DE4335485A1

DE4335485A1 - Device for fastening a heavy machine part on a cemented foundation

Info

Publication number: DE4335485A1
Application number: DE19934335485
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Kordel; Peter Dipl Ing Barth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-04-20

Abstract

The invention relates to a device for fastening a heavy machine part (1), in particular a bearing (1) of a steam turbine (10), on a cemented foundation (2). According to the invention, the device has at least one metallic anchor (3) which can be cemented in a frictionally locking manner into the foundation (2) and on which the heavy machine part (1) is fastened. This avoids the situation, upon fastening of the heavy machine part (1), where the foundation (2) is subjected, via the loading resulting from the gravitational force, to inherent compressive stressing which may cause creep deformation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung eines Großmaschinenteils auf einem zementierten Fundament. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Befesti gung eines Lagers einer Dampfturbine, insbesondere einer Großdampfturbine nach Art eines Niederdruckteils eines mehrstufigen Turbosatzes zur Bereitstellung einer mechani schen Leistung von mehreren Hundert Megawatt. Ein Lager für eine derartige Dampfturbine wird üblicherweise be festigt auf einem Fundament aus Beton.The invention relates to a device for fastening of a large machine part on a cemented foundation. The invention relates in particular to the fastening supply of a bearing of a steam turbine, in particular one Large steam turbine in the manner of a low pressure part multi-stage turbo set to provide a mechani output of several hundred megawatts. A warehouse for such a steam turbine is usually be strengthens on a concrete foundation.

Bisher erfolgte die Befestigung eines Dampfturbinenteils auf einem zementierten Fundament mit zumindest einem metallischen Spannanker, der das gesamte Fundament durch quert, ohne mit diesem formschlüssig verbunden zu sein, und sich an einer Unterseite des Fundamentes abstützt. Zur Befestigung des Dampfturbinenteils werden dieses und das gesamte Fundament mittels des Spannankers gegeneinanderge preßt. Dabei kommt es insbesondere zu einer Druckbelastung des Fundamentes, auf die das Fundament mit einer Kriech deformation reagiert. Eine solche Kriechdeformation führt zu Lageänderungen des Dampfturbinenteils, die, obwohl sie in der Regel über Monate hinweg nur in der Größenordnung von Millimetern liegen, die Funktion der Dampfturbine er heblich beeinträchtigen können. Eine Lageänderung eines Lagers für die Welle einer Dampfturbine, die gemäß üb licher Praxis in einem unabhängig gelagerten Gehäuse ange ordnet ist, bewirkt nämlich eine Änderung des radialen Spiels des Läufers der Dampfturbine. Eine Lageänderung des Läufers der Dampfturbine verändert somit unmittelbar die Dichtung, die zwischen dem Läufer und den feststehenden Teilen der Dampfturbine erforderlich ist, und kann den Wirkungsgrad der Dampfturbine erheblich beeinträchtigen. Lageänderungen des Läufers von wenigen Millimetern können durchaus zu einer Verringerung der abgegebenen mechani schen Leistung in der Größenordnung von Prozenten führen.So far, a steam turbine part has been attached on a cemented foundation with at least one metallic tension anchor that runs through the entire foundation crosses without being positively connected to it, and is supported on an underside of the foundation. For Attachment of the steam turbine part this and that entire foundation against each other by means of the tension anchor presses. This results in a pressure load in particular of the foundation on which the foundation with a creep deformation responds. Such a creep deformation leads to changes in position of the steam turbine part which, although they usually only of the order of magnitude for months of millimeters, the function of the steam turbine can significantly affect. A change of position of a Bearing for the shaft of a steam turbine, which according to Licher practice in an independently stored housing is ordered, namely causes a change in the radial Game of the runner of the steam turbine. A change of location of the The rotor of the steam turbine thus immediately changes the Seal between the runner and the fixed Part of the steam turbine is required and can Effectively affect the efficiency of the steam turbine. Changes in position of the rotor of a few millimeters can quite a reduction in the mechani delivered performance in the order of percent.

