WO2021139939A1 - Leitschaufelkranz mit verschleisselementen - Google Patents

Leitschaufelkranz mit verschleisselementen Download PDF

Info

Publication number
WO2021139939A1
WO2021139939A1 PCT/EP2020/084894 EP2020084894W WO2021139939A1 WO 2021139939 A1 WO2021139939 A1 WO 2021139939A1 EP 2020084894 W EP2020084894 W EP 2020084894W WO 2021139939 A1 WO2021139939 A1 WO 2021139939A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inner ring
guide vane
wear
ring
side walls
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/084894
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nihal Kurt
Fathi Ahmad
Volker Vosberg
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to KR1020227026844A priority Critical patent/KR20220116333A/ko
Priority to CN202080092166.4A priority patent/CN114945733B/zh
Priority to US17/788,932 priority patent/US11965432B2/en
Priority to EP20828833.2A priority patent/EP4058657A1/de
Publication of WO2021139939A1 publication Critical patent/WO2021139939A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/80Platforms for stationary or moving blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/31Retaining bolts or nuts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the invention relates to a guide vane ring, which is divided into an upper and a lower guide vane ring half, with an at least two-part inner ring, which has a substantially U-shaped cross section and a circumferentially extending, radially outwardly open flow channel formed by a Inner ring bottom wall and two inner ring side walls is limited, and a large number of Leitschaufein receiving, arranged along the outer circumference of the inner ring blade platforms, each having radially inwardly protruding, axially spaced apart retaining webs which encompass the inner ring side walls from the outside.
  • Guide vanes are used in turbines with axial flow.
  • the task of the guide vanes is to direct the medium flowing through the turbine as effectively as possible onto the associated rotor blades.
  • a guide vane ring normally has an inner ring, an outer ring and a plurality of guide vanes extending between the inner ring and the outer ring.
  • the guide vane ring is divided into a lower and an upper guide vane ring half, which is why the inner ring and the outer ring are designed in at least two parts.
  • the guide vanes comprise outer and inner vane platforms between which the vane blades extend.
  • the outer blade platforms are fastened to the outer ring via radially outwardly projecting blade roots.
  • the inner vane platforms of at least the upper guide vane ring half have, in the case of a guide vane ring type, holding webs which protrude radially inward and are spaced apart from one another in the axial direction and which encompass the inner ring from the outside. When joining the upper and lower guide vane ring halves, these retaining webs are from above pushed onto the inner ring with little play, which is normally around 2-3mm, in such a way that they take up the inner ring between them.
  • the inner ring has an essentially U-shaped cross section and forms a circumferentially extending, radially outwardly open flow channel which is delimited by an inner ring bottom wall and two inner ring side walls.
  • a cooling medium flowing out of the blades of the guide vanes is introduced into this flow channel in order to then pass it on in the direction of the blades to cool the blades.
  • the inner ring serving as a coolant distributor is also often referred to in practice as a presser.
  • the turbine components wear out during turbine operation and have to be refurbished or replaced as part of maintenance work. This also applies to the inner ring.
  • the outer surface areas of the inner ring side walls facing the retaining bars of the guide vanes regularly show signs of wear due to deformations and / or loads occurring during operation, the repair of which is associated with great effort and leads to a significant extension of the maintenance times.
  • the present invention creates a guide vane ring of the type mentioned at the outset, which is characterized in that wear elements are inserted in gaps present between retaining webs and inner ring side walls arranged immediately adjacent.
  • wear elements compensate for the play that exists between the retaining bars and the inner ring side walls arranged immediately adjacent and prevent direct contact between the retaining bars and the inner ring side walls. which can take place without such wear elements due to vibrations of the individual components excited during the turbine operation. Wear is reduced through the use of wear elements according to the invention on the one hand. On the other hand, it is primarily the wear elements that wear out, which can be replaced quickly, easily and cheaply during maintenance work. A repair of the inner ring in the area of the retaining webs is therefore not necessary at all or is very minor.
  • the wear elements are preferably designed in the form of a plate in order to distribute the occurring mechanical loads over as large an area as possible, whereby the wear and the impairment of the inner ring are further reduced.
  • the wear elements are advantageously made from the material from which the inner ring is made, or from a softer material in order to concentrate the wear primarily on the wear elements.
  • each of the wear elements is detachably connected to a retaining web or to an inner ring side wall. Accordingly, the wearing elements can be quickly and easily exchanged as part of maintenance work.
  • Each wear element is preferably attached to a retaining web or to an inner ring side wall using a screw connection. In this way, a simple detachable connection is created.
  • each wear element has for this purpose at least one welded-on threaded bolt, which can be guided, for example, through an opening of a Hal testegs or the inner ring side wall and secured on the side with a nut.
  • the wear elements receiving depressions can be added to the inner surfaces of retaining webs and / or to the outer surface.
  • at least one inner ring side wall can be provided in order to ensure a defined positioning of the wear elements during their assembly.
  • wear elements are inserted into gaps present between holding web guide projections and immediately adjacent inner ring side walls, the holding web guiding projections each protruding radially inward. Thanks to such guide projections, the assembly of the guide vane ring is made much easier.
