EP2112334A1 - Outer housing for a turbo engine - Google Patents

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Publication number
EP2112334A1
EP2112334A1 EP08007703A EP08007703A EP2112334A1 EP 2112334 A1 EP2112334 A1 EP 2112334A1 EP 08007703 A EP08007703 A EP 08007703A EP 08007703 A EP08007703 A EP 08007703A EP 2112334 A1 EP2112334 A1 EP 2112334A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outer housing
housing
projection
flow channel
region
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Withdrawn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
EP08007703A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eduard Dr. Jenikejew
Yevgen Dr. Kostenko
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
Original Assignee
Siemens AG
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 filed Critical Siemens AG
Priority to EP08007703A priority Critical patent/EP2112334A1/en
Publication of EP2112334A1 publication Critical patent/EP2112334A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F01D25/145—Thermally insulated casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/228—Nitrides
    • F05D2300/2285—Nitrides of zirconium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611—Coating

Definitions

  • the invention relates to an outer casing for a turbomachine, wherein the outer casing is formed along a flow direction, wherein means for receiving an inner casing are provided and the inner casing is attachable within the outer casing, wherein the outer casing has an outflow part for conducting flow medium flowing out of a flow channel.
  • a steam turbine in particular a high-pressure steam turbine understood.
  • high-pressure steam turbines a high-pressure and high-pressure steam is released in a flow passage, thereby forcing a rotation of a rotor.
  • the incoming steam has temperatures up to 620 ° C and pressures up to 350 bar. This vapor flows through vanes and blades in the flow channel, reducing the temperature and pressure.
  • high-pressure steam turbines are formed with an inner housing carrying the guide vanes and with an outer housing arranged around the inner housing.
  • the steam initially flows along an inflow region between the rotor and the inner housing in the flow channel. Subsequently, the steam flows out of the flow channel in a region between the inner housing and the outer housing. Since the temperature of the steam in the flow direction decreases, the rotor, the inner housing and the outer housing has a temperature gradient in the flow direction.
  • suitable materials must be selected to withstand the thermal stresses.
  • an outer housing for a turbomachine wherein the outer housing is formed along a flow direction, wherein means for receiving an inner housing are provided and the inner housing is attachable within the outer housing, wherein the outer housing is a discharge part for conducting flow medium flowing out of a flow channel having, wherein on the inner surface of the outflow part, a thermal barrier coating is applied.
  • the invention thus goes the way to reduce thermal stresses in that a thermal barrier coating is applied to the inner surface of the discharge part.
  • the thermal barrier coating is applied to the locations on the inner surface of the discharge part, which are subjected to bending. As a result of the stress on bending, stress concentrations result due to creep, which could lead to cracks.
  • the thermal barrier coating reduces the temperature gradient, resulting in a reduction in the risk of cracking.
  • the outer housing is designed as a pot housing. Pot housings are formed without axial parting, which means that this type of outer housing can withstand higher internal pressure. Thereby, the steam flowing in such a steam turbine formed with a pot housing can have a higher temperature and a higher pressure.
  • the outer housing has a projection for receiving the inner housing, wherein the heat-insulating layer is applied to the projection.
  • the inner housing is connected to the outer housing, wherein the inner housing is attached to a projection of the outer housing.
  • This projection protrudes from the inner surface of the outer housing and is therefore subjected to bending.
  • the temperature gradients occurring in the region of this projection could cause cracks in the outflow part.
  • the thermal barrier coating is applied to the projection, since cracks would be expected in this area.
  • the outflow part has a first deflection region directly adjacent to the flow channel.
  • This first deflection region directs the vapor flowing out of the flow channel from an axial direction into a radial direction.
  • the second deflection region Adjacent to the first deflection region, the second deflection region, which is designed to divert the exhaust steam from the radial direction in the axial direction.
  • the steam is first deflected from the axial direction in the radial direction and then redirected from the radial direction in the axial direction, wherein the flow direction of the steam is opposite to the flow direction in the flow channel reversed.
  • the second area adjoins a termination area adjacent to the projection.
  • the inner housing is attached.
  • the thermal barrier coating is arranged only in the termination area, since this area is claimed on bending and there cracks are to be expected.
  • the thermal barrier coating is formed of the zirconia material.
  • FIG WO 2006/133980 A1 Further examples of a thermal barrier coating and of adhesive layers which connect the thermal barrier coating to the outer shell and further layers are shown in FIG WO 2006/133980 A1 disclosed. The content of WO 2006/133980 A1 is thus fully included in the disclosure of this application.
  • FIG. 1 shows a high-pressure steam turbine 1.
  • a rotor 3 is rotatably mounted.
  • the rotor 3 includes blades, not shown.
  • an inner housing 4 is arranged.
  • the inner housing 4 has guide vanes, not shown. Between the rotor 3 and the inner housing 4, a flow channel 5 is formed.
  • an outer housing 6 is arranged.
  • the outer housing 6 is formed in Topfbauweise. This means that the outer housing 6 consists of a pot part 6a and a cover part 6b, wherein the cover part 6b is arranged on the pot part 6a.
  • the outer housing 6a thereby has no axial parting line.
  • live steam flows via an inflow region 7 into the high-pressure steam turbine 1.
  • the temperature of the live steam can be up to 620 ° C.
  • the pressure of the live steam can have pressures of up to 350 bar. After flowing through the flow channel 5, the pressure and the temperature of the steam is reduced, so that the temperature of the vapor in the outflow part 8 is significantly lower than the temperature in the inflow region 7.
  • the outer housing 6 comprises a lid bottom 6 c, which adjoins the flow channel 5.
  • the outflow part 8 comprises a first deflection region 9 which adjoins the flow channel 5 directly.
  • the first deflection region 9 is designed such that the vapor is deflected from an axial direction 10 into a radial direction 11.
  • the geometry of the lid bottom 6c is adapted for this purpose.
  • the outflow part 8 has a curvature 12 in the region of the first deflection region 9.
  • a second deflection region 13 adjoins the first deflection region 9.
  • the vapor is deflected again in an axial direction 14 from the radial direction 11 in the second deflection region 13, the axial direction 14 being opposite to the axial direction 10.
  • the outer housing has a means 15 for receiving the inner housing 4.
  • the means 15 is in this case formed as a projection 16.
  • the projection 16 adjoins the inner housing 4.
  • the outer housing 6 has an inner surface 17.
  • the inner surface 17 is in this case made substantially cylindrical.
  • the projection 16 is in this case designed such that a material accumulation with respect to the cylindrical inner surface 17 to a means 15th leads, which is adapted to secure the inner housing 4 thereto.
  • a terminating area 18 adjoins the second deflection region 13.
  • the end region 18 leads to the means 16 and adjoins the inner housing 4.
  • a thermal barrier coating 20 is arranged on an inner surface 19 of the Aufströmteils 8.
  • the heat-insulating layer 20 results in that the heat transfer for a projection region 21 and a second region 22 is increased and thereby the thermal stresses between the projection region 21 and the second region 22 are reduced.
  • the stress concentration points due to the creep and the reduced temperature gradient are displaced in a region between the second region 22 and a third region 23.
  • the projection area 21 lies essentially in the projection 16, the second area 22 essentially lying at the transition from the second deflection area 13 to the termination area 18 ,
  • the third region 23 lies approximately at the transition in front of the first deflection region 19 to the second deflection region 13.
  • the thermal barrier coating 20 can be arranged on the outer housing 6 via an adhesive layer, which is not shown in detail.
  • Examples of a thermal barrier coating or an adhesive layer and further layers are known from WO 2006/133980 A1 disclosed. The content of WO 2006/133980 A1 is thus fully included in the disclosure of this application.
  • the thermal barrier coating 20 is in this case arranged only on an inner surface of the termination region 18.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

