DE1040569B - Attachment of the nozzle segments in the housing of a steam turbine - Google Patents

Attachment of the nozzle segments in the housing of a steam turbine

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DE1040569B
DE1040569B DEW17042A DEW0017042A DE1040569B DE 1040569 B DE1040569 B DE 1040569B DE W17042 A DEW17042 A DE W17042A DE W0017042 A DEW0017042 A DE W0017042A DE 1040569 B DE1040569 B DE 1040569B
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DE
Germany
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housing
ring
segments
nozzle segments
nozzle
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Pending
Application number
DEW17042A
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German (de)
Inventor
Robert Hertl
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/047—Nozzle boxes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung der Düsensegmente im Gehäuse einer Dampfturbine, wobei das Gehäuse und die Düsensegmente an Stirnflächen, die \on den Dampfkanälen durchbrochen werden, mittels Keilfiächen des Gehäuses und der Segmente dampfdicht gegeneinander gespannt sind.The invention relates to a fastening of the nozzle segments in the housing of a steam turbine Housing and the nozzle segments on end faces that are broken through on the steam channels by means of Wedge surfaces of the housing and the segments are clamped against each other in a vapor-tight manner.

Bei der bekannten Befestigung dieser Art liegen die Düsensegmente in einer Gehäuseringnut T-förmigen Querschnitts und haben ebenfalls T-förmigen Querschnitt; es haben nämlich die beiden Flanken sowohl jedes Düsensegmentes als auch der Gehäuseringnut ic eine Ringschulter. Die Preßflächen der Ringschultern sind achsnormal eben. Die Keile werden an jede Flanke des Düsensegnientes zwischen die Ringschulter des Segmentes und der Gehäusenut getrieben, und zwar in Umfangsrichtung.In the known fastening of this type, the nozzle segments are located in a T-shaped annular housing groove Cross-section and also have a T-shaped cross-section; namely, both flanks have both each nozzle segment as well as the housing ring groove ic an annular shoulder. The pressing surfaces of the ring shoulders are normal to the axis. The wedges are attached to each flank of the nozzle between the ring shoulder of the segment and the housing groove driven, namely in the circumferential direction.

Jene bekannte Befestigung hat den Nachteil, daß sie dann, wenn die Düsensegmente den ganzen Umfang einnehmen sollen, wenn also keine Umfangslücke für eine Einfüllöffnung verfügbar ist, nur bei in Achsebene geteiltem Gehäuse verwendbar ist; bei Topfgehäusen würden sich ohne solche Einfüllöffnung weder die Düsensegmente noch die Keile einbringen lassen.That known fastening has the disadvantage that if the nozzle segments cover the entire circumference should take, so if no circumferential gap is available for a filler opening, only with housing divided in the axial plane can be used; with pot housings would be without such a filling opening do not insert the nozzle segments or the wedges.

Die Erfindung will diesen Nachteil, daß die Düsensegmente in Umfangsrichtung getrieben werden müssen, vermeiden.The invention aims at this disadvantage that the nozzle segments must be driven in the circumferential direction, avoid.

Die Erfindung besteht darin, daß die Keilflächen durch eine kegelflächige Ringschulter jedes Düsensegmentes und durch eine entsprechend kegelflächige Ringschulter des Gehäuses gebildet werden und die Spannung durch radiale Pressung der Düsensegmente bewirkt wird.The invention consists in that the wedge surfaces by a conical annular shoulder of each nozzle segment and are formed by a correspondingly conical ring shoulder of the housing and the Tension is caused by radial compression of the nozzle segments.

Diese radiale Pressung der Düsensegmente kann, wenn das Gehäuse in keiner Achsebene geteilt, also ein Topfgehäuse ist, in besonders vorteilhafter Weise durch eine radiale Warmschrumpfung des Gehäuses bewirkt werden, wodurch eine außerordentlich feste Düsensegmentverspannung erreicht wirdThis radial pressure of the nozzle segments can, if the housing is not divided in any axial plane, so is a pot housing, in a particularly advantageous manner by a radial heat shrinkage of the housing be effected, whereby an extremely strong nozzle segment tension is achieved

Ferner kann die Anordnung derart getroffen werden, daß zwei zusätzliche Keilflächen jeden Segmentes gegen zwei Beilagenringe keilförmigen Querschnitts anliegen, deren einer gegen eine Ringschulter des Gehäuses und deren anderer gegen eine Ringschulter tines Ringes anliegt, der radial zwischen den Seg-Dienten und dem Gehäuse eingeschrumpft und axial mittels Sprengringes am Gehäuse fixiert ist. Vorzugsweise kann hierbei der Sprengring in Segmente unterteilt und in seiner Nut radial durch einen weiteren Ring gesichert sein, auf den er bei der Schrumpfung des Gehäuses aufgepreßt ist.Furthermore, the arrangement can be made such that two additional wedge surfaces of each segment rest against two shim rings wedge-shaped cross-section, one of which against an annular shoulder of the Housing and the other against a ring shoulder tines ring rests radially between the seg-dients and is shrunk into the housing and axially fixed to the housing by means of a snap ring. Preferably Here, the snap ring can be divided into segments and radially in its groove by another Be secured ring on which it is pressed when the housing shrinks.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert werden.In the following, the invention will be explained in more detail using two exemplary embodiments.

Fig. 1 bezieht sich auf eine Turbine mit in Achs-Befestigung der Düsensegmente
im Gehäuse einer DampfturbineFig. 1 relates to a turbine with in-axis fastening of the nozzle segments
in the housing of a steam turbine

Anmelder:Applicant:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Wemer-von-Siemens-Str. 50Representative: Dr.-Ing. P. Ohrt, patent attorney,
Erlangen, Wemer-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 8. Juli 1954Claimed priority:
V. St. ν. America 8 July 1954

Robert Hertl, Lansdowne, Pa. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenRobert Hertl, Lansdowne, Pa. (V. St. A.),
has been named as the inventor

ebene ungeteiltem Innen-Topfgehäuse und zeigt einen Axialschnitt durch die Befestigung der Düsensegmente ;flat undivided inner cup housing and shows an axial section through the fastening of the nozzle segments ;

Fig. 2 zeigt eine Schrägansicht eines Düsensegmentes. Fig. 2 shows an oblique view of a nozzle segment.

In Fig. 1 ist mit 14 das Innengehäuse einer Doppelmantelturbine bezeichnet. 16 bedeutet den Läuferteil. 18 sind Laufschaufeln, 19 eine in einem Leitschaufelträger befestigte Leitschaufel. Von der Erläuterung dieser Teile im einzelnen wird abgesehen, da sich die Erfindung im wesentlichen auf die Befestigung der Düsensegmente 30 bezieht. In dem Gehäuseboden 25 des ungeteilten Innengehäuses 14 ist der Kanal 28 für die Frischdampfzuführung eingeführt, die über nicht dargestellte Bohrungen mit dem Frischdampfstutzen in Verbindung steht. Aus dem Kanal 28 tritt der Dampf in die Düsensegmente 30 ein. Die Düsensegmente weisen die Form von Kreisringsegmenten 31 σ auf, die zu einem Ring dicht aneinandergesetzt sind. Zu ihrer Aufnahme dient eine Ringnut 32 mit der inneren Wand 33 und der äußeren Wand 34. Die Stirnwand der Ringnut ist mit 35 bezeichnet. Sie geht in eine Ringschulter 36 über, so daß eine Ringnut 36 ο entsteht. Die Innenwandung 33 ist zu einer Ringschulter 37 radial hochgezogen und bildet dabei die Ringnut 33 a. Die am Umfang verteilten Düsensegmente 31 α weisen grundsätzlich den gleichen Aufbau auf und können sich durch die Bogenlänge unterscheiden. Das Segment 31 (Fig. 2) hat in seinem inneren Teil 38 eine bogenförmige Durchtrittsöffnung 39, in die die Düsen 40 eingebaut sind. Vom innerenIn Fig. 1, 14 denotes the inner casing of a double-shell turbine. 16 means the rotor part. 18 are rotor blades, 19 a guide vane fastened in a guide vane carrier. These parts are not explained in detail, since the invention essentially relates to the fastening of the nozzle segments 30. In the housing bottom 25 of the undivided inner housing 14, the channel 28 for the live steam supply is introduced, which is connected to the live steam connection via bores (not shown). The steam enters the nozzle segments 30 from the channel 28. The nozzle segments have the shape of circular ring segments 31 σ, which are placed close together to form a ring. An annular groove 32 with the inner wall 33 and the outer wall 34 serves to hold them. The end wall of the annular groove is denoted by 35. It goes over into an annular shoulder 36, so that an annular groove 36 ο is created. The inner wall 33 is drawn up radially to an annular shoulder 37 and thereby forms the annular groove 33 a. The nozzle segments 31 a distributed on the circumference basically have the same structure and can differ in terms of the arc length. The segment 31 (FIG. 2) has in its inner part 38 an arcuate passage opening 39 into which the nozzles 40 are installed. From the inside

809 657/8»809 657/8 »

Claims (4)

Teil 38 gehen die Flansche 41, 42 aus. An den äußeren Flansch 42 ist eine sich axial erstreckende Verlängerung 42 α angearbeitet, die in die nach innen gezogene Kingschulter 42ft übergeht Es entsteht auf diese Weise eine Nut 42 c. Das Segment liegt weiter mit einer Fläche 41 α dicht an der Wand 35 an. Die Segmente 31a enthalten zweckmäßig Vorsprünge 43 und (nicht gezeichnete) Nuten, die beim Zusammensetzen der Düsensegmente ineinandergreifen. Sie werden zweckmäßig durch gebogene Beilagen 45 von keilförmigen Querschnitt gegen die Wand 41 ff verspannt. Am äußeren Umfang dient zur Abstützung ein ungeteilter Ring 46 mit einer Ringschulter 47. Auch hier ist wieder zur Erzeugung einer Verspannungskraft eine bogenförmige Keilbeilage 48 eingelegt. Um den Ring 46 gegen das Gehäuse 30 abzustützen, ist in eine Ringnut 49 ein geteilter Ring 50 eingesetzt, der am inneren Umfang bei 51 abgesetzt ist. Die Teile dieses Ringes sind durch das Gehäuse auf einen einteiligen Ring 52 geschrumpft, der bei 53 ebenfalls abgesetzt ist. Der Zusammenbau geht folgendermaßen vor sich: Zunächst werden die Keilbeilagenstücke 45 in die Nut 33 α eingelegt und hierauf die Düsensegmente 31 σ eingesetzt. wol>ei die Schulter 42 b die Schulter 36 übergreift und sich die Schulter 41 in der Fläche 41 α gegen das Gehäuse 25 legt. Hierauf wird die Keilbeilage 48 eingebracht. Jetzt muß das Gehäuse 14 angewärmt werden. Es kann nun der Ringkörper 46 eingeschoben werden. Außerdem werden die Ringstücke 50 in die Nut 49 eingesetzt, und es wird, solange das Gehäuse noch warm ist, der Ring 52 eingeführt. Erkaltet jetzt das Gehäuse, so werden von außen her radiale und außerdem nach rechts wirkende axiale Drücke erzeugt, wodurch die Anpressung in der Fläche 41 α erhöht wird. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Abdichtung des Hochdruckdampfes geschaffen. Will man sichergehen, daß sich hinter den Düsensegmenten kein zu hoher Druck aufbaut, so kann man die Nut 33 a über Bohrungen 55 mit den Durchlässen 26 verbinden, in denen der Radraumdruck herrscht. Entsprechende Bohrungen 56, 57 können am äußeren Umfang des Segmentes vorgesehen werden. Man erkennt aus diesem Aufbau einen weiteren Vorteil, nämlich den, daß die Düsensegmente eindeutig fixiert sind und eine Verschiebung oder ein Lockerwerden ausgeschlossen ist. Sollte sich etwa durch kleine Herstellungsungenauigkeiten kein sattes Anliegen in der Fläche 41 α beim Einbau ergeben, so wird durch die Schrumpfkraft über den Ring 46 und die Keilbeilage 48 eine Axialkraft auf das Düsensegment ausgeübt, die dann die satte Anlage herstellt. Zum Ausbau der Düsensegmente genügt es, den Ring 52 wegzuschneiden, ein Arbeitsgang, der leicht durchzuführen ist und keine wertvollen Bauteile beschädigt. Man nimmt dann die Ringstücke 50 heraus, erwärmt das Gehäuse und kann dann die übrigen Teile leicht herausnehmen. Die Düsensegmente selbst, ίο die aus sehr hochwertigem und teurem Werkstoff hergestellt sind, bleiben beim Ausbau unbeschädigt. Pa text λ ν SPKd: η κ :Part 38, the flanges 41, 42 go out. An axially extending extension 42 α is worked onto the outer flange 42 and merges into the inwardly drawn King shoulder 42 ft. In this way, a groove 42 c is created. The segment is also close to the wall 35 with a surface 41 α. The segments 31a expediently contain projections 43 and grooves (not shown) which interlock when the nozzle segments are assembled. They are expediently braced against the wall 41 ff by curved shims 45 of wedge-shaped cross-section. An undivided ring 46 with an annular shoulder 47 is used for support on the outer circumference. Here, too, an arcuate wedge insert 48 is inserted again to generate a tensioning force. In order to support the ring 46 against the housing 30, a split ring 50 is inserted into an annular groove 49 and is offset at 51 on the inner circumference. The parts of this ring are shrunk through the housing onto a one-piece ring 52, which is also stepped off at 53. The assembly proceeds as follows: First, the wedge washer pieces 45 are inserted into the groove 33 α and then the nozzle segments 31 σ are inserted. wol> ei the shoulder 42 b engages over the shoulder 36 and the shoulder 41 lies against the housing 25 in the surface 41 α. The wedge insert 48 is then introduced. The housing 14 must now be heated. The ring body 46 can now be pushed in. In addition, the ring pieces 50 are inserted into the groove 49, and the ring 52 is inserted while the housing is still warm. If the housing now cools down, radial pressures that also act to the right are generated from the outside, as a result of which the contact pressure in the surface 41 α is increased. In this way, a perfect seal of the high pressure steam is created. If you want to make sure that the pressure behind the nozzle segments does not build up too high, you can connect the groove 33 a via bores 55 with the passages 26 in which the wheel space pressure prevails. Corresponding bores 56, 57 can be provided on the outer circumference of the segment. A further advantage can be seen from this structure, namely that the nozzle segments are clearly fixed and displacement or loosening is excluded. If, for example, small manufacturing inaccuracies do not result in a full fit in the surface 41 α during installation, the shrinkage force exerts an axial force on the nozzle segment via the ring 46 and the wedge insert 48, which then produces the full fit. To remove the nozzle segments, it is sufficient to cut away the ring 52, an operation that is easy to carry out and does not damage any valuable components. The ring pieces 50 are then removed, the housing is heated and the remaining parts can then be easily removed. The nozzle segments themselves, which are made of very high quality and expensive material, remain undamaged when they are removed. Pa text λ ν SPKd: η κ: 1. Befestigung der Düsensegmente im Gehäuse einer Dampfturbine, wobei das Gehäuse und die Düsensegmente an Stirnflächen, die von den Dampfkanälen durchbrochen werden, mittels Keilflächen des Gehäuses und der Segmente dampfdicht1. Attachment of the nozzle segments in the housing of a steam turbine, the housing and the Nozzle segments on end faces, which are broken through by the steam channels, by means of wedge surfaces of the housing and the segments vapor-tight ao gegeneinander gespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen durch eine kegelflächige Ringschulter (42 b) jedes Düsensegmentes (31a) und durch eine entsprechend kegelflächige Ringschulter (36) des Gehäuses (25) gebildet werden und die Spannung durch radiale Pressung der Düsensegmente bewirkt wird.ao are clamped against each other, characterized in that the wedge surfaces are formed by a conical annular shoulder (42 b) of each nozzle segment (31a) and by a correspondingly conical annular shoulder (36) of the housing (25) and the tension is brought about by radial compression of the nozzle segments . 2. Befestigung nach Anspruch 1 mit in keiner Achsebene geteiltem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Pressung der Düsensegmente durch radiale Warmschrumpfung des Gehäuses bewirkt wird.2. Fastening according to claim 1 with a housing that is not divided in any axial plane, characterized in that that the radial compression of the nozzle segments is brought about by radial heat shrinkage of the housing. 3. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zusätzliche Keilflächen jeden Segmentes gegen zwei Beilagringe (45, 48) keilförmigen Querschnitts anliegen, deren einer gegen eine Ringschulter (37) des Gehäuses und deren anderer gegen eine Ringschulter eines Ringes (46) anliegt, der radial zwischen den Segmenten und dem Gehäuse eingeschrumpft und axial mittels Sprengringes (50) am Gehäuse fixiert ist.3. Fastening according to claim 1, characterized in that that two additional wedge surfaces of each segment against two washers (45, 48) wedge-shaped cross-section, one of which against an annular shoulder (37) of the housing and the other of which rests against an annular shoulder of a ring (46) which extends radially between the segments and is shrunk into the housing and axially fixed to the housing by means of a snap ring (50). 4. Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in Segmente unterteilte Sprengring (50) in seiner Nut radial gesichert ist durch einen Ring (52), auf den er bei der Schrumpfung des Gehäuses aufgepreßt ist.4. Fastening according to claim 3, characterized in that the divided into segments Snap ring (50) is secured radially in its groove by a ring (52) on which it shrinks of the housing is pressed on. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 276 476. 383 232,
803;
französische Patentschrift Nr. 975 097.Considered publications:
German patent specifications No. 276 476, 383 232,
803;
French patent specification No. 975 097. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 657/Ä8 9.5&© 809 657 / Ä8 9.5 &
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