EP3390784A1 - Strömungsmaschine mit mehreren leitschaufelstufen und verfahren zur teilweisen demontage einer solchen strömungsmaschine - Google Patents

Strömungsmaschine mit mehreren leitschaufelstufen und verfahren zur teilweisen demontage einer solchen strömungsmaschine

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EP3390784A1
EP3390784A1 EP17705106.7A EP17705106A EP3390784A1 EP 3390784 A1 EP3390784 A1 EP 3390784A1 EP 17705106 A EP17705106 A EP 17705106A EP 3390784 A1 EP3390784 A1 EP 3390784A1
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EP
European Patent Office
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vane
guide
turbomachine
guide vane
carrier
Prior art date
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Application number
EP17705106.7A
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English (en)
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EP3390784B1 (de
Inventor
Stefan Bärow
Oliver Dominka
Guido Ederer
Christian Felsmann
Florian Fuchs
Robert Herfurth
Jose Angel Hernandez Maza
Michael Kluck
Eike Kohlhoff
Kay Krabiell
Khaled Maiz
Behnam Nouri
Andre Willmann
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3390784B1 publication Critical patent/EP3390784B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • 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
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
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    • 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
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • 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
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the present invention relates to a turbomachine having at least one annular guide carrier, which is composed at least of a lower part and a detachably connected to this upper part, and at least three on the inner circumference of the at least one Leitschaufelitatis gehal ⁇ tenen Leitschaufelissuen arranged axially behind the other in the flow direction and each having a plurality of substantially radially extending vanes, each vane comprising a vane blade extending between a base plate and a top plate, each base plate being held in a form-fitting manner directly against the vane carrier and thus prevented from displacement secured radial and axial direction, at least some base plates of vanes of each vane stage are secured by at least one additional Fiche ⁇ tion element against a shift in the circumferential direction, the Fu ßplatten adjacently arranged Leitschau ⁇ feln axially adjacent vane stages each form-locking engage directly into each other and mutually partially overlapped, and between the base plates of each guide vane and the inside of
  • the OF INVENTION ⁇ dung relates to a process for the partial disassembly of a turbomachine, wherein the turbomachine held at least one routing ⁇ blade carrier, which is composed at least of an upper part and a lower part, and at least three on the inner ⁇ circumference of the guide vane, annular excluded has formed Leitschaufelissuen, which are axially arranged one behind the other in the flow direction, in particular a he ⁇ inventive flow machine, in which the upper part of the guide vane carrier removed and vanes of a single NEN vane stage are removed from the vane carrier.
  • FIGS. 1 and 2 show an example of the structure of a portion of a flow ⁇ machine 1 Siemens AG with an annular guide vane carrier 2, which is divided centrally into an upper part and a lower part, wherein shown in Figure 1 is a section through the lower part 3 without runners is. On the inner circumference of the guide blade carrier 2 are present four in total
  • each vane stage 4a to 4d has a multiplicity of number of substantially radially extending vanes 5, whose vane blades 6 extend between annularly arranged base plates 7 and annularly arranged top plates 8.
  • the foot plates 7 each comprise axially projecting first retaining projections 9a, which engage in annular grooves 10a formed on the guide blade carrier 2 and secure the guide vanes 5 in the radial direction.
  • the base plates 7 of the vanes 5 of the first three vane stages 4a, 4b and 4c are each provided on one side with first holding projections 9, via which a one-sided support of the foot plates 7 takes place on the vane carrier 2.
  • first Hal ⁇ tevorsprünge 9a 4d to the base plates 7 of the guide blades 5 of the fourth guide vane is formed so that these base plates 7 are supported on both sides on the stator blade 2 and are fixed thereto.
  • the foot plates 7 each comprise radially projecting second retaining projections 9b, which engage in annular grooves 10b formed on the guide blade carrier 2.
  • further securing elements 11 are provided in the form of locking pins which are arranged in bores 12 which extend radially both through a first retaining projection 9a and through the guide blade carrier 2 ,
  • the mutually facing axial end portions of the foot plates of the vanes of adjacent vane stages are each provided with axially projecting lapping projections 13 which overlap one another such that the foot plates 7 of the first vane stage 4a at those of the second vane stage 4b, the foot plates 7 of the second vane stage 4b at those of the third vane stage 4c and the foot plates 7 of the third vane stage 4c are directly supported at those of the fourth vane stage 4d.
  • the above-described construction is characterized insbesonde ⁇ re characterized by the fact that the guide vanes 5 are directly held immediately adjacent to the guide vane carrier 2 as well and that alone 7 define the base plates, the radially outer wall of the flow path. According forego the construction of tet additional intermediate rings or ⁇ same, which gives it a very simple and inexpensive construction.
