DE19544011A1

DE19544011A1 - Gas turbine generator set

Info

Publication number: DE19544011A1
Application number: DE1995144011
Authority: DE
Inventors: Andreas Gebhardt
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: DE19544011B4

Abstract

The blade supports (14) are ring-shaped and are positioned between the bearings (9) and the longitudinal supports (10). The blade supports are joined to the longitudinal supports (1) by shape or force and are fixed perpendicular to the shaft axis (4) of the rotor. A pressurised ring (23) and many heat blocking elements (22) are located between each of the blade rows (17,18). Coolant channels (19) are located within or beside the bearings, supports and support disks.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a turbomachine according to the Preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Die Temperatur des Arbeitsmediums einer solchen Strömungsma schine kann sich in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszu stand relativ schnell ändern. Insbesondere beim Anfahren, Ab stellen und bei Laständerungen werden die vom Arbeitsmedium durchströmten Bauteile stark erhitzt bzw. abgekühlt, während die anderen Bauteile eine wesentlich langsamere Temperaturän derung erfahren.The temperature of the working medium of such a flow measure machine can vary depending on the current stood change relatively quickly. Especially when starting off and changes in load are caused by the working medium flowed through components strongly heated or cooled while the other components have a much slower temperature experience.

Bekannt sind Gasturbinenanlagen mit einer der Führung des Ar beitsmediums dienenden Innenschale und mit einem Außengehäu se zur Abstützung und Zentrierung der Innenschale. Solche Ge häuse besitzen eine relativ geringe Masse. Sie werden daher relativ schnell aufgeheizt und können schnell wieder abküh len. Demgegenüber dauert sowohl das Aufheizen als auch das Abkühlen der Rotoren von Verdichter und Gasturbine, aufgrund ihrer großen Masse, wesentlich länger. Wegen der daraus re sultierenden, unterschiedlichen Wärmedehnung der genannten Bauteile muß das Schaufelspiel so groß sein, das bei allen Betriebsbedingungen ein Streifen der Laufschaufeln an der In nenschale bzw. der Leitschaufeln an der Rotorwelle vermieden wird. Das größte Spiel wird bei einem sogenannten Warmstart benötigt. Um dieses Schaufelspiel zu gewährleisten, muß bei Vollast ein größeres als das an sich erforderliche Spiel in Kauf genommen werden. Dadurch wird jedoch der thermische Wir kungsgrad der Gasturbinenanlage herabsetzt. Gas turbine plants with a guidance of the Ar are known working medium and with an outer casing for supporting and centering the inner shell. Such Ge houses have a relatively low mass. Therefore you will heated up relatively quickly and can cool down quickly len. In contrast, both the heating up and that takes Cooling of the rotors of the compressor and gas turbine, due to their large mass, much longer. Because of the re resulting, different thermal expansion of the above Components the bucket clearance must be so great that with all Operating conditions a strip of blades on the In Avoided shell or the guide vanes on the rotor shaft becomes. The biggest game is a so-called warm start needed. In order to ensure this shovel play, must Full load a larger than the game required in Purchase. However, this becomes the thermal we efficiency of the gas turbine system is reduced.

Bei den bekannten, mit einem Außengehäuse ausgestatteten Gasturbinenanlagen übernimmt dieses sowohl die Tragfunktion für die Innenschale, als auch die durch das Arbeitsmedium entstehende Druckbelastung. Aufgrund dieser Doppelfunktion kann das Außengehäuse nicht optimal an eine der beiden Auf gaben angepaßt werden, weil dabei Abstriche bei der anderen Funktion nötig wären.In the known, equipped with an outer housing Gas turbine systems this takes over both the supporting function for the inner shell, as well as through the working medium resulting pressure load. Because of this double function the outer casing cannot optimally connect to either of the two were adjusted because doing so cut back on the other Function would be necessary.

Bei jedem Schaufelwechsel muß die Gasturbinenanlage in der Mittelebene geöffnet werden, was sehr arbeitsaufwendig ist. Zudem kann mit dem Austausch der Schaufeln erst dann begonnen werden, wenn die Anlage ausreichend abgekühlt ist. Daraus re sultieren lange Stillstandzeiten, verbunden mit einem ent sprechenden Leistungsausfall der Gasturbinenanlage.With each blade change, the gas turbine system in the Open the middle level, which is very labor intensive. In addition, the replacement of the blades can only then begin when the system has cooled down sufficiently. From it right result in long downtimes combined with an ent speaking power failure of the gas turbine system.

