EP1505262A1 - Apparatus and method for measuring the width of a radial gap - Google Patents

Apparatus and method for measuring the width of a radial gap Download PDF

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EP1505262A1
EP1505262A1 EP03018166A EP03018166A EP1505262A1 EP 1505262 A1 EP1505262 A1 EP 1505262A1 EP 03018166 A EP03018166 A EP 03018166A EP 03018166 A EP03018166 A EP 03018166A EP 1505262 A1 EP1505262 A1 EP 1505262A1
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EP
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flow
radial gap
pressure
width
measuring unit
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EP03018166A
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Inventor
Matthias Beutin
Jan Dehnen
Christof Fischer
Matthias Dr. Oechsner
Wolfgang Stammen
Frank Woditschka
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Determining a width of a radial gap between a a rotation axis rotatably mounted component and a stationary component, wherein a leakage flow along forms a loss flow direction in the radial gap.
  • a contact or a grinding of the blade tip with the Inner housing must be prevented during operation.
  • the contact or the grinding could lead to a heat development and finally the destruction of the turbomachine to lead.
  • the blade tips wear out until The grinding is finished, with a hard contact often too an enlarged blade play leads.
  • Methods for measuring the width of the radial gap are, for example with the help of X-rays, electric sparks as well as the measurement of electrical capacitance and inductance possible. Most of these methods are costly and difficult to handle at high temperatures.
  • a permanent small width of the radial gap would be achievable when the radial extent of a stator as an embodiment a stationary component and a rotor as Embodiment of a rotatably mounted component by the Construction could be controlled precisely.
  • a simultaneous and identical expansion of stator and rotor in both transients as well as stable would be ideal, but in real turbomachinery is hardly the case, because usually the rotor is more massive due to the strength requirement as the stator.
  • the thermal expansions of rotor and stator are in their time course, especially when starting and stopping the machine, different.
  • a method and apparatus for measuring blade clearance of thermal turbomachinery is in the document DE 195 01 811 A1 shown. This is the radial blade clearance between a blade tip and a blade carrier through an abradable measuring needle leading to the blade tip protrudes, measures and monitors.
  • An optical measurement method is z. B. in DE 693 09 046 T2 to see. Here, a method and an apparatus for Monitoring a column presented.
  • Object of the present invention is to provide a simple and reliable method for measuring the width of a radial gap and a device for carrying out such Specify method.
  • the task directed towards the device is by the Claims 6 and 7 solved.
  • FIG. 1 is a section of a part of a turbomachine 1 shown.
  • the turbomachine 1 can, for example a compressor, a steam turbine or a gas turbine be.
  • a gas turbine for the sake of clarity, below in detail an embodiment of the invention with respect to a Gas turbine shown.
  • a rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 is designed such that a rotatably mounted member 4 attached can be.
  • the rotatably mounted component 4 can for example, be a blade.
  • a blade For the sake of clarity is below by a blade as Embodiment of a rotatably mounted component 4 spoken.
  • a stationary component 5 is mounted such that a radial play 6 between the blade 4 and the stationary Component 5 is created.
  • a flow medium flows substantially along the axis of rotation 2 past the blade 4.
  • the flow medium flows along a flow direction 7
  • Flow of the flow medium includes a lost flow, which forms along a loss flow direction 8.
  • the leakage flow forms along the radial gap 6 out. This leakage flow should be minimized.
  • An im Radial gap 6 located radial gap pressure measuring unit 9th is attached so that a pressure of the flow medium can be measured.
  • Flow pressure measuring unit attached, with which a flow pressure is measured.
  • the flow pressure measuring unit as a loss flow direction 8 in front of the radial gap 6 arranged flow pressure measuring unit 10 for Determining a loss flow direction 8 in front of the radial gap 6 acting flow pressure formed.
  • the flow pressure measuring unit as an in loss flow direction 8 to the radial gap 6 arranged downstream pressure measuring unit 11 for Determining a loss flow direction 8 after the radial gap 6 acting Strömungstik pressure formed.
  • the Radialspalttik alone and Radialspalt réelleabbau is This is described in a first approximation by the Bernoulli equation. Based on the pressure difference, the difference the radial gap pressure and the flow pressure form is, the width of the radial gap 6 is determined.
  • the determination the width of the radial gap 6 all three flow pressure measuring units (Radial gap pressure measuring unit 9, flow pressure measuring unit 10 and downstream pressure measuring unit 11) used. About the building up pressure difference between the radial gap pressure measuring unit 9, the second Flow-pressure measuring unit 10 and the downstream pressure measuring unit 11 also becomes the width of the radial gap 6 determined.
  • Radial gap pressure measurement unit 9 provides a radial gap pressure output signal.
  • the flow-form pressure measuring unit 10 provides a flow pre-pressure output signal and the flow post-pressure measuring unit 11 provides a flow post-pressure output.
  • the radial gap pressure measuring unit 9 can also be designed as a pressure sensor.
  • the flow-pressure measuring unit 10 and the downstream pressure measuring unit 11 can also be designed as pressure sensors.
  • the radial gap pressure output signal, the flow pre-pressure output signal and the downstream pressure output forwarded to an evaluation unit 12.
  • the evaluation unit 12 the radial gap pressure output, the Flow pre-pressure output signal and the flow post-pressure output signal processed and from this the width of the radial gap 6 determined.
  • the evaluation unit (12) has a memory, the reference curves contains a relationship between the determined Flow pressures and radial gap pressures and the Play the gap width.
  • this device is a determination of the width of Radial gap 6 during operation at high temperatures possible. This allows this method and this device as part of a device for optimizing the radial gap be used.
  • the method and the device can be used in the transient operation of a gas turbine.
  • the method and the device can also be used in the stable operation can be used.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)