The outer housing (6) has an inner housing receiving unit receiving an inner housing (4) that is attached within the outer housing, where the outer housing is formed along flow direction. An exhaust part (8) transmits flow medium from a flow channel (5), and a thermal insulation layer (20) is applied on an interior surface (19) of the exhaust part. The exhaust part provided with an exhaust damp exhausts at the flow channel, and the thermal insulation layer is provided with a zirconium oxide and applied to a projection (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Außengehäuse für eine Strömungsmaschine, wobei das Außengehäuse entlang einer Strömungsrichtung ausgebildet ist, wobei Mittel zum Aufnehmen eines Innengehäuses vorgesehen sind und das Innengehäuse innerhalb des Außengehäuses anbringbar ist, wobei das Außengehäuse ein Abströmteil zum Leiten von aus einem Strömungskanal ausströmenden Strömungsmedium aufweist.The invention relates to an outer casing for a turbomachine, wherein the outer casing is formed along a flow direction, wherein means for receiving an inner casing are provided and the inner casing is attachable within the outer casing, wherein the outer casing has an outflow part for conducting flow medium flowing out of a flow channel.

Unter einer Strömungsmaschine wird beispielsweise eine Dampfturbine, insbesondere eine Hochdruck-Dampfturbine verstanden. In Hochdruck-Dampfturbinen wird ein unter einer hohen Temperatur und unter einem hohen Druck befindlicher Dampf in einem Strömungskanal entspannt, wodurch eine Rotation eines Rotors erzwungen wird. Der einströmende Dampf weist Temperaturen derart bis zu 620°C und Drücke bis zu 350 bar auf. Dieser Dampf strömt im Strömungskanal durch Leit- und Laufschaufeln, wobei sich die Temperatur und der Druck verringern. Üblicherweise werden Hochdruck-Dampfturbinen mit einem die Leitschaufeln tragenden Innengehäuse und mit einem um das Innengehäuse angeordneten Außengehäuse ausgebildet. Der Dampf strömt zunächst über einen Einströmbereich zwischen dem Rotor und dem Innengehäuse im Strömungskanal entlang. Anschließend strömt der Dampf aus dem Strömungskanal in einem Bereich zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse. Da die Temperatur des Dampfes in Strömungsrichtung sich verringert, weist der Rotor, das Innengehäuse und das Außengehäuse ein Temperaturgefälle in Strömungsrichtung auf. Dazu müssen geeignete Materialien gewählt werden, um den thermischen Beanspruchungen standzuhalten.Under a turbomachine, for example, a steam turbine, in particular a high-pressure steam turbine understood. In high-pressure steam turbines, a high-pressure and high-pressure steam is released in a flow passage, thereby forcing a rotation of a rotor. The incoming steam has temperatures up to 620 ° C and pressures up to 350 bar. This vapor flows through vanes and blades in the flow channel, reducing the temperature and pressure. Conventionally, high-pressure steam turbines are formed with an inner housing carrying the guide vanes and with an outer housing arranged around the inner housing. The steam initially flows along an inflow region between the rotor and the inner housing in the flow channel. Subsequently, the steam flows out of the flow channel in a region between the inner housing and the outer housing. Since the temperature of the steam in the flow direction decreases, the rotor, the inner housing and the outer housing has a temperature gradient in the flow direction. For this purpose, suitable materials must be selected to withstand the thermal stresses.

