DE102015103044A1

DE102015103044A1 - Modulares inneres und äußeres Turbomaschinengehäuse mit Mehrstufen-Dampfentnahmestellen

Info

Publication number: DE102015103044A1
Application number: DE102015103044.6A
Authority: DE
Inventors: Dayananda Thukra Kotian; Jeyaruban Selliah Amirtharajah; Stephen Roger Swan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2015-09-10
Also published as: US20150252681A1; CN205101051U; JP2015169208A

Abstract

Verschiedene Ausführungsbeispiele enthalten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Zwischenstrukturen von Turbomaschinengehäusen. Bei einigen Ausführungsbeispielen enthalten die Vorrichtungen eine Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses aufweisend eine Innenhülle mit einer äußeren Oberfläche und mit einem Innenhüllenhohlraum und die eine Öffnung bildet, um einen Fluideintritt in den Hohlraum zu ermöglichen, und eine Außenhülle mit einer inneren Oberfläche, wobei die Oberflächen zumindest eine geschlossene sich axial erstreckende Kammer bilden, wobei die Innenhülle und die Außenhülle jeweils Zugangsabschnitte benachbart zu der geschlossenen Kammer aufweisen, wobei jeder dieser Zugangsabschnitte eine Mehrzahl von Stellen aufweist, die auswählbar sind um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung oder eine Austrittsöffnung in dem Innengehäuse bzw. dem Außengehäuse zu schaffen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Axialstellen ausgewählt werden, um maschinell bearbeitet zu werden, wobei die Austrittsöffnung fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Der hierin offenbarte Gegenstand bezieht sich auf Dampfturbinen. Genauer bezieht sich die hierin bereitgestellte Offenbarung auf ein inneres und ein äußeres Gehäuse von Dampfturbinen.
Hintergrund der Erfindung
Es besteht häufig der Bedarf, Fluid von einer turboelektrischen Maschine zu entnehmen, um das Fluid in einem industriellen Prozess zu verwenden. Turbomaschinengehäuse können angezapft sein, um darin zirkulierendes Hochdruckfluid zu entnehmen und das Hochdruckfluid kann für viele unterschiedliche Anwendungen verwendet werden, die das Betreiben einer benachbarten Maschine oder das Beheizen von Wasser vor der Verwendung als Dampf enthalten können. Die Stelle der Fluidentnahme aus dem Turbomaschinengehäuse kann ausgewählt werden basierend auf Eigenschaften des Hochdruckfluides an einer solchen Stelle, das heißt, dass Fluid, das an einem Anschluss an einer stromaufwärts befindlichen Stufe der Turbomaschine entnommen wird, wird einen höheren Druck aufweisen als Fluid, das an einer stromabwärts angeordneten Stufe entnommen wird. Auch beeinträchtigt die Stelle der Entnahme des Fluids den Betrieb der Turbomaschine selbst.
Üblicherweise wird die Fluidentnahmestelle vor dem Gießen des Turbomaschinengehäuses ermittelt und die Entnahmestelle wird basierend auf den gewünschten Fluideigenschaften des Fluides und/oder basierend auf der Wirkung, die eine solche Entnahme auf den Betrieb der Turbomaschine haben wird, wie oben erläutert, gewählt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Verschiedene Ausführungsbeispiele enthalten Zwischenstruktureinrichtungen, die mit einer Mehrzahl von möglichen Fluidentnahmestellen gestaltet sind und Verfahren zur Ausbildung derselben. Bei einigen Ausführungsbeispielen enthält die Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses eine Innenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Innenhülle einen Innenhüllenhohlraum bildet und wobei das Material der Innenhülle eine Öffnung bildet, um es dem Fluid von einem Dampfpfad der Turbomaschine zu ermöglichen, in dem Innenhüllenhohlraum zu gelangen, und eine Außenhülle mit einer inneren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt, wobei die Innenhülle einen ersten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu erzeugen, um es dem Fluid zu ermöglichen, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um bearbeitet zu werden, wobei die Außenhülle einen zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die äußere Hülle verbunden ist und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses einheitlich ist, unabhängig davon, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt sind, um bearbeitet zu werden.
Ein erster Aspekt stellt eine Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses bereit, aufweisend: eine Innenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Innenhülle einen Innenhüllenhohlraum bildet und wobei das Material der Innenhülle eine Öffnung bildet, um es dem Fluid zu ermöglichen, von einem Dampfpfad der Turbomaschine in den Innenhüllenhohlraum zu gelangen; und eine Außenhülle mit einer inneren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche der äußeren Hülle und die äußere Oberfläche der inneren Hülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt, wobei die Innenhülle einen ersten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu bilden, um es dem Fluid zu erlauben, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um bearbeitet zu werden, wobei die Außenhülle einen zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der wenigstens einen geschlossenen Kammer durch die äußere Hülle verbunden ist und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um bearbeitet zu werden.
Ein zweiter Aspekt stellt eine Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses bereit, aufweisend: ein Gehäuse mit zumindest einer Hülle, die zumindest einen Hohlraum bildet und eine Mehrzahl von vorgeformten zur Verwendung auswählbaren Entnahmeöffnungsstellen hat, wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses mit zumindest einer Hülle unabhängig davon einheitlich ist, welche der Mehrzahl von vorgeformten Entnahmeöffnungsstellen zur Verwendung ausgewählt wird.
Ein dritter Aspekt stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Turbomaschinengehäusestruktur bereit, wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Gehäuseinnenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Gehäuseinnenhülle einen Innenhüllenhohlraum und eine Fluidöffnung bildet, um es dem Fluid zu ermöglichen, von einem Turbomaschinendampfpfad in den Innenhüllenhohlraum zu gelangen; und Ausbilden einer Gehäuseaußenhülle mit einer inneren Oberfläche, derart, dass die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt; Ausbilden eines ersten Zugangsabschnitts in der Gehäuseinnenhülle benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu bilden, die es dem Fluid ermöglicht, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um bearbeitet zu werden; Ausbilden eines zweiten Zugangsabschnitts in der Gehäuseaußenhülle benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um bearbeitet zu werden, um eine Auslassöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der wenigstens einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um bearbeitet zu werden.