  • the guide vane stages 4a to 4d during assembly of the turbomachine 1 must be mounted in order in a predetermined order, starting with the vanes 5 of the fourth vane stage 4d which are firmly connected to the vane support 2. Only after complete assembly of the fourth vane stage 4d can be started with the installation of the vanes 5 of the third vane stage 4c, followed by the assembly of the vanes of the second vane stage 4b and then the first vane stage 4a can then connect.
  • the guide blade stages 4a to 4d have to be removed in succession in succession, starting with the guide vanes 5 of the first guide vane stage 4a.
  • the present invention provides a fluid machine of the aforementioned type, which is here ⁇ characterized by that at least some of the Siche ⁇ guide elements from an outer side of the guide vane are inaccessible and positioned such that it in the maintenance condition for the maintenance personnel via the Intermediate reachable as well as can be assembled and disassembled.
  • This has the significant advantage that with respect to the assembly and / or disassembly of the vanes of the individual Leitschaufelissue no particular order must be followed, since the fuse elements are always freely accessible, which in particular simplifies maintenance and / or repair work, shortened and at low cost can be performed.
  • the positive connection between the base plates and the guide vane ⁇ carrier is preferably by the foot plates radially
  • the projections are advantageously formed in axial end regions of the base plates, resulting in a stable construction ⁇ results.
  • At least the base plates of the vanes of the first or last vane stage each have two axially spaced from each other ⁇ arranged projections which engage positively in associated circumferential grooves of the vane support and secure the foot plates against displacement in the radial direction.
  • the securing elements in particular all securing elements are formed by locking pins that are ei ⁇ neterrorism received in a recess formed in a base plate recess and the other part in a recess formed in the guide vane cavity are preferred, with preferably at least one of the recesses is formed by a cylindrical bore , In this way, a very simple structure, it aims ⁇ .
  • the axial component of a direction vector of the main extension direction of each securing element within a plane that extends radially through the securing element is greater than the radial component.
  • the DA is characterized in that the individual Leitschaufelstu ⁇ fe whose vanes are dismantled, is arbitrary.
  • inventive procedural ⁇ ren compared to the described prior art is characterized in that, based on the disassembly of vanes is adopt no particular order ⁇ adhere to the vane stages. Accordingly, maintenance and repair ⁇ work on individual vanes or Leitschaufelissuen significantly simplify and shorten, which can be associated with large cost savings.
  • a support means is mounted prior to disassembly of the vane stage which maintains at least one of the adjacently located vane stages in position during performance of the method. Accordingly, it is prevented that the position of this adjacently arranged guide vane stage can change during disassembly of the Leit ⁇ blade stage to be removed , which facilitates both the disassembly and the reassembly.
  • the support means is preferably with the at least one adjacently disposed guide vane to be held in position, bolted or pinned, insbeson ⁇ particular with at least one head plate of a guide vane of its fine, in order to ensure a secure positioning.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a part ⁇ range of a known turbomachine with removed top part of a vane carrier and removed rotor;
  • Figure 2 is an enlarged view of the in Figure 1 with the
  • Reference numeral II marked section which shows a known arrangement of a Sich mecanicsele ⁇ Mentes
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a portion of a turbomachine according to one embodiment of the present invention with the top of a vane carrier removed and the rotor removed;
  • Figure 4 is an enlarged view of the in Figure 3 with the
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the turbomachine shown in FIG. 3, to which a support device is fastened.
  • Figure 3 shows a sectional view of a portion of a turbomachine 1 according to an embodiment of the vorlie ⁇ ing invention with removed top part of a vane carrier 2 and already dismantled rotor.
  • the construction of the flow engine 1 illustrated in Figure 3 corresponds in large part to that of the flow machine 1 shown in Figure 1 and already described above, so moving ⁇ che or similar components be ⁇ drawing with the same reference numbers and advertising hereinafter not be described again the.
  • turbomachines 1 shown in FIGS. 1 and 3 An essential difference between the turbomachines 1 shown in FIGS. 1 and 3 is that the securing elements 11 are positioned in the turbomachine 1 according to the invention shown in Figure 3 such that they are easily accessible after removal of the upper part of the Leit ⁇ blade carrier 2 via existing between the base plates 7 and the guide blade carrier 2 spaces 14 and accordingly easily disassembled and how ⁇ which can be mounted. More specifically, the Siche ⁇ guide elements 11 which are present ge by locking pins forms ⁇ added in the illustrated embodiment each of the one part in a on a base plate 7 and on the other hand in a recess formed on the guide vane carrier 2 the recess 15, which in the present case designed as mutually aligned bores are.
