DE1751486B1 - Halterung fuer den leitschaufeltraeger einer mehrstufigen gasturbine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Halterung für den Leit- Schaufelträgers ist über den ersten Leitschaufelschaufelträger einer mehrstufigen Gasturbine, der an kranz und ein an einem Frontgehäuse beeinem stromabwärts gelegenen Lagerträgergehäuse festigtes schalenförmiges Zentriergehäuse zenbefestigt ist und dessen stromaufwärts gerichtetes trierbar.

Ende über den ersten Leitschaufelkranz gegenüber 5 Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion werden dem Läufer zentriert ist. die geschilderten Wirkungen der hohen Temperatur-Eine derartige Halterung ist aus der schweizeri- differenzen dadurch entscheidend gemildert, daß die sehen Patentschrift 292 539 bekannt. Bei der dortigen Fixierung des Leitschaufelträgers relativ weit strom-Konstruktion ist der Leitschaufelträger mit seinem abwärts in einen Bereich erfolgt, in dem das Gehäuse einen Ende an einem stromabwärts gelegenen Lager- io bereits erheblich abgekühlt ist. Darüber hinaus ist trägergehäuse über einen Ringabschnitt befestigt. das mantelartige Zwischenstück gegen eine direkte Dieser Ringabschnitt bildet einen Teil des Strömungs- Aufheizung durch die heißen Brenngase abgeschirmt, kanals für die heißen Gase; daher ist die Halterung Das Frontgehäuse stellt den axialen Fixpunkt dar, dieses Leitschaufelträgers erheblichen Wärme- relativ zu dem das stromaufwärtige Ende des Leitdehnungen und -Spannungen ausgesetzt. 15 Schaufelträgers über das Zentriergehäuse zentriert Die Gefahr des Anstreifens des Läufers an dem wird, während die Exzenter, die von außen leicht Leitschaufelträger erfordert bei der Montage der zugänglich sind, eine rasche und genaue Erst-Gasturbine eine genaue Zentrierung des Läufers, zentrierung und jeder Zeit eine Nachzentrierung erdabei ist zusätzlich eine Nachzentrierung an der auf- lauben.

gestellten Maschine, beispielsweise nach einer ge- 20 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im

wissen Betriebszeit, zu ermöglichen. Eine einstellbare Zusammenhang mit der Zeichnung näher eräutert.

Zentrierung zwischen einem Gehäuse und einem Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung

Leitrad einer Turbine offenbart das deutsche Patent einen Ausschnitt einer Gasturbine, in der die letzten

726 510. Diese bekannte Zentrierung der Turbinen Stufen des Verdichters und das turbinenseitige Ende

und des Leitrades zueinander erfolgt durch nach der 25 des Läufers im Schnitt dargestellt sind. Der Schnitt

Fertigmontage nur schwer zugängliche Gewinde- erfolgt längs der Linie I-I von F i g. 2.

bolzen. Sie ist schon bei der Erstmontage umstand- F i g. 2 ist ein Schnitt von F i g. 1 längs der

lieh und zeitraubend; eine Nachzentrierung nach Linie II-II, wobei der Läufer der besseren Übersicht

einer gewissen Betriebszeit der Turbine ist nur schwer wegen weggelassen worden ist.

möglich. 30 Auf der linken Seite der F i g. 1 ist das den Ver-

Weiterhin ist wegen der großen Wärmedehnung dichterläufer 1 mit seinem Leitschaufelträger 3 um-

und -Spannungen die Anordnung eines Läuferlagers schließende Gehäuse 2, das in ein den Diffusor 6

im heißesten Teil der Turbine, nämlich am Eintritt enthaltendes Frontgehäuse 7 übergeht, gerade noch

der Brenngase in die erste Turbinenstufe, möglichst angedeutet. An das Frontgehäuse 7 schließt sich nach

zu vermeiden. Ein derartiges Lager erfordert darüber 35 rechts das Brennkammergehäuse 9 an, das die Tur-

hinaus einen erhöhten Aufwand, da es gleichzeitig bine 8 ringförmig umgibt.

