DE102016221664A1 - Housing assembly for a turbomachine, and method for mounting such a housing assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung (10) für eine Turbomaschine, umfassend ein Innengehäuse (12), ein das Innengehäuse (12) wenigstens teilweise umschließendes Außengehäuse (14), und einen Dichtring (16) zur radialen Abdichtung zwischen dem Innengehäuse (12) und dem Außengehäuse (14). Um hierbei eine Montage der Gehäuseanordnung (10) in einfacher und zuverlässiger Weise und ohne die Gefahr einer Beschädigung des Dichtringes (16) zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein radial äußerer Abschnitt des Dichtringes (16) in einer Innenumfangsnut (20) des Außengehäuses (14) angeordnet ist und ein radial innerer Abschnitt des Dichtringes (16) an einer Außenumfangsfläche (22) des Innengehäuses (12) anliegt, dass der Dichtring (16) an einer Stelle unterbrochen ist, und dass das Außengehäuse (14) benachbart der Unterbrechungsstelle des Dichtringes (16) eine radiale Durchgangsöffnung (24) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer derartigen Gehäuseanordnung (10).The invention relates to a housing arrangement (10) for a turbomachine, comprising an inner housing (12), an outer housing (14) at least partially enclosing the inner housing (12), and a sealing ring (16) for radially sealing between the inner housing (12) and the Outer housing (14). In order to allow this assembly of the housing assembly (10) in a simple and reliable manner and without the risk of damaging the sealing ring (16), the invention provides that a radially outer portion of the sealing ring (16) in an inner circumferential groove (20) of the outer housing (14) is arranged and a radially inner portion of the sealing ring (16) on an outer peripheral surface (22) of the inner housing (12) rests that the sealing ring (16) is interrupted at one point, and that the outer housing (14) adjacent to the point of interruption of the sealing ring (16) has a radial passage opening (24). Furthermore, the invention relates to a method for mounting such a housing assembly (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung für eine Turbomaschine, insbesondere z. B. Dampfturbine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen Gehäuseanordnung.The present invention relates to a housing assembly for a turbomachine, in particular z. B. steam turbine, according to the preamble of claim 1, and a method for assembling such a housing assembly.
Eine derartige Gehäuseanordnung ist beispielsweise aus der Patentveröffentlichung
Problematisch ist hierbei die Montage der Gehäuseanordnung.The problem here is the assembly of the housing assembly.
Gemäß eines internen Stands der Technik der Anmelderin wird bei einer derartigen Gehäuseanordnung zunächst ein Kleber in die betreffende Nut gegeben und sodann ein an einer Stelle unterbrochener Dichtring in die Nut eingesetzt und mittels einer entsprechenden Vorrichtung zusammengestaucht und für eine gewisse Zeitdauer in diesem Zustand in der Nut gehalten, so dass der Dichtring in der Nut verspannt verklebt ist.According to an internal state of the art of the applicant, in such a housing assembly, an adhesive is first placed in the respective groove and then a broken at one point sealing ring inserted into the groove and compressed by a corresponding device and for a certain period of time in this state in the groove held so that the sealing ring is glued clamped in the groove.
