CH666325A5

CH666325A5 - BLADED ROTOR IN A MULTI-STAGE STEAM TURBINE.

Info

Publication number: CH666325A5
Application number: CH1869/84A
Authority: CH
Inventors: Kenneth Elmer Robbins; William James Sumner
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1988-07-15
Also published as: FR2544792B1; GB2138892B; GB8410399D0; IT8420591A0; JPS601303A; DE3413628C2; JPH068601B2; FR2544792A1; IT8420591A1; GB2138892A; IT1176082B; DE3413628A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen beschaufelten Rotor in einer mehrstufigen Dampfturbine, der von einem Mantel umgeben ist, mit wenigstens einem Satz Laufschaufeln, die längs einer Umfangslinie der Rotorwelle angeordnet und an dieser befestigt sind, und an den radial äusseren Spitzen Laufschaufelkappen aufweisen. The present invention relates to a bladed rotor in a multi-stage steam turbine, which is surrounded by a jacket, with at least one set of rotor blades, which are arranged along and attached to a circumferential line of the rotor shaft, and have rotor blade caps at the radially outer tips.

Grundsätzlich wird Energie dem beschaufelten Rotor der Dampfturbine durch ein Arbeitsmittel zugeführt, bei dem es sich üblicherweise um Dampf handelt. Der Dampf wird in eine insgesamt zylindrische Kammer eingelassen, die durch den inneren Mantel des Turbinengehäuses begrenzt ist. Mehrere Laufschaufeln sind auf einer Welle umfangsmässig ausgerichtet und in einer axialen Position auf der Welle befestigt. Die Welle ist innerhalb der Kammer koaxial und drehbar gelagert. Grosse Dampfturbinen weisen üblicherweise mehrere Laufschaufelsätze oder -räder auf, die auf der Welle mit axialem Abstand voneinander befestigt sind. Jeder Satz oder jede Stufe der Dampfturbine entnimmt einen Teil der Dampfenergie durch Umwandeln dieser Energie in mechanische Energie, was sich durch die Drehung der Laufschaufeln und der Welle ausdrückt. Der Dampf wird in die Kammer an einer gewünschten axialen Stelle eingelassen und strömt in wenigstens einer axialen Richtung durch einen Arbeitskanal. Der Arbeitskanal wird insgesamt durch die axial versetzten Stufen der Turbine sowie durch den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Arbeitsbereich, den die Turbinenlaufschaufeln in jeder Stufe umschliessen, begrenzt. Basically, energy is supplied to the bladed rotor of the steam turbine by a working medium, which is usually steam. The steam is admitted into a generally cylindrical chamber which is delimited by the inner casing of the turbine housing. Several blades are circumferentially aligned on a shaft and fixed in an axial position on the shaft. The shaft is mounted coaxially and rotatably within the chamber. Large steam turbines usually have a plurality of rotor blade sets or wheels which are fastened on the shaft at an axial distance from one another. Each set or stage of the steam turbine extracts part of the steam energy by converting this energy into mechanical energy, which is expressed by the rotation of the blades and the shaft. The vapor is admitted into the chamber at a desired axial location and flows through a working channel in at least one axial direction. The working channel is limited overall by the axially offset stages of the turbine and by the working area extending in the circumferential direction, which the turbine rotor blades enclose in each stage.

Wenn der Dampf auf diesen axialen Arbeitskanal begrenzt wird, arbeitet die Turbine mit besserem Wirkungsgrad als in dem Fall, in welchem der Dampf nicht auf diesen Arbeitskanal begrenzt wird. Eine Kappe oder ein Deckstück verbindet die äusseren Spitzenteile von zwei Laufschaufeln miteinander. Eine Anzahl Kappen, die der Anzahl der Laufschaufeln in der Turbinenstufe entsprechen, bilden ein Umfangsband um die radial ausgedehnten Spitzenteile der Laufschaufeln. Dieses aus den Kappen gebildete Umfangsband hindert Dampf am Entweichen aus dem axialen Arbeitskanal durch Begrenzen des radialen Vorbeiströmens von Dampf an den äusseren Spitzenteilen der Laufschaufeln. Der beschaufelte Rotor muss sich innerhalb des Turbinenmantels relativ frei drehen können, weshalb ein radialer Spalt zwischen den radial ausgedehnten Spitzen der Laufschaufeln oder der äusseren Oberfläche der Kappen und der inneren Oberfläche des Mantels vorhanden ist. If the steam is confined to this axial working channel, the turbine operates with better efficiency than in the case in which the steam is not limited to this working channel. A cap or a cover piece connects the outer tip parts of two blades with each other. A number of caps corresponding to the number of blades in the turbine stage form a circumferential band around the radially extended tip parts of the blades. This circumferential band formed from the caps prevents steam from escaping from the axial working channel by restricting the radial flow of steam past the outer tip parts of the blades. The bladed rotor must be able to rotate relatively freely within the turbine shell, which is why there is a radial gap between the radially extended tips of the blades or the outer surface of the caps and the inner surface of the shell.

Der Dampf strömt, wie oben erwähnt, in wenigstens einer axialen Richtung durch mehrere Laufschaufelstufen. Die Laufschaufeln haben ab einem Punkt nahe dem Dampfein-lass bis zu den letzten Stufen des Turbinenrotors, die sich in der Nähe der Auslassleitung oder -haube der Turbine befinden, zunehmend grössere Radien. In diesen letzten Stufen ist der Druckabfall an den Laufschaufeln am grössten. As mentioned above, the steam flows through at least one axial direction through a plurality of rotor blade stages. The blades have increasingly larger radii from a point near the steam inlet to the final stages of the turbine rotor, which are near the turbine exhaust line or hood. The pressure drop at the blades is greatest in these last stages.

