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EP3290642A1 - Ringsegment für eine turbine und anordnung zur äusseren be-grenzung eines strömungspfades einer turbine - Google Patents

Ringsegment für eine turbine und anordnung zur äusseren be-grenzung eines strömungspfades einer turbine Download PDF

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Publication number
EP3290642A1
EP3290642A1 EP16186537.3A EP16186537A EP3290642A1 EP 3290642 A1 EP3290642 A1 EP 3290642A1 EP 16186537 A EP16186537 A EP 16186537A EP 3290642 A1 EP3290642 A1 EP 3290642A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
ring
side wall
turbine
ring segment
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.)
Withdrawn
Application number
EP16186537.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Dominka
Ole Geisen
Marian Gollmer
David Rule
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP16186537.3A priority Critical patent/EP3290642A1/de
Priority to CN201780053057.XA priority patent/CN109690025B/zh
Priority to EP17755096.9A priority patent/EP3472438B1/de
Priority to JP2019532171A priority patent/JP6941674B2/ja
Priority to US16/325,816 priority patent/US11319826B2/en
Priority to PCT/EP2017/070030 priority patent/WO2018041555A1/de
Publication of EP3290642A1 publication Critical patent/EP3290642A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
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    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/28—Three-dimensional patterned
    • F05D2250/283—Three-dimensional patterned honeycomb

Definitions

  • the invention relates to a ring segment according to the preamble of claim 1 and to an arrangement for limiting the outside of a flow path of a turbine.
  • the flow path is bounded radially outward inter alia by means of elements which can be assembled into a ring.
  • These elements are commonly known as ring segments, which extend over a certain arc length of the annular flow channel seen in cross-section.
  • the ring segments are hooked on one or more hook connections on a carrier, usually on the turbine guide vane carrier, so that its inwardly facing surface faces the tips of rotor blades passing thereunder.
  • the blade tips are designed with shrouds that clamp the blades together in the circumferential direction. At the outwardly facing surfaces of the shrouds extending sealing tips are arranged mostly in the circumferential direction, which define the gap to be minimized with the said ring segments.
  • the ring segments have sealing elements in the form of a honeycomb construction, also known in English as "honeycomb".
  • honeycomb also known in English as "honeycomb”.
  • the sealing tips pointing outward on the shrouds can cut into the lamellae of the honeycomb construction so as to further reduce a loss of working medium.
  • the object of the invention is therefore to provide a ring segment and an arrangement for the outer boundary of a flow path of a turbine, in which the leakage flow along said butt joints is further reduced. At the same time said arrangement should be particularly easy to manufacture and overall represent a particularly durable construction.
  • a plate-shaped wall which comprises a first side surface facing the blade tips of rotor blades in the installed state of the ring segment is and an edge which surrounds the first side surface and encloses closed at the four side wall sections with collide with the first side surface and provided with a sealing element which is arranged on the first side surface over the entire surface and which comprises four sealing side wall sections in an analogous manner to the wall, that on at least one of those side wall sections and / or at least one of those sealing side wall sections, - in one Turbine to a ring-mounted ring segments - to adjacent ring segments of the ring concerned, a number of unilaterally mounted sealing fins for reducing a flow along the respective sealing side wall portion is provided.
  • a mounted ring forming the flow path of a working fluid of a turbine outside are arranged limiting, the sealing lamellae of a first ring segment on a side wall portion or sealing side wall portion of a biased to the first ring segment immediately adjacent another ring segment.
  • each respective sealing side wall section or side wall section a plurality of sealing fins are provided.
  • the invention is based on the finding that the flow along said butt joint can be further reduced and, if necessary, even avoided if sealing slats are provided between immediately adjacent ring segments of an arrangement which at least partially obstruct the said leakage flow.
  • sealing strips are provided which, as it were, can be biased against the edges of a ring segment adjacent to one another on a first ring segment.
  • the sealing blades are flexible and in particular curved, so that they can deform elastically. With appropriate arrangement, these can allow for occurring, thermally induced strains of the ring segments automatic tracking of the sealing blades on the contact surfaces of the adjacent ring segments.
