CN109154207B - 涡轮机壳体 - Google Patents

Abstract

一种涡轮机壳体（21），尤其是蒸汽涡轮机壳体，具有第一壳体部分和第二壳体部分（22），所述第一壳体部分和所述第二壳体部分（22）经由凸缘上的螺栓连接件（28）彼此连接，所述凸缘被定位为彼此相对或者彼此邻接，其中，第二壳体部分（22）具有弯曲壁（23），所述弯曲壁（23）具有弯曲内侧（24）和弯曲外侧（25），其特征在于，弯曲内侧（24）在背离螺栓连接件（28）的第一区域中经由第一曲率半径（R1）形成轮廓，并且在面向螺栓连接件（28）的第二区域中经由第二曲率半径（R2）形成轮廓，所述第二曲率半径（R2）偏离于第一曲率半径（R1），以便使得：在螺栓连接件（28）的区域中，取决于涡轮机壳体（21）的内部中的压力的力的力向量（34）与螺栓连接件（28）的螺栓力的力向量（32）大体上同轴地但相反地延伸，所述力向量（32）延伸通过螺栓连接件（32）的轴线（33）。

Description

涡轮机壳体

技术领域

本发明涉及一种涡轮机壳体。

背景技术

涡轮机壳体，诸如，例如，蒸汽涡轮机壳体，通常由多个壳体部分组成，尤其由第一下部状壳体部分和第二盖状壳体部分组成，所述第一下部状壳体部分和所述第二盖状壳体部分在被定位为相对的或者彼此邻接的凸缘上经由螺栓连接件彼此连接。

图1通过节选的方式示出了在盖状壳体部分2的区域中的通过从现有技术已知的涡轮机壳体1（即，蒸汽涡轮机壳体）的横截面。盖状壳体部分2具有横截面中弯曲有弯曲内侧4和弯曲外侧5的壁3。在盖状壳体部分2的边缘区域中形成有凸缘6，该凸缘具有连接未示出的相邻壳体部分的邻接凸缘的凸缘面7。图1中所示的涡轮机壳体1的盖状壳体部分2经由螺栓连接件8连接至未示出的邻接壳体部分，其中，在图1中所示的示例性实施例中的每个螺栓连接件8在每种情况下都包括螺栓9、与螺栓9相互作用的螺母10和膨胀套筒11。为了连接涡轮机壳体1的壳体部分，螺栓连接件8被紧固，其中，图1示出了力向量12，该力向量12代表螺栓连接件8的螺栓力。螺栓连接件的螺栓力的力向量12延伸通过相应螺栓连接件8的轴线13。

涡轮机壳体1的壳体部分的连接部不仅承受相应螺栓连接件8的螺栓力，而且取决于涡轮机壳体1的内部中的压力的力也作用于壳体部分的连接部上，其中，取决于涡轮机壳体1的内部中的压力的该力由图1中的力向量14表示。虽然图1中所示的螺栓连接件8的表示螺栓连接件8的螺栓力的力向量12延伸通过螺栓连接件8的轴线13，但是取决于涡轮机壳体的内部中的压力的力向量14与螺栓连接件8的螺栓力的力向量12平行地偏移了大小Δx。

在相应螺栓力的力向量12的有效方向与取决于涡轮机壳体1的内部中的压力的力的力向量14的有效方向之间的该偏移量Δx越大，在涡轮机壳体1的壳体部分之间的凸缘连接部的区域中的杠杆条件越不利，因此，凸缘连接部的紧密性受到负面影响。因此，在壳体内侧上的凸缘连接部的间隙可能由此导致，因此，于是抵消了凸缘连接部的紧密性。这是不利的。

因此，需要涡轮机壳体，通过该涡轮机壳体，可以与从现有技术已知的涡轮机壳体一样能够更好地确保邻接的壳体部分之间的凸缘连接部的紧密性。

发明内容

由此出发，本发明基于产生新类型的涡轮机壳体的目的。

该目的通过涡轮机壳体来解决。根据本发明，弯曲内侧在背离螺栓连接件的第一区域中经由第一曲率半径R1形成轮廓并且在面向螺栓连接件的第二区域中经由第二曲率半径R2形成轮廓，第二曲率半径R2偏离于第一曲率半径R1，以便使得：在螺栓连接件的区域中，取决于涡轮机壳体的内部中的压力的力的力向量与延伸通过螺栓连接件的轴线的螺栓连接件的螺栓力的力向量大体上同轴地但相反地延伸。通过这种方式，在凸缘连接部或者涡轮机壳体的壳体部分之间的螺栓连接件的区域中可以确保有利的杠杆条件。最终，因此可以在凸缘连接部或者螺栓连接件的区域中为涡轮机壳体提供良好的紧密性。