Der aus dem Strömungskanal ausströmende Dampf wird in einem sog. "Abströmteil" umgelenkt. Dieser Abströmteil ist Teil des Außengehäuses und gegenüber dem Einströmbereich thermisch weniger belastet, da die Temperatur im Abströmteil geringer ist als im Einströmbereich. In Folge des scharfen Temperatur-übergangs zwischen dem "heißen" und dem "kalten" Bereich des Außengehäuses führen unerwünschte Thermospannungen in Folge eines hohen Temperaturgradienten zu einem Problem. Des Weiteren können unerwünschte Spannungserhöhungen in Folge eines Kriechprozesses im "kalten" Bereich nach einer bestimmten Betriebszeit entstehen. Die Folge ist, dass im Abströmteil Risse entstehen können, die zu einer Lebensdauerreduzierung führen.The effluent from the flow channel steam is deflected in a so-called. "Abströmteil". This outflow part is part of the outer casing and thermal with respect to the inflow region less loaded, since the temperature in the outflow part is lower than in the inflow. Due to the sharp temperature transition between the "hot" and the "cold" area of the outer housing, undesirable thermal stresses as a result of a high temperature gradient lead to a problem. Furthermore, unwanted voltage increases due to a creep process in the "cold" area can arise after a certain operating time. The consequence is that cracks can occur in the discharge part, which leads to a reduction in service life.

Diese Risse werden üblicherweise repariert.These cracks are usually repaired.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Außengehäuse anzugeben, bei dem die Gefahr von Rissen verringert ist.It is an object of the invention to provide an outer housing in which the risk of cracks is reduced.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Außengehäuse für eine Strömungsmaschine, wobei das Außengehäuse entlang einer Strömungsrichtung ausgebildet ist, wobei Mittel zum Aufnehmen eines Innengehäuses vorgesehen sind und das Innengehäuse innerhalb des Außengehäuses anbringbar ist, wobei das Außengehäuse ein Abströmteil zum Leiten von aus einem Strömungskanal ausströmenden Strömungsmediums aufweist, wobei auf die Innenfläche des Abströmteils eine Wärmedämmschicht aufgebracht ist.This object is achieved by an outer housing for a turbomachine, wherein the outer housing is formed along a flow direction, wherein means for receiving an inner housing are provided and the inner housing is attachable within the outer housing, wherein the outer housing is a discharge part for conducting flow medium flowing out of a flow channel having, wherein on the inner surface of the outflow part, a thermal barrier coating is applied.

Die Erfindung geht somit den Weg, Thermospannungen dadurch zu reduzieren, dass eine Wärmedämmschicht auf die Innenfläche des Abströmteils aufgebracht wird. Die Wärmedämmschicht wird dazu an den Stellen auf der Innenfläche des Abströmteils aufgebracht, die auf Biegung beansprucht werden. In Folge der Beanspruchung auf Biegung entstehen Spannungskonzentrationen in Folge des Kriechens, die zu Rissen führen könnten. Durch die Wärmedämmschicht wird der Temperaturgradient reduziert, was zu einer Verringerung der Gefahr für eine Rissbildung führt.The invention thus goes the way to reduce thermal stresses in that a thermal barrier coating is applied to the inner surface of the discharge part. The thermal barrier coating is applied to the locations on the inner surface of the discharge part, which are subjected to bending. As a result of the stress on bending, stress concentrations result due to creep, which could lead to cracks. The thermal barrier coating reduces the temperature gradient, resulting in a reduction in the risk of cracking.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.In the dependent claims advantageous developments are given.