  • the sealing of said butt joint can be done reliably. by virtue of the one-sided attachment of the sealing lamellae is the assembly of the ring segments to ensure an arrangement in spite of the presence of the lamellar joint seal unchanged easily and quickly.
  • the respective sealing lamellae extend transversely to the flow direction of a working medium flowing in the turbine. As a result, an efficient reduction of the flow through the joints is achieved.
  • the respective sealing lamellae are at an angle of less than 90 ° from flat surfaces of the respective side wall sections or sealing side wall sections. This leads to a particularly suitable elastic deformability of the slats when two ring segments of the assembly are assembled during assembly, while the sealing blades biased reach the contact surfaces of the adjacent ring segment to concern. A compression of the sealing blades is thus avoided.
  • the aforementioned effect can be further improved if, according to a further advantageous embodiment, the sealing lamellae are arched towards their free end.
  • the sealing element is designed as a honeycomb construction.
  • the sealing element could also be configured as an abradable coating system with one or more layers applied to the first side surface.
  • the sealing blades are produced by means of an additive manufacturing process and connected to the sealing element.
  • the sealing element itself could be made by the same additive manufacturing process, which would reduce the cost and the manufacturing time.
  • FIG. 1 1 shows a schematic perspective view of a first exemplary embodiment of a ring segment 10 according to the invention, which can be assembled in a turbine with others thereof to a turbine guide vane carrier (not shown) around a gap between them and the rotor blades. to seal the said turbine as far as possible.
  • the ring segment 10 is substantially plate-shaped and rectangular in shape and comprises a corresponding wall 12, the first side surface 14 in the installed state, the blade tips of blades (not shown) facing.
  • the blades may be both freestanding, ie, deckless blades, and shroud blades.
  • the wall 12 has a second side surface 15 opposite the first side surface. This is in the installed state facing the (not shown) turbine vane carrier.
  • hooks could also be provided on the second side surface 15.
  • the side surface 14 is encompassed by a closed peripheral edge 16. Due to the rectangular shape of the wall 12, four side wall sections 16a-16d abut against the edge 16 with the side surface 14.
  • two side wall sections 16a and 16c as well as 16b and 16d are parallel to each other, wherein the pair of side wall sections 16b, 16d, when the ring segment 10 is installed in a turbine, is arranged parallel to the flow direction of the working medium of the turbine.
  • the side wall portions 16b, 16d could also be inclined to the flow direction of the working medium.
  • a sealing element 18 is arranged, which according to this exemplary embodiment as a honeycomb construction 19 (FIGS. Fig. 2 ) is configured.
  • the sealing element 18 comprises, in a manner analogous to the wall 12, four sealing side wall sections 18a-18d.
  • the respective sealing lamellae 20 protrude from flat surfaces of the sealing side wall sections 18b and side wall sections 16b at an angle ⁇ which may be less than 90 °. According to a first embodiment, the angle ⁇ can be 60 °. From their first end 20a they extend in a leaf spring-like manner curved to its free end 20b.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the plan view of two ring segments 10a, 10b designed according to FIG. 1 , during assembly to an assembly 22.
  • the honeycomb construction 19 is shown only schematically.
  • the two immediately adjacent ring segments 10a, 10b are moved towards each other during assembly according to one of the arrows M so that the sealing lamellae 20 of the first ring segment, in FIG. 2 as a ring segment 10a, on the side wall portion 18d of the adjacent ring segment, in FIG. 2 referred to as ring segment 10b, reach the concern.
  • the sealing blades 20 In the operating position, shown in FIG. 3 , the sealing blades 20 are elastically bent and then biased against the side wall portion 18d of the adjacent ring segment 10b.
  • FIG. 3 shows the two ring segments 10a, 10b in its operating position, in which the sealing blades 20 of the first ring segment 10a biased due to the small distance between the two ring segments 10a, 10b on the contact surface of the second ring segment 10b (sealing side wall portion 18d).
  • the arrow R indicates the direction of rotation of the blades with respect to the ring segments 10. It is advantageous if the direction of rotation, as far as possible, from the fixed end 20a of the sealing blades 20 is directed to its free end 20b.