根据有利的进一步扩展，取决于涡轮机壳体的内部中的压力的力的力向量与螺栓连接件的螺栓力的力向量之间的偏移量达到<凸缘宽度B的0.15，优选地达到<凸缘宽度B的0.05。通过该有利的进一步扩展，可以特别有利地调整涡轮机壳体的紧密性。

根据有利的进一步扩展，弯曲内侧的第一曲率半径R1大于弯曲内侧的第二曲率半径R2，其中，这些曲率半径的中心点在竖直方向上和在水平方向上相对于彼此偏移。这对于在螺栓连接件的区域中调整有利的杠杆条件是特别优选的，并且因此对于确保涡轮机壳体的良好的紧密性也是特别优选的。

根据另外的有利的进一步扩展，弯曲外侧经由第三曲率半径形成轮廓，其中，第三曲率半径R3和第一曲率半径R1彼此偏离，以及其中，优选地，弯曲外侧的第三曲率半径R3大于弯曲内侧的第一曲率半径R1，并且此外，这两个半径的中心点可以在竖直方向上但不在水平方向上相对于彼此偏移。本发明的该进一步扩展也用于在凸缘连接部或者螺栓连接件的区域中调整有利的杠杆条件并且因此用于确保涡轮机壳体的良好的紧密性。

根据有利的进一步扩展，延伸通过第二壳体部分的弯曲壁的轮廓与在螺栓连接件的区域中被定位为彼此相对或者彼此邻接的凸缘面相交于大体上位于螺栓连接件的轴线上的相交点处，至少在弯曲壁的一点处，尤其是在弯曲壁的顶点处，所述轮廓离弯曲外侧的距离与离弯曲内侧的距离相同。优选地，该相交点与螺栓连接件的轴线之间的距离达到<凸缘宽度B的0.15，优选地达到<凸缘宽度B的0.05。通过这种方式，尤其可以确保涡轮机壳体的良好的紧密性。

根据另外的有利的进一步扩展，弯曲内侧的面向螺栓连接件并且通过第二曲率半径R2形成轮廓的第二区域在背离第一区域的侧面上并入到内侧的形成平坦轮廓的区域中。通过该进一步扩展，能够确保涡轮机壳体的盖状壳体部分的弯曲壁在与螺栓连接件相邻的壳体内部部分的区域中具有更大的材料厚度，因此，可以有利地调整涡轮机壳体的强度。

附图说明

本发明的优选的进一步扩展由以下描述获得。本发明的示例性实施例在不限于此的情况下通过附图被更详细地解释。其示出了：

图1：来自根据现有技术的涡轮机壳体的节选；以及

图2：来自根据本发明的涡轮机壳体的节选。

具体实施方式

本发明涉及一种涡轮机壳体，尤其是蒸汽涡轮机壳体。

图2示出了在第二盖状壳体部分22的区域中的根据本发明的涡轮机壳体21的优选示例性实施例，该第二盖状壳体部分22连接至涡轮机壳体21的未示出的第一下部状壳体部分。示出了盖状圆柱壳状壳体部分22的弯曲壁23，该弯曲壁23包括在横截面中弯曲的内侧24和外侧25。

涡轮机壳体21的所示的盖状壳体部分22包括具有凸缘面27的凸缘26，其中，盖状壳体部分22的凸缘26的该凸缘面27通过涡轮机壳体21的未示出的下部状壳体部分与相应凸缘面连接，以及其中，这些壳体部分于是经由螺栓连接件28彼此连接。螺栓连接件28中的每个继而包括螺栓29、螺母30和膨胀套筒31。

现在为了确保涡轮机壳体21的良好的紧密性，根据本发明设置为，弯曲内侧24在背离螺栓连接件28的第一区域中经由第一曲率半径R1形成轮廓并且在面向螺栓连接件28的第二区域中经由第二曲率半径R2形成轮廓，该第二曲率半径R2偏离于第一曲率半径R1，即以便使得：在螺栓连接件28的区域中，相应螺栓连接件的螺栓力的力向量32与取决于涡轮机壳体的内部中的压力的力的力向量34大体上同轴地但相反地延伸。

因此，图2示出了相应螺栓连接件的螺栓力的力向量32延伸通过相应螺栓连接件28的轴线33，并且螺栓力的力向量32和取决于涡轮机壳体的内部压力的力的力向量34彼此大体上同轴地延伸，其中，大体上同轴地意味着：在力向量32、34之间的任何存在的偏移量Δx处于限定的范围内。