  • Figure 1 is a schematic front view of an upper half of a guide vane ring according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective schematic partial view of the guide vane ring shown in Figure 1 in the partially assembled state, which shows a wear ßelement which is formed according to a first variant according to the invention
  • Figure 3 is a perspective schematic front view of the wear element shown in Figure 2;
  • FIG. 4 shows a perspective schematic rear view of the wear element shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a perspective schematic sectional view of the guide vane ring shown in FIG. 1, which shows a wear element which is designed according to a second variant according to the invention
  • FIG. 6 shows a perspective schematic front view of the wear element shown in FIG. 5;
  • Figure 7 is a perspective schematic rear view of the wear element shown in Figure 5 and
  • FIG. 8 is a perspective schematic partial view of an inner ring of the arrangement shown in FIG.
  • Figure 1 shows schematically an upper half of a guide vane ring divided into an upper half and a lower half according to an embodiment of the present invention, which is such a turbine.
  • the guide vane ring 1 in the present case has a two-part inner ring 2, a two-part outer ring 3 and a plurality of guide vanes 4 extending between the inner ring 2 and the outer ring 3.
  • the guide vanes comprise outer and inner blade platforms 5, between which the blade blades 6 extend.
  • an inner blade platform 5 and an outer blade platform 5 each hold two blade blades 6 between them, the number of blade blades 6 extending between two blade platforms 5 being able to vary.
  • the outer blade platforms 5 are fastened to the outer ring 3 via blade roots 7 projecting radially outward.
  • the inner vane platforms 5 of at least the upper guide vane ring half have holding webs 8 which protrude radially inward and are spaced apart from one another in the axial direction and which encompass the inner ring 2 from the outside. These Holding webs 8 are when joining the upper guide vane ring half and the lower
  • the guide vane ring half is pushed onto the inner ring 2 from above with little play, which is normally around 2-3mm, in such a way that they accommodate the inner ring 2 between them.
  • the inner ring 2 which in practice is also referred to as a press vortex, has, as shown in FIG. 2, a substantially U-shaped cross section and forms a radially outwardly open flow channel 9 which extends in the circumferential direction U and which is passed through a In nenringêtwand 10 and two inner ring side walls 11 is limited.
  • this flow channel 9 a from the blades 6 of the Leitschaufein 4 ra dial inwardly flowing cooling medium is introduced during the Turbinenbe operation, in order to then pass this on to cool the blades in the direction of the blades.
  • Wear elements 12 are inserted into the gaps between the holding webs 8 and the inner ring side walls 11 which are arranged immediately next to each other and which, as already mentioned above, normally each have a gap width of about 2-3mm. More precisely, the wear elements 12 are used in the present case in each case in gaps which extend between the radially inwardly protruding holding web guide projections 13 of the holding webs 8 and the inner ring side walls 11 arranged immediately adjacent.
  • the holding webs 8 of the inner blade platform 5 in the illustrated embodiment each comprise two holding web guiding projections arranged at a distance from one another in the circumferential direction U, the number can in principle vary.
  • the wear elements 12, one of which is shown in FIGS. 3 and 4 are each plate-shaped and have a ring segment-like outer contour that follows the shape of the inner ring 2. They are made from the same material from which the inner ring 2 is made. Alternatively, the wear elements 12 can also have a softer material than the inner ring 2.
  • each wear element 12 is detachably connected to an inner ring side wall 11.
  • each wear element 12 is provided on the rear with two welded-on threaded bolts 14, which extend through through bores 15 of the inner ring 2 and are secured on the rear with a nut, not shown in detail.
  • Figures 5 to 8 show a guide vane ring 1 according to a further embodiment of the present invention, which primarily differs from the previously described embodiment form by the type of wear elements used.
  • Two wear elements 12 are used per retaining web 8 here, each between one of the
  • each wear element 12 is provided with a welded or otherwise fastened threaded bolt 14.
  • the inner ring side walls 11 are each provided with the wear elements 12 in a form-fitting manner on receiving recesses 16, in each of which a through hole 15 for receiving a threaded bolt 14 is positioned.
  • the structure of the guide vane ring 1 shown in FIGS. 5 to 8 corresponds to the structure described above with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the wear elements 12 according to the invention compensate for the between's holding webs 8 and immediately adjacent inner ring side walls 11 existing game and prevent direct contact between the holding webs 8 and the inner ring side walls 11, which can take place without such wear elements 12 due to vibrations of the individual components excited during turbine operation.
  • the use of wear elements 12 according to the invention reduces wear on the one hand.
  • the wear elements 12 can be provided when a new guide vane ring 1 is manufactured. They can also be added to an existing guide vane ring 1 as part of maintenance or repair work.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz (1), der in eine obere und in eine untere Le itsc ha ufelkranz hälfte unterteilt ist, mit einem zumindest zweigeteilten Innenring (2), der einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden, radial auswärts offenen Strömungskanal (9) bildet, der durch eine Innenring bodenwand (10) und zwei Innenringseitenwände (11) begrenzt ist, und einer Vielzahl von Leitschaufeln (4) aufnehmenden, entlang des Außenumfangs des Innenrings (2) angeordneten Schaufelplattformen (5), die jeweils radial einwärts vorstehende, in axialer Richtung voneinander beabstandete Haltestege (8) aufweisen, welche die Innenringseitenwände (11) von außen umgreifen, wobei in zwischen Haltestegen (8) und unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden (11) vorhandene Spalte Verschleißelemente (12) eingesetzt sind..