  • Step is advantageously fixed at least at the third Leitschau- stage 4c, preferably at the first three Leitschaufelhandn 4a to 4c, a support means 17 which surrounds the respective head plates ⁇ 8 of the vanes 5 of the first three Leitschaufelhandn 4a to 4c, see Figure 5.
  • the support means 17 on annular segment-shaped support members 18 which radially outwardly from a
  • Base member 19 protrude and each receive the top plates 8 a vane stage 4a, 4b and 4c between them.
  • the support elements 18 can be mechanically connected to the top plates 8. Tied or braced, for example using appropriate screws or pins, even if this is not mandatory.
  • the securing elements 11 of a topmost arranged Leitschaufei 5 of the fourth vane stage 4d can be solved, after which the corresponding vane 5 can be removed.
  • the retaining projections 9a and 9b of the foot ⁇ plate 7 of the vane 5 are moved in the circumferential direction and brought in this way out of engagement with the associated annular grooves 10a and 10b.
  • the support means 17 ensures during expansion of the vanes 5 of the fourth guide vane 4d that the positioning of the guide vanes 5 of the adjacent guide vane 4c is retained in spite of the fact ⁇ that the engagement between the projections overlap is achieved. 13 In this way a prob ⁇ lemlose disassembly and re-assembly of the vanes 5 of the fourth guide vane is guaranteed 4d.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine (1) mit wenigstens einem ringförmig ausgebildeten Leitschaufelträger (2) sowie deren teilweise Demontage. Der Leitschaufelträger (2), der zumindest aus einem Unterteil (3) und einem lösbar mit diesem verbundenen Oberteil zusammengesetzt ist, umfasst wenigstens drei am Innenumfang des zumindest einen Leitschaufelträgers (2) gehaltene Leitschaufelstufen (4a-d), die in Strömungsrichtung axial hintereinander angeordnet sind und jeweils eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Leitschaufeln (5) aufweisen. Jede der Leitschaufeln (5) umfasst dabei ein Leitschaufelblatt (6), eine Fußplatte (7) sowie eine Kopfplatte (8), wobei sich das Leitschaufelblatt (5) zwischen Fußplatte (7) und Kopfplatte (8) erstreckt. Erfindungsgemäß ist durch die Anordnung der Sicherungsstifte (11) in einem im Montagezustand zugänglichen Zwischenraum (14) eine teilweise Demontage der einzelnen Leitschaufelstufen (4a-d) unabhängig der übrigen Leitschaufelstufen möglich. Die Leitschaufelstufen sind in konventioneller Weise über Haltevorsprünge (9a,9b) an benachbarten Leitschaufelstufen gelagert.

Description

Beschreibung
Strömungsmaschine mit mehreren Leitschaufelstufen und Verfahren zur teilweisen Demontage einer solchen Strömungsmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit wenigstens einem ringförmig ausgebildeten Leitschaufelträger, der zumindest aus einem Unterteil und einem lösbar mit diesem verbundenen Oberteil zusammengesetzt ist, und wenigstens drei am Innenumfang des zumindest einen Leitschaufelträgers gehal¬ tenen Leitschaufelstufen, die in Strömungsrichtung axial hin- tereinander angeordnet sind und jeweils eine Vielzahl von sich im Wesentlichen radial erstreckenden Leitschaufeln aufweisen, wobei jede Leitschaufel ein Leitschaufelblatt um- fasst, das sich zwischen einer Fußplatte und einer Kopfplatte erstreckt, wobei jede Fußplatte formschlüssig unmittelbar an dem Leitschaufelträger gehalten und auf diese Weise gegen eine Verschiebung in radialer und axialer Richtung gesichert ist, zumindest einige Fußplatten von Leitschaufeln jeder Leitschaufelstufe durch zumindest ein zusätzliches Siche¬ rungselement gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung gesi- chert sind, die Fußplatten benachbart angeordneter Leitschau¬ feln axial benachbarter Leitschaufelstufen jeweils formschlüssig direkt ineinander greifen und einander teilweise überlappen, und zwischen den Fußplatten jeder Leitschaufelstufe und der Innenseite des Leitschaufelträgers jeweils ein im Wesentlichen ringförmiger Zwischenraum belassen ist, der für das Wartungspersonal in einem Wartungszustand, in dem das Unterteil und das Oberteil des Leitschaufelträgers voneinan¬ der getrennt sind, zugänglich ist. Ferner betrifft die Erfin¬ dung ein Verfahren zur teilweisen Demontage einer Strömungs- maschine, wobei die Strömungsmaschine wenigstens einen Leit¬ schaufelträger, der zumindest aus einem Oberteil und einem Unterteil zusammengesetzt ist, und wenigstens drei am Innen¬ umfang des Leitschaufelträgers gehaltene, ringförmig ausge- bildete Leitschaufelstufen aufweist, die in Strömungsrichtung axial hintereinander angeordnet sind, insbesondere einer er¬ findungsgemäßen Strömungsmaschine, bei dem das Oberteil des Leitschaufelträgers entfernt und Leitschaufeln einer einzel- nen Leitschaufelstufe von dem Leitschaufelträger demontiert werden .
