Beschreibung description
Anordnung zur Befestigung von Turbinenschaufeln Arrangement for fastening turbine blades
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung von Turbinenschaufeln, wobei die Turbinenschaufeln einen Turbinenschaufelfuß aufweisen, der in eine Nut in einer Komponente eingepasst ist, wobei zwischen dem Turbinenschaufelfuß und der Komponente ein Stemmstück angeordnet ist. The invention relates to an arrangement for mounting turbine blades, wherein the turbine blades have a turbine blade root which is fitted in a groove in a component, wherein between the turbine blade root and the component a Stemmstück is arranged.
Dampfturbinen als Ausführungsform einer Strömungsmaschine umfassen vergleichsweise viele Turbinenschaufeln, die in Lauf¬ schaufeln und Leitschaufeln unterteilt werden. Laufschaufeln werden auf dem Rotor und Leitschaufeln im Gehäuse angeordnet. Die Leitschaufeln weisen einen Schaufelfuß auf, der in eine entsprechende Nut im Gehäuse eingebaut wird. Der Einbau er¬ folgt in der Regel von Hand, das bedeutet, dass ein Mitarbei¬ ter per Hand die einzelnen Dampfturbinen-Leitschaufeln in die entsprechenden Nuten mit einer passenden Kraft einbringt. Zusätzlich wird ein Stemmstück zwischen dem Schaufelfuß und der Nut eingestemmt, um eine Kraft zur Fixierung auszuüben. Einige Leitschaufeln weisen Deckbänder auf, die gegenüber dem Fuß verdreht sind. Steam turbine as an embodiment of a turbomachine comprising comparatively many turbine blades, the blades run in ¬ and vanes are divided. Blades are placed on the rotor and vanes in the housing. The vanes have a blade root, which is installed in a corresponding groove in the housing. The installation he ¬ is usually followed by hand, which means that a Mitarbei ¬ ter introducing the single steam turbine blades by hand into the corresponding grooves with an appropriate force. In addition, a caulking piece is caulked between the blade root and the groove to exert a force for fixation. Some vanes have shrouds that are twisted relative to the foot.
Die Dokumente DE 32 36 021 A, EP 2 372 095 A, JP S61 129405A, WO 2013/017805A und WO 2012/15663, 3A offenbarern jeweils eine Turbinenschaufelbefestigung . Das Stemmstück wird in der Regel mit Hammerschlägen getrieben, was einen hohen Kraftaufwand bedeutet und verbunden ist mit einer schnellen Ermüdung des betroffenen Mitarbeiters. The documents DE 32 36 021 A, EP 2 372 095 A, JP S 61 129405A, WO 2013 / 017805A and WO 2012/15663, 3A each disclose a turbine blade attachment. The Stemmstück is usually driven with hammer blows, which means a high expenditure of force and is associated with rapid fatigue of the employee concerned.
Die Erfindung möchte hier Abhilfe schaffen. Aufgabe der Er- findung ist es, eine Anordnung anzugeben, für die weniger Kraftaufwand aufgewendet werden muss.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zur Befesti¬ gung von Turbinenschaufeln, wobei die Turbinenschaufeln einen Turbinenschaufelfuß aufweisen, der in eine Nut in einer Kom¬ ponente eingepasst ist, wobei zwischen dem Turbinenschaufel- fuß und der Komponente ein Stemmstück angeordnet ist, wobei das Stemmstück ein Bi-Metall ist und die Turbinenschaufel als Turbinenleitschaufel ausgebildet ist. The invention seeks to remedy this situation. The object of the invention is to provide an arrangement for which less effort has to be expended. This object is achieved by an arrangement for fastening ¬ tion of turbine blades, wherein the turbine blades have a turbine blade root, which is fitted into a groove in a Kom ¬ component, between the turbine blade foot and the component a Stemmstück is arranged, wherein the Stemmstück is a bi-metal and the turbine blade is designed as a turbine vane.