Description

LEITSCHAUFELKRANZ MIT VERSCHLEISSELEMENTEN
Die Erfindung betrifft einen Leitschaufelkranz, der in eine obere und in eine untere Leitschaufelkranzhälfte unterteilt ist, mit einem zumindest zweigeteilten Innenring, der einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden, radial auswärts offe nen Strömungskanal bildet, der durch eine Innenringbodenwand und zwei Innenringseitenwände begrenzt ist, und einer Viel zahl von Leitschaufein aufnehmenden, entlang des Außenumfangs des Innenrings angeordneten Schaufelplattformen, die jeweils radial einwärts vorstehende, in axialer Richtung voneinander beabstandete Haltestege aufweisen, welche die Innenringsei tenwände von außen umgreifen.
Leitschaufein werden bei axial durchströmten Turbinen einge setzt. So bildet ein am Stator angeordneter Leitschaufelkranz gemeinsam mit einem am Rotor vorgesehenen Laufschaufelkranz eine Stufe einer Turbine. Die Aufgabe der Leitschaufein be steht darin, das die Turbine durchströmende Medium möglichst effektiv auf die zugeordneten Laufschaufein zu lenken. Ein Leitschaufelkranz weist normalerweise einen Innenring, einen Außenring und eine Vielzahl von sich zwischen dem Innenring und dem Außenring erstreckenden Leitschaufein auf. Aus Grün den der Montage ist der Leitschaufelkranz in eine untere und in eine obere Leitschaufelkranzhälfte unterteilt, weshalb auch der Innenring und der Außenring zumindest zweigeteilt ausgeführt sind. Die Leitschaufein umfassen äußere und inne ren Schaufelplattformen, zwischen denen sich die Schaufel blätter erstrecken. Die äußeren Schaufelplattformen sind über radial auswärts vorstehende Schaufelfüße an dem Außenring be festigt. Die inneren Schaufelplattformen zumindest der oberen Leitschaufelkranzhälfte weisen bei einer Leitschaufelkranz- bauart radial einwärts vorstehende, in axialer Richtung von einander beabstandete Haltestege auf, welche den Innenring von außen umgreifen. Diese Haltestege werden beim Zusammen fügen der oberen und unteren Leitschaufelkranzhälfte von oben auf den Innenring mit geringem Spiel, das normalerweise etwa 2-3mm beträgt, derart aufgeschoben, dass sie den Innenring zwischen sich aufnehmen. Der Innenring weist einen im Wesent lichen U-förmigen Querschnitt aufweist und bildet einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden, radial auswärts offenen Strömungskanal, der durch eine Innenringbodenwand und zwei Innenringseitenwände begrenzt ist. In diesen Strömungskanal wird während des Turbinenbetriebs ein aus den Schaufelblät tern der Leitschaufein ausströmendes Kühlmedium eingeleitet, um dieses dann zur Kühlung der Laufschaufeln in Richtung der Laufschaufeln weiterzuleiten. Der als Kühlmediumverteiler dienende Innenring wird in der Praxis auch häufig als Pres- wirler bezeichnet.
Während des Turbinenbetriebs verschleißen die Turbinenkompo nenten und müssen im Rahmen von Wartungsarbeiten aufgearbei tet oder ersetzt werden. Dies gilt auch für den Innenring. So zeigen beispielsweise zu den Haltestegen der Leitschaufein weisenden Außenflächenbereiche der Innenringseitenwände re gelmäßig Verschleißerscheinungen aufgrund von während des Be triebs auftretenden Deformationen und/oder Belastungen, deren Reparatur mit großem Aufwand verbunden ist und zu einer deut lichen Verlängerung der Wartungszeiten führt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leitschaufelkranz mit al ternativem Aufbau zu schaffen, mit dem die zuvor beschriebe nen Probleme zumindest teilweise behoben werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Leitschaufelkranz der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in zwischen Haltestegen und unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden vorhandene Spalte Verschleißelemente eingesetzt sind. Derar tige Verschleißelemente gleichen das zwischen Haltestegen und unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden vorhandene Spiel aus und verhindern einen unmittelbaren Kon takt zwischen den Haltestegen und den Innenringseitenwänden, der ohne solche Verschleißelemente aufgrund während des Tur binenbetriebs angeregter Schwingungen der Einzelkomponenten stattfinden kann. Der Verschleiß wird durch den Einsatz er findungsgemäßer Verschleißelemente zum einen verringert. Zum anderen verschleißen vornehmlich die Verschleißelemente, die im Rahmen von Wartungsarbeiten schnell, einfach und günstig ersetzt werden können. Eine Instandsetzung des Innenrings im Bereich der Haltestege entfällt damit ganz oder fällt sehr geringfügig aus.
