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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine.
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Hintergrund der Erfindung
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Heutzutage werden Dampfturbinen mit Außengehäusen ausgestattet, an welchen Leitschaufelträger an Innenseiten der Außengehäuse befestigbar sind. Die Leitschaufelträger werden derart an einem Steg an einer Gehäuseinnenwand des Außengehäuses befestigt, dass die Leitschaufelträger einstellbar und justierbar sind, um die Ausrichtung der Leitschaufel und von Axial- und Radialspalten exakt einzustellen.
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Zur Fixierung der Leitschaufelträger an dem Außengehäuse werden die Fixierungsbereiche des Gehäuses in Form von Stegen ausgebildet, welche entlang der Umfangsrichtung an einer radial inneren Gehäuseoberfläche verlaufen. Zumeist werden die Leitschaufelträger an den Fixierungsbereichen bzw. Stegen mittels Verbindungsvorrichtungen gebildet. Ferner wird ein Verbindungsbolzen verwendet, um den Leitschaufelträger mit dem Steg in Umfangsrichtung einzustellen.
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Bei Dampfturbinen, bei welchen bis in das Nassdampfgebiet entspannt wird, kann bei Turbinenbauteilen (z.B. Außengehäusen bzw. die oben beschriebenen Stegen) aus Eisenguss Erosion bzw. Erosionskorrosion vorliegen, wodurch interne und externe Leckagen verursacht werden können. Speziell an den Stegen zur Aufnahme der Leitzeugträger und Dichtschalen kann es zur Erosion und Erosionskorrosion kommen, da dort infolge von Spaltströmungen hohe Dampfgeschwindigkeiten auftreten.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein korrosions- und erosionsbeständiges und erosionskorrosionsbeständiges Gehäuse für eine Dampfturbine bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Gehäusevorrichtung, eine Dampfturbine sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine bereitgestellt. Die Gehäusevorrichtung weist einen Gehäusekörper (z.B. eine Gehäuseschale) auf, welcher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche aufweist. Die Innenfläche umschließt zumindest teilweise ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist. Ferner weist die Gehäusevorrichtung einen Befestigungsring auf. An dem Befestigungsring ist ein Leitschaufelträger oder eine Dichtschale der Dampfturbine befestigbar.
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Der Gehäusekörper weist an der Innenfläche einen ersten Befestigungsabschnitt auf und der Befestigungsring weist, insbesondere an einer in Radialrichtung äußeren Radialfläche, einen zweiten Befestigungsabschnitt auf. Der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt sind derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Verbindung bilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Dampfturbine mit der oben beschriebenen Gehäusevorrichtung und einem Leitschaufelträger oder eine Dichtschale beschrieben. Der Leitschaufelträger oder die Dichtschale ist an dem Befestigungsring befestigt.
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Eine Dampfturbine kann ein Außengehäuse und ein Innengehäuse aufweisen. Zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse befindet sich das Arbeitsvolumen der Dampfturbine. In dem Arbeitsvolumen findet der Energieumsatz statt. Das Arbeitsvolumen befindet unter anderem zwischen einer Innenseite des Leitschaufelträgers und der Wellenoberfläche der Turbinenwelle. In dem Arbeitsvolumen der Dampfturbine befinden sich die Laufschaufel und die Leitschaufeln der Dampfturbine. Ferner strömt durch das Arbeitsvolumen das Arbeitsfluid, zum Beispiel der Dampf, um die Laufschaufeln anzutreiben. Entsprechend ist der unten näher beschriebene Leitschaufelträger oder die Dichtschale üblicherweise an dem Außengehäuse befestigt. Das Außengehäuse weist zumindest einen Dampfeinlass und zumindest einen Dampfauslass auf, um entsprechend Dampf in das Arbeitsvolumen einzuströmen oder entsprechend den Dampf aus dem Arbeitsvolumen auszuströmen.
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Ferner weist die Dampfturbine die Turbinenwelle auf, welche relativ zu dem Außengehäuse drehbar angeordnet ist. Die Laufschaufeln sind an die Turbinenwelle gekoppelt.
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Die Drehachse der Turbinenwelle definiert die „Axialrichtung“ der Dampfturbine und entsprechend des Gehäusekörpers (d.h. dem Außengehäuse oder den Innengehäuse). Eine Richtung, welche von dem Außengehäuse durch die Drehachse der Turbinenwelle verläuft und senkrecht zu der Axialrichtung ausgebildet ist, wird im Folgenden als „Radialrichtung“ bezeichnet. Eine Richtung, welche um die Drehachse der Turbinenwelle verläuft und gleichzeitig senkrecht zu der Axialrichtung und der Radialrichtung ausgebildet ist, wird im Folgenden als „Umfangsrichtung“ bezeichnet.