Bei irgendeinem der vorstehenden Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die Innenhülle einen ersten Axialabschnitt und einen zweiten Axialabschnitt aufweist, der separat und komplementär zu dem ersten Axialabschnitt ist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die Austrittsaussparung das Entnehmen von Hochdruckfluid von der Innenhülle an einer Stelle benachbart zu einer gewählten Stufe der Turbomaschine ermöglicht, wobei die Stelle einer Fluideigenschaft zugeordnet ist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die Austrittsöffnung das Entnehmen von Hochdruckfluid von der wenigstens einen geschlossenen Kammer benachbart zu einer ausgewählten Stufe der Turbomaschine ermöglicht.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass der erste und der zweite Zugangsabschnitt jeweils eine gleichmäßige Dicke aufweisen, die verschieden ist von einer Dicke der Innenhülle benachbart zu dem ersten Zugangsabschnitt und verschieden ist von einer Dicke der Außenhülle benachbart zu dem zweiten Zugangsabschnitt.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass der erste Zugangsabschnitt eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Innenhüllen.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass der zweite Zugangsabschnitt eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Außenhülle.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest zwei geschlossene Kammern bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstrecken.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Gehäuse mit wenigstens einer Hülle eine Gehäuseinnenhülle und eine Gehäuseaußenhülle aufweist, wobei der zumindest eine Hohlraum durch das Material der Innenhülle gebildet ist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die Gehäuseinnenhülle einen ersten axialen Abschnitt und einen zweiten axialen Abschnitt aufweist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass die vorgeformte Entnahmeöffnungsstelle basierend auf einer Fluideigenschaft eines Fluides während des Betriebes in der Turbomaschine benachbart zu der ausgewählten Öffnungsstelle ausgewählt ist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Ausbilden der Gehäuseinnenhülle aufweist: Ausbilden eines ersten axialen Abschnitts; Ausbilden eines zweiten axialen Abschnitts, wobei der zweite axiale Abschnitt separat und komplementär zu dem ersten axialen Abschnitt ist.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren zur Herstellung einer Turbomaschinengehäusestruktur außerdem aufweist: maschinelles Bearbeiten einer ersten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt, wobei eine Stelle der ersten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert; und Bearbeiten einer ersten Öffnung in dem zweiten Zugangsabschnitt, wobei sich die erste Öffnung durch die Außenhülle erstreckt.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnte Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Ausbilden der Gehäuseinnenhülle und das Ausbilden der Gehäuseaußenhülle derart durchgeführt werden, dass die äußere Oberfläche der Gehäuseinnenhülle und die innere Oberfläche der Gehäuseaußenhülle zumindest zwei geschlossene Kammern bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstrecken.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren zur Herstellung einer Turbomaschinengehäusestruktur außerdem aufweist: Bearbeiten einer zweiten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt in eine zweite der zumindest zwei geschlossenen Kammern, während die Strukturintegrität des Gehäuses aufrecht erhalten wird, wobei eine Stelle der zweiten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert ist; und Bearbeiten einer zweiten Öffnung in dem zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der zweiten von den zumindest zwei geschlossenen Kammern, während eine Strukturintegrität des Gehäuses aufrecht erhalten wird, wobei sich die zweite Öffnung durch die Außenhülle erstreckt.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke aufweist, die verschieden ist von einer Dicke der Innenhülle benachbart zu dem ersten Zugangsabschnitt.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke aufweist, die verschieden ist von einer Dicke der Außenhülle benachbart zu dem zweiten Zugangsabschnitt.
Bei irgendeinem der vorstehend erwähnten Aspekte kann es vorteilhaft sein, dass das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts zur Erzielung einer Dicke aufweist, die geringer ist als die Hälfte einer Dicke des verbleibenden Teils der Innenhülle und/oder dass das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts zur Erzielung einer Dicke aufweist, die geringer ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Außenhülle.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter verstanden werden, die verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, in denen:
1 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
2 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
3 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
4 eine illustrative Umgebung entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt.
5 illustrative Prozesse zeigt, die in Verfahren entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung durchgeführt werden können.
6 illustrative Prozesse zeigt, die in Verfahren entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung durchgeführt werden können.
7 einen illustrativen Prozess zeigt, der in Verfahren entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung durchgeführt werden kann.
Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen der Erfindung nicht notwendiger Weise maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sind dazu bestimmt, nur typische Aspekte der Erfindung darzustellen und sollten daher nicht als den Schutzbereich der Erfindung beschränkend betrachtet werden. Es versteht sich, dass gleichermaßen nummerierte Elemente zwischen den Figuren wie beschrieben mit Bezug zueinander im Wesentlichen gleichartig sein können. Außerdem können gleiche Nummerierungen bei den Ausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die 1–7 gezeigt und beschrieben sind, gleiche Elemente darstellen. Eine redundante Erläuterung dieser Elemente wurde zur Klarheit weggelassen. Letztlich versteht es sich, dass die Komponenten aus den 1–7 und deren begleitende Beschreibungen auf irgendein hierin beschriebenes Ausführungsbeispiel angewandt werden können.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Der hierin beschriebene Gegenstand betrifft im Allgemeinen Dampfturbinen. Genauer betrifft die hierin bereitgestellte Offenbarung Innen- und Außengehäuse von Dampfturbinen.
Wie hierin angegeben, werden illustrative Ausführungsbeispiele von Zwischenstrukturen von Turbomaschinengehäusen und Verfahren zu deren Herstellung offenbart. Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele enthalten Turbomaschinenzwischenstrukturen die viele verschiedene, mögliche Fluidentnahmestellen aufweisen, die ausgewählt werden können, um maschinell bearbeitet zu werden, nachdem gewünschte Eigenschaften des entnehmbaren Fluids bekannt sind. Zwischenstrukturen können hergestellt werden, um zu einem späteren Zeitpunkt angepasst zu werden. Das heißt, eine Gehäusezwischenstruktur kann mit einer Vielzahl von Stellen zu potentiellen Dampfentnahmestellen hergestellt werden, jedoch ist keine der derartigen Dampfentnahmstellen maschinell bearbeitet um Fluidentnahmeanschlüsse oder -öffnungen in einer Zwischenstruktur zu bilden. Zwischenstrukturen sind nützlich, weil ein einziges, modulares Design in vielen verschiedenen Weisen modifiziert werden kann, nachdem die Designeigenschaften bekannt sind. Das heißt, dass solche Eigenschaften zum Zeitpunkt der Herstellung des Gehäuses nicht bekannt sein können, daher ermöglicht ein einziges Zwischengehäuse beim Herstellen einer Gehäusezwischenstruktur mit einer Mehrzahl von möglichen Fluidentnahmestellen in einer Fülle von möglichen Anwendungen verwendet zu werden. Im Unterschied zu konventionellen Turbomaschinengehäusen die vorher ausgebildete oder vorher maschinell bearbeitete Fluidentnahmestellen haben, enthalten die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele Zwischenstrukturen und Verfahren zur Herstellung derselben, die sehr viele mögliche Fluidentnahmestellen und Kombinationen von Stellen ermöglichen.
