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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatte, die in einem
Turbinenrotor den Raum zwischen einem Turbinenradschaufel-Schwalbenschwanz
und einem benachbarten Abstandshalter überspannt, und sie betrifft
insbesondere eine Ventilationsabdeckplatte, die dazu dient, das
Eindringen von heißem
Strömungspfadgas in
den Turbinenradhohlraum im Wesentlichen auszuschließen.
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Radhohlraum-Abdeckplatten
wurden in der Vergangenheit vorgeschlagen und konstruiert (siehe z.
B. US-Patent
US 5,445,499 ). Üblicherweise
erstrecken sich diese Abdeckplatten zwischen dem Turbinenrad und
einem benachbarten Abstandshalter. Die Abdeckplatten lassen sich
jedoch in der Regel nicht ohne weiteres ausbauen, um den Zugang
zu den inneren Bereichen des Rotors zu ermöglichen. Auch die direkte Befestigung
am Turbinenrad verursacht Wartungsprobleme, und die Verbindungsstellen
zwischen den aneinander grenzenden Abdeckplatten haben sich beim
Minimieren der Leckage von Heißgas
in den Radhohlraum nicht als besonders effektiv erwiesen.
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Radhohlraum-Abdeckplatten
schließen
im Allgemeinen jedoch das Einströmen
von Heißgas aus
dem Heißgasströmungspfad
in den Turbinenradhohlraum aus, was andernfalls zu Schäden an dem Turbinenrad
führen
würde.
Die Ausbaubarkeit der Abdeckplatten für den Zugang zu dem Radhohlraum wird
in der modernen Turbinenkonstruktion zu einem Problem, weil die
Radhohlräume
eine Vielzahl von Leitungen zur Verlegung eines Kühlkreislaufes
beherbergen, in dem zur internen Kühlung der Schaufeln beispielsweise
Dampf als Kühlmedium
eingesetzt wird. Konventionelle, zwischen dem Abstandshalter und
dem Rad befestigte Radhohlraumabdeckungen sind ohne die Zerlegung
des Rotors nicht ohne weiteres auszubauen. Infolgedessen ist der
zur Wartung oder Reparatur erfolgende Zugang zu den verschiedenen
Leitungen und Verbindungsstellen, die das Kühlmedium liefern, ziemlich
schwierig. Ganz allgemein müssen
die Abdeckplatten auch hohen Betriebstemperaturen und starken Beschleunigungen widerstehen,
eine hohe Langzeitschwingfestigkeit haben und eine minimale Heißgasleckage
in den Turbinenradhohlraum zulassen. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung
wird eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen einem
Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter
bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit
sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen
enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung
verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet
ist, und wobei die Abdeckplatte Folgendes umfasst:
einen Abdeckplattenkörper mit
einer sich längs
einer Seite in Axialrichtung erstreckenden Zunge zum Eingreifen
in die Nut des Abstandshalters und eine Aussparung längs einer
in Axialrichtung gegenüberliegenden
Seite, wobei die Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung
erstreckenden Nasen des Schaufel-Schwalbenschwanzes dient; und
einen
von jedem der gegenüberliegenden
Enden des Abdeckplattenkörpers
hervorstehenden Flansch zum Eingreifen in eine um den Turbinenrotor
herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Ab deckplatte für einen
Turbinenrotor bereitgestellt, der ein Turbinenrotorrad und einen
um eine Achse drehbaren Abstandshalter aufweist, wobei das Rad in
Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die
Schaufel-Schwalbenschwänze
mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen
enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung
verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend
ausgerichtet ist, und wobei die Abdeckplatte für die Anordnung in dem Raum
zwischen dem Rad und dem Abstandshalter gedacht ist und einen Abdeckplattenkörper aufweist,
der längs
einer Seite eine sich in Axialrichtung erstreckende Zunge, die in die
Nut des Abstandshalters eingreift, und eine längs einer in Axialrichtung
gegenüberliegenden
Seite eingebrachte Aussparung aufweist, um eine der sich in Axialrichtung
erstreckenden Nasen der Schaufel-Schwalbenschwänze aufzunehmen, wobei die Abdeckplatte
ferner einen Flansch aufweist, der von jedem der gegenüberliegenden
Enden des Abdeckplattenkörpers
hervorsteht, um in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete,
benachbarte Abdeckplatte einzugreifen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird eine Abdeckung zum Umschließen des
Raums zwischen einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren
Abstandshalter bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung
voneinander beabstandete Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit
sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen
enthalten, und wobei der Abstandshalter eine Abdeckungs-Eingriffstruktur
aufweist, die Folgendes umfasst:
mehrere Abdeckplatten mit
jeweils einem Abdeckplattenkörper,
der längs
einer ersten in Axialrichtung zeigenden Seite eine Abstandshalter-Eingriffsstruktur
aufweist, die komplementär
zu der vom Abstandshalter getragenen Abdeckungs-Eingriffsstruktur ist, und der eine
längs einer
zweiten in Axialrichtung zeigenden Seite eingebrachte Aussparung
zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen
aufweist; und
sich überlappende
komplementäre
Eingriffselemente an deckungsgleichen Enden der in Umfangsrichtung aneinander
grenzenden Abdeckplatten zum Minimieren der durch die Abdeckung
hindurch erfolgenden Fluidleckage.