  • FIG. 4 shows, it is possible that along the joint 24 successive sealing lamellae 20 are alternately secured to the participating ring segments 10a, 10b.
  • successive sealing lamellae 20 are alternately secured to the participating ring segments 10a, 10b.
  • the invention thus relates to a ring segment 10 for a turbine and an arrangement for sealing the gap between ring segments 10 and blade of a turbine, the ring segments comprising a plate-shaped wall 12, the first side surface 14, which in the installed state of the ring segments the blade tips of blades facing is encompassed by a closed circumferential edge 16 and in four side wall portions 16a - 16d divided and on the side surface 14 includes a full-surface arranged sealing element 18 includes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Insgesamt betrifft die Erfindung somit ein Ringsegment (10) für eine Turbine sowie eine Anordnung zur Abdichtung der Spalte zwischen Ringsegmenten (10) und Laufschaufel einer Turbine, wobei die Ringsegmente eine plattförmige Wand (12) umfassen, deren erste Seitenfläche 814), welche im verbauten Zustand der Ringsegmente den Schaufelspitzen von Laufschaufeln zugewandt ist von einer geschlossen umlaufenden Kante (16) umgriffen und in vier Seitenwandabschnitte (16a - 16d) unterteilbar ist und an der Seitenfläche (14) ein vollflächig angeordnetes Dichtelement (18) umfasst. Um eine zwischen unmittelbar benachbarten Ringsegmenten gegebenenfalls auftretende lokale Strömung weiter zu minimieren bzw. gar zu unterbinden, wird vorgeschlagen, dass an zumindest einer derjenigen Seitenwandabschnitten (16) und/oder an zumindest einer derjenigen Dichtseitenwandabschnitten (18) die in einer Turbine zu einem Ring monierten Ringsegmenten - zu benachbarten Ringsegmenten des betreffenden Rings weisen, eine Anzahl von einseitig befestigten Dichtlamellen (20) zur Reduzierung einer Strömung längst des betreffenden Seitenwandabschnitts vorgesehen ist bzw. sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ringsegment gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einer Anordnung zur äußeren Begrenzung eines Strömungspfades einer Turbine.
  • Es ist hinlänglich bekannt, dass bei Gasturbinen innerhalb der Turbineneinheit der Strömungspfad radial außen unter anderem mit Hilfe von zu einem Ring zusammensetzbaren Elementen begrenzt wird. Diese Elemente sind gemein hin als Ringsegmente bekannt, die sich über eine gewisse Bogenlänge des im Querschnitt gesehen ringförmigen Strömungskanals erstrecken. Bekanntermaßen werden die Ringsegmente über ein oder mehrere Hakenverbindung an einem Träger, zumeist an dem Turbinenleitschaufelträger eingehakt, so dass ihre nach innen weisende Fläche den darunter vorbeilaufenden Spitzen von Laufschaufeln zugewandt ist. Um dabei einen möglichst geringen Abstand zwischen der Strömungspfadbegrenzung und den Spitzen der Laufschaufeln zu erzielen ist es bekannt, dass die Laufschaufelspitzen mit Deckbändern ausgeführt sind, die die Laufschaufeln in Umfangsrichtung miteinander verspannen. An den nach außen weisenden Flächen der Deckbänder sind zumeist in Umfangsrichtung sich erstreckende Dichtspitzen angeordnet, die mit den besagten Ringsegmenten den zu minimierenden Spalt definieren.
  • Dabei ist es bekannt, dass die Ringsegmente Dichtelemente in Form einer Wabenkonstruktion, im Englischen auch als "Honeycomb" bekannt, aufweisen. Bei derartigen Ringsegmenten ist vorgesehen, dass die an den Deckbändern nach außen weisende Dichtspitzen sich in die Lamellen der Wabenkonstruktion einschneiden können, um so ein Verlust an Arbeitsmedium weiter zu reduzieren.