因此设置为，在相应螺栓连接件28的力的力向量32与取决于内部压力的力的力向量34之间的偏移量Δx达到<凸缘宽度B的0.15，优选地达到<凸缘宽度B的0.05。第一曲率半径R1是使涡轮机壳体21的盖状壳体部分22的弯曲壁23的弯曲内侧24在背离螺栓连接件28的区域中弯曲的曲率半径。此处，弯曲壁23在其内侧24的区域中通过第一曲率半径R1形成轮廓的区域延伸为远至弯曲壁23的顶点35。

此处，弯曲内侧24的第一曲率半径R1大于弯曲内侧24的第二曲率半径R2，其中，这些曲率半径的中心点36、37在竖直方向上和在水平方向上相对于彼此偏移。

因此，图2示出了，基于第一曲率半径R1的中心点36的第二曲率半径R2的中心点37在壁23的顶点35的方向上垂直向上偏移并且在凸缘26或者壁23的方向上水平向外偏移。

如从图2中显而易见的，壳体部分21的弯曲壁23的弯曲外侧25经由第三曲率半径R3形成轮廓，其中，第三曲率半径R3和第一曲率半径R1彼此偏离。优选地，壁23的弯曲外侧25的第三曲率半径R1大于壁23的弯曲内侧24的第一曲率半径R1，其中，这些曲率半径R1和R3的中心点也相对于彼此偏移，即优选地以便使得：曲率半径R1和R3在竖直方向上而不是在水平方向上相对于彼此偏移。

因此，图2示出了可选实施例：内侧24的第一曲率半径R1的中心点36在竖直方向上相对于外侧25的第三曲率半径R3的中心点38向上偏移，即，具有离弯曲壁23的顶点35更短的距离。然而，在水平方向上看到，在这些曲率半径R1和R3的中心点36和38之间没有偏移。

在本发明的所示的优选示例性实施例中，壳体部分22的弯曲内侧24的通过第二曲率半径R2形成轮廓的区域在第一侧面上平稳地并入到弯曲内侧24的通过第一曲率半径R1形成轮廓的第一区域中。

此外，弯曲内侧24的通过第二曲率半径R2形成轮廓的区域在背离第一区域的侧面上平稳地并入到内侧24的形成平坦轮廓的区域中，在该区域中，弯曲内侧24于是不再弯曲，而是平坦地延伸。

本身弯曲的弯曲壁23的内面24的形成平坦轮廓的该区域与凸缘26的凸缘面27邻接地延伸，并且尤其确保，与如果内侧24的曲率延伸成远至凸缘面27相比，则在涡轮机壳体21的内侧上的涡轮机壳体21的壳体部分22在螺栓连接件28的区域中具有更大的材料厚度。通过这种方式，可以提高涡轮机壳体21，尤其是壳体部分22的强度。

通过经由上述半径R1和R2形成弯曲壁23的内侧24的轮廓，尤其可以结合经由半径R3对应地形成弯曲外侧25的轮廓来确保力向量32、34之间的偏移量最小，尤其是确保力向量32、34大体上同轴地延伸，因此，在螺栓连接件28的区域中，可以调整有利的杠杆条件，以便使得可以提供涡轮机壳体的良好的紧密性。在理想的情况下，力向量32、34在相反的方向上延伸，然而，在一个轴线上延伸。

此外，图2示出了盖状壳体部分22的弯曲壁23的轮廓39，所述轮廓39在弯曲内侧24与弯曲外侧25之间延伸通过壁23并且其至少在弯曲壁23的点处、在图2中在弯曲壁23的顶点35处离弯曲外侧25与离弯曲内侧24的距离相同。

在图2中，该轮廓39是圆形节段轮廓，如已经解释的，该圆形节段轮廓在弯曲壁23的顶点35的区域中离内侧24与离外侧25的距离相同。

此处，该轮廓39在螺栓连接件28的区域中与凸缘面27的相交点40优选地大体上位于螺栓连接件28的轴线33上，螺栓力的力向量32延伸通过该轴线33。此处，该相交点40与螺栓连接件28的轴线33之间的距离达到<凸缘宽度B的0.15，优选地达到<凸缘宽度B的0.05。

此处，通过本发明，提出形成涡轮机壳体、尤其是蒸汽涡轮机壳体的限定轮廓，即，优选地在涡轮机壳体21的盖状部分22的弯曲壁23的区域中。通过这种形成限定的轮廓，能够确保螺栓力和取决于涡轮机壳体中的内部压力的力的力向量32和34之间的垂直于力向量延伸的偏移量Δx处于限定范围内，优选地达到零。通过这种方式，还可以确保涡轮机壳体21的良好的紧密性。尤其，还可以降低用于确保涡轮机壳体的邻接凸缘之间的凸缘区域中的紧密性的必要螺栓力。

