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    • 专利摘要:
    Zur Befestigung von diskreten axial fluchtend ausgerichteten ersten und zweiten Turbinenwellen (52, 54, 152, 154) gehört ein an dem einen Ende einer Welle (52, 152) vorgesehener Flansch (72, 172) und ein auf der anderen Welle angeordnetes Laufrad (60, 162). Bohrungen, die durch den Flansch und das Laufrad in axial fluchtender Stellung ausgebildet sind, nehmen Befestigungselemente (78) auf, die das Laufrad und den Flansch aneinander sichern und dadurch die Wellenabschnitte aneinander befestigen. Die Befestigungselemente greifen in Segmente (82) ein, die auf der dem Flansch abgewandten Seite des Laufrads angeordnet sind, um ein Zusammenklemmen des Flansches und des Laufrades aneinander zu ermöglichen. Die Segmente weisen außerdem gekrümmte äußere Flächen (94) auf, die mit radial gegenüberliegenden Labyrinthzähnen (102) von Dichtungsringsegmenten, die einstückig mit dem Turbinenzwischenwänden ausgebildet sind, Dichtungsflächen bilden.The attachment of discrete axially aligned first and second turbine shafts (52, 54, 152, 154) includes a flange (72, 172) provided on one end of a shaft (52, 152) and an impeller (60 , 162). Bores which are formed through the flange and the impeller in an axially aligned position receive fastening elements (78) which secure the impeller and the flange to one another and thereby fasten the shaft sections to one another. The fastening elements engage in segments (82) which are arranged on the side of the impeller facing away from the flange, in order to enable the flange and the impeller to be clamped together. The segments also have curved outer surfaces (94) which form sealing surfaces with radially opposite labyrinth teeth (102) of sealing ring segments which are formed in one piece with the turbine intermediate walls.
    公开号:DE102004024789A1
    申请号:DE200410024789
    申请日:2004-05-17
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Gene David Palmer；Stephen Roger Swan
    申请人:General Electric Co；
    IPC主号:F01D5-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren, die dazu dienenbenachbarte Enden von Turbinenläuferwellenaneinander zu befestigen und sie betrifft insbesondere Kupplungenzwischen axial fluchtend ausgerichteten Dampfturbinenläuferwellen, diegeeignet sind, die zwischen Lagern vorhandene Spannweite zu reduzieren,die Steifigkeit eines Laufrads zu erhöhen und das Einrichten zusätzlicherLäuferstufenoder eine Verringerung der Längedes Laufrads zu ermöglichen.TheThe invention relates to devices and methods which serve the purposeadjacent ends of turbine rotor shaftsattach to each other and it particularly affects couplingsbetween axially aligned steam turbine rotor shafts, theare suitable for reducing the span between bearings,increase the rigidity of an impeller and set up additional onesrunners stagesor a reduction in lengthof the impeller.
    [0002] Aufgrundvon fürdie Läuferwellenbestehende Materialbelastungsgrenzen ist es im Falle von Läufersträngen vonTurbinen, insbesondere bei Dampfturbinen, häufig erforderlich, Läuferwellenin einem vorgegebenen Dampfstrompfad axial fluchtend aneinanderzu befestigen. Die Befestigung nimmt in axialer Richtung Raum inAnspruch, der die Lager-Lager-Spannweitevergrößert. Intypischen axialen Befestigungen für fluchtend ausgerichtete Läuferwellenweisen die Enden axial benachbarter Läuferwellen Flansche mit fluchtendenBolzenbohrungen auf, die es ermöglichen,die Flansche mittels Bolzen/Schrauben unmittelbar aneinander zuverbinden. Es ist daher offensichtlich, dass die der Befestigungder Flansche dienenden Wellenendabschnitte beträchtlichen zusätzlichena xialen Raum benötigen, umderen Befestigung unterzubringen. Dies wiederum erhöht die Gesamtlänge zwischenLagern, mit der Folge einer unerwünschten Reduzierung der Laufradsteifigkeit.Folglich hat es sich als erstrebenswert erwiesen, benachbarte Läuferwellenendabschnittein einer Weise zu verbinden, die die Spannweite zwischen Lagernreduziert, um so die Steifigkeit des Laufrads zu erhöhen undengere Toleranzen und eine Erhöhungder Anzahl von Turbinenstufen oder eine Verringerung der Laufradlänge zu ermöglichen.by virtue offrom forthe rotor shaftsexisting material load limits are in the case of rotor strands ofTurbines, especially in steam turbines, often required, rotor shaftsaxially aligned with one another in a predetermined steam flow pathto fix. The attachment takes up space in the axial directionClaim that the bearing-bearing spanincreased. Intypical axial fastenings for aligned rotor shaftsthe ends of axially adjacent rotor shafts have flanges with aligned onesBolt holes that allowthe flanges directly to each other by means of bolts / screwsconnect. It is therefore obvious that the attachmentof the flanges serving shaft end sections considerable additionalaxial space need toto accommodate their attachment. This in turn increases the overall length betweenStorage, with the consequence of an undesirable reduction in the wheel stiffness.Consequently, it has proven desirable to have adjacent rotor shaft end sectionsto connect in a way that spans the span between bearingsreduced so as to increase the rigidity of the impeller andtighter tolerances and an increasethe number of turbine stages or a reduction in the impeller length.