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Der Gehäusekörper weist beispielsweise die Form einer röhrenförmigen Gehäuseschale auf. Insbesondere kann der Gehäusekörper einen tubularen bzw. röhrenförmigen Verlauf entlang der Axialrichtung der Dampfturbine aufweisen. Ferner kann der Gehäusekörper einen geschlossenen ringförmigen Querschnitt um die Turbinenwelle aufweisen. Alternativ kann der Gehäusekörper ein Gehäusesegment, d.h. zum Beispiel eine Halbschale, des Gehäuses der Dampfturbine darstellen.
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Der Leitschaufelträger dient bei Dampfturbinen zur Befestigung der Leitschaufeln in dem Strömungsmaschinengehäuse bzw. dem Gehäusekörper. Der Leitschaufelträger kann kreisförmig ausgebildet sein. Ferner kann der Leitschaufelträger aus einer Vielzahl von Kreissegmenten bzw. Kreisbogensegmenten bestehen. Ein Kreissegment des Leitschaufelträgers kann beispielsweise eine Halbkreisform bzw. Bogenform aufweisen und entlang einer Gehäusehälfte der Turbine verlaufen.
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Der Befestigungsring ist ein von dem Gehäusekörper strukturelle separates Bauteil. Der Befestigungsring kann ein offenes oder ein geschlossenes Ringprofil aufweisen, welches sich vollständig oder bereichsweise in Umfangsrichtung um die Turbinenwelle entlang der Innenfläche des Gehäusekörpers erstreckt. Der Befestigungsring kann somit ein Ringsegment oder ein vollständig geschlossenes Ringprofil aufweisen. Der Befestigungsring ist derart an der Innenfläche des Gehäusekörpers angeordnet, dass sich der Befestigungsring von der Innenfläche in Richtung Arbeitsvolumen erstreckt und somit von der Innenfläche in Richtung Turbinenwelle hervorsteht.
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An dem Befestigungsring ist der Leitschaufelträger oder die Dichtschale befestigbar. Der Befestigungsring weist hierfür Flächen bzw. Planflächen auf, auf welchen der Leitschaufelträger oder die Dichtschale plan bzw. flächig auflegbar ist und mit Befestigungsmitteln befestigt werden kann. Der Befestigungsring befindet sich somit teilweise zwischen dem Gehäusekörper und dem Leitschaufelträger oder der Dichtschale. Ferner bildet der Befestigungsring Bereiche der Gehäusevorrichtung, welche von der Innenfläche des Gehäusekörpers in das Arbeitsvolumen hineinragen und somit dem im Arbeitsvolumen durchströmenden Dampf ausgesetzt sind. Die Erosion und die Korrosion greifen somit vornehmlich an Bereichen des Befestigungsrings anstatt an Bereichen des Gehäusekörpers an.
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Der erste Befestigungsabschnitt ist insbesondere ein integraler Bestandteil des Gehäusekörpers. Entsprechend ist der zweite Befestigungsabschnitt ein integraler Bestandteil des Befestigungsrings. Mit anderen Worten ist der erste Befestigungsabschnitt einstückig mit dem Gehäusekörper ausgebildet und der zweite Befestigungsabschnitt einstückig mit dem Befestigungsring ausgebildet. Zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung können der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt derart ausgebildet sein, dass eine Nut-Federverbindung, beispielsweise eine Schwalbenschwanzverbindung oder dergleichen, ausbildbar ist. Beispielshafte Ausführungsformen werden unten im Detail erläutert.
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Zur Ausbildung der (insbesondere in Radialrichtung wirkenden) formschlüssigen Verbindung kann der Befestigungsring mit seinem zweiten Befestigungsabschnitt auf den ersten Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers, z.B. entlang der Umfangsrichtung, aufgeschoben werden. Beispielsweise kann der erste Befestigungsabschnitt eine, z.B. sich in Umlaufrichtung erstreckende, Führungsschiene aufweisen, auf welcher der zweite Befestigungsabschnitt, welche als korrespondierend zu der Führungsschiene ausgebildete Nut ausgebildet sein kann, aufgeschoben werden kann.
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Alternativ kann, wie weiter unten im Detail beschrieben, die formschlüssige Verbindung bereits während des Herstellverfahrens der Gehäusevorrichtung gebildet werden. So kann beispielsweise der Befestigungsring während eines Gießprozesses des Gehäusekörpers mit diesem eine formschlüssige Verbindung herstellen.
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Mittels der oben beschriebenen Erfindung kann eine durch den Arbeitsdampf der Dampfturbine verursachte Korrosion und Erosionskorrosion reduziert werden, da der Befestigungsring als separates Bauteil bezüglich des Gehäusekörpers (zum Beispiel des Außengehäuses) ausgebildet wird. Somit kann der Befestigungsring beispielsweise austauschbar bzw. auswechselbar an dem Gehäusekörper formschlüssig befestigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann, wie weiter unten beschrieben, der Befestigungsring, ein zu dem Gehäusekörper unterschiedliches Material, welches beispielsweise korrosions- und erosionsbeständiger als das Material des Gehäusekörpers ist, aufweisen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich, wie oben beschrieben, ein Material des Befestigungsrings von einem Material des Gehäusekörpers.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Befestigungsring aus Stahl, insbesondere aus 12% Chrom Stahl, gebildet.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Gehäusekörper aus einem Gussmaterial, insbesondere aus Eisenguss, gebildet.
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Ist der Befestigungsring aus Stahl gefertigt, kann dieser beispielsweise mittels Umformverfahren (z.B. Schmieden, Tiefziehen etc.) hergestellt werden. Ferner können bei dem Befestigungsring aus Stahl Schweißarbeiten, insbesondere an den zweiten Befestigungsabschnitten (z.B. Stegen), vorschriftsgemäß durchgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der erste Befestigungsabschnitt als ein Innensteg ausgebildet, welcher in Radialrichtung von der Innenfläche in das Arbeitsvolumen hervorragt. Der zweite Befestigungsabschnitt ist als Außennut an einer in Radialrichtung äußeren Fläche des Befestigungsrings ausgebildet. Die Außennut ist derart korrespondierend zu dem Innensteg ausgebildet, dass der Innensteg zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung in der Außennut angeordnet ist.
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Der Innensteg des Gehäusekörpers, welcher insbesondere entlang der Innenfläche in Umfangsrichtung verläuft, wird bevorzugt während des Gießens des Gehäusekörpers hergestellt. Die Außennut ist insbesondere an einer radial äußeren Fläche des Befestigungsrings ausgebildet, beispielsweise mittels Fräsens. Die Außennut umhüllt dadurch den Innensteg, wenn der Befestigungsring an dem Gehäusekörper befestigt ist. Somit strömt der Dampf bei einer axialen Strömungsrichtung gegen den Befestigungsring und kaum gegen Bereiche des Innenstegs des Gehäusekörpers. Somit wird das Material des Gehäusekörpers weniger dem Einwirken des Dampfes ausgesetzt.
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Im Gegensatz zu durch einfachen Beblechung geschützten Gußstegen ist hier der gesamte Innensteg (d.h. beide Axialflächen und die Radialfläche des Stegs) vor Erosion/ Erosionskorrosion geschützt, da die Flächen des Stegs von dem Befestigungsring umgeben und geschützt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist ein Profil des Innenstegs ein in Radialrichtung freies Ende und einen Halsabschnitt, welcher das freie Ende und die Innenfläche verbindet, auf. Das freie Ende weist in Axialrichtung eine größere Breite als eine Breite des Halsbereichs auf. Ein Profil der Außennut ist entsprechend an das Profil des Innenstegs angepasst ausgebildet.
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Das Profil des Innenstegs bildet beispielsweise eine Schwalbenschwanzform auf, welche korrespondierend zu einer entsprechenden Nutform der Außennut ausgebildet ist, um somit eine sog. Schwalbenschwanzverbindung herzustellen. Ferner kann das Profil des Innenstegs eine Hammerform im Querschnitt aufweisen, wobei der Bereich an dem freien Ende des Innenstegs einen ovalen oder runden Querschnitt aufweist, während der Halsbereich eine in Axialrichtung schmalere Querschnittsform bzw. Breite aufweist.
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Mit den oben genannten beispielhaften Profilformen des Innenstegs und der Außennut kann eine robustere formschlüssige Verbindung insbesondere gegenüber Kräften in Radialrichtung bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der erste Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers als eine Innennut ausgebildet. Der zweite Befestigungsabschnitt des Befestigungsrings ist als Außensteg ausgebildet, welcher radial nach Außen von dem Befestigungsring hervorragt. Der Außensteg ist derart korrespondierend zu der Innennut ausgebildet, dass der Außensteg zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung in der Innennut angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist ein Profil des Außenstegs ein in Radialrichtung freies Ende und einen Halsabschnitt, welcher das freie Ende und den Befestigungsring verbindet, auf. Das freie Ende weist in Axialrichtung eine größere Breite auf als der Halsbereich. Ein Profil der Innennut ist an das Profil des Außenstegs angepasst ausgebildet.
