EP2980359A1 - Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component - Google Patents

Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component Download PDF

Info

Publication number
EP2980359A1
EP2980359A1 EP14179072.5A EP14179072A EP2980359A1 EP 2980359 A1 EP2980359 A1 EP 2980359A1 EP 14179072 A EP14179072 A EP 14179072A EP 2980359 A1 EP2980359 A1 EP 2980359A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turbine
circumferential groove
sealing ring
outer circumferential
vanes
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Withdrawn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
EP14179072.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fathi Ahmad
Radan Dr. Radulovic
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 EP14179072.5A priority Critical patent/EP2980359A1/en
Priority to PCT/EP2015/065548 priority patent/WO2016015961A1/en
Publication of EP2980359A1 publication Critical patent/EP2980359A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten von Leitschaufelköpfen von Leitschaufeln einer Leitschaufelreihe einer Turbine gegenüber einem radial innen zu der Leitschaufelreihe angeordneten Bauteil eines Stators der Turbine, aufweisend - wenigstens eine radial außen an dem Bauteil angeordnete innere Umfangsnut, - wenigstens eine durch zueinander fluchtend ausrichtete Nuten an den einzelnen Leitschaufelköpfen ausgebildete, radial innen an einem durch die Leitschaufelköpfe gebildeten Außenring angeordnete äußere Umfangsnut und - wenigstens einen jeweils teilweise innerhalb der inneren Umfangsnut und der äußeren Umfangsnut anordbaren Dichtring, - wobei die äußere Umfangsnut und der Dichtring derart ausgebildet sind, dass zwischen dem Dichtring und der äußeren Umfangsnut ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss herstellbar ist.The invention relates to an arrangement for sealing vanes of vanes of a row of vanes of a turbine with respect to a radially inwardly arranged to the vane row component of a stator of the turbine, comprising at least one inner circumferential groove arranged radially on the outside of the component, - At least one formed by aligned aligned grooves on the individual vane heads, radially inwardly arranged on an outer ring formed by the guide vane heads outer circumferential groove and at least one sealing ring, each partially arrangeable within the inner circumferential groove and the outer circumferential groove, - Wherein the outer circumferential groove and the sealing ring are formed such that between the sealing ring and the outer circumferential groove acting in the circumferential direction positive connection can be produced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten von Leitschaufelköpfen von Leitschaufeln einer Leitschaufelreihe einer Turbine gegenüber einem radial innen zu der Leitschaufelreihe angeordneten Bauteil eines Stators der Turbine.The invention relates to an arrangement for sealing vanes of vanes of a row of vanes of a turbine relative to a radially inwardly arranged to the vane row of a stator of the turbine.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Turbinenstufe für eine Turbine, aufweisend wenigstens eine Leitschaufelreihe mit Leitschaufeln mit radial innenliegenden Leitschaufelköpfen und wenigstens ein radial innen zu der Leitschaufelreihe angeordnetes Bauteil eines Stators der Turbine.The invention further relates to a turbine stage for a turbine, comprising at least one row of guide vanes with vanes with radially inner vanes and at least one component of a stator of the turbine arranged radially inward to the row of vanes.

Ferner betrifft die Erfindung eine Gasturbine mit einer Brennkammer und einer der Brennkammer nachgeschalteten Turbine, wobei die Turbine mehrere hintereinandergeschaltete Turbinenstufen aufweist.Furthermore, the invention relates to a gas turbine having a combustion chamber and a turbine downstream of the combustion chamber, wherein the turbine has a plurality of successively connected turbine stages.

WO 2004/057158 A1 offenbart eine Gasturbine mit einem Ansauggehäuse, einem Verdichter, einer Brennkammer, einer Turbine und einem Abgasgehäuse. Die Turbine umfasst mehrere hintereinandergeschaltete Turbinenstufen. Jede Turbinenstufe umfasst eine Leitschaufelreihe mit an einem Stator der Turbine befestigten Leitschaufeln und eine Laufschaufelreihe mit an einem Rotor der Turbine befestigten Laufschaufeln. Jede Leitschaufel ist über ihren Leitschaufelfuß an einem Innengehäuse des Stators befestigt. Jede Leitschaufel umfasst einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf, der dem Rotor zugewandt und an einem Befestigungsring des Stators festgelegt ist. WO 2004/057158 A1 discloses a gas turbine having an intake housing, a compressor, a combustion chamber, a turbine and an exhaust housing. The turbine comprises several successive turbine stages. Each turbine stage includes a stator blade row having vanes mounted on a stator of the turbine and a blade row having blades attached to a rotor of the turbine. Each vane is attached via its vane root to an inner shell of the stator. Each vane includes a vane head opposite the vane root, which faces the rotor and is secured to a mounting ring of the stator.