Abstract

A radial gap (6) width measurement procedure uses a leakage flow (8) along the gap between rotatable (4) and stationary (5) components to evaluate the difference between the radial gap pressure and flow pressure at some distance (11) along the flow. Independent claims are included for equipment using the procedure. The measured gap can be printed (14) or used to activate a warning lamp (15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Breite eines Radialspaltes zwischen einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Bauteil und einem stationären Bauteil, wobei eine Verlustströmung sich entlang einer Verlustströmungsrichtung im Radialspalt ausbildet.The invention relates to a method and a device for Determining a width of a radial gap between a a rotation axis rotatably mounted component and a stationary component, wherein a leakage flow along forms a loss flow direction in the radial gap.

Einen großen Einfluss auf den Wirkungsgrad von thermischen Strömungsmaschinen haben Spaltverluste, die zwischen den rotierenden Laufschaufelspitzen des Rotors und den ihnen gegenüberliegenden Teilen des Stators (Schaufelträger) entstehen. Je größer diese Spaltverluste sind, desto geringer ist der Wirkungsgrad. Daher ist man bestrebt, die Breite eines Radialspaltes in Turbinen und Verdichtern als Ausführungsform von Strömungsmaschinen während des Betriebes so gering wie möglich zu halten. Durch verschiedene Messmethoden wird die Breite des Radialspaltes zwischen der Laufschaufelspitze als Ausführungsform eines drehbar gelagerten Bauteils und einem Innengehäuse als Ausführungsform eines stationären Bauteils gemessen. Wenn die Breite des Radialspaltes nicht ideal ist, ist kein zufriedenstellender Betrieb der Strömungsmaschine zu erwarten.A big influence on the efficiency of thermal Turbomachines have gap losses between the Rotor rotating blades tips and them opposite parts of the stator (blade carrier) arise. The larger these gap losses, the lower is the efficiency. Therefore, one strives to the width a radial gap in turbines and compressors as an embodiment of turbomachines during operation so to be kept as low as possible. Through different measuring methods becomes the width of the radial gap between the blade tip as an embodiment of a rotatably mounted component and an inner housing as an embodiment of a stationary Component measured. If the width of the radial gap is not is ideal, is not a satisfactory operation of the turbomachine expected.