Um die Gasturbinenanlage einfacher und schneller montieren bzw. demontieren zu können, wird das Außengehäuse mehrteilig ausgebildet. Die verschiedenen Gehäuseteile sind bei diesen Lösungen sowohl in axialer Richtung als auch in der Trennebe ne durch Flansche miteinander verbunden. Eine solche Kon struktion ist jedoch aufwendig und damit teuer.To assemble the gas turbine system easier and faster To be able to disassemble or disassemble, the outer housing is multi-part educated. The different housing parts are with these Solutions both in the axial direction and in the parting line ne connected by flanges. Such a con However, structure is complex and therefore expensive.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung versucht, alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmaschine zu schaffen, die trotz verringerter Herstellungskosten einen er höhten thermischen Wirkungsgrad besitzt und mit der die Stillstandzeiten beim Schaufelwechsel verkürzt werden können.The invention tries to avoid all of these disadvantages. It is based on the task of creating a turbomachine create the one despite reduced manufacturing costs has high thermal efficiency and with which Downtimes when changing blades can be reduced.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das Außen gehäuse aus zumindest zwei vertikal zur Strömungsrichtung des Arbeitsmediums angeordneten Lagerkreuzen besteht, welche über mindestens zwei rechtwinklig dazu ausgerichtete Längs träger miteinander verbunden sind. Im Raum zwischen den La gerkreuzen und den Längsträgern sind die als ringförmige Tragscheiben ausgebildeten Schaufelträger angeordnet. Die Verbindung von Längsträgern und Tragscheiben ist kraft- oder formschlüssig, wobei letztere rechtwinklig zur Achse der Ro torwelle ausgerichtet sind. Zwischen den Schaufelfüßen be nachbarter Leitschaufelreihen sind jeweils mehrere Wärmestau segmente und, zumindest im stromabwärtigen Bereich des Ver dichters sowie auf der Turbinenseite, jeweils ein Druckring lösbar angeordnet. Im Inneren oder seitlich der Lagerkreuze, der Längsträger und der Tragscheiben sind, ebenfalls zumin dest im stromabwärtigen Bereich des Verdichters sowie auf der Turbinenseite, mit dem Verdichter oder einer externen Kühl quelle verbundene Kühlkanäle angeordnet.According to the invention this is achieved in that at a Device according to the preamble of claim 1, the outside housing from at least two vertical to the direction of flow of the working medium arranged bearing crosses, which over at least two longitudinally aligned at right angles to it carriers are interconnected. In the space between the La cross and the side members are as annular Carrier discs trained blade carrier arranged. The Connection of side members and support disks is force or positive, the latter at right angles to the axis of the Ro are aligned. Be between the blade feet Adjacent rows of vanes are each heat accumulation segments and, at least in the downstream area of the ver seal and on the turbine side, each a pressure ring detachably arranged. Inside or to the side of the crosses, the side members and the support washers are also at least least in the downstream area of the compressor and on the Turbine side, with the compressor or an external cooling source connected cooling channels arranged.

Aufgrund dieser Anordnung entsteht ein käfigartiges Außenge häuse. Die Innenschale wird von den Schaufelfüßen und den diese verbindenden, lösbaren Wärmestausegmenten gebildet. Beim Schaufelwechsel in der Anlage ist ein leichter Zugriff auf die Schaufelbefestigung möglich. Die Schaufeln können durch das Außengehäuse hindurch demontiert bzw. montiert werden. Deshalb erübrigen sich Trennebenen zur Öffnung und Flansche zur Verbindung einzelner Teile des Außengehäuses. Der Schaufelwechsel kann daher mit einem relativ geringen Ar beitsaufwand und schneller als bisher vollzogen werden. Zudem ist die Masse der vorhandenen Gehäuseteile geringer, so daß die Gasturbinenanlage schneller abkühlt und der Austausch von Schaufeln zeitiger erfolgen kann. Aufgrund der einfachen, kä figartigen Konstruktion des Außengehäuses sinken auch dessen Herstellungskosten gegenüber einem Gehäuse mit Trennebene und Verbindungsflanschen.Due to this arrangement, a cage-like outer surface is created house. The inner shell is from the shovel feet and the these connecting, releasable heat accumulation segments formed. There is easy access when changing blades in the system possible on the blade attachment. The blades can disassembled or assembled through the outer housing will. Therefore, there is no need for separation levels for opening and Flanges for connecting individual parts of the outer housing. The bucket change can therefore be done with a relatively low Ar effort and faster than before. In addition the mass of the existing housing parts is lower, so that the gas turbine plant cools down faster and the exchange of Buckets can be done earlier. Because of the simple, no fig-like construction of the outer housing also decrease Manufacturing costs compared to a housing with parting line and Connecting flanges.

Die Tragfunktion für die Leitschaufeln wird bei der erfin dungsgemäßen Lösung vom Außengehäuse, d. h. von der Käfig konstruktion realisiert. Demgegenüber wird die Druckbelastung des Arbeitsmediums von der Scheibenkonstruktion übernommen, welche aus den Tragscheiben und dem Druckring besteht. Sowohl die Käfig- als auch die Scheibenkonstruktion sind ihrer je weilige Aufgabe entsprechend ausgebildet und daher optimal an diese angepaßt.The carrying function for the guide blades is invented by the inventive solution from the outer housing, d. H. from the cage construction realized. In contrast, the pressure load of the working medium taken from the disc construction, which consists of the support disks and the pressure ring. Either the cage and the disc construction are theirs certain task appropriately trained and therefore optimal adjusted this.

Aufgrund der Kühlung der Lagerkreuze, der Längsträger und der Tragscheiben bleibt deren Temperatur konstant. Bei jeder ne gativen Abweichung von der Vollast-Betriebstemperatur ziehen sich nun die Laufschaufeln in Richtung der Rotorachse und die Leitschaufeln in Richtung der Längsträger zurück, wobei die Schaufelfüße der Leitschaufeln wegen der Kühlung des Außen gehäuses und der Tragscheiben auf einem konstanten Radius bleiben. Das Schaufelspiel kann daher nur größer werden. Ein Streifen der Schaufeln ist ausgeschlossen, so daß der Ab stand der Leitschaufeln von der Rotorwelle bzw. der Abstand der Laufschaufeln von den Wärmestausegmenten bei Vollast mi nimal ausgebildet werden kann. Damit wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades erreicht.Due to the cooling of the bearing crosses, the side members and the The temperature of the support disks remains constant. At every ne negative deviation from the full-load operating temperature now the blades in the direction of the rotor axis and the Guide vanes in the direction of the side members, the Blade feet of the guide vanes because of the cooling of the outside housing and the support disks at a constant radius stay. The paddle clearance can therefore only get bigger. On Streaking of the blades is excluded, so that the Ab stood the guide vanes from the rotor shaft or the distance the blades of the heat accumulation segments at full load mi nimal can be trained. It will be an improvement efficiency achieved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Lagerkreuze, die Längsträger sowie die Tragscheiben im Bereich der Turbine und zumindest im stromabwärtigen Bereich des Verdichters mit einer Wärmeschutzschicht ummantelt, wobei die jeweiligen Verbindungsbereiche ausgenommen sind. Dadurch wird eine gleichmäßige Temperatur des Außengehäuses er reicht und somit dessen ungleichmäßige, thermische Verfor mung verhindert.In an advantageous embodiment of the invention the bearing crosses, the side members and the support disks in the Area of the turbine and at least in the downstream area of the compressor with a heat protection layer, whereby the respective connection areas are excluded. Thereby an even temperature of the outer casing will be enough and thus its uneven, thermal deformation prevented.

Zwischen jedem Druckring und den jeweiligen Wärmestausegmen ten ist vorteilhaft ein Ringraum ausgebildet und, zumindest im Bereich der Turbine, mit dem Verdichter oder ebenfalls mit einer externen Kühlquelle verbunden. Dadurch werden die Wär mestausegmente gekühlt. Zudem ist auch auf den Druckringen eine Wärmeschutzschicht angeordnet, welche deren Erwärmung vermindert. Between each pressure ring and the respective heat accumulation an annular space is advantageously formed and, at least in the area of the turbine, with the compressor or also with connected to an external cooling source. Thereby the heat measurement segments cooled. It is also on the pressure rings a heat protection layer is arranged, the heating thereof reduced.