Der 1 zuwendend ist eine Querschnittsansicht ist einer Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung gezeigt. 1 veranschaulicht eine Gehäusezwischenstruktur 100 mit einer Innenhülle 110. Die Innenhülle 110 ist ausgeführt, um eine Mehrzahl von Stufen 130 einer Dampfturbomaschine 10 zu umschließen und um einen Teil eines Dampfpfades von einem Dampfeinlass 140 zu einer Dampfentnahmestelle, wie etwa einer Aussparung 150 oder 250 zu umschließen, wobei letzteres nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben ist. Die Innenhülle 110 hat eine äußere Oberfläche 115. Das Material der Innenhülle 110 bildet einen Innenhüllenhohlraum 155 und eine Öffnung, wie etwa eine Austrittsaussparung 150. Die Austrittsaussparung 150 ist maschinell in eine von einer Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen 175 erzeugt. Die Austrittsaussparung 150 an der axialen Stelle 175 ermöglicht es Fluid den Dampfpfad 130 zu verlassen und in den Innenhüllenhohlraum 155 zu gelangen.
Der Innenhüllenhohlraum 155 kann bei einigen Ausführungsbeispielen zum Zeitpunkt der Herstellung der Innenhülle 110 gegossen werden. Es versteht sich, dass gemäß Ausführungsbeispielen der Innenhüllenhohlraum 144 vollständig in der Innenhülle 110 enthalten ist. Die Zwischenstruktur 100 enthält auch eine Außenhülle 120. Die Außenhülle 120 ist die Innenhülle 110 umgebend und mit einer inneren Oberfläche 125 veranschaulicht. Die innere Oberfläche 125 der Außenhülle 120 und die äußere Oberfläche 115 der Innenhülle 110 bilden zumindest eine geschlossene Kammer 160, die sich in einer axialen Richtung A der Dampfturbomaschine 10 erstreckt. Die Innenhülle 110 hat einen ersten Zugangsabschnitt 170 benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer 160. Der erste Zugangsabschnitt 170 enthält eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen 175 (die Innenhüllenaxialstellen 175 sind in 3 gezeigt). Gemäß Ausführungsbeispielen ist zumindest eine Axialstelle 175 der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen 175 auswählbar, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung 150 herzustellen. Die Innenhüllenaxialstellen 175 sind Bereiche der Innenhülle 120, die maschinell bearbeitet werden können, um Fluid von einer benachbarten geschlossenen Kammer 160 zu entnehmen. Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Innenhüllenaxialstellen 175 als Ganzes eine längliche Gestalt bilden, die sich in einer Axialrichtung A der Turbomaschine 10 erstreckt. Die Innenhüllenaxialstellen 175 können in der Innenhülle 110 aneinander angrenzend angeordnet sein; das heißt, dass keine merkliche Trennung zwischen zwei benachbarten Innenhüllenaxialstellen 175 vorhanden ist. Die Innenhüllenaxialstellen 175 bilden potentiell maschinell bearbeitbare Zonen der Innenhülle 110 zur Erzeugung von Fluidextraktionen. Die Herstellung der Austrittsaussparung 150 durch maschinelles Bearbeiten einer ausgewählten Innenhüllenaxialstelle 175 ist durchgeführt, während eine Strukturintegrität der Gehäusezwischenstruktur 100 erhalten bleibt und die Strukturintegrität bleibt unabhängig davon einheitlich, welche der Innenhüllenaxialstellen 175 ausgewählt wird, um maschinell bearbeitet zu werden. Es sollte verstanden werden, dass die Begriffe „Aussparung“ und „Öffnung“ verwendet werden, um zwischen den Anschlüssen durch das innere und äußere Gehäuse 110 bzw. 120 zu unterscheiden; keine anderen Unterschiede müssen zwischen „Aussparung“ und „Öffnung“ abgeleitet werden.
Die Herstellung der Innenhülle 110 mit der Mehrzahl von maschinell bearbeitbaren Axialstellen 175 erlaubt einem Entwickler Fluidentnahmestellen zu wählen, wenn gewünschte Eigenschaften des entnommenen Fluids bekannt sind. Wie vorstehend beschrieben kann eine Innenhüllenaxialstelle 175 benachbart zu einer stromaufwärts angeordneten Stufe einer Turbomaschine 10 maschinell bearbeitet werden, um Hochdruckfluid zu entnehmen, wenn ein Entwickler bestimmt, dass Hochdruckfluid für einen bestimmten Industriellen Zweck gewünscht ist. Gleichermaßen kann Fluid von Innenhüllenaxialstellen benachbart zu anderen Stufen der Turbomaschine 10 entsprechend den Anforderungen des Entwicklers und dem Druck oder anderen Eigenschaften des Fluides in solchen Stufen entnommen werden, wobei solche Eigenschaften enthalten können, aber nicht beschränkt sind auf Feuchtigkeitsgehalt oder Temperatur.
Entsprechend Ausführungsbeispielen enthält die Außenhülle 120 einen zweiten Zugangsabschnitt 180 benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer 160 und der zweite Zugangsabschnitt 180 enthält eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen 185 (in 3 gezeigt). Die Außenhüllenaxialstellen 185 sind Stellen, die maschinell bearbeitet werden können, um Fluidentnahmeanschlüsse zu erzeugen, z.B. eine Öffnung 190 aus der geschlossenen Kammer 160. Entsprechend Ausführungsbeispielen ist wenigstens eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen 185 auswählbar, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung 190 zu bilden, die fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer 160 durch die Außenhülle 120 verbunden ist. Das Bilden der Austrittsöffnung 190 durch maschinelles Bearbeiten ist durchgeführt, während die Strukturintegrität des Gehäuses 100 erhalten bleibt und die Strukturintegrität unabhängig davon einheitlich bleibt, welche der Außenhüllenaxialstellen 185 ausgewählt wird, um maschinell bearbeitet zu werden.