Ein Kontakt oder ein Schleifen der Laufschaufelspitze mit dem Innengehäuse muss während des Betriebes verhindert werden. Der Kontakt oder das Schleifen könnte zu einer Wärmeentwicklung und schließlich zur Zerstörung der Strömungsmaschine führen. Die Laufschaufelspitzen verschleißen so lange, bis das Abschleifen beendet ist, wobei ein harter Kontakt oft zu einem vergrößerten Schaufelspiel führt.A contact or a grinding of the blade tip with the Inner housing must be prevented during operation. The contact or the grinding could lead to a heat development and finally the destruction of the turbomachine to lead. The blade tips wear out until The grinding is finished, with a hard contact often too an enlarged blade play leads.

Methoden zur Messung der Breite des Radialspaltes sind beispielsweise mit Hilfe von Röntgenstrahlen, elektrischen Funken sowie der Messung der elektrischen Kapazität und Induktivität möglich. Die meisten dieser Methoden sind aber kostenintensiv und bei hohen Temperaturen schwer zu handhaben.Methods for measuring the width of the radial gap are, for example with the help of X-rays, electric sparks as well as the measurement of electrical capacitance and inductance possible. Most of these methods are costly and difficult to handle at high temperatures.

Eine dauerhafte geringe Breite des Radialspaltes wäre erzielbar, wenn die radiale Ausdehnung eines Stators als Ausführungsform eines stationären Bauteils und eines Rotors als Ausführungsform eines drehbar gelagerten Bauteils durch die Konstruktion genau gesteuert werden könnte. Eine gleichzeitige und identische Ausdehnung von Stator und Rotor sowohl im transienten als auch im stabilen Zustand wäre ideal, was aber in realen Strömungsmaschinen kaum der Fall ist, denn meist ist der Rotor aufgrund der Festigkeitsanforderung massiver als der Stator. Die Wärmedehnungen von Rotor und Stator sind in ihrem zeitlichen Verlauf, besonders beim Anfahren und Abstellen der Maschine, unterschiedlich.A permanent small width of the radial gap would be achievable when the radial extent of a stator as an embodiment a stationary component and a rotor as Embodiment of a rotatably mounted component by the Construction could be controlled precisely. A simultaneous and identical expansion of stator and rotor in both transients as well as stable would be ideal, but in real turbomachinery is hardly the case, because usually the rotor is more massive due to the strength requirement as the stator. The thermal expansions of rotor and stator are in their time course, especially when starting and stopping the machine, different.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Schaufelspiels von thermischen Turbomaschinen ist in der Schrift DE 195 01 811 A1 dargestellt. Dabei wird das radiale Schaufelspiel zwischen einer Laufschaufelspitze und einem Schaufelträger durch eine abschleifbare Messnadel, die zur Laufschaufelspitze ragt, gemessen und überwacht.A method and apparatus for measuring blade clearance of thermal turbomachinery is in the document DE 195 01 811 A1 shown. This is the radial blade clearance between a blade tip and a blade carrier through an abradable measuring needle leading to the blade tip protrudes, measures and monitors.

In dem Dokument DE 32 46 532 C2 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen eines Spaltes vorgestellt, hierbei wird mit einem Messfühler, der durch eine Halteklemme angebracht ist, eine Spaltbreite in einer Turbine gemessen.In the document DE 32 46 532 C2 is a device and a Method for measuring a gap is presented here with a probe attached by a holding clamp is a gap width measured in a turbine.

In der DE 43 15 125 A1 wird ein weiteres Verfahren und eine weitere Anordnung zur Bestimmung des Spitzenspiels von Turbinenrotorschaufeln dargestellt. Dabei wird der Radialspalt mittels einer Überschlagspannung gemessen.In DE 43 15 125 A1 a further method and a another arrangement for determining the peak clearance of turbine rotor blades shown. At the same time the radial gap becomes measured by a flashover voltage.

