is thus through the flow medium exposed to particularly high temperatures and thus benefits in particular from the improved cooling property of the embodiment of the blade according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufschaufel ist der mindestens eine Kühlkanal derart gestaltet, dass mittels des Kühlkanals das Kühlmittel bei am Rotor befestigter Laufschaufel in Axialrichtung des Rotors führbar ist. Insbesondere kann sich der Kühlkanal zumindest abschnittsweise parallel zur Rotorachse erstrecken. Damit kann das Kühlmittel in Strömungsrichtung des durch den Strömungskanal fließenden Strömungsmediums geführt werden. Das Kühlmittel kann an einer axialen Position des Strömungskanals, an dem das Strömungsmedium eine hohe Temperatur aufweist, mit einer vergleichsweise geringen Temperatur eingesetzt werden. An weiter stromabwärts gelegenen Positionen des Strömungskanals weist das Kühlmittel dann eine etwas höhere Temperatur und damit eine etwas verringerte Kühlfähigkeit auf, was aber durch die an diesen Positionen bereits abgesenkte Temperatur des Strömungsmediums kompensiert wird. Das Kühlmittel kann durch die Gestaltung des Kühlkanals gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform eine verbesserte Kühlwirkung entfalten.In an advantageous embodiment of the blade according to the invention, the at least one cooling channel is designed such that by means of the cooling channel, the coolant can be guided in the axial direction of the rotor when the rotor blade is attached to the rotor. In particular, the cooling channel may extend at least in sections parallel to the rotor axis. Thus, the coolant can be guided in the flow direction of the flow medium flowing through the flow channel. The coolant may be used at an axial position of the flow passage at which the flow medium has a high temperature with a comparatively low temperature. At further downstream positions of the flow channel, the coolant then has a slightly higher temperature and thus a somewhat reduced cooling capability, which is compensated by the temperature of the flow medium already lowered at these positions. The coolant can develop an improved cooling effect by the design of the cooling channel according to the embodiment of the invention.

Die Plattform ist in zumindest in dem Bereich, in dem das zweite Element das ersten Element überlappt, nicht prallgekühlt. Dieser Bereich wird mittels des den Kanal durchströmenden Kühlmittels lediglich konvektiv gekühlt, ggf. auch unter Anwendung von im Kanal angeformten Turbulatoren. Möglicherweise ist eine Filmkühlung des Bereichs weiterhin vorgesehen.The platform is not impact cooled in at least the area where the second element overlaps the first element. This area is only convectively cooled by means of the coolant flowing through the channel, possibly also using turbulators formed in the channel. There may still be film cooling in the area.

Um die Kühlwirkung des mindestens einen auch vom zweiten Element begrenzten Kühlkanals weiter zu verbessern, ist es ferner vorteilhaft, wenn der mindestens eine Kühlkanal sich entlang einer gebogenen Linie erstreckt. Insbesondere kann der Kühlkanal gewunden oder mäanderförmig gestaltet sein. Auch kann der Kühlkanal eine Geometrie mit hoher Komplexität aufweisen. Damit ist es möglich, die Plattform möglichst umfassend zu kühlen.In order to further improve the cooling effect of the at least one cooling channel also delimited by the second element, it is further advantageous if the at least one cooling channel extends along a curved line. In particular, the cooling channel can be wound or meander-shaped. Also, the cooling channel with a geometry high complexity. This makes it possible to cool the platform as comprehensively as possible.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn das erste Element der Plattform einstückig mit dem Schaufelfuß und/oder einem sich an den Schaufelfuß anschließenden Element ausgebildet ist. Ein derartiges sich an den Schaufelfuß anschließendes Element kann ein Schaufelblatt der Laufschaufel sein. Insbesondere ist das erste Element der Plattform einstückig mit einem den Schaufelfuß und das Schaufelblatt umfassenden Hauptkörper der Laufschaufel ausgebildet. Da das erste Element der Plattform den Strömungskanal der Turbine teilweise begrenzt, kann durch die einstückige Ausgestaltung der Strömungskanal entsprechend dicht gestaltet werden. Strömungsverluste durch Leckstellen zwischen der Plattform und Schaufelfuß können damit vermieden werden.It is also expedient if the first element of the platform is formed integrally with the blade root and / or an element adjoining the blade root. Such an element adjoining the blade root may be an airfoil of the blade. In particular, the first element of the platform is formed integrally with a main body of the blade comprising the blade root and the blade. Since the first element of the platform partially limits the flow channel of the turbine, the flow channel can be designed to be correspondingly tight due to the one-piece configuration. Flow losses due to leaks between the platform and blade root can thus be avoided.