In den letzten Stufen einer Niederdruckdampfturbine ist der Dampf gesättigt, weshalb sich in diesem Abschnitt der Turbine Wassertröpfchen bilden können. Im allgemeinen werden die Wassertröpfchen durch Zentrifugalkraft und/ oder den Druck der Dampfströmung gegen die innere Oberfläche des die Turbinenstufe umgebenden Mantels gedrückt. Die Wassertröpfchen haben zwar im allgemeinen eine niedrige Absolutgeschwindigkeit, die Relativgeschwindigkeit in bezug auf die radial äusseren Spitzenteile der Laufschaufeln ist jedoch gross. Die Relativgeschwindigkeit der Wassertröpfchen nahe den Laufschaufelspitzçn beträgt in einer Niederdruckturbine, die in der letzten Stufe eine aktive Laufschaufellänge von etwa 850 mm (33 Vi inches) hat, ungefähr 610 m/s (two thousand feet per second). Die Kraft, mit der ein Wassertröpfchen auf eine Laufschaufel auftrifft, steht in Beziehung zu der Grösse oder Masse dieses besonderen Tröpfchens und zu der Relativgeschwindigkeit des Tröpfchens in bezug auf die Laufschaufel. Da die Drehzahl der Turbine im wesentlichen durch andere Parameter festgelegt wird, können die potentiellen Probleme, die durch Wassertröpfchen verursacht werden, wie beispielsweise Erosion, niedrigeres Drehmoment und Wirkungsgradverlust, minimiert werden, indem ein beschaufelter Turbinenrotor geschaffen wird, der die Menge und die Grösse von Wassertröpfchen in dem axialen Arbeitskanal der Turbine wirksam begrenzt. Darüber hinaus ist festgestellt worden, dass der Dampf, der in den allerletzten Stufen der Turbine kondensiert, einen Wasserfilm bildet, der axial längs der inneren Oberfläche des Mantels fliesst. In the last stages of a low pressure steam turbine, the steam is saturated, which is why water droplets can form in this section of the turbine. In general, the water droplets are pressed against the inner surface of the jacket surrounding the turbine stage by centrifugal force and / or the pressure of the steam flow. Although the water droplets generally have a low absolute speed, the relative speed with respect to the radially outer tip parts of the blades is high. The relative velocity of the water droplets near the blade tips is approximately 610 m / s (two thousand feet per second) in a low pressure turbine which has an active blade length of about 850 mm (33 Vi inches) in the last stage. The force with which a water droplet strikes a blade is related to the size or mass of that particular droplet and the relative velocity of the droplet with respect to the blade. Since the speed of the turbine is essentially determined by other parameters, the potential problems caused by water droplets, such as erosion, lower torque and loss of efficiency, can be minimized by creating a bladed turbine rotor that can accommodate the amount and size of Water droplets in the axial working channel of the turbine are effectively limited. In addition, it has been found that the steam that condenses in the very last stages of the turbine forms a film of water that flows axially along the inner surface of the shell.

Der Druckabfall in den letzten Stufen der Turbine ist, wie weiter oben erwähnt, im Vergleich zu den stromaufwärtigen anderen Stufen am grössten. Ausserdem ist die Druckdifferenz nahe dem radial äusseren Teil der Laufschaufeln im Vergleich zu der Wurzel oder dem radial inneren Teil der Laufschaufeln grösser. Je grösser der radiale Spalt zwischen den Laufschaufelspitzenkappen und der inneren Oberfläche des Mantels ist, umso grösser ist deshalb der Verlust an The pressure drop in the final stages of the turbine, as mentioned above, is greatest compared to the upstream other stages. In addition, the pressure difference near the radially outer part of the blades is greater compared to the root or the radially inner part of the blades. The larger the radial gap between the blade tip caps and the inner surface of the casing, the greater the loss

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Dampf, der axial um die äusseren radialen Spitzen der Laufschaufeln strömt, und um so niedriger ist daher der Wirkungsgrad dieser besonderen Stufen der Turbine. Steam flowing axially around the outer radial tips of the blades and therefore the lower the efficiency of these particular stages of the turbine.

Zum Minimieren des Verlustes an Dampfströmung um die Spitzenteile der Laufschaufeln sind bereits Dichtstreifen auf der inneren Oberfläche des Turbinenmantels radial gegenüber den Spitzenteilen und Kappen bei bekannten Dampfturbinen vorgesehen worden. Die Dichtstreifen bilden einen Ring um die Turbinenstufe und erstrecken sich radial einwärts zu den Laufschaufelspitzenteilen, um den radialen Spalt dazwischen zu verengen. Die Querschnittsgeometrie der Dichtstreifen, die Anzahl der pro Stufe benutzten Streifen und die axiale Lage der Streifen auf der inneren Oberfläche des Mantels basieren auf einer Untersuchung der Strömungstechnik in einer Dampfturbine. Der (die) Dichtstreifen sollte(n) axial so angeordnet sein, dass der (die) Streifen sich ungefähr gegenüber der Beharrungszustands-mittellinie der rotierenden Laufschaufeln befindet (befinden). In order to minimize the loss of steam flow around the tip parts of the rotor blades, sealing strips have already been provided on the inner surface of the turbine shell radially opposite the tip parts and caps in known steam turbines. The sealing strips form a ring around the turbine stage and extend radially inward to the blade tip parts to narrow the radial gap therebetween. The cross-sectional geometry of the sealing strips, the number of strips used per step and the axial position of the strips on the inner surface of the jacket are based on an examination of the flow technology in a steam turbine. The sealing strip (s) should be arranged axially so that the strip (s) is approximately opposite the center of steady state of the rotating blades.

Die Beharrungszustandsmittellinie ist die Mittellinie der Laufschaufeln, wenn die Turbine im normalen Betrieb ist und mit Nenndrehzahl läuft. Da sich jedoch die Rotorwelle, auf der die Laufschaufeln befestigt sind, wegen ihrer thermischen Reaktion auf den Dampf ausdehnt, lässt sich die optimale axiale Lage des (der) Dichtstreifen, d.h. die Beharrungszustandsmittellinie nicht leicht ermitteln. Ausserdem ändert sich die axiale Position der rotierenden Laufschaufeln im Betrieb derTurbine, insbesondere wenn bei der Turbine vorübergehende Änderungen der an sie angeschlossenen mechanischen Belastung oder Änderungen in der Dampfzufuhr auftreten. Diese Bewegung stellt hinsichtlich der Lage der Streifen, die sich radial gegenüber den Spitzen der rotierenden Laufschaufeln befinden sollten, ein Problem dar. The steady state centerline is the centerline of the blades when the turbine is in normal operation and running at nominal speed. However, since the rotor shaft on which the blades are attached expands due to their thermal reaction to the steam, the optimal axial position of the sealing strip (s), i.e. not easily determine the steady-state centerline. In addition, the axial position of the rotating blades changes during operation of the turbine, particularly if the turbine has temporary changes in the mechanical load connected to it or changes in the steam supply. This movement poses a problem with the location of the strips, which should be radially opposite the tips of the rotating blades.

Da die Dichtstreifen radial nach innen vorstehen, wird der axial strömende Wasserfilm, der längs der Oberfläche des inneren Mantels strömt, zu den rotierenden Spitzenteilen der Laufschaufeln und der mit diesen verbundenen Kappen hin abgelenkt. Der Wasserfilm verlässt die innere Oberfläche des Mantels in Form von Wassertröpfchen. Diese Wassertröpfchen sind in Kombination mit der Geschwindigkeit der Laufschaufelspitzenteile für die Dampfturbine nachteilig, wie oben dargelegt. Zum Begrenzen des Eintritts von Wassertröpfchen in den Arbeitskanal derTurbine ist bei bekannten Dampfturbinen ein Feuchtigkeitsentziehungsschlitz unmittelbar stromaufwärts der Dichtstreifen angeordnet. Der Feuchtigkeitsentziehungsschlitz gestattet einem Teil der Dampfströmung, der für das Beseitigen des Wasserfilms erforderlich ist, zu entweichen. Obgleich die Dampfströmung um die äusseren Spitzenteile der Laufschaufeln durch die Dichtstreifen minimiert wird, geht daher etwas Dampfströmung über den radialen Feuchtigkeitsentziehungsschlitz verloren. Since the sealing strips protrude radially inwards, the axially flowing water film, which flows along the surface of the inner casing, is deflected towards the rotating tip parts of the rotor blades and the caps connected to them. The water film leaves the inner surface of the jacket in the form of water droplets. These water droplets, in combination with the speed of the blade tip parts, are disadvantageous for the steam turbine, as set out above. To limit the entry of water droplets into the working channel of the turbine, a moisture extraction slot is arranged immediately upstream of the sealing strips in known steam turbines. The dehumidification slot allows some of the steam flow required to remove the water film to escape. Therefore, although the flow of steam around the outer tip parts of the blades is minimized by the sealing strips, some flow of steam is lost through the radial dehumidification slot.