Eine optische Messmethode ist z. B. in der DE 693 09 046 T2 zu sehen. Hierbei wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Spalte vorgestellt. An optical measurement method is z. B. in DE 693 09 046 T2 to see. Here, a method and an apparatus for Monitoring a column presented.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Messung der Breite eines Radialspaltes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.Object of the present invention is to provide a simple and reliable method for measuring the width of a radial gap and a device for carrying out such Specify method.

Die auf das Verfahren hin gerichtete Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.The task directed towards the method is given by the Claim 1 solved.

Die Auf die Vorrichtung hin gerichtete Aufgabe wird durch die Ansprüche 6 und 7 gelöst.The task directed towards the device is by the Claims 6 and 7 solved.

Ein Vorteil ist unter anderem darin zu sehen, dass die Breite des Radialspaltes sowohl während eines transienten als auch während eines stabilen Betriebes leicht ermittelt werden kann.An advantage is to be seen, inter alia, that the width of the radial gap both during a transient and as well be easily detected during stable operation can.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.Further advantageous embodiments are in the subclaims shown.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert.With reference to the following description will be embodiments the invention with reference to the drawings still explained in more detail.

Dabei zeigt:

Figur 1
einen Schnitt durch einen Teil einer Strömungsmaschine.
Showing:
FIG. 1
a section through a part of a turbomachine.

In Figur 1 wird ein Schnitt eines Teiles einer Strömungsmaschine 1 dargestellt. Die Strömungsmaschine 1 kann zum Beispiel ein Verdichter, eine Dampfturbine oder eine Gasturbine sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit, wird im Folgenden ausführlich eine Ausführung der Erfindung bezogen auf eine Gasturbine dargestellt. In Figure 1 is a section of a part of a turbomachine 1 shown. The turbomachine 1 can, for example a compressor, a steam turbine or a gas turbine be. For the sake of clarity, below in detail an embodiment of the invention with respect to a Gas turbine shown.

Ein um eine Rotationsachse 2 drehbar gelagerter Rotor 3 ist derart ausgebildet, dass ein drehbar gelagertes Bauteil 4 angebracht werden kann. Das drehbar gelagerte Bauteil 4 kann zum Beispiel eine Laufschaufel sein. Aus Gründen der Übersichtigkeit wird im Folgenden von einer Laufschaufel als Ausführungsform eines drehbar gelagerten Bauteils 4 gesprochen.A rotatably mounted about a rotation axis 2 rotor 3 is designed such that a rotatably mounted member 4 attached can be. The rotatably mounted component 4 can for example, be a blade. For the sake of clarity is below by a blade as Embodiment of a rotatably mounted component 4 spoken.

Ein stationäres Bauteil 5 ist derart angebracht, dass ein Radialspiel 6 zwischen der Laufschaufel 4 und dem stationären Bauteil 5 entsteht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird im Folgenden von einem Innengehäuse als Ausführungsform eines stationären Bauteils 5 gesprochen.A stationary component 5 is mounted such that a radial play 6 between the blade 4 and the stationary Component 5 is created. For the sake of clarity, the Below of an inner housing as an embodiment of a stationary component 5 spoken.

Ein Strömungsmedium strömt im wesentlichen entlang der Rotationsachse 2 an der Laufschaufel 4 vorbei. Das Strömungsmedium strömt hierbei entlang einer Strömungsrichtung 7. Die Strömung des Strömungsmediums umfasst eine Verlustströmung, die sich entlang einer Verlustströmungsrichtung 8 ausbildet. Die Verlustströmung bildet sich entlang des Radialspaltes 6 aus. Diese Verlustströmung gilt es zu minimieren. Eine im Radialspalt 6 sich befindende Radialspaltdruck-Messeinheit 9 wird derart angebracht, dass ein Druck des Strömungsmediums gemessen werden kann.A flow medium flows substantially along the axis of rotation 2 past the blade 4. The flow medium flows along a flow direction 7 Flow of the flow medium includes a lost flow, which forms along a loss flow direction 8. The leakage flow forms along the radial gap 6 out. This leakage flow should be minimized. An im Radial gap 6 located radial gap pressure measuring unit 9th is attached so that a pressure of the flow medium can be measured.