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind sowohl das erste Element als auch das zweite Element separat von dem Schaufelfuß und/oder einem sich daran anschließenden Element ausgebildet. Insbesondere ist sowohl das erste Element als auch das zweite Element separat von einem den Schaufelfuß und die Laufschaufel umfassenden Hauptkörper der Laufschaufel ausgebildet. Notwendig werdende Reparaturen an der Plattform werden damit weiter erleichtert. Das erste Element der Plattform kann unabhängig vom restlichen Teil der Laufschaufel im Bedarfsfall ausgetauscht werden. Auch kann das erste Element der Plattform mit einem Material gestaltet werden, das sich von dem Material des Schaufelblatts oder des Schaufelfußes unterscheidet und damit hervorragend an die mechanischen Anforderungen, die an die Schaufelplattform in diesem Bereich gestellt werden, angepasst werden.In a further advantageous embodiment, both the first element and the second element are formed separately from the blade root and / or an adjoining element. In particular, each of the first member and the second member is formed separately from a main body of the blade including the blade root and the blade. Necessary repairs to the platform will be further facilitated. The first element of the platform can be replaced independently of the remainder of the blade if necessary. Also, the first element of the platform may be formed with a material that is different from the material of the airfoil or blade root, and thus perfectly adapted to the mechanical requirements imposed on the blade platform in that area.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das erste Element und/oder das zweite Element formschlüssig an dem Schaufelfuß und/oder dem sich daran anschließenden Element befestigt ist/sind. Insbesondere ist das erste Element und/oder das zweite Element formschlüssig an einem den Schaufelfuß und das Schaufelblatt umfassenden Hauptkörper der Laufschaufel befestigt. Die formschlüssige Befestigung kann beispielsweise mittels einem "Kegelsitz" zwischen dem ersten Element bzw. dem zweiten Element und dem entsprechenden Befestigungsabschnitt an dem Hauptkörper der Laufschaufel erfolgen. Dazu weist der Hauptkörper der Laufschaufel an dem Befestigungsabschnitt und das erste Element bzw. das zweite Element aufeinander abgestimmte kegelstumpfmantelförmige bzw. konische Anlageflächen auf. Dabei weitet sich der Kegelstumpf bzw. der Konus in radial vom Turbinenrotor wegweisender Richtung auf. Damit wird das entsprechende Element der Plattform bei sich drehendem Rotor durch die entstehende Fliehkraft an den Hauptkörper der Laufschaufel, insbesondere an den Schaufelfuß angepresst, das heißt die formschlüssigen miteinander verbundenen Elemente werden weiter ineinander verkeilt. Damit wird sichergestellt, dass der Übergang zwischen den einzelnen Elementen der Plattform und dem Hauptkörper der Laufschaufel bzw. dem Schaufelfuß im Betrieb der Turbine gegenüber dem Strömungsmedium wirksam abgedichtet ist. Das heißt, ein Eindringen von Strömungsmedium in Fugen zwischen den Bauteilen wird damit verhindert. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das zweite Element der Plattform form-, stoff- und/oder kraftschlüssig an dem ersten Element der Plattform befestigt ist, so dass auch zwischen ersten Element und zweiten Element keine Kühlmittelleckagestrom auftreten kann.Furthermore, it is advantageous if the first element and / or the second element is / are fastened in a form-fitting manner to the blade root and / or the adjoining element. In particular, the first element and / or the second element is positively connected to one of the blade root and the blade attached to the main body of the blade. The positive fastening can take place, for example, by means of a "conical seat" between the first element or the second element and the corresponding fastening section on the main body of the moving blade. For this purpose, the main body of the blade on the attachment portion and the first element and the second element on matched truncated cone-shaped or conical contact surfaces. In this case, the truncated cone or the cone widens in radially pointing away from the turbine rotor direction. Thus, the corresponding element of the platform with rotating rotor is pressed by the resulting centrifugal force to the main body of the blade, in particular to the blade root, that is, the interlocking interconnected elements are further wedged together. This ensures that the transition between the individual elements of the platform and the main body of the blade or the blade root during operation of the turbine against the flow medium is effectively sealed. That is, penetration of flow medium in joints between the components is thus prevented. Furthermore, it is advantageous if the second element of the platform is positively, materially and / or non-positively attached to the first element of the platform, so that even between the first element and second element no coolant leakage current can occur.