Strömungsmaschinen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft den Aufbau eines Teilbereiches einer Strömungs¬ maschine 1 der Siemens AG mit einem ringförmig ausgebildeten Leitschaufelträger 2, der mittig in ein Oberteil und ein Unterteil unterteilt ist, wobei in Figur 1 ein Schnitt durch das Unterteil 3 ohne Läufer dargestellt ist. Am Innenumfang des Leitschaufelträgers 2 sind vorliegend insgesamt vier
Leitschaufelstufen 4a bis 4d gehalten, die in Strömungsrichtung axial hintereinander angeordnet sind. Dabei bildet die Leitschaufelstufe 4a ganz links in Figur 1 die erste Stufe und die Leitschaufelstufe 4d ganz rechts in Figur 1 die vier- te Stufe. Jede Leitschaufelstufe 4a bis 4d weist eine Viel¬ zahl von sich im Wesentlichen radial erstreckenden Leitschaufeln 5 auf, deren Leitschaufelblätter 6 sich zwischen ringförmig angeordneten Fußplatten 7 und ringförmig angeordneten Kopfplatten 8 erstrecken. Die Fußplatten 7 umfassen jeweils in axialer Richtung vorstehende erste Haltevorsprünge 9a, die in an dem Leitschaufelträger 2 ausgebildete Ringnuten 10a greifen und die Leitschaufeln 5 in radialer Richtung sichern. Genauer gesagt sind die Fußplatten 7 der Leitschaufeln 5 der ersten drei Leitschaufelstufen 4a, 4b und 4c jeweils einsei- tig mit ersten Haltevorsprüngen 9 versehen, über die eine einseitige Abstützung der Fußplatten 7 am Leitschaufelträger 2 erfolgt. An den Fußplatten 7 der Leitschaufeln 5 der vierten Leitschaufelstufe 4d sind hingegen beidseitig erste Hal¬ tevorsprünge 9a ausgebildet, so dass sich diese Fußplatten 7 beidseitig am Leitschaufelträger 2 abstützen bzw. an diesem fixiert sind. Ferner umfassen die Fußplatten 7 jeweils in radialer Richtung vorstehende zweite Haltevorsprünge 9b, die in an dem Leitschaufelträger 2 ausgebildete Ringnuten 10b grei- fen und die Leitschaufeln 5 in axialer Richtung sichern, wobei die zweiten Haltevorsprünge 9b vorliegend jeweils unmit¬ telbar benachbart zu ersten Haltevorsprüngen 9a angeordnet sind. Um eine Bewegung der Fußplatten 7 relativ zum Leit- schaufelträger 2 in Umfangsrichtung zu verhindern, sind ferner Sicherungselemente 11 in Form von Sicherungsstiften vorgesehen, die in Bohrungen 12 angeordnet sind, die sich radial sowohl durch einen ersten Haltevorsprung 9a als auch durch den Leitschaufelträger 2 erstrecken. Die zueinander weisenden axialen Endbereiche der Fußplatten der Leitschaufeln benachbarter Leitschaufelstufen sind jeweils mit axial vorstehenden Überlappungsvorsprüngen 13 versehen, die einander derart überlappen, dass sich die Fußplatten 7 der ersten Leitschaufelstufe 4a an denen der zweiten Leitschaufelstufe 4b, die Fußplatten 7 der zweiten Leitschaufelstufe 4b an denen der dritten Leitschaufelstufe 4c und die Fußplatten 7 der dritten Leitschaufelstufe 4c an denen der vierten Leitschaufelstufe 4d unmittelbar abstützen. Entsprechend sind die Fußplatten 7 der Leitschaufeln 5 der ersten bis dritten Leitschaufelstufen 4a bis 4c jeweils am Leitschaufelträger 2 einerseits und an zumindest einer Fußplatte 7 einer Leitschaufel 5 einer be¬ nachbart angeordneten Leitschaufelstufe andererseits gehal¬ ten . Die zuvor beschriebene Konstruktion zeichnet sich insbesonde¬ re dadurch aus, dass die Leitschaufeln 5 unmittelbar an dem Leitschaufelträger 2 sowie unmittelbar aneinander gehalten sind, und dass alleine die Fußplatten 7 die radial äußere Wandung des Strömungspfads definieren. Entsprechend verzich- tet die Konstruktion auf zusätzliche Zwischenringe oder der¬ gleichen, wodurch sie einen sehr einfachen und preiswerten Aufbau