附图标记列表

1 涡轮机壳体

2 壳体部分

3 壁

4 内侧

5 外侧

6 凸缘

7 凸缘面

8 螺栓连接件

9 螺栓

10 螺母

11 膨胀套筒

12 力向量（螺栓力）

13 轴线

14 力向量（螺栓力）

21 涡轮机壳体

22 壳体部分

23 壁

24 内侧

25 外侧

26 凸缘

27 凸缘面

28 螺栓连接件

29 螺栓

30 螺母

31 膨胀套筒

32 力向量（螺栓力）

33 轴线

34 力向量（螺栓力）

35 顶点

36 中心点

37 中心点

38 中心点

39 轮廓

Claims (11)

1.一种涡轮机壳体（21），具有第一壳体部分和第二壳体部分（22），所述第一壳体部分和所述第二壳体部分（22）经由凸缘上的螺栓连接件（28）彼此连接，所述凸缘被定位为彼此相对并且彼此邻接，其中，所述第二壳体部分（22）具有弯曲壁（23），所述弯曲壁（23）具有弯曲内侧（24）和弯曲外侧（25），其特征在于，所述弯曲内侧（24）在背离所述螺栓连接件（28）的第一区域中经由第一曲率半径（R1）形成轮廓，并且在面向所述螺栓连接件（28）的第二区域中经由第二曲率半径（R2）形成轮廓，所述第二曲率半径（R2）偏离于所述第一曲率半径（R1），以便使得：在所述螺栓连接件（28）的所述第二区域中，取决于所述涡轮机壳体（21）的内部中的压力的力的第一力向量（34）与所述螺栓连接件（28）的螺栓力的第二力向量（32）同轴地但相反地延伸，所述第二力向量（32）延伸通过所述螺栓连接件（28）的轴线（33），其中，所述弯曲外侧（25）经由第三曲率半径（R3）形成轮廓，其中，所述第三曲率半径（R3）和所述第一曲率半径（R1）彼此偏离。

2.根据权利要求1所述的涡轮机壳体，其特征在于，取决于所述涡轮机壳体的内部中的压力的力的所述第一力向量（34）与所述螺栓力的所述第二力向量（32）之间的偏移量达到<凸缘宽度B的0.15。

3.根据权利要求2所述的涡轮机壳体，其特征在于，取决于所述涡轮机壳体的内部中的压力的力的所述第一力向量（34）与所述螺栓力的所述第二力向量（32）之间的所述偏移量达到<所述凸缘宽度B的0.05。

4.根据权利要求3所述的涡轮机壳体，其特征在于，所述弯曲外侧（25）的所述第三曲率半径（R3）大于所述弯曲内侧（24）的所述第一曲率半径（R1），以及其特征在于，这两个曲率半径（R1、R3）的中心点（36、38）在竖直方向上而不是在水平方向上相对于彼此偏移。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机壳体，其特征在于，延伸通过所述第二壳体部分（22）的所述弯曲壁（23）的轮廓（39）与在所述螺栓连接件（28）的所述第二区域中被定位为彼此相对或者彼此邻接的凸缘面相交于位于所述螺栓连接件（28）的所述轴线（33）上的相交点处，至少在所述弯曲壁（23）的一点处，所述轮廓（39）离所述弯曲外侧（25）的距离与离所述弯曲内侧（24）的距离相同。

6.根据权利要求5所述的涡轮机壳体，其特征在于，该相交点与所述螺栓连接件的所述轴线之间的距离达到<所述凸缘宽度B的0.15。

7.根据权利要求6所述的涡轮机壳体，其特征在于，该相交点与所述螺栓连接件的所述轴线之间的所述距离达到<所述凸缘宽度B的0.05。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机壳体，其特征在于，所述弯曲内侧（24）的面向所述螺栓连接件（28）并且通过所述第二曲率半径（R2）形成轮廓的所述第二区域在背离所述第一区域的侧面上并入到所述弯曲内侧（24）的形成平坦轮廓的区域中。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机壳体，其特征在于，所述弯曲内侧（24）的所述第一曲率半径（R1）大于所述弯曲内侧（24）的所述第二曲率半径（R2），以及其特征在于，这两个曲率半径（R1、R2）的中心点（36、27）在竖直方向上和在水平方向上相对于彼此偏移。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机壳体，其特征在于，所述涡轮机壳体是蒸汽涡轮机壳体。

11.根据权利要求5所述的涡轮机壳体，其特征在于，所述弯曲壁（23）的一点是所述弯曲壁的顶点（35）。

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