DE2219661A1

DE2219661A1 - Verfahren zur herstellung von gehaeusen fuer dampfturbinen

Info

Publication number: DE2219661A1
Application number: DE2219661A
Authority: DE
Inventors: Gerd Bruckhoff; Rudolf Wickl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-21
Filing date: 1972-04-21
Publication date: 1973-10-31
Also published as: CH556969A; GB1411269A; NL7305581A; US3914842A; IT973125B; JPS5347843B2; JPS4920505A; CA1004985A; FR2181283A5

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8520 Erlangen, ·''■ '''^: '"' ^L

Werner-von-Siemens-Str.50

Unser Zeichen: VPA 72/3072 Me s/i¹!

Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für Dampfturbinen

Bei Dampfturbinen, wie sie insbesondere in der Industrie zu Antriebszwecken und zur Prozeßdampflieferung verwendet werden,.variieren die Auslegungsparameter praktisch stufenlos zwischen sehr weiten Grenzen., So kann der Frischdampfdruck zwischen 2 bar und 140 bar jeden Wert annehmen, der im wesentlichen von dem Prozeß, in den die Turbine eingebaut ist, abhängt. Ähnlich sind die Verhältnisse bei der Dampfeintrittstemperatur, die zwischen 200 und 540° G liegen kann, dem Austrittsdruck, der 0,05 bis 70 bar betragen kanu, sowie einem Drehzahlbereich von 3000 bis 25000 upra und einem Leistungsbereich von 1 bis 50 MW. Theoretisch ist für den jeweiligen Bedarfsfall eine nach Maß gefertigte turbine die preisgünstigste Lösung, wenn man nur die Material- und Herstellungskosten betrachtet. Praktisch aber ist diese Turbine die teuerste, da jeweils neue Modelle zum Abgießen -der Gußstücke und sehr individuelle Vorrichtungen für die Fertigung notwendig sind.

Um dieses weite Spektrum wirtschaftlicher beherrschen zu können, ist bereits die Entwicklung von sogenannten ■ "Normturbinen " eingeleitet worden. Dabei sind das gesamte Gehäuse und die peripheren.Teile genormt worden und zwar so, daß im wesentlichen die Beschaufelung dem jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden mußte. Das heißt,für verschiedene Turbinentypen ist ein und dasselbe Gehäuse vorgesehen, wobei aber dieses Gehäuse nicht in allen Fällen voll ausgenutzt werden konnte. Beispielsweise ist eine Veränderung der Kombination von Einströmteil und' Abströmteil der Turbine nicht möglich, da das gesamte Gehäuse nach einem Holzmodell abgegossen wird, Variationsmöglichkeiten sind deshalb nur durch neue Modelle

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möglich, deren Herstellung aber eine unwirtschaftlichere Fertigung der Turbine mit sich bringen würden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für Dampfturbinen zu schaffen, mit dem in optimaler Weise eine Anpassung a.n den jeweiligen Bedarfsfall möglich ist.

Die Erfindung besteht dabei in einer Systematik von mehreren verschiedenen, in Größe und/oder Bauform und/oder Material voneinander abweichenden, jedoch für sich genormten Gehäuseabschnitten in Form von Einströmteilen» Abströmteilen und Zwischenteilen, aus der für das jeweils erforderliche Gehäuse die entsprechenden Gehäuseabschnitte ausgewählt und zusammengesetzt werden. Aufgrund dieser Systematik lassen sich aus einer begrenzten Anzahl von Gehäuseabschnitten Gehäuse für die jeweils gewünschte Turbine zusammensetzen, wodurch eine sehr große Flexibilität erreicht wird.'

Es ist dabei zweckmäßig, mehrere hintereinander liegende Abschnitte in einem Stück abzugießen. Die einzelnen oder zusammen abgegossenen Abschnitte können dann an den achsnormalen Trennflächen miteinander verschweißt --/erden.

Bei der Herstellung eines Gehäuses für eine Gegendruckturbine ist es dabei zweckmäßig, daß die Zwischenteile zusammen mit dem Abströmten in einem Stück abgegossen und anschließend mit dem Einströmteil verschweißt werden. Bei einer Kondensationsturbine können die Zwischenteile gemeinsam abgegossen und mit dem Einströmteil verschweißt werden. Das Abströmten wird separat abgegossen und dann angeflanscht.