erhält. Aufgrund der zuvor beschriebenen Ausbildung und Anordnung des Leitschaufelträgers 2 und der Leitschaufel¬ stufen 4a bis 4d müssen die Leitschaufelstufen 4a bis 4d bei der Montage der Strömungsmaschine 1 allerdings der Reihe nach in einer vorbestimmten Reihenfolge montiert werden, beginnend mit den Leitschaufeln 5 der vierten Leitschaufelstufe 4d, die fest mit dem Leitschaufelträger 2 verbunden werden. Erst nach vollständiger Montage der vierten Leitschaufelstufe 4d kann mit dem Einbau der Leitschaufeln 5 der dritten Leitschaufelstufe 4c begonnen werden, woraufhin sich dann die Montage der Leitschaufeln der zweiten Leitschaufelstufe 4b und dann der ersten Leitschaufelstufe 4a anschließen kann. Bei der Demontage der Strömungsmaschine 1 müssen die Leitschaufelstufen 4a bis 4d in umgekehrter Reihenfolge nacheinander ausgebaut werden, beginnend mit den Leitschaufeln 5 der ersten Leitschaufelstufe 4a. Sollen im Rahmen von Wartungs- und/oder Repara- turarbeiten beispielsweise nur Leitschaufeln 5 der Leitschaufelstufen 4b, 4c und/oder 4d überholt werden, geht dies mit einem sehr hohen Aufwand einher, da zumindest auch die Leit¬ schaufeln 5 der ersten Leitschaufelstufe 4a ausgebaut werden müssen, obwohl diese gar nicht Gegenstand der Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsmaschine mit alternativem Aufbau sowie ein verbessertes Verfahren zur teilwei- sen Demontage einer solchen Strömungsmaschine zu schaffen, das sich einfacher, schneller und kostengünstiger durchführen lässt .
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Strömungsmaschine der eingangs genannten Art, die da¬ durch gekennzeichnet ist, dass zumindest einige der Siche¬ rungselemente von einer Außenseite des Leitschaufelträgers unzugänglich und derart positioniert sind, dass sie in dem Wartungszustand für das Wartungspersonal über den Zwischen- räum erreichbar sowie montier- und demontierbar sind. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass bezüglich der Montage und/oder Demontage der Leitschaufeln der einzelnen Leitschaufelstufen keine besondere Reihenfolge einzuhalten ist, da die Sicherungselemente stets frei zugänglich sind, wodurch insbe- sondere Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten vereinfacht, verkürzt und bei geringem Kostenaufwand durchgeführt werden können . Der Formschluss zwischen den Fußplatten und dem Leitschaufel¬ träger wird bevorzugt durch von den Fußplatten radial
und/oder axial vorstehende Vorsprünge bewirkt, die in zu¬ geordnete Umfangsnuten des Leitschaufelträgers greifen. Auf diese Weise wird ein einfacher Aufbau erzielt.
Die Vorsprünge sind vorteilhaft in axialen Endbereichen der Fußplatten ausgebildet, wodurch sich eine stabile Konstrukti¬ on ergibt.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen zumindest die Fußplatten der Leitschaufeln der ersten oder letzten Leitschaufelstufe jeweils zwei axial beabstandet von¬ einander angeordnete Vorsprünge aufweisen, die formschlüssig in zugeordnete Umfangsnuten des Leitschaufelträgers greifen und die Fußplatten gegen eine Verschiebung in radialer Richtung sichern.
Bevorzugt sind die Sicherungselemente, insbesondere sämtliche Sicherungselemente, durch Sicherungsstifte gebildet, die ei¬ nerseits in einer an einer Fußplatte ausgebildeten Ausnehmung und andererseits in einer an dem Leitschaufelträger ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen sind, wobei bevorzugt zumindest eine der Ausnehmungen durch eine zylindrische Bohrung gebil- det ist. Auf diese Weise wird ein sehr einfacher Aufbau er¬ zielt.
