CH700973A2

CH700973A2 - Turbinengehäuse in welchem eine innere Gehäuseanordnung mittels Befestigungselementen an Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung aufgenommen ist.

Info

Publication number: CH700973A2
Application number: CH00646/10A
Authority: CH
Inventors: Henry Grady Ballard Jr; Willet Fred Thomas, Jr.
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2010-11-30
Also published as: CN104481607B; US20100284792A1; US9441501B2; CH700973B1; CN101881188A; CN101881188B; US8616839B2; US20140037445A1; JP2010261450A; US20120243976A1; US8231338B2; DE102010016532A1; JP5615029B2; CN104481607A

Abstract

Turbinengehäuse mit einer äusseren Gehäuseanordnung (30), in welcher eine innere Gehäuseanordnung (20) mittels Befestigungselementen (40) an Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung (30) aufgenommen ist. Die an den Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung (30) angeordneten Befestigungselemente (40) vermindern radiale Verschiebungen der inneren Gehäuseanordnung (20) aufgrund wärmebedingter Deformation der äusseren Gehäuseanordnung (30) in Schalenbauweise, das heisst bei längs geteilter äusserer Gehäuseanordnung (30).

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Die im Vorliegenden offenbarte Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse mit Bolzenlagerung.

[0002] In Gasturbinen tragen innere Turbinengehäuse Leitapparate und Mäntel, die radial und axial zu einem Turbinenlaufrad angeordnet sind. Die konzentrische Lagerungsstruktur zwischen den Leitapparaten, den Mänteln und dem Laufrad erstreckt sich von dem Laufradlager zu dem Abgasauslassgehäuse, zu dem äusseren Turbinengehäuse, zu dem inneren Turbinengehäuse und zu den Leitapparaten und den Mänteln selbst. Das Laufradlager ist durch das Abgasauslassgehäuse gelagert, das wiederum mittels Stützstreben und einer Führung, die dem Triebwerk Halt und Stabilität verleihen, mit dem geerdeten Lager verbunden ist.

Darüber hinaus sehen Konstruktionen, die eine Kombination eines inneren und äusseren Turbinengehäuses aufweisen, aufgrund eines relativen thermischen Ansprechens zwischen dem Stator und Laufrad und der strukturellen Isolierung zwischen dem inneren und dem äusseren Turbinengehäuse zusätzlichen Toleranzspielraum vor.

[0003] Im Allgemeinen werden aktive Toleranzsteuerungselemente verwendet, um innere und äussere Turbinengehäuse im Verlauf von Turbinenbetriebsbedingungen in Bezug zueinander radial zu verschieben. Hierdurch wird einer Steuerung der Spitzentoleranz zwischen Schaufeln und Mänteln bewirkt, was von Vorteil sein kann, da eine Verringerung der Spitzentoleranz die Turbinenleistung durch eine Reduzierung des Spitzenleckstroms verbessert, solange vermieden ist, dass Schaufelspitzen Mäntel berühren und diese dadurch beschädigen.

[0004] Allerdings kommt es in einigen Konstruktionen auch bei Verwendung aktiver Toleranzsteuerungselemente zu einer Relativbewegung zwischen den inneren und äusseren Turbinengehäusen, da deren entsprechende Komponenten eine unterschiedliche thermische Ausdehnung aufweisen. Um die durch die Relativbewegung hervorgerufene Exzentrizität zu reduzieren, kann das innere Turbinengehäuse mittels radialen Bolzen, die an dem äusseren Turbinengehäuse befestigt sind, oder durch den Einsatz komplementärer radialer Flächen zwischen dem äusseren und inneren Turbinengehäuse gelagert sein. In derartigen Konstruktionen ist zwischen den radialen Stützen ein Einbautoleranzspalt vorhanden, um ein Festfressen während des Triebwerksbetriebs zu verhindern.

