CH666937A5

CH666937A5 - High pressure steam turbine.

Info

Publication number: CH666937A5
Application number: CH435/85A
Authority: CH
Inventors: Peter Heiniger
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1988-08-31
Also published as: DE3506538A1

Description

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PATENTANSPRÜCHE Hochdruckdampfturbine, im wesentlichen bestehend aus einem zweiteiligen Aussengehäuse, einem zweiteiligen Innengehäuse und einem Läufer, wobei das Innengehäuse durch Schrumpfringe zusammengehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungsebene (3) des Innengehäuses (2) gegenüber der Trennungsebene (4) des Aussenge-häuses ( 1 ) um im wesentlichen um 90° versetzt ist. PATENT CLAIMS High-pressure steam turbine, consisting essentially of a two-part outer casing, a two-part inner casing and a rotor, the inner casing being held together by shrink rings, characterized in that the separation plane (3) of the inner casing (2) is opposite the separation plane (4) of the outer casing (1) is substantially offset by 90 °.

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Bei Hochdruckturbinen ermöglicht die Aufteilung des betrieblichen Druck-und Temperaturgefälles auf zwei Gehäuse sowohl giesstechnisch als auch beanspruchungs-mässig günstige Wandstärken vorzusehen. Die Aufteilung ergibt auch eine günstige Flanschverbindung am Aussengehäuse. In the case of high-pressure turbines, the division of the operational pressure and temperature gradient into two housings makes it possible to provide favorable wall thicknesses in terms of both casting technology and stress. The division also results in a favorable flange connection on the outer housing.

Die Gehäusetechnik der bekannten Hochdruckturbinen sieht einen Aussengehäuseunterteil vor, der sich auf dem Fundament abstützt. Der horizontale Teilflansch dieser Aus-sengehäusehälfte weist injier Regel je zwei zur Längsachse der Turbine spiegelsymmetrisch angeordnete Aussparungen auf, in denen sich die Pratzen des Innengehäuseunterteils abstützen. Der Unterteil des Innengehäuses wird also in den Unterteil des Aussengehäuses eingelegt; danach kann der Läufer darin gesetzt werden. Der dann aufgesetzte Oberteil des Innengehäuses wird mit dem Unterteil desselben verschraubt, worauf die Hochdruckturbine mit der Aufsetzung des Aussengehäuseoberteils abgeschlossen wird. The housing technology of the known high-pressure turbines provides an outer housing lower part that is supported on the foundation. The horizontal partial flange of this outer housing half generally has two recesses, each mirror-symmetrical to the longitudinal axis of the turbine, in which the claws of the inner housing lower part are supported. The lower part of the inner housing is thus inserted into the lower part of the outer housing; then the runner can be placed in it. The then placed upper part of the inner housing is screwed to the lower part of the same, whereupon the high-pressure turbine is completed by fitting the upper part of the outer housing.

Ein Pratzenpaar am Innengehäuse liegt in der Ebene der Einströmungsspirale. Da die beiden aufeinanderliegenden Teilspiralen aus den hälftigen Innengehäusen mittels Schraubenverbindungen gedichtet werden müssen, können die Pratzen nicht unmittelbar ans Innengehäuse anschliessen, sondern sie setzen erst jenseits der Schraubverbindungen ein. Dies hat zur Folge, dass der Umkreis des Innengehäuses entsprechend zunimmt mit unmittelbaren Rückwirkungen auf das Aussengehäuse und folglich auf die Aussenabmessung der Hochdruckturbine selbst. Nun ist es bekannt, dass jede Dimensionszunahme bei Hochdruckturbinen sich hinsichtlich Gestehungskosten im Quadrat auswirkt. Für die Beibehaltung dieser Gehäusetechnik spräche vielleicht der Umstand, dass die Zugänglichkeit zum Läufer mittels Abhebens zuerst des Oberteils des Aussengehäuses und dann des Oberteils des Innengehäuses durch gewisse logistische Vorzüge gekennzeichnet ist. Indem nun aber neuerdings das hochbelastete Innengehäuse durch Schrumpfringe zusammengehalten wird, muss es ohnehin vor seinem Einsetzen separat komplett montiert werden. Die obengenannten Vorzüge vermögen demnach nicht mehr durchzuschlagen. A pair of claws on the inner housing lies in the plane of the inflow spiral. Since the two partial spirals lying on top of each other have to be sealed from the halves of the inner housing by means of screw connections, the claws cannot directly connect to the inner housing, but only start beyond the screw connections. The consequence of this is that the circumference of the inner casing increases correspondingly with direct repercussions on the outer casing and consequently on the outer dimension of the high-pressure turbine itself. It is now known that any increase in dimensions in high-pressure turbines has a square effect in terms of production costs. The fact that accessibility to the rotor by lifting first the upper part of the outer housing and then the upper part of the inner housing is characterized by certain logistical advantages would perhaps speak for the retention of this housing technology. However, since the highly loaded inner housing is now held together by shrink rings, it must be completely assembled separately before it is inserted. The advantages mentioned above are therefore no longer effective.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie im Anspruch gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Aussenabmessung des Innengehäuses - und folglich auch des Aussengehäuses - einer Hochdruckdampfturbine zu minimieren. The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claim, is based on the object of minimizing the outer dimension of the inner housing - and consequently also of the outer housing - of a high-pressure steam turbine.