Aufgabe der Erfindung ist es, Bereiche einer Turbine, in denen unterschiedliche Drücke herrschen, gegeneinander abzudichten und gleichzeitig Relativbewegungen zwischen Leitschaufeln der Turbine zu reduzieren.The object of the invention is to seal areas of a turbine in which different pressures prevail against each other and at the same time to reduce relative movements between turbine vanes.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Abdichten von Leitschaufelköpfen von Leitschaufeln einer Leitschaufelreihe einer Turbine gegenüber einem radial innen zu der Leitschaufelreihe angeordneten Bauteil eines Stators der Turbine umfasst

  • wenigstens eine radial außen an dem Bauteil angeordnete innere Umfangsnut,
  • wenigstens eine durch zueinander fluchtend ausrichtete Nuten an den einzelnen Leitschaufelköpfen ausgebildete, radial innen an einem durch die Leitschaufelköpfe gebildeten Außenring angeordnete äußere Umfangsnut und
  • wenigstens einen jeweils teilweise innerhalb der inneren Umfangsnut und der äußeren Umfangsnut anordbaren Dichtring,
  • wobei die äußere Umfangsnut und der Dichtring derart ausgebildet sind, dass zwischen dem Dichtring und der äußeren Umfangsnut ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss herstellbar ist.
The inventive arrangement for sealing vanes heads of vanes of a row of vanes of a turbine relative to a radially inwardly arranged to the vane row component of a stator of the turbine comprises
  • at least one inner circumferential groove arranged radially on the outside of the component,
  • at least one formed by aligned aligned grooves on the individual vane heads, radially inwardly disposed on an outer ring formed by the guide vane heads outer circumferential groove and
  • at least one each partially within the inner circumferential groove and the outer circumferential groove can be arranged sealing ring,
  • wherein the outer circumferential groove and the sealing ring are formed such that between the sealing ring and the outer circumferential groove acting in the circumferential direction positive connection can be produced.

Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung kann ein Bereich einer Turbine, welcher von einem Arbeitsmedium durchströmbar ist, gegenüber einem radial innen dazu liegenden Bereich der Turbine abgedichtet werden, um Druckverluste und eine Beaufschlagung von nicht zur Führung des Arbeitsmediums vorgesehenen Turbinenbauteilen zu vermeiden.By means of the arrangement according to the invention, a region of a turbine, which can be traversed by a working medium, are sealed off from a region of the turbine lying radially inward in order to avoid pressure losses and impingement of turbine components not provided for guiding the working medium.

Durch den mit der erfindungsgemäßen Anordnung herstellbaren, in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss zwischen dem Dichtring und der äußeren Umfangsnut erfolgt eine mechanische Kopplung der Leitschaufelköpfe in Umfangsrichtung, wodurch Relativbewegungen zwischen den Leitschaufelköpfen bzw. den Leitschaufeln weitestgehend reduziert werden können. Hierdurch können Lasten, die im Betrieb einer entsprechend ausgestatteten Turbine über deren Leitschaufelfüße in ein Innengehäuse der Turbine eingeleitet werden, reduziert werden, was mit einer Verringerung von Schäden, einem verminderten Verschleiß, erhöhten Standzeiten und/oder einer möglichen reduzierten Auslegung von Turbinenbauteilen einhergeht. Des Weiteren können Lasten, die im Betrieb einer entsprechend ausgestatteten Turbine über deren Leitschaufelköpfe in benachbart zu den Leitschaufelköpfen angeordnete Statorbauteile, beispielsweise einem oben genannten Befestigungsring, eingeleitet werden, reduziert werden, was ebenfalls mit einer Verringerung von Schäden, einem verminderten Verschleiß, erhöhten Standzeiten und/oder einer möglichen reduzierten Auslegung von Turbinenbauteilen einhergeht.By virtue of the form-fit connection between the sealing ring and the outer circumferential groove which can be produced with the arrangement according to the invention, the guide vane heads are mechanically coupled in the circumferential direction, as a result of which relative movements between the guide vane heads and the guide vanes can be largely reduced. As a result, loads which are introduced in the operation of a suitably equipped turbine via the guide blade feet in an inner casing of the turbine can be reduced, with a reduction of damage, reduced wear, increased service life and / or a possible reduced Design of turbine components is associated. Furthermore, loads introduced during operation of a correspondingly equipped turbine via its guide vane heads in stator components arranged adjacent to the vane heads, for example an abovementioned fastening ring, can be reduced, which also results in a reduction of damage, reduced wear, increased service lives and / or a possible reduced design of turbine components is associated.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei einer Neuherstellung einer Turbine realisiert werden. Wegen der geringfügigen baulichen Veränderungen beispielsweise im Vergleich zu der in WO 2004/057158 A1 beschriebenen Turbine kann die Anordnung auch unter relativ geringem Aufwand bei einer bereits vorhandenen Turbine im Zuge einer entsprechenden Nachrüstung, beispielsweise durch Funkenerodieren unter Verwendung einer hierzu geeigneten Elektrode, realisiert werden.The arrangement according to the invention can be realized in a new production of a turbine. Because of the minor structural changes, for example compared to the in WO 2004/057158 A1 described turbine, the arrangement can be realized even with relatively little effort in an existing turbine in the course of a corresponding retrofitting, for example by spark erosion using an electrode suitable for this purpose.