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform weisen das erste Element und das zweite Element unterschiedliche Materialen auf, insbesondere umfasst das erste Element ein oxidationsbeständiges Material und das zweite Element ein Material mit hoher Festigkeit. Damit ist das erste Element der Plattform aus einem anderen Material bzw. aus einer anderen Materialzusammensetzung gefertigt als das zweite Element der Plattform. Für das erste Element kommen Nickel-Basis Gusslegierungen und/oder oxidationsbeständige ODS-Legierungen in Frage. Das zweite Element der Plattform kann etwa aus Nimonic 90 oder aus hitzebeständigen Stählen gefertigt sein.In a further expedient embodiment, the first element and the second element have different materials, in particular the first element comprises an oxidation-resistant material and the second element comprises a material with high strength. Thus, the first element of the platform is made of a different material or of a different material composition than the second element of the platform. For the first element, nickel-based cast alloys and / or oxidation-resistant ODS alloys are suitable. The second element of the platform can be made of Nimonic 90 or heat-resistant steels.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das erste Element mit einer wärmedämmenden Beschichtung versehen ist. Insbesondere sollte diese Beschichtung an der mit dem Strömungsmedium des Strömungskanals in Kontakt stehenden Oberfläche des ersten Elements der Plattform vorgesehen sein. Eine derartige Beschichtung trägt zusätzlich dazu bei, eine Überhitzung der Plattform zu vermeiden.Moreover, it is advantageous if the first element is provided with a heat-insulating coating. In particular, this coating should be provided on the surface of the first element of the platform which is in contact with the flow medium of the flow channel. Such a coating also helps to prevent overheating of the platform.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das zweite Element eine Schwungmasse aufweist, welche darauf ausgelegt ist, die Schwingungseigenschaften der Laufschaufel gezielt zu beeinflussen. Insbesondere kann mittels einer derartigen Schwungmasse ein gezieltes Misstuning der Laufschaufel vorgenommen werden. So kann die Eigenfrequenz der Laufschaufel derart verändert werden, dass im Betrieb der Turbine eine Schwingungsanregung der Laufschaufel verhindert wird. Abhängig von der Position der Schaufel innerhalb der Turbine kann die Laufschaufel mit einer unterschiedlichen, an die an der jeweiligen Stelle auftretenden Schwingungsbedingungen angepasst werden.Furthermore, it is advantageous if the second element has a flywheel, which is designed to influence the vibration characteristics of the blade targeted. In particular, a targeted mismatching of the blade can be carried out by means of such a flywheel. Thus, the natural frequency of the blade can be changed so that during operation of the turbine vibration excitation of the blade is prevented. Depending on the position of the blade within the turbine, the blade may be adjusted with a different vibration condition occurring at the particular location.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Laufschaufel an Hand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laufschaufel,
Fig. 2
eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufschaufel,
Fig. 3
eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufschaufel,
Fig. 4
eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufschaufel, sowie
Fig. 5
eine Draufsicht auf die Laufschaufel gemäß Fig. 2.
Hereinafter, embodiments of a blade according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:
Fig. 1
a sectional view of a first embodiment of a blade according to the invention,
Fig. 2
a sectional view of a second embodiment of the blade according to the invention,
Fig. 3
a sectional view of a third embodiment of the blade according to the invention,
Fig. 4
a sectional view of a fourth embodiment of the blade according to the invention, and
Fig. 5
a plan view of the blade according to FIG. 2.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Laufschaufel 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Die Laufschaufel 10 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse 12. Entlang der Längsachse 12 weist die Laufschaufel 10 einen Schaufelfuß 14 sowie ein Schaufelblatt 16 auf. Der Schaufelfuß 14 ist mit einem Tannenbaumprofil gestaltet und dient der Befestigung der Laufschaufel 10 an einem Rotor einer Gasturbine oder Dampfturbine. Das Schaufelblatt 16 wird von einem einen Strömungskanal einer derartigen Turbine durchströmenden Strömungsmedium angeströmt. Durch die Anströmung des Schaufelblattes 16 mittels des Strömungsmediums wird die Kraft auf die Laufschaufel übertragen und damit der Rotor der Turbine in Drehbewegung versetzt.In Fig. 1, a first embodiment of a blade 10 according to the invention is shown. The blade 10 extends substantially along a longitudinal axis 12. Along the longitudinal axis 12, the blade 10 has a blade root 14 and an airfoil 16. The blade root 14 is designed with a Christmas tree profile and serves to attach the blade 10 to a rotor of a gas turbine or steam turbine. The blade 16 is flown by a flow medium flowing through a flow channel of such a turbine. By the flow of the airfoil 16 by means of the flow medium, the force is transmitted to the blade and thus the rotor of the turbine is set in rotary motion.

