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WO2010063283A1 - Düsensegment für eine dampfturbine - Google Patents

Düsensegment für eine dampfturbine Download PDF

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Publication number
WO2010063283A1
WO2010063283A1 PCT/DE2009/050063 DE2009050063W WO2010063283A1 WO 2010063283 A1 WO2010063283 A1 WO 2010063283A1 DE 2009050063 W DE2009050063 W DE 2009050063W WO 2010063283 A1 WO2010063283 A1 WO 2010063283A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam turbine
nozzle segment
sealing
nozzle
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2009/050063
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Klemm
Jörg GATZKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Everllence SE
Original Assignee
MAN Turbo AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Turbo AG filed Critical MAN Turbo AG
Priority to DE112009003212T priority Critical patent/DE112009003212A5/de
Publication of WO2010063283A1 publication Critical patent/WO2010063283A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F01D9/044—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators permanently, e.g. by welding, brazing, casting or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines

Definitions

  • Nozzle Segment for a Steam Turbine The invention relates to a nozzle segment for a stage, in particular a recycling stage, a steam turbine, mtt at least one vane and a Befes ⁇ - supply section for fixing the DQsensegment ⁇ , and a steam turbine with a nozzle ring mtt such D ⁇ sens ⁇ gmenten.
  • the mass flow rate can be varied by individual nozzles of a stage to affect the performance of the turbine.
  • the nozzles can, for example, be adjusted by adjusting ⁇ 3 m of their defining heights.
  • the control stage is the first stage of a steam turbine; its stepped wheel is called the control wheel
  • Dw nozzle ring is here separately composed of individual nozzle segments, which are axially spaced from the Dftchtungsftftch ⁇ between réellegehause and Jardinnrad.
  • the object of the present invention is to improve a seal on the outer circumference of a stepped wheel of a steam turbine.
  • a nozzle segment according to the preamble of claim 1 is further developed by the characterizing Merkmaie claim 7 provides a steam turbine with a nozzle ring with soteh ⁇ n DO ⁇ ensegmenten under protection, the ünter bulke relate to advantageous developments.
  • nozzle segments or a stage of a steam turbine, each having a ⁇ fixing section for attachment to, for example, an inner housing, in particular a stator of the steam turbine, integral with a sealing section for sealing a step wheel of the steam turbine on its outer circumference.
  • the sealing section can be fastened to the steam turbine together with the nozzle segment.
  • a suitable sealing surface can be formed on the inner housing, which faces the outer circumference of the stepped wheel and cooperates sealingly with it on a simple assembly-wise manner
  • the sealing section on the single nozzle segment can often be made or machined more easily than in situ in the steam turbine.
  • Another advantage may be that the axial distance between the nozzle segment or Hing and the sealing surface can be shortened, so that the a- xiale space for receiving the nozzle ring and sealing surface shortens and / or less dead zones in the steam flow to the step wheel arise.
  • Vorteefttaft also increases Gestaitungsspielraum in the construction of the inner Gehiuses.
  • it is preferably possible to dispense with a Schwanerihai-shaped deposition in the lacquer application layer.
  • a nozzle segment according to an embodiment of the present invention with an integrated othaling section even the smallest blades can be represented.
  • the underlying invention can be implemented in DQ segments and in the regeneration stage.
  • Their stepper or reirradial is subjected to strongly alternating changes, particularly in the case of variations in the steam flow, so that the seal is subjected to increased loads on the outer circumference, which are better absorbed by a sealing section formed integrally with a nozzle segment.
  • the formation of the sealing section on the DQ ⁇ segment can enable a compensation of heat-related changes in the quality of the inner housing.
  • the integral formation of the construction section with the nozzle segment can be realized, in particular, by means of a single-layer design of the nozzle segment with fastening seal section and one or more laminate projects.
  • a nozzle segment can be formed in the form of a urine, for example cast or forged, and / or machined, for example milled, ground or eroded.
  • the decay step is advantageously made of the usually high-quality, in particular high-strength, hard and / or temperature-resistant material of the actual nozzle segment, thus additionally protecting the inner housing.
  • the sealing portion can also be detachable, for example by screws, or inextricably, for example by welding. Caulking. Rivets or the like, with the remaining nozzle segment in particular the attachment portion, a LetechaufeKu ⁇ and / or a Lattsc ⁇ a ⁇ fekJeckel be connected.