    [0003] Gemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, sind Vorrichtungen und Verfahren geschaffen,um die benachbarten axial fluchtend ausgerichteten Endabschnittevon Turbinenläuferwellenim Wesentlichen ohne eine Erhöhungder axialen Spannweite des Laufrads miteinander zu verbinden. Umdies zu erreichen, umfasst einer der Endabschnitte des Laufradseinen herkömmlichenFlansch mit einer um den Umfang angeordneten Reihe von Bohrungen,die dazu dienen, Befestigungselemente, z.B. Bolzenschrauben, aufzunehmen.Der gegenüberliegendeEndabschnitt umfasst allerdings ein benachbartes Laufrad, das miteiner um den Umfang angeordneten Reihe von Öffnungen, d.h. Durchgangsbohrungenausgebildet ist, die mit den durch den in dem Flansch der benachbarten Welleausgebildeten Durchgangsbohrungen fluchten. Somit sind das Laufradund der Flansch der benachbarten Läuferwellenendabschnitte unmittelbar aneinanderbefestigt, wobei die Befes tigungselemente von den fluchtend ausgerichtetenBohrungen aufgenommen werden und sich durch diese erstrecken.According to onepreferred embodimentof the present invention, devices and methods are providedaround the adjacent axially aligned end sectionsof turbine rotor shaftsessentially without an increasethe axial span of the impeller. Aroundto accomplish this includes one of the end portions of the impellera conventional oneFlange with a row of holes arranged around the circumference,which serve to fasten e.g. Bolt screws to be taken up.The oppositeEnd section, however, includes an adjacent impeller that witha series of openings arranged circumferentially, i.e. Through holesis formed with by the in the flange of the adjacent shafttrained through holes are aligned. So the impellerand the flange of the adjacent rotor shaft end sections directly against one anotherattached, the fastening elements of the aligned alignedHoles are recorded and extend through them.
    [0004] Darüber hinausdienen eine Vielzahl von Segmenten an der dem Flansch abgewandtenSeite des Laufrads dazu, in Verbindung mit den Befestigungselementenden Flansch und das Laufrad gegeneinander zu klemmen. Die Segmentebilden außerdemmit den radialen gegenüberliegendenZwischenwändenDichtungen. Die Segmente weisen ein oder mehrere Durchbohrungenauf, um die Befestigungselemente entgegen zu nehmen, die die Wellenendabschnittemiteinander verbinden. Die Segmente weisen darüber hinaus in radiale Richtungweisende gekrümmteDichtungsflächenauf, die an einer zwischen dem Laufrad und einem benachbarten Laufradauf der gleichen Welle befindlichen axialen Position den Zwischenwanddichtungenradial gegenüberliegen.Somit verfügendie Segmente überDichtungsflächen,die mit den radial gegenüberliegenden Labyrinthzähnen derZwischenwanddichtungen zusammenwirken. Mittels dieser Anordnungwird zusätzlicheraxialer Raum gewonnen, um Turbinenstufen hinzuzufügen, zwischenLagern vorhandene axiale Spannweite zu reduzieren und Steifigkeitzu erhöhen,mit der Folge einer erheblichen Leistungssteigerung der Turbine.Furthermoreserve a variety of segments on the side facing away from the flangeSide of the impeller, in connection with the fastening elementsclamp the flange and the impeller against each other. The segmentsalso formwith the radial oppositebetween wallsSeals. The segments have one or more through holesto receive the fasteners that the shaft end portionsconnect with each other. The segments also point in the radial directionpointing curvedsealing surfaceson one between the impeller and an adjacent impelleraxial position on the same shaft the partition sealsradially opposite.Thus disposethe segments overSealing surfaces,those with the radially opposite labyrinth teeth of theIntermediate wall seals interact. By means of this arrangementbecomes additionalAxial space gained to add turbine stages betweenBearings to reduce existing axial span and stiffnessto increasewith the result of a significant increase in the performance of the turbine.
    [0005] Ineinem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielist eine Turbine geschaffen, die ein Laufrad mit einer Achse aufweist,und zu der gehören:diskrete erste und zweite axial fluchtend ausgerichtete Wellen,eine zwischen axial benachbarten Enden der Wellen angeordnete Kupplung,zu der ein auf einer der Wellen ausgebildeter Flansch und ein aufeiner weiteren der Wellen angeordnetes Laufrad gehören, wobeider Flansch und das Laufrad mit entlang des Umfangs beabstandetenBohrungen ausgebildet ist, die axial miteinander fluchtend ausgerichtet sind,und Befestigungselemente, die durch die fluchtend ausgerichtetenBohrungen hindurch aufgenommen sind, um den Flansch und das Laufradaneinander zu sichern, wodurch die erste und zweite axial fluchtendausgerichtete Welle aneinander befestigt werden.Ina preferred embodiment of the inventiona turbine is created which has an impeller with an axis,and which include:discrete first and second axially aligned shafts,a coupling arranged between axially adjacent ends of the shafts,to which a flange formed on one of the shafts and one onbelong to another of the shafts arranged impeller, whereinthe flange and the impeller are spaced along the circumferenceBores are formed which are axially aligned with one another,and fasteners aligned by the alignedBores are drilled through to the flange and the impellersecure to each other, making the first and second axially alignedaligned shaft are attached to each other.
    [0006] Ineinem weiteren bevorzugten, der vorliegenden Erfindung gemäßen Ausführungsbeispielist eine einen Strompfad aufweisende Turbine vorgesehen, die einLaufrad aufweist, das eine Achse aufweist, und zu der erste undzweite axial fluchtend ausgerichtete Läuferwellen gehören, wobeidie erste Welle einen Endflansch aufweist, der mit einer Vielzahlvon entlang des Umfangs beabstandeten, sich durch den Flansch hindurcherstreckenden Bohrungen versehen ist, wobei die zweite Welle einLaufrad aufweist, mit einer Vielzahl von entlang des Umfangs beabstandetenBohrungen, die zu den Bohrungen des Flansches fluchtend ausgerichtetsind, mit Gewinde versehene Muttern, die mit den Bohrungen fluchtenund auf einer dem Flansch abgewandten Seite des Laufrads angeordnetsind, und mit Gewinde versehene Befestigungselemente, die durchdie fluchtend ausgerichteten Bohrungen ragen und mit den Mutternin Gewindeeingriff stehen, um den Flansch und das Laufrad aneinanderzu koppeln.In a further preferred exemplary embodiment in accordance with the present invention, a turbine having a current path is provided which has an impeller which has an axis and to which first and second axially aligned rotor shafts belong, the first shaft having an end flange which is connected to a plurality of circumferentially spaced bores extending through the flange is provided, the second shaft being an impeller having a plurality of circumferentially spaced bores aligned with the bores of the flange, threaded nuts aligned with the bores and located on a side of the impeller facing away from the flange, and threaded fasteners, that protrude through the aligned holes and are threadedly engaged with the nuts to couple the flange and impeller together.
    [0007] Ineinem weiteren, bevorzugten, der vorliegenden Erfindung gemäßen Ausführungsbeispielist ein Verfahren geschaffen, um axial fluchtend ausgerichtete Welleneines Turbinenläufersaneinander zu befestigen, mit den Schritten: Hin durchführen von Befestigungselementendurch axial fluchtend ausgerichtete Bohrungen, die in einem Endflanscheiner der Wellen und in einem Laufrad einer weiteren der Wellenausgebildet sind, und Festziehen der Befestigungselemente an denFlansch und das Laufrad, um die Wellen aneinander zu sichern.Inanother preferred embodiment according to the present inventionis a process created to axially aligned shaftsof a turbine runnerto fasten to each other with the steps: Execute fastenersthrough axially aligned holes in an end flangeone of the shafts and in an impeller another of the shaftsare formed, and tightening the fasteners to theFlange and the impeller to secure the shafts together.
    [0008] 1 zeigt eine fragmentarischeSchnittansicht eines Bereichs einer Turbine, wobei nach dem Standder Technik miteinander befestigte diskrete Turbinenwellen veranschaulichtsind; 1 FIG. 4 shows a fragmentary sectional view of a portion of a turbine, illustrating discrete turbine shafts attached together in the prior art; FIG.
    [0009] 2 veranschaulicht in einerfragmentarischen Schnittansicht eine Befestigung zwischen benachbartendiskreten Turbinenwellen gemäß einem bevorzugtenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; 2 illustrates in a fragmentary sectional view an attachment between adjacent discrete turbine shafts according to a preferred embodiment of the present invention;
    [0010] 3 zeigt in einer ähnlichenAnsicht wie 2 ein weiteresAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; und 3 shows in a similar view as 2 another embodiment of the present invention; and
    [0011] 4 zeigt eine perspektivischeAnsicht von Segmenten, die einen Teil der Befestigung zwischen benachbartenLäuferwellenbilden. 4 shows a perspective view of segments that form part of the attachment between adjacent rotor shafts.
    [0012] NunBezug nehmend auf die Figuren der Zeichnungen, insbesondere auf 1, ist eine allgemein mit 10 bezeichneteTurbine veranschaulicht, die ein Laufrad 12 aufweist, dasdurch axial fluchtend ausgerichtete und miteinander verbundene diskrete Läuferwellen 14 bzw. 16 gebildetwird. Die Läuferwelle 14 bildeteinen Bestandteil eines stromaufwärts gelegenen Turbinenabschnittsund umfasst eine Vielzahl von Schaufeln 18 und Düsen 20,die mehrfach Stufen der Turbine 10 bilden und in einemheißen Gaspfad 22 angeordnetsind. Die Schaufeln 18 sind an Läuferwellenlaufrädern 24 befestigt,währenddie Düsen 20 voneinem feststehenden Gehäuse 26 aus radialnach innen ragen. In ähnlicherWeise umfasst die Läuferwelle 16 eineVielzahl von Schaufeln 28 und Düsen 30 in einem stromabwärts gelegenenTurbinenabschnitt, wobei die Düsen 30 andem feststehenden Gehäuse 32 befestigtsind. An Turbinenrädern 34 sindSchaufeln 28 angeordnet.Referring now to the figures of the drawings, in particular 1 , is a general with 10 designated turbine that illustrates an impeller 12 has that by axially aligned and interconnected discrete rotor shafts 14 respectively. 16 is formed. The rotor shaft 14 forms part of an upstream turbine section and includes a plurality of blades 18 and nozzles 20 , the multiple stages of the turbine 10 form and in a hot gas path 22 are arranged. The shovels 18 are on rotor shaft impellers 24 attached while the nozzles 20 from a fixed housing 26 protrude radially inwards. Similarly, the rotor shaft includes 16 a variety of blades 28 and nozzles 30 in a downstream turbine section, the nozzles 30 on the fixed housing 32 are attached. On turbine wheels 34 are shovels 28 arranged.
    [0013] Diebeiden Turbinenläuferwellen 14 und 16 sindauf herkömmlicheWeise in axial fluchtender Stellung aneinander befestigt, indemein Paar Flansche 36 und 38 an deren Verbindungfläche aneinandergeklemmt sind. Die Flansche 36 und 38 sind jeweilsmit Bohrungen 40 versehen, die fluchtend ausgerichtet sind,um Befestigungselemente 42, beispielsweise Stifte oderBolzenschrauben, entgegen zu nehmen. Die veranschaulichten Stifteweisen an entgegengesetzten, mit Gewinde versehenen Enden Muttern 44 auf,und es ist klar, dass Bolzenschrauben mit einem an einem Ende vorgesehenenGewinde und mit einem an einem gegenüberliegenden Ende vorgesehenenSchraubenkopf verwendet werden können.Wie zu sehen, benötigendie beiden axial aneinander befestigten Flansche von dem einen zu demanderen eine beträchtlicheaxiale Distanz des Turbinenabschnitts, was zu Wirkungsgrad- undLeistungsverlusten führt.Insbesondere wird die zwischen den Lagern bestehende Spannweitedes Laufrads erhöht,mit der Folge, dass das Laufrad nachgiebiger und das Hinzufügen vonTurbinenstufen verhindert wird.The two turbine rotor shafts 14 and 16 are attached to each other in a conventional manner in an axially aligned position by a pair of flanges 36 and 38 are clamped together at their connecting surface. The flanges 36 and 38 are each with holes 40 provided that are aligned to fasteners 42 , for example, pins or bolts. The illustrated pins have nuts on opposite threaded ends 44 and it is clear that stud bolts with a thread provided at one end and with a screw head provided at an opposite end can be used. As can be seen, the two axially attached flanges from one to the other require a considerable axial distance of the turbine section, which leads to efficiency and power losses. In particular, the span of the impeller between the bearings is increased, with the result that the impeller is more flexible and the addition of turbine stages is prevented.
    [0014] Gemäß der vorliegendenErfindung sind, wie in 2 und 3 veranschaulicht, eine neuartigeVorrichtung und ein Verfahren geschaffen, um benachbarte Enden vonLäuferwellenmiteinander so zu verbinden, dass die Spannweite von Lager zu Lagerreduziert wird, dass die Laufradsteifigkeit gesteigert wird unddass ein Einrichten zusätzlicherLäuferstufenoder eine Verringerung der Laufradlänge ermöglicht wird. Um das Vorausgehendezu erreichen und mit Bezug auf 2 istin ähnlicherWeise wie in 1 ein Laufrad 50 vorgesehen,das stromaufwärts undstromabwärtsangeordnete Turbinenabschnitte 51 bzw. 53 aufweist,die axial miteinander verbundene Läuferwellen 52 und 54 aufweisen.Die Wellen 52 und 54 tragen auf Laufrädern 60 bzw. 62 befestigte Schaufeln 56 und 58.Der Turbinenabschnitt 51 umfasst Düsen 64, die an demfeststehenden Gehäuse 66 befestigtsind, währendder Turbinenabschnitt 53 Düsen 68 trägt, diean der feststehenden Komponente 70 befestigt sind. In demin 2 veranschaulichtenAusführungsbeispielist das stromaufwärtsgelegene Ende der Läuferwelle 54 miteinem herkömmlichenFlansch 72 versehen, der dazu dient, mit dem gegenüberliegendenEndabschnitt der Läuferwelle 52 verbundenzu werden. Der Flansch 72 ist mit antlang des Umfangs beabstandeten,sich axial erstreckenden Öffnungen 74 versehen.According to the present invention, as in 2 and 3 illustrates a novel device and method for connecting adjacent ends of rotor shafts with one another in such a way that the span from bearing to bearing is reduced, that the impeller rigidity is increased and that additional rotor stages can be set up or the impeller length reduced. To accomplish the foregoing and with reference to 2 is similar to that in 1 an impeller 50 provided the upstream and downstream turbine sections 51 respectively. 53 has the axially interconnected rotor shafts 52 and 54 exhibit. The waves 52 and 54 carry on wheels 60 respectively. 62 attached blades 56 and 58 , The turbine section 51 includes nozzles 64 attached to the fixed housing 66 are attached during the turbine section 53 jet 68 bears on the fixed component 70 are attached. In the in 2 The illustrated embodiment is the upstream end of the rotor shaft 54 with a conventional flange 72 provided, which serves with the opposite end portion of the rotor shaft 52 to be connected. The flange 72 is with circumferentially spaced, axially extending openings 74 Mistake.
    [0015] ImGegensatz zu dem in 1 veranschaulichtenStand der Technik weist die Läuferwelle 52 keinenVerbindungsflansch auf. Vielmehr endet der Endabschnitt der Läuferwelle 52 mitdem Laufrad 60 der letzten Stufe des Turbinenabschnitts.Das Laufrad 60 weist eine Vielzahl von entlang des Umfangs beabstandeten,sich axial erstreckenden Bohrungen 76 auf, die zu den durchden Flansch 72 der Welle 54 ausgebildeten Durchbohrungen 74 fluchten.Um die Wellen 52 und 54 aneinander zu sichern,werden Befestigungselemente 78 durch die fluchtenden Öffnungen 74 und 76 hindurchgeführt. JedesBefestigungselement 78 kann eine Bolzenschraube oder einen Bolzenstiftumfassen, bei dem wenigstens ein Ende 80 mit einem Gewindeversehen ist, um in Gewindeeingriff mit einem Innengewinde einerMutter oder eines Segments 82 zu kommen, das zwischen demzu dem Ende der Turbinenwelle 52 benachbarten Laufrad 60 derletzten Stufe und dem nächstenstromaufwärtsgelegenen Laufrad 84 des Turbinenabschnitts 52 angeordnetist. Es ist einsichtig, dass die Muttern oder Segmente 82 umden Umfang herum voneinander beabstandete sind, zwischen den benachbarten Laufrädern 60 und 84 desTurbinenabschnitts 52 angeordnet sind, und nach dem Einschraubender Enden der Befestigungselemente 78 in die Gewinde ein Aneindanderklemmendes Flansches 72 und des Laufrads 60 ermöglichen.Das gegenüberliegende Endedes Befestigungselements kann eine Mutter 86 oder der Kopfeiner Bolzenschraube sein. Folglich werden die Wellen 52 und 54 mitdieser Anordnung durch den Eingriff der Befestigungselemente durch dieauf einer Welle vorgesehenen Flansche und ein Laufrad auf der benachbartenWelle hindurch aneinander gekoppelt.In contrast to the one in 1 illustrated The rotor shaft has the best available technology 52 no connecting flange. Rather, the end section of the rotor shaft ends 52 with the impeller 60 the last stage of the turbine section. The impeller 60 has a plurality of circumferentially spaced, axially extending bores 76 on that to through the flange 72 the wave 54 trained perforations 74 aligned. Around the waves 52 and 54 to secure each other, are fasteners 78 through the aligned openings 74 and 76 passed. Any fastener 78 may include a stud screw or stud pin having at least one end 80 is threaded to threadably engage an internal thread of a nut or segment 82 to come that between that to the end of the turbine shaft 52 neighboring impeller 60 the last stage and the next upstream impeller 84 of the turbine section 52 is arranged. It is obvious that the nuts or segments 82 are circumferentially spaced apart between the adjacent impellers 60 and 84 of the turbine section 52 are arranged, and after screwing the ends of the fasteners 78 Clamp the flange into the threads 72 and the impeller 60 enable. The opposite end of the fastener can be a nut 86 or the head of a stud screw. Hence the waves 52 and 54 coupled to this arrangement by the engagement of the fasteners through the flanges provided on one shaft and an impeller on the adjacent shaft.
    [0016] MitBezugnahme auf 4 weistjedes Segment 82 zusätzlichzu einer Nabe 90, die mit dem Innengewinde 92 versehenist, eine radial äußere Dichtungsfläche 94 undeinen Flansch 96 auf, der axial aus der Nabe 90 hervorragt.Es ist einsichtig, dass wenn die Segmente 82 an dem Laufrad 60 befestigt werden,diese entlang des Umfangs zueinander fluchtend ausgerichtet werden.Die Dichtungsflächen 94 derSegmente 82 bilden eine kreisförmige Dichtungsfläche 95,die sich übereinen Winkel von 360° umdie Läuferwelle 52 erstrecken.Die Dichtungsflächen 94 sindzu Dichtungsringsegmenten 98 radial gegenüberliegendangeordnet, die von den Zwischenwänden 100 der feststehendenKomponente getragen werden. Die Dichtungsringsegmente 98 tragenLabyrinthdichtungszähne 102 (4), die zwischen den Stufenwirkende Dichtungen vorsehen. Folglich ermöglichen die Segmente 82 dasZusammenklemmen der benachbarten Wellen 52 und 54 undtragen ferner zum Abdichten zwischen den Stufen zwischen benachbartenLaufrädernbei. Darüber hinaus überlapptder auf den Segmenten 82 ausgebildete axial sich erstreckendeFlansch 96 eine Schulter oder einen Rand 106,der auf dem nächsten stromaufwärts benachbartenLaufrad 84 ausgebildet ist. Die Flansche 96 unddie Schulter 106 wirken in Verbindung mit den Befestigungselementen 78 zusammen,um zu verhindern, dass sich die Segmente 82 um die Achseder Befestigungselemente 78 drehen. Die Schulter 106 verläuft vorzugsweise,jedoch nicht notwendig, kreisförmigum die Achse des Turbinenläufers.Somit bilden die zusammenwirkenden Oberflächen der Flansche 96 undder Schulter 106 eine eine Drehung verhindernde Strukturfür jedes Segment 82.With reference to 4 assigns each segment 82 in addition to a hub 90 that with the internal thread 92 is provided, a radially outer sealing surface 94 and a flange 96 on the axially from the hub 90 protrudes. It is obvious that if the segments 82 on the impeller 60 attached, they are aligned along the circumference in alignment. The sealing surfaces 94 of the segments 82 form a circular sealing surface 95 that extend over an angle of 360 ° around the rotor shaft 52 extend. The sealing surfaces 94 are to sealing ring segments 98 arranged radially opposite from the partition walls 100 of the fixed component. The sealing ring segments 98 wear labyrinth seal teeth 102 ( 4 ) that provide seals acting between the steps. Consequently, the segments allow 82 the clamping of the neighboring shafts 52 and 54 and also help seal between the steps between adjacent impellers. In addition, the overlaps on the segments 82 trained axially extending flange 96 a shoulder or an edge 106 on the next upstream adjacent impeller 84 is trained. The flanges 96 and the shoulder 106 work in conjunction with the fasteners 78 together to prevent the segments from joining 82 around the axis of the fasteners 78 rotate. The shoulder 106 runs preferably, but not necessarily, in a circle around the axis of the turbine rotor. The interacting surfaces of the flanges thus form 96 and the shoulder 106 a rotation preventing structure for each segment 82 ,
    [0017] Indem Ausführungsbeispielnach 2 sind die Segmenteauf dem stromaufwärtsgelegenen Turbinenabschnitt 51 und der Welle 52 angeordnet.In dem in 3 veranschaulichtenAusführungsbeispiel sinddie Segmente 82 auf dem stromabwärts gelegenen Abschnitt derTurbinenwelle angeordnet. In 3 werdenfür Teile,die mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel übereinstimmen,dieselben Bezugszeichen um "100" erweitert verwendet.In dem Ausführungsbeispielnach 3 tragen der stromaufwärts gelegeneTurbinenabschnitt 151 und die Welle 152 einenherkömmlichensich radial erstreckenden Flansch 172, der mit um den Umfangherum voneinander beabstandeten Bohrungen 174 ausgebildetist. Der stromabwärtsangeordnete Turbinenabschnitt 153 und die Welle 154 tragenein eine erste Stufe bildendes Laufrad 162, das um denUmfang herum voneinander beabstandete Bohrungen 120 aufweist,die mit den durch den Flansch 172 ausgebildeten Bohrungen 174 fluchten.Um die Wellen 152 und 154 aneinander zu sichern,werden daher Befestigungselemente 178 durch die fluchtendausgerichteten Bohrungen 174 und 120 geführt. Dasmit Gewinde versehene Ende eines jeden Befestigungselements 178 wirdin die mit einem Innengewinde versehene Nabe 90 eines Segments 82 geschraubt,wobei das Laufrad 162 und der Flansch 172 aneinandergeklemmt und dementsprechend die Wellenabschnitte 152 und 154 aneinandergeklemmt werden. Das gegenüberliegendeEnde des Befestigungselements 178 kann, wie in dem vorhergehendenAusführungsbeispiel,einen Bolzenschraubenkopf oder eine Mutter 186 umfassen.In dieser Ausführungsformsind die Segmente 82 in axialer Konfiguration umgekehrtangeordnet, so dass die Flansche 196 auf dem Rand 206 aufliegen,der um das Laufrad 208 der stromabwärts nächsten Stufe des Turbinenabschnitts 210 ausgebildetist. Somit stellt die Anordnung in 3 eineUmkehrung der Anordnung in 2 dar.Es ist ferner zu beachten, dass die Flächen 94 der Segmente 82 radialgegenüberliegendangeordnet sind zu Dichtungsringsegmenten 198, die aufden Zwischenwändendes stromabwärtsangeordneten Turbinenabschnitts 153 ausgebildet sind, wobeidas Dichtungsringsegment und das Segment 82 zwischen denStufen wirkende Dichtungen bilden.In the embodiment according to 2 are the segments on the upstream turbine section 51 and the wave 52 arranged. In the in 3 illustrated embodiment are the segments 82 placed on the downstream portion of the turbine shaft. In 3 the same reference numerals are used for parts which correspond to the previous exemplary embodiment by " 100 "extended used. In the embodiment according to 3 carry the upstream turbine section 151 and the wave 152 a conventional radially extending flange 172 , with the circumferentially spaced bores 174 is trained. The downstream turbine section 153 and the wave 154 carry a first stage impeller 162 , the circumferentially spaced holes 120 has that with the through the flange 172 trained bores 174 aligned. Around the waves 152 and 154 to secure each other, are therefore fasteners 178 through the aligned holes 174 and 120 guided. The threaded end of each fastener 178 is in the internally threaded hub 90 of a segment 82 screwed, the impeller 162 and the flange 172 clamped together and accordingly the shaft sections 152 and 154 be clamped together. The opposite end of the fastener 178 can, as in the previous embodiment, a bolt screw head or a nut 186 include. In this embodiment, the segments are 82 reversed in axial configuration so that the flanges 196 on the edge 206 rest on the impeller 208 the downstream stage of the turbine section 210 is trained. Thus, the arrangement in 3 a reversal of the order in 2 It should also be noted that the areas 94 of the segments 82 are arranged radially opposite to sealing ring segments 198 that on the partition walls of the downstream turbine section 153 are formed, the sealing ring segment and the segment 82 form seals between the steps.
    [0018] ZurBefestigung von diskreten axial fluchtend ausgerichteten erstenund zweiten Turbinenwellen 52, 54, 152, 154 gehört ein andem einen Ende einer Welle 52, 152 vorgesehenerFlansch 72, 172 und ein auf der anderen Welleangeordnetes Laufrad 60, 162. Bohrungen, die durchden Flansch und das Laufrad in axial fluchtender Stellung ausgebildet sind,nehmen Befestigungselemente 78 auf, die das Laufrad undden Flansch aneinander sichern und dadurch die Wellenabschnitteaneinander befestigen. Die Befestigungselemente greifen in Segmente 82 ein,die auf der dem Flansch abgewandten Seite des Laufrads angeordnetsind, um ein Zusammenklemmen des Flansches und des Laufrads aneinanderzu ermöglichen.Die Segmente weisen außerdemgekrümmte äußere Flächen 94 auf,die mit radial gegenüberliegendenLabyrinthzähnen 102 vonDichtungsringsegmenten, die einstückig mit den Turbinenzwischenwänden ausgebildetsind, Dichtungsflächenbilden.For the attachment of discrete axially aligned first and second turbine shafts 52 . 54 . 152 . 154 belongs to one end of a wave 52 . 152 provided flange 72 . 172 and an impeller disposed on the other shaft 60 . 162 , Bores that are formed by the flange and the impeller in an axially aligned position take fasteners 78 which secure the impeller and the flange to each other and thereby fasten the shaft sections together. The fasteners engage in segments 82 a, which are arranged on the side facing away from the flange of the impeller in order to enable the flange and the impeller to be clamped together. The segments also have curved outer surfaces 94 on that with radially opposite labyrinth teeth 102 of sealing ring segments, which are formed in one piece with the turbine partitions, form sealing surfaces.
    [0019] DieErfindung wurde zwar anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispielsbeschrieben, von dem gegenwärtigangenommen wird, dass es sich am besten verwirklichen lässt, esist allerdings selbstverständlich,dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt seinsoll, sondern vielmehr vielfältigeAbwandlungen und äquivalenteAnordnungen abdecken soll, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.TheThe invention was based on a preferred embodimentdescribed by the presentit is believed that it can best be accomplished, itit goes without sayingthat the invention is not limited to the disclosed embodimentshould, but rather diverseVariations and equivalentsTo cover arrangements that fall within the scope of the appended claims.
    10 10 Turbineturbine 1212 Rotorrotor14,16 1416 Läuferwellenrotor shafts 18,56, 581856, 58 Schaufelnshovel20,30, 64 2030, 64 Düsenjet 2222 Heißer GaspfadHot gas path 24,34, 60, 62, 84, 162, 2082434, 60, 62, 84, 162, 208 Laufräderimpellers 26,32, 662632, 66 Gehäusecasing36,38, 72, 96, 172, 196 3638, 72, 96, 172, 196 Flanscheflanges 40,74, 76, 120, 1744074, 76, 120, 174 Bohrungendrilling42,78, 178 4278, 178 Befestigungselementefasteners 44,82, 1864482, 186 Schraubenscrew50 50 Rotorrotor 51,53, 151, 153, 2105153, 151, 153, 210 Turbinenabschnitteturbine sections52,54, 152, 154 5254, 152, 154 Läuferwellenrotor shafts 7070 FeststehendeKomponentefixedcomponent 8080 EndeThe End 9090 Nabehub92 92 Innengewindeinner thread 94,959495 AbdichtendeFlächensealingsurfaces98 98 DichtungsringsegmenteSeal ring segments 100100 Zwischenwändepartitions 102102 LabyrinthdichtungszähneLabyrinth seal teeth 106,206106206 Rändermargins
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Turbine, zu der gehören: ein Laufrad (50)mit einer Achse und diskreten ersten (52) und zweiten (54)axial fluchtend ausgerichteten Wellen; eine zwischen axialbenachbarten Enden der Wellen angeordnete Kupplung, zu der ein aufeiner der Wellen ausgebildeter Flansch (72) und ein aufeiner weiteren der Wellen angeordnetes Laufrad (60) gehören, wobeider Flansch und das Laufrad mit entlang des Umfangs beabstandetenBohrungen (74, 76) versehen sind, die axial miteinanderfluchtend ausgerichtet sind; und Befestigungselemente (78),die sich durch die fluchtend ausgerichteten Bohrungen hindurch erstreckendaufgenommen sind, um den Flansch und das Laufrad aneinander zu sichern,wodurch die erste und zweite axial fluchtend ausgerichtete Welleaneinander befestigt werden.Turbine, which includes: an impeller ( 50 ) with one axis and discrete first ( 52 ) and second ( 54 ) axially aligned shafts; a coupling arranged between axially adjacent ends of the shafts, to which a flange formed on one of the shafts ( 72 ) and an impeller arranged on another of the shafts ( 60 ) belong, the flange and the impeller with circumferentially spaced bores ( 74 . 76 ) are provided which are axially aligned with each other; and fasteners ( 78 ) that are received extending through the aligned bores to secure the flange and impeller together, thereby securing the first and second axially aligned shafts together.
    [2]
    Turbine nach Anspruch 1, zu der gehören: eine Zwischenwand(100), die auf einer dem Flansch abgewandten Seite desLaufrads angeordnet ist und Zwischenwanddichtungen (102)trägt,mehrere Dichtungssegmenten (82), die benachbart zu dieserSeite des Laufrads angeordnet sind und mit den Befestigungselementenin Eingriff bringbar sind, wobei die Dichtungssegmente Dichtungsflächen (94)aufweisen, die dazu die nen mit den Zwischenwanddichtungen abdichtendzusammenzuwirken.The turbine of claim 1, which includes: an intermediate wall ( 100 ), which is arranged on a side of the impeller facing away from the flange, and intermediate wall seals ( 102 ) carries several sealing segments ( 82 ), which are arranged adjacent to this side of the impeller and can be brought into engagement with the fastening elements, the sealing segments sealing surfaces ( 94 ) have to cooperate sealingly with the partition seals.
    [3]
    Turbine nach Anspruch 2, bei der das Laufrad Schaufeln(56) trägt,die in einen entlang der Turbine verlaufenden Strompfad ragen, wobeizu den Befestigungselementen Stifte (78) gehören, diean dem einen Ende mit Gewinde versehen sind, die dazu dienen, mitden Dichtungssegmenten in Gewindeeingriff zu kommen, um den Flanschund das Laufrad zusammenzuklemmen, um dadurch die erste und die zweiteWelle aneinander zu sichern.Turbine according to claim 2, wherein the impeller blades ( 56 ) which protrude into a current path running along the turbine, pins (( 78 ) which are threaded at one end and which serve to engage the sealing segments to clamp the flange and impeller together, thereby securing the first and second shafts together.
    [4]
    Turbine nach Anspruch 2, bei der das Laufrad (162)eine Vielzahl von Schaufeln (58) trägt, die in einen entlang derTurbine verlaufenden Strompfad ragen, wobei die Dichtungssegmente(82) und die Zwischenwand stromabwärts des Laufrads angeordnet sind.Turbine according to claim 2, wherein the impeller ( 162 ) a variety of blades ( 58 ), which protrude into a current path running along the turbine, the sealing segments ( 82 ) and the intermediate wall are arranged downstream of the impeller.
    [5]
    Turbine mit einem Strompfad, umfassend: einLaufrad (50) mit einer Achse und einer ersten und einerzweiten axial fluchtend ausgerichteten Läuferwelle (52, 54, 152, 154); wobeidie erste Welle (54, 152) einen Endflansch (72, 172)aufweist, der mit einer Vielzahl von entlang des Umfangs beabstandeten,durch den Flansch ausgebildeten Bohrungen ver sehen ist, wobei diezweite Welle (52, 154) mit einem Laufrad (60, 162)versehen ist, das eine Vielzahl von entlang des Umfangs beabstandeteBohrungen (76, 120) aufweist, die mit den Bohrungendes Flansches fluchtend ausgerichtet sind; mit Gewinde verseheneMuttern (82), die mit den Bohrungen fluchten und auf einerdem Flansch abgewandten Seite des Laufrads angeordnet sind; und mitGewinde versehene Befestigungselemente (178), die durchdie fluchtend ausgerichteten Bohrungen ragen und mit den Mutternin Gewindeeingriff stehen, um den Flansch und das Laufrad aneinander zukoppeln.Turbine with a current path, comprising: an impeller ( 50 ) with an axis and a first and a second axially aligned rotor shaft ( 52 . 54 . 152 . 154 ); the first wave ( 54 . 152 ) an end flange ( 72 . 172 ), which is provided with a plurality of circumferentially spaced bores formed by the flange, the second shaft ( 52 . 154 ) with an impeller ( 60 . 162 ) is provided that a plurality of circumferentially spaced bores ( 76 . 120 ) with the Bores of the flange are aligned; threaded nuts ( 82 ) aligned with the bores and arranged on a side of the impeller facing away from the flange; and threaded fasteners ( 178 ) that protrude through the aligned holes and are threadedly engaged with the nuts to couple the flange and the impeller together.
    [6]
    Turbine nach Anspruch 5, mit einer Zwischenwand,die von der Turbine axial stromabwärts des Laufrads der zweitenWelle (154) getragen wird und Zwischenwanddichtungen (198)trägt,wobei die Muttern (82) Dichtungsflächen tragen, die dazu dienen, mitden Zwischenwanddichtungen abdichtend zusammenzuwirken.Turbine according to claim 5, with an intermediate wall which extends from the turbine axially downstream of the impeller of the second shaft ( 154 ) is worn and partition seals ( 198 ) with the nuts ( 82 ) Wear sealing surfaces that serve to cooperate in a sealing manner with the intermediate wall seals.
    [7]
    Turbine nach Anspruch 5, bei der jede Mutter (82)mit einem axial sich erstreckenden Flansch (196) ausgebildetist, der dazu dient, übereiner Schulter (206) zu liegen, die auf einem axial stromabwärts benachbartenLaufrad (210) des Laufrads der zweiten Welle ausgebildetist.The turbine of claim 5, wherein each nut ( 82 ) with an axially extending flange ( 196 ) is designed to serve over a shoulder ( 206 ) lying on an axially adjacent impeller ( 210 ) of the impeller of the second shaft.
    [8]
    Verfahren, um axial fluchtend ausgerichtete Welleneines Turbinenläufersmiteinander zu befestigen, mit den folgenden Schritten: Hindurchführen vonBefestigungselementen (78, 178) durch axial fluchtendausgerichtete Bohrungen, die in einem Endflansch (72, 172)einer der Wellen und in einem Laufrad (60, 162)einer weiteren der Wellen (52, 154) ausgebildetsind; und Festziehen der Befestigungselemente an den Flanschund das Laufrad, um die wellen aneinander zu sichern.Method for fastening axially aligned shafts of a turbine rotor to one another, with the following steps: passing fastening elements ( 78 . 178 ) through axially aligned holes that are in an end flange ( 72 . 172 ) one of the shafts and in an impeller ( 60 . 162 ) another of the waves ( 52 . 154 ) are trained; and tightening the fasteners to the flange and impeller to secure the shafts together.
    [9]
    Verfahren nach Anspruch 8, mit den Schritten: Sichernder Befestigungselemente und Dichtungssegmente aneinander auf einerdem Flansch abgewandten Seite des Laufrads, wobei sich die Dichtungssegmentein radial fluchtender Stellung mit einer Turbinenzwischenwand (100)befinden, und Vorsehen von zusammenwirkenden Dichtungsflächen aufden Dichtungssegmenten (94) und der Zwischenwand, um zwischendiesen abzudichten.Method according to Claim 8, with the steps: securing the fastening elements and sealing segments to one another on a side of the impeller facing away from the flange, the sealing segments being in a radially aligned position with a turbine intermediate wall ( 100 ) and providing cooperating sealing surfaces on the sealing segments ( 94 ) and the partition to seal between them.
    [10]
    Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Dichtungssegmenteum die Achse des Laufrads in Umfangsrichtung voneinander beabstandetsind und bei dem verhindert ist, dass sich die Dichtungssegmenteum die Befestigungselemente drehen.The method of claim 9, wherein the sealing segmentsspaced apart from one another about the axis of the impeller in the circumferential directionare and which is prevented that the sealing segmentsrotate around the fasteners.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-08-09| 8110| Request for examination paragraph 44|
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    2011-10-06| R016| Response to examination communication|
    2011-10-07| R016| Response to examination communication|
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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