DE102006020015A1

DE102006020015A1 - Einstellbare Trägerschiene mit einstellbarer Unterlagekonstruktion für Dampfturbinenzwischenböden

Info

Publication number: DE102006020015A1
Application number: DE102006020015A
Authority: DE
Inventors: Steven Sebastian Burdgick
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-05-06
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2006-11-09
Also published as: GB2425809A; US7329098B2; CN1858407A; GB0608840D0; GB2425809A8; US20060251514A1

Abstract

Eine Trägeranordnung für ein Turbinenzwischenbodensegment in einem geteilten Turbinengehäuse (72) weist auf: Ein halbringförmiges Zwischenbodensegment (66) mit einer horizontalen Teilungsfläche (70); eine Trägerschiene (54), die an dem Zwischenbodensegment (66) anschließend an die horizontale Teilungsfläche (70) befestigt ist, wobei die Trägerschiene mit einem ersten Flansch (58) ausgebildet ist, der sich nach außen zu über einen Teil des Gehäuses (72) erstreckt und dieser Teil eine horizontale Fläche (78) trägt; und eine Unterlage (82) auf der horizontalen Fläche (78), auf der der erste Flansch (58) aufliegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein leistungserzeugende Dampfturbinen und mehr im Einzelnen Trägeranordnungen für Zwischenböden in dem Dampfturbinengehäuse.

Eine typische zweiflutige Niederdruck (ND)-Dampfturbine weist zwei ND-Läuferabschnitte auf, die jeweils von Zwischenböden umgeben sind, von denen jeder aus zwei halbringförmigen Zwischenbodenringsegmenten (diaphragm segments) besteht, die an um 180° voneinander beabstandeten horizontalen Trennstellen miteinander verbunden sind. Jedes Ringsegment trägt eine Anzahl ortsfester Düsen, die jeweils einen Dampfstrom in die umlaufenden Laufschaufeln axial voneinander beabstandeter Läuferscheiben leiten. Die Zwischenböden sind typischerweise zwischen den Laufschaufelreihen angeordnet und ebenfalls typischerweise vertikal mittels eines verschiedener bekannter Verfahren abgestützt. Dazu gehören Trägerschienen, Stifte oder Tragschrauben. Jede Konstruktion hat dabei ihre eigenen Vorteile und Nachteile.

Trägerschienen z.B. machen es üblicherweise erforderlich, die Zwischenböden vor dem Vermessen zu installieren. Nachdem die erforderlichen Messergebnisse aufgezeichnet sind, werden der jeweilige Zwischenboden und der Läufer herausgenommen, so dass die Trägerschiene bearbeitet werden kann, um die vertikale Position des Zwischenbodens einzujustieren. Falls erforderlich, wird diese Vorgangsweise wiederholt, um die Position des Zwischenbodens zu überprüfen. Außerdem erfordert die gebräuchliche Einstellung des Zwischenbodens den Ausbau sowohl des Zwischenbodens und des Läufers als auch eingeschraubter Unterlagen, was mehrere Arbeitsschichten oder Tage zur Einjustierung in Anspruch nehmen kann.

Gebräuchliche Tragschraubenkonstruktionen können lediglich bei den kleineren Hochdruckstufen verwendet werden, weil das Gewicht der Zwischen- und Niederdruckstufen zu groß ist. Ein Nachteil der Verwendung von Tragschrauben besteht darin, dass in dem Zwischenbodenquerschnitt zu wenig Oberfläche für das Anschrauben der oberen Zwischenbodenhälfte auf der unteren Zwischenbodenhälfte zur Verfügung steht. Die unverschraubte Bauart erzeugt aber einen Spalt zwischen den Hälften an deren horizontaler Trennstelle oder Teilungsebene, was Einbußen beim Turbinenwirkungsgrad zur Folge hat.

Tragstifte werden üblicherweise bei ND-Turbinen verwendet, können aber nicht so viel Gewicht aufnehmen wie Konstruktionen mit Trägerschienen.

Demgemäß verbleibt ein Bedürfnis nach einer leicht zugänglichen Traganordnung, die die vertikale Justierung des jeweiligen Zwischenbodenringsegments auf verhältnismäßig schnelle und wirksame Weise erleichtert.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gestattet eine neue Trägerschienenausbildung selektiv schnelle Einstellungen durch die Verwendung von Unterlagen, die mit einem lediglich geringen vertikalen Anheben des Zwischenbodenringsegments herausgenommen werden können. Mehr im Einzelnen ist die Trägerschiene mit einem nach außen gerichteten Flansch ausgebildet, der eine Auflagefläche auf dem Turbinengehäuse übergreift. Die Auflagefläche kann mit einer flachen Tasche ausgebildet sein, in der eine oder mehrere Unterlagen aufgenommen sind. Beim Zusammenbau, kommen die Unterlage(n) mit dem nach auswärts gerichteten Flansch der Trägerschiene in Eingriff.

Die Trägerschiene ist außerdem mit einem zweiten, nach innen gerichteten Flansch ausgebildet, der in einem Schlitz aufgenommen ist, welcher in dem Zwischenbodensegment anschließend an die horizontale Teilungs- oder Trennfläche ausgebildet ist. Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Auflagefläche des ersten auswärts gerichteten Flansches der Trägerschiene mit der horizontalen Teilungsfläche des Zwischenbodensegments im Wesentlichen fluchtet. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden ein oder mehrere Schraubenbolzen dazu verwendet, die Trägerschiene an dem Zwischenbodensegment zu befestigen. Es versteht sich, dass eine entsprechende Trägerschiene auf der gegenüberliegenden Seite des Zwischenbodensegments verwendet wird.

Um die Position des Zwischenbodensegments nach dem Einbau einzujustieren, ist es lediglich erforderlich, das Zwischenbodensegment in vertikaler Richtung um einen Abstand anzuheben, der die Entnahme und/oder den Ersatz der Unterlagen aus den Taschen in den Gehäuseauflageflächen erlaubt.

Demgemäß betrifft die Erfindung in ihrem weitesten Rahmen eine Trägeranordnung für ein Turbinenzwischenboden segment in einem geteilten Turbinengehäuse, die aufweist: Ein halbringförmiges Zwischenbodensegment mit einer horizontalen Teilungsfläche; eine Trägerschiene, die an dem Zwischenbodensegment anschließend an die horizontale Teilungsfläche angebracht ist, wobei die Trägerschiene mit einem ersten Flansch ausgebildet ist, der über einen Teil des Gehäuses nach außen ragt, wobei der Teil eine horizontale Oberfläche aufweist; und eine Unterlage auf der horizontalen Oberfläche, an der der erste Flansch angreift.

Unter einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Trägeranordnung für ein Turbinezwischenbodensegment in einem geteilten Turbinengehäuse, die aufweist: Ein halbringförmiges Zwischenbodensegment mit einer horizontalen Teilungsfläche; eine Trägerschiene, die an dem Zwischenbodensegment anschließend an die horizontale Teilungsfläche angebracht ist, wobei die Trägerschiene mit einem ersten Flansch sich nach außen über einen ausgeschnittenen Bereich des Gehäuses erstreckt, wobei der ausgeschnittene Bereich durch eine vertikale Wand und eine horizontale Fläche begrenzt ist, und mit einem zweiten Flansch ausgebildet ist, der sich nach innen erstreckt und in einem in dem Zwischenbodensegment ausgebildeten Schlitz aufgenommen ist; und wenigstens eine Unterlage, die auf der horizontalen Fläche aufliegt und mit dem ersten Flansch in Eingriff steht.

