Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren für die Herstellung einer Düsenkastenbaugruppehälfte für eine Dampfturbine nach Patentanspruch 1 und betrifft insbesondere ein Verfahren für das Aneinanderschweissen von Einzelteilen einer Düsenkastenbaugruppe mit resultierenden Verkürzungen der Taktzeit und der Herstellungskosten.
Eine Düsenkastenbaugruppe für eine Dampfturbine umfasst im Wesentlichen drei Komponenten: den Torus, den Brückenring und eine Düse. Diese Hauptkomponenten sind superfeste und superhochtemperaturbeständige Schmiedestücke. Jede der Komponenten wird zunächst in 180[deg.]-Segmenten gebildet. Nach dem Zusammenbau (Aneinanderschweissen) der Komponenten zu zwei integralen Düsenkastenhälften (einer oberen und einer unteren) von jeweils 180[deg.] werden die Hälften entlang einer horizontalen Mittellinie so aneinandergefügt, dass eine vollständige ringförmige Düsenkastenbaugruppe für eine Dampfturbine entsteht. Jede fertige Düsenkastenhälfte enthält einen oder mehrere, bevorzugt zwei, Dampfeinlässe, die integral mit dem Torus ausgebildet sind.
Diese Einlasse erstrecken sich vom Torus in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse der Turbine verläuft, und liegen somit dicht am - und in der Ebene des - Torus selbst. Bei einer komplettierten Turbine erhalten die Einlässe Dampf von einer geeigneten Quelle zur Weiterleitung in den Torus. Der Dampf ändert seine Richtung zu einer im Allgemeinen axialen Strömung, um durch die ringförmige Öffnung des Brückenrings und in die Düsen der Düsenplatte zu strömen, welche durch Leitschaufeln gebildet sind, die den Dampfstrom in nachgeordnete Turbinenschaufeln leiten. Es versteht sich, dass der Brückenring, wie weiter unten besprochen, an den Torus entlang des radial inneren und äusseren Randes des Torus geschweisst ist.
Der Brückenring dient als Widerlager, um die Ränder des Torus gegen die sehr hohen Drücke des Dampfes zusammenzuhalten, die bestrebt sind, die Ränder voneinander zu trennen. Die Düsenplatte ist ihrerseits an den Brückenring an eine seiner Seiten, die dem Torus abgewandt ist, angeschweisst.
Bei einem den Stand der Technik darstellenden Fertigungsverfahren für die Herstellung der Düsenkastenbaugruppe sind vier grosse Schweissnähte erforderlich. Die erste und die zweite Schweissnaht wurden am inneren und äusseren Radius zwischen Rändern des Torus und des Brückenrings gebildet, um diese Teile aneinander zu befestigen. Die dritte und die vierte Schweissnaht wurden ebenfalls zwischen dem Brückenring und der Düsenplatte jeweils entlang des inneren bzw. des äusseren Radius gebildet, um diese Teile aneinander zu befestigen. Der Brückenring wurde ursprünglich mit zusätzlichem Metall entlang einer seiner Seiten, die dem Torus abgewandt war, versehen. Dieses zusätzliche Metall schloss nicht nur die Öffnung in dem geschmiedeten Torus ab, sondern bot zusätzliche Masse zur Minimierung der wärmebedingten Verformung während des Schweissprozesses.
Die zusätzliche Metallmasse wurde später von der Brückenringöffnung die halbkreisförmige Öffnung hinauf vom Torus durch den Brückenring hindurch abgespant.
Anfangs wurde der Brückenring mit der zusätzlichen Metallmasse entlang konischer Flächen, welche den Brückenring und den Torus passgenau aneinanderfügten, in den Torus eingefügt. Vor dem Aneinanderfügen wurde jedoch an jedem der Ränder des Brückenrings und des Torus entlang des Innen- und des Aussenradius eine Schweissnahtvorbereitung durchgeführt und geprüft, ob die Schweissnahtvorbereitung flach, eben und nicht verzogen war und die Anforderungen an die Schweissnaht erfüllte. Sobald der Brückenring und der Torus aneinandergefügt und aneinandergeklammert waren, wurde diese Unterbaugruppe auf etwa 505-533 K (450-500[deg.]F) vorgewärmt. Die Vorwärmtemperatur wurde überwacht, damit die Komponenten die gewünschte Temperatur erhielten.