Schließlich sind die Tragscheiben mit Vorteil axial ver schiebbar an den Längsträgern befestigt, wodurch der Schau felwechsel erleichtert wird.Finally, the support disks are advantageously axially ver slidably attached to the side members, creating the look field change is made easier.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer einwelligen axialdurchströmten Gasturbine darge stellt.In the drawing is an embodiment of the invention based on a single-shaft, axially flow-through gas turbine Darge poses.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt der Gasturbinenanlage; Fig. 1 shows a partial longitudinal section of the gas turbine plant;

Fig. 2 einen vergrößerten, perspektivisch dargestellten Ausschnitt des Außengehäuses, entsprechend Fig. 1; Fig. 2 is an enlarged, perspective illustrated detail of the outer housing, as shown in FIG. 1;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt von Fig. 2, im Bereich einer Tragscheibe, mit zusätzlicher Darstellung einer Leitschaufelreihe der Gasturbine bzw. des Verdich ters; Fig. 3 is a partial cross section of Figure 2, in the region of a support plate, with additional representation of a row of guide vanes of the gas turbine or the compressor.

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1, im Be reich der Gasturbine bzw. des Verdichters; Fig. 4 is an enlarged section of Figure 1, Be rich in the gas turbine or the compressor.

Fig. 5 eine Darstellung der Leitschaufeldemontage. Fig. 5 is an illustration of the vane assembly.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli chen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmedi ums ist mittels Pfeilen dargestellt.It is only essential for understanding the invention Chen elements shown. The flow direction of the working medium um is shown by arrows.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Die Erfindung wird anhand einer als Gasturbinenanlage ausge bildeten Strömungsmaschine beschrieben. Selbstverständlich kann diese Lösung auch bei anderen Strömungsmaschinen, bei spielsweise bei Turboladern, Verwendung finden. The invention is based on a gas turbine system formed flow machine described. Of course this solution can also be used with other turbo machines for example in turbochargers.

Die Gasturbinenanlage besteht aus einem Verdichter 1, einer als Gasturbine ausgebildeten Turbine 2 und einer dazwischen angeordneten Brennkammer 3. Der Verdichter 1 und die Gastur bine 2 sind auf einer gemeinsamen Rotorwelle 4 angeordnet, welche mehreren Reihen von Verdichter- 5 und Turbinenlauf schaufeln 6 trägt (Fig. 1).The gas turbine system consists of a compressor 1 , a turbine 2 designed as a gas turbine and a combustion chamber 3 arranged between them. The compressor 1 and the gas turbine 2 are arranged on a common rotor shaft 4 , which carries several rows of compressor 5 and turbine blades 6 ( FIG. 1).

Die Gasturbinenanlage besitzt ein gemeinsames Außengehäuse 7, welches aus zwei vertikal zur Strömungsrichtung 8 des Ar beitsmediums angeordneten Lagerkreuzen 9 sowie drei recht winklig dazu ausgerichteten, die Lagerkreuze 9 miteinander verbindenden Längsträgern 10 besteht. Jedes Lagerkreuz 9 wird von zwei konzentrischen Ringen 11, 12 gebildet. Zur Verbin dung der Ringe 11, 12 sind zwischen ihnen radiale Rippen 13 angeordnet. Die Längsträger 10 sind gleichmäßig auf dem Um fang des Außenringes 12 verteilt und mit diesem verschweißt (Fig. 2). Eine Schraubverbindung von Längsträger 10 und Außen ring 12 ist ebenfalls möglich.The gas turbine system has a common outer housing 7 , which consists of two beitsmediums arranged vertically to the flow direction 8 of the Ar bearing crosses 9 and three quite angled thereto, the cross members 9 connecting longitudinal members 10 . Each bearing cross 9 is formed by two concentric rings 11 , 12 . For connec tion of the rings 11 , 12 radial ribs 13 are arranged between them. The side members 10 are evenly distributed around the order of the outer ring 12 and welded to it ( Fig. 2). A screw connection of the longitudinal member 10 and outer ring 12 is also possible.