  • the sealing section In the axial direction of the steam turbine, the sealing section preferably fully or partially engages over the outer circumference of the stepped wheel if the nozzle segment and the stepped wheel are fastened in the steam turbine in order to make sealing material available at the outer circumference.
  • the inner housing can advantageously be protected against wear or damage by a grazing outer circumference of the stepped wheel, but also against mechanical and thermal stresses by the steam.
  • the sealing portion can be easily replaced together with the rest of Dösensegment.
  • one or more, in particular axially spaced-apart, seal binder are arranged on the Dteht ⁇ ngsabites soft stand extend in the radial direction to the Auß ⁇ nuse the stage wheel out.
  • One or more sealing bands can be detachably or permanently attached to the sealing portion, for example, be caulked with this.
  • one or more sealing bands may also be in one piece with the sealing portion, for example as radial shoulders.
  • a combination of such single-storey, radial Absetze and fortified Dfchtungs- bander is possible.
  • a nozzle segment in which the guide blade, fastening element and sealing section are constructed in one piece and to which additional elements, for example separate sealing strips are fastened is referred to as one-piece in the sense of the present invention
  • a nozzle ring of one or more stages comprises one or more nozzle segments explained above.
  • a nozzle ring may consist entirely of dome segments according to the invention, in which case preferably their connecting portions form a substantially closed sealing ring above the outer circumference of the corresponding stepped gear.
  • adjacent sealing sections may be adapted to their have mutually facing memorissstirnmaschine complementary structures, for example, projections or recesses in the circumferential direction, have
  • the nozzle section of a first nozzle segment may have a greater extent in the circumferential direction, that of an adjacent second nozzle segment a smaller overall to give the desired overall circumference.
  • Fig. 1A, 1B in each case a control stage of a steam turbine according to the prior art in longitudinal section;
  • FIG. 2B a nozzle segment according to an embodiment of the present invention in perspective view
  • FIG. 1A shows a longitudinal section of a control stage of a steam turbine according to the prior art with a nozzle segment 10, which is fastened in a separate swinging hanger-shaped Lertschaufettrager or Düsenk ⁇ sten 3OA, which is part of a mecanicgehiuses 3OC the steam turbine are as irme ⁇ gehause so far those Parts of the steam turbine that carry the steam to or in the loading section.
  • a reirradial 20 of a rotor 100 of the steam turbine which has radial protrusions on its outer circumference (at the top in FIG.
  • FIG. 1B shows a corresponding illustration of a control stage of a further steam turbine according to the prior art.
  • the same components are designated by the same reference numerals, so reference is made to the above explanations.
  • the design of the tnnengehauses which is here formed with an integrated L ⁇ rtscnaufe ⁇ rä ⁇ er to which the nozzle segments 10 are fixed, which requires adversely an unnecessary radial blade height of the Leitschaufein the nozzle segments 10 and the La ⁇ fschaufein the control wheel 20th
  • the nozzle segment 1 for example, on a separate Leitschrag ⁇ rrag ⁇ r 30A, as shown in Rg. 1 A or an integrated into the inner housing Leitschaufeltrager, as shown in Fig. 1B, for example, be introduced into a restrictivetnut (not shown) ,
  • a plurality of guide vanes 1.2 are formed. Two adjacent vanes each define a nozzle for bypassing * A flow of steam on runners 2.1, 2.2,... 2.5 of a subsequent control wheel 2.
  • the nozzle segment 1 extends in circumferential direction over a plurality of nozzles and accordingly has a plurality of oil pockets 1.2.
  • each dssensegm ⁇ nt can ask only one leHschaufol.
  • the fixing portion 1.1 is a 1.3 Oichtungsabrough formed. This has in Urnfarigscardi the same width as the mounting portion 1.1, and extends in the axial direction (from left to right in Fig. 2) on the outer periphery of the control wheel 2, by interconnected cover plates 2A adjacent UH ⁇ schaufeln 2.1, 2.2, .. .2.5 of the control wheel 2 is formed
  • the cover plates 2A have radial shoulders in the axial direction.
  • the abutting circumferential faces of the sealing portions of the adjacent nozzle are substantially vapor-tight with each other, so that the sealing portions 1.3 together form a closed sealing ring.
