DE3008554A1

DE3008554A1 - Vorleitschaufelring fuer wasserturbinen

Info

Publication number: DE3008554A1
Application number: DE19803008554
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7920 Heidenheim Kirchner
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1981-09-10
Also published as: JPS5716262A; DE3008554C2; BR6100268U

Description

kennwort: "Lastenausgleich Vorleitschaufelring für Wasserturbinen Die Erfindung betrifft einen Vorleitschaufelring für Wasserturbinen, der mit einem Stahlblech-Spiralgehäuse verschweißt ist und an dem der Turbinendeckel einer Francis-Turbine angeschraubt ist, mit zwischen zwei flachen Ringen eingeschwelßten Vorleitschaufeln und mit Mitteln zum Versteifen des Ringes.
Es ist bekannt und allgemein üblich, den im Einlauf einer Francis-Turbine innen an die Einlaufspirale angeschlossenen Vorleitschaufelring festiglseitsmäßig als selbsttragendes Teil zu berechnen und auch auszubilden. Der Vorleitschaufelring unterliegt im wesentlichen Kräften aus dem sogenannten Schußzug der unmittelbar am Ring angeschweißten aus Blechschüssen zus&ineesetzten Einlaufspirale, dem örtlich auf den Ring von innen wirkenden Wasserdruck, welcher die Grundringe zwischen den Vorleitschaufeln nach oben verformen will, und der sogenannten Deckelkraft, d.h. den auf den angeschraubten Turbinendeckel ausgeübten im wesentlichen zur Laufradachse parallelen vom Wasserdruck herrührenden Kräften, die über die hierdurch auf Zug beanspruchten Schrauben in den VorleitschauSelring eingeleitet werden. Es ist ferner bekannt, die flachen Grundringe, zwischen denen die Vorleitschaufeln eingeschweißt sind, durch aufgeschweißte Kastenprofile (z.B. DE-PS 1 258 360) oder einfach durch Verstärkungsprofile oder Ringe (z.B. CH-PS 322 758 oder US-PS 4 134 530) zu verstärken. Es ergeben sich durch diese Verstärkungskonstruktionen relativ aufwendige zusätzliche Konstruktionsteile und Schweißarbeiten, die insbesondere bei den immer größer werdenden Anlagen bezüglich des Gewichtes und der.Fertigungszeit und damit der Kosten immer stärker zu Buche schlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorleitschaufelring zu schaffen, der insbesondere bei großen Anlagen gegenüber den konventionellen Konstruktionen eine Gewichts- und Arbeitseinsparung ermöglicht.
Die Erfindung löst das Problem dadurch, daß Jeweils im Bereich der Vorleitschaufeln eine zwischen Turbinendeckel und Vorleitschaufelring eine statisch wirksame Verbindung herstellende Schraubenverbindung angeordnet ist, derart, daß der Turbinendeckel als Versteifung der flachen Ringe wirkt und der Vor-Ieitschaufelring erst nach dem Zusammenbau mit dem Turbinendeckel die notwendige Steifigkeit aufweist. Vorzugsweise sind dabei zwischen den statisch wirksamen Schrauben im Bereich der Vorleitschaufeln weitere im wesentlichen der reinen Befestigung des Turbinendeckels dienende schwächere Schrauben vorgesehen.
Es wird also ein Teil der Tragwirkung des VorleitschauSelringes vor Cm Maschinendeckel übernommen, dr bei den bekannten Ausbildungen zwar an dem Vorleitschaufelnng angesenraubt ist.
Diese Schrauben waren aber lediglich zur Aufnahme der auf den Deckel wirkenden Wasserkräfte dimensioniert Sie waren keinesfalls geeignet, in irgendeiner Weise den Deckel so mit dem Vorleitschaufelring zu verbinden, daß auf besondere zusätzliche Versteifungskonstruktionen verzichtet werden und/oder die Grundringe schwächer als bisher ausgebildet werden konnten. Ohne den Turbinendeckel ist der Vorleitschaufelring nicht in der Lage, die auf ihn wirkenden Kräfte auf zunehmen. Bei den Turbinendeckeln handelt es sich in der Regel um sehr steife Konstruktionen, die unverändert oder nur mit geringen Anderuren zusätzliche Kräftewirkungen übernehmen können.
Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch den Vorleitschaufelring im Bereich des oberen Grundringes und Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf den Vorleitschaufelring nach Fig. 1.
Die Vorleitschaufeln 3 sind zwischen Grundringen 4 eingeschweißt, von denen in der Figur nur der obere Grundring dargestellt ist. An diesem oberen Grundring 4 ist die Spirale 5 unter Zwischenschaltung eines kurzen Ansatzes 6 angeschweißt, während auf der Innenseite der Turbinendeckel 7 angeschraubt ist. Die Schrauben 8 im Bereich der Vorleitschaufeln 3 haben eine solche Stärke, daß sie die gewünschte statisch wirksame Verbindung zwischen dem Turbinendeckel und der aus den Vorleitschaufeln 3 und den Ringen 4 bestehenden Vorleitschaufelring herstellen.
In der Fig. 1 sind die an dem Vorleitschaufelring angreifenden Kräfte dargestellt. An ihm greifen an a) der Schußzug s, b) der örtliche Wasserdruck p und die sogenannte Deckelkraft D.
Die Deckelkraft D wird üblicherweise über den gesarr-.ten Umfang verteilt gleichmäßig eingesetzt. Der Ring 4 wird unter der Wirkung der Kräfte D und p über die Spannweite b zwischen zwei Vorleitschaufeln einer Biegebeanspruchung mit Durchbiegung nach oben unterworfen. Diese Biegebeanspruchung wird gemaß der Erfindung bei entsprechend dimensionierter Verschraubung zwischen dem Deckel 7 und dem Ring 4 reduziert. Um den Entiastungseffekt zu erzwingen, werden die Schrauben 8 im Bereich der Vorleitschaufeln gegenüber den dazwischenliegenden Schrauben 9 entsprechend stärker ausgebildet.
Leerseite

Claims

Kennwort: "Lastenausgleich" Patentansprüche 1Vorleitschaufeiring für Wasserturbinen, der mit einem Stahlblech-Spiralgehäuse verschweißt ist und an dem der Turbinendeckel einer Francis-Turbine angeschraubt ist, mit zwischen zwei flachen Ringen eingeschwei3ten Vorleitschaufeln und mit Mitteln zum Versteifen des Ringes, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich der Vorleitschaufeln (3) eine zwischen Turbinendeckel (7) und Vorleitschaufeiring eine statisch wirksame Verbindung herstellende Schraubenverbindung (8) angeordnet fist, derart, daß der Turbinendeckel (7) als Versteifung der flachen Ringe (4) wirkt und der Vorleitschaufelring (3 + 4) erst nach dem Zusammenbau mit dem Turbinendeckel (7) die notwendige Steifigkeit aufweist.
2. Vorleitschaufelring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aus zwischen den statisch wirksamen Schrauben (8) im Bereich der Vorleitschaufeln (3' weitere im wesentlichen der reinen Befestigung des Turbinendeckels (7) dienende schwächere Schrauben (9) vorgesehen sind;