Nachdem die Schweissnahtvorbereitung validiert war und der Torus und der Brückenring vorgewärmt waren, wurde eine WIG-Schweissung mit einer Elektrode mit kleinem Durchmesser ausgeführt, um die angrenzenden Abschnitte des Brückenrings und des Torus mit einer Wurzelraupe abzuschmelzen. Das heisst, die erste Wurzelraupe schmolz das angrenzende Metall dergestalt, dass die beiden Komponenten zu einem integralen Ganzen ohne Trennungslinie wurden, so dass ein homogenes Stück entstand. Weitere Raupen mit einem WIG-Handschweissbrenner fügten weiteres Material hinzu, welches den Grundwerkstoff für die letzte Schweissnaht bildete. Sobald genügend Schweissmaterial aufgebaut war, wurde der Schweissprozess zu einem Unterpulverschweissverfahren für eine hohe Schweissmaterialablagerung geändert, wodurch der Schweissmaterialaufbau rasch vonstatten ging.
Die Vorwärmtemperatur wurde den gesamten Schweissprozess hindurch aufrechtgehalten. Die geschweisste Baugruppe wurde sofort für einen zuvor festgelegten Zeitraum in einen Spannungsfreiglühofen eingebracht, ohne das Material abkühlen zu lassen. Insbesondere wurde die geschweisste Torus-und-Brückenring-Baugruppe in einen Inertgasofen eingebracht, und die Temperatur wurde auf 922 K (1200[deg.]F) und höher angehoben. Anschliessend erfolgte eine Abkühlung mit einer kontrollierten Abkühlungsrate. Diese fertig gestellte und abgekühlte Unterbaugruppe wurde dann einer Durchstrahlungsprüfung unterzogen, um die Unversehrtheit der Schweissnaht zu prüfen.
Wenn die Schweissnaht die Durchstrahlungsprüfung bestanden hatte, wurde die zusätzliche Metallmasse des Brückenrings abgespant, so dass der Wärmeschild abgespant und der Torus geöffnet wurde. Dann wurden die Torus-Brückenring-Unterbaugruppe und die Düsenplatte mittels eines ähnlichen Verfahrens entlang des inneren und des äusseren Radius aneinandergeschweisst. Beispielsweise wurde die Schweissnahtvorbereitung für den Brückenring und die Düsenplatte ausgeführt und validiert, und die Komponenten wurden ausgerichtet und aneinandergeklammert. Die aneinandergeklammerte Baugruppe wurde auf etwa<>505 K (450[deg.]F) vorgewärmt, und es wurde mit einer WIG-Schweissung eine erste Wurzelraupe gezogen, um die Wurzel abzuschmelzen und eine homogene Baugruppe zu bilden. Weitere drei oder vier Schweissdurchgänge mit einem WIG-Handschweissbrenner bauten den Grundwerkstoff auf.
Auf diesen Schweissvorgang folgte ein Unterpulverschweissverfahren, das rasch weiteres Schweissmaterial hinzufügte. Die Baugruppe wurde spannungsfreigeglüht, einer Durchstrahlungsprüfung unterzogen und fertig gespant.
Neben Zeit- und Kostenaufwand war mit dem oben beschriebenen Verfahren ein ganz spezielles Problem verbunden, das mit der Schweissnahtvorbereitung und dem Gebrauch der Schweissausrüstung für das Aneinanderfügen von Torus und Brückenring zusammenhing. Die Einlassstutzen am Torus enthielten Vorsprünge, die in der Regel den Schweissvorgang störten. Insbesondere verhinderten die Vorsprünge den Zugang des Schweisswerkzeugs zur radialen äusseren Schweissung zwischen Brückenring und Torus. Um den Zugang zu ermöglichen, wurde ein Abschnitt des Einlassstutzenmaterials entfernt, um das Schweissen zwischen dem Brückenring und dem Torus zu ermöglichen. Nachdem die Schweissarbeiten beendet waren, wurde das zuvor entfernte Stutzenmaterial wieder an den Torus angeschweisst. Dieses Entfernen und spätere Reparieren von Material kostete viel Zeit und Geld.