gegen den höchsten Druck der Anlage abgedichtet Der Verdichterläufer 1, dessen letzte Stufe 11 ganz

sein müßte. Es ist daher konstruktiv von Vorteil, links gerade noch dargestellt ist, endet in einem

wenn zwischen den Verdichtern und der Turbine Wellenteil 14, das die Verbindung des Verdichter-

kein Lager für den Läufer vorgesehen ist. Diese For- 40 läufers mit der Turbine 8 herstellt,

derung erschwert allerdings die Zentrierung des Die Läuferscheiben 17 tragen die Laufschaufeln

stromaufwärts gelegenen Endes des Leitschaufel- 20. Der Wellenzapfen 18 ist in einem Wellenlager 21

trägers gegenüber einem gegebenen Fixpunkt. Eine gelagert, dessen Abstützung in dem Lagergehäuse 22

Zentrierung des stromaufwärtigen Endes des Leit- angedeutet ist.

schaufelträgers an einem noch weiter stromaufwärts 45 Die Läuferscheiben 17 sind von dem Leitschaufelgelegenen Frontgehäuse ist in dem französischen träger 29, der die Leitschaufeln 30 trägt, umschlossen. Patent 1 439 798 beschrieben. Die dortige Konstruk- Der erste Leitschaufelkranz 30 α dient der Zention besitzt jedoch eine fliegend gelagerte Turbinen- trierung des einströmseitigen Endes des Leitschaufelstufe, bei der der Läufer unmittelbar vor der Turbine trägers 29. Er ist dazu mit einem schalenförmigen gelagert ist, was, wie erwähnt, in vielen Fällen ver- 50 Zentriergehäuse 32 verbunden, das aus einem zylinmieden werden soll. drischen und weiter stromaufwärts aus einem koni-

Es liegt die Aufgabe vor, die erwähnten, an die sehen Teil besteht; dieser ist an der Stelle 4 im Front-

Halterung für den Leitschaufelträger zu stellenden gehäuse 7 befestigt.

Forderungen zu erfüllen und die vorgenannten Das stromabwärtige Ende des Leitschaufelträgers

Schwierigkeiten zu überwinden. 55 29 ist von einem mantelartigen Zwischenstück 34 ge-

Diese Aufgabe wird bei einer Halterung der ein- halten, das selbst an einem weiter stromabwärts gegangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die legenen Lagerträgergehäuse 35 befestigt ist. Die beiKombination folgender Merkmale gelöst, für die den am Lagerträgergehäuse 35 und am Front-Schutz nur in ihrer Gesamtheit begehrt wird: gehäuse 7 liegenden Befestigungen des Leitschaufel-

a) zwischen dem stromabwärts gerichteten Ende 60 trägers 29, die in relativ kalten Bereichen der Turbine des Leitschaufelträgers und dem Lagerträger- angeordnet sind, vermindern, wie bereits erwähnt, die gehäuse ist ein mantelartiges Zwischenstück an- in Folge von Temperaturdifferenzen auftretenden geordnet; Wärmedehnungen und -spannungen erheblich, so daß

b) das stromabwärts gerichtete Ende des Leit- auch die Gefahr einer Deformation und einer Verschaufelträgers ist am Zwischenstück, über Ex- 65 lagerung des Leitschaufelträgers 29 gegenüber dem zenter verstellbar, radial wärmebeweglich be- Läufer zumindest wesentlich abgeschwächt ist. festigt; Die inneren Teile des Lagerträgergehäuses 35 bil-

c) das stromaufwärts gerichtete Ende des Leit- den zusammen mit dem Lagergehäuse 22 die innere

Begrenzung des Strömungskanals 38. Mit 33 ist das Einströmgehäuse für die heißen, aus dem Brennkammersystem kommenden Verbrennungsgase in die Turbine 8 bezeichnet. Der Strömungskanal 38 ist außen durch einen Blechmantel 39 begrenzt, der das mantelartige Zwischenstück 34 gegen die direkte Berührung durch die heißen Arbeitsgase abschirmt.