Somit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen die Stemmstücke zur Fixierung der Turbinenschaufel aus einem Bi-Metall auszufüh¬ ren. Die Stemmstücke sollten bei Einbautemperatur geradlinig ausgeführt sein und ein geringes Übermaß zwischen 0,1mm und 0,2mm aufweisen. Die Turbinenschaufeln lassen sich in diesem Fall mit geringem Kraftaufwand über die Stemmstücke einschie- ben. Das geringe Übermaß reicht aus, um die Schaufel vorzu¬ spannen bzw. zu verklemmen und somit in ihrer finalen Position zu fixieren. Erfindungsgemäß wird im Betrieb die Tempe¬ ratur zwingend erhöht, was zu einer Verbiegung des Bi-Metalls in Richtung des Turbinenschaufelfußes führt. Das bedeutet, dass eine Kraft von dem Bi-Metall auf den Turbinenschaufelfuß und die Nut ausgeübt wird, was zu einer Fixierung führt. Thus, the Stemmstücke for fixing the turbine blade from a bi-metal auszufüh ¬ ren proposed. The Stemmstücke should be performed straight at installation temperature and have a small excess between 0.1mm and 0.2mm. In this case, the turbine blades can be pushed over the retaining pieces with little effort. From vorzu to the blade ¬ tension or to jam and thus fixed in their final position, the small excess is sufficient. According to the invention Tempe ¬ temperature is forcibly increased in operation, which leads to a bending of the bimetal in the direction of the turbine blade root. This means that a force is exerted by the bi-metal on the turbine blade root and the groove, resulting in a fixation.
Daher müssen keine konstruktiven Änderungen vorgenommen werden. Bisher verwendete Stemmstücke können durch Stemmstücke aus Bi-Metall ersetzt werden. Die körperliche Anstrengung für die Mitarbeiter wäre reduziert, was auch zu einer Reduzierung der Unfallgefahr führen würde. Insgesamt ist der Kraftaufwand für das Schieben der Turbinenschaufel über das Stemmstück somit reduziert. Therefore, no structural changes must be made. Previously used Stemmstücke can be replaced by caulking pieces made of bi-metal. The physical effort for the employees would be reduced, which would also lead to a reduction in the risk of accidents. Overall, the force required for pushing the turbine blade over the Stemmstück is thus reduced.
Des Weiteren werden durch den erleichterten Einbau Kosten reduziert, da in gleicher Zeit mehr Turbinenschaufeln eingebaut werden können. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels nun nä¬ her erläutert.
Die Figuren zeigen in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Furthermore, the simplified installation reduces costs because more turbine blades can be installed in the same time. The invention will now be explained nä ¬ forth using an exemplary embodiment. The figures show schematically an embodiment of the invention.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Turbinenschaufelfußes in einer Komponente, Figur 2 ein Bi-Metallstemmstück bei Einbautemperatur, 1 shows a schematic representation of a turbine blade root in a component, FIG. 2 shows a bi-metal clamping piece at installation temperature,
Figur 3 ein Bi-Metallstemmstück bei Betriebstemperatur, FIG. 3 shows a bi-metal clamping piece at the operating temperature,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Turbinenleit- schaufelfußes und FIG. 4 shows a schematic illustration of a turbine guide blade foot and FIG
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Turbinenleit- schaufelfußes mit Hammerfußform. FIG. 5 shows a schematic representation of a turbine guide blade foot with a hammer foot shape.
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung zur Befestigung von Turbinenschaufeln 2 in einer Nut 3 einer Komponente 4. Die Turbi nenschaufel 2 weist einen Turbinenschaufelfuß 5 auf, der in die entsprechende Nut 3 eingepasst ist. Zwischen dem Turbi¬ nenschaufelfuß 5 und der Komponente 4 ist ein Stemmstück 6 angeordnet, wobei das Stemmstück 6 ein Bi-Metall ist. FIG. 1 shows an arrangement for fastening turbine blades 2 in a groove 3 of a component 4. The turbine blade 2 has a turbine blade root 5, which is fitted into the corresponding groove 3. Between the Turbi ¬ nenschaufelfuß 5 and the component 4, a Stemmstück 6 is arranged, wherein the Stemmstück 6 is a bi-metal.
Die Turbinenschaufel 2 ist als Turbinenleitschaufel für eine Dampfturbine ausgebildet. Ebenso könnte die Turbinenschaufel 2 als Verdichterschaufel für eine Gasturbine oder einen Ver¬ dichter ausgebildet sein. The turbine blade 2 is designed as a turbine guide vane for a steam turbine. Likewise, the turbine blade 2 could be formed as a compressor blade for a gas turbine or a Ver ¬ poet .