Im Raum zwischen den Lagerkreuzen 9 und den Längsträgern 10 sind mehrere, als ringförmige Tragscheiben ausgebildete Schaufelträger 14, rechtwinklig zur Achse der Rotorwelle 4 angeordnet und formschlüssig mit den Längsträgern 10 verbun den. Dazu weisen die Tragscheiben 14 entsprechende Ausnehmun gen 15 auf, die der Form der Längsträger 10 entsprechen (Fig. 3). Die Tragscheiben 14 sind somit axial verschiebbar an den Längsträgern 10 befestigt. Zur Fixierung ihrer Axialposition können die Tragscheiben 14 zusätzlich mit den Längsträgern 10 verschraubt werden (nicht dargestellt). Natürlich ist eben falls eine kraftschlüssige Verbindung oder eine Kombination beider Verbindungsarten möglich. An den Tragscheiben 14 ist mittels Schaufelfüßen 16 eine entsprechende Anzahl von Ver dichter- 17 bzw. Turbinenleitschaufeln 18 befestigt.In the space between the bearing crosses 9 and the side members 10 are a plurality of blade carriers 14 formed as annular support disks, arranged at right angles to the axis of the rotor shaft 4 and connected to the side members 10 in a form-fitting manner. For this purpose, the support disks 14 have corresponding recesses 15 which correspond to the shape of the side members 10 ( FIG. 3). The support disks 14 are thus axially slidably attached to the side members 10 . To fix their axial position, the support disks 14 can additionally be screwed to the side members 10 (not shown). Of course, a non-positive connection or a combination of both types of connection is also possible. On the support disks 14 , a corresponding number of compressor 17 or turbine guide vanes 18 is fastened by means of blade feet 16 .

Im stromabwärtigen Bereich des Verdichters 1 sowie auf der Turbinenseite sind, im Inneren der Lagerkreuze 9, der Längs träger 10 und der Tragscheiben 14, mit dem Verdichter 1 ver bundene Kühlkanäle 19 angeordnet (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). Es ist ebenfalls möglich, die Kühlkanäle 19 seitlich anzuordnen. Die Kühlung kann auch über eine externe Kühlquelle realisiert werden.In the downstream area of the compressor 1 and on the turbine side, inside the bearing crosses 9 , the longitudinal support 10 and the support disks 14 , with the compressor 1 connected cooling channels 19 are arranged ( Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). It is also possible to arrange the cooling channels 19 laterally. The cooling can also be implemented using an external cooling source.

Sowohl der Verdichter 1 als auch die Gasturbine 2 besitzen jeweils eine Innenschale 20, welche gemeinsam mit der Ober fläche der Rotorwelle 4 einen Strömungsweg 21 für das Ar beitsmedium bildet und diesen nach außen abschließt. Dazu sind, in axialer Richtung zwischen den Schaufelfüßen 16 be nachbarter Leitschaufelreihen 17 bzw. 18 des Verdichters 1 bzw. der Gasturbine 2, mehrere Wärmestausegmente 22 lösbar angeordnet, welche gemeinsam mit den Schaufelfüßen 16 die Innenschale 20 bilden (Fig. 4).Both the compressor 1 and the gas turbine 2 each have an inner shell 20 , which together with the upper surface of the rotor shaft 4 forms a flow path 21 for the working medium Ar and closes this to the outside. For this purpose, in the axial direction between the blade feet 16 be adjacent guide blade rows 17 and 18 of the compressor 1 and the gas turbine 2 , several heat accumulation segments 22 are releasably arranged, which together with the blade feet 16 form the inner shell 20 ( FIG. 4).