Der Vorteil der Erfindung ist im wesentlichen darin zu sehen, dass durch die Versetzung der Trennungsebene des Innengehäuses um im wesentlichen 90° gegenüber derTren-nungsebene des Aussengehäuses die Pratzen unmittelbar ans Innengehäuse in der Trennungsebene des Aussengehäuses anschliessen können. Da nun die Trennungsebene des Innengehäuses im Bereich des Einströmungsstutzen zu liegen kommt, kann hier die Verschraubung für die Dichtung problemlos untergebracht werden, ohne Konsequenzen auf die The advantage of the invention is essentially to be seen in the fact that by displacing the parting plane of the inner housing by essentially 90 ° with respect to the parting plane of the outer housing, the claws can directly connect to the inner housing in the parting plane of the outer housing. Since the separation plane of the inner housing now comes to rest in the area of the inlet connection, the screw connection for the seal can be accommodated here without any problems, without any consequences for the

Aussenabmessung des Innengehäuses zu entfalten. Der Montageverlauf der Hochdruckturbine, unter Zugrundelegung der Tatsache, dass das Innengehäuse nun durch Schrumpfringe zusammengehalten wird, bleibt sich der gleiche. Unfold the outer dimensions of the inner housing. The assembly process of the high-pressure turbine, based on the fact that the inner casing is now held together by shrink rings, remains the same.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically.

Die einzige Figur zeigt: einen Querschnitt durch eine Hochdruckturbine im Bereich der Einströmungsstutzen. The only figure shows: a cross section through a high-pressure turbine in the area of the inlet connection.

Das Aussengehäuse 1 ist in einen Unterteil la und in einen Oberteil lb unterteilt. Die Trennungsebene 4 des Aussengehäuses 1 ist planparallel mit der Oberfläche des Fundamentes 17. Das Innengehäuse 2 ist ebenfalls zweigeteilt 2a, 2b, wobei dessen Trennungsebene 3 gegenüber der Trennungsebene 4 des Aussengehäuses 1 um 90° versetzt ist. Der Unterteil la des Aussengehäuses weist vorzugsweise je zwei spiegelsymmetrisch zur Längsachse der Hochdruckturbine angeordnete Aussparungen auf. Ein Paar davon ist in der Figur ersichtlich. Diese gezeigten Aussparungen 14 liegen in der Dampf einströmungsebene 15. Die anderen zwei sind vorzugsweise gegen Ende der Beschaufelung, also im Austrittsbereich, vorgesehen, um damit das Innengehäuse 2 mit dem Läufer, der im wesentlichen aus Rotorwelle 9 und Beschaufelung 8 besteht, gleichförmig abzustützen. Das hochbelastete, nun gegenüber dem Aussengehäuse 1 vertikal geteilte Innengehäuse 2 wird durch nicht gezeigte Schrumpfringe zusammengehalten. Die Schrumpfringverbindung ermöglicht eine rotationssymmetrische Zentrierung des Innengehäuses. Dieses ist in der Ebene der Dampfeinströmung 15 in Teilfugenhöhe des Aussengehäuses 1 axial fixiert. In gleicher Höher ist das Innengehäuse 2 über Pratzen 13 beidseitig in den Aussparungen 14 des Aussengehäuses 1 abgestützt. The outer housing 1 is divided into a lower part la and an upper part 1b. The parting plane 4 of the outer housing 1 is plane-parallel with the surface of the foundation 17. The inner part 2 is also divided into two parts 2a, 2b, the parting plane 3 of which is offset by 90 ° with respect to the parting plane 4 of the outer part 1. The lower part la of the outer housing preferably has two recesses arranged in mirror symmetry to the longitudinal axis of the high-pressure turbine. A pair of them can be seen in the figure. These recesses 14 shown are in the steam inflow plane 15. The other two are preferably provided towards the end of the blading, that is to say in the outlet region, in order to uniformly support the inner housing 2 with the rotor, which essentially consists of rotor shaft 9 and blading 8. The highly loaded inner housing 2, now vertically divided with respect to the outer housing 1, is held together by shrink rings, not shown. The shrink ring connection enables a rotationally symmetrical centering of the inner housing. This is axially fixed in the plane of the steam inflow 15 at the joint height of the outer housing 1. At the same height, the inner housing 2 is supported on both sides in the recesses 14 of the outer housing 1 via claws 13.

Die seitliche Führung des Innengehäuses 2 wird in der Dampf einströmungsebene 15 durch Keile 5 oben und unten, im nicht gezeigten Austrittsbereich durch einen Zentrierbolzen unten gewährleistet. Die Einströmpartie des Innengehäuses 2 ist in Form zweier Halbspiralen 16 so ausgebildet, dass der Dampf gut geführt zur Beschaufelung 8 gelangt. In der Trennungsebene 3 des Eintrittsgehäuses 2 wird metallisch gedichtet. Im Einströmungsstutzen 2c sind zur Aufrechterhaltung einer 100%igen Dichtung, zusätzlich zur Schrumpfringverbindung, noch Gewindebolzen 6 mit Muttern 7 vorgesehen. Vorzugsweise werden die Gewindebolzen 6 auf einer Kreisebene ausserhalb der Halbspirale 16 plaziert, so dass der ganze Einströmungsquerschnitt gut abgedeckt wird. Je nach Grösse des Einströmungsquerschnittes sind zwei und mehr Gewindebolzen 6 vorzusehen. Dadurch, dass diese unabdingbar notwendige Verschraubung gegenüber der Trennungsebene 4 des Aussengehäuses 1 um 90° versetzt ist, können die Pratzen 13 unmittelbar ans Innengehäuse 2 anschliessen. Weil die Gewindebolzen 6 im Einströmungsstutzen 2c radial genügend Platz vorfinden, wird die Aussenabmessung über alles des Innengehäuses 2 somit allein von der Ausladung der Pratzen 13 bestimmt. The lateral guidance of the inner housing 2 is ensured in the steam inflow plane 15 by wedges 5 above and below, in the outlet area, not shown, by a centering bolt below. The inflow section of the inner housing 2 is designed in the form of two semi-spirals 16 so that the steam reaches the blades 8 in a well-guided manner. Metallic sealing is carried out in the parting plane 3 of the inlet housing 2. In addition to the shrink ring connection, threaded bolts 6 with nuts 7 are also provided in the inlet connection 2c in order to maintain a 100% seal. The threaded bolts 6 are preferably placed on a circular plane outside the semi-spiral 16, so that the entire inflow cross section is covered well. Depending on the size of the inflow cross section, two and more threaded bolts 6 are to be provided. Because this absolutely necessary screw connection is offset by 90 ° with respect to the parting plane 4 of the outer housing 1, the claws 13 can connect directly to the inner housing 2. Because the threaded bolts 6 have sufficient space radially in the inlet connection 2c, the outer dimension over all of the inner housing 2 is thus determined solely by the projection of the claws 13.

Da die Aussenabmessung des Aussengehäuses 1 direkt von der Vorgabe des Innengehäuses 2 abhängig ist, kann mit dem hier dargestellten Konzept, d.h. der Versetzung der Trennebenen 3,4 um 90° zueinander, eine Minimierung der Aus-senkontur der Hochdruckturbine erreicht werden. Oberteil lb und Unterteil la des Aussengehäuses 1 werden durch hydraulisch angezogene Dehnschrauben 11 verbunden. Zu diesem Zweck sind entsprechend starke Muttern 10 vorzusehen. In der Trennebene 4 wird ebenfalls metallisch gedichtet. Since the outer dimension of the outer housing 1 is directly dependent on the specification of the inner housing 2, the concept shown here, i.e. the offset of the parting planes 3.4 by 90 ° to each other, a minimization of the outer contour of the high pressure turbine can be achieved. Upper part lb and lower part la of the outer housing 1 are connected by hydraulically tightened expansion screws 11. Correspondingly strong nuts 10 are to be provided for this purpose. Metallic sealing is also carried out in the parting plane 4.

Nachdem das Innengehäuse 2 durch Schrumpfringe zusammengehalten wird, kann dessen Montage nur ausser- After the inner housing 2 is held together by shrink rings, its assembly can only be

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 666937 3 666937

halb des Aussengehäuses 1 erfolgen. Als Einheit wird das Je nach Ausbildung des Einströmungsstutzens 2c kann die half of the outer housing 1. As a unit, depending on the design of the inflow connector 2c

Innengehäuse 2 samt Läufer in den Unterteil 1 a des Aussen- dort anzulegende Trennungsebene 3 vom idealen 90°-Winkel gehäuses 1 eingelegt. Von daher ist es belanglos, dass die zur Trennungsebene 4 selbstverständlich leicht variieren. Trennungsebenen 3 und 4 zueinander versetzt sind. Inner housing 2 together with rotor inserted into the lower part 1 a of the outer separation plane 3 to be created there from the ideal 90 ° angle housing 1. It is therefore irrelevant that those of the separation level 4 naturally vary slightly. Separation levels 3 and 4 are offset from one another.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings