ES2338369T3 - TURBINE ALABE FOR A STEAM TURBINE. - Google Patents
TURBINE ALABE FOR A STEAM TURBINE. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2338369T3 ES2338369T3 ES06819186T ES06819186T ES2338369T3 ES 2338369 T3 ES2338369 T3 ES 2338369T3 ES 06819186 T ES06819186 T ES 06819186T ES 06819186 T ES06819186 T ES 06819186T ES 2338369 T3 ES2338369 T3 ES 2338369T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- blade
- turbine
- segment
- foot
- fibers
- 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.)
- Active
Links
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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
-
- 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
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
-
- 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
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
- F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Álabe de turbina para una turbina de vapor.Turbine blade for a steam turbine.
La invención se refiere a un álabe de turbina para una turbina de vapor con un segmento de hoja de álabe, así como un segmento de pie, conteniendo el segmento de hoja de álabe, al menos por zonas, un material compuesto de fibras. Además se refiere la invención a una turbina de vapor con un tal álabe de turbina.The invention relates to a turbine blade for a steam turbine with a blade blade segment as well as a foot segment, containing the blade blade segment, at least by zones, a material composed of fibers. Also I know the invention relates to a steam turbine with such a blade of turbine.
Tales álabes de turbina, en particular álabes de turbina de este tipo configurados como álabes giratorios, se fabrican según el estado de la técnica de acero o titanio. Los álabes de turbina en general y en particular los álabes de las últimas etapas están sometidos, debido a su funcionamiento, a elevadas solicitaciones por fuerza centrífuga, ya que los mismos, para lograr un alto rendimiento, deben presentar una superficie de salida del flujo lo más grande posible y por ello deben poseer una gran longitud de álabe. Para aplicaciones usuales se utilizan por lo tanto aceros de alta resistencia. Donde debido a tensiones por fuerza centrífuga los mismos no pueden utilizarse, se emplean álabes de titanio, que debido a su inferior densidad experimentan también tensiones por fuerzas centrífugas menores. Desde luego estos álabes son bastante más costosos que los álabes de acero. No obstante, también en álabes de titanio están limitadas las superficies de salida del flujo para máquinas de las máximas revoluciones (50 Hz) a aproximadamente 16 m^{2}, lo que implica las correspondientes consecuencias en cuanto a las longitudes de álabe que pueden alcanzarse.Such turbine blades, in particular blades of turbine of this type configured as rotating blades, it manufactured according to the state of the art of steel or titanium. The turbine blades in general and in particular the blades of the final stages are subject, due to its operation, to high requests for centrifugal force, since they, to achieve high performance, they must have an area of flow output as large as possible and therefore must have a large blade length For usual applications they are used by Therefore high strength steels. Where due to tensions by centrifugal force cannot be used, they are used titanium blades, which due to their lower density experience also tensions by lower centrifugal forces. Of course These blades are much more expensive than steel blades. Do not However, titanium blades are also limited Flow outlet surfaces for maximum machines revolutions (50 Hz) at approximately 16 m 2, which implies the corresponding consequences regarding the lengths of blade that can be reached.
Debido a la limitación práctica en cuanto a la longitud del álabe, según el estado de la técnica se aumenta a menudo en etapas de baja presión de turbinas de vapor la cantidad de flujos de baja presión. Esto puede realizarse por ejemplo pasando de etapas de turbina de un flujo a etapas de turbina de dos flujos o utilizando varias turbinas parciales de baja presión. También puede reducirse la velocidad de giro del turbogrupo. En este caso pueden utilizarse entonces superficies de salida del flujo mayores. No obstante, todas estas medidas implican en parte costes considerables.Due to the practical limitation in terms of blade length, according to the state of the art is increased to often in low pressure stages of steam turbines the amount of low pressure flows. This can be done for example by happening from turbine stages of a flow to turbine stages of two flows or using several partial low pressure turbines. also can reduce the speed of rotation of the turbogroup. In this case they can then use larger flow outlet surfaces. Do not However, all these measures partly involve costs considerable.
Una tarea básica de la invención consiste en prever una turbina de vapor con un álabe de turbina del tipo citado al principio que posibilite un rendimiento de la turbina especialmente alto y que a la vez que pueda operarse con seguridad de funcionamiento en la turbina de vapor.A basic task of the invention consists in provide a steam turbine with a turbine blade of the aforementioned type at the beginning that enables turbine performance especially high and that at the same time it can be operated safely operating in the steam turbine.
Por el documento US A 3,883,267, el US A 5,240,377, el FR A 1 178 140 y el EP A1 593 811, se conocen respectivos álabes de turbina del tipo citado al principio. El material compuesto de fibras o bien la correspondiente capa del mismo alrededor del cuerpo de relleno está protegido ciertamente en estos álabes en parte contra la erosión, pero no frente a la penetración de humedad, lo cual puede originar daños, en particular en la zona de vapor húmedo. También por el documento EP A1 577 422 y el DE 24 50 253 A1 se conocen medidas para la protección frente a la erosión. Por el documento DE 22 43 132 A1 se conoce ya un álabe compuesto por completo por material compuesto de fibras con una capa de protección aplicada galvánicamente. El documento EP-A1 462 606 da a conocer un álabe de turbina con las características del preámbulo de la reivindicación 1.By US A 3,883,267, US A 5,240,377, FR A 1 178 140 and EP A1 593 811, are known respective turbine blades of the type mentioned at the beginning. He fiber composite material or the corresponding layer of the same around the filler body is certainly protected in these blades partly against erosion, but not against the moisture penetration, which can cause damage, in particular in the wet steam zone. Also by EP A1 577 422 and DE 24 50 253 A1 known measures for protection against the erosion. From DE 22 43 132 A1 a blade is already known composed entirely of fiber composite material with a protective layer applied galvanically. The document EP-A1 462 606 discloses a turbine blade with the characteristics of the preamble of claim 1.
Esta tarea se resuelve en el marco de la invención con un álabe de turbina de tipo genérico que presenta las características de la reivindicación 1. Además, se resuelve la tarea en el marco de la invención con una turbina de vapor según la reivindicación 14. Las correspondientes reivindicaciones secundarias referidas a las anteriores contienen ventajosos perfeccionamientos de la invención.This task is solved within the framework of the invention with a generic type turbine blade having the characteristics of claim 1. In addition, the task is solved in the context of the invention with a steam turbine according to the claim 14. The corresponding secondary claims referred to the above contain advantageous improvements of the invention.
Por lo tanto, en el marco de la invención se utilizan álabes de compuesto de fibras como álabes de etapas de baja presión o bien álabes de etapas finales. En comparación con las resistencias referidas de distintos materiales, queda clara la ventaja de los materiales compuestos de fibras para una aplicación como material para álabes de las etapas finales. Así es la resistencia referida a la densidad (R_{p0 . 2}/\rho) para acero mejorado de alta resistencia de 115 m^{2}/s^{2}, para titanio de 221 m^{2}/s^{2} y para el material reforzado con fibras CFK-HM por el contrario de 563 m^{2}/s^{2}. Debido a la muy superior resistencia del material compuesto de fibras, pueden bien cargarse los álabes de turbina fabricados con las medidas tradicionales más fuertemente o bien fabricarse los álabes de turbina con una longitud mayor. Las tensiones por fuerza centrífuga que entonces se presentan pueden absorberlas sin más el álabe de la turbina, debido a la muy superior relación resistencia/densidad, sin disminución de la seguridad de funcionamiento.Therefore, within the framework of the invention they use fiber composite blades as stage vanes of low pressure or final stage vanes. In comparison with the referred resistance of different materials, it is clear the advantage of fiber composite materials for an application as material for blades of the final stages. This is the density-related resistance (R_ {p0. 2} / \ rho) for steel Enhanced high strength 115 m 2 / s 2, for titanium 221 m 2 / s 2 and for fiber reinforced material CFK-HM on the contrary of 563 m 2 / s 2. Due to the very superior strength of the composite material of fibers, the turbine blades made with traditional measures more strongly or be manufactured the turbine blades with a longer length. Stress tensions centrifugal presented then can absorb them without further turbine blade, due to the much higher ratio resistance / density, without diminishing the safety of functioning.