Die oben beschriebenen Schweissverfahren zur Herstellung der Düsenkastenbaugruppe für eine Dampfturbine waren daher komplex, zeitaufwändig und sehr teuer. Die Schweissnähte zwischen dem Torus und dem Brückenring und zwischen der Düsenplatte und dem Brückenring wurden notwendigerweise zu verschiedenen Zeiten ausgeführt, wobei der zweite Vorgang auf die Beendigung des ersten Vorgangs folgte. Darum erforderte der Prozess des Zusammenbaus nach dem Stand der Technik vier Schweissnahtvorbereitungen, zweimaliges Vorwärmen, vier Schweissnähte, zwei Spannungsfreiglühvorgänge, zwei Durchstrahlungsprüfungen und zwei maschinelle Hochleistungsbearbeitungen zur Herstellung der fertigen Düsenkastenbaugruppe.
Infolgedessen dauert die Herstellung einer Düsenkastenbaugruppe oft etwa ein Jahr und erforderte den Einsatz hochqualifizierter Schweisser und Maschinenarbeiter.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beträchtliche Zeit- und somit Kosteneinsparungen bei der Herstellung einer Düsenkastenbaugruppe realisiert, indem nur zwei Hauptschweissnähte gezogen werden, die nur zwei Schweissnahtvorbereitungen, eine einzige Vorwärmung, einen einzigen Spannungsfreiglühvorgang, eine einzige Durchstrahlungsprüfung und eine einzige maschinelle Hochleistungsbearbeitung erfordern, um den Torus, den Brückenring und die Düsenplatte zusammenzubauen und die fertige Düsenkastenbaugruppe herzustellen. Die beiden Hauptschweissnähte werden entlang des inneren Radius bzw. des äusseren Radius gezogen und verbinden den Torus, den Brückenring und die Düsenplatte direkt so miteinander, dass eine integrale homogene Baugruppe entsteht.
Des Weiteren entfällt vollständig der Schritt des Entfernens der zusätzlichen Metallmasse vom Brückenring nach dem Schweissen des Brückenrings an den Torus und vor seinem Anbringen an der Düsenplatte. Ausserdem wird der Torus an den Rändern seines inneren und äusseren Radius so verändert, dass eine nach innen weisende Fläche bzw. ein nach innen weisender Rücksprung am inneren und äusseren Radius bereitgestellt wird. Das heisst, die Schweissnahtvorbereitungsfläche des Torus verjüngt sich nach innen entlang der Ränder zur Torusöffnung hin. Die Dicke des Brückenrings ist verringert, weil die zuvor verwendete zusätzliche Metallmasse vollständig entfällt. Der Brückenring wird entlang gegenüberliegender ringförmiger Ränder mit stabilen Positionssitzen versehen, die zum Torus bzw. zur Düsenplatte passen.
Ausserdem weist die äussere Kontur der Düsenplatte neben dem Brückenring gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich stärkere Verjüngung auf, so dass ein noch besserer Schweisszugang in dem einzelnen äusseren Schweissnahtvorbereitungsbereich neben dem Stutzen des Torus ermöglicht wird. Dies macht es überflüssig, wie bisher das Stutzenmaterial zu entfernen, um einen Zugang für die Schweissnahtvorbereitung und die Schweisswerkzeuge zu erhalten und anschliessend das Material wieder anzubringen, nachdem die Schweissnähte gezogen wurden.
Um die Düsenkastenbaugruppe gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen, werden an der Düsenplatte und den Rändern des Torus Schweissnahtvorbereitungen vorgenommen. Der Brückenring wird an den Torus um die Öffnung herum angefügt, und die Düsenplatte wird mit Präzisionspassungen an den Brückenring angefügt. Die Baugruppe wird dann in Vorbereitung auf das Schweissen fest aneinandergeklammert. Das Schweissverfahren ist ähnlich dem zuvor beschriebenen Schweissverfahren im Zusammenhang mit der Düsenkastenbaugruppe nach dem Stand der Technik, ausser dass nur zwei Hauptschweissnähte anstelle von vier Hauptschweissnähten benötigt werden.
Somit werden die drei zusammengefügten Komponenten nach dem Aneinanderklammern auf etwa 505 K (450[deg.]F) vorgewärmt, es werden Wurzelraupen gezogen, um das Material an den aneinandergefügten Stellen zu verbinden, und es erfolgen weitere Schweissdurchgänge, um Schweissmaterial aufzubauen. Sobald ein deutlicher Schweissmaterialaufbau erfolgt ist, folgt ein WIG-Unterpulverschweissverfahren, um eine schnelle Schweissmaterialablagerung zu ermöglichen.
Nach Beendigung der Schweissarbeiten wird die Baugruppe ohne vorheriges Abkühlen spannungsfreigeglüht, und es folgen eine Durchstrahlungsprüfung und die maschinelle Endbearbeitung.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer Düsenkastenbaugruppenhälfte für eine Dampfturbine bereitgestellt, umfassend die Schritte (a) des Bereitstellens bogenförmiger Segmente eines Torus, eines Brückenrings und einer Düsenplatte, (b) des Aneinanderklammerns des Torus- und des Brückenringsegments sowie des Brückenring- und des Düsenkastensegments, wobei das Brückenringsegment zwischen dem Torus- und dem Düsenplattensegment angeordnet ist, und (c) des Schweissens entlang eines inneren und eines äusseren Radius der Baugruppe und des Überlagerns des Brückenringsegments dergestalt, dass das Düsenplatten-, das Brückenring- und das Torussegment direkt miteinander verbunden werden, wobei das Brückenringsegment zwischen Düsenplatten- und Torussegment angeordnet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer Düsenkastenbaugruppenhälfte für eine Turbine bereitgestellt, umfassend die Schritte (a) des Bereitstellens halbkreisförmiger Segmente eines Torus, eines Brückenrings und einer Düsenplatte.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
<tb>Fig. 1<sep>ist eine perspektivische Ansicht einer Hälfte einer Düsenkastenbaugruppe für eine Dampfturbine, die gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebaut wurde.
<tb>Fig. 2<sep>ist eine schematische Darstellung des Aneinanderfügens eines Torus und eines Brückenrings nach dem Stand der Technik zum Zweck des Schweissens.
<tb>Fig. 3<sep>ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die einen weiteren Schritt des nach dem Stand der Technik ausgeführten Verfahrens des Verschweissens des Torus und des Brückenrings veranschaulicht.
<tb>Fig. 4 <sep>ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die einen weiteren Schritt des nach dem Stand der Technik ausgeführten Verfahrens des Verschweissens der Düse und des Brückenrings veranschaulicht.
<tb>Fig. 5<sep>ist eine schematische Illustration eines Aneinanderfügens eines Torus, eines Brückenrings und einer Düse gemäss der vorliegenden Erfindung vor dem Schweissen.
<tb>Fig. 6<sep>ist eine Ansicht ähnlich Fig. 5nach der Fertigstellung der Schweissarbeiten.
<tb>Fig. 7<sep>ist eine Ansicht ähnlich Fig. 5, die eine andere Form des Brückenrings und der Düse veranschaulicht, wobei ähnliche Aneinanderfügungen und Schweissverfahren zum Einsatz kommen wie in Fig. 5.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Speziell in Fig. 1 ist eine Hälfte einer Düsenkastenbaugruppe, allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet, dargestellt, bei der es sich entweder um eine obere Hälfte 11 oder um eine untere Hälfte 13 handeln kann. Wie dargestellt, enthält jede Düsenkastenbaugruppenhälfte Abschnitte eines Torus 12, eines Brückenrings 14 und schliesslich einer Düse 16. In der fertigen Düsenkastenbaugruppe sind die Abschnitte des Torus, des Brückenrings und der Düse für jede Düsenkastenbaugruppenhälfte aneinandergeschweisst und bilden im Wesentlichen einen integralen Monolithen. Ebenso dargestellt sind Dampfeinlässe 18, die Teil eines integralen Schmiedestücks mit Torus 12 bilden.
Es versteht sich, dass die dargestellte Düsenkastenbaugruppenhälfte 11 mit einer ähnlichen Düsenkastenbaugruppenhälfte entlang einer horizontalen Mittellinie verbunden wird, wodurch die beiden Düsenkastenbaugruppenhälften eine komplette Düsenkastenbaugruppe mit vier Dampfeinlässen bilden, wobei der Torus, die Düsen und die Brückenringe sich über volle 360[deg.] erstrecken.
Wie zuvor angemerkt, ist in Fig. 2ein dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren des Zusammenbaus der Düsenkastenbaugruppe einschliesslich des Aneinanderfügens der Torus- und der Brückenringhälfte in einer halbkreisförmigen Konfiguration dargestellt. Wie in Fig. 2 dargestellt, wies der Brückenring eine zusätzliche Metallmasse 20 auf, die nach dem Schweissen entfernt wurde, aber während des Schweissprozesses einen Wärmeschild bildete. Die Brückenring- und die Torushälfte werden an konisch verlaufenden Flächen aneinandergefügt. In Fig. 2ist dargestellt, dass an den Flächen der Hälften des Torus 12 und des Brückenrings 14 entlang des inneren bzw. äusseren Radius 22 und 24 die Schweissnahtvorbereitungen 25 und 27 vorgenommen wurden.
Nach dem Aneinanderklammern wurde die Torus- und Brückenringhälften-Unterbaugruppe auf etwa 505-553 K (450-500[deg.]F) vorgewärmt, und es wurde eine WIG-Schweissung mit einer Elektrode mit kleinem Durchmesser ausgeführt, um das angrenzende Metall der Brückenring- und der Torushälfte mit einer Wurzelraupe abzuschmelzen. Im Verlauf weiterer Arbeitsgänge mit einem WIG-Handschweissbrenner wurde weiteres Schweissmaterial hinzugefügt, und mit einem Unterpulverschweissverfahren wurde eine hohe Ablagerung von Schweissmaterial bewirkt, um die beiden Schweissnähte entlang des inneren und äusseren Radius 22 bzw. 24 zu vollenden. Die Schweissnähte wurden anschliessend spannungsfreigeglüht, gekühlt und einer Durchstrahlungsprüfung unterzogen, um die Unversehrtheit der Schweissnähte zu prüfen.
Anschliessend wurde, wie in Fig. 3 dargestellt, die zusätzliche Masse Material 20 des Brückenrings entfernt, und der verbleibende Abschnitt der Brückenringhälfte 14 war am Torus 12 über die innere und die äussere Schweissnaht 26 bzw. 28 angeschweisst. Aus Darstellungsgründen sind die Torus-, die Brückenring- und die Düsenhälfte sowie die Schweissnähte zwischen ihnen in den Zeichnungen 2-7 im Querschnitt zu sehen. Es versteht sich jedoch, dass die Baugruppenhälfte nach dem Stand der Technik und die fertige Baugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung monolithische integrale einstückige Konstruktionen ohne Unterscheidung zwischen Grundwerkstoff und Schweissnähten sind.
Als Nächstes wurde die Düsenhälfte 16 auf die Brückenringhälfte 14 aufgesetzt, wie in Fig. 4veranschaulicht. Ausserdem wurden Schweissnahtvorbereitungen an jeder der radial inneren und äusseren Flächen der Brückenringhälfte 14 und der Düsenhälfte 16 entlang ihres inneren und äusseren Radius vorgenommen. Auf diese Weise wurden die Flächen 30 und 32 der Düsenhälfte und die Flächen 34 und 36 der Brückenringhälfte auf das Schweissen vorbereitet. Nach dieser Vorbereitung wurden die Düsen- und die Brückenringhälfte sowie die Torus- und die Brückenringhälfte mittels ähnlicher Schweissverfahren miteinander verschweisst.
Zunächst wurde eine Wurzelraupe gezogen, worauf mehrere Schweissdurchgänge mit einem WIG-Handschweissbrenner folgten, und schliesslich wurde mittels eines Unterpulverschweissverfahrens eine rasche Ablagerung von Schweissmaterial bewirkt, so dass die Schweissnähte 38 und 40 entlang des inneren bzw. des äusseren Radius der Düsenkastenbaugruppe gebildet wurden. Vorwärmen, Spannungsfreiglühen und Abkühlen wurden ebenfalls durchgeführt.
In Fig. 5 ist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Düsenkastenbaugruppenhälfte dargestellt, umfassend die Hälften eines Torus 40, eines Brückenrings 42 und einer Düse 44, die vor dem Schweissen für den Zusammenbau aneinandergefügt wurden. Wie bei Düsenkastenbaugruppenhälften nach dem Stand der Technik handelt es sich bei dem Torus-, dem Brückenring- und dem Düsensegment bzw. den Hälften 40, 42 und 44 jeweils um Schmiedestücke aus hochfestem Stahl. In dieser Form sind jedoch die Ränder 46 der Torushälfte 40 so geschmiedet, dass halbringförmige Flächen vorhanden sind, die zur Innenseite der Torushälfte 40 hin geneigt sind.
Die Brückenringhälfte 42 enthält nicht die schwere Metallmasse, die früher benötigt wurde, und ist darum halbkreisförmig und weist eine halbkreisförmige Öffnung zwischen ihren radial inneren und äusseren geneigten Seitenwänden auf. Die Düsenhälfte 44 ähnelt der Düsenhälfte 16 nach dem Stand der Technik, mit der Ausnahme, dass der halbkreisförmige innere Rand 48 entlang des äusseren Radius52aus Gründen, die weiter unten beschrieben werden, an einer vergleichsweise steileren halbringförmigen Fläche gebildet, wird. Weil die Torus-, die Brückenring- und die Düsenplattenhälfte aneinandergefügt und aneinandergeklammert werden, wird aus einer Betrachtung von Fig. 5 klar, dass nur zwei Hauptschweissnähte für die Herstellung der kompletten Düsenkastenbaugruppe benötigt werden.
Eine Schweissnaht zieht sich entlang dem inneren Radius 50, und die andere Schweissnaht zieht sich entlang dem äusseren Radius 52. Deshalb versteht es sich, dass im Gegensatz zu den vier Schweissnahtvorbereitungen, die bei der Düsenkastenkonstruktion nach dem Stand der Technik erforderlich waren, nur noch zwei Schweissnahtvorbereitungen erforderlich sind. Es versteht sich ausserdem, dass eine weitere maschinelle Bearbeitung der Brückenringhälfte nicht erforderlich ist, weil die Brückenringhälfte ohne die zusätzliche Masse aus metallischem Material, die früher benötigt wurde, geschmiedet ist. Der Rand 48 der Düsenhälfte ist überdies steiler geneigt. Indem der Rand 48 entlang des äusseren Radius in einem steileren Winkel ausgebildet ist, ist ein verbesserter Zugang für das Schweisswerkzeug gegeben.
Es sei noch einmal daran erinnert, dass früher Stutzenmaterial entfernt und nach dem Schweissen wieder angefügt werden musste. Das Entfernen dieses Materials war notwendig, um Zugang für das Schweissgerät zu schaffen. Indem vor dem Schweissen kein Material von der Torushälfte mehr abgetragen und darum nach dem Schweissen auch nicht wieder an der Düse angebracht werden muss, ergeben sich beachtliche Zeit- und Kosteneinsparungen. Des Weiteren werden die Torus-, die Brückenring- und die Düsenplattenhälfte, wie in Fig. 5 gezeigt, mit kreisrunden Präzisionsmaschinenpassungen aneinandergefügt, welche die Komponenten der Baugruppe formschlüssig zusammenbringen. Diese Präzisionssitze richten die Komponenten aus und positionieren sie für das Schweissen.
Nach dem Aneinanderfügen werden, wie in Fig. 5 gezeigt, die drei Teile mit Hilfe (nicht gezeigter) geeigneter Spannvorrichtungen für das Schweissen aneinandergeklammert.
Um die Torus-, die Brückenring- und die Düsenplattenhälften aneinanderzuschweissen, wird die aneinandergeklammerte Baugruppe zunächst auf etwa 505-533 K (450-500[deg.]F) vorgewärmt. Wenn das Metall die Vorwärmtemperatur erreicht hat, wird mittels WIG-Schweissens eine erste Wurzelraupe gezogen, um das Metall abzuschmelzen und eine homogene Verbindung zwischen der Torus- und der Brückenringhälfte und gleichermassen zwischen der Brückenringhälfte und der Düsenplattenhälfte herzustellen. Es folgen weitere Schweissdurchgänge, vorzugsweise mit einem WIG-Handschweissbrenner, um weiteres Schweissmaterial abzulagern. Nachdem genügend Schweissmaterial aufgebaut wurde, wird der Schweissvorgang zu einem Schweissvorgang mit höherer Schweissmaterialablagerung, vorzugsweise einem WIG-Unterpulverschweissverfahren, geändert.
Dadurch wird Schweissmaterial in den Spalten entlang dem inneren und äusseren Radius 50, 52 zwischen der Torus-, die Brückenring- und der Düsenhälfte aufgebaut. Sobald die vollständige Ablagerung des Schweissmaterials 60 entlang jeder der beiden Schweissnähte entlang des inneren und äusseren Radius 50 bzw. 52 erreicht ist, wird die Baugruppe spannungsfreigeglüht, einer Durchstrahlungsprüfung unterzogen und maschinell endbearbeitet. Es versteht sich, dass die Querschnittslinien in Fig. 6 und 7nur der Veranschaulichung dienen und dass die fertige Düsenkastenbaugruppenhälfte eine homogene Metallmasse in der beschriebenen und gezeigten Konfiguration darstellt.
In Fig. 7 ist ein ähnliches Aneinanderfügen der Hälften des Torus 70, des Brückenrings 72 und der Düse dargestellt. Die Unterschiede liegen in der unterschiedlichen Form der Hälften des Brückenrings und der Düse. Das Schweissverfahren ist jedoch das gleiche wie das Schweissverfahren, das zuvor im Zusammenhang mit der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde. Auch hier dient die Schraffierung der Kennzeichnung der verschiedenen Teile der Baugruppe, obgleich es sich bei der fertigen Baugruppe um eine monolithische integrale homogene Metallmasse handelt.
Obgleich die Erfindung im Hinblick auf das beschrieben wurde, was derzeit als die praktikabelste und ganz besonders bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen umfassen soll, die unter den Geist und in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
<tb>10<sep>Düsenkastenbaugruppe
<tb>11<sep>Obere Hälfte
<tb>13<sep>Untere Hälfte
<tb>12, 70<sep>Tori
<tb>14, 12, 72<sep>Brückenringe
<tb>16, 44, 74<sep>Düsen
<tb>18<sep>Dampfeinlässe
<tb>20<sep>Metall
<tb>25, 27<sep>Schweissnahtvorbereitungen
<tb>22, 24<sep>Innerer und äusserer Radius
<tb>26, 28<sep>Innere und äussere Schweissnähte
<tb>30, 32, 34, 36<sep>Flächen
<tb>38, 40<sep>Schweissnähte
<tb>46<sep>Ränder
<tb>48<sep>Innerer Rand
<tb>50<sep>Innerer Radius
<tb>52<sep>Äusserer Radius
<tb>60<sep>Schweissmaterial