Die Tragscheiben 14 benachbarter Leitschaufelreihen 18 der Gasturbine 2 sind mittels jeweils einem lösbar angeordneten Druckring 23 verbunden. Analoge Druckringe 23 sind im strom abwärtigen Bereich des Verdichters 1, zwischen den Tragschei ben 14 benachbarter Leitschaufelreihen 17 angeordnet (Fig. 1). Zwischen jedem der Druckringe 23 und den entsprechenden Wärmestausegmenten 22 ist ein Ringraum 24 ausgebildet (Fig. 4). Die Ringräume 24 sind mit dem Verdichter 1 verbunden. Sie können natürlich auch von extern mittels eines Kühlmediums gespeist werden. Die Tragscheiben 14 weisen in ihrem inneren Bereich Schwalbenschwanzführungen 25 und die Schaufelfüße 16 entsprechend ausgeformte Gegenstücke 26 auf, welche der Arre tierung der Verdichter- bzw. Turbinenleitschaufeln 17, 18 dienen (Fig. 5).The support disks 14 of adjacent rows of guide blades 18 of the gas turbine 2 are each connected by means of a detachably arranged pressure ring 23 . Analog pressure rings 23 are arranged in the downstream region of the compressor 1 , ben ben 14 between the support plates adjacent rows of vanes 17 ( Fig. 1). An annular space 24 is formed between each of the pressure rings 23 and the corresponding heat accumulation segments 22 ( FIG. 4). The annular spaces 24 are connected to the compressor 1 . Of course, they can also be supplied externally using a cooling medium. The support disks 14 have in their inner region dovetail guides 25 and the blade feet 16 correspondingly shaped counterparts 26 , which serve the locking of the compressor or turbine guide vanes 17 , 18 ( FIG. 5).

Das Außengehäuse 7 besitzt aufgrund seiner Kühlung stets ei ne konstante Temperatur. Daher bleiben auch die Schaufelfüße 16 der Verdichter- bzw. Turbinenleitschaufeln 17, 18 an der Tragscheibe 14 auf einem konstanten Radius. Das minimale Schaufelspiel kann dadurch auf den Vollastpunkt ausgelegt werden. Somit besteht selbst bei einem Warmstart keine Gefahr des Streifens der Leitschaufeln 17, 18 an der Rotorwelle 4 bzw. der Laufschaufeln 5, 6 an den Wärmestausegmenten 22. Deshalb kann das Betriebsspiel sowohl bei der Gasturbine 2 als auch beim Verdichter 1 verringert werden, wodurch der Wirkungsgrad steigt.Due to its cooling, the outer housing 7 always has a constant temperature. Therefore, the blade roots 16 of the compressor or turbine guide vanes 17 , 18 on the support disk 14 also remain at a constant radius. The minimal blade clearance can thus be designed for the full load point. Thus, even with a warm start, there is no risk of the guide vanes 17 , 18 grazing on the rotor shaft 4 or the rotor blades 5 , 6 on the heat accumulation segments 22 . Therefore, the operating game can be reduced in both the gas turbine 2 and the compressor 1 , whereby the efficiency increases.