Die Zwischenteile bestehen dabei zweckmäßigerweise aus zylindrischen Längenabschnitten und aus Übergangsabschnitten mit unterschiedlichen Eingangs- und Ausgangsdurchmessern.

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Dabei weisen diese Zwischenteile Aufnahmestege für die Leitscliaufelträger auf.

Anhand einer schetnatischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Gesamtschema der erfindungsgemäßen Systematik;

Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine nach dieser Systematik zusammengesetzten Turbine in Gegendruckbauweise;

Fig. 3 den Längsschnitt durch das Gehäuse einer Kondensationsturbine und

Fig. 4 den Längsschnitt durch das Gehäuse einer Gegendruckturbine mit mehreren Zwischenteilen.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind beispielsweise als genormte Gehäuseabschnitte zwei Vorderabschnitte 50 und 51, sieben Abströmteile 60 bis 66 und elf Zwischenteile in Form von Längenabschnitten 80 bis 8*5 und Übergangsabschnitten 70 bis 74 vorgesehen. Ausgehend von einem üiiederdruckvorderabschnitt 50 oder einem Hochdruckvorderabachnitt 51 lassen sich durch Zwischenfügen von jeweils genormten Längenabschnitten oder Übergangsabschnitten und einem Abschluß mit einem der dargestellten Abströmteile insgesamt 41 verschiedene Turbinengehäuse herstellen.

Zur weiteren Erläuterung dieses Verfahrens eind in den Fig. bis 4 einige Ausführungsbeispiele entsprechender Turbinentypen dargestellt. Dabei zeigt Fig. 2 ein Turbinengehäuse, das lediglich aus dem Yorderabschnitt 50 und dem Gegendruckabdampfgehäuse 60 besteht, so daß sich daraus ein Gehäuse für eine Turbine vom Typ 1 nach Fig. 1 ergibt. Die beiden Gehäuseabschnitte sind dabei an der Stelle 100 miteinander verschweißt. Zusätzlich sind in der dargestellten Turbine " '

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noch die Wellendichtungen 110, 111 und 112 sowie der Düsengehäuseblock 113 und zwei Leitschaufelträger 114 und 115 dargestellt. Diese Leitschaufelträger sind dabei an einem Aufnahmesteg 120 im Vorderabschnitt'50 und einem weiteren Aufnahmesteg 121 im Gegendruckabdampfgehäuse 60 gehalten. In Fig. 1 ist die Kombination der erforderlichen Gehäuseabschnitte durch eine gestrichelte Linie dargestellt.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch das Gehäuse einer Kondensationsturbine gezeigt, die entsprechend der strichpunktierten Linie nach Fig. 1 aus dem Vorderabschnitt 50, einem Längenabschnitt 80, einem Flanschabschnitt 73 sowie einem Kondensationsabdampfgehäuse 64 zusammengesetzt ist, so daß sich damit ein Gehäuse für einen Turbinentyp 26 ergibt. Durch das Einfügen des Längenabschnittes 80 ist die Anpassung an eine größere Zahl von Schaufelreihen und durch den Flanschabschnitt 73 eine Anpassung an den Flanschdurchmesser des Kondensationsabdampfgehäuses 64 möglich. Wie aus der Systematik nach Fig. 1 zu ersehen ist, kann bei dem dargestellten Gehäuse als Abdampfteil auch das Kondensationsabdampfgehäuse 63 verwendet werden, so daß sich dann der Turbinentyp 22 ergibt. Bei dem dargestellten Gehäuse weisen jeweils der Vorderabschnitt 50 sowie die Zwischenteile 80 und 73 jeweils einen Aufnahmesteg 120, 122 und 123 für entsprechende Leitschaufelträger auf.

Bei der Herstellung dieses Gehäuses ist es dabei zweckmäßig, wenn die beiden Zwischenteile 80 und 73 zusammen abgegossen und anschließend mit dem Vorderabschnitt 50 verschweißt und dem Kondensationsa.bda.mpfgehäuse 64 bzw. 63 verschraubt werden.

In Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch das Gehäuse für eine Gegendruckturbine gezeigt, das besonders deutlich die Variationsmöglichkeiten dieses neuen Herstellungsverfahrens zeigt.

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Das Gehäuse ist dabei aus Teilen zusammengesetzt, die durch die doppelt strichpunktierte Linie nach FIg. 1 miteinander verbunden sind. Als einzelne Abschnitte werden dabei der Hochdruckvorderabschnitt 51» der Reduzierabschnitt 70, der Übergangsabschnitt 71. der Längenabschnitt 81 mit größerem Durchmesser und das Gegendruckabdampfgehäuse 61 verwendet, so daß sich damit ein Turbinentyp 11 ergibt. Es ergibt sich somit ein Gehäuse, das aus fünf verschiedenen Abschnitten besteht und jeweils an den achsnormalen Srennflächen 100, 103» 104 und 105 miteinander verbunden ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Reduzierabschnitt 70 zusammen mit dem Vorderabschnitt 51 und die Zwischenteile 71 und 81 zusammen mit dem Gegendrückabdampfgehause 61 abgegossen werden, so daß dann bede Teile an der Schnittfläche 103 miteinander verschweißt werden können.

Prinzipiell muß jedoch individuell entschieden werden, weiche Abschnitte zusammen abgegossen und welche miteinander verschweißt werden. Ein besonderer Vorteil des Zusammensetzens des Gehäuses aus mehreren Abschnitten besteht darin, daß die einzelnen Abschnitte bzw. Abschnittskombinationen aus unterschiedlichem Werkstoff hergestellt werden können. Bei einem aus einem Stück hergestellten Gehäuse ist es jeweils erforderlich, für das gesamte Gehäuse den Werkstoff zu verwenden, der für den höchst beanspruchten Gehäuseteil erforderlich ist. Demgegenüber können nach dem beschriebenen Verfahren Insbesondere für den Abströmteil geringerwertigere Werkstoffe als für den Einströmteil verwendet werden, soweit diese unter-" schiedlichen Werkstoffe noch miteinander verschweißt werden können.

Die Übergangsabschnitte 70 bis 74 sind in Länge und Durchmesser derart genormt, daß sie erstens Leitschaufelträger des einen und solche des nächstgrößeren Turbinenmodells beinhalten und zweitens Einströmteile eines Turbinenmodells mit den

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Abströmteilen des nächstgrößeren Turbinenmodells zu einer neuen lurbinengröße verbinden.

Darüber hioaus ist die Einbaulage des Abströmteiles variabel, so daß die Abdampfstutzen nach unten oder nach oben herausgeführt werden können.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist also eine optimale Anpassung an die geforderten Auslegungsparameter der Turbinen im Hinblick auf Größe, Material, Konstruktionstyp und Dampfdurchsatz möglich, wobei mit einer geringen Anzahl von Einzelteilen eine weite Palette von Bedarfsfällen überstrichen werden kann.

4 Fig.
11 Ansprüche

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Claims

VPA 72/3072 — 7 — Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für Dampfturbinen,' gekennzeichnet durch eine Systematik von mehreren verschiedenen, in Größe und/öder Bauform und/oder Material voneinander abweichenden, jedoch für sich genormten Gehäuseabschnitten in Form von Einströmteilen, Abströmteilen und Zwischenteilen, aus der für das jeweils erforderliche Gehäuse die entsprechenden Gehäuseabschnitte ausgewählt und zusammengesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, hintereinanderliegende Abschnitte in einem Stück abgegossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen oder zusammen abgegossenen Abschnitte miteinander verschweißt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gegendruckturbinen die Zwischenteile zusammen mit dem Abströmteil in einem Stück abgegossen und anschließend mit dem Einströmteil verschweißt" werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kondensationsturbinen die Zwischenteile gemeinsam abgegossen und mit dem Einströmteil verschweißt und dem Abströmteil verflanscht werden.

6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenteile aus zylindrischen Verlängerungsstücken (80 bis 85) bestehen.

7. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Zwischenteile aus Übergangsabschnitten (70 bis 74) mit unterschiedlichem Eingangs- und Ausgangsdurchroesser bestehen.

8. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsabechnitte (70 bis 74) die Einströmteile eines Turbinenmodells mit den Abströmteilen des nächstgrößeren Turbinenmodells verbinden.

9. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (70 bis 74, 80 bis 85) Aufnahmestege (120 bis 124) für Leitschaufelträger aufweisen.

10. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmteile (50, 51) Aufnahmestege (120) für Leitschaufelträger aufweisen.

11. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abströmteil (60 bis 66) mit beliebiger Richtung des Abdampf Stutzens anfiigbar ist.

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