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Das Profil des Außenstegs bildet beispielsweise eine Schwalbenschwanzform auf, welche korrespondierend zu einer entsprechenden Nutform der Innennut ausgebildet ist, um somit eine sog. Schwalbenschwanzverbindung herzustellen. Ferner kann das Profil des Außenstegs eine Hammerform im Querschnitt aufweisen, wobei der Bereich an dem freien Ende des Außenstegs einen ovalen oder runden Querschnitt aufweist, während der Halsbereich eine in Axialrichtung schmalere Querschnittsform bzw. Breite aufweist.
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Mit den oben genannten beispielhaften Profilformen des Innenstegs und der Außennut kann eine robustere formschlüssige Verbindung insbesondere gegenüber Kräften in Radialrichtung bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Gehäusekörper einen von der Innenfläche (in das Arbeitsvolumen) herausragenden Vorsprung auf, in welchem die Innennut ausgebildet ist.
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Der in das Arbeitsvolumen herausragende Vorsprung bewirkt eine Materialverstärkung, so dass der Befestigungsring robuster an den Gehäusekörper befestigbar ist. Mit anderen Worten ist die Wandstärke des Gehäusekörpers aufgrund des Vorsprungs (Podest) größer. Somit steht beispielsweise mehr Material am Vorsprung zu Verfügung, um zum Beispiel die Innennut in dem Gehäusekörper zu bilden. Dadurch wird ebenfalls ein besserer Kraftfluss zwischen dem Befestigungsring und dem Gehäusekörper bewirkt.
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Im Folgenden wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer (z.B. oben beschriebenen) Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine beschrieben.
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Gemäß dem Verfahren wird ein Gehäusekörper hergestellt, welcher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche aufweist, wobei die Innenfläche ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist, zumindest teilweise umschließt.
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Ferner wird ein Befestigungsring, an welchem ein Leitschaufelträger oder die Dichtschale der Dampfturbine befestigbar ist, hergestellt. Der Gehäusekörper weist an der Innenfläche einen ersten Befestigungsabschnitt auf. Der Befestigungsring weist einen zweiten Befestigungsabschnitt auf.
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Der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt werden derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Verbindung bilden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens weist das oben beschriebene Herstellen des Gehäusekörpers ein Bereitstellen einer Gießform auf, welche eine Negativform des Gehäusekörpers aufweist. Ferner wird ein flüssiges Gußmaterial in die Gießform eingegossen. Anschließend wird das Gußmaterial ausgehärtet, sodass nach dem Aushärten des Gußmaterials der Gehäusekörper aus der Gießform entnehmbar ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens weist das Herstellen des Gehäusekörpers ferner ein Positionieren des Befestigungsrings in der Gießform vor dem Schritt des Eingießens des flüssigen Gußmaterials auf. Nach dem Aushärten des Gußmaterials greifen der erste Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers und der zweite Befestigungsabschnitt des Befestigungsrings ineinander und die formschlüssige Verbindung wird somit gebildet.
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Mittels des oben beschriebenen Herstellerverfahrens wird der Befestigungsring vor dem Gießen des Gehäusekörpers an einer gewünschten Position innerhalb der Gießform platziert. Nach dem Gießen des Materials in die Gießform und nach dem Aushärten des Gießmaterials ist der Befestigungsring an einer gewünschten Position des Befestigungskörpers platziert und mittels eines Formschlusses fixiert. Da der Befestigungsring beispielsweise aus Stahl hergestellt wird und vor dem Gießvorgang hergestellt wurde, d.h. die entsprechenden Flächen bearbeitet wurden, ist nach dem Gießvorgang weniger Nacharbeit mehr notwendig. Da weniger zusätzliche Bearbeitungsschritte nach dem Gießen an dem Befestigungsring notwendig sind führt dies zu einer schnelleren und einfacheren Herstellung der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Herstellerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
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Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gehäusevorrichtung 100 für eine Dampfturbine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Gehäusevorrichtung 100 weist einen Gehäusekörper 101 auf, welcher sich entlang einer Axialrichtung 121 einer Turbinenwelle 120 der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle 120 zeigende Innenfläche 102 aufweist. Die Innenfläche 102 umschließt zumindest teilweise ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist. An einem Befestigungsring 103 ist ein Leitschaufelträger oder eine Dichtschale der Dampfturbine befestigbar. Der Gehäusekörper 101 weist an der Innenfläche 102 einen ersten Befestigungsabschnitt auf und der Befestigungsring 103 weist einen zweiten Befestigungsabschnitt auf. Der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt sind derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Verbindung bilden.
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Die Dampfturbine kann als Gehäusekörper 101 ein Außengehäuse und ein Innengehäuse aufweisen. Zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse befindet sich das Arbeitsvolumen der Dampfturbine. In dem Arbeitsvolumen der Dampfturbine befinden sich die Laufschaufel und die Leitschaufeln der Dampfturbine. Ferner strömt durch das Arbeitsvolumen das Arbeitsfluid, zum Beispiel der Dampf, um die Laufschaufeln anzutreiben.
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In 1 ist der Gehäusekörper 101 beispielsweise als Außengehäuse dargestellt. Das Außengehäuse weist einen Dampfeinlass und einen Dampfauslass auf, um entsprechend Dampf in das Arbeitsvolumen einzuströmen oder entsprechend den Dampf aus dem Arbeitsvolumen auszuströmen (siehe Dampfströmung 109 in 1).
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Die Turbinenwelle 120 ist relativ zu dem Außengehäuse drehbar angeordnet. Die Laufschaufeln sind an die Turbinenwelle 120 gekoppelt.
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Der Gehäusekörper 101 weist, wie in 1 dargestellt, eine röhrenförmigen Gehäuseschale auf. Insbesondere hat der Gehäusekörper 101 einen tubularen bzw. röhrenförmigen Verlauf entlang der Axialrichtung 121 der Dampfturbine aufweist. Ferner kann der Gehäusekörper 101 einen geschlossenen ringförmigen Querschnitt um die Turbinenwelle 120 aufweisen.
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Der Befestigungsring 103 ist ein von dem Gehäusekörper 101 strukturelle separates Bauteil. Der Befestigungsring 103 kann ein offenes oder ein geschlossenes Ringprofil aufweisen, welches sich vollständig oder bereichsweise in Umfangsrichtung um die Turbinenwelle 120 entlang der Innenfläche 102 des Gehäusekörpers 101 erstreckt. Der Befestigungsring 103 kann somit ein Ringsegment oder einen vollständig geschlossenen Ringprofil aufweisen. Der Befestigungsring 103 ist derart an der Innenfläche 102 des Gehäusekörpers angeordnet, dass sich der Befestigungsring 103 von der Innenfläche 102 in Richtung Arbeitsvolumen erstreckt und somit von der Innenfläche 102 in Richtung Turbinenwelle 120 hervorsteht.
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An dem Befestigungsring 103 ist der Leitschaufelträger oder die Dichtschale befestigbar. Der Befestigungsring 103 weist hierfür Flächen bzw. Planflächen auf, auf welchen der Leitschaufelträger oder die Dichtschale plan bzw. flächig auflegbar ist und mit Befestigungsmitteln befestigt werden kann. Der Befestigungsring 103 befindet sich somit teilweise zwischen dem Gehäusekörper 101 und dem Leitschaufelträger oder der Dichtschale. Ferner bildet der Befestigungsring 103 Bereiche der Gehäusevorrichtung, welche von der Innenfläche 102 des Gehäusekörpers 101 in das Arbeitsvolumen hineinragen und somit dem im Arbeitsvolumen durchströmenden Dampf ausgesetzt sind.
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Der erste Befestigungsabschnitt ist insbesondere ein integraler Bestandteil des Gehäusekörpers 101. Entsprechend ist der zweite Befestigungsabschnitt ein integraler Bestandteil des Befestigungsrings 103.
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Zur Ausbildung der (insbesondere in Radialrichtung 122 wirkende) formschlüssigen Verbindung kann der Befestigungsring 103 mit seinem zweiten Befestigungsabschnitt auf den ersten Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers 101, z.B. entlang der Umfangsrichtung, aufgeschoben werden. Alternativ kann die formschlüssige Verbindung bereits während des Herstellverfahrens der Gehäusevorrichtung 100 gebildet werden. So kann beispielsweise der Befestigungsring während eines Gießprozesses des Gehäusekörpers 101 mit diesem eine formschlüssige Verbindung herstellen (siehe 2).