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Es
wird folglich eine Radhohlraum-Ventilationsabdeckung bereitgestellt,
die dazu dient, das Einströmen
von heißem
Strömungspfadgas
in den Radhohlraum zwischen dem Turbinenrad und dem Abstandshalter
auszuschließen,
und die ohne weiteres ein- und ausgebaut werden kann, um den Zugang
zu den inneren Bereichen des Rotors zu ermöglichen.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Radhohlraumabdeckung mehrere Abdeckplatten,
die in Umfangsrichtung zwischen dem Abstandshalter und einem Turbinenrad
angeordnet sind. Jede Abdeckplatte weist längs einer axialen Kante eine
Eingriffsstruktur für
den Eingriff in eine komplementäre
Eingriffsstruktur an dem Abstandshalter auf, d. h., die Abdeckplatte
trägt einen bogenförmigen hervorstehenden
Flansch für
den Eingriff in einen Schlitz oder eine Nut, der bzw. die an der
axialen Fläche
des Abstandshalters in Umfangsrichtung ausgebildet ist. Die gegenüberliegende
axiale Kante der Abdeckplatte weist eine sich in Radialrichtung
erstreckende Wand mit einer Aussparung zum Aufnehmen einer Nase
auf, die von einem Schaufel-Schwalbenschwanz in Axialrichtung hervorsteht.
Eine Abdeckplatte wird an jeder Posi tion eines Schaufel-Schwalbenschwanzes
bereitgestellt. Wenn die Abdeckplattenzunge in die Nut des Abstandshalters
eingreift und die Abdeckplatte positioniert ist, wird der Schaufel-Schwalbenschwanz
in den Komplementärschwalbenschwanz
am Turbinenrad aufgenommen. Wenn der Schaufel-Schwalbenschwanz schließlich am
Turbinenrad gesichert ist, ragt die Nase des Schaufel-Schwalbenschwanzes
in die Aussparung an der Abdeckplatte, wodurch die Abdeckplatte
in Position gehalten wird.
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Zwischen
den Endkanten aneinander grenzender Abdeckplatten sind Überlappungsverbindungen
ausgebildet. Die Zungen an den Endkanten der Abdeckplatten alternieren
von Abdeckplatte zu Abdeckplatte. Dies bedeutet, dass die in Umfangsrichtung
hervorstehenden Zungen einer Abdeckplatte unter entgegengesetzt
ausgerichteten, in Umfangsrichtung hervorstehenden Zungen der Endkanten von
angrenzenden Abdeckplatten liegen. Bei dieser Anordnung der Überlappungsverbindungen
ist der Zugang zum Radhohlraum an jeder Position längs des
Rotorumfangs möglich,
indem eine oder höchstens
zwei aneinander grenzende Abdeckplatten ausgebaut werden, wobei
zuerst die zugehörige
Schaufel aus ihrer Schwalbenschwanzverbindung mit dem Turbinenrad
gelöst
wird. Durch das Herausziehen der Schaufel-Schwalbenschwanznase aus ihrer zugehörigen Abdeckplatte
kann die Abdeckplatte folglich ausgebaut werden, wobei davon ausgegangen wird,
dass die Zungen am Ende der Abdeckplatte die Zungen der benachbarten
Abdeckplatten überlappen.
