DE678909C

DE678909C - Fastening of radially loaded rotor blades of steam turbines

Info

Publication number: DE678909C
Application number: DEK145640D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Koehler
Original assignee: GUSTAV KOEHLER DIPL ING
Current assignee: GUSTAV KOEHLER DIPL ING
Priority date: 1937-02-28
Filing date: 1937-02-28
Publication date: 1939-07-26

Description

Befestigung radial beaufschlagter Laufschaufeln von Dampfturbinen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Befestigung radial beaufschlagter, unmittelbar in das Rad eingesetzter Laufschaufeln von Dampfturbinen. Dabei müssen nicht nur die festigkeitstechnischen Verhältnisse mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit gut sein, sondern es sind auch noch eine Reihe weiterer Forderungen zu erfüllen. Vor allem müssen gute strömungstechnische Verhältnisse und eine wirksame Spaltabdichtung geschaffen werden können.Fastening of radially loaded rotor blades of steam turbines The present invention relates to the fastening of radially loaded, Steam turbine blades inserted directly into the wheel. Have to not only the strength-related conditions with regard to operational safety be good, but there are also a number of other requirements to be met. Above all, there must be good flow conditions and effective gap sealing can be created.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, -daß der Querschnitt des Schaufelblattes an-der Übergangsstelle zum Schaufelfuß vollständig in die dem Schaufelkanal zugewendete Fußbegrenzungsfläche fällt, -während an dem Rad ein ringförmiger Ansatz, der auf der äußeren Schaufelseite eine zylindrische Fläche aufweist, an dem Ringsteg zwischen je zwei benachbarten, für die Aufnahme von Schaufeln in das Rad eingedrehten Nuten vorgesehen ist, der etwa bis zum Schaufelkanal vorgezogen ist.In order to meet these requirements, it is proposed according to the invention that -that the cross-section of the blade at-the transition point to the blade root falls completely into the root boundary surface facing the blade channel, while an annular extension on the wheel, and a cylindrical extension on the outer side of the blade Has surface on the ring web between two adjacent ones for the recording of blades screwed into the wheel grooves is provided, the approximately up to the blade channel is preferred.

Die Abdichtung der Spaltquerschnitte erfolgt durch in radialer Richtung angeordnete Dichtungen, z. B. durch an den Schaufeln oder deren Deckbändern befestigte Metallschneiden. Die Ableitung an den Schneiden der Dichtungen etwa entstehender keibungswärme erfolgt dann vorteilhaft durch die ringförmigen Ansätze, so daß ein, gefährlich werdender Wärmestau an den Dichtstellen vermieden wird.The gap cross-sections are sealed in the radial direction arranged seals, e.g. B. by attached to the blades or their shrouds Metal cutting. The derivation at the cutting edges of the seals is more or less emerging Kibungswärme then takes place advantageously through the ring-shaped approaches, so that a, dangerous accumulation of heat at the sealing points is avoided.

Ferner soll erfindungsgemäß auf der äußeren Schaufelseite die in dem Rad liegende Fußbegrenzungsfläche mit der dem Schaufelkanal zugewendeten Fußbegrenzungsfläche einen spitzen Winkel einschließen.Furthermore, according to the invention on the outer side of the blade in the The root boundary surface lying on the wheel with the root boundary surface facing the blade channel include an acute angle.

Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen werden zunächst gute festigkeitstechnische Verhältnisse an der Übergangsstelle von Schaufel zu Fuß, wo die größten Biegungsbeanspruchungen auftreten, erzielt. Gleichzeitig ist es möglich geworden, nicht unterbrochene Laufflächen für die Schneiden der Spaltabdichtung zu schaffen, ohne die durch das Schaufelblatt benötigte radiale Bauhöhe zu vergrößern. Auch die Kanalbegrenzung auf der Laufradseite, die abwechselnd von den Schaufelfüßen und Deckbändern gebildet wird, erhält damit eine für die Dampfströmung günstige Form.These proposed measures initially provide good strength engineering Conditions at the transition point from shovel to foot, where the greatest bending stresses occur, achieved. At the same time it has become possible to have uninterrupted treads for cutting the gap seal without cutting through the airfoil to increase the required radial height. Also the channel limitation on the impeller side, which is formed alternately by the blade roots and shrouds, thus receives a shape favorable for the flow of steam.

Weiter wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Fußabmessung in axialer Richtung größer ist als die axiale Erstreckung der zylindrischen Fläche des aus dem Rad herausgearbeiteten ringförmigen Ansatzes. Auf diese Weise werden die höhen Fliehkräfte der Laufschaufeln nicht etwa von den verhältnismäßig schwachen ringförmigen Ansätzen, sondern von dem Rad selbst aufgenommen.It is also proposed according to the invention that the foot dimension is greater in the axial direction than the axial extent the cylindrical Area of the ring-shaped extension carved out of the wheel. In this way the high centrifugal forces of the blades are not proportional to the weak annular lugs, but taken up by the wheel itself.

Ferner soll erfindungsgemäß der Schaufelfuß auf der inneren Schaufelseite eine größere radiale Erstreckung aufweisen als das Schaufelblatt. Durch die letzte Maßnahme wird der Teil des Schaufelfußes, der auf dem äußeren Teil des Fußes durch den ringförmigen Ansatz des Rades weggenommen worden ist, wieder ergänzt. Ferner wird die radiale Entfernung des in der Schaufelbefestigung auftretenden, in axialer Richtung Wirkenden Kräftepaares vergrößert; und dadurch werden die durch diese Kräfte im Fuß und in den zugehörigen Radteilen hervorgerufenen Beanspruchungen vermindert. Eine Vergrößerung der radialen Bauhöhe einer Laufschaufelreihe tritt dadurch nicht ein, da die über das Schaufelblatt hinausgehende radiale Erstreckung des Schaufelfußes innerhalb der radialen Erstreckung der vorhergehenden Leitschaufelreihe liegt.Furthermore, according to the invention, the blade root should be on the inner blade side have a greater radial extent than the airfoil. Through the last one Measure is the part of the blade root that goes through on the outer part of the root the ring-shaped approach of the wheel has been removed, added again. Further becomes the radial distance of the occurring in the blade attachment, in axial Towards the acting force couple enlarged; and thereby become those through these forces the stresses caused in the foot and in the associated parts of the wheel are reduced. This does not result in an increase in the overall radial height of a row of rotor blades one, since the radial extension of the blade root going beyond the airfoil lies within the radial extent of the preceding row of guide vanes.

Die Abb. i und 2 zeigen Ausführungsbeispiele für den Erfindungsgegenstand: i zeigt die Schaufelblätter und 2 ,die Füße der Laufschaufeln, 3 das Laufrad, d. die Leitschaufeln und g die zugehörigen Deckbänder; 6-7 die übergangsstellen vom Blatt zum Fuß; und zwar 6 die Stelle mit dein kleinsten und x mit dem größten Durchmesser. ä ist der Winkel zwischen der Verbindungslinie des innersten, 6, und äußersten Punktes, 7, der Übergangsstelle vom Blatt zum Fuß und der in dem Rad liegenden Fußbegrenzung.Figs. I and 2 show exemplary embodiments for the subject of the invention: i shows the blades and 2, the feet of the blades, 3 the impeller, i.e. the guide vanes and g the associated shrouds; 6-7 the transition points from Leaf to foot; namely 6 the place with your smallest and x with the largest diameter. ä is the angle between the line connecting the innermost, 6, and outermost point, 7, the transition point from the leaf to the foot and the foot limit lying in the wheel.

Die Schaufeln können, wie in der Abbildung dargestellt, durch einen Stemmdraht zwischen Schaufelfuß und Rad eine radiale, nach außen gerichtete Vorspannung erhalten.The blades can, as shown in the figure, through a Calking wire creates a radial, outwardly directed preload between the blade root and the wheel obtain.

Die Dichtung -erfolgt in der Darstellung durch Bleche g, die in einer der üblichen Formen als Schneidendichtung in radialer Richtung ausgeführt sind. Die Ableitung einer gegebenenfalls beim Streifen bei ungleichmäßigem Wachsen von Leitkörper und Laufwerk an diesen Dichtungsstellen entstehenden Reibungswärme erfolgt durch die ringförmigen Ansätze io. Die Formgebung der Ansätze iö des Laufrades 3 durch Anwendung eines mehr oder weniger spitzen Winkels 8 ermöglicht; wie ein Vergleich der Ausführung nach Abb. i mit der nach Abb. 2 zeigt; die Wahl eines geeigneten und genügenden Querschnittes für die Ableitung von Reibungswärme aus den ringförmigen Ansätzen r o in das Laufrad 3.The seal - takes place in the illustration by metal sheets g, which are designed in one of the usual shapes as a knife-edge seal in the radial direction. The dissipation of any frictional heat that may arise during stripes in the event of uneven growth of the guide body and running gear at these sealing points is carried out by the ring-shaped projections io. The shaping of the approaches iö of the impeller 3 is made possible by using a more or less acute angle 8; as a comparison of the embodiment according to Fig. i shows with that of Fig. 2; the selection of a suitable and sufficient cross-section for the dissipation of frictional heat from the annular extensions ro into the impeller 3.

Selbstverständlich kann die Gestaltung :des einzelnen Schaufelfußes auch noch in anderer Form, als in den Abbildungen dargestellt, vorgenommen werden. So kann insbesondere der Fuß erleichtert werden durch Aussparungen an solchen Stellen, an denen die Festigkeitsverteilung dies -zuläßt. - Es ist ferner in Aussicht genommen, den Fuß nur an den für die Aufstützflächen maßgebenden Stellen aufliegen zu lassen, dagegen an den anderen Teilen etwas frei zu arbeiten, um eine Wärmeübertragung in solchen Fällen, in denen unter Umständen für kürzere Zeit Dampf von höherer Temperatur durch die Turbine durchgesetzt wird, zu behindern. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Gewichtsverminderung am Schaufelfuß auf die Größe der Fliehkräfte aus.Of course, the design can be: of the individual blade root can also be made in a different form than shown in the figures. In particular, the foot can be lightened by recesses in such places, where the strength distribution allows this. - It is also envisaged that to let the foot rest only in the places relevant for the supporting surfaces, on the other hand, to work a little freely on the other parts in order to transfer heat into those cases in which, under certain circumstances, steam at a higher temperature may be used for a shorter period of time is enforced by the turbine to impede. Has a particularly beneficial effect this weight reduction at the blade root on the size of the centrifugal forces.

Claims

PATENT CLAIM: i. Fastening of radially loaded; right away rotor blades of steam turbines inserted into the wheel, characterized in that that the cross section of the blade at the transition point to the blade root is complete falls into the root boundary surface (6'-7) facing the blade channel, while an annular shoulder (1o) on the wheel; the one on the outer side of the blade has cylindrical surface, on the ring web between two adjacent, for the inclusion of blades in the wheel screwed grooves is provided, the approximately is pulled forward to the blade channel.

2. blade attachment according to claim i, characterized in that lying in the wheel on the outer side of the blade The foot limiting surface with the foot limiting surface facing the shovel channel (6-7) encloses an acute angle (&). 3. ' Blade attachment after Claim i and 2, characterized in that the foot dimension is in the axial direction is greater than the axial extent of the cylindrical surface of the machined from the wheel annular attachment (Io). q .. blade attachment according to claim i to 3, characterized characterized in that the blade root on the inner blade side has a larger radial Has extended than the airfoil.