Die Innenhülle 110 und die Außenhülle 120 können durch Gießen unter Verwendung von Stahl und/oder Nickel und/oder Chrom und/oder Legierungen davon hergestellt werden, z.B. ferritischem Stahl, ferritisch-martensitischem Stahl, austenitischem rostfreiem Stahl, 2.25 Cr-1 Mo-Stahl, 1-2 CrMo-Stahl, usw. Andere den Fachleuten bekannte Materialien können verwendet werden. Das Gießen der Hüllen kann unter Verwendung von Gussformen durchgeführt werden. Die Innenhülle 110 bzw. Außenhülle 120 können gleichzeitig unter Verwendung derselben Gießform hergestellt werden oder sie können separat unter Verwendung von unterschiedlichen Gussformsätzen hergestellt werden. Die wenigstens eine geschlossene Kammer 160 kann wie folgt hergestellt werden. Zunächst wird die innere Oberfläche 125 der Außenhülle 120 und die äußere Oberfläche 115 der Innenhülle 110 mittels wenigstens einer Gussform gebildet. Das geschmolzene Metall kann in eine Gussform oder in Gussformen gegossen werden, wie es angemessen ist. Ein Kern kann in die Gussform(en) eingesetzt werden, um die Oberflächen herzustellen, die die wenigstens eine Kammer 160 bilden. Ein solcher Kern kann Sand enthalten, der in den Formhohlraum vor dem Eingießen des geschmolzenen Metalls eingesetzt wird. Wenn sich das Metall erhärtet, wird der Kern entfernt, wodurch die wenigstens eine Kammer 160 hergestellt wird. Es versteht sich, dass es notwendig sein kann, die Kammer in diesem Stadium von irgendwelchen Überresten zu reinigen, z.B. von übrig gebliebenem Sand. Das beschriebene Gießverfahren ermöglicht den Zugang zum Reinigen der Kammer 160 nach dem Härten des Metallgusses und dem Entfernen des Kerns.
Zuwendend der 2 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen gezeigt. 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel mit einer Innenhülle 110, die einen ersten Axialabschnitt 117 bzw. einen zweiten Axialabschnitt 119 aufweist. Außerdem veranschaulicht 2 Optionen für Ausführungsbeispielen entsprechend Aspekten. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Dampfentnahmeaustrittsaussparung 250 an einer Position sein, die verschieden ist von der Dampfentnahmeaustrittsaussparung 150, wie es in 2 veranschaulicht ist.
Entsprechend Ausführungsbeispielen kann die Innenhülle 110 einen separaten ersten und zweiten Axialabschnitt 117 und 119 aufweisen, wobei die Axialabschnitte 117 und 119 komplementär zueinander geformt sind, mit einer 360°-Passung 135, die als Trennwand oder Stütze zwischen den Axialabschnitten 117, 119 wirkt. Bei Ausführungsbeispielen die einen ersten und zweiten Axialabschnitt 117 und 119 der Innenhülle aufweisen, kann zumindest eine erste Stufe 132 auf dem ersten Axialabschnitt 117 abgestützt sein und zumindest eine zweite Stufe 134 kann auf dem zweiten Axialabschnitt 119 abgestützt sein, wie es in 2 veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Stufen 132 und 134 stationäre Stufen der Turbomaschine 10 sind. Solche stationären Stufen können aufweisen, sind aber nicht beschränkt auf Leitapparatstufen.
Austrittsaussparungen 150 und 152, die jeweils in den 1 und 2 gezeigt sind, erlauben die Entnahme eines Hochdruckfluids von der Innenhülle 110 an Dampfentnahmestellen, wie etwa der Aussparung 150 oder 250, benachbart zu einer ausgewählten Stufe 130 der Dampfturbine 10 (die ausgewählte Stufe ist nicht genau veranschaulicht), wobei die Dampfentnahmestelle, wie etwa die Aussparung 150 oder 250, in Bezug steht zu einer Fluideigenschaft des beim Betrieb in der Dampfturbine 10 vorhandenen Fluids. Solche Fluideigenschaften sind oben in Bezug zu 1 beschrieben und werden aus Gründen der Knappheit nicht wiederholt. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann ein Fluid, wie etwa Dampf, über die Aussparungen 150 benachbart zu verschiedenen Stufen 130 freigegeben werden. Bei Ausführungsbeispielen, in denen das Fluid, wie etwa Dampf, an einer Stelle 150/250 stromaufwärts des zweiten Axialabschnitts 117 entnommen wird, kann die Außenhülle maschinell bearbeitet werden, um das Entnehmen des Fluids stromaufwärts der 360°-Passung 135 zu ermöglichen und der zweite Axialabschnitt 119 kann nicht maschinell bearbeitet (geöffnet) sein, um eine Fluidentnahme davon zu ermöglichen. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen die maschinell bearbeiteten Entnahmestellen benachbart zum zweiten Axialabschnitt 119 gewünscht sind, kann das Außengehäuse 120 maschinell bearbeitet werden, um die Fluidentnahme stromabwärts der 360°-Passung 135 zu ermöglichen und in solchen Ausführungsbeispielen befindet sich der zweite Axialabschnitt 119 benachbart einer geschlossenen Kammer 160, die gezielt für diese bestimmte Stufe ausgeführt ist.