Debido a la elevada relación resistencia/densidad de un álabe de turbina que contiene el material compuesto de fibras correspondiente a la invención, puede preverse, en base al diseño del segmento de hoja de álabe, para su utilización en una etapa de baja presión de la turbina de vapor y pese a las elevadas solicitaciones por fuerza centrífuga, preverse una superficie de salida del flujo fuertemente aumentada. Esto puede realizarse en particular previendo una longitud de álabe especialmente grande. Con ello puede aumentarse el rendimiento de la turbina de vapor considerablemente.Due to the high ratio resistance / density of a turbine blade containing the material fiber composite corresponding to the invention, it can be provided, based on the design of the blade blade segment, for its use in a low pressure stage of the steam turbine and in spite of the high centrifugal force solicitations, provide a strongly increased flow outlet surface. This can be carried out in particular by providing a blade length especially big. This can increase the performance of the steam turbine considerably.
En el campo de las turbinas industriales puede cargarse más fuertemente un álabe de turbina con una dimensión predeterminada por ejemplo admitiendo una contrapresión más elevada en las etapas finales (condensación del aire), mediante una velocidad de giro admisible más elevada de las turbinas de accionamiento o mediante el aumento de los álabes de las etapas finales para accionamientos de velocidad de giro variable mediante la utilización correspondiente a la invención del material compuesto de fibras. De ello resulta igualmente un rendimiento más alto para la turbina de vapor.In the field of industrial turbines you can load a turbine blade with a dimension more strongly default for example admitting a higher back pressure in the final stages (air condensation), by means of a higher permissible rotational speed of turbines drive or by increasing the stage vanes endings for variable speed drives by the use corresponding to the invention of the material fiber composite This also results in more performance. high for the steam turbine.
Tal como ya se ha mencionado, resulta para el campo de las turbinas para centrales de energía el potencial de un alargamiento muy considerable de los álabes de las etapas finales existentes, inherente a un aumento considerable de las superficies de salida del flujo que pueden alcanzarse. Por ejemplo, pudieron sustituirse hasta ahora turbogrupos realizados con la mitad de la velocidad de giro máxima con superficies de salida del flujo de 20 m^{2} por cada flujo, con ayuda de los álabes de turbina correspondiente a la invención, por turbogrupos de la máxima velocidad de giro y de la misma superficie de salida del flujo. Debido al inferior tamaño constructivo de turbogrupos con la velocidad máxima de giro, es posible un considerable ahorro de costes. También mediante la utilización de los álabes de turbina correspondientes a la invención puede reducirse la cantidad de flujos de baja presión. Para aplicaciones de varios flujos en centrales de energía puede ahorrarse por ejemplo una de tres partes de baja presión. También pueden sustituirse turbinas de baja presión de dos flujos por máquinas de un sólo flujo, con lo que pueden lograrse igualmente considerables ahorros de costes. Adicionalmente puede lograrse mediante la solución correspondiente a la invención en cualquier caso una reducción del tamaño de la instalación a igualdad de sección del flujo de salida.As already mentioned, it is for the field of turbines for power plants the potential of a very considerable elongation of the blades of the final stages existing, inherent to a considerable increase in surfaces outflow that can be achieved. For example, they could replace until now turbogroups carried out with half of the maximum turning speed with flow output surfaces of 20 m2 for each flow, with the help of the turbine blades corresponding to the invention, by turbogroups of the maximum speed of rotation and of the same surface of exit of the flow. Due to the lower constructive size of turbogroups with the maximum turning speed, considerable savings of costs Also by using the turbine blades corresponding to the invention the amount of low pressure flows. For multi-stream applications in power plants can save for example one of three parts Low pressure Low pressure turbines can also be replaced of two flows by machines of a single flow, with what they can also achieve considerable cost savings. further can be achieved by the solution corresponding to the invention in any case a reduction in the size of the installation to equal section of the outflow.
El álabe de turbina correspondiente a la invención es especialmente adecuado para la última fila de álabes giratorios de una turbina de vapor, pero puede igualmente según la invención utilizarse para la segunda y dado el caso la tercera última fila de álabes. El mismo puede igualmente combinarse con álabes de tapas previas de acero o titanio. El segmento de hoja de álabe del álabe de turbina correspondiente a la invención que contiene, al menos por zonas, el material compuesto de fibras, presenta preferiblemente al menos en la zona de la pared exterior el material compuesto de fibras. Ventajosamente puede también estar compuesto todo el segmento de hoja de álabe por material compuesto de fibras. Además, se reduce ventajosamente en el segmento de hoja de álabe que se vuelve más delgado hacia la punta de la hoja la cantidad de fibras en la dirección longitudinal del segmento de hoja de álabe.The turbine blade corresponding to the invention is especially suitable for the last row of blades rotating a steam turbine, but can also according to the invention used for the second and if necessary the third Last row of blades. It can also be combined with Blades of previous covers of steel or titanium. The sheet segment of blade of the turbine blade corresponding to the invention which contains, at least by areas, the fiber composite material, preferably present at least in the area of the outer wall The fiber composite material. Advantageously it can also be Composed the entire blade blade segment by composite material of fibers. In addition, it is advantageously reduced in the sheet segment of blade that becomes thinner towards the tip of the blade the amount of fibers in the longitudinal direction of the segment of blade of blade
La tarea antes citada se resuelve en el marco de la invención además con un álabe de turbina de tipo genérico en el que el segmento de hoja de álabe contiene, al menos por zonas, material compuesto de fibras, estando rodeada al menos la zona que contiene el material compuesto de fibras por una capa de protección deformable impermeable a la humedad, que impide la penetración de humedad en el material compuesto de fibras durante el funcionamiento del álabe de turbina. Además, se resuelve la tarea con una turbina de vapor que está dotada de tales álabes de turbina.The aforementioned task is solved within the framework of the invention also with a generic type turbine blade in the that the blade blade segment contains, at least by zones, fiber composite material, being surrounded at least the area that contains the fiber composite material by a protective layer deformable moistureproof, which prevents the penetration of moisture in the fiber composite during operation of the turbine blade. In addition, the task is solved with a steam turbine that is provided with such blades of turbine.
Así puede impedirse una absorción de humedad del segmento de hoja de álabe durante el funcionamiento en la turbina de vapor de manera totalmente efectiva. La absorción de la humedad es un fenómeno indeseado dependiente del tiempo, que puede provocar un aumento del peso del componente y con ello un potencial desequilibrio del rotor. Además, puede provocar una tal absorción de humedad una deformación del material compuesto de fibras, así como, si actúa permanentemente, el daño de la matriz y con ello un fallo del componente que contiene el material compuesto de fibras. Mediante la previsión correspondiente a la invención de una capa de protección impermeable a la humedad, se evitan las consecuencias antes descritas peligrosas para la seguridad de servicio de la turbina de vapor. Para que la capa de protección soporte las deformaciones que son de esperar en el material de base del segmento de hoja de álabe sin daños o pérdida de su función de estanqueidad, está realizada la capa de protección correspondiente a la invención tal que puede deformarse. Entonces está realizada la capa de protección en el sentido de la invención tal que puede deformarse de manera que la capa de protección no pierda durante su vida útil y pese a las deformaciones que se presentan durante el funcionamiento del álabe de la zona del segmento de hoja de álabe que contiene el material compuesto de fibras, su impermeabilidad a la humedad. Esto puede lograrse en particular teniendo la capa de protección una zona de aplicación elástica, que va más allá de la zona de dilatación utilizada del material de base. Además del mayor rendimiento de la turbina de vapor que es posible debido a la utilización en el marco de la invención del material compuesto de fibras en el segmento de hoja de álabe, puede utilizarse la forma constructiva correspondiente a la invención del álabe de turbina de manera especialmente segura debido a la capa impermeable de protección correspondiente a la invención.This can prevent moisture absorption from blade blade segment during operation in the turbine of steam in a totally effective way. Moisture absorption It is an unwanted time-dependent phenomenon that can cause an increase in the weight of the component and with it a potential imbalance of the rotor. In addition, it can cause such absorption. of moisture a deformation of the fiber composite material as well as, if it acts permanently, the damage of the matrix and with it a failure of the component that contains the fiber composite material. By means of the provision corresponding to the invention of a layer of moisture-proof protection, consequences are avoided described above dangerous to the service safety of the steam turbine. For the protective layer to support the deformations that are expected in the base material of the blade blade segment without damage or loss of its function tightness, the corresponding protective layer is made to the invention such that it can deform. Then the protective layer in the sense of the invention such that it can deform so that the protective layer does not lose during its shelf life and despite the deformations that occur during operation of the blade of the blade blade segment area which contains the fiber composite material, its impermeability to humidity. This can be achieved in particular by having the layer of protection an area of elastic application, which goes beyond the Expansion zone used of the base material. In addition to the older steam turbine performance that is possible due to the use within the framework of the invention of the composite material of fibers in the blade blade segment, the shape can be used construction corresponding to the invention of the turbine blade of especially safe way due to the waterproof layer of protection corresponding to the invention.