[0005] In jedem Fall entstehen bei Auftreten einer Relativbewegung zwischen dem inneren und äusseren Turbinengehäuse Leckstrompfade und es werden Reibkräfte erzeugt. Diese Reibkräfte können z.B. auf Passflächen Schäden durch einen Berührungs-flächenverschleiss, hervorrufen, zu dem es während des thermischen Ausdehnens und Zusammenziehens entweder des inneren oder des äusseren Turbinengehäuses kommt. D.h. die Komponenten erfahren während einer Ausdehnung und Kontraktion einen statischen und dynamischen Reibungskontakt. Dabei ändern sich gleichzeitig die Reibungskoeffizienten der Komponenten erheblich und unberechenbar. Daraus ergibt sich, dass die Reibkräfte, die einer radialen Verschiebung des inneren Turbinengehäuses in Bezug auf das äussere Turbinengehäuse entgegenwirken, ebenfalls variieren.

Diese Veränderung führt dazu, dass die Position des inneren Turbinengehäuses in Richtung von Stellen hoher Reibung verlagert wird und dort hängen bleibt. Diese Wirkung der Reibung in Verbindung mit den Einbautoleranzen, ruft eine Gehäuseexzentrizität hervor, die häufig innerhalb zulässiger Toleranzen unvorhersehbar ist.

[0006] Darüber hinaus sind Statorrohrgehäuse im Allgemeinen an der horizontalen Mittelebene geteilt und weisen an dieser horizontalen Verbindungsstelle einen verbolzten Flansch auf. Temperaturgradienten und Einschwingrandbedingungen führen zu einer spezifischen Abweichung des Rundlaufs des gesamten Gehäuses. Wenn die inneren Bereiche heisser sind als die äusseren Bereiche, wie es während des Hochfahrens des Triebwerks der Fall ist, nehmen solche Gehäuse die Gestalt eines amerikanischen Fussballs an. Im Gegensatz dazu sind die äusseren Bereiche während des Herunterfahrens des Triebwerks wärmer als die inneren Bereiche, was bewirkt, dass das Gehäuse die Gestalt einer Erdnuss annimmt.

Eine derartige Rundlaufabweichung wird durch das Statorrohr auf die Mäntel übertragen, so dass zwischen den Mänteln und Schaufelspitzen Spalte entstehen, mit der Folge einer Leistungsminderung der Turbine.

[0007] Ein Gehäuserundlauffehler ist auch in Dampfturbinen problematisch. In diesen Fällen ist das Auftreten von Gehäuserundlauffehlern möglicherweise auf eine horizontale Verbindungsstelle in dem Turbinengehäuse zurückzuführen, die als eine Wärmesenke wirkt und entlang des Umfangs unterschiedliche Gehäusetemperaturen hervorruft. Das Temperaturgefalle führt dazu, dass sich das Gehäuse verzieht oder eine ovale Gestalt annimmt. D.h. das Gehäuse weist in vertikaler Richtung eine grössere Abmessung auf als in horizontaler Richtung. Das Laufrad hingegen bleibt kreisförmig. Aus der hervorgerufenen ovalen Gestalt des Gehäuses ergeben sich grössere Toleranzspielräume und folglich ein grösserer Leckstrom, als es der Fall wäre, wenn der Stator kreisförmig bliebe.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0008] Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist ein Turbinengehäuse geschaffen, zu dem gehören: eine innere Gehäuseanordnung, an der entweder ein Flansch oder eine Passfläche ausgebildet ist, die mit dem Flansch zusammenzupasst; eine äussere Gehäuseanordnung, die dazu eingerichtet ist, eine radiale Verschiebung zu erfahren, und in der die innere Gehäuseanordnung angeordnet ist, an der das jeweils andere Element, sei dies der Flansch oder die Passfläche, ausgebildet ist; und Befestigungselemente, die dazu dienen, den Flansch an Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung mit der Passfläche zu verbinden, wobei die Biegeknotenstellen in Abhängigkeit von der radialen Verschiebung der äusseren Gehäuseanordnung identifiziert werden können, um eine radiale Verschiebung in der inneren Gehäuseanordnung zu vermindern.

[0009] Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Turbine geschaffen, die ein Turbinengehäuse enthält, zu dem gehören: Nuten, die an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen darin ausgebildet sind; ein Mantelring, der in dem Turbinengehäuse angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, sich radial um eine drehbare Turbinenschaufel auszudehnen oder zusammenzuziehen; und Stege, die an dem Mantelring an Orten ausgebildet sind, die jenen der Nuten entsprechen, um mit den Nuten zusammenzupassen, und um den radial ausdehnbaren und zusammenziehbaren Mantelring axial und perimetrisch in dem Turbinengehäuse zu positionieren.