Am oberen Ende des Schaufelfußes 14 gemäß Fig. 1 erstreckt sich an beiden Seiten des Schaufelfußes eine quer zur Längsachse 12 angeordnete Plattform 18. Die Plattform 18 weist ein erstes Element 18a auf, welches einstückig mit dem Schaufelfuß 14 ausgebildet ist. Das erste Element 18a der Plattform 18 dient dazu, den Strömungskanal der Turbine an seinem Innenumfang teilweise zu begrenzen. Nebeneinander angeordnete Laufschaufeln 10 grenzen aneinander an ihren Plattformen 18 an, sodass der Strömungskanal an seinem Innenumfang mittels der einzelnen Plattformen 18 begrenzt wird. Am Außenumfang wird der Strömungskanal in der Regel mittels eines Turbinengehäuses begrenzt. Schaufelfußseitig ist ein zweites Element 18b der Plattform 10 angeordnet. Das zweite Element 18b ist als separates Bauteil ausgebildet und kein Prallkühlelement. Es weist somit keine über seine Fläche verteilten Öffnungen auf, mit denen eine flächige Prallkühlung möglich wäre.At the upper end of the blade root 14 according to FIG. 1 extends on both sides of the blade root transversely to the longitudinal axis 12 arranged platform 18. The platform 18 has a first element 18 a, which is integrally formed with the blade root 14. The first element 18a of the platform 18 serves to partially limit the flow channel of the turbine on its inner circumference. Adjacent blades 10 abut each other on their platforms 18, so that the flow channel is bounded on its inner periphery by means of the individual platforms 18. On the outer circumference of the flow channel is usually limited by means of a turbine housing. On the blade root side, a second element 18b of the platform 10 is arranged. The second element 18b is designed as a separate component and not an impingement cooling element. It thus has no openings distributed over its surface, with which a surface impingement cooling would be possible.

Zwischen dem ersten Element 18a und dem zweiten Element 18b verläuft mindestens ein Kühlkanal 20 in Axialrichtung des Rotors zur konvektiven Kühlung der Plattform bzw. der Plattformkante. Dabei kann der Kühlkanal 20 in aufeinander folgenden Windungen in Axialrichtung des Rotors, d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene gemäß Fig. 1 vor und zurückgeführt werden. Zur Ausbildung des Kühlkanals 20 können sowohl in dem ersten Element 18a als auch in dem zweiten Element 18b jeweils aneinander angepasste rinnenförmige Ausnehmungen vorgesehen. Es ist für alle Ausführungsformen aber auch denkbar, dass in nur einem der beiden Elemente 18a, 18b Ausnehmungen zur Führung eines Kühlmittels vorgesehen sind. Die Ausnehmungen werden somit von den beiden Elementen 18a, 18b im Wesentlichen begrenzt und dienen dabei als Kühlkanäle 20 zur Führung von einem Kühlmittel.Between the first element 18a and the second element 18b extends at least one cooling channel 20 in the axial direction of the rotor for convective cooling of the platform or the platform edge. In this case, the cooling channel 20 in successive Windings in the axial direction of the rotor, ie perpendicular to the plane of the drawing shown in FIG. 1 and are returned. To form the cooling channel 20, trough-shaped recesses adapted to one another can be provided both in the first element 18a and in the second element 18b. However, it is also conceivable for all embodiments that recesses for guiding a coolant are provided in only one of the two elements 18a, 18b. The recesses are thus substantially limited by the two elements 18a, 18b and serve as cooling channels 20 for guiding a coolant.