Ventajosamente envuelve por completo la capa de protección antihumedad el segmento de hoja de álabe. Además, puede ser también conveniente que la capa de protección envuelva todo el álabe de la turbina, es decir, también el pie del álabe. En una forma constructiva ventajosa correspondiente a la invención, debe estar configurada la capa de protección tal que resulte una adherencia segura de la capa de protección también cuando golpeen gotas. Además, debe ser el diseño del material de base del segmento de hoja del álabe tal que los sucesivos golpes de gotas no den lugar a ninguna fatiga ni disgregación del material de base.Advantageously completely envelops the layer of moisture protection the blade blade segment. In addition, you can it is also convenient for the protective layer to wrap all the blade of the turbine, that is, also the foot of the blade. In a advantageous constructive form corresponding to the invention, must the protection layer is configured such that a safe adhesion of the protective layer also when hit drops. In addition, the design of the segment base material must be of blade of the blade such that the successive blows of drops do not give place to no fatigue or breakdown of the base material.
La tarea antes citada se resuelve además en el marco de la invención con un álabe de turbina de tipo genérico en el que tanto el segmento de hoja de álabe como también el segmento de pie contenga en cada caso al menos por zonas material compuesto de fibras. Además, se resuelve la tarea con una turbina de vapor que esté dotada de un tal álabe de turbina.The aforementioned task is also solved in the framework of the invention with a generic type turbine blade in which both the blade blade segment and also the segment standing contain in each case at least by composite material zones of fibers. In addition, the task is solved with a steam turbine that It is equipped with such a turbine blade.
Mediante la utilización de material compuesto de fibras en el tramo de hoja de álabe, tal como ya se ha mencionado antes, puede configurarse debido a la inferior densidad del material compuesto de fibras el álabe de turbina con una gran superficie de salida del flujo. Esto aumenta el rendimiento de la turbina de vapor. Además, mediante la utilización simultánea de material compuesto de fibras en el segmento de pie del álabe de turbina, puede asegurarse un anclado del álabe de turbina en el eje del rotor de la turbina de vapor correspondientemente seguro y fiable. Así pueden conducirse en particular fibras del material compuesto de fibras de manera continua a través del segmento de hoja de álabe y el segmento de pie, con lo que el segmento del hoja de álabe y el segmento de pie realizan una unión estable y puede evitarse de manera efectiva la aparición de grietas en el segmento de hoja de álabe durante el funcionamiento del álabe de la turbina, incluso cuando se presenten grandes esfuerzos. Con ello queda garantizada la seguridad de servicio del álabe de turbina durante el funcionamiento.By using composite material of fibers in the section of blade blade, as already mentioned before, it can be configured due to the lower density of the material fiber composite the turbine blade with a large surface area of flow outflow This increases the turbine performance of steam. In addition, through the simultaneous use of material composed of fibers in the foot segment of the turbine blade, an anchoring of the turbine blade in the shaft of the Steam turbine rotor correspondingly safe and reliable. Thus, fibers of the composite material of fibers continuously through the blade blade segment and the foot segment, bringing the blade blade segment and the foot segment perform a stable joint and can be avoided from effectively the appearance of cracks in the sheet segment of blade during operation of the turbine blade, including when great efforts arise. This is guaranteed the safety of the turbine blade during functioning.
Para garantizar la seguridad frente a la rotura de los componentes que contienen material compuesto de fibras, contiene el material compuesto de fibras ventajosamente fibras de vidrio, fibras de plástico, como por ejemplo fibras de aramida y/o fibras de plástico. En particular puede utilizarse como material compuesto de fibras el material reforzado con fibras CFK-HM.To ensure security against breakage of the components containing fiber composite material, contains the fiber composite material advantageously fibers of glass, plastic fibers, such as aramid fibers and / or plastic fibers In particular it can be used as a material fiber composite the fiber reinforced material CFK-HM.
En otra forma de ejecución ventajosa, presenta el material compuesto de fibras unas fibras que en la zona del segmento de hoja de álabe están conducidas bajo un ángulo que se desvía de un eje principal del álabe de la turbina, en particular bajo el ángulo de \pm 15º, \pm 30º y/o \pm 45º respecto al eje principal. Con ello se logra una elevada rigidez frente a la torsión del segmento de hoja de álabe. Las capas de compuesto de fibras pueden disponerse simétricas especularmente respecto a la superficie central de la hoja, con lo que se evita una torsión.In another advantageous embodiment, it presents the fiber composite material fibers that in the area of blade blade segment are driven under an angle that deviates from a main axis of the turbine blade, in particular under the angle of ± 15º, ± 30º and / or ± 45º with respect to the axis principal. This achieves high rigidity against the torsion of the blade blade segment. The composite layers of fibers can be arranged symmetrically specularly with respect to the central surface of the blade, which prevents twisting.
Por el contrario, una disposición asimétrica da lugar a torsión. Esto puede utilizarse en una forma constructiva alternativa ventajosa dado el caso para fines de autoajuste. Mediante la clase de disposición de tales fibras o capas, puede utilizarse también dentro de una zona limitada la anisotropía para lograr una modificación específica de la geometría del álabe en función de las solicitaciones durante el servicio. En este sentido puede preverse una tal torsión en la que se abre la fila de álabes para velocidades de giro superiores a la nominal, para que el flujo detraiga menos energía y con ello no contribuya a una aceleración adicional. Igualmente puede utilizarse la torsión para ajustar un perfil de flujo optimizado en función del flujo y de la carga. Así puede por ejemplo cerrarse la fila de álabes para un flujo menor y abrirse correspondientemente para un flujo mayor.On the contrary, an asymmetric arrangement gives twisting place. This can be used in a constructive way advantageous alternative if necessary for self-adjustment purposes. By the kind of arrangement of such fibers or layers, you can also be used within a limited area anisotropy to achieve a specific modification of the blade geometry in function of the requests during the service. In this sense such a torsion can be provided in which the row of blades is opened for speeds of rotation superior to the nominal one, so that the flow detract less energy and thereby not contribute to acceleration additional. Likewise, torsion can be used to adjust a optimized flow profile based on flow and load. So for example, the row of blades can be closed for a smaller flow and open correspondingly for a larger flow.
Para lograr una optimización de costes y en cuanto a la resistencia de los álabes, es conveniente que el segmento de hoja del álabe presente un cuerpo de relleno dispuesto en el centro de la hoja, que está envuelto por completo por el material compuesto de fibras.To achieve cost optimization and in As for the resistance of the blades, it is convenient that the blade blade segment present a filling body arranged in the center of the sheet, which is completely wrapped by the fiber composite material.
Para poder vigilar el funcionamiento de la capa de protección deformable impermeable a la humedad y que envuelve el material compuesto de fibras y excluir un fallo del segmento de hoja del álabe, se dispone según la invención entre la capa de protección y el material compuesto de fibras una capa eléctricamente conductora. Esta capa eléctricamente conductora sirve como mecanismo de alarma, con el que puede detectarse que la capa de protección está dañada, a continuación de lo cual pueden tomarse a tiempo contramedidas, como por ejemplo la sustitución o el cambio del componente afectado o bien una reparación de la capa de protección. Una tal capa eléctricamente conductora puede estar prevista bien individualmente o por pares con una capa aislante intercalada.In order to monitor the operation of the layer of deformable protection impervious to moisture and that wraps around fiber composite material and exclude a failure of the sheet segment of the blade, according to the invention is arranged between the layer of protection and the fiber composite material an electrically layer conductive This electrically conductive layer serves as alarm mechanism, with which it can be detected that the layer of protection is damaged, after which they can be taken to countermeasures, such as replacement or change of the affected component or a repair of the layer of protection. Such an electrically conductive layer may be provided either individually or in pairs with an insulating layer interspersed
En el último caso resulta para la estructura de la capa del segmento de hoja de álabe en la zona de la superficie de la misma una disposición uno tras otro del material compuesto de fibras, una capa eléctricamente conductora, en particular una capa metálica, una capa aislante, otra capa eléctricamente conductora, en particular una capa metálica, así como la capa de protección. Para vigilar el funcionamiento de la capa de protección puede entonces medirse la resistencia de aislamiento frente al entorno o entre ambas capas eléctricamente conductoras. También puede medirse la capacidad eléctrica de la configuración que incluye la capa eléctricamente conductora, la capa de aislamiento, así como la otra capa eléctricamente conductora, para vigilar el funcionamiento de la capa de protección. Cuando se prevé sólo una capa eléctricamente conductora, procede correspondientemente la medición de la resistencia de aislamiento frente al entorno o de la resistencia eléctrica de la capa eléctricamente conductora para vigilar el funcionamiento de la capa de protección.In the latter case it results for the structure of the layer of the blade blade segment in the surface area of it an arrangement one after another of the composite material of fibers, an electrically conductive layer, in particular a layer metallic, an insulating layer, another electrically conductive layer, in Particularly a metallic layer, as well as the protective layer. For monitor the operation of the protective layer can then measure the insulation resistance against the environment or between both electrically conductive layers. You can also measure the electrical capacity of the configuration that includes the layer electrically conductive, the insulation layer, as well as the other electrically conductive layer, to monitor the operation of The protection layer. When only one layer is provided electrically conductive, the measurement of the insulation resistance against the environment or resistance electric electrically conductive layer to monitor the protection layer operation.
En el marco de la invención están
alternativamente dispuestas entre la capa de protección y la capa de
compuesto de fibras sustancias químicas solubles en agua. Se
prefieren las sustancias químicas solubles en agua en forma
disuelta, que en particular pueden detectarse de manera química,
óptica y/o radiológica. Esta medida significa una posibilidad de
vigilancia alternativa del funcionamiento de la capa de protección.
Así puede comprobarse continuamente por ejemplo el condensado del
circuito agua-vapor de la central térmica de vapor.
Si puede comprobarse allí la existencia de las sustancias químicas
dispuestas bajo la capa de protección, entonces esto indica un daño
en la capa de
protección.In the context of the invention, water soluble chemical substances are alternately disposed between the protective layer and the fiber composite layer. Water-soluble chemical substances in dissolved form are preferred, which in particular can be detected chemically, optically and / or radiologically. This measure means a possibility of alternative monitoring of the operation of the protective layer. Thus, for example, the condensate of the water-steam circuit of the steam power plant can be continuously checked. If the existence of the chemicals placed under the protective layer can be checked there, then this indicates damage to the layer of
protection.
En otra forma de ejecución conveniente, está dotado un borde de entrada del flujo del álabe de la turbina de un refuerzo del borde para la protección frente al golpeo de gotas. Un tal refuerzo de los bordes puede lograrse mediante pegado sobre el álabe de la turbina o mediante enlaminado en el álabe de la turbina. También puede generarse un tal refuerzo del borde mediante una capa de protección o intermedia compactada. Además es posible engrosar la capa de protección correspondientemente o pegar o alojar una pieza de protección adicional. También puede estar configurada la pieza básica del propio álabe de turbina con un refuerzo del borde del tipo de turbina. Alternativamente puede lograrse una protección frente al golpeo de gotas mediante una estructura de laminado del álabe de turbina, en el que las fibras discurren en dirección transversal.In another convenient embodiment, it is equipped with an inlet edge of the turbine blade flow of a Edge reinforcement for protection against dropping. A such reinforcement of the edges can be achieved by gluing on the blade of the turbine or by bonding in the blade of the turbine. One such edge reinforcement can also be generated by a layer of protection or compacted intermediate. It is also possible to swell the protective layer correspondingly or paste or accommodate a additional protection piece. You can also configure the basic part of the turbine blade itself with an edge reinforcement of the type of turbine. Alternatively, protection can be achieved. against the beating of drops by a laminate structure of the turbine blade, in which the fibers run in the direction cross.
Además es conveniente que el segmento de pie del álabe de la turbina presente un elemento de contacto para establecer contacto con un soporte de sujeción del pie del álabe en un eje del rotor de una turbina de vapor, conteniendo el elemento de contacto un material compuesto de fibras y/o un material metálico. A elección puede estar compuesto el elemento de contacto por un compuesto de fibras o por materiales metálicos. Los correspondientes materiales metálicos deben estar elegidos tal que permitan una unión que soporte cargas y a medida con el eje del rotor y que eviten una solicitación excesiva del material compuesto de fibras del pie del álabe que rodea el elemento de contacto. En particular puede estar formado el elemento de contacto por un casquillo metálico. Cuando se prevé la capa de protección impermeable a la humedad y deformable antes descrita, debe estar la misma ventajosamente reforzada especialmente en la zona del pie, en particular en la zona de contacto, o bien estar protegida por elementos de protección frente a daños.It is also convenient that the foot segment of the turbine blade present a contact element for make contact with a support foot of the blade foot in a rotor shaft of a steam turbine, containing the element of contact a material composed of fibers and / or a material metal. The contact element may be composed at choice by a composite of fibers or by metallic materials. The corresponding metal materials must be chosen such that allow a joint that supports loads and tailored with the axis of the rotor and avoid excessive solicitation of the composite material of fibers of the foot of the blade surrounding the contact element. In the contact element may be formed by a metal bushing When the protective layer is provided moisture impermeable and deformable described above, the same advantageously reinforced especially in the foot area, in particular in the contact area, or be protected by elements of protection against damage.
En una forma de ejecución especialmente ventajosa presenta el segmento de pie un elemento de desviación, mediante el que se desvía una cantidad importante de fibras de la hoja del álabe, y/o un elemento de guía, mediante el que se desvía una conducción ventajosa de las fibras en el pie del álabe a una conducción de las fibras adaptada a la geometría del segmento de hoja del álabe. También el elemento de desviación y/o el elemento de guía pueden estar compuestos en cada caso por material compuesto de fibras o un material metálico. En particular pueden estar formados el elemento de contacto y el elemento de guía o bien el elemento de contacto y el elemento de desviación en cada caso por el mismo elemento.In a way of execution especially advantageously the foot segment has a deflection element, by which a significant amount of fibers are diverted from the blade of the blade, and / or a guide element, by which it deviates an advantageous conduction of the fibers in the foot of the blade to a fiber conduction adapted to the geometry of the segment of blade of the blade. Also the deflection element and / or the element guide can be composed in each case of composite material of fibers or a metallic material. In particular they can be formed the contact element and the guide element or the contact element and the deflection element in each case by The same item.
Ventajosamente está realizado además el segmento de pie como pie insertable, que puede insertarse en un soporte de sujeción del pie del álabe de un eje del rotor de la turbina en dirección radial respecto al eje del rotor. De manera conveniente están llevadas entonces las fibras del material compuesto de fibras alrededor de casquillos que sirven como elementos de contacto. Además, puede ventajosamente en un tal pie insertable rediseñarse el curvado de la hoja en la zona del pie mediante una asociación a distintas posiciones de la espiga del pie insertable, con lo que resultan ventajosamente pequeñas desviaciones desde la zona del pie hasta la zona de la hoja. El coste de los elementos de guía permanece así limitado.Advantageously, the segment is also made standing as an insertable foot, which can be inserted into a support clamping the blade foot of a turbine rotor shaft in radial direction relative to the rotor shaft. Conveniently the fibers of the fiber composite material are then carried around bushes that serve as contact elements. Furthermore, it can be advantageously redesigned on such an insertable foot. curved of the leaf in the zone of the foot by means of an association to different positions of the pin of the insertable foot, with what small deviations from the foot area are advantageously to the leaf area. The cost of the guide elements remain so limited.
En una forma de ejecución ventajosa, rodea la capa de protección deformable impermeable a la humedad también el segmento de pie. Con ello se evita de manera muy efectiva la penetración de humedad también en el material compuesto de fibras contenido en el segmento de pie. De esta manera sigue aumentándose la vida útil del álabe de la turbina.In an advantageous embodiment, it surrounds the deformable protective layer impervious to moisture also the foot segment. This avoids very effectively the moisture penetration also in the fiber composite content in the foot segment. In this way it continues to increase the life of the turbine blade.
En otra forma de ejecución ventajosa está realizado el segmento de pie del álabe de la turbina como pie deslizante, que puede insertarse deslizándolo en un soporte de fijación del pie del álabe de un eje del rotor de la turbina en una dirección esencialmente axial respecto al eje del rotor. Bajo dirección esencialmente axial ha de entenderse que la dirección de inserción puede desviarse en hasta \pm 40º de la dirección axial. En particular está configurado el segmento de pie curvado, siguiendo el curvado del pie esencialmente el curvado del segmento de hoja de álabe que se encuentra en la proximidad del pie. Mediante elementos de desviación y de contacto se logra una transmisión de las fuerzas a las ranuras del álabe. Los elementos de contacto pueden también asumir la función de elementos de guía. Con ello se minimiza el coste para elementos de guía.In another advantageous embodiment is made the foot segment of the turbine blade as foot sliding, which can be inserted by sliding it on a support fixing the blade foot of a turbine rotor shaft in a essentially axial direction with respect to the rotor shaft. Low essentially axial direction it is to be understood that the direction of insertion can deviate in up to ± 40 ° from the axial direction. In particular the curved foot segment is configured, following the curved foot essentially the curved segment blade blade found in the vicinity of the foot. Through deflection and contact elements a transmission of the forces to the grooves of the blade. The contact elements they can also assume the function of guiding elements. With it Minimizes the cost for guiding elements.
En una forma de ejecución ventajosa de la turbina de vapor correspondiente a la invención, presenta ésta un equipo para observar el comportamiento en vibración del álabe de la turbina. Con ello puede detectarse una variación de la frecuencia propia del álabe de la turbina, lo cual puede ser atribuible a una absorción de humedad del material compuesto de fibras en el segmento de hoja de álabe durante el funcionamiento de la turbina de vapor. Una tal variación de la frecuencia propia del álabe de la turbina debería dar lugar entonces a una comprobación de la funcionalidad de la capa de protección impermeable a la humedad y deformable antes citada, así como dado el caso a la reparación de la capa de protección, para poder evitar un fallo del componente.In an advantageous embodiment of the steam turbine corresponding to the invention, it presents a equipment to observe the vibration behavior of the blade of the turbine. This can detect a variation in the frequency typical of the turbine blade, which can be attributable to a moisture absorption of the fiber composite material in the blade blade segment during turbine operation steam. Such a variation in the frequency typical of the blade of the turbine should then lead to a check of the functionality of the moisture impermeable protection layer and deformable cited above, as well as if necessary to repair the protective layer, in order to avoid a failure of the component.
En otra forma de ejecución ventajosa, presenta la turbina de vapor al menos un álabe conductor que puede calentarse. Mediante calentamiento puede evaporarse la humedad sobre el álabe conductor y evitarse el correspondiente daño de otros álabes de turbina debido al golpeo de gotas. Alternativamente puede estar previsto también un dispositivo para aspirar humedad sobre al menos un álabe conductor.In another advantageous embodiment, it presents the steam turbine at least one conducting blade that can get warm. By heating the moisture can evaporate on the conductor blade and avoid the corresponding damage of others turbine blades due to the beating of drops. Alternatively you can a device for aspirating moisture over At least one conductor blade.
La fabricación de los álabes de compuesto de fibras se realiza preferiblemente mediante los procedimientos usuales, en los cuales las fibras se arrollan y se impregnan con el material en matriz o se aplican en forma de los llamados prepregs (preimpregnados). A continuación se llevan las mismas en un llamado fondo de matriz hasta su forma definitiva, realizándose también un endurecimiento de la matriz. Para ello se alojan a la vez dentro o adosadamente opcionalmente ya elementos de contacto, desviación o guía. A continuación puede ser necesario mecanizar los álabes en determinados puntos, por ejemplo mediante rectificado, para lograr por ejemplo el necesario mantenimiento de las medidas, mantenimiento de la tolerancia y calidad de la superficie. También pueden mecanizarse elementos de contacto, desviación o guía ya montados o alojarse estos elementos tras el proceso de conformación. Tal como ya se ha mencionado antes, puede montarse además una protección de los bordes, que se integra mediante un subsiguiente trabajo de adaptación, como por ejemplo mediante pulimentado, en el perfil del álabe. A continuación de ello se realiza un recubrimiento con las capas necesarias para la capa de protección y el sistema de alarma. Entonces pueden realizarse capas individuales reforzadas en determinados puntos, para mejorar las funciones de protección o refuerzo.The manufacturing of composite blades fibers are preferably performed by the procedures usual, in which the fibers are wound and impregnated with the matrix material or applied in the form of so-called prepregs (preimpregnated). Then they take them in a call matrix fund to its final form, also performing a matrix hardening. To do this they stay at the same time inside or optionally attached to contact elements, deviation or guide. Then it may be necessary to machine the blades in certain points, for example by grinding, to achieve for example the necessary maintenance of the measures, maintenance of tolerance and surface quality. Too contact, deviation or guide elements can be machined now mounted or housed these elements after the process of conformation. As already mentioned before, it can be mounted also a protection of the edges, which is integrated by means of a subsequent adaptation work, such as through polished, in the profile of the blade. Then it is make a coating with the necessary layers for the layer of Protection and alarm system. Then layers can be made individual reinforced at certain points, to improve protection or reinforcement functions.
A continuación se describirán más en detalle ejemplos de ejecución de un álabe de turbina correspondiente a la invención en base a los dibujos esquemáticos adjuntos.They will be described in more detail below. Examples of execution of a turbine blade corresponding to the invention based on the accompanying schematic drawings.