Solange der Dichtring durch den Kleber in der Nut gehalten ist, kann das Innengehäuse ohne Behinderung durch den Dichtring in das Außengehäuse montiert werden.As long as the sealing ring is held by the adhesive in the groove, the inner housing can be mounted in the outer housing without obstruction by the sealing ring.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Kleber nicht immer zuverlässig hält oder durch ein Berühren des Dichtringes durch das Außengehäuse während der Montage die Verklebung gelöst wird. Demzufolge kann es bei diesem Montageverfahren zu einem Klemmen oder Abkanten des Dichtringes und weiter zu einer Beschädigung insbesondere des Dichtringes kommen.However, it has been shown that the adhesive does not always hold reliably or by touching the sealing ring by the outer housing during assembly, the bond is released. Accordingly, it can come in this assembly process to a clamping or folding of the sealing ring and further damage, in particular of the sealing ring.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gehäuseanordnung der eingangs genannten Art bzw. ein Verfahren zur Montage einer derartigen Gehäuseanordnung so zu verbessern, dass die Montage in einfacher und zuverlässiger Weise und ohne die Gefahr einer Beschädigung des Dichtringes erfolgen kann.It is therefore an object of the present invention to improve a housing assembly of the type mentioned above or a method for mounting such a housing assembly so that the assembly can be done in a simple and reliable manner and without the risk of damage to the sealing ring.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gehäuseanordnung nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zur Montage einer Gehäuseanordnung nach Anspruch 4 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a housing arrangement according to claim 1 or a method for mounting a housing arrangement according to claim 4. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein radial äußerer Abschnitt des Dichtringes in einer Innenumfangsnut des Außengehäuses angeordnet ist und ein radial innerer Abschnitt des Dichtringes an einer Außenumfangsfläche (Passfläche) des Innengehäuses anliegt, dass der Dichtring an einer Stelle unterbrochen ist, und dass das Außengehäuse benachbart der Unterbrechungsstelle des Dichtringes eine radiale Durchgangsöffnung aufweist.The housing arrangement according to the invention is characterized in that a radially outer portion of the sealing ring is disposed in an inner circumferential groove of the outer housing and a radially inner portion of the sealing ring on an outer peripheral surface (mating surface) of the inner housing rests that the sealing ring is interrupted at one point, and that Outside housing adjacent the point of interruption of the sealing ring has a radial passage opening.
Eine erste Besonderheit der erfindungsgemäßen Gehäuseanordnung besteht somit darin, dass der Dichtring in einer Innenumfangsnut des Außengehäuses angeordnet ist, so dass durch ein (temporäres) Aufspreizen des Dichtringes eine einfache und zuverlässige Montage des Innengehäuses in das Außengehäuse erfolgen kann. Diese Besonderheit steht in einem synergistischen Zusammenhang mit einer zweiten Besonderheit, die darin besteht, dass das Außengehäuse benachbart der Unterbrechungsstelle des Dichtringes eine radiale Durchgangsöffnung aufweist. Diese Durchgangsöffnung ermöglicht es nämlich, mittels eines entsprechenden (stiftartigen) Werkzeuges von außen durch die Durchgangsöffnung hindurch an die Unterbrechungsstelle des Dichtringes zu gelangen und den Dichtring damit aufzuspreizen.A first special feature of the housing arrangement according to the invention thus consists in that the sealing ring is arranged in an inner circumferential groove of the outer housing, so that by a (temporary) spreading of the sealing ring a simple and reliable mounting of the inner housing can be carried out in the outer housing. This feature is in a synergistic relationship with a second feature, which consists in that the outer housing has a radial passage opening adjacent to the point of interruption of the sealing ring. This passage opening makes it possible to reach by means of a corresponding (pin-like) tool from the outside through the through hole to the point of interruption of the sealing ring and spread the sealing ring so.
In einer Ausführungsform der Gehäuseanordnung ist die Durchgangsöffnung des Außengehäuses (nachträglich wieder) verschlossen.In one embodiment of the housing arrangement, the passage opening of the outer housing is closed (subsequently again).
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung des Außengehäuses mit einem Innengewinde versehen und mittels eines Gewindestiftes und/oder mittels eines Schraubdeckels verschlossen.In a further development of this embodiment, the passage opening of the outer housing is provided with an internal thread and closed by means of a threaded pin and / or by means of a screw cap.
Im Falle einer Doppelwandigkeit des Außengehäuses im Bereich der Durchgangsöffnung wird die Durchgangsöffnung von einer ersten (inneren) und einer zweiten (äußeren) Öffnung durch die betreffenden Wände gebildet. In diesem Fall sind die beiden Öffnungen bevorzugt koaxial zueinander ausgerichtet, wobei die zweite Öffnung z. B. auch einen größeren Durchmesser als die erste Öffnung aufweisen kann.In the case of a double-walled outer housing in the region of the passage opening, the passage opening is formed by a first (inner) and a second (outer) opening through the relevant walls. In this case, the two openings are preferably aligned coaxially with each other, wherein the second opening z. B. may also have a larger diameter than the first opening.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer Gehäuseanordnung der hier beschriebenen Art umfasst die Schritte:
- - Einsetzen des Dichtringes in die Innenumfangsnut des Außengehäuses,
- - Einbringen eines Stiftes von außen in die radiale Durchgangsöffnung des Außengehäuses, so dass ein vorderes Ende des Stiftes in die Unterbrechungsstelle des Dichtringes eintritt und somit den Dichtring aufspreizt,
- - Einsetzen des Innengehäuses in das Außengehäuse,
- - Entfernen des Stiftes aus der Durchgangsöffnung des Außengehäuses, so dass der Dichtring sich entspannt und der radial innere Abschnitt des Dichtringes sich somit an der Außenumfangsfläche des Innengehäuses anlegt.
- Inserting the sealing ring into the inner circumferential groove of the outer housing,
- - Introduce a pin from the outside into the radial passage opening of the outer housing, so that a front end of the pin enters the point of interruption of the sealing ring and thus spreads the sealing ring,
- Inserting the inner housing into the outer housing,
- - Removing the pin from the passage opening of the outer housing, so that the sealing ring relaxes and the radially inner portion of the sealing ring thus applies to the outer peripheral surface of the inner housing.
In einer Ausführungsform ist das vordere Ende des bei dem Montageverfahren verwendeten Stiftes (Werkzeug) sich verjüngend ausgebildet. Beispielsweise kann das vordere Ende des Stiftes kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein.In one embodiment, the front end of the pin (tool) used in the mounting method is tapered. For example, the front end of the pin may be conical or frustoconical.
In einer Ausführungsform der Gehäuseanordnung bzw. des Montageverfahrens ist vorgesehen, dass an der Unterbrechungsstelle des Dichtringes angrenzende Dichtringenden mit Schrägflachen ausgebildet sind. Derartige Schrägflächen (nicht radial verlaufend) können vorteilhaft dazu beitragen, das erwähnte Aufspreizen des Dichtringes zu vereinfachen. Insbesondere können die Schrägflächen z. B. so ausgebildet sein, dass ein in Umfangsrichtung des Dichtringes gemessener Abstand zwischen den Dichtringenden von radial außen nach radial innen abnimmt. Ein an seiner Unterbrechungsstelle derart formgestalteter Dichtring kann vorteilhaft z. B. auch durch ein zylindrisch formgestaltetes vorderes Ende eines in die Durchgangsöffnung eingeführten Stiftes aufgespreizt werden.In one embodiment of the housing arrangement or of the assembly method, it is provided that sealing ring ends adjacent to the point of interruption of the sealing ring are formed with oblique surfaces. Such inclined surfaces (not radially extending) can advantageously contribute to simplify the mentioned spreading of the sealing ring. In particular, the inclined surfaces z. B. be designed so that a measured in the circumferential direction of the sealing ring distance between the sealing ring ends decreases from radially outside to radially inside. A molded at its point of interruption so shaped sealing ring can be advantageous for. B. are also spread by a cylindrical shape shaped front end of an inserted into the through hole pin.
In einer Ausführungsform der Gehäuseanordnung bzw. des Montageverfahrens ist vorgesehen, dass die Durchgangsöffnung des Außengehäuses mit einem Innengewinde versehen ist. In einer Ausführungsform des Montageverfahrens kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass der Stift mit einem Außengewinde versehen ist und der Stift durch Einschrauben in die Durchgangsöffnung eingebracht wird.In one embodiment of the housing arrangement or the mounting method is provided that the passage opening of the outer housing is provided with an internal thread. In one embodiment of the assembly method may be provided in this case that the pin is provided with an external thread and the pin is introduced by screwing into the through hole.
In einer Ausführungsform des Montageverfahrens wird das Innengehäuse durch ein axiales Einführen in das Außengehäuse eingesetzt. Diese Vorgehensweise ist beispielsweise dann ohnehin erforderlich, wenn das Außengehäuse als ein sogenanntes Topfgehäuse (und ohne axiale und/oder radiale Teilung) vorgesehen ist.In one embodiment of the assembly method, the inner housing is inserted by an axial insertion into the outer housing. This procedure is required, for example, anyway, if the outer housing is provided as a so-called pot housing (and without axial and / or radial pitch).
In einer Ausführungsform des Montageverfahrens wird die Durchgangsöffnung des Außengehäuses nach dem Entfernen des Stiftes verschlossen. Insbesondere kann dieses Verschließen z. B. durch ein Einschrauben eines Gewindestiftes in die Durchgangsöffnung und/oder durch ein Anschrauben eines Schraubdeckels an einer auf der Außenseite des Außengehäuses zugänglichen Mündung der Durchgangsöffnung erfolgen.In one embodiment of the assembly method, the passage opening of the outer housing is closed after removal of the pin. In particular, this closing z. B. by screwing a threaded pin into the through hole and / or by screwing a screw on a accessible on the outside of the outer housing mouth of the passage opening.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Turbomaschine, insbesondere z. B. eine Dampfturbine, vorgeschlagen, die eine Gehäuseanordnung der hier beschriebenen Art umfasst.According to a further aspect of the invention, a turbomachine, in particular z. As a steam turbine, proposed, comprising a housing assembly of the type described here.
Das Innengehäuse kann hierbei in an sich bekannter Weise zur Unterbringung eines mit Laufschaufeln ausgestatteten Rotors und zur Ausbildung eines Strömungsbereiches der Turbomaschine (z. B. Dampfmaschine) vorgesehen sein.The inner housing may in this case be provided in a manner known per se for accommodating a rotor equipped with rotor blades and for forming a flow region of the turbomachine (eg steam engine).
Ferner kann das Innengehäuse auf dessen Innenseite mit Leitschaufeln und/oder wenigstens einem Leitschaufelträger zur Befestigung von Leitschaufeln ausgestattet sein.Furthermore, the inner housing may be equipped on the inside with guide vanes and / or at least one guide vane carrier for fastening vanes.
Neben der Verwendung der beschriebenen Gehäuseanordnung bzw. des beschriebenen Montageverfahrens für eine Dampfturbine kommt eine Verwendung insbesondere z. B. für eine Gasturbine in Betracht.In addition to the use of the described housing arrangement or the described assembly method for a steam turbine is a use in particular z. B. for a gas turbine into consideration.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
-
1 eine Axialschnittansicht einer Gehäuseanordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels, -
2 eine Radialschnittansicht der Gehäuseanordnung von1 längs der Linie II-II, und -
3 eine vergrößerte Darstellung eines in2 mit x bezeichneten Details.
-
1 an axial sectional view of a housing assembly according to an embodiment, -
2 a radial sectional view of the housing assembly of1 along the line II-II, and -
3 an enlarged view of an in2 with x designated details.
Die
Ebenfalls der Einfachheit halber sind in den
Schließlich ist zu den
Der „Montagezustand“ ist hierbei die Situation, in der das Innengehäuse
Der „Betriebszustand“ ist demgegenüber die Situation, in der das Innengehäuse
Nachfolgend wird, bezugnehmend auf die jeweils rechten Hälften der
In diesem fertig montierten Zustand ist ein radial äußerer Abschnitt des Dichtringes
Die Anlagekraft wird hierbei durch den Dichtring
Für eine gute Abdichtungswirkung ist es ferner zweckmäßig, wenn eine in axialer Richtung der Gehäuseanordnung
Im Hinblick auf das weiter unten noch beschriebene Montageverfahren sollte die in radialer Richtung der Gehäuseanordnung
Der Dichtring
Aufgrund der Doppelwandigkeit des Außengehäuses
Die Durchgangsöffnung
Nachfolgend wird, bezugnehmend auf die jeweils linken Hälften der
In einem ersten Schritt wird der Dichtring
In einem zweiten Schritt wird ein stiftförmiges Werkzeug, hier eine Schraube
In einem dritten Schritt wird das Innengehäuse
In einem vierten Schritt wird die Schraube
In einem fünften Schritt wird die Durchgangsöffnung
Alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen Verjüngung des Werkzeugendes kommt z. B. in Betracht, abweichend von dem in
Die Erfindung und das beschriebene Ausführungsbeispiel einer Gehäuseanordnung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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