Wenn der Zugang zu einem angrenzenden Ort erforderlich ist, kann
die an die erste Abdeckplatte angrenzende zweite Abdeckplatte gleichermaßen ausgebaut
werden.
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Durch
diese Anordnung der Abdeckplatten und Überlappungsverbindungen zwischen
in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten wird die
Gasleckage in den Turbinen radhohlraum minimiert. Zusätzlich wird
die Ventilation innerhalb des Rotors deutlich reduziert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen
einem Turbinenrotorrad und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter
bereitgestellt, wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Schaufeln aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine
Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei
der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist,
die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist, und
wobei die Abdeckplatte einen Abdeckplattenkörper aufweist, der Folgendes
umfasst: eine sich längs
einer Seite in Axialrichtung erstreckende Zunge zum Eingreifen in
die Nut des Abstandshalters, längs
einer in Axialrichtung gegenüberliegenden
Seite eine Aussparung zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung
erstreckenden Nasen des Schaufel-Schwalbenschwanzes
und einen von jedem der gegenüberliegenden
Enden des Abdeckplattenkörpers
hervorstehenden Flansch zum Eingreifen in eine um den Turbinenrotor
herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in einem Turbinenrotor, der ein Turbinenrotorrad
und einen um eine Achse drehbaren Abstandshalter aufweist, wobei
das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln aufweist,
die Schaufel-Schwalbenschwänze
mit sich axial in eine Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen
enthalten, und wobei der Abstandshalter eine in Umfangsrichtung
verlaufende Nut aufweist, die zu den Nasen im Wesentlichen fluchtend
ausgerichtet ist, eine Abdeckplatte zur Anordnung in dem Raum zwischen
dem Rad und dem Abstandshalter bereitgestellt, wobei die Abdeckplatte
einen Abdeckplattenkörper
aufweist, der längs
einer Seite eine sich in Axialrichtung erstreckende Zunge, die in
die Nut des Abstandshalters eingreift, und eine längs einer
in Axialrichtung gegenüberliegenden
Seite eingebrachte Aussparung aufweist, um eine der sich in Axialrichtung
erstreckenden Nasen der Schaufel-Schwalbenschwänze aufzunehmen, wobei die
Abdeckplatte ferner einen Flansch aufweist, der von jedem der gegenüberliegenden
Enden des Abdeckplattenkörpers hervorsteht,
um in eine um den Turbinenrotor herum angeordnete, benachbarte Abdeckplatte
einzugreifen.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abdeckung zum Umschließen des Raums zwischen einem Turbinenrotorrad
und einem um eine Achse drehbaren Abstandshalter bereitgestellt,
wobei das Rad in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schaufeln
aufweist, die Schaufel-Schwalbenschwänze mit sich axial in eine
Richtung erstreckenden Schwalbenschwanznasen enthalten, und wobei
der Abstandshalter eine Abdeckungs-Eingriffsstruktur aufweist, die
Folgendes umfasst: mehrere Abdeckplatten mit jeweils einem Abdeckplattenkörper, der
längs einer
in Axialrichtung zeigenden Seite eine Abstandshalter-Eingriffsstruktur
aufweist, die komplementär
zu der vom Abstandshalter getragenen Abdeckungs-Eingriffsstruktur
ist, und der eine längs
einer zweiten in Axialrichtung zeigenden Seite eingebrachte Aussparung
zum Aufnehmen einer der sich in Axialrichtung erstreckenden Nasen
aufweist, sowie sich überlappende
komplementäre
Eingriffselemente an deckungsgleichen Enden der in Umfangsrichtung
aneinander grenzenden Abdeckplatten zum Minimieren der durch die
Abdeckung hindurch erfolgenden Fluidleckage.
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Dementsprechend
ist es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, zum Überdecken
des Radhohlraums zwischen einem Abstandshalter und einem Turbinenrad
eine neue und verbesserte Abdeckung bereitzustellen, welche die
Heißgasleckage
in den Radhohlraum minimiert und gleichzeitig die Wartungsfreundlichkeit
verbessert, indem der Ausbau einer oder mehrerer der Abdeckplatten
ermöglicht wird,
um Zugang zu dem Radhohlraum zu erhalten.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels detaillierter
beschrieben, wobei auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen
wird:
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Stromerzeugungssystems, das
eine Gasturbine mit Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatten
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
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2 ist
ein schematisches Diagramm eines kombinierten Systems, in das die
vorliegende Erfindung integriert ist.