Gemäß Ausführungsbeispielen kann der Innenhüllenhohlraum 155 durch einen Verschluss, wie etwa eine Platte 176 abgedichtet sein. Ein solcher Verschluss kann unter Verwendung von heute bekannten oder später entwickelten Herstellungstechniken ausgebildet werden, aufweisend z.B. Schweißen oder Gießen der Platte 176. Die Austrittsaussparung 150 an der Axialstelle 175 kann durch direkten Zugang über dem Dampfpfad 130 maschinell bearbeitet werden, bei Ausführungsbeispielen, die Mehrfachinnenhüllen 110 verwenden. Entsprechend anderen Ausführungsbeispielen kann die Öffnung 175 durch das maschinelle Bearbeiten der Platte 176 geschaffen werden, um eine Fluidströmung von der geschlossenen Kammer 160 zu ermöglichen. Solche Vorgehensweisen können z.B. bei Ausführungsbeispielen durchgeführt werden, die Einfach- oder Mehrfachinnenhüllengehäuseabschnitte aufweisen. Entsprechend Ausführungsbeispielen mit einem Einfach-Innengehäuse 110 oder Ausführungsbeispielen, die erste und zweite Axialabschnitte 117 bzw. 119 des Innengehäuses 110 aufweisen, kann die Fluideigenschaft eine Eigenschaft des Dampfes sein. Eine solche Eigenschaft kann aufweisen, ist aber nicht beschränkt auf: Druck, Feuchtigkeitsgehalt (Nässe), Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit. In jedem Fall kann Dampf über die Dampfentnahmestelle freigegeben werden, wie etwa der Aussparung 150 oder 250 benachbart zu einer ausgewählten Stufe der Turbomaschine 10. Wie vorstehend erläutert, kann dieser Dampf (oder Fluid) für einen industriellen Prozess verwendet werden oder er kann an einen Kesselspeisewasservorwärmer übermittelt werden, um die Prozesseffizienz zu verändern (z.B. zu erhöhen).
Entsprechend Ausführungsbeispielen kann eine von einer Mehrzahl von Axialstellen 175 ausgewählt werden, um maschinell bearbeitet zu werden, um das Entnehmen von Fluid von der Austrittsöffnung 190 benachbart einer relativ stromaufwärts angeordneten Stufe der Dampfturbine, um die Entnahme von einem unter relativ hohem Druck stehenden Fluid von der zumindest einen geschlossenen Kammer 160 benachbart zu einer ausgewählten Stufe der Turbomaschine 10 zu ermöglichen. Alternativ kann die Austrittsaussparung 150 ausgewählt werden, um Fluid von einer Austrittsöffnung 190 benachbart zu einer gegenüber der vorstehend erwähnten stromabwärts gelegenen Stufe zu entnehmen, um ein Fluid mit geringerem Druck zu entnehmen. Die Stelle der Fluidentnahme kann die Fluideigenschaften des entnommenen Fluids bestimmen.
3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein erster und ein zweiter Zugangsabschnitt 170 bzw. 180 jeweils eine gleichmäßige Dicke T1 bzw. T2 aufweisen, die verschieden ist von einer Dicke der Innenhülle 110 benachbart zu dem ersten Zugangsabschnitt 170 und verschieden von einer Dicke der Außenhülle 120 benachbart zu dem zweiten Zugangsabschnitt 180. Entsprechend einiger Ausführungsbeispiele hat der erste Zugangsabschnitt 170 eine Dicke T1, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Innenhülle 110. Und gleichermaßen hat der zweite Zugangsabschnitt 180 entsprechend von Ausführungsbeispielen eine Dicke T2, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Außenhülle 120.
3 veranschaulicht außerdem ein Ausführungsbeispiel, bei dem die innere Oberfläche 125 der Außenhülle 120 und die äußere Oberfläche 115 der Innenhülle 110 zumindest zwei geschlossene Kammern 160 bilden, die sich in einer axialen Richtung A der Dampfturbomaschine 10 erstrecken. Während nur zwei Kammern 160 in 3 veranschaulicht sind, kann irgendeine Anzahl von geschlossenen Kammern 160 geschaffen werden. Es sollte verstanden werden, dass die hierin beschriebenen Zwischenstrukturen gestaltet sind, um die Fluidentnahme an irgendwelchen von einer Anzahl von Stellen 175 zu ermöglichen, aber tatsächlich ist die Entnahme an einer Mehrzahl von Stellen innerhalb derselben Turbomaschine gemäß allen Ausführungsbeispielen der Erfindung nicht notwendig.
Entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung kann eine Zwischenstruktur einer Dampfturbomaschine ein zumindest einhülliges Gehäuse mit einer Mehrzahl von vorher ausgebildeten Entnahmeöffnungsstellen aufweisen, die zur Verwendung auswählbar sind, wobei eine Strukturintegrität der zumindest einen Gehäusehülle unabhängig davon einheitlich ist, welche der Mehrzahl von vorher ausgebildeten Entnahmeöffnungsstellen zur Verwendung ausgewählt ist. Das zumindest einhüllige Gehäuse gemäß diese Ausführungsbeispiels ist analog zu den Innen- und Außenhüllengehäusen 110 und 120, wie sie hierin vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben sind. Auch die vorher ausgebildeten Entnahmeöffnungsstellen entsprechend solcher Ausführungsbeispiele sind analog zu den Innenhüllenaxialstellen 175 und den Außenhüllenaxialstellen 185, die vorstehend hierin mit Bezug auf die 1 bzw. 3 beschrieben sind. Entsprechend solch einem Ausführungsbeispiel kann eine Entnahmeöffnung zur Verwendung ausgewählt werden, basierend auf dem Ort der Öffnung. Das heißt, eine Öffnung kann ausgewählt werden, weil sie benachbart zu einer relativ stromaufwärts angeordneten Stufe in der Dampfturbomaschine ist und weil ein Entwickler wünscht auf Hochdruckdampf zur Verwendung in einem industriellen Prozess zuzugreifen. Gleichermaßen kann eine Entnahmeöffnung aufgrund seiner Nähe zu einer relativ stromabwärts gelegenen Stufe ausgewählt werden, weil ein Entwickler wählt auf Dampf von der Turbomaschine zuzugreifen, der eine andere Fluideigenschaft hat als der Dampf von einer stromaufwärts gelegenen Stufe. Als ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel kann ein Entwickler Dampf mit einem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt (Nässe) oder Dampf mit einer relativ geringen Temperatur für einen industriellen Zweck benötigen und daher kann der Entwickler eine geeignete Entnahmeöffnung für diesen gewünschten industriellen Zweck verwenden.
Entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das wenigstens eine Gehäuse ein Innengehäuse sein, das wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben, einen ersten und einen zweiten Axialabschnitt 117 und 119 aufweist. Und entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die vorher ausgebildete Entnahmeöffnungsstelle zur Verwendung ausgewählt werden, basierend auf einer oder mehreren Eigenschaften eines während des Betriebs in der Dampfturbomaschine vorhandenen Fluids benachbart zu der ausgewählten Öffnungsstelle. Solche Fluideigenschaften sind hierin beschrieben und werden hier zum Zwecke der Knappheit nicht wiederholt.
4 veranschaulicht eine Umgebung entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung. Ein System 300 enthält eine dynamoelektrische Maschine 305 und eine Dampfturbomaschine 10, die mit der dynamoelektrischen Maschine 305 gekoppelt ist. Die Dampfturbomaschine 10 weist wie dargestellt eine Zwischenstruktur 100 des Dampfturbomaschinengehäuses auf, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben wurde, und diese Beschreibung wird zum Zwecke der Knappheit nicht wiederholt werden. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen eine Gasturbine 320 auf, die fluidisch mit einem Generator 340 verbunden ist, wie es in 4 veranschaulicht ist. Ausführungsbeispiele können außerdem einen Abhitzedampferzeuger (HRSG) 330 aufweisen, der fluidisch mit der Gasturbomaschine 320 und der Dampfturbomaschine 10 wie in 4 veranschaulicht, verbunden ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch einen Generator 340 aufweisen, der mit der Gasturbine 320 oder alternativ mit der Dampfturbomaschine 10 (eine solche Verbindung ist in 4 nicht gezeigt) betriebsverbunden ist.
5 veranschaulicht Prozesse in einem Verfahren der Herstellung einer Turbomaschinengehäusestruktur entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung. Der Prozess P100 ist in 5 veranschaulicht und enthält das Ausbilden einer Gehäuseinnenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Gehäuseinnenhülle einen Innenhüllenhohlraum und eine Fluidöffnung bildet, um es dem Fluid zu ermöglichen, von einem Turbomaschinendampfpfad in den Innenhüllenhohlraum zu gelangen. Der Prozess P110 kann gleichzeitig mit oder nach dem Prozess P100 durchgeführt werden und enthält das Ausbilden einer Gehäuseaußenhülle mit einer inneren Oberfläche, derart, dass die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt. Es sollte verstanden werden, dass die Zeitsteuerung der Ausführung der Prozesse P100 und P110 nicht das gesamte Verfahren beeinträchtigen kann. Die Prozesse P100 und P110 können wie oben beschrieben das Gießen enthalten, das zum Zwecke der Knappheit nicht wiederholt werden wird. Der optionale Prozess P115, der in 6 gezeigt ist, weist das Ausbilden einer Gehäuseinnenhülle und das Ausbilden der Gehäuseaußenhülle auf, derart, dass die äußere Oberfläche der Gehäuseinnenhülle und die innere Oberfläche der Gehäuseaußenhülle zumindest zwei geschlossene Kammern bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstrecken. Gemäß Ausführungsbeispielen kann der optionale Prozess P115 anstelle der Prozesse P100 und P110 ausgeführt werden, oder der Prozess P115 kann als Ausführung der Prozesse P100 und P110 durchgeführt werden.
Zurückkommend auf 5, enthält der Prozess P120 das Ausbilden eines ersten Zugangsabschnitts in der Gehäuseinnenhülle benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist. Der erste Zugangsabschnitt kann durch Gehäusematerial mit einer gegenüber dem benachbarten Gehäusematerial unterschiedlichen Dicke ausgebildet sein. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der erste Zugangsabschnitt aus Stahl gegossen sein, der eine Dicke aufweist, entsprechend der Hälfte der Dicke des Stahls, aus dem das Innengehäuse benachbart zu dem ersten Zugangsabschnitt aufgebaut ist. Entsprechend Ausführungsbeispielen ist jede der Mehrzahl von Axialstellen in der Innenhülle auswählbar, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu schaffen, die es Fluid ermöglicht, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen. Wie vorstehend erläutert kann eine Austrittsaussparung angeordnet sein, um es einem Hochdruckfluid, wie etwa Dampf, zu ermöglichen, von der Innenhülle in eine oder mehrere der geschlossenen Kammern zu strömen. Irgendeine maschinelle Bearbeitung, die durchgeführt wird, um eine Austrittsaussparung zu schaffen, hält die Strukturintegrität des Gehäuses einheitlich aufrecht, unabhängig davon, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt werden kann, um maschinell bearbeitet zu werden. Entsprechend Aspekten kann das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts aufweisen, eine gleichmäßige Dicke aufzuweisen, die verschieden ist von einer Dicke der Innenhülle benachbart zu dem ersten Zugangsabschnitt. Auch kann das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts entsprechend Aspekten das Ausbilden des ersten Zugangsabschnitts aufweisen, um eine Dicke aufzuweisen, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke des verbleibenden Teils der Innenhülle.
Entsprechend Ausführungsbeispielen kann die Gehäuseinnenhülle unter Verwendung des optionalen Prozesses P124 ausgebildet werden, was in 7 veranschaulicht ist. Der optionale Prozess P124 weist das Ausbilden der Gehäuseinnenhülle durch Ausbilden eines ersten Axialabschnitts und Ausbilden eines zweiten Axialabschnitts auf, wobei der zweite Axialabschnitt separat von und komplementär zu dem ersten Axialabschnitt ist.
Zurückkommend auf 5, weist der Prozess P125 das Ausbilden eines zweiten Zugangsabschnitts in der Gehäuseaußenhülle benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer auf, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um maschinell bearbeitet zu werden. Entsprechend Aspekten kann das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts aufweisen, um eine einheitliche Dicke aufzuweisen, die verschieden ist von einer Dicke der Außenhülle benachbart zu dem zweiten Zugangsabschnitt. Auch kann das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts gemäß Ausführungsbeispielen das Ausbilden des zweiten Zugangsabschnitts aufweisen, um eine Dicke aufzuweisen, die kleiner ist als die Hälfte einer Dicke eines verbleibenden Teils der Außenhülle.
5 zeigt optionale Prozesse P130 und P140. Der optionale Prozess P130 enthält das maschinelle Bearbeiten einer ersten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt, wobei eine Stelle der ersten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert. Der optionale Prozess P140 enthält das maschinelle Bearbeiten einer ersten Öffnung in dem zweiten Zugangsabschnitt, wobei sich die erste Öffnung durch die Außenhülle erstreckt. Solche Stelle und zugeordnete Leistungsfähigkeitseigenschaften wurden vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erläutert und werden zum Zwecke der Knappheit nicht wiederholt werden.
Optionale Prozesse P150 und P160 sind in 6 veranschaulicht. Die optionalen Prozesse P150 und P160 können nach dem optionalen Prozess P115 durchgeführt werden. Der optionale Prozess P150 enthält das maschinelle Bearbeiten einer zweiten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt in eine zweite von den zumindest zwei geschlossenen Kammern, während die Strukturintegrität des Gehäuses aufrecht erhalten wird, wobei eine Stelle der zweiten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert. Der optionale Prozess P150 kann z.B. in Fällen ausgeführt werden, in denen ein Entwickler zwei Auslässe von einer Dampfturbine wünscht und in denen der Entwickler Fluid wünscht, das verschiedene Eigenschaften aufweist, um verschiedene Funktionen auszuführen. Z.B. kann ein Entwickler Fluid mit einem relativ hohen Druck für einige industrielle Prozesse wünschen und daher kann der Entwickler eine erste Aussparung benachbart zu einer stromaufwärts gelegenen Stufe einer Dampfturbomaschine anordnen. Der Entwickler kann auch Niederdruckfluid zum Betreiben einer anderen industriellen Anwendung wünschen und der Entwickler kann eine zweite Aussparung benachbart zu einer Stufe anordnen, die stromabwärts der ersten Aussparung angeordnet ist, um ein solches Fluid mit relativ geringem Druck zu erhalten. Während zwei Aussparungen beschrieben wurden, die benachbart zu verschiedenen Stufen angeordnet sind, können Ausführungsbeispiele der Erfindung irgendeine Anzahl von Aussparungen aufweisen, die benachbart zu denselben oder anderen Stufen einer Dampfturbomaschine angeordnet sind, ohne von dem Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Der optionale Prozess P160 enthält das maschinelle Bearbeiten einer zweiten Öffnung in dem zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der zweiten von den zumindest zwei geschlossenen Kammern, während die Strukturintegrität des Gehäuses aufrecht erhalten wird, wobei sich die zweite Öffnung durch die Außenhülle erstreckt. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann es eine zweite Öffnung einem Entwickler ermöglichen, auf Fluid von einer zweiten Stelle zuzugreifen, das für einen zweiten industriellen Zweck verwendbar ist. Es sollte verstanden werden, dass die hierin beschriebenen Aussparungen und Öffnungen nicht notwendigerweise dazu bestimmt sind, offen zu bleiben oder dauernd die Freigabe von Fluid zu ermöglichen. Solche Öffnungen und Aussparungen können verschlossen werden und/oder Ventile können verwendet werden, um die Freigabe von Fluid nur dann zu ermöglichen, wenn es gewünscht ist. Die optionalen Prozesse P150 und P160 können nachfolgend zu dem Prozess P115 ausgeführt werden, indem eine Mehrzahl von geschlossenen Kammern gebildet ist.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen und ist nicht dazu bestimmt, die Offenbarung zu beschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“ dazu bestimmt, auch die Pluralformen zu enthalten, solange der Kontext nicht deutlich etwas anderes angibt. Es sollte außerdem verstanden werden, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „enthalten“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Befehle, Elemente und/oder Komponenten spezifiziert, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Befehlen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt.
Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff „axial“ auf die Relativposition/Richtung von Objekten entlang der Achse A, die im Wesentlichen parallel mit der Längsachse einer Leitung an einer Rohrquerung ist. Wie sie außerdem hierin verwendet werden, bezieht sich der Begriff „radial“ auf die Relativposition/Richtung von Objekten entlang eines Radius (r), der im Wesentlichen rechtwinklig zu der Achse A ist und die Achse A an nur einer Stelle schneidet. Außerdem beziehen sich die Begriffe „Umfang“ und/oder „Umfangs-“ auf die Relativposition/Richtung von Objekten entlang eines Umfangs, der die Achse A umgibt, aber die Achse A an keiner Stelle schneidet.
Die schriftliche Beschreibung verwendet Ausführungsbeispiele, um die Erfindung zu offenbaren, aufweisend das bevorzugte Ausführungsbeispiel und auch um irgendeinen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, einschließlich der Herstellung und der Verwendung von irgendwelchen Einrichtungen oder Systemen und des Ausführens irgendeinen beinhalteten Verfahrens. Der patentierbare Schutzbereich der Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert und kann andere Ausführungsbeispiele enthalten, die solchen Fachleuten offenbar werden. Solche anderen Ausführungsbeispiele sind dazu bestimmt, innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche zu liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die nicht von dem Wortsinngehalt der Ansprüche abweichen oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit nicht-substantiellen Unterschieden zum Wortsinngehalt der Ansprüche aufweisen.
Verschiedene Ausführungsbeispiele enthalten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Zwischenstrukturen von Turbomaschinengehäusen. Bei einigen Ausführungsbeispielen enthalten die Vorrichtungen eine Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses aufweisend eine Innenhülle mit einer äußeren Oberfläche und mit einem Innenhüllenhohlraum und die eine Öffnung bildet, um einen Fluideintritt in den Hohlraum zu ermöglichen, und eine Außenhülle mit einer inneren Oberfläche, wobei die Oberflächen zumindest eine geschlossene sich axial erstreckende Kammer bilden, wobei die Innenhülle und die Außenhülle jeweils Zugangsabschnitte benachbart zu der geschlossenen Kammer aufweisen, wobei jeder dieser Zugangsabschnitte eine Mehrzahl von Stellen aufweist, die auswählbar sind um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung oder eine Austrittsöffnung in dem Innengehäuse bzw. dem Außengehäuse zu schaffen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Axialstellen ausgewählt werden, um maschinell bearbeitet zu werden, wobei die Austrittsöffnung fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist.