Entlang der Verlustströmungsrichtung 8 wird eine weitere Strömungsdruck-Messeinheit angebracht, mit der ein Strömungsdruck gemessen wird.Along the loss flow direction 8 is another Flow pressure measuring unit attached, with which a flow pressure is measured.

In einer ersten Ausführungsform ist die Strömungsdruck-Messeinheit als eine in Verlustströmungsrichtung 8 vor dem Radialspalt 6 angeordnete Strömungsvordruck-Messeinheit 10 zum Ermitteln eines in Verlustströmungsrichtung 8 vor dem Radialspalt 6 wirkenden Strömungsvordruck ausgebildet.In a first embodiment, the flow pressure measuring unit as a loss flow direction 8 in front of the radial gap 6 arranged flow pressure measuring unit 10 for Determining a loss flow direction 8 in front of the radial gap 6 acting flow pressure formed.

In einer zweiten Ausführungsform ist die Strömungsdruck-Messeinheit als eine in Verlustströmungsrichtung 8 nach dem Radialspalt 6 angeordnete Strömungsnachdruck-Messeinheit 11 zum Ermitteln eines in Verlustströmungsrichtung 8 nach dem Radialspalt 6 wirkenden Strömungsnachdruck ausgebildet.In a second embodiment, the flow pressure measuring unit as an in loss flow direction 8 to the radial gap 6 arranged downstream pressure measuring unit 11 for Determining a loss flow direction 8 after the radial gap 6 acting Strömungsdruck pressure formed.

Die Druckverhältnisse im Radialspalt 6 und in Verlustströmungsrichtung 8 vor dem Radialspalt 6 und in Verlustströmungsrichtung 8 nach dem Radialspalt 6 sind mit einer Breite des Radialspaltes 6 korreliert.The pressure conditions in the radial gap 6 and in the loss flow direction 8 in front of the radial gap 6 and in the lost flow direction 8 after the radial gap 6 are with a width of the radial gap 6 correlates.

Der Radialspaltdruckaufbau und Radialspaltdruckabbau wird hierbei in erster Näherung durch die Bernoulli-Gleichung beschrieben. Anhand des Druckunterschiedes, das aus der Differenz des Radialspaltdrucks und des Strömungsvordrucks gebildet wird, wird die Breite des Radialspaltes 6 ermittelt.The Radialspaltdruckaufbau and Radialspaltdruckabbau is This is described in a first approximation by the Bernoulli equation. Based on the pressure difference, the difference the radial gap pressure and the flow pressure form is, the width of the radial gap 6 is determined.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden zur Ermittlung der Breite des Radialspaltes 6 alle drei Strömungsdruck-Messeinheiten (Radialspaltdruck-Messeinheit 9, Strömungsvordruck-Messeinheit 10 und Strömungsnachdruck-Messeinheit 11) eingesetzt. Über den sich aufbauenden Druckunterschied zwischen der Radialspaltdruck-Messeinheit 9, der zweiten Strömungsvordruck-Messeinheit 10 und der Strömungsnachdruck-Messeinheit 11 wird ebenfalls die Breite des Radialspaltes 6 ermittelt.In a further alternative embodiment, the determination the width of the radial gap 6 all three flow pressure measuring units (Radial gap pressure measuring unit 9, flow pressure measuring unit 10 and downstream pressure measuring unit 11) used. About the building up pressure difference between the radial gap pressure measuring unit 9, the second Flow-pressure measuring unit 10 and the downstream pressure measuring unit 11 also becomes the width of the radial gap 6 determined.