Bevorzugt sind die Verschleißelemente plattenförmig ausgebil det, um auf diese Weise die auftretenden mechanischen Lasten auf eine möglichst große Fläche zu verteilen, wodurch der Verschleiß und die Beeinträchtigung des Innenrings weiter re duziert werden.
Vorteilhaft sind die Verschleißelemente aus demjenigen Mate rial herstellt, aus dem der Innenring gefertigt ist, oder aus einem weicheren Material, um den Verschleiß in erster Linie auf die Verschleißelemente zu konzentrieren.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist je des Verschleißelement mit einem Haltesteg oder mit einer In nenringseitenwand lösbar verbunden. Entsprechend lassen sich die Verschleißelemente im Rahmen von Wartungsarbeiten schnell und einfach austauschen.
Bevorzugt ist jedes Verschleißelement unter Einsatz einer Schraubverbindung an einem Haltesteg oder an einer Innenring seitenwand befestigt. Auf diese Weise wird eine einfache lös bare Verbindung geschaffen. Vorteilhaft weist jedes Ver schleißelement hierzu zumindest einen angeschweißten Gewinde bolzen auf, der beispielsweise durch eine Öffnung eines Hal testegs oder der Innenringseitenwand geführt und auf der an deren Seite mit einer Mutter gesichert werden kann.
Es können die Verschleißelemente aufnehmende Vertiefungen an Innenflächen von Haltestegen und/oder an der Außenfläche zu- mindest einer Innenringseitenwand vorgesehen sein, um eine definierte Positionierung der Verschleißelemente bei ihrer Montage sicherzustellen.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Verschleißelemente in zwischen Haltestegführungsvorsprüngen und unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden vorhandene Spalte eingesetzt, wobei die Haltestegführungsvor sprünge jeweils radial einwärts vorstehen. Dank solcher Füh rungsvorsprünge wird die Montage des Leitschaufelkranzes deutlich erleichtert.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer den anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Leitschaufelkranzes unter Bezug nahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
Figur 1 eine schematische Vorderansicht einer oberen Hälfte eines Leitschaufelkranzes gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine perspektivische schematische Teilansicht des in Figur 1 dargestellten Leitschaufelkranzes im teilweise montierten Zustand, das ein Verschlei ßelement zeigt, das gemäß einer ersten erfindungs gemäßen Variante ausgebildet ist;
Figur 3 eine perspektivische schematische Vorderansicht des in Figur 2 gezeigten Verschleißelementes;
Figur 4 eine perspektivische schematische Rückansicht des in Figur 2 gezeigten Verschleißelementes
Figur 5 eine perspektivische schematische Schnittansicht des in Figur 1 dargestellten Leitschaufelkranzes, das ein Verschleißelement zeigt, das gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Variante ausgebildet ist; Figur 6 eine perspektivische schematische Vorderansicht des in Figur 5 gezeigten Verschleißelementes;
Figur 7 eine perspektivische schematische Rückansicht des in Figur 5 gezeigten Verschleißelementes und
Figur 8 eine perspektivische schematische Teilansicht eines Innenrings der in Figur 5 gezeigten Anordnung.
Gleiche Bezugsziffern kennzeichnen nachfolgend gleiche oder gleichartige Bauteile bzw. Bauteilabschnitte.
Figur 1 zeigt schematisch eine obere Hälfte eines in eine obere Hälfte und in eine untere Hälfte unterteilten Leit schaufelkranzes 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung, bei dem es sich um einen solchen für eine Tur bine handelt.
Der Leitschaufelkranz 1 weist vorliegend einen zweigeteilten Innenring 2, einen zweigeteilten Außenring 3 und eine Vielzahl von sich zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 erstreckenden Leitschaufein 4 auf.
Die Leitschaufein umfassen äußere und inneren Schaufelplattformen 5, zwischen denen sich die Schaufelblätter 6 erstrecken. Vorliegend nehmen jeweils eine innere Schaufelplattform 5 und eine äußere Schaufelplattform 5 zwischen sich zwei Schaufelblätter 6 auf, wobei die Anzahl der sich zwischen zwei Schaufelplattformen 5 erstreckenden Schaufelblättern 6 variieren kann. Die äußeren Schaufelplattformen 5 sind über radial auswärts vorstehende Schaufelfüße 7 an dem Außenring 3 befestigt.
Die inneren Schaufelplattformen 5 zumindest der oberen Leitschaufelkranzhälfte weisen radial einwärts vorstehende, in axialer Richtung voneinander beabstandete Haltestege 8 auf, welche den Innenring 2 von außen umgreifen. Diese Haltestege 8 werden beim Zusammenfügen der oberen Leitschaufelkranzhälfte und der unteren