Bezugszeichenliste

10: Dampfturbomaschine
100: Gehäusezwischenstruktur
110: Innenhülle
115: äußere Oberfläche (der Innenhülle 110)
117: erster Axialabschnitt
110: zweiter Axialabschnitt
120: Außenhülle
125: innere Oberfläche (der Außenhülle 125)
130: Stufen
132: zumindest eine erste Stufe
134: zumindest eine zweite Stufe
135: 360°Grad-Passung
140: Dampfeinlass
150: Austrittsaussparung (von der Innenhülle zu der Kammer)
155: Innenhüllenhohlraum
157: Öffnung (in den Innenhüllenhohlraum)
160: zumindest eine geschlossene Kammer
170: erster Zugangsabschnitt (der Innenhülle 110)
175: Mehrzahl von Axialstellen (Innenhülle)
180: zweiter Zugangsabschnitt (in der Außenhülle)
185: Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen
190: Austrittsöffnung (von der Kammer durch die Außenhülle)
195: Dampfentnahmestelle
250: Austrittsaussparung (an einer anderen Stelle als 150)
300: System
305: dynamoelektrische Maschine
320: Gasturbine
330: Abhitzedampferzeuger HRSG
340: Generator

Claims

Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses aufweisend: eine Innenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Innenhülle einen Innenhüllenhohlraum bildet und wobei das Material der Innenhülle eine Öffnung bildet, um es Fluid von einem Dampfpfad der Turbomaschine zu ermöglichen, in den Innenhüllenhohlraum zu gelangen; und eine Außenhülle mit einer inneren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt, wobei die Innenhülle einen ersten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu schaffen, um es Fluid zu ermöglichen, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen, und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um maschinell bearbeitet zu werden, wobei die Außenhülle einen zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer aufweist, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um maschinell bearbeitet zu werden.
Das Dampfturbomaschinengehäuse nach Anspruch 1, wobei die Innenhülle einen ersten Axialabschnitt und einen von dem ersten Axialabschnitt separaten und komplementären zweiten Axialabschnitt aufweist.
Dampfturbomaschinengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Austrittsöffnung die Entnahme von Hochdruckfluid von der wenigstens einen geschlossenen Kammer benachbart zu einer ausgewählten Stufe der Turbomaschine ermöglicht.
Dampfturbomaschinengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und der zweite Zugangsabschnitt jeweils eine gleichmäßige Dicke aufweisen, die verschieden ist von einer Dicke der Innenhülle benachbart zum ersten Zugangsabschnitt und verschieden von einer Dicke der Außenhülle benachbart zu dem zweiten Zugangsabschnitt.
Dampfturbomaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest zwei geschlossene Kammern bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstrecken.
Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses aufweisend: ein zumindest einhülliges Gehäuse, die zumindest einen Hohlraum bildet und eine Mehrzahl von vorgeformten Entnahmeöffnungsstellen aufweist, die zur Verwendung auswählbar sind, wobei eine Strukturintegrität der zumindest einen Gehäusehülle unabhängig davon einheitlich ist, welche der Mehrzahl von vorgeformten Entnahmeöffnungsstellen zur Verwendung ausgewählt ist.
Zwischenstruktur eines Dampfturbomaschinengehäuses nach Anspruch 6, wobei das zumindest einhüllige Gehäuse eine Gehäuseinnenhülle und eine Gehäuseaußenhülle aufweist, wobei der zumindest eine Hohlraum durch ein Material der Innenhülle gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Dampfturbomaschinengehäusestruktur für eine Dampfturbomaschine, wobei das Verfahren aufweist: Ausbilden einer Gehäuseinnenhülle mit einer äußeren Oberfläche, wobei ein Material der Gehäuseinnenhülle einen Innenhüllenhohlraum und eine Fluidöffnung bildet, um es Fluid von einem Turbomaschinendampfpfad zu ermöglichen, in den Innenhüllenhohlraum zu gelangen; und Ausbilden einer Gehäuseaußenhülle mit einer inneren Oberfläche, derart, dass die innere Oberfläche der Außenhülle und die äußere Oberfläche der Innenhülle zumindest eine geschlossene Kammer bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstreckt; Ausbilden eines ersten Zugangsabschnitts benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer an der Gehäuseinnenhülle, wobei der erste Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Innenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsaussparung zu schaffen, um es Fluid zu ermöglichen, den Innenhüllenhohlraum zu verlassen und in die wenigstens eine geschlossene Kammer zu gelangen und wobei eine Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Innenhüllenaxialstellen ausgewählt ist um maschinell bearbeitet zu werden; und Ausbilden eines zweiten Zugangsabschnitts benachbart zu der wenigstens einen geschlossenen Kammer an der Gehäuseaußenhülle, wobei der zweite Zugangsabschnitt eine Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von Außenhüllenaxialstellen auswählbar ist, um maschinell bearbeitet zu werden, um eine Austrittsöffnung zu schaffen, die fluidisch mit der zumindest einen geschlossenen Kammer durch die Außenhülle verbunden ist, und wobei die Strukturintegrität des Gehäuses unabhängig davon einheitlich ist, welche der Außenhüllenaxialstellen ausgewählt ist, um maschinell bearbeitet zu werden.
Verfahren nach Anspruch 8, außerdem aufweisend: maschinelles Bearbeiten einer ersten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt, wobei eine Stelle der ersten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert; und maschinelles Bearbeiten einer ersten Öffnung in den zweiten Zugangsabschnitt, wobei sich die erste Öffnung durch die Außenhülle erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Ausbilden der Gehäuseinnenhülle und das Ausbilden der Gehäuseaußenhülle derart durchgeführt sind, dass die äußere Oberfläche der Gehäuseinnenhülle und die innere Oberfläche der Gehäuseaußenhülle zumindest zwei geschlossene Kammern bilden, die sich in einer axialen Richtung der Dampfturbomaschine erstrecken; wobei das Verfahren außerdem aufweist: maschinelles Bearbeiten einer zweiten Aussparung durch den ersten Zugangsabschnitt in eine zweite der zumindest zwei geschlossenen Kammern, während die Strukturintegrität des Gehäuses erhalten bleibt, wobei eine Stelle der zweiten Aussparung auf einer Leistungsfähigkeitseigenschaft der Turbomaschine basiert; und maschinelles Bearbeiten einer zweiten Öffnung in den zweiten Zugangsabschnitt benachbart zu der zweiten der zumindest zwei geschlossenen Kammern, während die Strukturintegrität des Gehäuses aufrecht erhalten bleibt, wobei sich die zweite Öffnung durch die Außenhülle erstreckt.