[0010] Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Turbine geschaffen, zu dem ein Turbinengehäuse gehört, das an mehreren Stufen davon Mäntel aufweist, und Begrenzungselemente enthält, die an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen um das Turbinengehäuse angeordnet sind, und die dazu eingerichtet sind, die Mäntel des Turbinengehäuses konzentrisch festzuhalten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0011] Der als die Erfindung angesehene behandelte Gegenstand wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten und sonstige Ausstattungsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich:
<tb>Fig. 1<sep>veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Turbinengehäuses;

<tb>Fig. 2<sep>zeigt das Turbinengehäuse von Fig. 1in einer abgeschnittenen perspektivischen Ansicht;

<tb>Fig. 3<sep>zeigt in einer vergrösserten perspektivischen Ansicht einen Abschnitt des Turbinengehäuses von Fig. 1;

<tb>Fig. 4<sep>zeigt eine schematische axiale Ansicht eines Turbinengehäuses;

<tb>Fig. 5<sep>zeigt eine schematische axiale Ansicht des in Fig. 4 veranschaulichten Turbinengehäuses, das Wärmeausdehnung und Kontraktion erfährt;

<tb>Fig. 6<sep>zeigt in einem Längsschnitt einen Mantelring, der Schaufelspitzen einer Turbine umgibt;

<tb>Fig. 7<sep>zeigt in einem Längsschnitt einen Mantelring, der Schaufelspitzen einer Turbine umgibt;

<tb>Fig. 8<sep>zeigt eine Längsansicht des Mantelrings von Fig. 6; und

<tb>Fig. 9A-E<sep>zeigen schematische Ansichten von Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Teilkomponente des Mantelrings von Fig. 6.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0012] Gemäss Fig. 1-3 ist ein Abschnitt 11 eines Turbinengehäuses 10 dargestellt, das in einem Turbinenabschnitt einer Gas- oder Dampfturbine verwendet wird. Das Turbinengehäuse 10 weist eine innere Gehäuseanordnung 20, eine äussere Gehäuseanordnung 30 und Befestigungselemente 40 auf. Die innere Gehäuseanordnung 20 weist einen unteren inneren Gehäuseabschnitt 22 und einen oberen inneren Gehäuseabschnitt 21 auf, die an mechanischen Verbindungsstellen 25 zusammengefügt sind, und die um eine Mittellinie 12 der Turbine 10 angeordnet sein können. Die innere Gehäuseanordnung 20 weist ferner einen Flansch 23 auf. Die äussere Gehäuseanordnung 30 weist einen unteren äusseren Gehäuseabschnitt 32 und einen oberen äusseren Gehäuseabschnitt 31 auf und definiert in seinem Inneren einen Raum, in dem die innere Gehäuseanordnung 20 angeordnet ist.

Eine Passfläche 33, beispielsweise ein Abschnitt der äusseren Gehäuseanordnung 30, der zu einer Tasche geformt ist, die den Flansch 23 aufgenommen werden kann, ist an oder in einem Abschnitt der äusseren Gehäuseanordnung 30 ausgebildet. Die Passfläche 33 weist eine Grösse und Gestalt auf, die komplementär zu dem Flansch 23 ausgebildet ist, so dass sich der Flansch 23 an die Passfläche 33 schmiegen lässt, wenn die innere Gehäuseanordnung 20 in die äussere Gehäuseanordnung 30 eingebaut wird.