So ist es vorteilhaft, wenn das Außengehäuse als Topfgehäuse ausgebildet ist. Topfgehäuse werden ohne axiale Teilfuge ausgebildet, was dazu führt, dass diese Art von Außengehäuse einem höheren inneren Druck standhalten kann. Dadurch kann der in solch einer mit einem Topfgehäuse ausgebildeten Dampfturbine einströmende Dampf eine höhere Temperatur und einen höheren Druck aufweisen. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Außengehäuse einen Vorsprung zum Aufnehmen des Innengehäuses auf, wobei die Wärmedämmschicht bis zum Vorsprung aufgebracht ist. Das Innengehäuse wird mit dem Außengehäuse verbunden, wobei das Innengehäuse an einem Vorsprung des Außengehäuses angebracht wird. Dieser Vorsprung ragt aus der Innenfläche des Außengehäuses hervor und wird daher auf Biegung beansprucht. Durch die im Bereich dieses Vorsprungs auftretenden Temperaturgradienten könnten Risse im Abströmteil entstehen. Vorteilhafterweise wird die Wärmedämmschicht bis zum Vorsprung aufgebracht, da gerade in diesem Bereich Risse zu erwarten wären.Thus, it is advantageous if the outer housing is designed as a pot housing. Pot housings are formed without axial parting, which means that this type of outer housing can withstand higher internal pressure. Thereby, the steam flowing in such a steam turbine formed with a pot housing can have a higher temperature and a higher pressure. In a further advantageous embodiment, the outer housing has a projection for receiving the inner housing, wherein the heat-insulating layer is applied to the projection. The inner housing is connected to the outer housing, wherein the inner housing is attached to a projection of the outer housing. This projection protrudes from the inner surface of the outer housing and is therefore subjected to bending. The temperature gradients occurring in the region of this projection could cause cracks in the outflow part. Advantageously, the thermal barrier coating is applied to the projection, since cracks would be expected in this area.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Abströmteil einen unmittelbar an den Strömungskanal angrenzenden ersten Umlenkbereich auf. Dieser erste Umlenkbereich lenkt den aus dem Strömungskanal aufströmenden Dampf aus einer axialen Richtung in eine radiale Richtung. An den ersten Umlenkbereich grenzt der zweite Umlenkbereich an, der zum Umlenken des Abdampfes von der radialen Richtung in die axiale Richtung ausgebildet ist. Der Dampf wird zuerst von der axialen Richtung in die radiale Richtung umgelenkt und anschließend von der radialen Richtung wieder in die axiale Richtung umgelenkt, wobei die Strömungsrichtung des Dampfes gegenüber der Strömungsrichtung im Strömungskanal umgekehrt ist. An diesem zweiten Bereich grenzt ein Abschlussbereich an, der an den Vorsprung angrenzt. An diesem Vorsprung wird das Innengehäuse angebracht. Vorteilhafterweise wird die Wärmedämmschicht lediglich im Abschlussbereich angeordnet, da dieser Bereich auf Biegung beansprucht wird und dort Rissbildungen zu erwarten sind.In an advantageous development, the outflow part has a first deflection region directly adjacent to the flow channel. This first deflection region directs the vapor flowing out of the flow channel from an axial direction into a radial direction. Adjacent to the first deflection region, the second deflection region, which is designed to divert the exhaust steam from the radial direction in the axial direction. The steam is first deflected from the axial direction in the radial direction and then redirected from the radial direction in the axial direction, wherein the flow direction of the steam is opposite to the flow direction in the flow channel reversed. At this second area adjoins a termination area adjacent to the projection. At this projection, the inner housing is attached. Advantageously, the thermal barrier coating is arranged only in the termination area, since this area is claimed on bending and there cracks are to be expected.

Vorteilhafter Weise wird die Wärmedämmschicht aus dem Material Zirkondioxid ausgebildet.Advantageously, the thermal barrier coating is formed of the zirconia material.

Weitere Beispiele für eine Wärmedämmschicht und von Haftschichten, die die Wärmedämmschicht an das Außengehäuse verbinden und weitere Schichten sind in der WO 2006/133980 A1 offenbart. Der Inhalt der WO 2006/133980 A1 wird somit vollumfänglich mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen.Further examples of a thermal barrier coating and of adhesive layers which connect the thermal barrier coating to the outer shell and further layers are shown in FIG WO 2006/133980 A1 disclosed. The content of WO 2006/133980 A1 is thus fully included in the disclosure of this application.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Diese soll das Ausführungsbeispiel nicht maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wozu Erläuterungen dienen, in schematischer und/oder leicht versetzter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. This is not intended to represent the embodiment to scale, but the drawing, to which explanations serve, executed in a schematic and / or slightly offset form. With regard to additions to the teachings directly recognizable from the drawing reference is made to the relevant prior art.

Es zeigt:

Figur 1
eine Schnittansicht durch eine Hochdruck-Dampfturbine.
It shows:
FIG. 1
a sectional view through a high-pressure steam turbine.