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3 ist
eine vergrößerte Längsquerschnitt-Teilansicht
einer Gasturbine zur Veranschaulichung der Position der Radhohlraum-Ventilationsabdeckplatten.
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Die 4 und 5 sind
perspektivische Ansichten der Ventilationsabdeckplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzend angeordnet
sind.
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6 ist
eine perspektivische Teilansicht der hier beschriebenen Ventilationsabdeckplatten,
die zwischen den Turbinenrädern
der ersten und zweiten Stufe positioniert sind;
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7 ist
eine perspektivische Teilansicht eines Paares aneinander grenzender
Ventilationsabdeckplatten.
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8 ist
eine Querschnittansicht zur Veranschaulichung der in die Aussparung
der Abdeckplatte eingesetzten Nase des Schaufel-Schwalbenschwanzes.
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1 ist
ein schematisches Diagramm einer einwelligen Hochleistungsgasturbine 10 mit
einfachem Zyklus, welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Die
Gasturbine kann so aufgefasst werden, dass sie einen mehrstufigen
Axialverdichter 12 mit einer Rotorwelle 14 umfasst.
Die bei 16 in den Einlass des Verdichters eindringende
Luft wird vom Axialverdichter 12 verdichtet und anschließend einem
Brenner 18 zugeführt,
in dem ein Brennstoff wie Erdgas verbrannt wird, um hochenergetische
Verbrennungsgase zu erzeugen, welche die Turbine 20 antreiben. In
der Turbine 20 wird die Energie der Heißgase in Arbeit umgewandelt,
die zu einem Teil zum Antreiben des Verdichters 12 über die
Welle 14 verwendet wird, wobei die Restmenge für Nutzarbeit
zum Antreiben einer Last, beispielsweise eines Generators 22,
mittels einer Rotorwelle 24 zur Verfügung steht, um Elektrizität zu erzeugen.
Eine typische Gasturbine mit einfachem Zyklus wandelt 30 bis 35
des eingesetzten Brennstoffs in Wellenleistung um. Bis auf 1 bis
2% liegt die gesamte Restmenge als Abgaswärme vor, die bei 26 die
Turbine 20 verlässt.
Höhere Wirkungsgrade
lassen sich erzielen, indem die Gasturbine 10 in einer
kombinierten Konfiguration eingesetzt wird, in der die im Abgasstrom
der Turbine innewohnende Energie in zusätzliche nützliche Arbeit umgewandelt
wird.
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2 stellt
die einfachste Form eines kombinierten Systems dar, bei dem die
Abgase, welche bei 26 die Turbine 20 verlassen,
in einen Dampfgenerator 28 für die Wärmerückgewinnung strömen, in
dem Wasser wie in einem Abhitzekessel in Dampf umgewandelt wird.
Der auf diese Weise produzierte Dampf treibt eine oder mehrere Dampfturbinen 30 an,
in denen zusätzliche
Arbeit extrahiert wird, um über
die Welle 32 eine zusätzliche
Last, wie z. B. einen zweiten Generator 34, anzutreiben,
der wiederum zusätzliche
elektrische Leistung erzeugt. In einigen Konfigurationen treiben
die Turbinen 20 und 30 einen gemeinsamen Generator
an. Kombinierte Systeme, die ausschließlich elektrische Leistung
erzeugen, haben im Allgemeinen einen thermischen Wirkungsgrad von
50 bis 60%, während
der Einsatz einer fortschrittlicheren Gasturbine, von welcher die
hier beschriebene Leitungsbaugruppe einen Teil bildet, Wirkungsgrade
von über
60% ermöglicht.
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In 3 ist
ein Abschnitt der Turbine 20 teilweise dargestellt. Der
Turbinenabschnitt enthält
vier aufeinander folgende Stufen mit Turbinenrädern 38, 40, 42 und 44,
die an die Rotorwelle montiert sind und einen Teil von dieser bilden,
wobei jedes Rad eine Reihe von Schaufeln B1, B2, B3 und B4 trägt, die
von den Rotorrädern
radial nach außen
hervorstehen. Die Schaufeln sind natürlich alternierend zwischen
ortsfesten Leiträdern
angeordnet. Zwischen den Rädern 38, 40, 42 und 44 sind
Abstandshalter 39, 41 und 43 angeordnet.