[0013] Wie gezeigt, können der Flansch 23 und die Passfläche 33 in verhältnismässig kontinuierliche entsprechende Ausstattungsmerkmale integriert sein, oder sie können in Form mehrerer Ausstattungsmerkmale vorgesehen sein. In Fällen, wo sie als verhältnismässig kontinuierliche entsprechende Ausstattungsmerkmale vorgesehen sind, kann der Flansch 23 in einem verhältnismässig kontinuierlichen perimetrischen Flansch integriert sein, der sich um die innere Gehäuseanordnung 20 erstreckt. In ähnlicher Weise kann die Passfläche 33 in eine verhältnismässig kontinuierliche perimetrische Fläche integriert sein, die sich um die äussere Gehäuseanordnung 30 erstreckt. Darüber hinaus können sich der Flansch 23 und die Passfläche 33 in Radialrichtungen über eine Peripherie der äusseren Gehäuseanordnung 30 hinaus erstrecken.

[0014] Obwohl der Flansch 23 und die Passfläche 33 im Vorausgehenden, wie auch in Fig. 1-3 gezeigt, als auf der inneren Gehäuseanordnung 20 bzw. der äusseren Gehäuseanordnung 30 angeordnet beschrieben sind, ist diese Anordnung lediglich exemplarisch, und es versteht sich, dass die innere Gehäuseanordnung 20 einen Abschnitt aufweisen könnte, auf dem die Passfläche 33 ausgebildet ist, und dass die äussere Gehäuseanordnung 30 desgleichen den Flansch 23 aufweisen könnte.

[0015] Wie in Fig. 3 gezeigt, wirken die Befestigungselemente 40 mit Passflächendurchgangslöchern 50 und Flanschdurchgangslöchern 51 zusammen, um den Flansch 23 mindestens an im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen mit der Passfläche 33 zu verbinden. Die Befestigungselemente 40 können axial stromabwärts der ersten Stufen angeordnet sein, was, in diesem Falle, die innere und äussere Gehäuseanordnung 20 und 30 einbezieht. Die Befestigungselemente 40 können Stifte oder, mehr im Einzelnen, vorgespannte Bolzen aufweisen, deren Mittellinien jeweils parallel zu longitudinalen Achsen der inneren und äusseren Gehäuseanordnung 20 und 30 verlaufen.

Eine fluchtende Stellung der Befestigungselemente 40 kann mindestens zum Teil mittels Ausrichtungsbuchsen 52, durch die sich die Befestigungselemente 40 erstrecken können, und durch Gewindemuttern 53 erreicht sein, in die die Befestigungselemente 40 eingeführt und mit denen sie fest verschraubt werden können.

[0016] Gemäss Fig. 4, ist zu beachten, dass im Allgemeinen auf die äussere Gehäuseanordnung 30 unterschiedliche Kräfte ausgeübt werden, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die Kraft, die durch die mechanische Verbindung 35 ausgeübt wird, die auf beiden Seiten der äusseren Gehäuseanordnung 30 ausgeübt sein könnte, und die den unteren äusseren Gehäuseabschnitt 32 und den oberen äusseren Gehäuseabschnitt 31 an einer horizontalen Verbindungsstelle verbindet. Die gemeinsam wirkenden Kräfte führen möglicherweise dazu, das die äussere Gehäuseanordnung 30 aufgrund einer thermischen Kontraktion und Ausdehnung im normalen Betrieb eine radiale Verschiebung erfährt. Die Befestigungselemente 40 hemmen eine radiale Verschiebung der inneren Gehäuseanordnung 20, zu der es andernfalls durch die radiale Verschiebung der äusseren Gehäuseanordnung 30 kommen würde.

[0017] Die äussere Gehäuseanordnung 30, die, wie im Vorausgehenden beschrieben, belastet wird, neigt dazu, eine radiale Verschiebung in Form einer Fourieranordnung mit N=2 zu erfahren. D.h., im Verlauf von Hochfahrvorgängen wird das Innere der äusseren Gehäuseanordnung 30 heisser sein als ihre Aussenseite, und die äussere Gehäuseanordnung 30 wird daher dazu neigen, die Gestalt eines amerikanischen Fussballs anzunehmen. Im Gegensatz dazu wird das Innere während eines Herunterfahrens kälter sein als die Aussenseite, und die äussere Gehäuseanordnung 30 wird daher dazu neigen, die (eingeschnürte) Gestalt einer Erdnuss anzunehmen. Daher werden Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung 30 an jenen Bereichen der äusseren Gehäuseanordnung 30 ermittelt, die im Wesentlichen radial feststehend bleiben.