Komponenten mit ähnlicher Wirkungsweise weisen dieselben Bezugszeichen auf.Components with similar operation have the same reference numerals.

In der Figur 1 ist eine Hochdruck-Dampfturbine 1 dargestellt. Um eine Rotationsachse 2 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert. Der Rotor 3 umfasst nicht näher dargestellte Laufschaufeln. Um den Rotor 3 ist ein Innengehäuse 4 angeordnet. Das Innengehäuse 4 weist nicht näher dargestellte Leitschaufeln auf. Zwischen dem Rotor 3 und dem Innengehäuse 4 ist ein Strömungskanal 5 ausgebildet.FIG. 1 shows a high-pressure steam turbine 1. To a rotation axis 2, a rotor 3 is rotatably mounted. The rotor 3 includes blades, not shown. To the rotor 3, an inner housing 4 is arranged. The inner housing 4 has guide vanes, not shown. Between the rotor 3 and the inner housing 4, a flow channel 5 is formed.

Um das Innengehäuse 4 ist ein Außengehäuse 6 angeordnet. Das Außengehäuse 6 ist in Topfbauweise ausgebildet. Das bedeutet, dass das Außengehäuse 6 aus einem Topfteil 6a und einem Deckelteil 6b besteht, wobei der Deckelteil 6b auf das Topfteil 6a angeordnet wird. Das Außengehäuse 6a weist dadurch keine axiale Teilfuge auf.To the inner housing 4, an outer housing 6 is arranged. The outer housing 6 is formed in Topfbauweise. This means that the outer housing 6 consists of a pot part 6a and a cover part 6b, wherein the cover part 6b is arranged on the pot part 6a. The outer housing 6a thereby has no axial parting line.

Im Betrieb strömt Frischdampf über einen Einströmbereich 7 in die Hochdruck-Dampfturbine 1 ein. Die Temperatur des Frischdampfes kann hierbei bis zu 620°C betragen. Der Druck des Frischdampfes kann Drücke von bis zu 350 bar aufweisen. Nach Durchströmen des Strömungskanals 5 verringert sich der Druck und die Temperatur des Dampfes, so dass im Abströmteil 8 die Temperatur des Dampfes deutlich geringer ist als die Temperatur im Einströmbereich 7. Das Außengehäuse 6 umfasst einen Deckelboden 6c, der an den Strömungskanal 5 angrenzt. Das Abströmteil 8 umfasst einen unmittelbar an den Strömungskanal 5 angrenzenden ersten Umlenkbereich 9. Dazu ist der erste Umlenkbereich 9 derart ausgebildet, dass der Dampf aus einer axialen Richtung 10 in eine radiale Richtung 11 umgelenkt wird. Die Geometrie des Deckelbodens 6c ist hierzu angepasst. Im Wesentlichen weist das Abströmteil 8 im Bereich des ersten Umlenkbereichs 9 eine Krümmung 12 auf.In operation, live steam flows via an inflow region 7 into the high-pressure steam turbine 1. The temperature of the live steam can be up to 620 ° C. The pressure of the live steam can have pressures of up to 350 bar. After flowing through the flow channel 5, the pressure and the temperature of the steam is reduced, so that the temperature of the vapor in the outflow part 8 is significantly lower than the temperature in the inflow region 7. The outer housing 6 comprises a lid bottom 6 c, which adjoins the flow channel 5. The outflow part 8 comprises a first deflection region 9 which adjoins the flow channel 5 directly. For this purpose, the first deflection region 9 is designed such that the vapor is deflected from an axial direction 10 into a radial direction 11. The geometry of the lid bottom 6c is adapted for this purpose. In essence, the outflow part 8 has a curvature 12 in the region of the first deflection region 9.

An den ersten Umlenkbereich 9 grenzt ein zweiter Umlenkbereich 13. Der Dampf wird im zweiten Umlenkbereich 13 von der radialen Richtung 11 in eine axiale Richtung 14 wieder umgelenkt, wobei die axiale Richtung 14 entgegengesetzt zu der axialen Richtung 10 ist. Des Weiteren weist das Außengehäuse ein Mittel 15 zum Aufnehmen des Innengehäuses 4 auf. Das Mittel 15 ist hierbei als Vorsprung 16 ausgebildet. Der Vorsprung 16 grenzt an das Innengehäuse 4 an. Das Außengehäuse 6 weist eine Innenfläche 17 auf. Die Innenfläche 17 ist hierbei im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt. Der Vorsprung 16 ist hierbei derart ausgebildet, dass eine Materialanhäufung gegenüber der zylindrischen Innenfläche 17 zu einem Mittel 15 führt, das geeignet ist, um das Innengehäuse 4 daran zu befestigen.A second deflection region 13 adjoins the first deflection region 9. The vapor is deflected again in an axial direction 14 from the radial direction 11 in the second deflection region 13, the axial direction 14 being opposite to the axial direction 10. Furthermore, the outer housing has a means 15 for receiving the inner housing 4. The means 15 is in this case formed as a projection 16. The projection 16 adjoins the inner housing 4. The outer housing 6 has an inner surface 17. The inner surface 17 is in this case made substantially cylindrical. The projection 16 is in this case designed such that a material accumulation with respect to the cylindrical inner surface 17 to a means 15th leads, which is adapted to secure the inner housing 4 thereto.

An den zweiten Umlenkbereich 13 grenzt ein Abschlussbereich 18 an. Der Abschlussbereich 18 führt bis zum Mittel 16 und grenzt an das Innengehäuse 4. Auf eine Innenfläche 19 des Aufströmteils 8 wird eine Wärmedämmschicht 20 angeordnet. Die Wärmedämmschicht 20 führt dazu, dass der Wärmeübergang für einen Vorsprungsbereich 21 und einem zweiten Bereich 22 vergrößert wird und dadurch die Thermospannungen zwischen dem Vorsprungsbereich 21 und dem zweiten Bereich 22 reduziert werden. Die Spannungskonzentrationspunkte in Folge des Kriechens und des reduzierten Temperaturgradienten werden in einem Bereich zwischen dem zweiten Bereich 22 und einem dritten Bereich 23 verlagert. Dadurch ist die Gefahr der Rissbildung minimiert, da der dritte Bereich 23 nicht auf Biegung beansprucht ist wie der Vorsprungsbereich 21. Der Vorsprungsbereich 21 liegt im Wesentlichen im Vorsprung 16, wobei der zweite Bereich 22 im Wesentlichen beim Übergang vom zweiten Umlenkbereich 13 zum Abschlussbereich 18 liegt. Der dritte Bereich 23 liegt ungefähr am Übergang vor dem ersten Umlenkbereich 19 zum zweiten Umlenkbereich 13.A terminating area 18 adjoins the second deflection region 13. The end region 18 leads to the means 16 and adjoins the inner housing 4. On an inner surface 19 of the Aufströmteils 8, a thermal barrier coating 20 is arranged. The heat-insulating layer 20 results in that the heat transfer for a projection region 21 and a second region 22 is increased and thereby the thermal stresses between the projection region 21 and the second region 22 are reduced. The stress concentration points due to the creep and the reduced temperature gradient are displaced in a region between the second region 22 and a third region 23. As a result, the risk of crack formation is minimized, since the third area 23 is not subjected to bending like the projection area 21. The projection area 21 lies essentially in the projection 16, the second area 22 essentially lying at the transition from the second deflection area 13 to the termination area 18 , The third region 23 lies approximately at the transition in front of the first deflection region 19 to the second deflection region 13.