Es ist nachvollziehbar, dass die Räder und Abstandshalter, wie
in Gasturbinenkonstruktionen üblich,
durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete, sich in Axialrichtung
erstreckende Schrauben 48 aneinander befestigt sind. Auch
wenn dies in der vorliegenden Anmeldung nicht in jedem Detail beschrieben
wird, ist die dargestellte Gasturbine dampfgekühlt, und Kühldampf wird ebenso wie verbrauchter
rückgeführter Dampf über sich
in Axialrichtung erstreckende Kanäle zu- und abgeführt, von
denen einer bei Nummer 50 dargestellt ist, wobei diese Kanäle durch
in Axialrichtung deckungsgleiche Öffnungen verlaufen, welche
die Räder
und Abstandshalter in Umfangsrichtung um den Rotor an voneinander
beabstandeten Positionen durchdringen. Zusätzliche querlaufende Leitungen,
die Teil des Dampfkühlungssystems
sind, befinden sich in dem Abstandshalter 39 in Nähe des Abstandshalterrands.
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Die
Radhohlraum-Abdeckplatten 52 sind zwischen dem Rad 38 und
dem Abstandshalter 39 sowie zwischen dem Rad 40 und
dem Abstandshalter 39 angeordnet. An jeder Position sind
die Abdeckplatten 52 in Umfangsrichtung um den Turbinenrotor aneinander
angrenzend angeordnet und hindern die heißen Verbrennungsgase, die an
den Schaufeln und Leiträdern
entlangströmen,
am Einströmen
in den Radhohlraum, der sich von den Abdeckplatten radial nach innen
und zwischen den Rädern
und dem Abstandshalter erstreckt. Obwohl die Radhohlraumabdeckplatten
zwischen den Rotorrädern
der ersten und zweiten Stufe und dem dazwischen liegenden Abstandshalter
angeordnet sind, ist nachvollziehbar, dass die Abdeckplatten in
anderen Stufen eingesetzt werden können.
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In 6 sind
die Räder 38 und 40 der
ersten und zweiten Stufe sowie der zwischen den Rädern angeordnete
Abstandshalter 39 dargestellt. Ebenfalls dargestellt sind
Labyrinthdichtungszähne 54,
die um den Rand des Abstandshalters 39 angeordnet sind, um
mit der radialen äußeren Leitradstufe
eine Dichtung auszubilden. In 6 sind außerdem für jedes der
Räder 38 und 40 mehrere
in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, sich in Axialrichtung
erstreckende Schwalbenschwänze 56 dargestellt.
Die Schwalbenschwänze 56 nehmen
komplementär
geformte Schwalbenschwänze 45 der
Schaufeln B1 und B2 auf, wodurch die Schwalbenschwänze 45 der Schaufeln
an den Rädern
gesichert werden. Jeder der Schaufel-Schwalbenschwän ze 45 wird
an den Rädern
befestigt, indem die Schaufel-Schwalbenschwänze in Axialrichtung
in die Schwalbenschwänze 56 der
Räder hineingeschoben
werden. Die dem Abstandshalter 39 zugewandten Enden der
Schaufel-Schwalbenschwänze 45,
weisen eine hervorstehende Nase 47 (8) auf,
deren Form komplementär
zu einer Nasenöffnung
in den hier beschriebenen Radhohlraumabdeckungen ist. Wie dargestellt,
wird für
jeden Rad-Schwalbenschwanzschlitz 56 eine Radhohlraumabdeckplatte
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, wobei die Nase 47 des
Schaufel-Schwalbenschwanzes dazu beiträgt, dass die Abdeckplatte zwischen dem
Rad und dem benachbarten Abstandshalter platziert bleibt.
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In
den 4 und 5 sind die Abdeckplatten 52,
wie unten beschrieben, bis auf die hervorstehenden, sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Endflansche an jeder Position in Umfangsrichtung um den
Rotor miteinander identisch. In 4, in der
die Abdeckplatte 52a dargestellt ist, ist ein Abdeckplattenkörper 60 dargestellt,
der sich geradlinig in eine Axialrichtung erstreckt, aber bogenförmig in
eine Umfangsrichtung ausgebildet ist. Eine sich in Axialrichtung
erstreckende Kante 62 der Abdeckplatte 52a weist
eine radial nach außen
hervorstehende und sich in Axialrichtung erstreckende Zunge 63 auf,
die in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 64 an dem
Abstandshalter aufgenommen wird (3 und 6).