Wie in Fig. 5gezeigt, befinden sich diese Biegeknotenstellen in der Nähe der perimetrische Stellen 1:30, 4:30, 7:30 und 10:30 der äusseren Gehäuseanordnung.

[0018] Die Befestigungselemente 40 können an den Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung 30 so angeordnet sein, dass sie eine Fourieranordnung mit N=4 aufweisen. Mit einer derartigen Anordnung lässt sich die radiale Verschiebung der äusseren Gehäuseanordnung 30 in der inneren Gehäuseanordnung 20 entlang der Mittellinie 12 mindern. Somit können Mäntel an mehreren Stufen der inneren Gehäuseanordnung 20 von fehlerhaften Rundlaufeigenschaften der äusseren Gehäuseanordnung 30 isoliert werden, nachdem Exzentrizitäten und fehlerhafte Rundlaufeigenschaften der äusseren Gehäuseanordnung 30 nicht auf die innere Gehäuseanordnung 20 übertragen werden.

[0019] Die Leistung der Turbine 10 ist folglich verbessert, da Spalte zwischen Turbinenschaufelspitzen und deren komplementären Mänteln sowohl mit als auch ohne aktive Toleranzsteuerungselemente einheitlicher aufrechterhalten werden können. Dementsprechend lässt sich ein Bedarf nach verhältnismässig komplexen Metallteilen und Steueralgorithmen zum Betrieb aktiver Toleranzsteuerungselemente reduzieren und/oder weitgehend eliminieren.

[0020] Wenn die Befestigungselemente 40, wie oben beschrieben, an den Biegeknotenstellen verwendet werden, lassen sich darüber hinaus auch Exzentrizitäten mildern, die durch reibungsbedingte Änderungen von Komponenten der inneren Gehäuseanordnung 20 und der äusseren Gehäuseanordnung 30 hervorgerufen sind. D.h., mit den an den Biegeknotenstellen positionierten Befestigungselementen 40 wird die relative radiale Verschiebung zwischen der inneren Gehäuseanordnung 20 und der äusseren Gehäuseanordnung 30 an jeder jener Biegeknotenstellen wesentlich reduziert. Dementsprechend wird die Konzentrizität im Wesentlichen berechenbar aufrechterhalten.

[0021] Mit Bezug auf Fig. 6-9A-E und gemäss einem weiteren Aspekt ist eine Turbine 100 erörtert, die ein Turbinengehäuse 120, einen Mantelring 130 und Stege 140 aufweist. Das Turbinengehäuse 120 weist Nuten 141 auf, die darin an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen ausgebildet sind. Der Mantelring 130 ist in dem Turbinengehäuse 120 angeordnet und ist aus Materialien hergestellt, die eine thermische Masse aufweisen, die im Vergleich zu jener von Komponenten des Turbinengehäuses 120 und einer drehbaren Turbinenschaufel 110 verhältnismässig gering ist. Somit ist der Mantelring 130 dazu eingerichtet, in Reaktion auf Betriebsbedingungen der Turbine 100 sich radial um die drehbare Turbinenschaufel 110 auszudehnen oder zusammenzuziehen.

[0022] Die Stege 140 sind auf einem Aussenumfang des Mantelrings 130 an Orten ausgebildet, die jenen der Nuten 141 entsprechen. Auf diese Weise passen die Stege 140 mit den Nuten 141 zusammen und positionieren den Mantelring 130 axial und perimetrisch in dem Turbinengehäuse 120.

[0023] Der Mantelring 130 kann erste und zweite 180[deg.]-Teile 150 und 151 enthalten. Wie in Fig. 9A-E gezeigt, können diese Teile 150 und 151 an einer Schwalbenschwanzverbindung miteinander befestigt sein, sie können aneinander durch ein Anschlussstück oder einen Bolzen befestigt sein, oder sie können miteinander überlappt oder genutet sein. Selbstverständlich sind die Konstruktionen von Fig. 9A-Elediglich exemplarisch, und es kommen auch andere Strukturen und Konstruktionen in Betracht. Wenn der Mantelring 130 aus ersten und zweiten Teilkomponenten 150 und 151 gebildet ist, kann der Mantelring 130 jedenfalls verhältnismässig kostengünstig und rasch in das Turbinengehäuse 120 eingebaut werden.