Die innere Umfangsnut und der Dichtring sind bevorzugt derart ausgebildet, dass zwischen dem Dichtring und der inneren Umfangsnut ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss herstellbar ist. Hierdurch können die Leitschaufelköpfe bzw. Leitschaufeln, welche in Umfangsrichtung mechanisch miteinander gekoppelt sind, in Umfangsrichtung auch mechanisch an das Bauteil gekoppelt werden, wodurch auf die Leitschaufeln, das Innengehäuse und/oder Statorbauteile im Betrieb einer entsprechend ausgestatteten Turbine einwirkende mechanische Lasten deutlich reduziert werden können, was mit einer Optimierung der Turbine hinsichtlich der oben genannten Vorteile einhergeht.The inner circumferential groove and the sealing ring are preferably designed such that between the sealing ring and the inner circumferential groove acting in the circumferential direction form fit can be produced. As a result, the guide blade heads or guide vanes, which are mechanically coupled to one another in the circumferential direction, can also be mechanically coupled to the component in the peripheral direction, whereby mechanical loads acting on the guide vanes, inner housing and / or stator components during operation of a correspondingly equipped turbine can be significantly reduced , which goes along with an optimization of the turbine with regard to the above-mentioned advantages.

Bevorzugt variieren eine axiale Breite des Dichtrings in Umfangsrichtung und eine axiale Breite der äußeren Umfangsnut bzw. inneren Umfangsnut in Umfangsrichtung komplementär zur axialen Breite des Dichtrings. Die Variation der axialen Breite des Dichtrings und der äußeren Umfangsnut bzw. inneren Umfangsnut kann einen stetigen oder einen sprunghaften Verlauf in Umfangsrichtung aufweisen.Preferably, an axial width of the sealing ring in the circumferential direction and an axial width of the outer circumferential groove or inner circumferential groove in the circumferential direction vary in a complementary manner to the axial width of the sealing ring. The variation of the axial width of the sealing ring and the outer circumferential groove or inner Circumferential groove may have a steady or a sudden course in the circumferential direction.

Bevorzugt umfassen wenigstens eine axiale Stirnseite des Dichtrings eine, insbesondere zur Längsachse des Dichtrings symmetrische, Verzahnung und wenigstens eine mit der axialen Stirnseite des Dichtrings zusammenwirkende axiale Seitenfläche der äußeren Umfangsnut bzw. inneren Umfangsnut eine komplementär zur Verzahnung der axialen Stirnseite des Dichtrings ausgebildete Verzahnung. Die Verzahnungen können schräg oder senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufende Zahnflanken aufweisen. Die Verzahnung an dem Dichtring kann durch einen zick-zack-förmigen Verlauf des Dichtrings in Umfangsrichtung realisiert sein. Es können auch beide axialen Stirnseiten des Dichtrings bzw. beide axialen Seitenflächen der äußeren Umfangsnut bzw. inneren Umfangsnut entsprechend ausgebildet sein. Insbesondere können die beiden axialen Stirnseiten des Dichtrings symmetrisch bezüglich einer Querebene des Dichtrings ausgebildet sein.Preferably, at least one axial end face of the sealing ring comprises a toothing which is symmetrical in particular to the longitudinal axis of the sealing ring and at least one axial side face of the outer circumferential groove or inner circumferential groove cooperating with the axial end face of the sealing ring has a toothing formed complementary to the toothing of the axial end face of the sealing ring. The teeth may have inclined or perpendicular to the circumferential direction extending tooth flanks. The toothing on the sealing ring can be realized by a zigzag-shaped course of the sealing ring in the circumferential direction. It can also be formed correspondingly both axial end faces of the sealing ring or both axial side surfaces of the outer circumferential groove or inner circumferential groove. In particular, the two axial end faces of the sealing ring may be formed symmetrically with respect to a transverse plane of the sealing ring.

Die äußere Umfangsnut ist bevorzugt an einem radial nach innen ragenden, bezüglich einer Strömungsrichtung eines die Leitschaufelreihe umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Umfangsring des Außenrings angeordnet. Hierdurch erfolgt eine erfindungsgemäße Abdichtung von Bereichen der Turbine mit unterschiedlichem Druck an einem stromaufwärts liegenden, frühestmöglichen Abschnitt der jeweiligen Turbinenstufe.The outer circumferential groove is preferably arranged on a radially inwardly projecting, with respect to a flow direction of the working blade surrounding the nozzle row upstream peripheral ring of the outer ring. In this way, a sealing of regions of the turbine according to the invention with different pressure takes place at an upstream, earliest possible section of the respective turbine stage.

Die erfindungsgemäße Turbinenstufe für eine Turbine umfasst

  • wenigstens eine Leitschaufelreihe mit Leitschaufeln mit radial innenliegenden Leitschaufelköpfen,
  • wenigstens ein radial innen zu der Leitschaufelreihe angeordnetes Bauteil eines Stators der Turbine, und
  • wenigstens eine Anordnung gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben.
The turbine stage according to the invention for a turbine comprises
  • at least one row of vanes with vanes with radially inner vanes heads,
  • at least one component of a stator of the turbine arranged radially inward to the row of guide vanes, and
  • at least one arrangement according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof.

Mit der Turbinenstufe sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Turbinenstufe kann auch zwei oder mehrere Leitschaufelreihen, radial innenliegende Bauteile und/oder Anordnungen aufweisen. Das Bauteil des Stators kann in einem Übergangsbereich einer Gasturbine von einer Brennkammer der Gasturbine in die Turbine angeordnet sein.With the turbine stage, the advantages mentioned above with respect to the arrangement are connected accordingly. The turbine stage may also have two or more rows of vanes, radially inner components and / or arrangements. The component of the stator may be arranged in a transition region of a gas turbine from a combustion chamber of the gas turbine into the turbine.

Die erfindungsgemäße Gasturbine umfasst wenigstens eine Brennkammer und wenigstens eine der Brennkammer nachgeschaltete Turbine, wobei die Turbine mehrere hintereinander geschaltete Turbinenstufen aufweist, und wobei wenigstens eine Turbinenstufe gemäß der vorgenannten Ausgestaltung ausgebildet ist.The gas turbine according to the invention comprises at least one combustion chamber and at least one turbine downstream of the combustion chamber, wherein the turbine has a plurality of turbine stages connected in series, and wherein at least one turbine stage according to the aforementioned embodiment is formed.

Mit der Gasturbine sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Gasturbine kann auch zwei oder mehrere Brennkammern und/oder Turbinen aufweisen.With the gas turbine, the advantages mentioned above with respect to the arrangement are connected accordingly. The gas turbine may also have two or more combustors and / or turbines.

Bevorzugt ist wenigstens eine unmittelbar der Brennkammer nachgeschaltete erste Turbinenstufe gemäß der vorgenannten Ausgestaltung ausgebildet. In diesem Bereich einer Gasturbine können relativ große Druckunterschiede zwischen einem ein Arbeitsmedium führenden Turbinenabschnitt und einem radial innen und außerhalb dieses Turbinenabschnitts liegenden weiteren Turbinenabschnitt herrschen, was die Ausstattung der Gasturbine mit der erfindungsgemäßen Turbinenstufe bzw. der oben genannten Anordnung sinnvoll macht. Auch treten in diesem Bereich einer Gasturbine bzw. deren Turbine relativ hohe Wärmebelastungen und dadurch große Wärmedehnungen auf, welche über den mit der oben genannten Anordnung herstellbaren Formschluss zwischen dem Dichtring und der äußeren Umfangsnut bzw. inneren Umfangsnut in Umfangsrichtung aufgefangen werden können, um die Turbinenstufe bzw. Turbine robuster ausgestalten zu können.Preferably, at least one first turbine stage connected directly downstream of the combustion chamber is designed in accordance with the aforementioned embodiment. In this area of a gas turbine, relatively large pressure differences between a turbine section leading to a working medium and a further turbine section located radially inside and outside this turbine section can prevail, which makes the equipment of the gas turbine with the turbine stage according to the invention or the arrangement mentioned above meaningful. Also occur in this area of a gas turbine or its turbine relatively high heat loads and thus large thermal expansion, which can be collected in the circumferential direction via the producible with the above arrangement positive engagement between the sealing ring and the outer circumferential groove or inner circumferential groove to the turbine stage or Turbine rugged design.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.In the following, preferred embodiments of the inventive arrangement will be explained with reference to the accompanying schematic drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
eine Schnittdarstellung eines Details eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Gasturbine;
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung einer Leitschaufel eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Turbinenstufe;
Fig. 3
eine Seitenansicht eines Details der in Figur 2 gezeigten Leitschaufel im Bereich ihres Leitschaufelkopfes mit einem daran angeordneten Dichtring;
Fig. 4
eine Schnittdarstellung des in Figur 3 gezeigten Details der Leitschaufel mit einem daran angeordneten Dichtring.
Show it:
Fig. 1
a sectional view of a detail of an embodiment of a gas turbine according to the invention;
Fig. 2
a perspective view of a guide vane of an embodiment of a turbine stage according to the invention;
Fig. 3
a side view of a detail of in FIG. 2 shown guide vane in the region of its vane head with a sealing ring arranged thereon;
Fig. 4
a sectional view of the in FIG. 3 shown details of the vane with a sealing ring arranged thereon.

In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical components are provided with the same reference numerals.

Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Gasturbine 1. Die Gasturbine 1 umfasst eine Brennkammer 2 und eine der Brennkammer 2 nachgeschalteten Turbine 3, wobei die Turbine 3 mehrere hintereinander geschaltete Turbinenstufen 4 aufweist, von denen in Figur 1 nur die unmittelbar der Brennkammer 2 nachgeschaltete erste Turbinenstufe 4 gezeigt ist. FIG. 1 shows a sectional view of a detail of an embodiment of a gas turbine according to the invention 1. The gas turbine 1 comprises a combustion chamber 2 and the combustion chamber 2 downstream turbine 3, wherein the turbine 3 has a plurality of successively connected turbine stages 4, of which FIG. 1 only the first turbine stage 4 connected directly downstream of the combustion chamber 2 is shown.

Die erste Turbinenstufe 4 umfasst eine Leitschaufelreihe 5 aus einzelnen radial angeordneten Leitschaufeln 6 mit radial innen liegenden Leitschaufelköpfen 7. Des Weiteren umfasst die erste Turbinenstufe 4 eine Laufschaufelreihe 8 mit radial angeordneten Laufschaufeln 9, die an einem Rotor 10 der Gasturbine 1 befestigt sind. Zudem umfasst die erste Turbinenstufe 4 ein radial innen zu der Leitschaufelreihe 5 angeordnetes Bauteil 11 eines Stators 12 der Turbine 3. Ferner umfasst die erste Turbinenstufe 4 eine Anordnung 13 zum Abdichten der Leitschaufelköpfe 7 der Leitschaufeln 6 der Leitschaufelreihe 5 der Turbine 3 gegenüber dem radial innen zu der Leitschaufelreihe 5 angeordneten Bauteil 11 des Stators 12 der Turbine 3.The first turbine stage 4 comprises a stator blade row 5 of individual radially arranged guide vanes 6 with radially inner guide blade heads 7. Furthermore, the first turbine stage 4 comprises a rotor blade row 8 with radially arranged rotor blades 9 which are fastened to a rotor 10 of the gas turbine 1. In addition, the first turbine stage 4 comprises a component 11 of a stator 12 of the turbine 3 which is arranged radially inwards to the row of guide blades 5. Furthermore, the first turbine stage 4 comprises an arrangement 13 for sealing the guide vane heads 7 of the guide vanes 6 of the vane row 5 of the turbine 3 with respect to the radially inwardly arranged to the vane row 5 component 11 of the stator 12 of the turbine 3rd

Die Anordnung 13 umfasst eine radial außen an dem Bauteil 11 angeordnete innere Umfangsnut 14, eine durch zueinander fluchtend ausrichtete Nuten 15 an den einzelnen Leitschaufelköpfen 7 ausgebildete, radial innen an einem durch die Leitschaufelköpfe 7 gebildeten Außenring 16 angeordnete äußere Umfangsnut 17 und einen jeweils teilweise innerhalb der inneren Umfangsnut 14 und der äußeren Umfangsnut 17 angeordneten Dichtring 18. Die äußere Umfangsnut 17 und der Dichtring 18 sind derart ausgebildet, dass zwischen dem Dichtring 18 und der äußeren Umfangsnut 17 ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss hergestellt ist, wie es beispielsweise genauer Figur 4 zu entnehmen ist. Die innere Umfangsnut 14 und der Dichtring 18 können derart ausgebildet sein, dass zwischen dem Dichtring 18 und der inneren Umfangsnut 14 ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss hergestellt ist. Die Nut 15 jeder Leitschaufel 6 ist an einem radial nach innen ragenden, bezüglich einer durch den Pfeil 21 angedeuteten Strömungsrichtung eines die Leitschaufelreihe 5 umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Ringsegment 22 des jeweiligen Leitschaufelkopfes 7 angeordnet. Die Ringsegmente 22 bilden an dem Außenring 16 einen radial nach innen ragenden, bezüglich der Strömungsrichtung des die Leitschaufelreihe 5 umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Umfangsring 27 aus, an dem die äußere Umfangsnut 17 angeordnet ist.The arrangement 13 comprises an inner circumferential groove 14 arranged radially on the outside of the component 11, an outer peripheral groove 17 formed on the individual guide blade heads 7 radially inwardly on an outer ring 16 formed by the guide blade heads 7 and one each partially inside the outer circumferential groove 17 and the sealing ring 18 are formed such that between the sealing ring 18 and the outer circumferential groove 17 a circumferentially acting positive connection is made, as for example more accurate FIG. 4 can be seen. The inner circumferential groove 14 and the sealing ring 18 may be formed such that between the sealing ring 18 and the inner circumferential groove 14 a force acting in the circumferential direction positive connection is made. The groove 15 of each vane 6 is arranged at a radially inwardly projecting, with respect to a direction indicated by the arrow 21 flow direction of the vane row 5 flowing around the working medium upstream annular segment 22 of the respective vane head 7. The ring segments 22 form on the outer ring 16 a radially inwardly projecting, with respect to the flow direction of the guide vane row 5 flowing around the working medium upstream peripheral ring 27, on which the outer circumferential groove 17 is arranged.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Leitschaufel 6 eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße, nicht gezeigte Turbinenstufe 4. Die Leitschaufel 6 umfasst den radial innenliegenden Leitschaufelkopf 7, einen radial außenliegenden Leitschaufelfuß 19 sowie ein zwischen dem Leitschaufelkopf 7 und dem Leitschaufelfuß 19 angeordnetes Schaufelblatt 20. Die Nut 15 ist an einem radial nach innen ragenden, bezüglich einer durch den Pfeil 21 angedeuteten Strömungsrichtung eines die Leitschaufel 6 umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Ringsegment 22 des Leitschaufelkopfes 7 angeordnet. Hierdurch ist entsprechend Figur 1 eine durch die zueinander fluchtenden Nuten 15 entsprechender Leitschaufeln 6 einer Leitschaufelreihe ausgebildete äußere Umfangsnut an einem radial nach innen ragenden, bezüglich der Strömungsrichtung des die Leitschaufelreihe umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Umfangsring des durch die Leitschaufelköpfe 7 gebildeten Außenrings angeordnet. FIG. 2 4 shows a perspective view of a guide vane 6 of an embodiment of a turbine stage 4 according to the invention, not shown. The vane 6 comprises the radially inner vane head 7, a radially outer vane foot 19 and an airfoil 20 arranged between the vane head 7 and the vane foot 19 is at a radially inwardly projecting, with respect to a direction indicated by the arrow 21 Flow direction of the guide vane 6 flowing around the working medium upstream ring segment 22 of the vane head 7 is arranged. This is accordingly FIG. 1 a formed by the mutually aligned grooves 15 corresponding vanes 6 a row of guide outer circumferential groove disposed on a radially inwardly projecting, with respect to the flow direction of the Leitschaufelreihe flowing around working fluid peripheral ring of the outer ring formed by the Leitschaufelköpfe 7.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Details der in Figur 2 gezeigten Leitschaufel 6 im Bereich ihres Leitschaufelkopfes 7 bzw. dessen Ringsegments 22 mit einem daran angeordneten Dichtring 18. Der Dichtring 18 ist mit einem radial äußeren Abschnitt innerhalb der Nut 15 angeordnet. Am inneren Umfang des Dichtrings 18 ist eine umlaufende Verbreiterung 28 angeordnet, die formschlüssig in eine innere Umfangsnut einführbar ist, die breiter als die Nut 15 ausgebildet ist. FIG. 3 shows a side view of a detail of in FIG. 2 shown guide vane 6 in the region of its vane head 7 and its ring segment 22 with a sealing ring 18 arranged thereon. The sealing ring 18 is arranged with a radially outer portion within the groove 15. At the inner periphery of the sealing ring 18, a circumferential broadening 28 is arranged, which is positively inserted into an inner circumferential groove which is wider than the groove 15 is formed.

Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung des in Figur 3 gezeigten Details der Leitschaufel 6 mit einem daran angeordneten Dichtring 18. Die Schnittebene IV-IV ist entsprechend Figur 3 gewählt. Eine axiale Breite des Dichtrings 18 variiert in Umfangsrichtung und eine axiale Breite der Nut 15 und somit der nicht gezeigten äußeren Umfangsnut des Außenrings variiert in Umfangsrichtung komplementär zur axialen Breite des Dichtrings 18. Die an dem Bauteil des Stators angeordnete innere Umfangsnut kann entsprechend der äußeren Umfangsnut 17 ausgebildet sein. Durch die Variation der axialen Breite des Dichtrings 18 weisen beide axialen Stirnseiten 23 und 24 des Dichtrings 18 eine zur Längsachse des Dichtrings 18 symmetrische Verzahnung mit schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden Zahnflanken auf. Die jeweilig mit einer axialen Stirnseite 23 bzw. 24 des Dichtrings 18 zusammenwirkende axiale Seitenfläche 25 bzw. 26 der Nut 15 und dadurch der äußeren Umfangsnut weist eine komplementär zur Verzahnung der jeweiligen axialen Stirnseite 23 bzw. 24 des Dichtrings 18 ausgebildete Verzahnung auf. Die jeweilig mit einer axialen Stirnseite 23 bzw. 24 des Dichtrings 18 zusammenwirkende axiale Seitenfläche der inneren Umfangsnut des nicht gezeigten Bauteils des Stators kann ebenfalls eine komplementär zur Verzahnung der jeweiligen axialen Stirnseite 23 bzw. 24 des Dichtrings 18 ausgebildete Verzahnung aufweisen. FIG. 4 shows a sectional view of the in FIG. 3 shown details of the guide vane 6 with a sealing ring 18 arranged thereon. The sectional plane IV-IV is corresponding FIG. 3 selected. An axial width of the sealing ring 18 varies in the circumferential direction and an axial width of the groove 15 and thus the outer circumferential groove of the outer ring, not shown, varies in the circumferential direction complementary to the axial width of the sealing ring 18. The arranged on the component of the stator inner circumferential groove corresponding to the outer circumferential groove 17 be formed. Due to the variation of the axial width of the sealing ring 18, both axial end faces 23 and 24 of the sealing ring 18 have a toothing which is symmetrical to the longitudinal axis of the sealing ring 18 and has tooth flanks running obliquely to the circumferential direction. The respectively cooperating with an axial end face 23 and 24 of the sealing ring 18 axial side surface 25 and 26 of the groove 15 and thereby the outer circumferential groove has a complementary to the toothing of the respective axial end face 23 and 24 of the sealing ring 18 formed on teeth. The respective with an axial end face 23 and 24 of the sealing ring 18 cooperating axial side surface of the inner circumferential groove of the stator, not shown, may also have a complementary to the toothing of the respective axial end face 23 and 24 of the sealing ring 18 formed toothing.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