Unter einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Trägeranordnung für ein unteres Turbinenzwischenbodensegment in einem unteren Turbinengehäuse, die aufweist: Ein halbringförmiges Zwischenbodensegment mit zwei horizontalen Teilungsflächen, die in Umfangsrichtung um 180° voneinander beabstandet sind; je einer Trägerschiene, die an dem Zwischenbodensegment anschließend an jede der horizontalen Teilungsflächen angebracht ist, wobei jede Trägerschiene mit einem ersten Flansch ausgebildet ist, der sich über einen Teil des Gehäuses nach außen erstreckt, wobei der Teil eine horizontale Fläche aufweist; und eine Unterlage, die auf der horizontalen Fläche angeordnet ist und mit dem ersten Flansch in Eingriff steht.

Die Erfindung wird nun in ihren Einzelheiten im Zusammenhang mit der unten erwähnten Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine teilweise schematische Querschnittsdarstellung, die eine konventionelle zweiflutige Niederdruckdampfturbine veranschaulicht;
2 ist eine allgemein schematische Draufsicht auf zwei ringförmige Zwischenbodenringsegmente, die an einer horizontalen Trennfläche miteinander verbunden sind;
3 ist eine teilweise Draufsicht auf eine gebräuchliche Zwischenbodenträgerschiene, die an einem unteren Zwischenbodenringsegment befestigt ist;
4 ist eine teilweise Draufsicht auf eine Trägerschiene, die an einem unteren Zwischenbodensegment gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung befestigt ist; und
5 ist eine teilweise Draufsicht auf die in 4 dargestellte Trägerschiene.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 veranschaulicht eine konventionelle zweiflutige Niederdruck(ND)-Dampfturbine 10, die einen ersten und einen zweiten Niederdruck(ND)-Turbinenabschnitt 12 bzw. 14 aufweist, die jeweils von Zwischenbodenanordnungen 16, 18 umgeben sind.
Jeder Zwischenboden besteht aus zwei halbringförmigen Zwischenbodenringsegmenten 20, 22 (2), die an horizontalen Trenn- oder Teilungsflächen 24 miteinander verbunden sind. Jedes Zwischenbodensegment trägt eine halbringförmige Reihe Düsen 26 und einen inneren Steg 28.
Bezugnehmend auf 3 ist dort dargestellt, dass das untere Zwischenbodenringsegment 22 in einer Turbinengehäusehälfte (oder einfach „Gehäuse") 30 durch eine Trägerschiene 32 abgestützt ist, die an dem Zwischenbodensegment 22 durch eine Schraube bzw. Schrauben 34 angeschraubt ist, die sie sich durch die Trägerschiene und zwar speziell durch einen nach innen gerichteten Flansch 36 der Trägerschiene erstrecken, der in einem entsprechend angepassten Schlitz 38 in dem unteren Zwischenbodensegment aufgenommen ist. Die Trägerschiene erstreckt sich ansonsten vertikal auf einer Seite längs des Gehäuses 30 und auf der anderen Seite längs des Zwischenbodensegments 22. Die untere Fläche 40 der Trägerschiene, liegt mit einer Schulter 42 gegenüber, die in dem Gehäuse 30 ausgebildet ist, wobei zwischen die Schulter und die untere Fläche 40 ein Unterlageblock 44 eingefügt ist, der typischerweise an dem Gehäuse 30 angeschraubt ist. Ein zweiter Unterlageblock 46 ist so dargestellt, dass er auf der oberen Fläche 48 der Trägerschiene sitzt, so dass er das obere Ende der Trägerschiene mit den horizontalen Teilungs flächen 50, 52 des Gehäuses bzw. der Zwischenbodenhälfte fluchten lässt, womit die Trägerschiene 32 zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseteil sandwichartig eingefügt werden kann. Die andere Seite des unteren Zwischenbodensegments 22 ist in ähnlicher Weise auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses abgestützt.
Die 4 und 5 veranschaulichen eine neu konstruierte Trägerschiene 54, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die Trägerschiene ist mit einem mittigen Körperteil 56 und zwei einander gegenüberliegend sich erstreckenden Flanschen 58, 60 ausgebildet. Der erste oder nach außen ragende Flansch 58 ist an dem oberen Ende des mittigen Körperteils 56 angeordnet, wobei er eine ebene obere Fläche 62 ausbildet. Der zweite oder nach innen gerichtete Flansch 60 ist anschließend an das unter Ende des mittigen Körperteils 56, aber von der Bodenfläche 64 nach oben zu beabstandet, angeordnet.
Die Trägerschiene 54 ist an dem unteren Zwischenbodensegment 66 befestigt. Dazu ist das untere Zwischenbodensegment 66 mit einem nach außen weisenden Schlitz 68 ausgebildet, der den nach innen weisenden Flansch 60 aufnimmt, wobei Schraubenbolzen 69 sich seitlich durch den mittleren Körperteil 54 und den Flansch 60 in das Zwischenbodensegment 66 erstrecken. Die Trägerschiene 54 ist so bemessen und gestaltet, dass wenn sie befestigt ist, die obere Fläche 62 der Trägerschiene im Wesentlichen mit der horizontalen Teilungs- oder Trennfläche 70 des unteren Zwischenbodensegments fluchtet.
Das untere Turbinengehäuse 72 ist mit einem ausgeschnittenem Bereich 74 ausgebildet, der eine vertikale Wand 76 und eine horizontale Schulter 78 aufweist, von der ein Teil den nach außen weisenden Flansch 58 der Trägerschiene 54 untergreift. Die Schulter 78 ist mit einer flachen Tasche 80 ausgebildet, die so gestaltet ist, dass sie eine Unterlage 82 aufnehmen und zumindest teilweise einschließen kann. Die Unterlage 82 kann ein Einzelblock oder eine gestapelte Anordnung dünner (0,001-0,005 inches = 0,025 mm-0,127 mm) diskreter Unterlegelemente sein. Wenn somit das Zwischenbodensegment 66 in dem unteren Turbinengehäuse 72 angeordnet ist, ist es vertikal durch den nach außen gerichteten Flansch 58 abgestützt, der mit der dazwischen eingefügten Unterlage 82 indirekt auf der Gehäuseschulter 78 aufliegt. Es versteht sich, dass eine entsprechende Trägerschiene auf der anderen Seite des Zwischenbodensegments längs der horizontalen Teilungs- oder Trennebene angeordnet ist.
Zu bemerken ist auch, dass bei eingebautem oberen Zwischenbodensegment 84 und oberem Gehäuse 86 ein Teil des oberen Gehäuses 86 die Trägerschiene bei dazwischen eingefügter Unterlage 88 untergreift, um eine vertikale Bewegung der Zwischenbodenanordnung im Betrieb zu verhüten.
Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen kann eine Einjustierung der vertikalen Position des Zwischenbodensegments 66 in dem unteren Gehäuse 72 bei verkürzter Stillstandszeit erreicht werden. Es braucht lediglich das untere Zwischenbodensegment 66 so weit angehoben zu werden, dass die Unterlage 82 aus der Tasche 80 entnommen werden kann, so dass die Unterlage 82 entfernt und eine unterschiedlich bemessen Unterlage in die Tasche 80 eingesetzt werden kann. Alternativ kann die Unterlage 82 in Gestalt einer gestapelten Anordnung von Unterlegelementen vorliegen, so das die jeweils oben aufliegende Unterlage (oder mehrere davon) einfach von dem Stapel „abgeschält" zu werden braucht, um die vertikale Position des Zwischenbodens einzujustieren. Bei einer alternativen Anordnung kann die Unterlage 82 seitlich in den Ausschnittbereich 74 hinein verlängert und an der Gehäuseschulter 76 angeschraubt sein. Diese Anordnung lässt die Notwendigkeit der Tasche 80 entfallen, während sie gleichzeitig einen leichten Zugang zu dem zur Befestigung der Unterlage verwendeten Schraubenbolzen ergibt. Darüberhinaus ist kein zusätzliches Anheben des Zwischenbodens erforderlich, um die Unterlage unter dem Trägerschienenflansch 58 herausschieben zu können.
Wenngleich die Erfindung im Zusammenhang damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als die zweckentsprechendste und bevorzugte Ausführungsform betrachtet wird, so versteht sich doch, dass die Erfindung nicht auf die veranschaulichte Ausführungsform beschränkt ist, sondern dass sie im Gegenteil verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen mit umfasst, die im Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche liegen.