Se muestra en:It is shown in:
figura 1 una vista de un primer ejemplo de ejecución de un álabe de turbina correspondiente a la invención,Figure 1 a view of a first example of execution of a turbine blade corresponding to the invention,
figura 2 la sección II-II según la figura 1,figure 2 section II-II according to figure 1,
figura 2a una primera forma de ejecución del detalle X de la figura 2,figure 2a a first form of execution of detail X of figure 2,
figura 2b una segunda forma de ejecución del detalle X de la figura 2,figure 2b a second form of execution of detail X of figure 2,
figura 2c el detalle Y según la figura 2,figure 2c detail Y according to figure 2,
figura 3a una vista parcial de un segundo ejemplo de ejecución del elemento de turbina correspondiente a la invención,Figure 3a a partial view of a second Execution example of the turbine element corresponding to the invention,
figura 3b la sección III-III según la figura 3a,Figure 3b section III-III according to figure 3a,
figura 4a una vista en sección de un tercer ejemplo de ejecución de un álabe de turbina correspondiente a la invención con vista en dirección al segmento de pie del álabe,Figure 4a a sectional view of a third Execution example of a turbine blade corresponding to the invention with a view towards the foot segment of the blade,
figura 4b una vista en sección de un eje de rotor de una turbina de vapor en la zona de una ranura del eje con un segmento de pie allí fijado de un álabe de turbina según la figura 4a, así comoFigure 4b a sectional view of an axis of rotor of a steam turbine in the area of a shaft groove with a foot segment fixed there of a turbine blade according to the figure 4a, as well as
figura 4c un detalle Z de la figura 4b.Figure 4c a detail Z of Figure 4b.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de ejecución de un álabe de turbina 10 correspondiente a la invención, que en particular está configurado para su utilización en una etapa de baja presión de una turbina de vapor. El álabe de turbina 10 incluye un segmento de hoja de álabe 12, así como un segmento de pie 14 en forma de un pie insertable. El segmento de pie 14 presenta lengüetas de inserción 16 para una unión por anclaje. El segmento de la hoja de álabe 12 está fabricado de material compuesto de fibras 18, que contiene fibras de vidrio y/o fibras de carbono. La dirección principal de las fibras 20 discurre a lo largo de un eje principal 21 del álabe de la turbina 10. En una zona próxima al segmento de pie 14 presenta el segmento de hoja de álabe 12 una capa adicional de compuesto de fibras 22. La capa adicional de compuesto de fibras 22 contiene fibras adicionales, que discurren bajo un ángulo que se desvía del eje principal 21 del álabe de turbina 10, por ejemplo bajo un ángulo de \pm 15º, \pm 30º, ó \pm 45º y que están previstas para reforzar el segmento de hoja del álabe 12. También pueden estar previstas varias capas adicionales de compuesto de fibras 22 como las indicadas. Al respecto pueden disponerse estas capas con simetría especular respecto a la superficie central de la hoja, con lo que se evita una torsión. Una disposición asimétrica de las capas adicionales de compuesto de fibras da lugar a una torsión. Esto puede aprovecharse dado el caso para fines de autoajuste.Figure 1 shows a first example of execution of a turbine blade 10 corresponding to the invention, which in particular is configured for use in one stage Low pressure of a steam turbine. The turbine blade 10 includes a blade blade segment 12, as well as a foot segment 14 in the form of an insertable foot. Foot segment 14 presents insertion tabs 16 for an anchor connection. Segment of the blade 12 is made of composite material of fibers 18, which contains glass fibers and / or carbon fibers. The main direction of the fibers 20 runs along an axis main 21 of the turbine blade 10. In an area near the foot segment 14 presents the blade blade segment 12 a additional layer of fiber composite 22. The additional layer of fiber compound 22 contains additional fibers, which run under an angle that deviates from the main axis 21 of the blade of turbine 10, for example under an angle of ± 15 °, ± 30 °, or ± 45 ° and which are planned to reinforce the leaf segment of the blade 12. Several layers can also be provided additional fiber composite 22 as indicated. To the In this respect, these layers can be arranged with specular symmetry with respect to the central surface of the sheet, thereby avoiding a twist An asymmetric arrangement of the additional layers of Fiber composite results in a twist. This can be exploited. if necessary for self-adjustment purposes.
La figura 2 muestra la sección II-II en el segmento de hoja de álabe 12 de la figura 1. Este muestra un cuerpo de relleno 24 dispuesto en la zona de mayor grosor de la hoja para la optimización del peso y de la rigidez. El mismo está rodeado por el material compuesto de fibras 18. El álabe de turbina 10 es recorrido por el flujo del vapor de la turbina 26 según la figura 2 desde la izquierda. Para la protección frente al golpeo de gotas está dotado el borde de entrada del álabe de turbina 10 orientado hacia el flujo entrante del vapor de la turbina 26 de un refuerzo del borde 28. El refuerzo del borde 28 está representado en la figura 2c más en detalle. El mismo está compuesto por metal y está fijado mediante una unión por pegado 40 con una sección de salida 42 adecuada para el pegado y el compuesto de fibras en el borde de entrada del flujo 27 del álabe de la turbina 10.Figure 2 shows the section II-II in the blade blade segment 12 of the Figure 1. This shows a filler body 24 arranged in the area of greater thickness of the sheet for the optimization of the weight and the rigidity. It is surrounded by fiber composite material. 18. The turbine blade 10 is traversed by the steam flow of the turbine 26 according to figure 2 from the left. For the protection against the beating of drops is equipped with the edge of turbine blade inlet 10 oriented towards the incoming flow of the steam of the turbine 26 of an edge reinforcement 28. The reinforcement of the edge 28 is shown in Figure 2c in more detail. He it is composed of metal and is fixed by a union by glued 40 with an outlet section 42 suitable for bonding and fiber composite at the leading edge of the flow 27 of the blade of the turbine 10.
La figura 2a muestra una primera forma de ejecución de la estructura del álabe de turbina 10 según la figura 2 en una zona de la superficie del mismo. El material compuesto de fibras 18 que se encuentra en el interior está rodeado entonces por una primera capa eléctricamente conductora 36 a modo de una capa metálica, una capa de aislamiento 34, una segunda capa eléctricamente conductora 32 a modo de una capa metálica, así como finalmente una capa de protección 30. La capa de protección 30 está realizada tal que rechaza la humedad, para impermeabilizar el segmento de hoja de álabe 12 frente al líquido. La capa de protección 30 impide así una penetración de humedad en el material compuesto de fibras 18. Además está configurada la capa de protección 30 deformable tal que la misma compensa las deformaciones que son de esperar durante el funcionamiento del álabe de la turbina 10 sin pérdida de su función de estanqueidad. La disposición una sobre otra de la capa eléctricamente conductora 32, la capa de aislamiento 34 y la capa eléctricamente conductora 36 sirve para vigilar el funcionamiento de la capa de protección 30. Para ello se mide la resistencia de aislamiento de las capas eléctricamente conductoras 30, 32 respecto al entorno o entre las capas o bien la capacidad de la configuración de capas para detectar si ha penetrado humedad a través de la capa de protección 30 en el interior del segmento de hoja de álabe 12.Figure 2a shows a first form of execution of the turbine blade structure 10 according to the figure 2 in an area of its surface. The composite material of fibers 18 that is inside is then surrounded by a first electrically conductive layer 36 as a layer metallic, an insulation layer 34, a second layer electrically conductive 32 by way of a metal layer, as well as finally a protection layer 30. Protection layer 30 is made such that it rejects moisture, to waterproof the blade blade segment 12 against the liquid. The layer of protection 30 thus prevents moisture penetration into the material fiber composite 18. In addition the layer of deformable protection 30 such that it compensates for deformations that are expected during the operation of the blade of the turbine 10 without loss of its sealing function. The arrangement one on top of the electrically conductive layer 32, the insulation layer 34 and the electrically conductive layer 36 serves to monitor the operation of the protection layer 30. For this, the insulation resistance of the layers is measured electrically conductive 30, 32 with respect to the environment or between layers or the ability to configure layers to detect if moisture has penetrated through the protective layer 30 in the inside of blade blade segment 12.
La figura 2b muestra una segunda forma de ejecución de la estructura del álabe de turbina 10 según la figura 2 en una zona de la superficie de la misma. Aquí está rodeado el material compuesto de fibras 18 por una capa con material de indicación 38, que a su vez está rodeada por la capa de protección 30. El material de indicación 38 se encuentra en forma de sustancias solubles en agua, que pueden detectarse en forma disuelta de manera química, óptica y/o radiológica. El material de indicación 38 sirve así para detectar una falta de estanqueidad en la capa de protección 30. Cuando penetra humedad en el interior del segmento de hoja de álabe 12, entonces se disuelven las sustancias químicas solubles en agua del material de indicación 38 y puede comprobarse su presencia en el condensado que resulta a partir del vapor que abandona la turbina.Figure 2b shows a second form of execution of the turbine blade structure 10 according to the figure 2 in an area of the surface of it. Here is surrounded the fiber composite material 18 by a layer with material indication 38, which in turn is surrounded by the protective layer 30. The indication material 38 is in the form of water soluble substances, which can be detected in dissolved form in a chemical, optical and / or radiological way. The material of indication 38 thus serves to detect a lack of tightness in the protective layer 30. When moisture penetrates inside the blade blade segment 12, then the substances dissolve water soluble chemicals of indication material 38 and may check its presence in the condensate that results from steam leaving the turbine.
