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Dokumentenidentifikation DE4223495A1 20.01.1994
Titel Gasturbine
Anmelder Asea Brown Boveri AG, Baden, Aargau, CH
Erfinder Bollen, Jakobus, 7890 Waldshut, DE;
Schmid, Traugott, 5430 Wettingen, CH
Vertreter Rupprecht, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 61476 Kronberg
DE-Anmeldedatum 17.07.1992
DE-Aktenzeichen 4223495
Offenlegungstag 20.01.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.1994
IPC-Hauptklasse F02C 7/06
IPC-Nebenklasse F01D 3/04   F01D 21/04   
Zusammenfassung Bei einer Gasturbine mit sehr kleinem Schaufelspiel befindet sich im Ansauggehäuse (11) eine Rotorschiebeeinrichtung, bestehend aus einem zweiteiligen Pendelgehäuse (1) für die Aufnahme des Axiallagers (2), zwei ringförmigen, am Ansauggehäuse (11) befestigten Trägerplatten (7, 8), auf welchen die Druckdosen (5, 6) angebracht sind, und zwei biegeelastischen Membranen (3, 4), wobei zwischen Pendelgehäuse (1) und Ansauggehäuse (11) definierte Anschlagflächen (9, 10) vorhanden sind. Durch Verschieben des Rotors in der Start- und Auslaufphase in Richtung Turbinenaustritt vergrößert sich das Spiel im kegelförmigen Schaufelkanal, wodurch sich der Schaufelträger frei ausdehnen kann und dadurch Schäden an der Gasturbine vermieden werden.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit sehr kleinem Schaufelspiel.

Stand der Technik

Derartige Gasturbinen sind bekannt. In einer Gasturbine wird die in einem unter mäßigem Überdruck stehenden heißen Gas enthaltene Energie zur Erzeugung mechanischer Arbeit an der Turbine ausgenutzt. Das konstruktive Hauptproblem ist die Bewältigung der hohen Temperaturen. So besteht bei ungünstigem, instationärem Wärmedehnungsverhalten von Rotor und Stator bei sehr kleinen Schaufelspielen, welche zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades der Turbine notwendig sind, eine erhöhte Streifgefahr zwischen Schaufelspitzen und Statorsegmenten. Das kann zu Beschädigungen der Gasturbine führen.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung versucht diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gasturbine eine Vorrichtung zur Einstellung der optimalen Rotorlage bei instationären und stationären Betriebsverhältnissen zur Verbesserung der Schaufelspiele in Gasturbinen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sich im Ansauggehäuse der Gasturbine eine Rotorschiebeeinrichtung befindet, bestehend aus einem zweiteiligen Pendelgehäuse für die Aufnahme des Axiallagers, zwei ringförmigen, am Ansauggehäuse befestigten Trägerplatten, auf welchen die Druckdosen angebracht sind, und zwei biegeelastischen Membranen, wobei zwischen Pendelgehäuse und Ansauggehäuse definierte Anschlagflächen vorhanden sind.

Die biegeelastischen Membrane positionieren das Pendelgehäuse in radialer Richtung.

Es ist zweckmäßig, wenn die Druckdosen mit den Trägerplatten gasdicht verschweißt sind.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß sich das Spiel im kegelförmigen Schaufelkanal durch Verschieben des Rotors während der Start-und Auslaufphase in Richtung Turbinenaustritt vergrößert und sich dadurch der Schaufelträger ungehindert ausdehnen kann und somit Schäden an der Gasturbine vermieden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch die Rotorschiebeeinrichtung im Ansauggehäuse der Gasturbine. Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Im Ansauggehäuse 11 einer Gasturbine befindet sich im Lagerbereich ein zweiteiliges Pendelgehäuse 1 für die Aufnahme des Axiallagers 2. Das Pendelgehäuse 1 wird durch zwei zweiteilige biegeelastische Membranen 3, 4 in radialer Richtung positioniert. In axialer Richtung ist es frei beweglich. Auf den ringförmigen Trägerplattenhälften 7, 8 sind die Druckdosen 5, 6 befestigt (gasdicht verschweißt). Durch die Druckdosen 5, 6 wird das Pendelgehäuse 1 verschoben und an definierten Anschlagflächen 9, 10 fixiert.

Beim Starten der Maschine sind die Druckdosen 5 auf der Hauptschubseite des Axiallagers 2 entlastet. Das Pendelgehäuse 1 liegt auf der Anschlagfläche 9 an und wird durch die gegenüberliegenden Druckdosen 6 in dieser Position fixiert.

Der gesamte Wellenstrang (Gasturbinen-Rotor, Zwischenwelle und Generator-Rotor) ist in Richtung Turbinenaustritt verschoben. In dieser Position wird im kegelförmigen Turbinenschaufelkanal das Spiel zwischen den Schaufelspitzen und den Wärmestausegmenten vergrößert.

Nach einer bestimmten Warmlaufzeit wird der Wellenstrang zurückgeschoben und gegen die Anschlagfläche 10 gefahren, womit ein optimales Spiel in der Turbine eingestellt ist. Diese Position wird durch die Druckdosen 5 auf der Hauptschubseite fixiert und während der ganzen Betriebsphase gehalten. Die Druckdosen 6 sind während dieser Zeit entlastet.

Beim Abstellen der Maschine werden die Druckdosen 5 auf der Hauptschubseite langsam entlastet und der Wellenstrang schiebt sich, mit Hilfe des relativen Turbinenschubes, gegen die Anschlagfläche 9 und wird dort durch die wieder unter Druck gesetzten Druckdosen 6 in Position gehalten. In dieser Position kann sich der Schaufelträger auf das Kaltmaß ungehindert zurückschrumpfen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den Einbau der Rotorschiebeeinrichtung eine optimale axiale Rotorlage bei instationären und stationären Betriebsverhältnissen eingestellt werden kann und sich der Schaufelträger während der Start- und Auslaufphase der Gasturbine frei und ohne Schaden anzurichten ausdehnen kann.

Bezugszeichenliste

1 Pendelgehäuse

2 Axiallager

3 Membran auf der Hauptschubseite

4 Membran auf der Gegenschubseite

5 Druckdosen auf der Hauptschubseite

6 Druckdosen auf der Gegenschubseite

7 Trägerplattenhälfte auf der Hauptschubseite

8 Trägerplattenhälfte auf der Gegenschubseite

9 Anschlagfläche auf der Hauptschubseite

10 Anschlagfläche auf der Gegenschubseite

11 Ansauggehäuse


Anspruch[de]
  1. 1. Gasturbine mit sehr kleinem Schaufelspiel, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ansauggehäuse (11) der Gasturbine eine Rotorschiebeeinrichtung befindet, bestehend aus einem zweiteiligen Pendelgehäuse (1) für die Aufnahme des Axiallagers (2), zwei ringförmigen, am Ansauggehäuse (11) befestigten Trägerplatten (7, 8), auf welchen die Druckdosen (5, 6) angebracht sind, und zwei biegeelastischen Membranen (3, 4), wobei zwischen Pendelgehäuse (1) und Ansauggehäuse (11) definierte Anschlagflächen (9, 10) vorhanden sind.
  2. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdosen (5, 6) mit den Trägerplatten (7, 8) gasdicht verschweißt sind.






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