10: Dampfturbine
12, 14: Niederdruckturbinenabschnitte
16, 18: Zwischenbodenanordnungen
20, 22: Halbringförmige Zwischenbodenringsegmente
24: horizontale Trenn- oder Teilungsflächen
26: Düsen
28: innerer Steg
30: Turbinengehäusehälfte (oder Gehäuse)
32: Trägerschiene
34: Schraubenbolzen
36: nach innen gerichteter Flansch
38: passender Schlitz
40: untere Fläche
42: Schulter
44: Unterlageblock
46: Unterlageblock
48: obere Fläche
50, 52: Teilungsflächen
58, 60: einander gegenüberliegend verlaufende Flansche
62: ebene obere Fläche
64: untere Fläche
66: unteres Zwischenbodensegment
68: nach außen weisender Schlitz
69: Schraubenbolzen
70: horizontale Teilungs- oder Trennfläche
72: unteres Turbinengehäuse
74: Ausschnittsbereich
76: vertikale Wand
78: horizontale Schulter
80: flache Tasche
82: Unterlage
84: oberes Zwischenbodensegment
86: oberes Gehäuses
88: Unterlage

Claims

Trägeranordnung für ein Turbinen-Zwischenbodensegment in einem geteilten Turbinengehäuse (72), die aufweist: – ein halbringförmiges Zwischenbodensegment (62) mit einer horizontalen Teilungsfläche (70); – eine Trägerschiene (64), die an dem Zwischenbodensegment (66) anschließend an die horizontale Teilungsfläche (70) befestigt ist, wobei die Trägerschiene mit einem ersten Flansch (58) ausgebildet ist, der sich nach außen zu über einen Teil des Gehäuses (72) erstreckt, wobei der Teil eine horizontale Fläche (78) aufweist; und – eine Unterlage (82) auf der horizontalen Fläche (78) mit der der erste Flansch (58) zusammenwirkt.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, bei der die Trägerschiene (54) mit einem zweiten Flansch (60) ausgebildet ist, der sich nach innen erstreckt und in einem in dem Zwischenbodensegment (66) ausgebildeten Schlitz (68) aufgenommen ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 2, bei der ein oder mehrere Bolzen (64) sich durch den zweiten Flansch (60) und in das Zwischenbodensegment (66) erstrecken,
Trägeranordnung nach Anspruch 2, bei der der Teil des Gehäuses einen ausgeschnittenen Bereich (74) aufweist, wobei die horizontale Fläche (78) eine Basis dieses ausgeschnittenen Bereichs bildet.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, bei der die Unterlage (82) einen Unterlage mit mehreren gestapelten Unterlageelementen aufweist.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, bei der die horizontale Fläche (78) mit einer flachen Tasche (80) ausgebildet ist, wobei die Unterlage (82) in die Tasche eingefügt ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 6, bei der die Tasche (80) die Unterlage (82) auf wenigstens drei ihrer Seiten umschließt.
Trägeranordnung nach Anspruch 7, bei der die Tasche (80) die Unterlage auf vier ihrer Seiten umschließt.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, die außerdem ein oberes Turbinengehäuse (86) aufweist, das zumindest teilweise die Trägerschiene (54) übergreift.
Trägeranordnung nach Anspruch 9, bei der eine Unterlage (88) zwischen dem oberen Gehäuse (86) und jeder Trägerschiene (54) angeordnet ist.