Anordnung (13) zum Abdichten von Leitschaufelköpfen (7) von Leitschaufeln (6) einer Leitschaufelreihe (5) einer Turbine (3) gegenüber einem radial innen zu der Leitschaufelreihe (5) angeordneten Bauteil (11) eines Stators (12) der Turbine (3), aufweisend - wenigstens eine radial außen an dem Bauteil (11) angeordnete innere Umfangsnut (14), - wenigstens eine durch zueinander fluchtend ausrichtete Nuten (15) an den einzelnen Leitschaufelköpfen (7) ausgebildete, radial innen an einem durch die Leitschaufelköpfe (7) gebildeten Außenring (16) angeordnete äußere Umfangsnut (17) und - wenigstens einen jeweils teilweise innerhalb der inneren Umfangsnut (14) und der äußeren Umfangsnut (17) anordbaren Dichtring (18), - wobei die äußere Umfangsnut (17) und der Dichtring (18) derart ausgebildet sind, dass zwischen dem Dichtring (18) und der äußeren Umfangsnut (17) ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss herstellbar ist. Arrangement (13) for sealing guide vanes (7) of guide vanes (6) of a row of vanes (5) of a turbine (3) with respect to a component (11) of a stator (12) of the turbine (3) arranged radially inward of the row of vanes (5) ), having at least one inner circumferential groove (14) arranged radially on the outside of the component (11), - At least one aligned by aligned grooves (15) on the individual guide blade heads (7) formed radially inwardly on an outer ring (16) formed by the Leitschaufelköpfe (7) outer circumferential groove (17) and at least one sealing ring (18) which can be arranged in each case partially within the inner peripheral groove (14) and the outer circumferential groove (17), - Wherein the outer circumferential groove (17) and the sealing ring (18) are formed such that between the sealing ring (18) and the outer circumferential groove (17) acting in the circumferential direction positive connection can be produced. Anordnung (13) gemäß Anspruch 1,
wobei die innere Umfangsnut (14) und der Dichtring (18) derart ausgebildet sind, dass zwischen dem Dichtring (18) und der inneren Umfangsnut (14) ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss herstellbar ist.Arrangement (13) according to claim 1,
wherein the inner circumferential groove (14) and the sealing ring (18) are formed such that between the sealing ring (18) and the inner circumferential groove (14) acting in the circumferential direction positive connection can be produced. Anordnung (13) gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei eine axiale Breite des Dichtrings (18) in Umfangsrichtung variiert und eine axiale Breite der äußeren Umfangsnut (17) bzw. inneren Umfangsnut (14) in Umfangsrichtung komplementär zur axialen Breite des Dichtrings (18) variiert.Arrangement (13) according to claim 1 or 2,
wherein an axial width of the seal ring (18) varies in the circumferential direction and an axial width of the outer circumferential groove (17) and inner circumferential groove (14) varies circumferentially complementary to the axial width of the seal ring (18). Anordnung (13) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eine axiale Stirnseite (23, 24) des Dichtrings (18) eine Verzahnung aufweist und wenigstens eine mit der axialen Stirnseite (23, 24) des Dichtrings (18) zusammenwirkende axiale Seitenfläche (25, 26) der äußeren Umfangsnut (17) bzw. inneren Umfangsnut (14) eine komplementär zur Verzahnung der axialen Stirnseite (23, 24) des Dichtrings (18) ausgebildete Verzahnung aufweist.Arrangement (13) according to one of claims 1 to 3, wherein at least one axial end face (23, 24) of the sealing ring (18) has a toothing and at least one with the axial end face (23, 24) of the sealing ring (18) cooperating axial side surface (25, 26) of the outer circumferential groove (17) and inner circumferential groove (14) has a complementary to the toothing of the axial end face (23, 24) of the sealing ring (18) formed toothing. Anordnung (13) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Umfangsnut (17) an einem radial nach innen ragenden, bezüglich einer Strömungsrichtung eines die Leitschaufelreihe (5) umströmenden Arbeitsmediums vorgeschalteten Umfangsring (27) des Außenrings (16) angeordnet ist.Arrangement (13) according to one of claims 1 to 4, wherein the outer circumferential groove (17) is arranged on a radially inwardly projecting, with respect to a flow direction of the guide vane (5) flowing around the working medium peripheral ring (27) of the outer ring (16). Turbinenstufe (4) für eine Turbine (3), aufweisend - wenigstens eine Leitschaufelreihe (5) mit Leitschaufeln (6) mit radial innenliegenden Leitschaufelköpfen (7), - wenigstens ein radial innen zu der Leitschaufelreihe (5) angeordnetes Bauteil (11) eines Stators (12) der Turbine (3), und - wenigstens eine Anordnung (13) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5. Turbine stage (4) for a turbine (3), comprising at least one row of guide vanes (5) with guide vanes (6) with radially inner guide vanes (7), - At least one radially inwardly to the vane row (5) arranged component (11) of a stator (12) of the turbine (3), and - At least one arrangement (13) according to one of claims 1 to 5. Gasturbine (1) mit einer Brennkammer (2) und einer der Brennkammer (2) nachgeschalteten Turbine (3),
wobei die Turbine (3) mehrere hintereinander geschaltete Turbinenstufen (4) aufweist, und
wobei wenigstens eine Turbinenstufe (4) gemäß Anspruch 6 ausgebildet ist.Gas turbine (1) with a combustion chamber (2) and a turbine (3) connected downstream of the combustion chamber (2),
wherein the turbine (3) has a plurality of successively connected turbine stages (4), and
wherein at least one turbine stage (4) according to claim 6 is formed. Gasturbine (1) gemäß Anspruch 7,
wobei wenigstens eine unmittelbar der Brennkammer (2) nachgeschaltete erste Turbinenstufe (4) gemäß Anspruch 6 ausgebildet ist.Gas turbine (1) according to claim 7,
wherein at least one of the combustion chamber (2) downstream of the first turbine stage (4) is designed according to claim 6.
EP14179072.5A 2014-07-30 2014-07-30 Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component Withdrawn EP2980359A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14179072.5A EP2980359A1 (en) 2014-07-30 2014-07-30 Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component
PCT/EP2015/065548 WO2016015961A1 (en) 2014-07-30 2015-07-08 Sealing of guide vane heads in relation to an internal non-rotatable component of a turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14179072.5A EP2980359A1 (en) 2014-07-30 2014-07-30 Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2980359A1 true EP2980359A1 (en) 2016-02-03