An dem gegenüberliegenden
axialen Ende der Radabdeckplatte steht ein sich in Radialrichtung erstreckender
Flansch 66 von dem Körper 60 radial nach
außen
hervor. Der Flansch 66 weist auch eine abgewinkelte Wand 68 auf,
wobei sowohl eine zentrale Aussparung 70 als auch Endaussparungen 72 als Öffnungen
in der axialen Fläche
der Wand 66 ausgebildet sind. Sich radial nach außen erstreckende
Eckversteifungen 74 sind zwischen der zentralen Aussparung
oder Öff nung 70 und
den Endaussparungen 72 angeordnet.
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Wie
in 8 dargestellt, weist die zentrale Aussparung oder Öffnung 70 eine
im Allgemeinen komplementäre
Form zu der Nase 47 auf, die an jedem der Schaufel-Schwalbenschwänze 45 ausgebildet
ist. Die Öffnung 70 weist
somit eine abgewinkelte Wand 68, Seitenwände 78 und
eine Bodenwand 80 auf, wobei die geneigte Wand 68 und
die Bodenwand 80 einen Scheitel 81 in der Öffnung 70 bilden.
Die Bodenwand 80 erstreckt sich in eine im Allgemeinen axiale
Richtung, während
die abgewinkelte Wand 68 sich radial nach außen und
in Axialrichtung erstreckt. Es ist nachvollziehbar, dass beim Eingreifen
der Nase 47 des Schaufel-Schwalbenschwanzes 45 in die Öffnung 70 die
Abdeckplatte 52 zwischen dem Rad und dem Abstandshalter
von der Zunge 63 begrenzt wird, die an einem axialen Ende
in die Abstandshalternut 64 eingreift, während an
dem gegenüberliegenden
axialen Ende die Bodenfläche
der Schwalbenschwanznase eine radiale Bewegung der Abdeckplatte
nach außen
ausschließt.
Hinzu kommt natürlich,
dass die komplementär
geformten Seitenflächen
und oberen Flächen
der Öffnung
bzw. des Schwalbenschwanzes eine Bewegung des axialen Endes der
Abdeckplatte in Umfangsrichtung ebenso ausschließen wie eine radiale Bewegung
nach innen.
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Zwischen
in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abdeckplatten sind Überlappungsverbindungen
ausgebildet. Jede Abdeckplatte weist identische Flansche auf, die
sich von den gegenüberliegenden
Enden der Platte in Umfangsrichtung erstrecken, wobei die in 4 dargestellten
Flansche 82 der Abdeckplatte 52a im Gegensatz
zu den in 5 dargestellten Flanschen 84 der
Abdeckplatte 52b radial nach innen gerichtet sind. Es gilt
zu beachten, dass in 4 dargestellten Endflansche 82 der Abdeckplatte 52a in
Radialrich tung nach innen identische Positionen einnehmen, und dass
die Endflansche 84 der Abdeckplatte 52b aus 5 in
Radialrichtung nach außen
identische Positionen einnehmen. Es ist nachvollziehbar, dass bei
der Montage der Abdeckplatten zwischen den Rädern und Abstandshaltern die
Abdeckplatten 52a und 52b entlang dem Umfang des
Rotors alternierend angeordnet sind. Wie unten beschrieben ist dies
im Hinblick auf den Zugang zu dem Radhohlraum von Bedeutung, der
sich von den Abdeckplatten radial nach innen erstreckt. Es ist ebenfalls
nachvollziehbar, dass die Aussparungen 70 und 72 an
den Verbindungsstellen zwischen den Seiten-, den geneigten und den Bodenwänden Verrundungen
aufweist. Die Verrundungen dienen zum Spannungsabbau.
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Zum
Einbau der Abdeckplatten wird die Zunge 62 einer ersten
Abdeckplatte in die Nut 64 des Abstandshalters 39 eingesetzt.