La figura 3a muestra un segundo ejemplo de ejecución de un álabe de turbina 110 correspondiente a la invención. A un segmento de hoja de álabe 12 con material compuesto de fibras 18 que se muestra sólo parcialmente le sigue un segmento de pie 43. Al respecto están conducidas las fibras del material compuesto de fibras 18 partiendo del segmento de hoja de álabe 12 hasta el segmento de pie 43 y allí están llevadas alrededor de un elemento de contacto y desviación 46 en forma de un casquillo metálico, a continuación de lo que las fibras retornan de nuevo al segmento de hoja de álabe 12. El elemento 46 cumple así una función de desviación. A la vez cumple también una función de contacto, dado que establece contacto con una ranura del eje 48 de un eje de rotor 47 de una turbina de vapor. Además, incluye el álabe de turbina 110 de la figura 3a un llamado elemento de guía 44, mediante el que se desvía una ventajosa conducción de las fibras en el pie del álabe hasta una conducción de las fibras del material compuesto de fibras 18 adaptada a la geometría del segmento de hoja de álabe 12.Figure 3a shows a second example of execution of a turbine blade 110 corresponding to the invention. To a segment of blade 12 with fiber composite material 18 shown only partially is followed by a foot segment 43. In this regard, the fibers of the composite material of fibers 18 starting from the blade blade segment 12 to the foot segment 43 and there are carried around an element of contact and deviation 46 in the form of a metal bushing, to continuation of what the fibers return back to the segment of blade 12. Element 46 thus fulfills a function of deviation. At the same time it also fulfills a contact function, given which contacts a groove in shaft 48 of a rotor shaft 47 of a steam turbine. In addition, it includes turbine blade 110 of figure 3a a so-called guide element 44, whereby deflects an advantageous conduction of the fibers at the foot of the blade to a conduction of the fibers of the fiber composite 18 adapted to the geometry of the blade blade segment 12.
En la figura 3b se muestra la sección III-III según la figura 3a. El segmento de pie 43 está realizado a modo de un pie insertable con lengüetas de inserción 45 para insertar en las correspondientes ranuras del eje 48 que discurren transversalmente respecto a un eje geométrico longitudinal 50 de un eje de rotor 47. Las lengüetas de inserción 45 se fijan entonces mediante espigas de inserción dispuestas transversalmente al respecto en las ranuras del eje 48. Cada uno de estos pies insertables 45 presenta uno de los elementos de contacto y desviación 46.The section 3b shows the section III-III according to figure 3a. The foot segment 43 It is made as an insertable foot with tabs of insert 45 to insert into the corresponding shaft grooves 48 that run transversely with respect to a geometric axis length 50 of a rotor shaft 47. Insert tabs 45 are then fixed by insertion pins arranged transversely about it in the grooves of shaft 48. Each of these insertable feet 45 have one of the contact elements and deviation 46.
En la figura 4a se muestra un tercer ejemplo de ejecución de un álabe de turbina 210 correspondiente a la invención con un segmento de pie 52 a modo de un pie que puede alojarse por deslizamiento. El segmento de pie 52, que se representa con más exactitud en la figura 4b en vista en sección, se inserta deslizando en una ranura del eje 60 que discurre en dirección axial del eje del rotor. El segmento de pie 52 está dotado entonces de una curvatura, tal como se representa en la figura 4a, y presenta un elemento de desviación 56 alrededor del que se lleva una cantidad bastante grande de fibras del material compuesto de fibras 18. Estas fibras están rodeadas por un elemento de guía o de contacto 54. Este elemento cumple primeramente la función de desviar una ventajosa conducción de las fibras en el segmento de pie 52 hasta una conducción de las fibras adaptada a la geometría del segmento de hoja de álabe 12. Además, cumple el elemento 54 la función de establecer contacto con una ranura 60 del eje del rotor 58. El elemento de conducción y de contacto 54 rodea el material compuesto de fibras 18 del segmento de pie 14 por completo y limita también con el material compuesto de fibras 18 en la zona inferior del segmento de hoja de álabe con fibras 12.Figure 3 shows a third example of execution of a turbine blade 210 corresponding to the invention with a foot segment 52 as a foot that can be accommodated by glide. Foot segment 52, which is represented with more accuracy in figure 4b in section view, is inserted by sliding in a groove of the shaft 60 running in the axial direction of the shaft of the rotor. The foot segment 52 is then provided with a curvature, as depicted in figure 4a, and presents a deviation element 56 around which a quantity is carried quite large fibers of fiber composite material 18. These fibers are surrounded by a guide or contact element 54. This element first fulfills the function of diverting a advantageous conduction of the fibers in the foot segment 52 up to a fiber conduit adapted to the segment geometry blade blade 12. In addition, element 54 fulfills the function of make contact with a groove 60 of the rotor shaft 58. The conduction and contact element 54 surrounds the composite of fibers 18 of the foot segment 14 completely and also limits with the fiber composite 18 in the lower area of the blade blade segment with fibers 12.
Esta zona se representa con más exactitud en la figura 4c. Para no provocar cuando hay deformaciones del segmento de hoja de álabe 12 ningún daño del elemento de guía y de contacto 54 o del material compuesto de fibras 18, se prevé un intersticio 62 entre el material compuesto de fibras 18 y el elemento 54.This area is represented more accurately in the figure 4c. Not to cause when there are deformations of the segment blade blade 12 no damage to the guide and contact element 54 or of the fiber composite 18, an interstitium is provided 62 between the fiber composite material 18 and the element 54.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05025359A EP1788197A1 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Turbine blade for a steam turbine |
| EP05025359 | 2005-11-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2338369T3 true ES2338369T3 (en) | 2010-05-06 |
Family
ID=36010462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06819186T Active ES2338369T3 (en) | 2005-11-21 | 2006-10-30 | TURBINE ALABE FOR A STEAM TURBINE. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100014982A1 (en) |
| EP (2) | EP1788197A1 (en) |
| JP (1) | JP4772873B2 (en) |
| CN (1) | CN101313129B (en) |
| AT (1) | ATE458900T1 (en) |
| BR (1) | BRPI0618860A2 (en) |
| DE (1) | DE502006006279D1 (en) |
| ES (1) | ES2338369T3 (en) |
| PL (1) | PL1951991T3 (en) |
| RU (1) | RU2418956C2 (en) |
| WO (1) | WO2007057294A1 (en) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2921099B1 (en) * | 2007-09-13 | 2013-12-06 | Snecma | DAMPING DEVICE FOR DRAWINGS OF COMPOSITE MATERIAL |
| US20090077802A1 (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | General Electric Company | Method for making a composite airfoil |
| EP2113635A1 (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Multi-stage condensation steam turbine |
| DE102008033402A1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine plant and method for operating a steam turbine |
| DE102008061573B4 (en) | 2008-12-11 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade with coating |
| DE102009006418A1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade, in particular blade for a steam turbine, and manufacturing method thereof |
| DE102009010613A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | A method for attaching or producing a closed shroud for a rotor blading a turbine stage and blading a turbine stage for a turbine |
| DE102009036624A1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Blade row for turbine stage of turbine, particularly steam turbine, comprises circulating blading with multiple rotor blades and guide blading with multiple guide vanes |
| DE102009047798A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade, in particular end-stage blade for a steam turbine |
| EP2322763A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine or compressor blade |
| US8807931B2 (en) * | 2010-01-04 | 2014-08-19 | General Electric Company | System for impact zone reinforcement |
| DE102010004663A1 (en) | 2010-01-14 | 2011-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Turbine blade for use in low-pressure stage of steam turbine, has fiber composite material, where fiber composite material has area that is coated with protective layer |
| WO2012113623A1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade and method for producing a turbine blade |