Vorteilhaft ist die axiale Komponente eines Richtungsvektors der Haupterstreckungsrichtung jedes Sicherungselementes in- nerhalb einer Ebene, die sich radial durch das Sicherungsele¬ ment erstreckt, größer als die radiale Komponente. Auf diese Weise wird eine besonders gute Zugänglichkeit der Sicherungs¬ elemente gewährleistet, so dass sich diese einfach ein- und ausbauen lassen.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorlie¬ gende Erfindung ferner ein Verfahren zur teilweisen Demontage einer Strömungsmaschine der eingangs genannten Art, das da- durch gekennzeichnet ist, dass die einzelne Leitschaufelstu¬ fe, deren Leitschaufeln demontiert werden, frei wählbar ist. Mit anderen Worten zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfah¬ ren gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik dadurch aus, dass bei der Demontage von Leitschaufeln bezogen auf die Leitschaufelstufen keine bestimmte Reihenfolge einzu¬ halten ist. Entsprechend lassen sich Wartungs- und Reparatur¬ arbeiten an einzelnen Leitschaufeln bzw. Leitschaufelstufen wesentlich vereinfachen und verkürzen, was mit großen Kosten- einsparungen einhergehen kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der einzelnen Leitschaufelstufe, deren Leitschau¬ feln demontiert werden, um eine Leitschaufelstufe, die zwi- sehen den äußersten Leitschaufelstufen angeordnet ist.
Bevorzugt wird vor der Demontage der Leitschaufelstufe eine Stützeinrichtung montiert, die zumindest eine der benachbart angeordneten Leitschaufelstufen während der Durchführung des Verfahrens in Position hält. Entsprechend wird verhindert, dass sich die Position dieser benachbart angeordneten Leitschaufelstufe während der Demontage der auszubauenden Leit¬ schaufelstufe verändern kann, was sowohl die Demontage als auch die erneute Montage erleichtert.
Bevorzugt wird die Stützeinrichtung mit der zumindest einen benachbart angeordneten Leitschaufelstufe, die in Position gehalten werden soll, verschraubt oder verstiftet, insbeson¬ dere mit zumindest einer Kopfplatte einer ihrer Leitschau- fein, um eine sichere Positionierung zu gewährleisten.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Strömungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Da¬ rin ist Figur 1 eine schematische Querschnittansicht eines Teil¬ bereiches einer bekannten Strömungsmaschine bei abgenommenem Oberteil eines Leitschaufelträgers und entnommenem Läufer;
Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des in Figur 1 mit der
Bezugsziffer II gekennzeichneten Ausschnitts, die eine bekannte Anordnung eines Sicherungsele¬ mentes zeigt;
Figur 3 eine schematische Querschnittansicht eines Teil¬ bereiches einer Strömungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei abgenommenem Oberteil eines Leitschaufelträgers und entnommenem Läufer;
Figur 4 eine vergrößerte Ansicht des in Figur 3 mit der
Bezugsziffer IV gekennzeichneten Ausschnitts, die eine Anordnung eines Sicherungselementes zeigt, und
Figur 5 eine schematische Querschnittansicht der in Fi¬ gur 3 dargestellten Strömungsmaschine, an der eine Stützeinrichtung befestigt ist.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereiches einer Strömungsmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung bei abgenommenem Oberteil eines Leitschaufelträgers 2 und bereits demontiertem Läufer. Der Aufbau der in Figur 3 dargestellten Strömungsmaschine 1 entspricht zu großen Teilen demjenigen der in Figur 1 dargestellten und zuvor bereits beschriebenen Strömungsmaschine 1, weshalb glei¬ che oder gleichartige Bauteile mit gleichen Bezugsziffern be¬ zeichnet sind und nachfolgend nicht erneut beschrieben wer- den.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Strömungsmaschinen 1 besteht darin, dass die Sicherungselemente 11 bei der in Figur 3 dargestellten erfindungsgemäßen Strömungsmaschine 1 derart positioniert sind, dass sie nach dem Entfernen des Oberteils des Leit¬ schaufelträgers 2 über zwischen den Fußplatten 7 und dem Leitschaufelträger 2 vorhandene Zwischenräume 14 problemlos zugänglich sind und entsprechend einfach demontiert und wie¬ der montiert werden können. Genauer gesagt sind die Siche¬ rungselemente 11, die vorliegend durch Sicherungsstifte ge¬ bildet werden, bei der dargestellten Ausführungsform jeweils einerseits in einer an einer Fußplatte 7 und andererseits in einer an dem Leitschaufelträger 2 ausgebildeten Ausnehmung 15 aufgenommen, die vorliegend als miteinander fluchtende Bohrungen ausgebildet sind. Diese Bohrungen sind, wie es insbe¬ sondere in Figur 4 dargestellt ist, derart ausgerichtet, dass die axiale Komponente a eines Richtungsvektors 16 der Haupt- erstreckungsrichtung jedes Sicherungselementes 11 innerhalb einer Ebene, die sich radial durch das Sicherungselement 11 erstreckt, größer ist als die radiale Komponente r. Vorlie¬ gend ist die axiale Komponente a etwa dreimal so groß wie die radiale Komponente r. Dank einer solchen Ausrichtung der Sicherungselemente 11 in im Wesentlichen axialer Richtung können beispielsweise Leitschaufeln 5 der vierten Leitschaufel¬ stufe 4d demontiert werden, ohne zuvor die vorangehenden Leitschaufelstufen 4a bis 4c ausbauen zu müssen, wie es an- hand von Figur 5 schematisch dargestellt ist. Hierzu werden in einem ersten Schritt das Oberteil des Leitschaufelträgers 2 sowie der Läufer entfernt, so dass die im Unterteil 3 vor¬ gesehenen Leitschaufeln 5 freiliegen. In einem weiteren
Schritt wird vorteilhaft zumindest an der dritten Leitschau- feistufe 4c, bevorzugt an den ersten drei Leitschaufelstufen 4a bis 4c, eine Stützeinrichtung 17 befestigt, welche die je¬ weiligen Kopfplatten 8 der Leitschaufeln 5 der ersten drei Leitschaufelstufen 4a bis 4c umgreift, siehe Figur 5. Im vorliegenden Beispiel weist die Stützeinrichtung 17 ringsegment- förmige Stützelemente 18 auf, die radial auswärts von einem
Basiselement 19 vorstehen und jeweils die Kopfplatten 8 einer Leitschaufelstufe 4a, 4b bzw. 4c zwischen sich aufnehmen. Die Stützelemente 18 können mechanisch mit den Kopfplatten 8 ver- bunden bzw. verspannt werden, beispielsweise unter Verwendung entsprechender Schrauben oder Stifte, auch wenn dies nicht zwingend erforderlich ist. In einem weiteren Schritt können die Sicherungselemente 11 einer ganz oben angeordneten Leit- schaufei 5 der vierten Leitschaufelstufe 4d gelöst werden, woraufhin die entsprechende Leitschaufel 5 ausgebaut werden kann. Hierzu werden die Haltevorsprünge 9a und 9b der Fu߬ platte 7 der Leitschaufel 5 in Umfangsrichtung bewegt und auf diese Weise aus dem Eingriff mit den zugehörigen Ringnuten 10a und 10b gebracht. Die Stützeinrichtung 17 gewährleistet während des Ausbaus der Leitschaufeln 5 der vierten Leitschaufelstufe 4d, dass die Positionierung der Leitschaufeln 5 der benachbarten Leitschaufelstufe 4c trotz der Tatsache bei¬ behalten wird, dass der Eingriff zwischen den Überlappungs- vorsprüngen 13 gelöst wird. Auf diese Weise wird eine prob¬ lemlose Demontage und erneute Montage der Leitschaufeln 5 der vierten Leitschaufelstufe 4d gewährleistet.
Es sollte klar sein, dass in analoger Weise auch die Leit- schaufeln 5 der anderen Leitschaufelstufen 4a bis 4c einzeln demontiert und wieder montiert werden können, ohne hierzu be¬ nachbarte Leitschaufelstufen ausbauen zu müssen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Bezugs zeichenliste
1 Strömungsmaschine
2 Leitschaufelträger
3 Unterteil
4a bis d Leitschaufelstufen
5 Leitschaufel
6 Leitschaufelblatt
7 Fußplatte
8 Kopfplatte
9a, b Haltevorsprung
10a, b Ringnut
11 Sicherungselement
12 Ausnehmung
13 Überlappungsvorsprung
14 Zwischenraum
15 Ausnehmung
16 Richtungsvektor
17 Stützeinrichtung
18 Stützelement
19 Basiselement

Claims

Patentansprüche
1. Strömungsmaschine (1) mit wenigstens einem ringförmig ausgebildeten Leitschaufelträger (2), der zumindest aus einem Unterteil und einem lösbar mit diesem verbundenen Oberteil zusammengesetzt ist, und wenigstens drei am Innenumfang des zumindest einen Leitschaufelträgers (2) gehaltenen Leitschau- feistufen (4a-d) , die in Strömungsrichtung axial hintereinander angeordnet sind und jeweils eine Vielzahl von sich im We¬ sentlichen radial erstreckenden Leitschaufeln (5) aufweisen, wobei jede Leitschaufel (5) ein Leitschaufelblatt (6) um- fasst, das sich zwischen einer Fußplatte (7) und einer Kopf- platte (8) erstreckt, wobei
jede Fußplatte (7) formschlüssig unmittelbar an dem Leitschaufelträger (2) gehalten und auf diese Weise gegen eine Verschiebung in radialer und axialer Richtung gesichert ist,