Bei einer bekannten Vorrichtung, die in der US-PS 3 575 523 beschrieben ist, wird ein Flügelprofilteil, das sich von der Kappenoberfläche aus radial erstreckt, in Kombination mit zwei sich nach innen erstreckenden Flanschen benutzt, von denen ein Flansch unmittelbar stromaufwärts der Turbinenstufe und der andere unmittelbar stromabwärts derselben angeordnet ist. Das Flügelprofilteil ist eine schräge Rippe, die sich oberhalb der äusseren Oberfläche der Kappe radial erstreckt. Das Flügelprofilteil bewirkt in Kombination mit den Flanschen, dass die Dampfströmung, die zwischen ihnen aufgefangen wird, zurück in den Arbeitskanal derTurbine gepumpt wird. Ein radialer Feuchtigkeitsentziehungs-schlitz unmittelbar stromaufwärts des ersten Flansches ist erforderlich, wenn das axial längs der inneren Oberfläche des Mantels strömende Wasser daran gehindert werden soll, in den Arbeitskanal einzutreten. Es wird deshalb etwas Dampfströmung geopfert. Trotz des Vorhandenseins der Flansche werden durch die Pumpwirkung, die durch die schrägen Flügelprofilteile erzeugt wird, die gleichmässigen Stromlinien der Hauptströmung des Dampfes durch den axialen Arbeitskanal gestört, wodurch der Wirkungsgrad der Turbinenstufe verringert wird. Dieser Wirkungsgradverlust ist ein Ergebnis der umgekehrten Dampfströmung, die durch die Pumpwirkung des Flügelprofilteils verursacht wird. Ausserdem kann die Pumpwirkung die gleichmässige Wasserströmung an der inneren Oberfläche beeinflussen, so dass das Wasser die Oberfläche verlassen und auf die Turbinenlaufschaufeln auftreffen kann. In a known device described in U.S. Patent No. 3,575,523, an airfoil portion extending radially from the cap surface is used in combination with two inwardly extending flanges, one of which is a flange immediately upstream of the turbine stage and the other is located immediately downstream thereof. The wing profile part is an oblique rib which extends radially above the outer surface of the cap. The airfoil, in combination with the flanges, causes the steam flow that is captured between them to be pumped back into the turbine working channel. A radial dehumidification slot immediately upstream of the first flange is required if the water flowing axially along the inner surface of the jacket is to be prevented from entering the working channel. Some steam flow is therefore sacrificed. Despite the presence of the flanges, the pumping action created by the sloping wing profile parts disrupts the even streamlines of the main flow of steam through the axial working channel, thereby reducing the efficiency of the turbine stage. This loss in efficiency is a result of the reverse steam flow caused by the pumping action of the airfoil part. In addition, the pumping action can influence the even flow of water on the inner surface, so that the water can leave the surface and impinge on the turbine blades.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen werden übliche Labyrinthdichtungen in dem radialen Spalt benutzt. Bei diesen Vorrichtungen haben die Kappen mehrere sich radial erstreckende Rippen, die mit nach innen vorstehenden Flanschen an der inneren Oberfläche des Mantels zusammenwirken und eine Labyrinthdichtung für die Turbinenstufe ergeben. Die nach innen vorstehenden Flansche erfordern, wie weiter oben dargelegt, einen radialen Feuchtigkeitsent-ziehungsschlitz unmittelbar stromaufwärts der Flansche. In other known devices, usual labyrinth seals are used in the radial gap. In these devices, the caps have a plurality of radially extending ribs which cooperate with inwardly projecting flanges on the inner surface of the shell and provide a labyrinth seal for the turbine stage. The inwardly projecting flanges, as set forth above, require a radial dehumidification slot immediately upstream of the flanges.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksamere Einrichtung zum umfangsmässigen Abdichten des radialen Spalts zwischen den Teilen der Laufschaufelspitzen oder den diesen zugeordneten Kappen und der inneren Oberfläche des Turbinenmantels zu schaffen. The object of the invention is to provide a more effective device for circumferentially sealing the radial gap between the parts of the blade tips or the caps assigned to them and the inner surface of the turbine shell.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem beschaufelten Rotor der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Kappe eine einzige Rippe aufweist, die sich radial nach aussen erstreckt und deren radial äusserer Rand der inneren Oberfläche des Mantels unmittelbar benachbart ist, wobei alle Rippen in der Richtung einer Umfangslinie der Kappen ausgerichtet sind und einen im wesentlichen durchgehenden, sich radial erstreckenden Ring formen, der eine die Dampfströmung zwischen den vom Spalt zwischen den äusseren Oberflächen der Kappen und der inneren Oberfläche des Mantels getrennten Stufen der Turbine behindernde Dichtung bildet. According to the invention, this object is achieved with a bladed rotor of the type mentioned at the outset, which is characterized in that each cap has a single rib which extends radially outward and the radially outer edge of which is immediately adjacent to the inner surface of the shell, all ribs are aligned in the direction of a circumferential line of the caps and form a substantially continuous, radially extending ring which forms a seal obstructing the flow of steam between the turbine stages separated from the gap between the outer surfaces of the caps and the inner surface of the shell.

Der erfindungsgemässe Rotor ermöglicht, auf die Feuch-tigkeitsentziehungsschlitze zu verzichten und dadurch die Dampfströmung in den Stufen der Turbine nicht zu verringern, weshalb diese Stufen mit besserem Wirkungsgrad arbeiten können. Weiter ermöglicht die Anordnung nur einer einzigen Rippe, an jeder Kappe eine potentielle axiale Fehlausrichtung zwischen den Dichtstreifen und den Spitzen oder Kappen der Laufschaufeln zu minimieren. The rotor according to the invention makes it possible to dispense with the moisture extraction slots and thus not to reduce the steam flow in the stages of the turbine, which is why these stages can work with better efficiency. Furthermore, the arrangement of only a single rib enables each cap to minimize potential axial misalignment between the sealing strips and the tips or caps of the blades.

Ausführungsbeispiele der Erdfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 einen weggeschnittenen Teil einer radialen Seitenansicht einer bekannten Vorrichtung, die einen Auffangstreifen und einen radialen Feuchtigkeitsentziehungsschlitz aufweist, 1 shows a cut-away part of a radial side view of a known device which has a catch strip and a radial moisture extraction slot,

Fig. 2 einen weggeschnittenen Teil einer Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, die eine Rippenkappe aufweist, 2 shows a cut-away part of a side view of a device according to the invention, which has a rib cap,

Fig. 3 eine Teilaxialansicht einer Turbinenstufe, die eine Anzahl von Laufschaufeln mit zugeordneten Kappen aufweist, 3 is a partial axial view of a turbine stage which has a number of rotor blades with associated caps,

Fig. 4 eine radiale Draufsicht auf einen Teilabschnitt der Laufschaufeln, Kappen und Rippen, 4 is a radial plan view of a portion of the blades, caps and ribs.