Als Wärmedämmschicht kann Zirkondioxid verwendet werden. Außerdem kann zwecks besserer Haftung die Wärmedämmschicht 20 über eine Haftschicht, die nicht näher dargestellt ist, an das Außengehäuse 6 angeordnet werden. Beispiele für eine Wärmedämmschicht bzw. eine Haftschicht und weitere Schichten sind aus der WO 2006/133980 A1 offenbart. Der Inhalt der WO 2006/133980 A1 wird somit vollumfänglich mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen.Zirconia can be used as the thermal barrier coating. In addition, for the purpose of better adhesion, the thermal barrier coating 20 can be arranged on the outer housing 6 via an adhesive layer, which is not shown in detail. Examples of a thermal barrier coating or an adhesive layer and further layers are known from WO 2006/133980 A1 disclosed. The content of WO 2006/133980 A1 is thus fully included in the disclosure of this application.

Die Wärmedämmschicht 20 wird hierbei lediglich auf eine Innenfläche des Abschlussbereiches 18 angeordnet.The thermal barrier coating 20 is in this case arranged only on an inner surface of the termination region 18.

Claims (6)

Außengehäuse (6) für eine Strömungsmaschine,
wobei das Außengehäuse (6) entlang einer Strömungsrichtung ausgebildet ist,
wobei Mittel zum Aufnehmen eines Innengehäuses (4) vorgesehen sind und das Innengehäuse (4) innerhalb des Außengehäuses (6) anbringbar ist,
wobei das Außengehäuse (6) ein Abströmteil (8) zum Leiten von aus einem Strömungskanal (5) ausströmenden Strömungsmedium aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf die Innenfläche (19) des Abströmteils (8) eine Wärmedämmschicht (20) aufgebracht ist.Outer housing (6) for a turbomachine,
wherein the outer housing (6) is formed along a flow direction,
wherein means for receiving an inner housing (4) are provided and the inner housing (4) within the outer housing (6) can be attached,
the outer housing (6) having an outflow part (8) for conducting flow medium flowing out of a flow channel (5),
characterized in that
on the inner surface (19) of the outflow part (8) has a thermal barrier coating (20) is applied. Außengehäuse (6) nach Anspruch 1,
wobei das Abströmteil (8) mit einem im Betrieb ausströmenden Abströmdampf aus dem Strömungskanal (5) beströmbar ist.Outer housing (6) according to claim 1,
wherein the outflow part (8) can be flown with a flow-off steam flowing out of the flow channel (5) during operation. Außengehäuse (6) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Außengehäuse (6) als Topfgehäuse ausgebildet ist.Outer housing (6) according to claim 1 or 2,
wherein the outer housing (6) is designed as a pot housing. Außengehäuse (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einem Vorsprung (16) zum Aufnehmen des Innengehäuses (4),
wobei die Wärmedämmschicht (20) bis zum Vorsprung (16) aufgebracht ist.Outer housing (6) according to one of the preceding claims,
with a projection (16) for receiving the inner housing (4),
wherein the thermal barrier coating (20) is applied to the projection (16). Außengehäuse (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Abströmteil (8) einen an dem Strömungskanal (5) angrenzenden ersten Umlenkbereich (9), der zum Umlenken des Abdampfes in im Wesentlichen radialer Richtung (11) ausgebildet ist,
einem zweiten Umlenkbereich (13), der zum Umlenken des Abdampfes von der radialen Richtung in die axiale (10) Richtung ausgebildet ist,
und einen Abschlussbereich (18), der an dem Vorsprung (16) angrenzt,
wobei die Wärmedämmschicht (20) lediglich im Abschlussbereich (18) angeordnet ist.Outer housing (6) according to one of the preceding claims,
wherein the outflow part (8) has a first deflection region (9) adjoining the flow channel (5) and designed for deflecting the exhaust steam in a substantially radial direction (11),
a second deflection region (13), which is designed to divert the exhaust steam from the radial direction in the axial (10) direction,
and a termination area (18) adjacent to the projection (16),
wherein the heat-insulating layer (20) is arranged only in the end region (18). Außengehäuse (6) nach Anspruch 5,
wobei die Wärmedämmschicht (20) das Material Zirkondioxid umfasst.Outer housing (6) according to claim 5,
wherein the thermal barrier coating (20) comprises the zirconia material.
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