F i g. 2 zeigt die radial wärmebewegliche, über Exzenter einstellbare Verbindung zwischen dem mantelartigen Zwischenstück 34 und dem Leitschaufelträger 29. Die Verbindung erfolgt über drei Abstüt- ~~ zungen 63 a. 63 b, die eine genaue Einstellung des Schaufelspieles zwischen dem Leitschaufelträger 29 und dem Läufer erlauben. Durch die Einstellung an der Abstützstelle 63 α wird dabei eine Relativver-Schiebung in horizontaler Richtung erreicht, während die beiden Abstützstellen 63 b eine senkrechte Verstellung des Leitschaufelträgers 29 gegenüber dem Zwischenstück 34 ermöglicht.

Das in einer Achsebene geteilte mantelartige Zwischenstück 34 geht an seinem freien Ende in einen kreisringförmigen Ansatz 60 über der über weite Bereiche seines Umfangs eine Ringnut 61 bildet, in die der ebenfalls in einer horizontalen Achsebene geteilte Leitschaufelträger 29 radial wärmebeweglich eingreift.

An den drei Abstützstellen 63 a, 63 b sind am Leitschaufelträger 29 je zwei Backen 64 angeschweißt, zwischen die ein Gleitstein 67 eingepaßt ist. Dieser ist mit einem Exzenter 68 verbunden, durch dessen Drehung eine Relativverschiebung zwischen dem Leitschaufelträger 29 und dem Zwischenstück 34 bewirkt werden kann. Durch Bolzen 70 werden die beiden Backen 64 an jeder Abstützstelle 63 a, 63 b verbunden.

Im Bereich der Exzenter 68 und derzugehörigen Backen 64 ist die dem Leitschaufelträger 29 aufnehmende Ringnut 61 unterbrochen, so daß der Ansatz 60 in diesem Bereich eine einfache Auflageplatte 60 α bildet. Weiterhin enden die in diesen Bereichen angeschweißten Backen 64 in Ansätzen 66, die mit Bohrungen versehen sind und zur Aufnahme der Bolzen 70 dienen. Zwischen den beiden Backen 64 wird ein den Abmessungen des Gleitsteines 67 entsprechender Abstand durch eine Distanzhülse 71 gewährleistet.

Der Exzenter 68 besteht aus zwei Kreiszylindern, die verschiedene Durchmesser besitzen, und deren Mittelachsen versetzt zueinander angeordnet sind.

Eine Einstellung des Schaufelspiels erfolgt durch Drehen des Exzenters.

"Auch bei "starker Erwärmung des ~Leitscfräufelträ-~ gers29 erlaubt die Konstruktion eine gleichmäßige unbehinderte Ausdehnung des Leitschaufelträgers in radialer Richtung, wobei der Flansch 62 tiefer in die Ringnut 61 eindringt, während an den Abstützstellen die Backen 64 sich dabei auf dem Gleitstein 67 verschieben können, ohne daß die Einstellung des Schaufelspieles verändert wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Halterung für den Leitschaufelträger einer mehrstufigen Gasturbine, der an einem stromabwärts gelegenen Lagerträgergehäuse befestigt ist und dessen stromaufwärts gerichtetes Ende über den ersten Leitschaufelkranz gegenüber dem Läufer zentriert ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) zwischen dem stromabwärts gerichteten Ende des Leitschaufelträgers (29) und dem Lagerträgergehäuse (35) ist ein mantelartiges Zwischenstück (34) angeordnet;

   b) das stromabwärts gerichtete Ende des Leitschaufelträgers (29) ist am Zwischenstück (34) über Exzenter (68) verstellbar, radial wärmebeweglich, befestigt;

   c) das stromaufwärts gerichtete Ende des Leitschaufelträgers (29) ist über den ersten Leitschaufelkranz (30 ä) und ein an einem Frontgehäuse (7) befestigtes, schalenförmiges Zentriergehäuse (32) zentrierbar.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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