  • the sealing portions 1.3 may have a slight excess in the circumferential direction, so that they are braced against each other in the assembled state in order to increase the tightness of the sealing ring.
  • the sealing strips 1.4 may have the same width as the sealing section 1.3 in the beginning, and thus be joined, for example welded or squashed, prior to the attachment of the nozzle segment 1 to the inner housing, or integrally, for example as pre-formed or subsequently inserted radial shoulders be made together with the sealing section 1.3. Gl ⁇ ichermaöen, however, it is also possible first to attach several, especially all nozzle segments with the integrated seal sections on the inner housing and only then introduce annular sealing bands in circumferential grooves in the sealing ring.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Ein Düsensegment (1) für eine Stufe, insbesondere eine Regelstufe, einer Dampfturbine, mit wenigstens einer Leitschaufel (1,2) und einem Befestigungsabschnitt (1,1) zur Befestigung des Düsensegments weist einen Dichtungsabschnitt (1.3) zur Abdichtung eines Stufenrades (2) der Dampfturbine an seinem Außenumfang auf, der integral mit dem Düsensegment (1) ausgebildet ist.

Description

Düsensegment für eine Dampfturbine Dte Erfindung betrifft ein Düsensegment für eine Stufe , insbesondere eine Regβl- ttufe, einer Dampfturbine, mtt wenigstens einer Leitschaufel und einem Befesϋ- gungsabschnitt zur Befestigung des DQsensegmentβ, sowie eine Dampfturbine mit einem Düsensring mtt solchen Dύsensβgmenten.
In einer Stufe einer Dampfturbine wird Dampf durch die Leitschaufeln eines DO- senringes auf die LauftchatjfMn eirm nachf^^ lenkt das Enthalpie des Dampfes in mechanische Arbeit umsetzt. Bei einer DO- sengruppenregekjng kann der Massendurchsatz durch einzelne Düsen einer Re- geistufe verändert werden, um die Leistung der Turbine zu regein. Die Düsen können beispielsweise durch Verstellung <3m sie definierenden LeHschaufetn verftn- dert werten Jm Alkjβrndnβn ist die Regβtetufe die erste Stufe einer Dampfturbine, ihr Stufenrad wird als Regelrad bezeichnet
Insbesondere bei Regelstufen ist eine Abdichtung des Stufen- bzw. Regeiradeβ an seinem Außenumfang gegen das dampffOhrende Innengβhäusβ der Dampfturbine erforderlich, um eine Leckageströmung des Dampfe« zu verhindern, die den WIr- kungsgrad der Turbine reduzieren wurde.
Hierzu ist es beispielsweise aus der DE 1004202 A bekannt, radial nach innen vorragende Dichtb&nder am Inneogehause der Dampfturbine zu befestigen, die mit radialen Vorsprängen am Außenumfang des Regalrades eine Labyrinthdichtung ausbilden. Dw Düsβnring ist hier separat aus einzelnen Düsensegmentsn zusammengesetzt, weiche axial von der Dtchtungsftftchβ zwischen innengehause und Stufenrad beabstandet sind.
Nach der DE 34 13628 C2 ist es auch bekannt am Innengehause der Dampfturbine einen Einsatz zu befestigten, an dem Dichtbander ausgebildet sind. Aus dieser Druckschrift und der DE 102004026503 A1 ist es ebenfalls bekannt Dfcht- bander nur am Au&enumfang eines Stufenradeβ vorzusehen, weiche mit einer Dichtflache am Innengehause der Dampfturbine zusammenwirken. In alten be» kannten Lösungen sind die Düsensegmente und die gehauseseitigen Dichtflächen somit als separate Bauteile ausgeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtung am Aυßenumfang eines Stufenrades einer Dampfturbine zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Düsensegment nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmaie weitergebildet Anspruch 7 stellt eine Dampfturbine mit einem Düsenring mit sotehβn DOβensegmenten unter Schutz, die ünteranspruche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Erfindungβgβmaß wird vorgeschlagen, ein oder mehrere Düsensegmente (Or eine Stufe einer Dampfturbine, die jeweils einen βefestigungsabschnitt zur Befestigung beispielsweise an einem Innengehause, insbesondere einem Leitβchaufeitrager. der Dampfturbine aufweisen, integral mit einem Dichtungsabschnitt zur Abdichtung eines Stufenrades der Dampfturbine an dessen Außenumfang auszubilden.
