ITPD930015A1 - Elementi di limitazione del moto di piattaforma per pale di turbina autoreggentesi - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione riguarda una turbina a vapore e pi? in particolare elementi di limitazione o vincoli del moto della piattaforma per pale di turbina autoreggentesi quando la turbina ? su meccanismo o ingranaggio ruotante.

Quando la turbina sta funzionando, le radici o basi delle pale sono tenute serrate nelle scanalature di pale del rotore dalla forza centrifuga, ma quando la turbina ? sul meccanismo ruotante che gira a circa 3 rivoluzioni al minuto vi ? una forza centrifuga trascurabile. La gravit? esercita trazione verso il basso sulle estremit? distali delle pale quando sono nelle posizioni a ore 3 e a ore 9 producendo un movimento oscillante in corrispondenza della base a causa del gioco richiesto fra la base della pala e le scanalature del rotore. Questo piccolo movimento ripetitivo fra la base della pala e la scanalatura del rotore causa erosione (fretting), una combinazione di usura e corrosione che conduce alla fratturazione nell'aria di base notevolmente sollecitata della pala.

Lo scopo dell'invenzione ? di impedire il movimento fra la base della pala e la scanalatura del rotore quando il rotore viene fatto girare sull'ingranaggio ruotante per ridurre sostanzialmente l'erosione fra la base della pala e la scanalatura del girante, il che ? particolarmente un problema nel caso di basi di pale e scanalature di girante curvi poich? le piattaforme delle pale di tale curve non sono inserite o adattate serratamente per consentire la loro istallazione sul girante o rotore.

In vista di questo obbiettivo, la presente invenzione consiste in una configurazione di supporto per pale di turbina autoreggentesi dotate di una radice o base curva sagomata all'albero di natale con una porzione di piattaforma curva disposta adiacente ad esse ed un girante o rotore di turbina dotato di scanalature di pale curve che formano delle curve sagomate ad albero di natale sulla periferia esterna del rotore che riceve e supporta dette pale, le porzioni di piattaforma di dette pale essendo dimensionate in modo tale da fornire un intercapedine fra porzioni di piattaforma adiacenti quando le pale sono istallate in modo tale da consentire l'inserimento delle basi curve nelle scanalature curve, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento a guglia ha formate adiacenti ad estremit? opposte di essa tacche o incavi estendentesi circonferenzialmente, ed elementi sagomati ad L sono disposti in detti incavi ciascuna avendo un ramo o ala ricevuto entro un incavo e l'altro ramo o ala disposto in detta intercapedine fra le porzioni di piattaforma di pale adiacenti in modo tale da fornire l'impegno e vincolo al movimento fra porzioni di piattaforma adiacenti. L'invenzione risulter? maggiormente chiara dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione preferita mostrata, solamente a titolo esemplificativo, nei disegni acclusi, in cui:

la figura 1 ? una vista illustrativa di una pluralit? di elementi a guglia di rotore o girante con la prima e la seconda pala installate nelle scanalature di girante;

la figura 2 ? una vista illustrativa in esploso di un elemento a guglia che forma un elemento sagomato ad L e di un perno di bloccaggio di pala;

la figura 3 ? una vista in sezione parziale di un elemento a guglia e di una coppia di basi di pale ruotanti che mostra un elemento sagomato ad L disposto fra le piattaforme di pale e l'elemento a guglia; e

la figura 4 ? una vista schematica delle piattaforme di una fila parziale di pale di turbina.

Facendo ora riferimento ai disegni in dettaglio ed in particolare alla figura 1, si mostra una porzione di una fila di pali 1 autoreggentesi giranti disposte in scanalature 3 lavorate a macchina in un rotore di turbina 5. Le pale autoreggentesi 1 hanno basi sagomate ad albero di natale o porzioni di radici 7 e piattaforma o porzioni di piattaforma 9 che sono curve per fornire supporto per porzioni 11 di lamina di aria di pale autoreggentesi curve che si estendono dalle porzioni di piattaforma 9. Le scanalature 3 lavorate nella periferia del rotore 5 sono curve per ricevere le basi 7 di pale curve che formano elementi a guglia 13 sagomate ad alberi di natale curve. Gli elementi a guglia 13 hanno 3 incavi circonferenziali che si estendono attraverso l'estremit? distale di ciascun elemento a guglia 13.