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In dem Ausführungsbeispiel aus 1 ist der erste Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers 101 als eine Innennut 106 ausgebildet. Der zweite Befestigungsabschnitt des Befestigungsrings ist als Außensteg 107 ausgebildet, welcher in Radialrichtung 122 nach Außen von einer in Radialrichtung 122 äußeren Radialfläche des Befestigungsrings 103 hervorragt. Der Außensteg 107 ist derart korrespondierend zu der Innennut 106 ausgebildet, dass der Außensteg 107 zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung in der Innennut 106 angeordnet ist.
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Ein Profil des Außenstegs 107 weist ein in Radialrichtung 122 freies Ende 104 und einen Halsabschnitt 105, welcher das freie Ende 104 und den Befestigungsring 103 verbindet, auf. Das freie Ende 104 weist in Axialrichtung 121 eine größere Breite auf als der Halsbereich 105 auf. Der Halsbereich 105 bildet mit andren Worten z.B. eine Verjüngung bzw. Einschnürung (siehe z.B. in 1 rechter Befestigungsring 103‘). Ein Profil der Innennut 106 ist an das Profil des Außenstegs 107 angepasst ausgebildet.
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Das Profil des Außenstegs 107 bildet beispielsweise eine Schwalbenschwanzform auf, welche korrespondierend zu einer entsprechenden Nutform der Innennut 106 ausgebildet ist, um somit eine sog. Schwalbenschwanzverbindung herzustellen.
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Der in 1 rechts dargestellte Befestigungsring 103‘ weist eine beispielhafte Ausgestaltung des Außenstegs 107‘ auf, wobei das Profil des Außenstegs 107‘ eine Hammerform im Querschnitt aufweist, wobei der Bereich an dem freien Ende 104‘ des Außenstegs 107‘ einen ovalen Querschnitt aufweist, während der Halsbereich 105‘ eine in Axialrichtung 121 schmalere Querschnittsform bzw. Breite aufweist. Der Halsbereich 105‘ bildet mit andren Worten z.B. eine Verjüngung bzw. Einschnürung.
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Alternativ kann der erste Befestigungsabschnitt als ein Innensteg ausgebildet werden, welcher in Radialrichtung 122 von der Innenfläche in das Arbeitsvolumen hervorragt. Der zweite Befestigungsabschnitt kann als Außennut an einer in Radialrichtung 122 äußeren Fläche des Befestigungsrings 103 ausgebildet werden. Die Außennut ist derart korrespondierend zu dem Innensteg ausgebildet, dass der Innensteg zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung in der Außennut angeordnet ist.
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Mit den oben genannten beispielhaften Profilformen des Innenstegs und der Außennut kann eine robustere formschlüssige Verbindung insbesondere gegenüber Kräften in Radialrichtung 122 bereitgestellt werden.
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Der Gehäusekörper 101 weist z.B. einen von der Innenfläche 102 (in das Arbeitsvolumen) herausragenden Vorsprung 108 auf. in welchem die Innennut 106‘ ausgebildet ist.
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Der in das Arbeitsvolumen herausragende Vorsprung 108 bewirkt eine Materialverstärkung, so dass der Befestigungsring 103‘ robuster an den Gehäusekörper 101 befestigbar ist.
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In 2 wird ein Verfahren zum Herstellen einer (z.B. oben beschriebenen) Gehäusevorrichtung 100 für eine Dampfturbine dargestellt.
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Gemäß dem Verfahren wird zunächst in Schritt 201 der Befestigungsring 103 hergestellt (z.B. mittels eines Umformverfahrens).
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Anschließend wird in Schritt 202 eine Gießform bereitgestellt. Die Gießform weist eine Negativform des Gehäusekörpers 101 aufweist.
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Der Befestigungsring 103 wird in Schritt 203 in der Gießform an einer vorbestimmten Position positioniert.
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Anschließend wird das Gußmaterial, z.B. Eisenguss, in Schritt 204 in die Gießform eingegossen. Der Befestigungsring 103 taucht mit seinem zweiten Befestigungsbereich (z.B. mit dem Außensteg 107) in das flüssige Gußmaterial des Gehäusekörpers 101.
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Nach dem Aushärten des Gußmaterials in Schritt 205 kann der Gehäusekörper 101 aus der Gießform entnommen werden. Nach dem Aushärten des Gußmaterials greifen der erste Befestigungsabschnitt des Gehäusekörpers 101 und der zweite Befestigungsabschnitt des Befestigungsrings 103 ineinander und die formschlüssige Verbindung wird somit gebildet.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
