DE3008554C2 - Vorleitschaufelring für Wasserturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorleitschaufelring für Wasserturbinen, der mit einem Stahlblech-Spiralgehäu- »e verschweißt ist und an dem di Turbine ndeckel einer Francis-Turbine angcschrrubt ist. mit zwischen zwei flachen Ringen eingeschweißten '"'orleiKchaufeln und nit Mitteln zum Versteifen des Ringes.

Es ist bekannt und allgemein üblich, den im Einlauf einer Francis-Turbine innen an die Einlaufspirale angeschlossenen Vorleitschaufelring festigkeitsmäßig als selbsttragendes Teil zu berechnen und auch auszubilden. Der Vorleitschaufelring unterliegt im wesentlichen Kräften aus dem sogenannten Schußzug der unmittelbar am Ring angeschweißten aus Bleci,-ichüssen zusammengesetzten Einlaufspirale. dem örtlich auf den Ring von innen wirkenden Wasserdruck, welcher die Grundringe zwischen den Vorleitschaufeln ■ach oben verformen will, und der sogenannten Deckelkraft, d. h. den auf den angeschraubten Turbinendeckel ausgeübten im wesentlichen zur I.aufradachse parallelen vom Wasserdruck herrührenden Kräften, die iber die hierdurch auf Zug beanspruchten Schrauben in den Vorleitschaufelnng eingeleitet werden. Es ist ferner bekannt, die flachen Grundringe, zwischen denen die Vorleitschaufeln eingeschweißt sind, durch aufgeichweißte Kastenprofile (z.B. DEPS 12 58 360) oder einfach durch Verstärkungsprofile oder Ringe (z. B. CH-PS 3 22 758 oder USPS 41 34 530) zu verstärken. Es ergeben sich durch diese Verstärkungskonstruktio-Ben relativ aufwendige zusätzliche Konstruktionsteile •nd Schweißarbeiten, die insbesondere bei den immer größer werdenden Anlagen bezüglich des Gewichtes und der Fertigungszeit und damit der Rosten immer »tärker zu Buche schlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorleitschaufelring zu schaffen, def insbesondere bei großen Anlagen gegenüber den konventionellen Kon*

struktionen 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 Turbinendeckels als Versteifung der flachen Ringe wirkt und der Vorleitschaufelring erst nach dem Zusammenbau i-iit 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 Vorleitschaufelringes von dem Maschinendeckel übernommen, der bei den bekannten Ausbildungen zwar an dem Vorleitschaufelring angeschraubt 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 aufzunehmen. Bei den Turbinendeckeln handelt es sich in der Regel um sehr steife Konstruktionen, die unverändert oder nur mit geringen Änderungen zusätzliche Kräftewirkungen übernehmen können.

Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch den Vorleitschaufelring im Bereich des oberen Grundringes und

Fig. 2 ichematisch eine Draufsicht auf den Vorleitschaufelring nach Fig. 1.

Die Vorleitschaufeln 3 sind /-.wischen Grundringen 4 eingeschweißt, von denen in der ΐ i_fa'ur nur der obere Grundnng dargestellt ist. An diesem oberpp 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 Vorleitschaufelrinp herstellen.

In der F i g. 1 sind die an dem Vorleitschaufelring angreifenden Kräfte dargestellt. An ihm greifen an
a) der Schußzug s, u) der örtliche Wasserdruck ρ und die sogenannte Deckelkraft D.

Die Deckelkraft D wird üblicherweise über den gesamten Umfang verteilt gleichmäßig eingesetzt. Der Ring 4 wird unter der Wirkung der Kräfte Dund ρ über die Spannweite b zwischen zwei Vorleitschaufeln einer Biegebeanspruchung mit Durchbiegung nach oben unterworfen. Diese Biegebeanspruchung wird gemäß der Erfindung bei entsprechend dimensionierter Verschraubung zwischen dem Deckel 7 und dem Ring 4 reduziert Urri den EnllaslUngseffekl ZU erzwingen, werden die Schrauben 8 im Bereich der Vorleitschaufeln gegenüber den dazwischenliegenden Schrauben 9 entsprechend stärker ausgebildet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorleitschaufelring für Wasserturbinen, der mit einem Stahlblech-Spiralgehäuse verschweißt ist und an dem der Turbinendeckel einer Frwcis-Turbine angeschraubt ist, mit zwischen zwei fluchen Ringen eingeschweißten Vorleitschaufeln unt mit Mitteln zum Versteifen des Ringes, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich der Vorleitschaufeln (3) eine zwischen Turbinendeckel (7) und Vorleitschaufelring eine statisch wirksame Verbindung herstellende Schraubenverbincung (8) angeordnet ist, 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, daß zwischen den su.tisch wirksamen Schrauben (8) im Bereich der Vorleitschaufeln (3) weitere im wesentlichen der reinen Befestigung des Turbinendeckels (7) dienende schwächere Schrauben (9) vorgesehen sind.