Leitschaufelkranzhälfte von oben auf den Innenring 2 mit geringem Spiel, das normalerweise etwa 2-3mm beträgt, derart aufgeschoben, dass sie den Innenring 2 zwischen sich aufnehmen. Der Innenring 2, der in der Praxis auch als Preswirler bezeichnet wird, weist, wie es in Figur 2 gezeigt ist, einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und bildet einen sich in Umfangsrichtung U erstreckenden, radial auswärts offenen Strömungskanal 9, der durch eine In nenringbodenwand 10 und zwei Innenringseitenwände 11 begrenzt ist. In diesen Strömungskanal 9 wird während des Turbinenbe triebs ein aus den Schaufelblättern 6 der Leitschaufein 4 ra dial einwärts ausströmendes Kühlmedium eingeleitet, um dieses dann zur Kühlung der Laufschaufeln in Richtung der Laufschau feln weiterzuleiten.
In die zwischen den Haltestegen 8 und den jeweils unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden 11 vorhandenen Spalte, die, wie zuvor bereits erwähnt, normalerweise jeweils eine Spaltbreite von etwa 2-3mm aufweisen, sind Verschlei ßelemente 12 eingesetzt. Genauer gesagt sind die Verschlei ßelemente 12 vorliegend jeweils in Spalte eingesetzt, die sich zwischen radial einwärts vorstehenden Haltestegführungs vorsprüngen 13 der Haltestege 8 und den unmittelbar benach bart angeordneten Innenringseitenwänden 11 erstrecken. Die Haltestege 8 der inneren Schaufelplattform 5 umfassen beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei im Umfangs richtung U voneinander beabstandet angeordnete Haltestegfüh rungsvorsprünge, wobei die Anzahl grundsätzlich variieren kann.
Die Verschleißelemente 12, von denen eines in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, sind jeweils plattenförmig ausgebildet und weisen eine ringsegmentartige Außenkontur auf, die der Form des Innenrings 2 folgt. Sie sind aus demjenigen Material herstellt, aus dem auch der Innenring 2 gefertigt ist. Alternativ können die Verschleißelemente 12 auch ein weiche res Material als der Innenring 2 aufweisen.
Jedes Verschleißelement 12 ist vorliegend mit einer Innenringseitenwand 11 lösbar verbunden. Hierzu ist jedes Verschleißelement 12 rückseitig mit zwei angeschweißten Gewindebolzen 14 versehen, die sich durch Durchgangsbohrungen 15 des Innenrings 2 erstrecken und rückseitig mit einer nicht näher dargestellten Mutter gesichert sind.
Die Figuren 5 bis 8 zeigen einen Leitschaufelkranz 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der sich in erster Linie durch die Art der verwendeten Ver schleißelemente 12 von der zuvor beschriebenen Ausführungs form unterscheidet.
Pro Haltesteg 8 werden hier zwei Verschleißelemente 12 verwendet, die jeweils zwischen einem der
Haltestegführungsvorsprünge 13 und der unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwand 11 positioniert sind. Die Kontur der vorderen Fläche jedes Verschleißelementes 12 folgt der Kontur der zugewandten Fläche des zugeordneten Haltesteg führungsvorsprungs 13. Rückseitig ist jedes Verschleißelement 8 mit einem angeschweißten oder in sonstiger Weise befestig ten Gewindebolzen 14 versehen. Die Innenringseitenwände 11 sind jeweils mit die Verschleißelemente 12 formschlüssig auf nehmenden Vertiefungen 16 versehen, in denen jeweils eine Durchgangsbohrung 15 zur Aufnahme eines Gewindebolzens 14 po sitioniert ist.
Im Übrigen entspricht der Aufbau des in den Figuren 5 bis 8 gezeigten Leitschaufelkranzes 1 dem zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 beschriebenen Aufbau.
Die erfindungsgemäßen Verschleißelemente 12 gleichen das zwi schen Haltestegen 8 und unmittelbar benachbart angeordneten Innenringseitenwänden 11 vorhandene Spiel aus und verhindern einen unmittelbaren Kontakt zwischen den Haltestegen 8 und den Innenringseitenwänden 11, der ohne solche Verschleißele mente 12 aufgrund während des Turbinenbetriebs angeregter Schwingungen der Einzelkomponenten stattfinden kann. Der Verschleiß wird durch den Einsatz erfindungsgemäßer Verschleißelemente 12 zum einen verringert. Zum anderen verschleißen vornehmlich die Verschleißelemente 12, die im Rahmen von Wartungsarbeiten schnell, einfach und günstig ersetzt werden können. Eine Instandsetzung des Innenrings 2 im Bereich der Haltestege 8 entfällt damit ganz oder fällt sehr geringfügig aus.
Die Verschleißelemente 12 können bei der Neuherstellung eines Leitschaufelkranzes 1 vorgesehen werden. Ebenso können sie im Rahmen von Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten an einem beste henden Leitschaufelkranz 1 ergänzt werden.
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.