Fig. 5 eine radiale Querschnittansicht von drei Rippen und Fig. 5 is a radial cross-sectional view of three ribs and

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform, bei der sich die Rippen nicht über die äusseren radialen Spitzenteile der Laufschaufeln erstrecken. Fig. 6 shows a further embodiment in which the ribs do not extend over the outer radial tip parts of the blades.

Fig. 1 zeigt insgesamt eine bekannte Vorrichtung. Die 1 shows a known device overall. The

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Dampfströmung ist in den Fig. 1 und 2 durch einen Pfeil angegeben. Die US-PS 4 335 600 zeigt eine weggeschnittene Ansicht einer Dampfturbine der hier in Fig. 1 dargestellten Art, und bezüglich näherer Einzelheiten wird auf diese US-Patentschrift verwiesen. In den Fig. 1 und 2 ist zwar nur eine weggeschnittene radiale Seitenansicht dargestellt, es versteht sich jedoch, dass die Turbine einen beschaufelten Rotor aufweist, von welchem hier nur der radial äussere Teil dargestellt ist. Ein besseres Verständnis der Turbinenstufe ergibt sich durch eine Betrachtung von Fig. 3, die einen Rotor 11 mit an einer Rotorwelle 15 befestigten Laufschaufeln 13 zeigt. Fig. 3 ist eine Teilaxialansicht eines Segments der Turbinenstufe, die sich über 360° um die Rotorwelle 15 erstreckt. Die letztgenannte Ansicht stellt die Vorderansicht der Turbinenstufe dar, weshalb sich hier alle Zeichnungen auf diese Perspektive beziehen. Die herkömmliche Turbine weist eine Anzahl von Stufen auf, obigeich hier aber nur eine Stufe dargestellt ist, gilt die Lehre der Erfindung für die meisten Stufen derTurbine. Steam flow is indicated by an arrow in FIGS. 1 and 2. U.S. Patent 4,335,600 shows a cut-away view of a steam turbine of the type shown here in Fig. 1 and reference is made to this U.S. patent for further details. 1 and 2 only a cut-away radial side view is shown, but it is understood that the turbine has a bladed rotor, of which only the radially outer part is shown here. A better understanding of the turbine stage results from a consideration of FIG. 3, which shows a rotor 11 with rotor blades 13 fastened to a rotor shaft 15. 3 is a partial axial view of a segment of the turbine stage that extends 360 ° around the rotor shaft 15. The latter view represents the front view of the turbine stage, which is why all drawings here relate to this perspective. The conventional turbine has a number of stages, but although only one stage is shown here, the teaching of the invention applies to most stages of the turbine.

Gemäss Fig. 1 ist die Stufe, die eine Laufschaufel 12 aufweist, von einem koaxialen Mantel 14 umgeben. Ein Leitapparat 10 ist stromaufwärts der Schaufel 12 angeordnet und Teil der Turbinenstufe. Der Leitapparat 10 leitet die Dampfströmung auf jede Laufschaufel 12. Der Mantel 14 hat eine radial innere Oberfläche 16 und einen radialen Feuchtig-keitsentziehungsschlitz 18. Der Schlitz beseitigt den Wasserfilm, der axial an der Oberfläche 16 strömt, bevor das Wasser durch einen Dichtstreifen 20 zu der rotierenden Laufschaufel 12 hin abgelenkt wird. Der Dichtstreifen 20 begrenzt, wie weiter oben erwähnt, die Dampfströmung axial um die radial ausgedehnten Spitzenteile der Laufschaufel 12 durch den radialen Spalt 22, würde aber Wassertröpfchen auf die eine hohe Geschwindigkeit aufweisenden Spitzenteile der Laufschaufel 12 ablenken, wenn der Schlitz 18 nicht unmittelbar stromaufwärts des Streifens vorhanden wäre. Der Spalt 22 ist der radiale Abstand zwischen dem Dichtstreifen 20 und den Spitzenteilen der Laufschaufeln 12. Der Spalt 22 umgibt den beschaufelten Rotor umfangsmässig und koaxial. Der Dichtstreifen 20 unterstützt zwar das Reduzieren der Dampfströmung durch den Spalt 22, etwas Dampfströmung entweicht jedoch mit dem Kondensat des Dampfes durch den Entziehungsschlitz 18. Der Schlitz 18 ist notwendig, weil er den Wasserfilm beseitigt, bevor die Strömung in den axialen Arbeitskanal derTurbine abgelenkt wird, und begrenzt infolgedessen die Erosion der Laufschaufeln in dieser Stufe und gestattet dem Rotor und den Laufschaufeln, sich so frei wie möglich zu drehen. 1, the step, which has a moving blade 12, is surrounded by a coaxial jacket 14. A nozzle 10 is located upstream of the blade 12 and is part of the turbine stage. The nozzle 10 directs the flow of steam to each blade 12. The jacket 14 has a radially inner surface 16 and a radial moisture evacuation slot 18. The slot removes the film of water that flows axially on the surface 16 before the water passes through a sealing strip 20 the rotating blade 12 is deflected out. The sealing strip 20, as mentioned above, limits the steam flow axially around the radially extended tip parts of the blade 12 through the radial gap 22, but would deflect water droplets onto the high speed tip parts of the blade 12 if the slot 18 was not immediately upstream of the Would be present. The gap 22 is the radial distance between the sealing strip 20 and the tip parts of the rotor blades 12. The gap 22 surrounds the bladed rotor circumferentially and coaxially. Although the sealing strip 20 helps reduce steam flow through the gap 22, some steam flow escapes with the condensate of the steam through the withdrawal slot 18. The slot 18 is necessary because it removes the water film before the flow is deflected into the axial working channel of the turbine , and consequently limits blade erosion at this stage and allows the rotor and blades to rotate as freely as possible.