[0024] Die Turbinenschaufel 110 kann mit einem Laufrad 105 verbunden sein, um das sich die Turbinenschaufel 110 drehen lässt. Im vorliegenden Fall kann das Turbinengehäuse 130 so ausgebildet sein, dass es im Wesentlichen koaxial mit dem Laufrad 105 ist.

[0025] Wenn der Mantelring 130, wie oben beschrieben, in dem Turbinengehäuse 120 angeordnet ist, sind der Mantelring 130 und der Strompfad, der einem fernen Ende oder einer Spitze 111 der Turbinenschaufel 110 zugeordnet ist, thermisch von dem Turbinengehäuse 120 isoliert. Infolgedessen ist der Strompfad im Wesentlichen von der thermisch induzierten Ausdehnung oder Kontraktion des Turbinengehäuses 120 entkoppelt.

[0026] Der Mantelring 130 kann an einer einzigen Leitapparatstufe oder an mehreren Leitapparatstufen angeordnet sein. In beiden Fällen kann der Mantelring 130 auch zwischen dem Turbinengehäuse 120 und der Turbinenschaufel 110 sowie zwischen dem Turbinengehäuse 120 und Leitapparaten 115 angeordnet sein, die vor und hinter der Turbinenschaufel 110 positioniert sind. Im vorliegenden Fall sind der Mantelring 130 und der Strompfad, der einem fernen Ende oder einer Spitze 111 der Turbinenschaufel 110 zugeordnet ist, thermisch von dem Turbinengehäuse 120 isoliert, und darüber hinaus sind auch die Leitapparate 115 thermisch von dem Turbinengehäuse 120 isoliert.

[0027] Gemäss noch einem weiteren Aspekt ist eine Turbine, beispielsweise eine Turbine 100, geschaffen, die ein Turbinengehäuse 10, 120 und Begrenzungselemente 40, 140 aufweist. Die Begrenzungselemente 40, 140 sind mindestens an ersten bis vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandete perimetrische Stellen um das Turbinengehäuse 10, 120 angeordnet und sind dazu eingerichtet, eine Exzentrizität des Turbinengehäuses 10, 120 zu begrenzen. Das Turbinengehäuse 10 kann ein inneres Gehäuse 20 und ein äussere Gehäuse 30 aufweisen. Im vorliegenden Fall beinhalten die Begrenzungselemente die oben beschriebenen Befestigungselemente 40. In einer Abwandlung kann das Turbinengehäuse 120 Nuten 141 aufweisen, die darin an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen ausgebildet sind.

Im vorliegenden Fall beinhalten die Begrenzungselemente die oben erwähnten Stege 140, die an dem oben beschriebenen Mantelring 130 ausgebildet sind. Die Stege 140 passen mit den Nuten 141 zusammen und positionieren den Mantelring 130 in dem Turbinengehäuse 120 axial und perimetrisch.

[0028] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres klar sein, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen zu verkörpern, die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten.

Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.

[0029] Geschaffen ist eine Turbine 100, zu der ein Turbinengehäuse 10, 120 gehört, das an mehrere Stufen davon Mäntel und Begrenzungselemente 40, 140 aufweist, die an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen um das Turbinengehäuse 10, 120 angeordnet sind, und die dazu eingerichtet sind, die Mäntel des Turbinengehäuses 10, 120 konzentrisch zu begrenzen.