Die Komponente 4 ist als Gehäuse, insbesondere Innengehäuse einer Dampfturbine ausgebildet. The component 4 is formed as a housing, in particular inner casing of a steam turbine.
Die Figur 2 zeigt das Stemmstück 6 bei Einbautemperatur. Das Stemmstück 6 umfasst ein erstes Material 7 und ein zweites
Material 8, das durch endseitig starre Verbindungen 9 fest miteinander verbunden ist. 2 shows the Stemmstück 6 at installation temperature. The caulking piece 6 comprises a first material 7 and a second one Material 8, which is connected by rigid end connections 9 firmly together.
Das erste Material 7 weist gegenüber dem zweiten Material 8 ein unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten auf. Dadurch wird bei einer Erhöhung der Temperatur die geometrische Form des Stemmstücks 6 verändert, was in der Figur 3 dargestellt ist. Das Stemmstück 6 zeigt eine Verbiegung in eine Richtung. Da das Stemmstück 6 bei Einbautemperatur in einem Spalt 10 zwischen dem Turbinenschaufelfuß 5 und der Nut 3 angeordnet ist, erfolgt durch eine Temperaturerhöhung während des Betriebes ein Kraftzuwachs zwischen dem Turbinen- schaufelfuß 5 und der Nut 3, was zu einer besseren Fixierung der Turbinenschaufel 2 führt. The first material 7 has a different thermal expansion behavior compared to the second material 8. As a result, the geometric shape of the Stemmstücks 6 is changed with an increase in the temperature, which is shown in Figure 3. The Stemmstück 6 shows a deflection in one direction. Since the Stemmstück 6 is arranged at installation temperature in a gap 10 between the turbine blade root 5 and the groove 3, carried by a temperature increase during operation, a power increase between the turbine blade root 5 and the groove 3, which leads to a better fixation of the turbine blade 2 ,
In dem hier dargestellten Beispiel wurde eine Turbinenschau¬ fel für die Anwendung in einer Dampfturbine dargestellt. Es ist genauso gut eine Anwendung für Verdichterschaufeln in Gasturbinen möglich. In the example shown here, a turbine acting ¬ fel for use in a steam turbine has been illustrated. It is just as possible an application for compressor blades in gas turbines.
Die Erfindung ist ebenso für Turbinenleitschaufein anwendbar, was in der Figur 4 gezeigt wird. Die in Figur 4 gezeigte Tur¬ binenleitschaufel weist einen als Hakenfuß ausgebildeten Tur¬ binenschaufelfuß 5 auf. Dieser weist eine zu einem Leitschau- feiträger 11 zeigende Oberfläche 12 auf. In dem Leitschaufel¬ träger 11 ist ein Spalt 13 ausgebildet, in dem das Stemmstück 6 angeordnet ist. The invention is also applicable to turbine nozzle, which is shown in FIG. That shown in Figure 4 Tur ¬ binenleitschaufel has a designed as a hook leg Tur ¬ binenschaufelfuß. 5 This has a surface 12 pointing to a guide slide carrier 11. In the guide vane ¬ carrier 11, a gap 13 is formed, in which the Stemmstück 6 is arranged.
Des Weiteren weist der Turbinenschaufelfuß 5 eine im Wesent- liehen seitlich angeordnete Seitenfläche 14 auf, die im We¬ sentlichen senkrecht zur Oberfläche 12 ausgerichtet ist. Das Stemmstück 6 ist in einem seitlich angeordneten Spalt 13 angeordnet, was zu einer zusätzlichen Fixierung führt. Figur 5 zeigt einen als Hammerfuß ausgebildeten Turbinenschaufelfuß 5 auf.
Furthermore, the turbine blade 5 to a loan in materiality laterally arranged side face 14 which is oriented perpendicular to the surface sentlichen We ¬ 12th The Stemmstück 6 is arranged in a laterally arranged gap 13, which leads to an additional fixation. FIG. 5 shows a turbine blade root 5 designed as a hammer base.