Claims

Patentansprüche
1. Leitschaufelkranz (1), der in eine obere und in eine untere Leitschaufelkranzhälf te unterteilt ist, mit einem zumindest zweigeteilten Innenring (2), der einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden, radial auswärts offenen Strömungskanal (9) bildet, der durch eine Innenringbodenwand (10) und zwei Innenringseitenwände (11) begrenzt ist, und einer Vielzahl von Leitschaufein (4) aufnehmenden, entlang des Außenumfangs des Innenrings (2) angeordneten Schaufelplattformen (5), die jeweils radial einwärts vorstehende, in axialer Richtung voneinander beabstandete Haltestege (8) aufweisen, welche die Innenringseitenwände (11) von außen umgreifen, dadurch gekennzeichnet, dass in zwischen Haltestegen (8) und unmittelbar benachbart an geordneten Innenringseitenwänden (11) vorhandene Spalte Verschleißelemente (12) eingesetzt sind.
2. Leitschaufelkranz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißelemente (12) plattenförmig ausgebildet sind.
3. Leitschaufelkranz (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißelemente (12) aus demjenigen Material her stellt sind, aus dem der Innenring gefertigt ist, oder aus einem weicheren Material.
4. Leitschaufelkranz (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verschleißelement (12) mit einem Haltesteg (8) oder mit einer Innenringseitenwand (11) lösbar verbunden ist.
5. Leitschaufelkranz (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verschleißelement (12) unter Einsatz einer Schraub verbindung an einem Haltesteg (8) oder an einer Innenringseitenwand (11) befestigt ist.
6. Leitschaufelkranz (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verschleißelement (12) zumindest einen angeschweißten Gewindebolzen (14) aufweist.
7. Leitschaufelkranz (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißelemente (12) aufnehmende Vertiefungen (16) an Innenflächen von Haltestegen (8) und/oder an der Außenfläche zumindest einer Innenringseitenwand (11) vorgesehen sind.
8. Leitschaufelkranz (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Verschleißelemente (12) in zwischen Haltestegführungsvor sprüngen (13) und unmittelbar benachbart angeordneten In nenringseitenwänden (11) vorhandene Spalte eingesetzt sind, wobei die Haltestegführungsvorsprünge (13) jeweils radial einwärts vorstehen.
PCT/EP2020/084894 2020-01-07 2020-12-07 Leitschaufelkranz mit verschleisselementen WO2021139939A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227026844A KR20220116333A (ko) 2020-01-07 2020-12-07 마모 요소를 구비한 가이드 베인 링
CN202080092166.4A CN114945733B (zh) 2020-01-07 2020-12-07 具有磨损元件的导向叶片环
US17/788,932 US11965432B2 (en) 2020-01-07 2020-12-07 Guide vane ring with wear elements
EP20828833.2A EP4058657A1 (de) 2020-01-07 2020-12-07 Leitschaufelkranz mit verschleisselementen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200073.5 2020-01-07
DE102020200073.5A DE102020200073A1 (de) 2020-01-07 2020-01-07 Leitschaufelkranz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021139939A1 true WO2021139939A1 (de) 2021-07-15