Durch die integrale Ausbildung von Dosensegment und Dichtungaabschnitt kann der Dichtungsabschnittos zusammen mit dem Düsensegment an der Dampfturbine befestigt werden. Hierdurch kann auf montagetechnisch einfache Weise ein geeignete Dichtungsfl äche am Innengehä use ausgebildet werden, die dem Außenumfang des Stufenrades gegenüberliegt und mit diesem dichtend zusammenwirkt
Vortoilhafterweise ist es nicht mehr nötig, neben den Düsensegment noch weitere separate Einsalze oder Dichtungsbänder am Gehäuse zu befestigen. Gleich- wohl können natürlich zusätzlich zu dem Dichtungsabschnitt des Düsensegmentes noch weitere Einsatze und/oder Dichtungsbander auch direkt am Innengehause der Dampfturbine vorgesehen werden, um die Dichtwirkung mit dem Außβnum- fang des Stufenrades zu verbessern, beispielsweise eine Labyrinthdichtung axial zu verlangem oder mehrstufig auszubilden
AIs weiterer Vorteil kann der Dichtungsabschnitt am einzelnen Düsensegment häufig einfacher hergestellt oder bearbeitet werden als in situ in der Dampfturbine.
Ein weiterer Vorteil kann darin liegen, dass der axiale Abstand zwischen dem Dü- sensegment bzw. Hing und der Dichtfläche verkürzt werden kann, so dass der a- xiale Bauraum zur Aufnahme von Düsenring und Dichtfläche sich verkürzt und/oder weniger Totgebiete in der Dampfströmung zum Stufenrad entstehen.
Vorteifttaft vergrößert sich auch der Gestaitungsspielraum bei der Konstruktion des Innengehiuses. So kann vorzugsweise auf einen schwanerihaisförmigen Ab- βchrAt im Lβitschaufettragβr verzichtet werden. Zudem können mit einem Düsen- segmeπt nach einer AυsfQhaing der vorliegenden Erfindung mit integriertem Otch- tungsabschnitt auch kleinste Schaufettfhen dargestellt werden.
MHt beβonderem Vorteil kann die vonlegenden Erfindung bei DQsensegmenten & im Regeistufe umgesetzt werden. Deren Stufen- bzw. Regeirad wird insbesonde- re bei Variationen des Dampfstromes stark wechselnd beaufschlagt, so dass die Dichtung am Auβenumfang erhöhten Belastungen ausgesetzt ist, die durch ein integral mit einem Düsensegment ausgebildete Dichtungsabschnitt besser aufgenommen werden. Zudem kann die Ausbildung des Dichtungsabschnittes am DQ- βensegment eine Kompensation wArmebedingter Qestaitsanderungen des Innen- gehäuses ermöglichen.
Die integrale Ausbidung des Dtehtungsabschnittes mit dem Düsensegment kann insbesondere durch eine einstöckige Gestaltung des Düsensegmente« mit Befes- tJgungsabscrmät Dichtungsabschnitt und einer oder mehreren LβtechaufeJn realisiert werden. Beispielsweise kann ein solches Düsensegment urgeformt, etwa ge> gössen oder geschmiedet, und/oder spanend bearbeitet, beispielsweise gefräst, geschliffen oder erodiert werden. Vortβihaft ist insbesondere in diesem FaI auch der Dkärtungsabachrritt aus dem in der Regel hochwertigen, insbesondere hoch» festen, harten und/oder temperaturtMtstandigen Material des eigentlichen Düsensegmentes, und schützt so zusätzlich das Innengehause.
Gleichermaßen kann der Dichtungsabschnitt jedoch auch lösbar, beispielsweise durch Schrauben, oder unlösbar, beispielsweise durch Schweißen. Verstemmen. Nieten oder dergleichen, mit dem übrigen Düsensegment insbesondere dem Befestigungsabschnitt, einem LetechaufeKuβ und/oder einem LattscάaυfekJeckel verbunden werden. Dies erhöht vorteilhaft die Flexibilität bei der Gestaltung, Mate- rialwahi. Herstellung und Bearbeitung des Dichtungsabschnittes und des übrigen Dusermegmentes. Der Dichtungsabschnitt übergreift in der axialen Richtung der Dampfturbine den Außenumfang des Stufenrades bevorzugt ganz oder teilweise, wenn das Düsen- segment und das Stufenrad in der Dampfturbine befestigt sind, um am Außenum- fang mm Dichtfiache zur Verfügung zu »taten. Hierdurch kann das Innengehause vorteilhaft gegen Verschleiß oder Beschädigungen durch einen anstreifenden Au- ßenumfang des Stufenrades, aber auch gegen mechanische und thermische Beanspruchungen durch den Dampf geschützt werden. Andererseits kann der Dichtungsabschnitt zusammen mit dem übrigen Dösensegment einfach ausgetauscht werden.
Vorzugsweise sind auf dem Dtehtυngsabschnitt ein oder mehrere, insbesondere axial voneinander beabstandete, Dichtungsbinder angeordnet weiche steh in radialer Richtung zu dem Außβnumfang des Stufenrades hin erstrecken. VvIe im bekannten Stand der Technik kann so eine wirkungsvolle ein- oder mehrstufige La- byrinthdichtung geschaffen werden.
Ein oder mehrere Dichtungsbander können lösbar oder unlösbar an dem Dichtungsabschnitt befestigt, beispielweise mit diesem verstemmt sein. Gleichermaßen können ein oder mehrere Dichtungsbander auch einstöckig mit dem Dichtungsabschnitt ausgebβdet sein, beispielsweise als radiale Absätze. Auch eine Kombination solcher einstöckigen, radialen Absetze und befestigter Dfchtungs- bander ist möglich. In diesem Zusammenhang wird auch ein Düsensegment, bei dem Leitschaufel, Befestigung»* und Dichtungsabschnitt einstöckig ausgebftdet sind, und an dem wertere Elemente, beispielsweise separate Dichtungsbander befestigt sind, als einstöckig im Sinne ύw vorliegenden Erfindung bezeichnet
Bei einer erftndungsgemAßen Dampfturbine umfasst ein Düsensring einer oder mehrerer Stufen, insbesondere einer Regelstufe, ein oder mehrere άet vorstehend erläuterten Düsensegmente. Beispielsweise kann ein Düsensring komplett aus er- findungsgemißen Dösensegmenten bestehen, wobei dann vorzugsweise ihre Dkätfongsabschnitte einen im Wesentlichen geschlossenen Dichtungsring Ober den Außenumfang des entsprechenden Stufenradeβ bilden. Zur Erhöhung der Festigkeit des Dösenringes und/oder zur Verbesserung der Dttrtungsekjenschaf- ten des Dichtungsringes können benachbarte Dichtungsabschnitte auf ihren ein- ander zugewandten Umfangsstirnβeiten komplementäre Strukturen, beispielsweite Vorsprünge bzw. Aussparungen in Umfangsrichtung, aufweisen
Dementsprechend ist es gleichermaßen mögδch, dass aüe OQsensegmente eines DQsenringes die gleichen oder untarschiediiche CHchtungsabschnittβ aufweisen. Beispielsweise kann der Dlchtungsabechnitt eines ersten Düsensegmβnts in Um- fangsrichtung eine größere Erstreckung aufweisen, derjenige eine« angrenzenden zweiten Düsensegments eine kleinere, to dass sich insgesamt der gewünschte Gesamtumfang ergibt Dies zeigt dass es auch möglich ist βrfindungsgemlßβ Düsensegmente mit integrierten Dfdϋungsabschnittan mit herkömmlichen Ousen- Segmente ohne Dichtungsabschnitten zu einem Dυβenπng zu kombinieren, indem beispielsweise die Oichtungsabschnitte der erfiπdυngsgema^βn Düsβnβegmente in Umfangsrichtung auf beiden Seiten das übrige Düsensegment insbesondere dessen BβfeβtJgungsabβchrHtt, jeweils um die halbe UmfanQsβrstreckuog einet herkömmlichen OOsensegmentt überragen. Werden dann abwechselnd erfin- dungsgemδßβ und herkömmliche Düsensegmente zu einem Döβenring zusammengesetzt stoßen die Ümfangsstimseiten zweier erfindungsgemflfier OOsensegmente vor einem zwischen imen aufgenommenen herkömmlichen Duserv segment ohne integrierten Dichtungsabschnitt aneinander und bilden wiederum einen geschlossenen Dichtungsring.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteranspruchen und den AusfOhrungsbeispielen. Hierzu zeigt teilweise schematisiert
Fig. 1A, 1B: jeweils eine Regelstufe einer Dampfturbine nach dem Stand der Technik im Längsschnitt; und
Fig. 2B: ein Düsensegment nach einer Ausführung der vorliegenden Erfin- düng in perspektivischer Teüansicht
Fig. 1A zeigt im Längsschnitt eme Regelstufe einer Dampfturbine nach dem Stand am Technik mit einem Dusensegment 10, weiches in einem separaten schwanen- haJsförmigen Lertschaufettrager bzw. Düsenkβsten 3OA befestigt ist, der Teil eines Innengehiuses 3OC der Dampfturbine ist Als irmeπgehause werden insoweit die- jenigen Teile άer Dampfturbine bezeichnet die den Dampf zu bzw. in der Be- schaufekjng führen. Axial benachbart ist ein Regeirad 20 eines Läufers 100 der Dampfturbine angeordnet das an seinem Außenumfang (oben in Rg. 1A) radiale Vorspränge aufweist, welche mit Dichtungsbλnctem, die in einer Dttrtungβflache 30B des Innen- gehäuftes 3OC der Dampfturbine verstemmt sind, eine Labyrinthdichtung bilden Nachteilig ist die Befestigung der separaten Dtttiungsbander in der DichtungsfMh che 3OB schwierig und erfordert neben der ohnehin erforderlichen Befestigung der Dosensegmente 10 weitere Montageschritte. Zudem ist der schwanenhaJβförmige Lertschaυfeitrager 30A. der durch die axiale Beabstandung von Dösensegmenten 10 und Dk-hturtgsbβndem im Bereich 3OA bedingt ist, fertigungs- und fββbgkerts- technisch nachteilig.
Rg. 1B zeigt in entsprechender Darstellung eine Regelstufe einer weiteren Dampfturbine nach dem Stand der Technik. Gleiche Bauteile sind durch dieselben Be- zugszβichen bezeichnet so dass auf obige Erläuterungen verwiesen wird. Die Gestaltung des tnnengehauses, das hier mit einem integrierten LβrtscnaufeΛräαer ausgebildet ist, an dem die Düsensegmente 10 befestigt sind, bedingt Wer nachteilig eine unnötige radiale Schaufelhohe der Leitschaufein der Düsensegmente 10 bzw. der Laυfschaufein des Regelrades 20.
An Steile separater Dichtungsbänder 9n der Dichtungβflachβ 3OB des Innenge- häuses 3OC und hiervon baulich getrennter Düsensegmente 10 schlagt die vorüe- gende Erfindung vor, einen Dichtungsabschnitt, mit dem ein Außenumfang eines Regelrades gegen das Innengehduse abgedichtet wird, integral mit dem ohnehin an dem Irtnengehftuse zu befestigenden Düββnsegment auszubilden. Flg. 2 zeigt hierzu in perspektivischer Teilansicnt ein Dusensegment 1 nach einer Ausfuhrung der vorliegenden Erfindung mit integriertem DκΛtungsabscnnitt 1.3. Das Düsenaegmeπt 1 weist einen Befestigungsabschnitt 1.1 zur Befestigung an der Dampfturbine auf. Mit diesem kann das Düsensegment 1 beispielsweise an einem separaten LeitschaufβRragβr 30A, wie er in Rg. 1 A dargestellt ist oder einem in das Innengehfluse integrierten Leitschaufeltrager, wie er in Fig. 1B dargestellt ist, befestigt beispielsweise in eine Führungtnut eingeführt werden (nicht dargestellt).
Einstöckig mit dem Befestigungsabschnitt 1.1 sind mehrere Leitschaufeln 1.2 ausgebildet. Zwei benachbarte Leitschaufeln definieren jeweils eine Düse zur Umlen* kung einer Dampfströmung auf Laufschaufetn 2.1, 2.2, ...2.5 eines nachfolgenden Regefrades 2. Im Auβfuhrungsbetspiβl erstreckt sich das Düsensegment 1 in Um- fangβricntung Ober mehrere Dösen und weist dementsprechend mehrere Lβit- schaufein 1.2 auf. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann jedes Dύsenseg- mβnt auch nur jewsfe eine LeHschaufol fragen.
Ebenfalls einstöckig m'rt dem Befestigungsabschnitt 1.1 ist ein Oichtungsabschnitt 1.3 ausgebildet. Dieser weist in Urnfarigsrichtung die gleiche Breite auf wie der Befestigungsabschnitt 1.1, und erstreckt sich in axialer Richtung (von links nach rechts in Fig. 2) Ober den Außenumfang des Regelrades 2, der durch miteinander verbundene Deckplatten 2A benachbarter UHΛschaufeln 2.1, 2.2,...2.5 des Regel- rades 2 gebildet ist
Die Deckplatten 2A weisen in axialer Richtung radiale Absätze auf. Diese büden mit drei Dichtungsbandern 1.4, die in Umfangtnutβn des Dichtungsabschnittes 1.3 verstemmt sind, eine Labyrinthdichtung. Die aneinander anstoßenden Umfangs- Stirnflächen der Dichtungsabschnitlβ bβfiachbarter Dusβftsβgmβnte scMieβen im Wesentlichen dampfdicht miteinander ab, so dass die Dichtungsabschnftto 1.3 zusammen einen geschlossenen Dichtungsring bilden. Hierzu können die Dichtungsabschnitte 1.3 in Umfangsrichtung ein geringes Übermaß aufweisen, so dass sie im montierten Zustand gegeneinander verspannt sind, um die Dichtigkeit des Dichtungsringes zu erhöhen.
Die Dichtungsbβnder 1.4 können in ümfangsήchtung dieselbe Breite aufweisen wie der Dichtungsabschnitt 1.3, und so bereits vor der Befestigung des Düsen- segmentss 1 am Innengehause mit dem Dichtungsabschnitt 1.3 verbunden, beispielsweise verschwei&t oder verstsmmt werden, oder integral, beispielsweise als urgeformte oder nachträglich eingefrftste radiale Absätze zusammen mit dem Dichtungsabschnitt 1.3 hergestellt werden. Glβichermaöen ist es jedoch auch möglich, zunächst mehrere, insbesondere alle Düsensegmente mit den integrierten Dichtungsabschnitten am Innengehause zu befestigen und erst anschließend ringförmige Dichtungsbänder in umlaufende Nuten im Dichtungsring einzuführen.
Figure imgf000010_0001

Claims

Patentansprüche Düsensegment (1) für eine Stufe, insbesondere eine Regelstufe, einer Dampfturbine, mit wenigstem einer Leitschaufel (1.2) und einem Sefestigungsab- schnitt (1.1) zur Befestigung des Dϋsensegments, gekennzeichnet durch βt- nen Dichtungsabschnitt (1.3) zur Abdichtung eines Stufenrades (2) der Dampfturbine an seinem Aυßenumfang, wobei der Otchtungsabschnitt (1 3) integral mit dem Düsensegment (1) ausgebildet ist
Düsensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass es einstöckig ausgebiidet insbesondere urgeformt und/oder spanend und/oder elektroerosiv bearbeitet ist
Düsensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Dichtungsabschnitt lösbar oder unlösbar mit dem übrigen Düsensegment verbunden ist
Düsensegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (1,3) in axialer Richtung der Dampfturbine den Außenumfang des Stuferwades (2) wenigstens teilweise übergreift, wenn das Düsensegment und das Stufenrad in der Dampfturbine befestigt sind.
Düsensegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet dass der Dichtungsabschnitt wenigstens ein Dichtungsband (1.4) aufweist, weiches sich in radialer Richtung zu dem Außenumfang des Stufenrades hin erstreckt, wenn das Düsensegment und das Stufenrad in der Dampfturbine befestigt sind.
Düsensegment nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dich- tungsband (1.4) lösbar oder unlösbar an dem Dichtungsabschnitt (1.3) befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist
Dampfturbine mit wenigstens einer Stufe, insbesondere mit einer Regelstufe, welche einen Düsensring und ein Stufenrad (2) aufweist, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Düsensring wenigstens ein DQsensegment (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasβt
Dampfturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das DQsβn- sβgment an einem Innengehiuse (30C) oder einem Düsenkasten (30A) der Dampfturbine befestigt ist
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