Der Schaufelwechsel erfolgt von außerhalb des käfigartigen Außengehäuses 7, d. h. durch dieses hindurch. Dazu werden zu erst der Druckring 23 und anschließend die Wärmestausegmente 22 entfernt, welche in Strömungsrichtung 8 vor der Tragschei be 14 mit den auszutauschenden Verdichter- bzw. Turbinenleit schaufeln 17, 18 angeordnet sind. Zum Abstützen der Schaufeln wird eine einfache, hier nicht dargestellte Hilfsvorrichtung verwendet. Danach wird die Tragscheibe 14 in ihrer Ausnehmung 15 entgegen der Strömungsrichtung 8 horizontal verschoben (Fig. 5). Nunmehr sind die Verdichter- bzw. Turbinenleit schaufeln 17, 18 frei zugänglich, so daß deren Demontage er folgen kann. Dadurch wird schließlich auch der Platz zum Austauschen von Verdichter- bzw. Turbinenlaufschaufeln 5, 6 geschaffen. Die Montage geschieht in umgekehrter Reihenfolge.The blades are changed from outside the cage-like outer housing 7 , ie through it. For this purpose, only to the pressure ring 23 and then the heat shield segments 22 are removed, which, before the supporting ticket be in the flow direction 8 14 blades 17 with the compressor or exchanged Turbinenleit are arranged 18th A simple auxiliary device, not shown here, is used to support the blades. Thereafter, the support disk 14 is displaced horizontally in its recess 15 against the flow direction 8 ( FIG. 5). Now the compressor or turbine guide vanes 17 , 18 are freely accessible so that they can be dismantled. This finally also creates the space for exchanging compressor or turbine blades 5 , 6 . The assembly is done in reverse order.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Lagerkreuze 9, die Längsträger 10 und die Tragscheiben 14 zusätzlich mit ei ner Wärmeschutzschicht 27 aus keramisch/mineralischem Mate rial überzogen (Fig. 2 bis 4). Auf den Druckringen 23 ist ebenfalls eine solche Wärmeschutzschicht 27 angeordnet (Fig. 4). Natürlich kann auch eine Wärmeschutzmatte verwendet wer den. Um die Stabilität der Verbindungen zu gewährleisten sind die jeweiligen Verbindungsbereiche dieser Bauteile ohne Wär meschutzschicht 27 ausgebildet.In a second exemplary embodiment, the bearing crosses 9 , the longitudinal beams 10 and the supporting disks 14 are additionally coated with a heat protection layer 27 made of ceramic / mineral material ( FIGS. 2 to 4). Such a heat protection layer 27 is also arranged on the pressure rings 23 ( FIG. 4). Of course, a heat protection mat can also be used. In order to ensure the stability of the connections, the respective connection areas of these components are formed without a heat protection layer 27 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Verdichter
2 Turbine, Gasturbine
3 Brennkammer
4 Rotorwelle
5 Verdichterlaufschaufel
6 Turbinenlaufschaufel
7 Außengehäuse
8 Strömungsrichtung
9 Lagerkreuz
10 Längsträger
11 Ring
12 Ring, Außenring
13 Rippen
14 Schaufelträger, Tragscheibe
15 Ausnehmung
16 Schaufelfuß
17 Verdichterleitschaufel, Leitschaufelreihe
18 Turbinenleitschaufel, Leitschaufelreihe
19 Kühlkanal
20 Innenschale
21 Strömungsweg
22 Wärmestausegment
23 Druckring
24 Ringraum
25 Schwalbenschwanzführung
26 Gegenstück
27 Wärmeschutzschicht 1 compressor
2 turbine, gas turbine
3 combustion chamber
4 rotor shaft
5 compressor blade
6 turbine blades
7 outer housing
8 flow direction
9 bearing cross
10 side members
11 ring
12 ring, outer ring
13 ribs
14 shovel carrier, support disk
15 recess
16 blade root
17 compressor guide vane, guide vane series
18 turbine guide vane, guide vane series
19 cooling channel
20 inner shell
21 flow path
22 heat accumulation segment
23 pressure ring
24 annulus
25 dovetail guide
26 counterpart
27 Thermal protection layer

Claims

1. Strömungsmaschine, hauptsächlich bestehend aus

a) einem Verdichter (1) und einer Turbine (2), mit ei ner gemeinsamen Rotorwelle (4) und einem gemeinsa men Außengehäuse (7),
c) jeweils mehreren Reihen auf der Rotorwelle (4) an geordneter Verdichter- (5) und Turbinenlaufschau feln (6),
d) im Außengehäuse (7) angeordneten Schaufelträgern (14), an welchen eine entsprechende Anzahl von Ver dichter- (17) bzw. Turbinenleitschaufeln (18) mit tels Schaufelfüßen (16) befestigt ist,
e) jeweils einer Innenschale (20) des Verdichters (1) und der Turbine (2), welche gemeinsam mit der Ober fläche der Rotorwelle (4) einen Strömungsweg (21) für das Arbeitsmedium bildet und diesen nach außen abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß
f) das Außengehäuse (7) aus zumindest zwei vertikal zur Strömungsrichtung (8) des Arbeitsmediums ange ordneten Lagerkreuzen (9) sowie mindestens zwei rechtwinklig dazu ausgerichteten, die Lagerkreuze (9) miteinander verbindenden Längsträgern (10) be steht,
g) die Schaufelträger (14) als ringförmige Tragschei ben ausgebildet, im Raum zwischen den Längsträgern (10) und den Lagerkreuzen (9) angeordnet, kraft- oder formschlüssig mit den Längsträgern (10) ver bunden und rechtwinklig zur Achse der Rotorwelle (4) ausgerichtet sind,
h) zwischen den Schaufelfüßen (16) benachbarter Leit schaufelreihen (17, 18) jeweils mehrere Wärmestau segmente (22) und, zumindest im stromabwärtigen Be reich des Verdichters (1) sowie auf der Turbinen seite, jeweils ein Druckring (23) lösbar angeordnet sind,
i) im Inneren oder seitlich der Lagerkreuze (9), der Längsträger (10) und der Tragscheiben (14), zumin dest im stromabwärtigen Bereich des Verdichters (1) sowie auf der Turbinenseite, mit dem Verdichter (1) oder einer externen Kühlquelle verbundene Kühlkanä le (19) angeordnet sind.