Fig. 2 ist im wesentlichen dieselbe Ansicht, d.h. die weggeschnittene Seitenansicht einer Turbinenstufe gemäss der Darstellung in Fig. 1. Fig. 2 zeigt jedoch eine Vorrichtung nach der Erfindung. Ein Leitapparat 30 stromaufwärts einer Laufschaufel 32 leitet den Dampf auf die Laufschaufeln der Stufe, von der die Laufschaufel 32 ein Teil ist. Ein Mantel 34 umgibt koaxial den beschaufelten Rotor und hat eine innere Oberfläche 35. Zum Begrenzen der Dampfströmung um die radial ausgedehnten Spitzenteile der Laufschaufel 32 erstreckt sich nur eine Rippe 36 von der radial äusseren Oberfläche einer Kappe radial nach aussen (die Kappe ist in der Ansicht in Fig. 2 nicht sichtbar). Die radiale Ausdehnung der Rippe ist in Fig. 3 zu erkennen, gemäss der sich eine Rippe 17 über den radial ausgedehnten Teil 19 der Laufschaufel 13 hinaus erstreckt. Gemäss Fig. 2 befindet sich der radial ausgedehnte Rand der Rippe 36 in unmittelbarer Nähe der Oberfläche 35. Ein radialer Spalt 38 hat im wesentlichen dieselben Abmessungen wie der in Fig. 1 dargestellte Spalt 22. Die Abmessung des radialen Spalts liegt beispielshalber bei der letzten Stufe einer Niederdruckturbine, die eine aktive Laufschaufellänge von 850,90 mm (33 '/i inches) hat, in der Grössenordnung von 7,6 mm (three tenths of an inch). Figure 2 is essentially the same view, i.e. the cut-away side view of a turbine stage as shown in Fig. 1. However, Fig. 2 shows a device according to the invention. A nozzle 30 upstream of a blade 32 directs the steam to the blades of the stage of which the blade 32 is a part. A jacket 34 coaxially surrounds the bladed rotor and has an inner surface 35. To limit the flow of steam around the radially extended tip portions of the blade 32, only one rib 36 extends radially outward from the radially outer surface of a cap (the cap is in view not visible in Fig. 2). The radial expansion of the rib can be seen in FIG. 3, according to which a rib 17 extends beyond the radially expanded part 19 of the rotor blade 13. 2, the radially extended edge of the rib 36 is in the immediate vicinity of the surface 35. A radial gap 38 has essentially the same dimensions as the gap 22 shown in FIG. 1. The dimension of the radial gap is, for example, at the last step a low pressure turbine that has an active blade length of 850.90 mm (33 '/ i inches), on the order of 7.6 mm (three tenths of an inch).

Während des Betriebes der letzten Stufe einer Niederdruckturbine wird der Wasserfilm, der axial über die Oberfläche 35 in Fig. 2 strömt, praktisch nicht behindert, weil der Dichtstreifen eliminiert ist und die einzige Behinderung der Dampfströmung durch den Spalt die Rippen darstellen, die sich radial über die äussere Oberfläche der Kappe hinaus erstrecken. Der Spalt 38 ist gross genug, um den normalen Strom von Wasser an der Oberfläche 35 während des normalen Betriebes der Turbinenstufe durchzulassen. Schliesslich wird bei beiden Vorrichtungen, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, das Kondensat des Dampfes durch eine dafür vorgesehene Einrichtung in den Innenraum der Auslasshaube der Turbine geleitet, die in den Figuren nicht dargestellt ist, sich aber stromabwärts der letzten Turbinenstufe befindet, d.h. in den Fig. 1 und 2 rechts. During the operation of the last stage of a low pressure turbine, the water film flowing axially over surface 35 in Fig. 2 is practically unobstructed because the sealing strip is eliminated and the only obstruction to steam flow through the gap is the fins that radially overlap extend the outer surface of the cap. The gap 38 is large enough to allow the normal flow of water on the surface 35 to pass through during normal operation of the turbine stage. Finally, in both devices, which are shown in FIGS. 1 and 2, the condensate of the steam is passed through a device provided for this purpose into the interior of the exhaust hood of the turbine, which is not shown in the figures, but is located downstream of the last turbine stage , ie 1 and 2 on the right.

Fig. 4 zeigt eine radiale Draufsicht auf zwei Laufschaufeln 40,42, die an ihren äusseren radialen Spitzen durch eine Kappe 44 miteinander verbunden sind. Eine ausführliche Beschreibung der Kappe 44, ihrer Beziehung zu den Spitzen der Laufschaufeln und der Betriebseigenschaften dieser Kappe in bezug auf die Turbine als ganzem findet sich in der US-PS 3 302 925 auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird. FIG. 4 shows a radial top view of two rotor blades 40, 42, which are connected to one another at their outer radial tips by a cap 44. A detailed description of cap 44, its relationship to the tips of the blades, and the operating characteristics of this cap with respect to the turbine as a whole can be found in U.S. Patent No. 3,302,925, which is incorporated by reference for further details.

Die Kappe 44 hat eine Rippe 46, die von ihrer radial äusseren Oberfläche 45 aus vorsteht. Die Rippe gleicht den Rippen 36 und 17, die in den Fig. 2 bzw. 3 gezeigt sind. Die Rippe 46 erstreckt sich von der Umfangsoberfläche radial nach aussen, die durch die-Kappen gebildet wird, welche eine entsprechende Anzahl von Laufschaufelspitzen in einer Stufe einer Turbine miteinander verbinden. Gemäss Fig. 4 ist die Rippe 46 tangential auf eine Rippe 48 auf einer benachbarten Kappe 50 ausgerichtet. Ebenso ist die Rippe 46 tangential auf eine Rippe 52 ausgerichtet, die Teil einer benachbarten Kappe 54 ist. The cap 44 has a rib 46 which protrudes from its radially outer surface 45. The rib is similar to the ribs 36 and 17 shown in Figures 2 and 3, respectively. Rib 46 extends radially outward from the peripheral surface formed by the caps which connect a corresponding number of blade tips to each other in one stage of a turbine. 4, the rib 46 is oriented tangentially to a rib 48 on an adjacent cap 50. The rib 46 is also oriented tangentially to a rib 52 which is part of an adjacent cap 54.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das vordere Ende 60 der Rippe 46 in unmittelbarer Nähe des hinteren Endes 62 der Rippe 48. Die Bezeichnungen vorn und hinten beziehen sich auf die Drehrichtung, die in Fig. 4 durch einen Pfeil angegeben ist. Auf gleiche Weise ist das hintere Ende der Rippe 46 in unmittelbarer Nähe des vorderen Endes der Rippe 52. In a preferred embodiment of the invention, the front end 60 of the rib 46 is in the immediate vicinity of the rear end 62 of the rib 48. The designations front and rear refer to the direction of rotation, which is indicated by an arrow in FIG. 4. Similarly, the rear end of the rib 46 is in close proximity to the front end of the rib 52.

Die Rippe 46 bildet gemeinsam mit den Rippen 52,48 und den übrigen Rippen, deren Anzahl der Anzahl der Kappen entspricht, einen im wesentlichen durchgehenden, sich radial erstreckenden Ring, der eine Dichtung zwischen den Stufen derTurbine bildet. Diese Dichtung hat den Vorteil, dass der Wasserfilm auf der inneren Oberfläche des Mantels während seiner Strömung zu der Auslasshaube im wesentlichen ungestört bleibt. Die Rippen bilden gemäss der Darstellung in Fig. 3 einen sich im wesentlichen in Umfangsrich-tung erstreckenden Ring 21 um die Turbinenstufe, und ebenso bilden die radial äusseren Oberflächen der Kappen ein Umfangsband oder eine Umfangsoberfläche um die Stufe. Wenn eine Rippenkappe auf den letzten Stufen einer Niederdruckturbine benutzt wird, ist es nicht notwendig, den Kondensatfilm zu beseitigen, der sich ansammelt und axial an der inneren Oberfläche des Turbinenmantels strömt, da die Rippe die einzige Behinderung für die Dampfströmung durch den radialen Spalt ist. Der Feuchtigkeitsentziehungs-schlitz ist daher unnötig und kann deshalb eliminiert werden. Da die Abmessungen des radialen Spalts 38 gemäss Fig. 2 den Abmessungen des radialen Spalts 22 der bekannten Vorrichtungen gemäss Fig. 1 gleichen, ergibt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Turbinenstufe durch die geschätzte Einsparung von 0,6% der Gesamtdampf strömung durch die Stufe. Diese 0,6% stellen den geschätzten Verlust an Dampfströmung dar, die durch den radialen Feuchtigkeits- Rib 46, together with ribs 52, 48 and the remaining ribs, the number of which corresponds to the number of caps, forms a substantially continuous, radially extending ring which forms a seal between the stages of the turbine. This seal has the advantage that the water film on the inner surface of the jacket remains essentially undisturbed as it flows to the outlet hood. As shown in FIG. 3, the ribs form an essentially circumferential ring 21 around the turbine stage, and likewise the radially outer surfaces of the caps form a circumferential band or a circumferential surface around the stage. When a fin cap is used on the last stages of a low pressure turbine, it is not necessary to remove the condensate film that accumulates and flows axially on the inner surface of the turbine shell, as the fin is the only hindrance to steam flow through the radial gap. The dehumidification slot is therefore unnecessary and can therefore be eliminated. Since the dimensions of the radial gap 38 according to FIG. 2 are the same as the dimensions of the radial gap 22 of the known devices according to FIG. 1, there is an improvement in the efficiency of the turbine stage due to the estimated saving of 0.6% of the total steam flow through the stage. This 0.6% represents the estimated loss of steam flow caused by the radial moisture