Family

ID=51260648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14179072.5A Withdrawn EP2980359A1 (en) 2014-07-30 2014-07-30 Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2980359A1 (en)
WO (1) WO2016015961A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4345255A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 RTX Corporation Blade outer air seal with retainer ring

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534660A (en) * 1976-05-05 1978-12-06 Stal Laval Turbin Ab Sealing arrangement in a gas turbine
US4379560A (en) * 1981-08-13 1983-04-12 Fern Engineering Turbine seal
WO2004057158A1 (en) 2002-12-19 2004-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Turbine, fixing device for blades and working method for dismantling the blades of a turbine
EP2351910A2 (en) * 2010-01-06 2011-08-03 General Electric Company Steam turbine stationary component seal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1534660A (en) * 1976-05-05 1978-12-06 Stal Laval Turbin Ab Sealing arrangement in a gas turbine
US4379560A (en) * 1981-08-13 1983-04-12 Fern Engineering Turbine seal
WO2004057158A1 (en) 2002-12-19 2004-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Turbine, fixing device for blades and working method for dismantling the blades of a turbine
EP2351910A2 (en) * 2010-01-06 2011-08-03 General Electric Company Steam turbine stationary component seal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4345255A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 RTX Corporation Blade outer air seal with retainer ring

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016015961A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016125189B4 (en) turbocharger
EP2647795B1 (en) Seal system for a turbo engine
DE102015101156A1 (en) High chord blade, two partial span damper elements and curved dovetail
EP2918913B1 (en) Combustion chamber of a gas turbine
EP2179143B1 (en) Gap cooling between combustion chamber wall and turbine wall of a gas turbine installation
DE112013006128T5 (en) Blade and related manufacturing process
EP3064706A1 (en) Guide blade assembly for a flow engine with axial flow
EP2799776A1 (en) Burner seal for gas turbine combustion chamber head and heat shield
DE102014204476A1 (en) Combustion chamber of a gas turbine
EP2746533A1 (en) Blade grid and turbomachine
CH701927B1 (en) Stator, compressor and gas turbine engine.
DE102016113568A1 (en) Method for producing a tandem vane segment
DE102007015669A1 (en) turbomachinery
EP2871325B1 (en) Inner ring of a turbine engine and vane cluster
EP3287611A1 (en) Gas turbine and method of attaching a turbine nozzle guide vane segment of a gas turbine
EP2526263B1 (en) Housing system for an axial turbomachine
EP3587739A1 (en) Casing ring arrangement for a flow engine
EP3056684B1 (en) Axially split inner ring for a flow machine, guide blade assembly and aircraft engine
EP2980359A1 (en) Sealing of guide vane heads relative to an internal stator component
DE102010055435B4 (en) Innendeckband a gas turbine and method for producing a Innenendeckbandes
DE102011052037A1 (en) Flow divider arrangement for steam turbo drive and method
EP3551850B1 (en) Method for modifying a turbine
DE102014222320A1 (en) Combustion chamber wall of a gas turbine with cooling for a mixed air hole edge
EP3022395B1 (en) Insert element and gas turbine
DE102013017713A1 (en) turbomachinery

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160804