Die Aussparung 70 an dem gegenüberliegenden axialen Ende der
Abdeckplatte wird an dem Schwalbenschwanzschlitz 56 des Rads
ausgerichtet. Beim axialen Eintritt des Schaufel-Schwalbenschwanzes 45 in den
Schlitz 56 greift die Schwalbenschwanznase 47 in
die Aussparung 70 ein. Es ist nachvollziehbar, dass beim
konventionellen Sichern der Schaufel am Rad die Abdeckplatte in Axialrichtung
zwischen dem Rad und dem Abstandshalter von der Zunge und durch
den Eingriff der Schwalbenschwanznase in den Abstandshalter bzw. die
Abdeckplatte festgehalten wird. Durch die in die Öffnung 70 eingreifende
Schwalbenschwanznase wird auch eine in Umfangsrichtung erfolgende
Bewegung der Abdeckplatte verhindert. Die nächste Abdeckplatte 52b wird
dann auf gleiche Weise eingebaut, indem die Zunge 60b mit
dem Schlitz des Abstandshalters 39 in Eingriff gebracht
wird, und die Öffnung 70 an
dem nächsten
Schwalbenschwanzschlitz 56 ausgerichtet wird. Es ist nachvollziehbar,
dass die Abdeckplatte 52b so ausgewählt wird, dass beim Einbau
der sich in Umfangsrichtung erstreckende Flansch 84 der
Abdeckplatte 52b den sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Flansch 82 der eingebauten Abdeckplatte radial überlappt.
Durch das Eingreifen des Schaufel-Schwalbenschwanzes in den Schwalbenschwanzschlitz 56 und
der Schwalbenschwanznase 47 in die Öffnung 70 der Abdeckplatte 52b ist
die zweite Abdeckplatte in den Rotor eingebaut. Die nächste Abdeckplatte 52a wird
anschließend
in gleicher Weise eingebaut, wobei ihr radial nach innen gerichteter
Flansch 82, der sich in Umfangsrichtung nach außen erstreckt,
radial nach innen in den sie radial überdeckenden Flansch 84 der Abdeckplatte 52b eingreift.
Weitere Abdeckplatten werden in dieser Weise eingebaut, bis die
letzte Abdeckplattenöffnung
erreicht ist. Durch das Einsetzen der Zunge dieser letzten Abdeckplatte
in die Nut des Abstandshalters 39 und das Ausrichten der Öffnung 70 an
dem letzten einzubauenden Schwalbenschwanzschlitz 56 wird
die letzte Abdeckplatte eingebaut. Es gilt zu beachten, dass die
sich in Umfangsrichtung erstreckenden Endflansche 84 der
letzten Abdeckplatte 52b zu den radial nach innen gerichteten
und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flanschen 82 angrenzender
Abdeckplatten 52a radial nach außen gerichtet sind, sodass
die Endflansche 84 der letzten Abdeckplatte die Endflansche 82 der benachbarten
Platten überdecken.
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Es
ist nachvollziehbar, dass beim Einbau der Abdeckplatten der Hohlraum
zwischen den Rädern und
dem Abstandshalter in Umfangsrichtung vollständig abgedeckt wird. Zur Schaffung
des Zugangs zum Radhohlraum, beispielsweise zu den querlaufenden
Leitungen, die Teil des Dampfkühlkreislaufes der
Gasturbine sind, ist es lediglich notwendig, die Abdeckplatte oder
zwei oder drei der angrenzenden Abdeckplatten auszubauen, die den
betreffenden Bereich überdecken.
Hierzu wird die axial ausgerichtete Schaufel, die zu der nächstgelegenen,
den betreffenden Bereich überdeckenden
Abdeckplatte 52b fluchtend ausgerichtet ist, ausgebaut,
indem der Schaufel-Schwalbenschwanz 45 gelöst wird
und die Schaufel in Axialrichtung von der Abdeckplatte 52b weggeschoben
wird. Wenn die Schwalbenschwanznase 47 aus der Öffnung 70 herausgezogen
wird, kann die Abdeckplatte 52b ausgebaut werden. Weitere,
an die ausgebaute Abdeckplatte angrenzende Abdeckplatten können gleichermaßen ausgebaut werden.
Auf diese Weise wird der Radhohlraum an dem betreffenden Bereich
in Umfangsrichtung zugänglich,
ohne dass alle in Umfangsrichtung um den Rotor herum angeordneten
Abdeckplatten auszubauen sind.