1. Fluid machine, mainly consisting of

a) a compressor ( 1 ) and a turbine ( 2 ), with a common rotor shaft ( 4 ) and a common outer casing ( 7 ),
c) in each case several rows on the rotor shaft ( 4 ) on ordered compressor ( 5 ) and turbine rotor blades ( 6 ),
d) in the outer housing ( 7 ) arranged blade carriers ( 14 ), to which a corresponding number of compressor ( 17 ) or turbine guide vanes ( 18 ) are fixed by means of blade feet ( 16 ),
e) an inner shell ( 20 ) of the compressor ( 1 ) and the turbine ( 2 ), which together with the upper surface of the rotor shaft ( 4 ) forms a flow path ( 21 ) for the working medium and closes this to the outside, characterized in that
f) the outer housing ( 7 ) consists of at least two bearing crosses ( 9 ) arranged vertically to the direction of flow ( 8 ) of the working medium and at least two aligned at right angles to it, the bearing crosses ( 9 ) connecting longitudinal members ( 10 ) be,
g) the blade carriers ( 14 ) are designed as annular support disks, arranged in the space between the side members ( 10 ) and the bearing crosses ( 9 ), connected non-positively or positively to the side members ( 10 ) and at right angles to the axis of the rotor shaft ( 4 ) are aligned
h) between the blade roots ( 16 ) of adjacent guide vane rows ( 17 , 18 ) each have a plurality of heat accumulation segments ( 22 ) and, at least in the downstream loading area of the compressor ( 1 ) and on the turbine side, a pressure ring ( 23 ) is in each case detachably arranged ,
i) inside or to the side of the bearing crosses ( 9 ), the side members ( 10 ) and the support disks ( 14 ), at least in the downstream area of the compressor ( 1 ) and on the turbine side, connected to the compressor ( 1 ) or an external cooling source Kühlkanä le ( 19 ) are arranged.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Lagerkreuze (9), die Längsträger (10) so wie die Tragscheiben (14) im Bereich der Turbine (2) und zumindest im stromabwärtigen Bereich des Verdichters (1) mit einer Wärmeschutzschicht (27) ummantelt sind, wobei die jeweiligen Verbindungsbereiche ausgenommen sind.2. Turbomachine according to claim 1, characterized in that the bearing crosses ( 9 ), the side members ( 10 ) as well as the support disks ( 14 ) in the region of the turbine ( 2 ) and at least in the downstream region of the compressor ( 1 ) with a heat protection layer ( 27 ) are encased, with the exception of the respective connection areas.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen jedem Druckring (23) und den jeweiligen Wärmestausegmenten (22) ein Ringraum (24) ausgebildet und dieser, zumindest im Bereich der Turbine (2), mit dem Verdichter (1) oder mit einer externen Kühlquelle verbunden ist.3. Turbomachine according to claim 1 or 2, characterized in that between each pressure ring ( 23 ) and the respective heat accumulation segments ( 22 ) an annular space ( 24 ) is formed and this, at least in the region of the turbine ( 2 ), with the compressor ( 1 ) or connected to an external cooling source.

4. Strömungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß auch auf den Druckringen (23) eine Wärme schutzschicht (27) angeordnet ist.4. Turbomachine according to claim 3, characterized in that a heat protection layer ( 27 ) is also arranged on the pressure rings ( 23 ).

5. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Tragscheiben (14) axial verschiebbar an den Längsträgern (10) befestigt sind.5. Turbomachine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support disks ( 14 ) are axially displaceably attached to the side members ( 10 ).