| CH705171A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-31 | Alstom Technology Ltd | The turbine blade having an airfoil from composite material and method for manufacturing thereof. |
| JP5967883B2 (en) * | 2011-09-05 | 2016-08-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Rotating machine blade |
| EP2669479B1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-10-07 | Alstom Technology Ltd | Axial flow turbine and method of controlling moisture content of the distal region of a last stage blade of said turbine |
| DE102012213596A1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Blade, blade blading, or blade blading of a turbine, and method of making at least one blade of a turbine |
| SG10201502975RA (en) * | 2014-06-03 | 2016-01-28 | United Technologies Corp | Systems and methods for pre-stressing blades |
| US10099434B2 (en) * | 2014-09-16 | 2018-10-16 | General Electric Company | Composite airfoil structures |
| FR3041684B1 (en) * | 2015-09-28 | 2021-12-10 | Snecma | DAWN INCLUDING AN ATTACK EDGE SHIELD AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE DAWN |
| EP3380704B1 (en) * | 2016-01-12 | 2023-09-06 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Flexible damper for turbine blades |
| CA2958351A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-16 | RAB Lighting Inc. | Recessed lighting fixture with orientation adjusting apparatus |
| US11383494B2 (en) * | 2016-07-01 | 2022-07-12 | General Electric Company | Ceramic matrix composite articles having different localized properties and methods for forming same |
| USD848657S1 (en) | 2017-01-19 | 2019-05-14 | Nora Lighting, Inc. | Recessed lighting fixture with independent adjustment between a light assembly and a driver assembly |
| JP6968006B2 (en) * | 2018-03-09 | 2021-11-17 | 三菱重工業株式会社 | A method for manufacturing a leading edge cover member, a leading edge cover member unit, a composite material wing, a leading edge cover member, and a method for manufacturing a composite material wing. |
| US10941665B2 (en) * | 2018-05-04 | 2021-03-09 | General Electric Company | Composite airfoil assembly for an interdigitated rotor |
| US10483659B1 (en) * | 2018-11-19 | 2019-11-19 | United Technologies Corporation | Grounding clip for bonded vanes |
| US11326455B2 (en) | 2019-07-04 | 2022-05-10 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | 3D-printed composite compressor blade having stress-oriented fiber and method of manufacturing the same |
| DE102019216073B4 (en) * | 2019-09-23 | 2021-12-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for manufacturing a lightweight turbine blade as a composite component and a lightweight turbine blade manufactured using the process |
| DE102020201867A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Fiber-reinforced rotor blade for a turbomachine and method for manufacturing such a rotor blade |
| FR3116229B1 (en) * | 2020-11-17 | 2023-11-17 | Safran Aircraft Engines | COMPOSITE PART, PARTICULARLY FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1178140A (en) * | 1956-07-05 | 1959-05-04 | Licentia Gmbh | Dawn for a stage crossed by wet steam from a steam turbine |
| US3737250A (en) * | 1971-06-16 | 1973-06-05 | Us Navy | Fiber blade attachment |
| FR2195255A5 (en) * | 1972-08-04 | 1974-03-01 | Snecma | |
| CH547943A (en) * | 1972-08-15 | 1974-04-11 | Bbc Brown Boveri & Cie | LIGHT SHOVEL FOR AXIAL FLOW MACHINE. |
| DD107962A1 (en) * | 1973-11-21 | 1974-08-20 | ||
| JPS58165501A (en) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Manufacture of moving blade in axial flow rotary machine |
| JPS6262224A (en) * | 1985-09-12 | 1987-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Wing vibration measuring apparatus |
| JPS63263204A (en) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Toshiba Corp | Erosion prevention device for turbine blade |
| US5049036A (en) * | 1988-09-09 | 1991-09-17 | Airfoil Textron Inc | Composite blade with divergent root and method for making same |
| US5240377A (en) * | 1992-02-25 | 1993-08-31 | Williams International Corporation | Composite fan blade |
| JPH06137103A (en) * | 1992-10-26 | 1994-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fiber reinforced composite blade |
| JP3100301B2 (en) * | 1995-01-17 | 2000-10-16 | 三菱重工業株式会社 | Steam turbine vane |
| DE19640298A1 (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Siemens Ag | Steam turbine, method for cooling a steam turbine in ventilation mode and method for reducing condensation in a steam turbine in power mode |
| JP3285771B2 (en) * | 1996-10-01 | 2002-05-27 | 三菱重工業株式会社 | Wing vibration measurement device |
| US6607358B2 (en) * | 2002-01-08 | 2003-08-19 | General Electric Company | Multi-component hybrid turbine blade |
| US7300255B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-11-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Laminated turbomachine airfoil with jacket and method of making the airfoil |
| US7306826B2 (en) * | 2004-02-23 | 2007-12-11 | General Electric Company | Use of biased fabric to improve properties of SiC/SiC ceramic composites for turbine engine components |
| US7300708B2 (en) * | 2004-03-16 | 2007-11-27 | General Electric Company | Erosion and wear resistant protective structures for turbine engine components |
| US7104760B2 (en) * | 2004-05-05 | 2006-09-12 | General Electric Company | Hybrid bucket and related method of pocket design |
| US7186092B2 (en) * | 2004-07-26 | 2007-03-06 | General Electric Company | Airfoil having improved impact and erosion resistance and method for preparing same |
| US7753653B2 (en) * | 2007-01-12 | 2010-07-13 | General Electric Company | Composite inlet guide vane |
-
2005
- 2005-11-21 EP EP05025359A patent/EP1788197A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-10-30 PL PL06819186T patent/PL1951991T3/en unknown
- 2006-10-30 WO PCT/EP2006/067923 patent/WO2007057294A1/en active Application Filing
- 2006-10-30 CN CN2006800434023A patent/CN101313129B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-30 ES ES06819186T patent/ES2338369T3/en active Active
- 2006-10-30 AT AT06819186T patent/ATE458900T1/en active
- 2006-10-30 US US12/085,274 patent/US20100014982A1/en not_active Abandoned
- 2006-10-30 DE DE502006006279T patent/DE502006006279D1/en active Active
- 2006-10-30 JP JP2008540562A patent/JP4772873B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-30 EP EP06819186A patent/EP1951991B1/en not_active Not-in-force
- 2006-10-30 BR BRPI0618860-5A patent/BRPI0618860A2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-10-30 RU RU2008125060/06A patent/RU2418956C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100014982A1 (en) | 2010-01-21 |
| RU2418956C2 (en) | 2011-05-20 |
| PL1951991T3 (en) | 2010-07-30 |
| EP1951991A1 (en) | 2008-08-06 |
| EP1951991B1 (en) | 2010-02-24 |
| JP2009516798A (en) | 2009-04-23 |
| BRPI0618860A2 (en) | 2011-09-13 |
| CN101313129A (en) | 2008-11-26 |
| WO2007057294A1 (en) | 2007-05-24 |
| DE502006006279D1 (en) | 2010-04-08 |
| CN101313129B (en) | 2011-07-06 |
| ATE458900T1 (en) | 2010-03-15 |
| JP4772873B2 (en) | 2011-09-14 |
| RU2008125060A (en) | 2009-12-27 |
| EP1788197A1 (en) | 2007-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2338369T3 (en) | TURBINE ALABE FOR A STEAM TURBINE. | |
| ES2565630T3 (en) | Rotor blade connection | |
| ES2690301T3 (en) | Wind power installation rotor blade | |
| ES2293261T3 (en) | METHOD OF MANUFACTURE OF A WIND ROOT OF TURBINE WIND. | |
| ES2751935T3 (en) | Wind turbine blade in combination with a load sensor | |
| US7726943B2 (en) | Rotor blade for a wind energy installation | |
| ES2761557T3 (en) | Bearing | |
| ES2223787T3 (en) | HOLDING OF AN ADJUSTABLE ROTOR SHOVEL OF A WIND ENERGY INSTALLATION. | |
| ES2620787T3 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
| ES2719253T3 (en) | Rotor of a bulkhead wind turbine | |
| ES2354732T3 (en) | WIND TURBINE WING. | |
| ES2600744T3 (en) | Rotor shaft for a wind turbine | |
| ES2530053T3 (en) | Turbine or compressor blade | |
| BRPI0605694B1 (en) | ROTOR PROPELLER BLADE FOR A WIND TURBINE | |
| WO2008059089A1 (en) | Reinforced bearing for a wind-power generator blade | |
| KR100736154B1 (en) | Rotor blade connection | |
| JPH0285096A (en) | Fiber-reinforced propeller impeller | |
| KR20180084037A (en) | Rotary bearing | |
| ES2273323T3 (en) | TURBOMACHINE EQUIPPED WITH A MAIN TREE MOTOR PROTECTION SYSTEM WITH A FUSE BEARING. | |
| ES2744255T3 (en) | Rotor blade of wind turbine and wind turbine | |
| DK2469087T3 (en) | Biased stiffening system for a wind turbine generator sheath | |
| JP2018145898A (en) | Blade for wind power generation or wind power generator | |
| ES2643364T3 (en) | Procedure for consolidation and calibration of a tube section | |
| US9957953B2 (en) | Root bushing for a blade root of a wind turbine rotor blade, a blade root, a wind turbine rotor blade and a wind turbine | |
| ES2504990T3 (en) | Hydrodynamic bearing intended to hold an animated cylinder of a rotation movement around its axis |