4 4th

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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65 65

entziehungsschlitz 18 hindurchgeht, der in Fig. 1 dargestellt ist. Durch die Einsparung von 0,6% der Dampfströmung ergibt sich eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Turbinenstufe und derTurbine insgesamt. extraction slot 18 passes through, which is shown in Fig. 1. The saving of 0.6% of the steam flow results in an increase in the efficiency of the turbine stage and of the turbine as a whole.

In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist die Rippe 46 ein integraler Teil der Kappe 44. Da sich die Laufschaufeln in dieser Turbinenstufe aufgrund von Wärmeausdehnung radial ausdehnen können oder aufgrund von mechanischen Reaktionen, die im Betrieb derTurbine manchmal auftreten, radial bewegen können, kann die Rippe aus einem relativ abschleif baren Material hergestellt werden, das sich «abreibt», wenn der beschaufelte Rotor bei der Drehung geringfügig von der normalen Achse abweichen und an dem Mantel «reiben» sollte. In dieser Hinsicht könnten die Rippen im Vergleich zu dem Material des Mantels aus einem abschleifbaren Material bestehen. Die Mittellinie der Turbinenstufe bewegt sich, wie weiter oben erwähnt, während des Betriebes aufgrund der Wärmeausdehnung des Rotors. Die hier beschriebene Vorrichtung, die Kappen mit einer einzelnen Rippe aufweist, wird durch die Axialbewegung der _ Mittellinie der Stufe nicht beeinflusst. Ausserdem bilden die Rippen eine Dichtung für jede Turbinenstufe, in der Wasser an der inneren Oberfläche des diese Turbinenstufe umgebenden Mantels fliesst. In its preferred embodiment, the rib 46 is an integral part of the cap 44. Because the blades in this turbine stage may expand radially due to thermal expansion or may move radially due to mechanical reactions that sometimes occur during turbine operation, the rib may move from one relatively abradable material that "rubs off" if the bladed rotor deviates slightly from the normal axis during rotation and "rubs" against the casing. In this regard, the ribs could be made of an abradable material compared to the material of the shell. The center line of the turbine stage, as mentioned above, moves during operation due to the thermal expansion of the rotor. The device described here, which has caps with a single rib, is not influenced by the axial movement of the center line of the step. In addition, the ribs form a seal for each turbine stage, in which water flows on the inner surface of the jacket surrounding this turbine stage.

Fig. 5 zeigt mehrere Querschnittansichten einer Rippe nach der Erfindung. Fig. 5 shows several cross-sectional views of a rib according to the invention.

Die geometrische Form der Rippe ist ein wichtiger Gesichtspunkt, weil die Dampf menge, die durch den radialen Spalt strömt, in Beziehung zu dieser Rippenform steht. Der radial ausgedehnte Rand der Rippe ist im Vergleich zu der Basis der Rippe in der Nähe der Kappe vorzugsweise relativ schmal. Weitere Merkmale beziehen sich auf die Höhe der Rippe gegenüber der Breite ihrer Basis, die Höhe gegenüber der radialen Spaltbreite im stationären Zustand und die Breite des radial ausgedehnten Randes der Rippe gegenüber der radialen Spaltbreite im stationären Zustand. Verhältnisse von 2,0, 1,7 bzw. 0,10 sind für die optimale Leistung einer Rippe als Dichtvorrichtung in einer Turbine mit einer aktiven Laufschaufellänge von 850,90 mm (33 Vi inches) theoretisch vorgeschlagen worden. Wenn die Turbinenstufe in Betrieb ist, bewirken diese geometrischen Merkmale einer einzelnen Rippe, dass die Dampfströmung durch den radialen Spalt in einen radialen Zwischenraum gedrückt wird, der kleiner als physikalisch vorhanden ist. Diese Erscheinung ist Teil der Theorie, nach welcher der engste Strahlquerschnitt hinter einer Blende auftritt, was auf dem Gebiet der Strömungstechnik relativ bekannt ist. Die einzelne Rippe verringert die Dampfströmung durch den radialen Spalt. Die Querschnittsformen einer Rippe, die optimal arbeitet, basieren auf der Untersuchung der Fluid-strömung durch eine Drosselbohrung und anderer Dichtvorrichtungen gemäss den Lehren der Strömungstechnik, weshalb die oben angegebenen Ergebnisse nur einen Bereich von Werten angeben. Genauer gesagt, die Höhe über der Basisbreite kann sich mit anderen baulichen Parametern der Laufschaufeln selbst verändern, es hat sich aber gezeigt, dass ein Verhältnis zwischen 1,7 und 2,0 adäquat ist. Die Höhe über der Spaltbreite kann grösser oder gleich 1,7 sein, wobei 2,0 ein nominelles Ziel darstellt, und die Randbreite über der Spaltbreite kann kleiner oder gleich 0,1 sein. Eine einzige Rippe, die sich oberhalb jeder Kappe erstreckt, ist wichtig, weil eine grössere Anzahl von Rippen nicht so viel Dampfströmung durch den radialen Spalt wie nur eine Rippe pro Kappe bewahren kann. Ausserdem ist eine einzige Rippe, die sich nicht radial über die äusseren radialen Spitzenteile der Laufschaufeln hinaus erstreckt, nicht in der Lage, die Dampfströmung auf hier beschriebene Weise zu bewahren. The geometrical shape of the rib is an important consideration because the amount of steam flowing through the radial gap is related to this rib shape. The radially extended edge of the rib is preferably relatively narrow compared to the base of the rib near the cap. Further features relate to the height of the rib relative to the width of its base, the height relative to the radial gap width in the stationary state and the width of the radially extended edge of the rib relative to the radial gap width in the stationary state. Ratios of 2.0, 1.7, and 0.10, respectively, have been theoretically suggested for the optimal performance of a fin as a sealing device in a turbine with an active blade length of 850.90 mm (33 Vi inches). When the turbine stage is in operation, these single rib geometric features cause the steam flow through the radial gap to be forced into a radial gap that is smaller than physically present. This phenomenon is part of the theory according to which the narrowest beam cross-section occurs behind an aperture, which is relatively well known in the field of flow engineering. The single rib reduces the flow of steam through the radial gap. The cross-sectional shape of a fin that works optimally is based on the study of the fluid flow through a throttle bore and other sealing devices according to the teachings of fluid mechanics, which is why the results given above only give a range of values. More precisely, the height above the base width can change itself with other structural parameters of the moving blades, but it has been shown that a ratio between 1.7 and 2.0 is adequate. The height across the gap width may be greater than or equal to 1.7, with 2.0 being a nominal target, and the margin width across the gap width may be less than or equal to 0.1. A single rib that extends above each cap is important because a larger number of ribs cannot hold as much steam flow through the radial gap as only one rib per cap. In addition, a single fin that does not extend radially beyond the outer radial tip portions of the blades is unable to maintain steam flow in the manner described herein.