  • Aufgrund der in Umfangsrichtung vorhandenden Segmentierung werden die Ringsegmente und die daran geordneten Dichtelemente in der Regel rechteckig ausgeführt, so dass Stoßfugen zwischen zwei unmittelbar benachbarten Ringsegmenten eines Rings vorhanden sein können. Um die Strömung durch diese Stoßfuge, welche sich parallel zur Hauptströmungsrichtung des Arbeitsmediums erstrecken, hindurch zu reduzieren, werden diese so eng wie möglich aneinander gereiht.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass längs dieser Stoßfugen Leckageströmungen auftreten können, welche den Wirkungsgrad der Turbine reduzieren können.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Ringsegments sowie einer Anordnung zur äußeren Begrenzung eines Strömungspfades einer Turbine, bei der die Leckageströmung längs besagter Stoßfugen weiter reduziert ist. Gleichzeitig soll die besagte Anordnung besonders einfach herzustellen sein sowie insgesamt eine besonders langlebige Konstruktion darstellen.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Ringsegment gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einer Anordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 erreicht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei deren Einzelmerkmale anspruchsübergreifend in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können.
  • Erfindungsgemäß ist bei einem Ringsegment für eine Turbine, welches mit weiteren davon in einer Turbine zu einer äußeren Begrenzung eines ringförmigen Strömungspfades der Turbine zusammensetzbar sind, mit einer plattenförmigen Wand, die eine erste Seitenfläche umfasst, die im verbauten Zustand des Ringsegments den Schaufelspitzen von Laufschaufeln zugewandt ist und eine Kante, die geschlossen umlaufend die erste Seitenfläche umgreift und an der vier Seitenwandabschnitte mit der ersten Seitenfläche zusammenstoßen und mit einem Dichtelement, welches an der ersten Seitenfläche vollflächig angeordnet ist und welches in analoger Weise zur Wand vier Dichtseitenwandabschnitte umfasst, vorgesehen, dass an zumindest einer derjenigen Seitenwandabschnitte und/oder an zumindest einer derjenigen Dichtseitenwandabschnitte, die - bei in einer Turbine zu einem Ring montierten Ringsegmenten - zu benachbarten Ringsegmenten des betreffenden Rings weisen, eine Anzahl von einseitig befestigten Dichtlamellen zur Reduzierung einer Strömung längs des betreffenden Dichtseitenwandabschnitts vorgesehen ist. Weiter liegen bei einer Anordnung zur äußeren Begrenzung eines Strömungspfades einer Turbine, bei der eine Vielzahl von Ringsegmenten gemäß obiger Ausführung einen montierten Ring bildend den Strömungspfad eines Arbeitsmediums einer Turbine außen begrenzend derart angeordnet sind, die Dichtlamellen eines ersten Ringsegments an einem Seitenwandabschnitt bzw. Dichtseitenwandabschnitt eines zum ersten Ringsegments unmittelbar benachbarten weiteren Ringsegments vorgespannt an. Vorzugsweise sind je betreffenden Dichtseitenwandabschnitt bzw. Seitenwandabschnitt mehrere Dichtlamellen vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Strömung längs besagter Stoßfuge weiter reduziert und ggf. gar vermieden werden kann, wenn zwischen unmittelbar benachbarten Ringsegmenten einer Anordnung Dichtlamellen vorgesehen sind, die die besagte Leckageströmung zumindest teilweise behindern. Um dies zu erreichen, sind Dichtlamellen vorgesehen, die quasi an einem ersten Ringsegment einseitig befestigt an den Kanten eines dazu benachbarten Ringsegments vorgespannt anliegen können. Die Dichtlamellen sind flexibel und insbesondere gekrümmt ausgestaltet, so dass diese sich elastisch verformen können. Bei entsprechender Anordnung können diese bei auftretenden, thermisch bedingten Dehnungen der Ringsegmente eine automatische Nachführung der Dichtlamellen an den Kontaktflächen der benachbarten Ringsegmente ermöglichen. Somit kann für unterschiedliche Betriebstemperaturen die Abdichtung der besagten Stoßfuge zuverlässig erfolgen. Aufgrund der einseitigen Befestigung der Dichtlamellen ist die Montage der Ringsegmente zu einer Anordnung trotz Vorhandensein der lamellenartigen Stoßfugenabdichtung unverändert einfach und schnell zu gewährleisten.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich die betreffenden Dichtlamellen quer zur Strömungsrichtung eines in der Turbine strömenden Arbeitsmediums. Hierdurch wird eine effiziente Reduzierung der Durchströmung der Stoßfugen erreicht.