Com'? mostrato in figura 2, un incavo semicircolare 15 ? disposto nella porzione centrale dell'elemento a guglia 13 e registra con un incavo semicircolare (non mostrato) nella piattaforma 9 per ricevere un perno di bloccaggio 19, che quando installato impedisce il movimento assiale delle pale 1 bloccando le basi 7 delle pale nelle scanalature 3. Gli altri due incavi 21 hanno sezione trasversale rettangolare e sono disposti adiacenti all'estremit? d'ingresso e di uscita degli elementi a guglia 13. Questi incavi 21 fuoribordo o esterni sono sagomati per ricevere un ramo o ala 23 di un elemento 25 sagomato ad L. Il ramo o ala 23 ha spessore maggiore della profondit? dell'incavo 21, in modo tale che quando installato, come mostrato in figura 3, vi ? un accoppiamento di interferenza fra il fondo dell'incavo 19, la piattaforma 9 e l'un ramo o ala 23 forzando la pala 1 radialmente verso l'esterno per fornire generalmente un contatto fra la base di pala 7 e l'elemento a guglia 13.

Come mostrato in figure 3 e 4, un altro ramo o ala 27 dell'elemento sagomato ad L riempie un intercapedine 29 fra le piattaforme 9, l'intercapedine 29 ? esagerata per illustrare gli altri rami 27. Gli altri rami 27 forniscono contatto tangenziale con le piattaforme 9 e cooperano con le porzioni di ramo o ala 23 degli elementi sagomati ad L 25 per impedire il movimento oscillatorio delle pale 1 nel girante di turbina 5. Una porzione di una fila di pale 31 ? mostrata in figura 4 insieme con la direzione di rotazione del rotore di turbina 5 che ? indicata con una freccia R. Il flusso di vapore alla fila di pale 31 avviene da destra verso sinistra. Un gruppo di frecce I indica il vapore in ingr?sso che scorre verso la file di pale 31 ed un gruppo di frecce E indica il vapore che esce dala fila di pale 31.

Durante l'assemblaggio delle pale 1 autoreggentesi nel girante di turbina 5, una prima pala 41 viene inserita entro la scanalatura 3 nel rotore o girante 5 e l'un ramo o ala 23 degli elementi 25 sagomati ad L sono inseriti a forza entro gli incavi 21 sul lato convesso della piattaforma 9 producendo un'accoppiamento di interferenza. Una porzione di base 7 di una seconda pala 42 ? inserita entro la scanalatura adiacente 3 sul lato con? vesso della prima pala 41. La seconda pala 42 ? normalmente inserita dal lato d'ingresso della fila di pale 31, tuttavia, se si incontra interferenza delle lamine 11 di aria di pale ed installazione dal lato d'ingresso non ? possibile, allora le pale 1 sono inserite dal lato di uscita della fila di pale 31. Con la pala inserita in posizione nella scanalatura 3, due elementi sagomati ad L sono inseriti a forza entro gli incavi 21 dal lato convesso della seconda pala 42. Successive pale 1 sono installate nel verso di rotazione R nello stesso modo. Durante l'istallazione di un ultima pala o di pala di chiusura N, l'elemento 25 sagomato ad L ? installato con l'un ramo 23 inserito a forza entro l'incavo 21 sotto la piattaforma 9 sul lato concavo della prima pala 41 istallata sul lato di uscita della fila di pale 31. Una listella piatta 45 ? inserita entro l'incavo aperto 21 sul lato d'ingresso della fila di pale 31 e forzata entro l'incavo 21 sotto la piattaforma 9 della prima pala 41 dal lato concavo e si estende entro l'incavo 21 al di sopra del quale deve essere inserita l'ultima pala N. La porzione della listella piatta 45 inserita sotto la piattaforma della prima pala 41 ? leggermente pi? spessa della porzione della listella 45 che riseder? sotto la piattaforma dell'ultima pala N. La base di pala 7 dell'ultima pala N o pala di chiusura ? inserita entro la scanalatura 3 che rimane aperta dal lato d'ingresso della fila di pale 31 e forzata al di sopra della listella piatta 45. La prima pala 41 pu? avere una porzione sagomata a cuneo della sua piattaforma 9 asportata come indicato generalmente in corrispondenza di 47 per consentire di inserire la pala N di chiusura entro l'ultima scanalatura aperta 3. Se ? necessario, la lama di chiusura N pu? essere inserita tagliando l'ultima pala N con una lama adiacente N meno 1.

Con tutte le pale?1 in posizione nel rotore o girante 5, gli altri rami o ala 27 dell'elemento 25 sagomato ad L sono capovolti facendo s? che essi si espandono per riempire l'intercapedine fra pali adiacenti. Vincolando cos? le pale nelle scanalature 3 sostanzialmente nella posizione che esse assumono quando la turbina sta funzionando a bassa velocit? anche durante il funzionamento sull'ingranaggio ruotante e limitando il movimento di oscillazione che da origine all'erosione. Tali vincoli o limitazioni di piattaforma possono essere impiegati da soli su basi di lame pi? piccole o unitamente con molle di sollecitazioni disposte fra il fondo della base delle pale ed il fondo della scanalatura quando le basi delle pale sono larghe. Quando il girante sta funzionando a velocit? di rotazione normale, l'elevata forza centrifuga allenter? leggermente gli elementi sagomati ad L. Vantaggiosamente, le frequenze naturali delle pale ruotanti 1 resteranno influenzati dagli esagomati ad L. Gli elementi 25 sagomati ad L inoltre formano vantaggiosamente una barriera per ridurre la perdita di vapore attraverso le intercapedini fra e dal di sotto delle piattaforme 9.

Claims (6)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Configurazione di supporto per pale (1) di turbina autoreggentesi aventi una base (7) curva sagomata ad albero di natale con una porzione (9) di piattaforma curva disposta adiacente ad essi ed un rotore di turbina (5) dotata di scanalature (3) di pale curve che formano elementi a guglia (13) curve sagomate ad albero di natale sulla periferia esterna del girante (5) ricevendo e supportando dette pale (1), le porzioni di piattaforma (9) di dette pale (1) essendo dimensionate in modo tale da fornire un intercapedine fra porzioni di piattaforma adiacenti (9) quando le pale (1) sono installate in modo tale da permettere l'inserimento della basi curve (7) entro le scanalature curve (3), caratterizzata dal fatto che ciascun elemento a guglia (13) ha formate adiacenti alle sue estremit? opposte incavi o tacche (21) estendetesi circonferenzialmente, ed elementi (25) sagomati ad L sono disposti in detti incavi (21) ciascuno avendo un ramo o ala ricevuto entro un incavo (21) e l'altro ramo o ala disposto in detta intercapedine fra le porzioni di piattaforma (9) di pale adiacenti in modo tale da fornire impegno e vincolo al movimento fra porzioni (7) di piattaforma adiacenti.
2. 2. Configurazione di supporto di pale di turbina secondo la rivendicazione 1, in cui le basi delle pale (7) piattaforme (9) e elementi a guglia (13) hanno lati concavi e convessi, caratterizzata dal fatto che un ramo o ala dell'elemento (25) sagomato ad L ? disposto nella scanalatura (3) al di sotto del lato convesso della piattaforma (9).
3. 3. Configurazione di supporto di pale di turbina secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che un ramo o ala dell'elemento (25) sagomato ad L ha spessore maggiore della profondit? dell'incavo (21) in modo tale da formare un accoppiamento di interferenza quando disposto fra la piattaforma (9) ed il fondo dell'incavo (21).
4. 4. Configurazione di supporto di pale di turbina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l'altro ramo o ala dell'elemento (25) sagomato ad L ? capovolto dopo che pale adiacenti sono state installate per riempire l'intercapedine fra piattaforme adiacenti e fornire impegno di piattaforme adiacenti.
5. 5. Configurazione di supporto di pale di turbina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che una listella piatta (45) ? disposta nell'incavo (21) dell'elemento a guglia adiacente all'estremit? d'ingresso nella prima dell'ultima pala inserita entro le scanalature (3) del rotore o girante.
6. 6. Configurazione di supporto di pale di turbina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la porzione della listella piatta (45) sotto la prima pala (1) inserita entro le scanalature (3) del girante ? pi? spessa della porzione al di sotto dell'ultima pala (1) inserita entro le scanalature (3) del girante.