Bezugszeichenliste

[0030]
<tb>10<sep>Turbinengehäuse

<tb>11<sep>Abschnitt

<tb>12<sep>Mittellinie

<tb>20<sep>Innere Gehäuseanordnung

<tb>21<sep>Oberer innerer Gehäuseabschnitt

<tb>22<sep>Unterer innerer Gehäuseabschnitt

<tb>23<sep>Flansch

<tb>25<sep>Mechanische Verbindungsstellen

<tb>30<sep>Äussere Gehäuseanordnung

<tb>31<sep>Oberer äusserer Gehäuseabschnitt

<tb>32<sep>Unterer äusserer Gehäuseabschnitt

<tb>33<sep>Passfläche

<tb>35<sep>Mechanische Verbindung

<tb>40<sep>Befestigungselemente (Begrenzungselemente)

<tb>50<sep>Passflächendurchgangslöcher

<tb>51<sep>Flanschdurchgangslocher

<tb>52<sep>Ausrichtungsbuchsen

<tb>53<sep>Mit Gewinde versehene Muttern

<tb>100<sep>Turbine

<tb>105<sep>Laufrad

<tb>110<sep>Turbinenschaufel

<tb>111<sep>Turbinenschaufelspitze

<tb>115<sep>Düsen

<tb>120<sep>Turbinengehäuse

<tb>130<sep>Mantelring

<tb>140<sep>Stege (Begrenzungselemente)

<tb>141<sep>Nuten

<tb>150, 151<sep>Teile

Claims

1. Turbinengehäuse (10), zu dem gehören:

eine innere Gehäuseanordnung (20), an der entweder ein Flansch (23) oder eine Passfläche (33) ausgebildet ist, die mit dem Flansch (23) zusammenpasst;

eine äussere Gehäuseanordnung (30), die dazu eingerichtet ist, eine radiale Verschiebung zu erfahren, und in der die innere Gehäuseanordnung (20) angeordnet ist, wobei daran das jeweils übrige Element ausgebildet ist, sei dies der Flansch (23) oder die Passfläche (33); und

Befestigungselemente (40), um den Flansch (23) an Biegeknotenstellen der äusseren Gehäuseanordnung (30) mit der Passfläche (33) zu verbinden, wobei die Biegeknotenstellen in Übereinstimmung mit der radialen Verschiebung der äusseren Gehäuseanordnung (30) identifiziert werden können, um eine radiale Verschiebung in der inneren Gehäuseanordnung (20) zu vermindern.

2. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungselemente (40) Stifte umfassen.

3. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungselemente (40) vorgespannte Bolzen umfassen.

4. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 3, wobei jedes der Befestigungselemente (40) Mittellinien aufweisen, die parallel zu einer Mittellinie des inneren und äusseren Gehäuses (20) und (30) verlaufen.

5. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die äussere Gehäuseanordnung (30) obere und untere Gehäuseabschnitte (31, 32) aufweist, die an einer horizontalen Verbindungsstelle zusammengefügt sind.

6. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 5, wobei die äussere Gehäuseanordnung (30) eine Fourieranordnung mit N=2 annimmt, wobei die Befestigungselemente (40) in einer Fourieranordnung mit N=4 angeordnet sind.

7. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungselemente (40) an den Biegeknotenstellen einen passiven Toleranzspielraum zwischen der inneren und äusseren Gehäuseanordnung (20) und (30) aufrechterhalten.

8. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die Biegeknotenstellen die perimetrischen Stellen 1:30, 4:30, 7:30 und 10:30 der äusseren Gehäuseanordnung (30) sind.

9. Turbine (100), zu der gehören:

ein Turbinengehäuse (120), mit Nuten (141), die darin an ersten bis mindestens vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen definiert sind;

ein Mantelring (130), der in dem Turbinengehäuse (120) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, sich radial um eine drehbare Turbinenschaufel (110) auszudehnen oder zusammenzuziehen; und

Stege (140), die auf dem Mantelring (130) an Orten ausgebildet sind, die jenen der Nuten (141) entsprechen, um mit den Nuten (141) zusammenzupassen, und um den radial ausdehnbaren und zusammenziehbaren Mantelring (130) in dem Turbinengehäuse (120) axial und perimetrisch zu positionieren.

10. Turbine (100), zu der gehören:

ein Turbinengehäuse (10), (120), das an mehreren Stufen davon Mäntel aufweist; und

Begrenzungselemente (40), (140), die mindestens an ersten bis vierten im Wesentlichen gleichmässig beabstandeten perimetrischen Stellen um das Turbinengehäuse (10), (120) angeordnet sind, und die konfiguriert sind, um die Mäntel des Turbinengehäuses (10), (120) konzentrisch festzuhalten.