  • Weiter bevorzugt stehen die betreffenden Dichtlamellen in einem Winkel von kleiner 90° von ebenen Oberflächen der betreffenden Seitenwandabschnitte bzw. Dichtseitenwandabschnitte ab. Dies führt zu einer besonders geeigneten elastischen Verformbarkeit der Lamellen, wenn zwei Ringsegmente der Anordnung während der Montage zusammengesetzt werden und dabei die Dichtlamellen vorgespannt an den Kontaktflächen des benachbarten Ringsegments zum Anliegen gelangen. Eine Stauchung der Dichtlamellen wird damit vermieden.
  • Der vorgenannte Effekt lässt sich weiter verbessern, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Dichtlamellen zu ihrem freien Ende hin gewölbt sind.
  • Besonders bevorzugt ist diejenige Ausgestaltung, bei dem das Dichtelement als Wabenkonstruktion ausgestaltet ist. Alternativ könnte das Dichtelement auch als auf der ersten Seitenfläche aufgebrachtes abtragbares Beschichtungssystem mit ein oder mehreren Schichten ausgestaltet sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Dichtlamellen mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt und mit dem Dichtelement verbunden. Auch das Dichtelement selber könnte mittels des gleichen additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sein, was die Kosten und die Herstellungszeit reduzieren würde.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Hierbei sind die Figuren lediglich schematisch dargestellt, wodurch insbesondere keine Einschränkung der Ausführbarkeit der Erfindung die Folge ist.
  • Weiter ist darauf hinzuweisen, dass alle nachfolgenden technischen Merkmale, welche mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, gleiche technische Wirkungen aufweisen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Ringsegments in einer schematischen Darstellung, wobei für die Erfindung unwesentliche Merkmale nicht dargestellt sind,
    Figur 2
    einen Ausschnitt einer Anordnung zur Begrenzung eines Strömungspfades einer Turbine, während des Zusammenbaus,
    Figur 3
    einen Ausschnitt aus einer Anordnung mit zwei in ihrer Betriebsposition befindlichen Ringsegmenten und
    Figur 4
    ein zweites Ausführungsbeispiel analog zu Figur 2, mit Dichtlamellen an zwei Seitenwandabschnitten je Ringsegment.
  • Figur 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Ringsegments 10, welches in einer Turbine mit weiteren davon an einen Turbinenleitschaufelträger zusammensetzbar sind, um einen Spalt zwischen ihnen und den Laufschaufeln (nicht dargestellt) der besagten Turbine weitest möglich abzudichten. Das Ringsegment 10 ist von seiner Gestalt her im Wesentlichen plattenförmig sowie rechteckig und umfasst eine dementsprechende Wand 12, deren ersten Seitenfläche 14 im verbauten Zustand den Schaufelspitzen von Laufschaufeln (nicht dargestellt) zugewandt ist. Bei den Laufschaufeln kann es sich sowohl um freistehende, d.h. deckbandlose Laufschaufeln handeln als auch um Deckband-Laufschaufeln. Die Wand 12 weist eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegende zweite Seitenfläche 15 auf. Diese ist im verbauten Zustand dem (nicht dargestellten) Turbinenleitschaufelträger zugewandt. Zur Befestigung des Ringsegments 10 am Turbinenleitschaufelträger sind Nuten 17 vorgesehen. Anstelle dessen könnten auch Haken an der zweiten Seitenfläche 15 vorgesehen sein.
  • Die Seitenfläche 14 wird von einer geschlossenen umlaufenden Kante 16 umgriffen. Aufgrund der Rechteckform der Wand 12 stoßen an die Kante 16 vier Seitenwandabschnitte 16a - 16d mit der Seitenfläche 14 zusammen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Seitenwandabschnitte 16a und 16c sowie 16b und 16d parallel zueinander, wobei das Paar der Seitenwandabschnitte 16b, 16d, wenn das Ringsegment 10 in einer Turbine verbaut ist, parallel zur Durchströmungsrichtung des Arbeitsmediums der Turbine angeordnet ist. Die Seitenwandabschnitte 16b, 16d könnten auch zur Durchströmungsrichtung des Arbeitsmediums geneigt sein.
  • An der ersten Seitenfläche 14 der Wand 12 ist ein Dichtelement 18 angeordnet, welches gemäß diesem Ausführungsbespiel als Wabenkonstruktion 19 (Fig. 2) ausgestaltet ist. Das Dichtelement 18 umfasst in analoger Weise zur Wand 12 vier Dichtseitenwandabschnitte 18a - 18d.
  • An zumindest einer derjenigen Seitenwandabschnitte und/oder an zumindest einer derjenigen Dichtseitenwandabschnitte, die bei in einer Turbine zu einem Ring montierten Ringsegment zu benachbarten Ringsegmenten des betreffenden Rings weisen, ist eine Anzahl von einseitig befestigten Dichtlamellen 20 zur Reduzierung einer Strömung längs des betreffenden Seitenwandabschnitts 16b bzw. Dichtseitenwandabschnitts 18b vorgesehen.
  • Die betreffenden Dichtlamellen 20 stehen von ebenen Flächen der Dichtseitenwandabschnitte 18b bzw. Seitenwandabschnitte 16b unter einem Winkel α ab, der kleiner als 90° sein kann. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel kann der Winkel α 60° betragen. Von ihrem ersten Ende 20a erstrecken sie sich in blattfederartiger Weise gekrümmt bis zu ihrem freien Ende 20b.
  • Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung die Draufsicht auf zwei Ringsegmente 10a, 10b ausgestaltet gemäß Figur 1, während der Montage zu einer Anordnung 22. Die Wabenkonstruktion 19 ist lediglich schematisch dargestellt. Die beiden unmittelbar benachbarten Ringsegmente 10a, 10b werden während der Montage gemäß einem der Pfeile M so aufeinander hinzu bewegt, dass die Dichtlamellen 20 des ersten Ringsegments, in Figur 2 als Ringsegment 10a zu erkennen, an dem Seitenwandabschnitt 18d des benachbarten Ringsegments, in Figur 2 als Ringsegment 10b bezeichnet, zum Anliegen gelangen. In der Betriebsposition, dargestellt in Figur 3, sind die Dichtlamellen 20 elastisch verbogen und liegen dann vorgespannt an dem Seitenwandabschnitt 18d des benachbarten Ringsegments 10b an.
  • Damit wird eine Durchströmung der besagten Fuge 24 mit Arbeitsmedium, welche zwischen der Dichtelementkante 18b des ersten Ringsegments 10a und der Dichtelementkante 18d des zweiten Ringsegments 10b vorhanden ist, weitestgehend vermieden.
  • Figur 3 zeigt die beiden Ringsegmente 10a, 10b in ihrer Betriebsposition, bei der die Dichtlamellen 20 des ersten Ringsegments 10a aufgrund des geringen Abstandes zwischen den beiden Ringsegmenten 10a, 10b vorgespannt an der Kontaktfläche des zweiten Ringsegments 10b (Dichtseitenwandabschnitt 18d) anliegt.
  • Der Pfeil R gibt die Rotationsrichtung der Laufschaufeln in Bezug auf die Ringsegmente 10 an. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Rotationsrichtung, soweit möglich, vom befestigten Ende 20a der Dichtlamellen 20 zu ihrem freien Ende 20b gerichtet ist.
  • Alternativ und so wie es Figur 4 zeigt, ist es möglich, dass die längs der Fuge 24 aufeinander folgenden Dichtlamellen 20 an den beteiligten Ringsegmenten 10a, 10b abwechselnd befestigt sind. In diesem Fall ist nicht nur an einem Seitenwandabschnitt (vgl. Fig. 2, 18b), sondern an zwei Seitenwandabschnitten 18b und 18d Dichtlamellen 20 angeordnet.