Fig. 2 bis 4 zeigen weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen der Laufschaufel 10. Elemente dieser Laufschaufel, die Elementen der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Laufschaufel 10 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.FIGS. 2 to 4 show further embodiments of the blade 10 according to the invention. Elements of this blade which correspond to elements of the first embodiment of the blade 10 shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel den erfindungsgemäßen Laufschaufel 10 gezeigt. Gegenüber der Laufschaufel 10 gemäß Fig. 1 unterscheidet sich die Laufschaufel 10 gemäß Fig. 2 lediglich darin, dass das erste Element 18a der Plattform 18 ebenfalls als separates Bauteil ausgebildet ist und dass die Elemente 18a und 18b der Plattform 18 mittels einem "Kegelsitz" bzw. Konussitz formschlüssig mit dem Schaufelfuß 14 verbunden sind. Das erste Element 18a der Plattform 18 ist separat vom Schaufelfuß 14 ausgebildet und weist wie auch das zweite Element 18b eine kegelstumpfmantelförmige Anlagefläche 26 bzw. 28 auf. Der Schaufelfuß 14 weist in seinem oberen Abschnitt entsprechende an die Anlageflächen 26 bzw. 28 der Plattform 18a und 18b angepasste kegelstumpfmantelförmige Anlageflächen 30a bzw. 30b auf. Die Elemente 18a und 18b der Plattform 18 werden damit im Betrieb der Turbine durch die bei rotierendem Rotor auftretende Fliehkraft gegen den Schaufelfuß 14 gepresst. Damit dringt kein Strömungsmedium aus dem Strömungskanal zwischen die Plattform 18 und den Schaufelfuß 14 ein.In Fig. 2, a second embodiment of the blade 10 according to the invention is shown. Compared with the rotor blade 10 according to FIG. 1, the rotor blade 10 differs only in that the first element 18a of the platform 18 is likewise designed as a separate component and that the elements 18a and 18b of the platform 18 are connected by means of a "conical seat" or Conical seat are positively connected to the blade root 14. The first element 18a of the platform 18 is formed separately from the blade root 14 and, like the second element 18b, has a truncated cone-shaped abutment surface 26 and 28, respectively. The blade root 14 has in its upper portion corresponding to the contact surfaces 26 and 28 of the platform 18a and 18b adapted truncated cone-shaped contact surfaces 30a and 30b. The elements 18a and 18b of the platform 18 are thus pressed during operation of the turbine by the centrifugal force occurring at a rotating rotor against the blade root 14. Thus, no flow medium from the flow channel penetrates between the platform 18 and the blade root 14.

Das in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laufschaufel 10 unterscheidet sich hinsichtlich der in Fig. 2 gezeigten Laufschaufel 10 lediglich darin, dass das erste Element 18a der Plattform 18 an seiner dem Strömungskanal zugewandten Oberfläche mit einer wärmedämmenden Beschichtung 22 versehen ist. Die wärmedämmende Beschichtung 22 trägt dazu bei, ein Überhitzen der Plattform 18 zu verhindern.The illustrated in Fig. 3 third embodiment of the blade 10 according to the invention differs with respect to the blade 10 shown in FIG. 2 only in that the first element 18 a of the platform 18 is provided on its surface facing the flow channel with a heat-insulating coating 22. The heat-insulating coating 22 helps to prevent overheating of the platform 18.

Das in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laufschaufel 10 entspricht der in Fig. 1 dargestellten Laufschaufel 10 mit dem Unterschied, dass das zweite Element 18b mit einer zusätzlichen Schwungmasse 24 versehen ist. Die Schwungmasse 24 dient dazu, ein gezieltes Misstuning der Laufschaufel 10 vorzunehmen. Damit kann eine Resonanzanregung der Laufschaufel 10 im Turbinenbetrieb verhindert werden.The illustrated in Fig. 4 fourth embodiment of the blade 10 according to the invention corresponds to the illustrated in Fig. 1 blade 10 with the difference that the second member 18 b is provided with an additional flywheel 24. The flywheel 24 is used to make a targeted Misstuning the blade 10. Thus, resonance excitation of the blade 10 in turbine operation can be prevented.

In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Laufschaufel 10 gemäß Fig. 2 dargestellt. Die Blickrichtung in Fig. 5 ist dabei in Richtung der Längsachse von oben her gemäß Fig. 2 gerichtet. Die Laufschaufel kann an einen sich gemäß Fig. 5 im Wesentlichen in senkrechter Richtung erstreckenden Turbinenrotor montiert werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann die Plattform 18 anströmseitig und abströmseitig, d.h. vor und nach dem Schaufelblatt 16, der mittels einer im wesentlichen entlang des Rotors verlaufenden Trennlinie 32 in zwei das Schaufelblatt 16 umgreifende Bauteile 18a geteilt sein. Gleiches gilt für die unterhalb der ersten Elemente 18a angeordneten, zweiten Elemente 18b.In Fig. 5 is a plan view of the blade 10 shown in FIG. 2. The viewing direction in FIG. 5 is directed in the direction of the longitudinal axis from above according to FIG. 2. The blade can be mounted on a turbine rotor extending substantially in the vertical direction as shown in FIG. As can be seen in Figure 5, the platform 18 can be upstream and downstream, i. before and after the blade 16, which are divided by means of a dividing line 32 extending substantially along the rotor into two components 18a which surround the blade 16. The same applies to the second elements 18b arranged below the first elements 18a.