Family

ID=73943292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/084894 WO2021139939A1 (de) 2020-01-07 2020-12-07 Leitschaufelkranz mit verschleisselementen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11965432B2 (de)
EP (1) EP4058657A1 (de)
KR (1) KR20220116333A (de)
CN (1) CN114945733B (de)
DE (1) DE102020200073A1 (de)
WO (1) WO2021139939A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2298680A (en) * 1995-03-06 1996-09-11 Mtu Muenchen Gmbh Stator vane seal support
US20080279679A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Siemens Power Generation, Inc. Multivane segment mounting arrangement for a gas turbine
EP2657454A1 (de) * 2012-04-26 2013-10-30 Alstom Technology Ltd Turbinenschaufelträgeraufbau
EP3244017A2 (de) * 2016-04-21 2017-11-15 United Technologies Corporation Verschleissschutzverkleidung für feste leitschaufeln
EP3290648A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-07 Rolls-Royce plc Axialstrommaschine
CN110030037A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 中国航发商用航空发动机有限责任公司 涡轮导向叶片、涡轮导向叶片组件以及核心机

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3070353A (en) 1958-12-03 1962-12-25 Gen Motors Corp Shroud assembly
US4126405A (en) * 1976-12-16 1978-11-21 General Electric Company Turbine nozzle
DE3003470C2 (de) * 1980-01-31 1982-02-25 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Turbinenleitschaufelaufhängung für Gasturbinenstrahltriebwerke
US5118120A (en) * 1989-07-10 1992-06-02 General Electric Company Leaf seals
GB8922339D0 (en) * 1989-10-04 1989-11-22 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to labyrinth seal structures
US5429478A (en) * 1994-03-31 1995-07-04 United Technologies Corporation Airfoil having a seal and an integral heat shield
US5630590A (en) * 1996-03-26 1997-05-20 United Technologies Corporation Method and apparatus for improving the airsealing effectiveness in a turbine engine
EP0943785A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-22 Asea Brown Boveri AG Anordnung zur Befestigung einer Turbinenschaufel
US6220815B1 (en) 1999-12-17 2001-04-24 General Electric Company Inter-stage seal retainer and assembly
DE60307302T2 (de) 2003-12-18 2007-07-19 Techspace Aero S.A. Befestigungsvorrichtung für Statorschaufel, sowie Leitschaufelstufe eines Verdichters mit einer solchen Vorrichtung
US7121785B2 (en) * 2004-07-02 2006-10-17 Siemens Power Generation, Inc. Retraction retainer system for biased turbine engine components
FR2875270B1 (fr) * 2004-09-10 2006-12-01 Snecma Moteurs Sa Retenue des clavettes de centrage des anneaux sous aubes de stator a calage variable d'un moteur a turbine a gaz
US7527469B2 (en) * 2004-12-10 2009-05-05 Siemens Energy, Inc. Transition-to-turbine seal apparatus and kit for transition/turbine junction of a gas turbine engine
US7837435B2 (en) * 2007-05-04 2010-11-23 Power System Mfg., Llc Stator damper shim
FR2938872B1 (fr) * 2008-11-26 2015-11-27 Snecma Dispositif anti-usure pour aubes d'un distributeur de turbine d'une turbomachine aeronautique
EP2194230A1 (de) * 2008-12-05 2010-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Leitschaufelanordnung für eine Axialturbomaschine
CH704140A1 (de) * 2010-11-29 2012-05-31 Alstom Technology Ltd Schaufelanordnung für eine rotierende Strömungsmaschine.
US8894378B2 (en) * 2011-07-26 2014-11-25 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for sealing a bucket dovetail in a turbine
GB201113893D0 (en) * 2011-08-12 2011-09-28 Rolls Royce Plc Oil mist separation in gas turbine engines
EP2562356A1 (de) 2011-08-24 2013-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Schaufelanordnung
EP2823152A1 (de) * 2012-05-08 2015-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenlaufschaufel und axialer rotorabschnitt für eine gasturbine
FR3001252B1 (fr) * 2013-01-23 2015-02-13 Snecma Aubage fixe de distribution de flux comprenant une plate-forme interne a renforts integres
EP2801702B1 (de) * 2013-05-10 2020-05-06 Safran Aero Boosters SA Stator-innenring eines turbotriebwerks mit abriebmaterial
EP2884052B1 (de) * 2013-12-13 2018-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine strömungsmaschine mit geschlossenem strömungskonturring und verfahren zur herstellung desselben
EP2966269A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-13 MTU Aero Engines GmbH Verschleissschutzanordnung für eine strömungsmaschine, verfahren und verdichter
EP3172410B1 (de) * 2014-07-24 2018-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Leitschaufelanordnung in einem gasturbinentriebwerk
EP3015655A1 (de) * 2014-10-30 2016-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Radscheibenanordnung mit Dichtblechen
US9587517B2 (en) * 2014-12-29 2017-03-07 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Blade track assembly with turbine tip clearance control
EP3075961A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Leitschaufelanordnung
EP3085900B1 (de) * 2015-04-21 2020-08-05 Ansaldo Energia Switzerland AG Abreibbare lippe für eine gasturbine
DE102016202519A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 MTU Aero Engines AG Leitschaufelsegment für eine Strömungsmaschine
FR3070718B1 (fr) * 2017-09-06 2019-08-23 Safran Aircraft Engines Ensemble de turbine a secteurs d'anneau
KR102142141B1 (ko) * 2018-08-17 2020-08-06 두산중공업 주식회사 터빈, 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법
US11174742B2 (en) * 2019-07-19 2021-11-16 Rolls-Royce Plc Turbine section of a gas turbine engine with ceramic matrix composite vanes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2298680A (en) * 1995-03-06 1996-09-11 Mtu Muenchen Gmbh Stator vane seal support
US20080279679A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Siemens Power Generation, Inc. Multivane segment mounting arrangement for a gas turbine
EP2657454A1 (de) * 2012-04-26 2013-10-30 Alstom Technology Ltd Turbinenschaufelträgeraufbau
EP3244017A2 (de) * 2016-04-21 2017-11-15 United Technologies Corporation Verschleissschutzverkleidung für feste leitschaufeln
EP3290648A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-07 Rolls-Royce plc Axialstrommaschine
CN110030037A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 中国航发商用航空发动机有限责任公司 涡轮导向叶片、涡轮导向叶片组件以及核心机