Drei radiale Querschnittansichten von Rippen, die bei der Three radial cross-sectional views of ribs used in the

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Erfindung benutzt werden können, sind in Fig. 5 gezeigt. Die dargestellten Rippen sind nicht die einzigen Rippen, die gemäss der oben beschriebenen Lehre der Erfindung hergestellt werden können, sondern lediglich Beispiele zur Veranschaulichung des Rippentyps, der in der hier beschriebenen Umgebung einen guten Wirkungsgrad hat. Rippen 65a, 65b und 65c erstrecken sich oberhalb der äusseren radialen Kappenoberflächen 64a, 64b bzw. 64c, wie es in den Fig. 5a, 5b bzw. 5c gezeigt ist. Die Dampfströmung ist durch den Pfeil in Fig. 5 dargestellt und veranschaulicht die Strömungsrichtung in den Fig. 5a, 5b und 5c. In Fig. 5a hat die Rippe 65a einen trapezförmigen Querschnitt, wobei eine stromabwärtige Stirnfläche um ungefähr 40° gegen eine horizontale Bezugsebene abgewinkelt ist. Es hat sich gezeigt, dass Neigungswinkel über 40° in diesem Beispiel günstig sind. Fig. 5b zeigt die Rippe 65b, die eine relativ breite Querschnittsbasis an der Oberfläche 64b aufweist und von dieser relativ breiten Basis aus zu ihrem radial ausgedehnten Rand hin zunehmend schmaler wird. Die oberen Ränder der Rippen 65a, 65b und 65c sind abgestumpft. Die Rippe 65c, die in Fig. 5c gezeigt ist, hat eine relativ gerade Wandoberfläche normal zu der Richtung der Dampfströmung, einen abgestumpften radial ausgedehnten Rand und eine relativ breite Basis an der Oberfläche 64c, weshalb ihre Querschnittansicht von ihrer Basis zu ihrem radial ausgedehnten Rand relativ zunehmend schmäler wird. Diese drei Querschnittsformen einer Rippe sind nicht die einzigen, für die die Erfindung gilt. Der einschlägige Fachmann könnte viele unterschiedliche Formen und Konfigurationen einer Rippe festlegen, die sich von der äusseren Oberfläche einer Kappe aus radial erstreckt und auf oben beschriebene Weise arbeitet. Invention can be used are shown in Fig. 5. The ribs shown are not the only ribs that can be made in accordance with the teachings of the invention described above, but are merely examples to illustrate the type of ribs that have good efficiency in the environment described here. Ribs 65a, 65b and 65c extend above the outer radial cap surfaces 64a, 64b and 64c, as shown in FIGS. 5a, 5b and 5c, respectively. The steam flow is represented by the arrow in FIG. 5 and illustrates the flow direction in FIGS. 5a, 5b and 5c. 5a, the rib 65a has a trapezoidal cross section, a downstream end face being angled by approximately 40 ° with respect to a horizontal reference plane. It has been shown that inclination angles above 40 ° are favorable in this example. FIG. 5b shows the rib 65b, which has a relatively broad cross-sectional base on the surface 64b and from this relatively wide base becomes increasingly narrow towards its radially extended edge. The upper edges of the ribs 65a, 65b and 65c are truncated. Rib 65c, shown in Figure 5c, has a relatively straight wall surface normal to the direction of steam flow, a truncated radially expanded edge, and a relatively wide base at surface 64c, hence its cross-sectional view from its base to its radially expanded edge is becoming increasingly narrow. These three cross-sectional shapes of a rib are not the only ones to which the invention applies. Those skilled in the art could determine many different shapes and configurations of a rib that extends radially from the outer surface of a cap and operates in the manner described above.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Eine Kappe 70 verbindet die Spitze einer Laufschaufel 72 mit der Spitze einer Laufschaufel 74. Eine Kappe 76 und eine Kappe 77 verbinden benachbarte Laufschaufeln mit den Laufschaufeln 74 bzw. 72. Eine sich radial erstreckende Rippe 78 steht über die äussere Oberfläche der Kappe 70 vor und ist tangential auf die Rippe 80 ausgerichtet, die an der Kappe 76 angeformt ist, und auf die Rippe 81, die an der Kappe 77 angeformt ist. Gemäss Fig. 6 befindet sich das hintere Ende derRippe 80 nicht in der Nähe des vorderen Endes der Rippe 78, d.h. das hintere Ende der Rippe endigt in der Nähe des äusseren Spitzenteils der Laufschaufel. Ein Zwischenraum 82 trennt das hintere Ende der Rippe 80 von dem vorderen Ende der Rippe 78. Die Rippe 78 steht also nicht über den Spitzenteil der Laufschaufel 74 vor, sondern endigt in der Nähe derselben, und die Rippe 80 endigt ebenso in der Nähe des Spitzenteils der benachbarten Laufschaufel 74. Ein gleicher Zwischenraum kann zwischen entsprechenden Rippen an benachbarten Kappen vorhanden sein, wie dargestellt. Die Dampfströmung um den radial ausgedehnten Spitzenteil der Laufschaufeln und durch den Zwischenraum ist in dieser weiteren Ausführungsform relativ gering, weil der Zwischenraum 82 und gleiche Zwischenräume längs des äusseren Umfangs der Stufe einen relativ kleinen Teil des im wesentlichen durchgehenden, sich radial erstreckenden Ringes ausmachen, der durch die Rippen gebildet ist, die den Kappen in der Turbinenstufe zugeordnet sind. Die Dampfströmung durch den Zwischenraum 82 wird wesentlich begrenzt, wenn der beschaufelte Rotor in Betrieb ist. 6 shows a further embodiment of the invention. A cap 70 connects the tip of a blade 72 to the tip of a blade 74. A cap 76 and a cap 77 connect adjacent blades to the blades 74 and 72, respectively. A radially extending rib 78 projects over the outer surface of the cap 70 and is oriented tangentially to the rib 80 which is molded onto the cap 76 and to the rib 81 which is molded onto the cap 77. 6, the rear end of the rib 80 is not near the front end of the rib 78, i.e. the rear end of the rib ends near the outer tip portion of the blade. A space 82 separates the rear end of the rib 80 from the front end of the rib 78. Thus, the rib 78 does not protrude over the tip portion of the blade 74, but terminates near it, and the rib 80 also terminates near the tip portion of adjacent blade 74. An equal space may exist between corresponding ribs on adjacent caps, as shown. The steam flow around the radially extended tip portion of the blades and through the clearance is relatively low in this further embodiment because the clearance 82 and equal clearances along the outer periphery of the step make up a relatively small portion of the substantially continuous, radially extending ring that is formed by the ribs that are associated with the caps in the turbine stage. The steam flow through the space 82 is substantially limited when the bladed rotor is in operation.

Die Erfindung kann bei Kappen benutzt werden, die mit den Laufschaufeln durch sich seitlich erstreckende Zapfen verbunden sind, welche mit seitlichen Löchern in den äusseren Spitzen der Laufschaufeln zusammenpassen, d.h. den spezifischen Kappen, die hier dargestellt sind. Die hier dargestellten Kappen werden typisch als Seiteneintrittskappen bezeichnet und sind ausführlich in der US-PS 3 302 925 beschrieben, auf die oben Bezug genommen worden ist. Bei The invention can be used on caps connected to the blades by laterally extending pins which mate with side holes in the outer tips of the blades, i.e. the specific caps shown here. The caps shown here are typically referred to as side entry caps and are described in detail in U.S. Patent No. 3,302,925, referred to above. At

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weiteren Arten von Kappen kann ebenfalls eine Rippe der hier beschriebenen Art benutzt werden. Die Erfindung kann auch ausgeführt werden, indem eine begrenzte Anzahl von Laufschaufeln in einer Gruppe in einer Stufe einer Turbine verbunden wird, wobei jedoch nicht sämtliche gruppenweise zusammengefassten Laufschaufeln miteinander verbunden werden. Obgleich es Durchbrüche oder Spalte in dem relativ durchgehenden, sich radial erstreckenden Ring gibt, der durch die Rippen gebildet ist, drehen sich die Durchbrüche mit solcher Geschwindigkeit, dass die axiale Dampfströmung durch die Durchbrüche relativ minimal ist. Die Erfindung kann ausgeführt werden, indem die Rippen und Kappen nur den Laufschaufeln zugeordnet werden. Auf diese Weise bilden die Kappen und Rippen einen integralen Teil der Laufschaufeln. a rib of the type described here can also be used for other types of caps. The invention can also be carried out by connecting a limited number of blades in a group in one stage of a turbine, but not all blades grouped in groups are connected to one another. Although there are openings or gaps in the relatively continuous, radially extending ring formed by the ribs, the openings rotate at such a speed that the axial flow of steam through the openings is relatively minimal. The invention can be carried out by assigning the ribs and caps only to the blades. In this way, the caps and ribs form an integral part of the blades.

s Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann zum Nachrüsten von grossen Dampfturbinen benutzt werden, weil die Kappen und Rippen, die hier ausführlich beschrieben sind, den Stufen einer Niederdruckturbine hinzugefügt werden können, in denen der Dampf gesättigt ist und ein Feuchtig-10 keitsentziehungsschlitz nicht ohne weiteres in dem bereits vorhandenen Turbinenmantel vorgesehen werden kann. A device according to the invention can be used to retrofit large steam turbines because the caps and fins, which are described in detail here, can be added to the stages of a low pressure turbine in which the steam is saturated and a dehumidification slot is not readily available can be provided in the existing turbine jacket.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Beschaufeiter Rotor in einer mehrstufigen Dampfturbine, der von einem Mantel (34) umgeben ist, mit wenigstens einem Satz Laufschaufeln (13,32,40,42), die längs einer Umfangslinie der Rotorwelle (15) angeordnet und an dieser befestigt sind und an den radial äusseren Spitzen Laufschaufelkappen (44, 50,54) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kappe eine einzige Rippe (17,36,46,48, 52) aufweist, die sich radial nach aussen erstreckt und deren radial äusserer Rand der inneren Oberfläche (35) des Mantels (34) unmittelbar benachbart ist, wobei alle Rippen in der Richtung einer Umfangslinie der Kappen ausgerichtet sind und einen im wesentlichen durchgehenden, sich radial erstrek-kenden Ring (21 ) formen, der eine die Dampfströmung zwischen den vom Spalt (38) zwischen den äusseren Oberflächen der Kappen und der inneren Oberfläche (35) des Mantels (34) getrennten Stufen der Turbine behindernde Dichtung bildet. 1. Inspection-ready rotor in a multi-stage steam turbine, which is surrounded by a casing (34), with at least one set of rotor blades (13, 32, 40, 42), which are arranged along a circumferential line of the rotor shaft (15) and fastened to it, and have blade caps (44, 50, 54) on the radially outer tips, characterized in that each cap has a single rib (17.36, 46, 48, 52) which extends radially outward and the radially outer edge of which is the inner one Surface (35) of the shell (34) is immediately adjacent, with all of the ribs aligned in the direction of a circumferential line of the caps and forming a substantially continuous, radially extending ring (21) which blocks the flow of steam between those of the gap (38) between the outer surfaces of the caps and the inner surface (35) of the shell (34) separate stages of the turbine obstructing seal.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kappe ( 17,44,50,54) der äusseren radialen Spitze einer Laufschaufel zugeordnet ist. 2. Rotor according to claim 1, characterized in that each cap (17,44,50,54) is assigned to the outer radial tip of a rotor blade.

3. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kappe (70,76,77) die Spitzen zweier benachbarter Laufschaufeln miteinander verbindet. 3. Rotor according to claim 1, characterized in that each cap (70,76,77) connects the tips of two adjacent blades with each other.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere radiale Spitze jeder Laufschaufel wenigstens zwei seitliche Löcher und jede Kappe (44,50,54) wenigstens zwei in entgegengesetzter Richtung seitlich abragende Zapfen aufweist und die äusseren radialen Spitzen benachbarter Laufschaufeln von den in die Löcher der Spitzen eingesteckten Zapfen der Kappe miteinander verbunden sind. 4. Rotor according to claim 3, characterized in that the outer radial tip of each blade has at least two lateral holes and each cap (44, 50, 54) has at least two pins projecting laterally in the opposite direction and the outer radial tips of adjacent blades from the in the holes of the tips inserted pins of the cap are interconnected.

5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (46) an den zugeordneten Kappen (44) einstückig angeformt sind. 5. Rotor according to claim 1, characterized in that the ribs (46) are integrally formed on the associated caps (44).

6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (46) aus einem weicheren Material gegenüber dem Material des Mantels bestehen, um die Rippen beim Streifen des Rotors am Mantel wegzuschleifen. 6. Rotor according to claim 1, characterized in that the ribs (46) consist of a softer material compared to the material of the casing in order to grind away the ribs when the rotor is brushed on the casing.

7. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rippe (65b, 65c) einen im Querschnitt breiteren Basisteil aufweist und ihr Querschnitt von diesem Basisteil zu dem radial äusseren Rand hin schmäler wird. 7. Rotor according to claim 1, characterized in that each rib (65b, 65c) has a base part which is wider in cross section and its cross section becomes narrower from this base part to the radially outer edge.