  • Insgesamt betrifft die Erfindung somit ein Ringsegment 10 für eine Turbine sowie eine Anordnung zur Abdichtung der Spalte zwischen Ringsegmenten 10 und Laufschaufel einer Turbine, wobei die Ringsegmente eine plattförmige Wand 12 umfassen, deren erste Seitenfläche 14, welche im verbauten Zustand der Ringsegmente den Schaufelspitzen von Laufschaufeln zugewandt ist von einer geschlossen umlaufenden Kante 16 umgriffen und in vier Seitenwandabschnitte 16a - 16d unterteilbar ist und an der Seitenfläche 14 ein vollflächig angeordnetes Dichtelement 18 umfasst. Um eine zwischen unmittelbar benachbarten Ringsegmenten 10 gegebenenfalls auftretende lokale Strömung weiter zu minimieren bzw. gar zu unterbinden, wird vorgeschlagen, dass an zumindest einer derjenigen Seitenwandabschnitten 16 und/oder an zumindest einer derjenigen Dichtseitenwandabschnitten (18) die in einer Turbine zu einem Ring monierten Ringsegmenten - zu benachbarten Ringsegmenten des betreffenden Rings weisen, eine Anzahl von einseitig befestigten Dichtlamellen 20 zur Reduzierung einer Strömung längst des betreffenden Seitenwandabschnitts vorgesehen ist.

Claims (8)

  1. Ringsegment (10) für eine Turbine, um mit weiteren davon in einer Turbine zur Abdichtung eines Spalts zwischen ihnen und Laufschaufeln einer Turbine zusammensetzbar zu sein,
    mit einer plattenförmigen Wand (12), die umfasst:
    - eine erste Seitenfläche, die im verbauten Zustand des Ringsegments (10) den Schaufelspitzen von Laufschaufeln zugewandt ist und
    - eine Kante, die geschlossen umlaufend die erste Seitenfläche umgreift und an der mehrere Seitenwandabschnitte (16) mit der ersten Seitenfläche (14) zusammenstoßen und
    mit einem Dichtelement (18), welches an der ersten Seitenfläche vollflächig angeordnet ist und welches in analoger Weise zur Wand (12) in Dichtseitenwandabschnitte (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet,
    dass an zumindest einer derjenigen Seitenwandabschnitte (16) und/oder an zumindest einer derjenigen Dichtseitenwandabschnitte (18), die - bei in einer Turbine zu einem Ring montierten Ringsegmenten (10) - zu benachbarten Ringsegmenten (10) des betreffenden Rings weisen, eine Anzahl von einseitig befestigten Dichtlamellen (20) zur Reduzierung einer Strömung längs des betreffenden Seitenwandabschnitts (18) vorgesehen ist.
  2. Ringsegment (10) nach Anspruch 1,
    die dem die betreffenden Dichtlamellen (20) sich quer zur Strömungsrichtung eines in der Turbine strömenden Arbeitsmediums erstrecken.
  3. Ringsegment (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    bei dem die betreffenden Dichtlamellen (20) in einem Winkel von kleiner 90° von den Seitenwandabschnitten (16) bzw. Dichtseitenwandabschnitten (18) abstehen.
  4. Ringsegment (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    bei dem die Dichtlamellen (20) zum ihren freien Ende (20b) hin gewölbt sind.
  5. Ringsegment (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    bei dem das Dichtelement (18) als Wabenkonstruktion ausgestaltet ist.
  6. Ringsegment (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    bei dem das Dichtelement (18) als abtragbares Beschichtungssystem mit ein oder mehreren Schichten ausgestaltet ist.
  7. Ringsegment (10), nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    bei dem zumindest die Dichtlamellen (20) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sind
  8. Anordnung (22) zur Abdichtung der Spalte zwischen Ringsegmenten und Laufschaufeln einer Turbine,
    bei der eine Vielzahl von Ringsegmenten (10) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 7 einen segmentierten Ring bildend derart angeordnet sind, dass die Dichtlamellen (20) eines ersten Ringsegments (10) an einem davon gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt bzw. Dichtseitenwandabschnitt eines zum ersten Ringsegment (10) unmittelbar benachbarten weiteren Ringsegments (10) vorgespannt anliegen.
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