Also Published As

Publication number Publication date
CN114945733A (zh) 2022-08-26
DE102020200073A1 (de) 2021-07-08
EP4058657A1 (de) 2022-09-21
US11965432B2 (en) 2024-04-23
CN114945733B (zh) 2023-10-20
US20230340886A1 (en) 2023-10-26
KR20220116333A (ko) 2022-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2952023C2 (de)
EP2399004B1 (de) Rotorabschnitt für einen rotor einer turbomaschine, laufschaufel für eine turbomaschine und blockierelement
EP1944472A1 (de) Axialer Rotorabschnitt für einen Rotor einer Turbine, Dichtelement für einen mit Laufschaufeln bestückten Rotor einer Turbine und Rotor für eine Turbine
EP1766192B1 (de) Schaufelrad einer turbine mit einer schaufel und mindestens einem kühlkanal
EP2132414B1 (de) Shiplap-anordnung
WO1998044240A1 (de) Oberflächenstruktur für die wand eines strömungskanals oder einer turbinenschaufel
DE2158242B2 (de) Flüssigkeitsgekfihlte Gasturbine
CH700001A1 (de) Laufschaufelanordnung, insbesondere für eine gasturbine.
EP0321825B1 (de) Axial durchströmtes Laufschaufelgitter für Verdichter oder Turbinen
EP3071795A2 (de) Bolzen, abdichtsystem und gasturbine
WO2013167346A1 (de) Turbinenlaufschaufel und axialer rotorabschnitt für eine gasturbine
EP3574188B1 (de) Verfahren zur abdichtung eines ringspaltes in einer turbine sowie turbine
EP2129871A1 (de) Anordnung zur axialsicherung an laufschaufeln in einem rotor sowie gasturbine mit einer solchen anordnung
EP2092164B1 (de) Strömungsmaschine, insbesondere gasturbine
EP2788583B1 (de) Turbinenleitschaufel mit einem drosselelement
EP1413715A1 (de) Prallkühlung der Plattform einer Gasturbinenlaufschaufel
EP3022393A1 (de) Rotor für eine thermische strömungsmaschine
WO2021139939A1 (de) Leitschaufelkranz mit verschleisselementen
EP3312388A1 (de) Pultdach dichtfin
EP2716874A1 (de) Leitschaufelkranz, Montageverfahren und Strömungsmaschine
EP3232004A1 (de) Laufschaufel für eine thermische strömungsmaschine
EP4134488B1 (de) Fräsrad
DE19619316C2 (de) Laufrad für eine Freistrahlturbine
EP3246521B1 (de) Auflauffläche für leitschaufeldeck- und laufschaufelgrundplatte
DE102016211344A1 (de) Rotor mit Sicherungsplatte für eine Turbomaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20828833

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020828833

Country of ref document: EP

Effective date: 20220616

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227026844

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE