DE3621125A1

DE3621125A1 - HOUSING CENTERING

Info

Publication number: DE3621125A1
Application number: DE19863621125
Authority: DE
Inventors: Arnold Witt
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1988-01-07
Also published as: EP0251125A1; DE3760070D1; EP0251125B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Gasturbine ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a housing for a gas turbine ge according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 27 41 063 ist ein Gehäuse für eine Gastur bine bekannt, wobei das Gehäuse im Bereich eines Lauf rades, das auf einer Welle angeordnet ist, teilbar ist. Dabei ist das Verdichtergehäuse über einen mit einer bear beiteten Fläche des Lagerträgergehäuses zusammenwirkenden Vorsprung zu dem Lagerträgergehäuse zentriert. Die Zen trierung erstreckt sich über den gesamten Umfang des Tur binengehäuses. Die das Laufrad tragende Welle ist in einem Lagerkörper gelagert, der über Rippen mit dem Lagerträger gehäuse verbunden ist. Weiterhin sind in den Rippen Kanäle angeordnet, die Kühl- und Sperrluft sowie Schmieröl führen, welche zu den Lagereinheiten geleitet wird. Zudem grenzen die Rippen direkt an die Brennkammern der Gastur bine. Dadurch werden die Rippen hohen Temperaturunter schieden ausgesetzt und dehnen sich daher anders bzw. schneller als die inneren und äußeren ringförmigen Ge häuseteile aus. Dabei sind die inneren Gehäuseteile meist kühler als die äußeren, die von Verdichterluft oder Heiß gas durchströmt werden. Durch diese unterschiedlichen Tem peraturen treten in den Rippen und in den ringförmigen Ge häuseteilen Wärmespannungen auf, die zu plastischen Ver formungen führen. Dies ist in verstärktem Maße der Fall, wenn das Verdichtergehäuse und das Lagerträgergehäuse aus Materialien unterschiedlicher Wärmedehnung hergestellt sind.From DE-PS 27 41 063 is a housing for a gas door bine known, the housing in the region of a barrel wheel, which is arranged on a shaft, is divisible. The compressor housing is one with a bear cooperated surface of the bearing bracket housing Center to the bearing bracket housing. The zen tration extends over the entire circumference of the door bin housing. The shaft carrying the impeller is in one Bearing body supported by ribs with the bearing bracket housing is connected. There are also channels in the ribs arranged, the cooling and sealing air and lubricating oil lead, which is directed to the storage units. In addition the ribs directly adjoin the combustion chambers of the gastur bine. This will lower the fins to high temperatures exposed to divorce and therefore stretch differently or faster than the inner and outer annular Ge parts of the house. The inner housing parts are mostly cooler than the outer ones, that of compressor air or hot gas flow. Due to these different tem temperatures occur in the ribs and in the annular Ge parts of the house on thermal stresses that lead to plastic ver lead formations. This is increasingly the case if the compressor housing and the bearing bracket housing are off Made of materials with different thermal expansion are.

Diese plastischen Verformungen führen dazu, daß die Ver dichter- oder Turbinenrotoren sich exzentrisch verlagern und an Labyrinthen und Schaufeln anstreifen können. Auch treten größere Probleme bei einer Montage der Gehäuseteile nach einer Überholung oder Reparatur auf. Da die Zen trierungen durch die thermischen Einflüsse unrund verformt sind, ist eine Montage ohne Nacharbeit nicht möglich. Durch plastische Verformung tritt zudem in vielen Fällen ein gegenüber den Sollwerten größeres Spiel an den Zen trierungen auf, so daß eine zentrische Montage der Ge häuseteile zueinander nicht mehr möglich ist.These plastic deformations cause the ver denser or turbine rotors shift eccentrically and brush against labyrinths and shovels. Also major problems arise when installing the housing parts after an overhaul or repair. Because the Zen trials deformed out of round by the thermal influences assembly without rework is not possible. Plastic deformation also occurs in many cases a bigger game at the Zen than the set values trinations so that a central assembly of the Ge house parts to each other is no longer possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Gasturbine eine Zentrierung von einem Lagerträgergehäuse gegenüber einem Verdichtergehäuse oder Turbinengehäuse so auszubilden, daß die beim Betrieb der Gasturbine durch Temperatureinflüsse hervorgerufenen thermischen Spannungen und daraus resul tierenden mechanischen Verformungen ohne nachteiligen Ein fluß auf die Zentrierung sind.The object of the invention is a in a gas turbine Centering of a bearing bracket housing against one Compressor housing or turbine housing so that that during operation of the gas turbine due to temperature influences induced thermal stresses and resulting resul mechanical deformations without disadvantageous Ein flow to the centering.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß die Zentrierung des Lagerträgergehäuses gegenüber dem Verdichtergehäuse oder Turbinengehäuse im Bereich der in einen Außenmantel des Lagerträgergehäuses einmündenden Rippen unterbrochen ist, können sich die Rippen in diesem Bereich verlängern oder verkürzen, ohne daß die Rippen sich, den Außenmantel oder die Gehäuse als solches bleibend plastisch verformen. Da mit wird im Betrieb vermieden, daß eine Exzentrität der Gehäuse zueinander und damit ein Anstreifen von Rotoren auftritt. Da sich darüber hinaus die Rippen bzw. die Ge häuseteile durch die als Dehnfuge wirkenden Zentrierungs unterbrechungen nicht bleibend plastisch verformen, treten bei Reparatur- bzw. Überholungs-Montagen der Gasturbine keine Zentrierprobleme auf.This task is characterized by the characteristic of Claim 1 solved. By centering the Bearing bracket housing compared to the compressor housing or Turbine housing in the area of an outer jacket of the Bearing carrier housing-opening ribs is interrupted, the ribs in this area can lengthen or shorten without the ribs, the outer jacket or permanently deform the housing as such plastically. There with is avoided in operation that an eccentricity of the Housing to each other and thus brushing against rotors occurs. Since the ribs or the Ge housing parts due to the centering acting as an expansion joint Do not plastically deform interruptions, kick for repair or overhaul assemblies of the gas turbine no centering problems.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung er streckt sich die Unterbrechung der Zentrierung in einem Bereich von einer halben bis zu einer ganzen Rippenbreite beidseits der in den Außenmantel einmündenden Rippen auf dem Umfangsbereich des Gehäuses. Eine derartig bemessene Zentrierungsunterbrechung ist genügend groß, um die auf tretenden Spannungen bzw. Verformungen abklingen zu las sen. Die Tiefe der Zentrierungsunterbrechung ist im übri gen so bemessen, daß die beiden Gehäuseteile sich bei den maximal auftretenden Verformungen im Bereich der Zentrie rungsunterbrechung nicht berühren.According to an advantageous development of the invention, he the interruption of the centering stretches in one Range from a half to a full rib width on both sides of the ribs opening into the outer jacket the peripheral area of the housing. Such a dimension Centering break is big enough to get on tensions or deformations to subside sen. The depth of the centering break is otherwise gene dimensioned so that the two housing parts are in the maximum deformations occurring in the area of the center Do not touch the interruption.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Unter brechung der Zentrierung an der zur Zentrierung bear beiteten Fläche des Außenmantels des Verdichtergehäuses oder des Turbinengehäuses vorgenommen. In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, die Unterbrechung der Zentrierung an der bearbeiteten Fläche des Außenringes des Lagerträgergehäuses vorzunehmen. Dabei wird die Unter brechung der Zentrierung in dem Gehäuseteil angeordnet werden, in dem sie beispielsweise aus bearbeitungs technischen Gründen vorteilhafter anzubringen ist. In be stimmten Anwendungsfällen kann es auch vorteilhaft sein, gleichzeitig in beiden Gehäuseteilen eine Unterbrechung der Zentrierung vorzunehmen. According to a development of the invention, the sub break the centering at the centering bear processed surface of the outer casing of the compressor housing or the turbine housing. In further training the invention is intended to interrupt the Centering on the machined surface of the outer ring of the bearing bracket housing. The sub refraction of the centering arranged in the housing part be, for example, from editing is more advantageous to attach for technical reasons. In be certain use cases, it can also be advantageous an interruption in both housing parts simultaneously centering.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trennfuge zwischen dem Verdichter- bzw. Turbinengehäuse und dem Lagerträgergehäuse in einem Bereich der in den Außenmantel des Lagerträgergehäuses einmündenden Rippen angeordnet, der bis zu einer Rippendicke axial von der Einmündungs stelle der Rippen entfernt ist. Dadurch werden die Tot räume zwischen dem Verdichter- bzw. Turbinengehäuse und dem Lagerträgergehäuse weitgehend minimiert, wodurch die an die Rippen angrenzende Brennkammer der Gasturbine größer dimensioniert werden kann oder die Gasturbine ins gesamt entsprechend kompakter gebaut werden kann.According to a development of the invention, the parting line is between the compressor or turbine housing and the Bearing bracket housing in an area of the outer casing arranged ribs of the bearing bracket housing, of up to a rib thickness axially from the junction place the ribs is removed. This will make the dead spaces between the compressor or turbine housing and the bearing bracket housing largely minimized, which the combustion chamber of the gas turbine adjacent to the fins can be dimensioned larger or the gas turbine ins overall can be built correspondingly more compact.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel der Er findung beschrieben ist. Es zeigen:Further features and advantages of the invention are known from the following drawing description in which the embodiment of the Er shown in the figures is described. Show it:

Fig. 1 einen Gasturbinenausschnitt im Bereich des Ver dichtergehäuses und des Lagerträgergehäuses, Fig. 1 shows a gas turbine section in the area of the Ver tight housing and the bearing support housing,

Fig. 2 einen Ausschnitt der axialen Draufsicht auf ein nicht montiertes Lagerträgergehäuse. Fig. 2 shows a detail of the axial plan view of an unmounted bearing bracket housing.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuseteil einer Gasturbine 1 zeigt die Verbindung von dem Verdichtergehäuse 2 und dem Lagerträgergehäuse 3. Das Verdichtergehäuse 2 und das Lagerträgergehäuse 3 umschließen zylinderförmig ein Lauf rad 4, das auf einer durch deren Mittellinie angedeuteten Welle 5 angeordnet ist. Auf dem Laufrad 4 sind eine Viel zahl von Schaufeln 6 befestigt. Von den Schaufeln 6 wird der eintretende Luftstrom in einen Radialdiffusor 7 ge fördert, aus dem der Luftstrom über einen im wesentlichen um 90° abgewinkelten Ringkanal 8 in axialer Richtung umge lenkt wird und durch Kanäle 9 in dem Lagerträgergehäuse 3 in die nur andeutungsweise dargestellte Brennkammer 10 ge leitet wird. Das Laufrad 4 ist zusammen mit der Welle 5 über eine Lagereinheit 11 in dem Lagerkörper 12 des Lager trägergehäuses 3 drehbar abgestützt. Die Lagereinheit 11 wird über Versorgungskanäle 13, die in Rippen 14 zu dem Außenmantel 15 des Lagerträgergehäuses 3 führen, mit Schmieröl versorgt.The housing part of a gas turbine 1 shown in FIG. 1 shows the connection between the compressor housing 2 and the bearing carrier housing 3 . The compressor housing 2 and the bearing bracket housing 3 enclose a cylindrical wheel 4 , which is arranged on a shaft 5 indicated by its center line. On the impeller 4 , a lot of blades 6 are attached. From the blades 6 , the incoming air flow is conveyed into a radial diffuser 7 , from which the air flow is deflected in the axial direction via an annular channel 8 , which is angled essentially through 90 °, and through channels 9 in the bearing carrier housing 3 into the combustion chamber 10, which is only indicated is directed. The impeller 4 is rotatably supported together with the shaft 5 via a bearing unit 11 in the bearing body 12 of the bearing carrier housing 3 . The bearing unit 11 is supplied with lubricating oil via supply channels 13 , which lead in ribs 14 to the outer jacket 15 of the bearing carrier housing 3 .

Der Außenmantel 15 des Lagerträgergehäuses 3 fluchtet im wesentlichen mit einem Außenring 16 des Verdichtergehäuses 2. In den Außenmantel 15 und den Außenring 16 sind mit einander fluchtende Bohrungen 17 eingearbeitet, durch die Schrauben 18 durchgeführt werden. Mittels der Schrauben 18 werden Verdichtergehäuse 2 und Lagerträgergehäuse 3 mit einander verspannt. An den Außenmantel 15 des Lagerträger gehäuses 3 ist im Bereich der Bohrungen 17 ein Vorsprung 19 angesetzt, der mit einer entsprechenden Ausnehmung in dem Außenring 16 des Verdichtergehäuses 2 zusammenwirkt. Der so zwischen dem Außenmantel 15 und Außenring 16 ge bildete Absatz 20, bildet die Zentrierung für die beiden Gehäuseteile 2 und 3.The outer casing 15 of the bearing bracket housing 3 is essentially aligned with an outer ring 16 of the compressor housing 2 . In the outer jacket 15 and the outer ring 16 are aligned holes 17 are machined through which screws 18 are performed. Compressor housing 2 and bearing bracket housing 3 are clamped to one another by means of the screws 18 . On the outer shell 15 of the bearing bracket housing 3 , a projection 19 is attached in the region of the bores 17 , which cooperates with a corresponding recess in the outer ring 16 of the compressor housing 2 . The ge between the outer jacket 15 and outer ring 16 formed paragraph 20 , forms the centering for the two housing parts 2 and 3rd

In dem in Fig. 1 dargestellten Bereich des Absatzes 20 ist die Zentrierung der beiden Gehäuseteile 2 und 3 unter brochen und die beiden Gehäuseteile 2 und 3 schließen ra dial zueinander einen durch Pfeile gekennzeichneten Spalt 21 ein.In the area of paragraph 20 shown in Fig. 1, the centering of the two housing parts 2 and 3 is broken and the two housing parts 2 and 3 include ra dial to each other a gap 21 indicated by arrows.

Der in Fig. 2 dargestellte Bereich des Lagerträgergehäuses 3 zeigt im wesentlichen die schon zu Fig. 1 beschriebenen Bestandteile. Der an den Außenmantel 15 angesetzte Vor sprung 19 bildet mit seinem Innendurchmesser 22 den Zen trierdurchmesser der mit dem Außenring 16 des Verdichter gehäuses 2 zusammenwirkenden Zentrierung. Der Innendurch messer 22 des Vorsprungs 19 ist im Bereich der in den Außenmantel 15 einmündenden Rippen auf den Durchmesser 23 vergrößert. Der Bereich des vergrößerten Durchmessers 23 erstreckt sich etwa eine Rippenbreite beidseits der in den Außenmantel 15 einmündenden Rippen 14. Somit ergibt sich beim Zusammenbau der beiden Gehäuse 2 und 3 der in Fig. 1 dargestellte Spalt 21.The area of the bearing bracket housing 3 shown in FIG. 2 essentially shows the components already described for FIG. 1. The attached to the outer jacket 15 before jump 19 forms with its inner diameter 22 the Zen trier diameter of the housing 2 interacting with the outer ring 16 of the compressor centering. The inside diameter 22 of the projection 19 is enlarged to the diameter 23 in the region of the ribs opening into the outer jacket 15 . The area of the enlarged diameter 23 extends approximately one rib width on both sides of the ribs 14 opening into the outer jacket 15 . Thus, when the two housings 2 and 3 are assembled, the gap 21 shown in FIG. 1 results.

Claims

1. Gehäuse für eine Gasturbine (1), wobei das Gehäuse zumindest ein auf einer Welle (5) angeordnetes Laufrad (4) zylinderförmig umschließt und die Welle (5) gegenüber dem Gehäuse mittels zumindest einer Lagereinheit (11) abge stützt ist, wobei das Gehäuse im Bereich des Laufrades (4) in ein Verdichtergehäuse (2) und ein Lagerträgergehäuse (3), das aus einem über Rippen (14) miteinander verbunden den Außenring (16) und einem Lagerkörper (12) besteht, teilbar ist und wobei das Lagerträgergehäuse (3) im Be reich des Außenmantels (15) gegenüber dem Verdichterge häuse (2) zentriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung im Bereich der in den Außenmantel (15) einmündenden Rippen (14) unter brochen ist.1. Housing for a gas turbine ( 1 ), the housing at least one on a shaft ( 5 ) arranged impeller ( 4 ) encloses cylindrical and the shaft ( 5 ) against the housing by at least one bearing unit ( 11 ) is supported, the Housing in the area of the impeller ( 4 ) into a compressor housing ( 2 ) and a bearing bracket housing ( 3 ), which consists of an outer ring ( 16 ) connected to one another via ribs ( 14 ) and a bearing body ( 12 ), and the bearing bracket housing ( 3 ) In the loading area of the outer casing ( 15 ) relative to the compressor housing ( 2 ) is centered, characterized in that the centering in the region of the ribs ( 14 ) opening into the outer casing ( 15 ) is interrupted.

2. Gehäuse für eine Gasturbine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Zen trierung sich in einem Bereich von einer halben bis zu einer vollen Rippenbreite beidseits der in den Außenmantel (15) einmündenden Rippen (14) auf dem Umfangbereich des Gehäuses erstreckt. 2. Housing for a gas turbine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the interruption of the Zen tration in a range from half to a full rib width on both sides of the ribs ( 14 ) opening into the outer jacket ( 15 ) on the peripheral region of the housing extends.

3. Gehäuse für eine Gasturbine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Zen trierung in einem Außenring (16) des Verdichtergehäuses (2) angeordnet ist.3. Housing for a gas turbine ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the interruption of the Zen tration in an outer ring ( 16 ) of the compressor housing ( 2 ) is arranged.

4. Gehäuse für eine Gasturbine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Zen trierung in dem Außenmantel (15) des Lagerträgergehäuses (3) angeordnet ist.4. Housing for a gas turbine ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the interruption of the Zen tration in the outer casing ( 15 ) of the bearing bracket housing ( 3 ) is arranged.

5. Gehäuse für eine Gasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge zwischen dem Außenmantel (15) und dem Außenring (16) im Bereich von bis zu einer Rippendicke axial von dem Rippen (14) entfernt angeordnet ist.5. Housing for a gas turbine ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the parting line between the outer casing ( 15 ) and the outer ring ( 16 ) in the range of up to a rib thickness axially from the ribs ( 14 ) is arranged.