- zumindest einige Fußplatten (7) von Leitschaufeln (5) jeder Leitschaufelstufe (4a-d) durch zumindest ein zusätzli¬ ches Sicherungselement (11) gegen eine Verschiebung in Um- fangsrichtung gesichert sind,
die Fußplatten (7) benachbart angeordneter Leitschaufeln (5) axial benachbarter Leitschaufelstufen (4a-d) jeweils formschlüssig direkt ineinander greifen und einander teilwei¬ se überlappen, und
zwischen den Fußplatten (7) jeder Leitschaufelstufe ( 4a- d) und der Innenseite des Leitschaufelträgers (2) jeweils ein im Wesentlichen ringförmiger Zwischenraum (14) belassen ist, der für das Wartungspersonal in einem Wartungszustand, in dem das Unterteil und das Oberteil des Leitschaufelträgers vonei¬ nander getrennt sind, zugänglich ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Sicherungs- elemente von einer Außenseite des Leitschaufelträgers (2) un¬ zugänglich und derart positioniert sind, dass sie in dem War¬ tungszustand für das Wartungspersonal über den Zwischenraum (14) erreichbar sowie montier- und demontierbar sind.
2. Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Formschluss zwischen den Fußplatten (7) und dem Leit- schaufelträger (2) durch von den Fußplatten (7) radial und/oder axial vorstehende Vorsprünge (9a, 9b) bewirkt wird, die in zugeordnete Umfangsnuten (10, 10b) des Leitschaufel¬ trägers (2) greifen.
3. Strömungsmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorsprünge (9a, 9b) in axialen Endbereichen der Fußplat¬ ten (7) ausgebildet sind.
4. Strömungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest die Fußplatten (7) der Leitschaufeln (5) der ersten oder letzten Leitschaufelstufe (4a, 4d) jeweils zwei axial beabstandet voneinander angeordnete Vorsprünge aufweisen, die formschlüssig in zugeordnete Umfangsnuten des Leitschaufel¬ trägers (2) greifen und die Fußplatten (7) gegen eine Verschiebung in radialer Richtung sichern.
5. Strömungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Sicherungselemente (11), insbesondere sämtliche Sicherungs¬ elemente (11), durch Sicherungsstifte gebildet sind, die ei¬ nerseits in einer an einer Fußplatte (7) ausgebildeten Aus- nehmung (15) und andererseits in einer an dem Leitschaufel¬ träger (2) ausgebildeten Ausnehmung (15) aufgenommen sind.
6. Strömungsmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Ausnehmungen (15) durch eine zylindrische Bohrung gebildet ist.
7. Strömungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die axiale Komponente (a) eines Richtungsvektors (16) der Haupterstreckungsrichtung jedes Sicherungselementes (11) in¬ nerhalb einer Ebene, die sich radial durch das Sicherungsele¬ ment (11) erstreckt, größer ist als die radiale Komponente (r) .
8. Strömungsmaschine (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die axiale Komponente (a) zwei- bis viermal so groß ist wie die radiale Komponente (r) .
9. Verfahren zur teilweisen Demontage einer Strömungsmaschine
(1) , wobei die Strömungsmaschine (1) wenigstens einen Leit¬ schaufelträger (2), der zumindest aus einem Oberteil und ei¬ nem Unterteil zusammengesetzt ist, und wenigstens drei am In¬ nenumfang des Leitschaufelträgers (2) gehaltene, ringförmig ausgebildete Leitschaufelstufen (4a-d) aufweist, die in Strö¬ mungsrichtung axial hintereinander angeordnet sind, insbesondere einer Strömungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Oberteil des Leitschaufelträgers
(2) entfernt und Leitschaufeln (5) einer einzelnen Leitschau- feistufe von dem Leitschaufelträger (2) demontiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Leitschaufelstufe, deren Leitschaufeln (5) demontiert werden, frei wählbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der einzelnen Leitschaufelstufe, deren Leitschau¬ feln demontiert werden, um eine Leitschaufelstufe handelt, die zwischen den äußersten Leitschaufelstufen angeordnet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor der Demontage der Leitschaufelstufe eine Stützeinrichtung (17) montiert wird, die zumindest eine der benachbart ange- ordneten Leitschaufelstufen während der Durchführung des Verfahrens in Position hält.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützeinrichtung (17) mit der zumindest eine benachbart angeordnete Leitschaufelstufe verschraubt oder verstiftet wird .
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