Die Radialspaltdruck-Messeinheit 9 liefert ein Radialspaltdruckausgangssignal, die Strömungsvordruck-Messeinheit 10 liefert ein Strömungsvordruckausgangssignal und die Strömungsnachdruck-Messeinheit 11 liefert ein Strömungsnachdruckausgangssignal. Die Radialspaltdruck-Messeinheit 9 kann auch als Drucksensor ausgebildet sein. Die Strömungsvordruck-Messeinheit 10 und die Strömungsnachdruck-Messeinheit 11 können ebenso als Drucksensoren ausgebildet sein.Radial gap pressure measurement unit 9 provides a radial gap pressure output signal. the flow-form pressure measuring unit 10 provides a flow pre-pressure output signal and the flow post-pressure measuring unit 11 provides a flow post-pressure output. The radial gap pressure measuring unit 9 can also be designed as a pressure sensor. The flow-pressure measuring unit 10 and the downstream pressure measuring unit 11 can also be designed as pressure sensors.

Das Radialspaltdruckausgangssignal, das Strömungsvordruckausgangssignal und das Strömungsnachdruckausgangssignal werden an eine Auswerteeinheit 12 weitergeleitet. In der Auswerteeinheit 12 werden das Radialspaltdruckausgangssignal, das Strömungsvordruckausgangssignal und das Strömungsnachdruckausgangssignal verarbeitet und daraus die Breite des Radialspaltes 6 ermittelt.The radial gap pressure output signal, the flow pre-pressure output signal and the downstream pressure output forwarded to an evaluation unit 12. In the evaluation unit 12, the radial gap pressure output, the Flow pre-pressure output signal and the flow post-pressure output signal processed and from this the width of the radial gap 6 determined.

Die Auswerteeinheit (12) weist einen Speicher auf, der Referenzkurven enthält, die einen Zusammenhang zwischen den ermittelten Strömungsdrücken und Radialspaltdrücken und der Spaltbreite wiedergeben.The evaluation unit (12) has a memory, the reference curves contains a relationship between the determined Flow pressures and radial gap pressures and the Play the gap width.

Überschreitet die Breite des Radialspaltes 6 einen vorgebbaren Grenzwert, so wird über einen Monitor 13, einen Drucker 14 und/oder eine Signallampe 15 eine Warnmeldung ausgegeben.Exceeds the width of the radial gap 6 a predetermined Limit, so is a monitor 13, a printer 14 and / or a signal lamp 15 issued a warning message.

Durch diese Vorrichtung ist eine Bestimmung der Breite des Radialspaltes 6 während des Betriebes bei hohen Temperaturen möglich. Dadurch kann dieses Verfahren und diese Vorrichtung als Bestandteil einer Einrichtung zur Optimierung des Radialspaltes eingesetzt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung können im transienten Betrieb einer Gasturbine genutzt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung können ebenso im stabilen Betrieb eingesetzt werden.By this device is a determination of the width of Radial gap 6 during operation at high temperatures possible. This allows this method and this device as part of a device for optimizing the radial gap be used. The method and the device can be used in the transient operation of a gas turbine. The method and the device can also be used in the stable operation can be used.

Claims (9)