Claims (11)

Laufschaufel (10) für eine Turbine,
mit einem Schaufelfuß (14) zum Befestigen der Laufschaufel (10) an einem Rotor der Turbine sowie einer im Bereich des Schaufelfußes (14) angeordneten Plattform (18),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Plattform (18) ein erstes Element (18a) zum teilweisen Begrenzen eines Strömungskanals der Turbine und ein separat vom ersten Element (18a) ausgebildetes zweites Element (18b) aufweist,
wobei das zweite Element (18b) bei am Rotor befestigter Laufschaufel (10) zwischen dem Rotor und dem ersten Element (18a) angeordnet ist, und dass zwischen dem ersten Element (18a) und dem zweiten Element (18b) mindestens ein Kühlkanal (20) zum Führen eines Kühlmittels angeordnet ist.Blade (10) for a turbine,
with a blade root (14) for fastening the blade (10) to a rotor of the turbine and a platform (18) arranged in the region of the blade root (14),
characterized in that
the platform (18) has a first element (18a) for partially bounding a flow channel of the turbine and a second element (18b) formed separately from the first element (18a),
wherein the second element (18b) is arranged between the rotor and the first element (18a) when the rotor blade (10) is attached to the rotor, and at least one cooling channel (20) is arranged between the first element (18a) and the second element (18b). is arranged for guiding a coolant. Laufschaufel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Kühlkanal (20) derart gestaltet ist, dass damit das Kühlmittel bei am Rotor befestigter Laufschaufel (10) in Axialrichtung des Rotors führbar ist.Blade according to claim 1,
characterized in that
the at least one cooling channel (20) is designed in such a way that the coolant can thus be guided in the axial direction of the rotor when the rotor blade (10) is fastened to the rotor. Laufschaufel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Kühlkanal (20) sich entlang einer gebogenen Linie erstreckt.Blade according to claim 1 or 2,
characterized in that
the at least one cooling channel (20) extends along a curved line. Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Plattform (18) im Bereich des zweiten Elements (18b) lediglich mittels Konvektionskühlung und/oder Filmkühlung kühlbar ist.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the platform (18) in the region of the second element (18b) can be cooled only by means of convection cooling and / or film cooling. Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Element (18a) der Plattform (18) einstückig mit dem Schaufelfuß (14) und/oder einem sich daran anschließenden Element (16) ausgebildet ist.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first element (18a) of the platform (18) is formed integrally with the blade root (14) and / or an adjoining element (16). Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sowohl das erste Element (18a) als auch das zweite Element (18b) separat von dem Schaufelfuß (14) und/oder einem sich daran anschließenden Element (16) ausgebildet sind.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
both the first element (18a) and the second element (18b) are formed separately from the blade root (14) and / or an adjoining element (16). Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Element (18a) und/oder das zweite Element (18b) formschlüssig an dem Schaufelfuß (14) und/oder dem sich daran anschließenden Element (16) befestigt ist/sind.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first element (18a) and / or the second element (18b) is / are fastened in a form-fitting manner to the blade root (14) and / or the adjoining element (16). Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Element (18a) und das zweite Element (18b) unterschiedliche Materialien aufweisen,
insbesondere das erste Element (18a) ein oxidationsbeständiges Material und das zweite Element (18b) ein Material mit hoher Festigkeit aufweist.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first element (18a) and the second element (18b) have different materials,
in particular, the first element (18a) comprises an oxidation resistant material and the second element (18b) comprises a high strength material. Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Element (18a) mit einer wärmedämmenden Beschichtung (22) versehen ist.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first element (18a) is provided with a heat-insulating coating (22). Laufschaufel nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Element (18b) eine Schwungmasse (24) aufweist, welche darauf ausgelegt ist, die Schwingungseigenschaften der Laufschaufel (10) gezielt zu beeinflussen.Blade according to one of the preceding claims,
characterized in that
the second element (18b) has a flywheel (24) which is designed to selectively influence the vibration characteristics of the rotor blade (10). Turbine für ein thermischen Kraftwerks mit einer Laufschaufel (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche.Turbine for a thermal power plant with a blade (10) according to any one of the preceding claims.
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