Verfahren zur Messung der Breite eines zwischen einem um eine Rotationsachse (2) drehbar gelagerten Bauteil (4) und einem stationären Bauteil (5) befindlichen Radialspaltes (6), wobei eine Verlustströmung sich entlang einer Verlustströmungsrichtung (8) im Radialspalt (6) ausbildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Breite des Radialspaltes (6) aus der Differenz eines Wertes eines im Radialspalt (6) wirkenden Radialspaltdruckes und eines Wertes eines in einem Abstand entlang der Verlustströmungsrichtung (8) wirkenden Strömungsdruckes ermittelt wird.
Method for measuring the width of a radial gap (6) located between a component (4) rotatably mounted about a rotation axis (2) and a stationary component (5), wherein a leakage flow forms along a loss flow direction (8) in the radial gap (6),
characterized in that
the width of the radial gap (6) is determined from the difference between a value of a radial gap pressure acting in the radial gap (6) and a value of a flow pressure acting at a distance along the loss flow direction (8).
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strömungsdruck ein in Verlustströmungsrichtung (8) vor dem Radialspalt (6) wirkender Strömungsvordruck ist.
Method according to claim 1,
characterized in that
the flow pressure is a flow pre-pressure acting in the direction of loss of flow (8) in front of the radial gap (6).
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strömungsdruck ein in Verlustströmungsrichtung (8) nach dem Radialspalt (6) wirkender Strömungsnachdruck ist.
Method according to claim 1,
characterized in that
the flow pressure is a flow pressure acting in the direction of loss of flow (8) after the radial gap (6).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das drehbar gelagerte Bauteil (4) eine Laufschaufel eingesetzt wird.
Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
as the rotatably mounted member (4), a blade is used.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das stationäre Bauteil (5) ein Turbineninnengehäuse eingesetzt wird.
Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
as the stationary component (5), a turbine inner housing is used.
Vorrichtung zur Bestimmung eines zwischen einem um eine Rotationsachse (2) drehbar gelagerten Bauteil (4) und einem stationären Bauteil (5) befindlichen Radialspaltes (6), wobei eine Verlustströmung sich entlang einer Verlustströmungsrichtung (8) im Radialspalt (6) ausbildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Radialspaltdruck-Messeinheit (9) zum Ermitteln eines Radialspaltdruckes als Radialspaltdruck-Ausgangssignal und eine Strömungsdruck-Messeinheit zum Ermitteln eines Strömungsdruckes als Strömungsdruck-Ausgangssignal vorgesehen und zur Übertragung des Radialspaltdruck-Ausgangssignals und das Strömungsdruck-Ausgangssignals mit einer Auswerteeinheit (12) verbunden sind, wobei die Auswerteeinheit (12) ausgebildet ist zum Ermitteln der Breite des Radialspaltes (6) durch Vergleich des Radialspaltdruckes mit dem Strömungsdruck.
Device for determining a radial gap (6) between a component (4) rotatably mounted about a rotation axis (2) and a stationary component (5), wherein a leakage flow is formed along a loss flow direction (8) in the radial gap (6),
characterized in that
a radial gap pressure measuring unit (9) for determining a radial gap pressure as Radialspaltdruck output signal and a flow pressure measuring unit for determining a flow pressure as a flow pressure output signal provided and connected to transmit the Radialspaltdruck output signal and the flow pressure output signal to an evaluation unit (12), wherein the evaluation unit (12) is designed to determine the width of the radial gap (6) by comparing the radial gap pressure with the flow pressure.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsdruck-Messeinheit als eine in Verlustströmungsrichtung (8) vor dem Radialspalt (6) anzuordnende Strömungsvordruck-Messeinheit (10) zum Ermitteln eines Strömungsvordruckes ausgebildet ist.
Device according to claim 6,
characterized in that
the flow-pressure measuring unit is designed as a flow-pressure measuring unit (10) to be arranged in the direction of loss of flow (8) in front of the radial gap (6) for determining a flow pre-pressure.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsdruck-Messeinheit als eine in Verlustströmungsrichtung (8) nach dem Radialspalt (6) anzuordnende Strömungsnachdruck-Messeinheit (11) zum Ermitteln eines Strömungsnachdruckes ausgebildet ist.
Device according to claim 6,
characterized in that
the flow-pressure measuring unit is designed as a flow-pressure measuring unit (11) to be arranged in the direction of loss of flow (8) downstream of the radial gap (6) for determining a downstream pressure.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit (12) einen Speicher aufweist, der Referenzkurven enthält, die einen Zusammenhang zwischen den ermittelten Strömungsdrücken und Radialspaltdrücken und der Spaltbreite wiedergeben.
Device according to one of claims 6 to 8,
characterized in that
the evaluation unit (12) has a memory which contains reference curves which represent a relationship between the determined flow pressures and radial gap pressures and the gap width.
EP03018166A 2003-08-08 2003-08-08 Apparatus and method for measuring the width of a radial gap Withdrawn EP1505262A1 (en)

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