Kriechdeformationen des Fundamentes beeinträchtigen darü berhinaus auch unmittelbar die Funktion des Spannankers, da sie zu einer Verringerung seiner Spannung führen und damit die Steifigkeit der Anordnung aus Dampfturbinenteil, Fundament und Spannanker beeinträchtigen. Hieraus können sich unter Umständen nachteilige Änderungen des Schwin gungsverhaltens dieser Anordnung ergeben.Creep deformations of the foundation affect this furthermore also the function of the tension anchor, since they lead to a reduction in his tension and thus the rigidity of the arrangement of the steam turbine part, Impact foundation and tension anchor. From this you can there may be adverse changes in the swine result behavior of this arrangement.

Dementsprechend ist es erforderlich, die Spannung eines Spannankers und die Ausrichtung eines Dampfturbinenteils auf einem Fundament in regelmäßigen und nicht zu großen zeitlichen Abständen zu überprüfen und ggf. zu korrigie ren, was allerdings mit sehr aufwendigen Messungen und entsprechendem zeitlichen Aufwand erforderlich ist. Bei derartigen Messungen muß auch die betroffene Dampfturbine ruhen, was einen erheblichen Umsatzausfall nach sich zieht.Accordingly, it is necessary to adjust the voltage of a Tension anchor and the alignment of a steam turbine part on a foundation in regular and not too big check intervals and correct if necessary ren, but what with very complex measurements and corresponding time expenditure is required. At Such measurements must also be carried out on the steam turbine concerned rest, which results in a significant loss of sales pulls.

Mithin beruht die Erfindung auf der Aufgabe, eine Einrich tung zur Befestigung eines Großmaschinenteils auf einem zementierten Fundament anzugeben, bei der eine Beeinträch tigung durch eine Kriechdeformation des Fundamentes weit gehend vermieden wird.The invention is therefore based on the task of a device device for fastening a large machine part on a to specify cemented foundation, in which an adverse effect due to creep deformation of the foundation is avoided.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Befestigung eines Großmaschinenteils auf einem zementierten Fundament ist gekennzeichnet durch zumindest einen metallischen und in das Fundament kraft schlüssig einzementierten Anker, an dem das Großmaschinenteil befestigbar ist.The inventive device for attaching a Large machine part is on a cemented foundation characterized by at least one metallic and in the foundation is firmly cemented to the the large machine part is attachable.

Erfindungsgemäß kann zur Befestigung eines Großmaschinen teils auf einem zementierten Fundament weitgehend von dem Aufbringen hoher Druckspannungen auf das Fundament abge sehen werden, so daß Kriechdeformationen im wesentlichen vermieden werden. Die Kräfte, die von dem Großmaschinen teil auf das Fundament ausgeübt werden, werden nicht mehr von den das gesamte Fundament verspannenden Spannankern, sondern von spannungslos in das Fundament einzementierten metallischen Einbauteilen übernommen.According to the invention for fastening a large machine partly on a cemented foundation largely from that Abge applying high compressive stresses are seen so that creep deformations essentially be avoided. The forces from the large machines are no longer exercised on the foundation of the tensioning anchors spanning the entire foundation, but cemented into the foundation without tension metallic fittings.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich der Anker nur über einen Teil einer Höhe des Fundamentes und stellt damit ein kompaktes, leicht zu fertigendes und weitgehend problemlos zu transportierendes Bauteil dar.As part of an advantageous further development, it extends the anchor only over part of a height of the foundation and thus represents a compact, easy to manufacture and largely easy to transport component.

Mit weiterem Vorteil ist der Anker aus mehreren winklig, vorzugsweise etwa senkrecht, zueinander angeordneten Trägern zusammengebaut und hat somit eine Gestalt, die für eine feste Verankerung in dem Fundament besonders günstig ist.Another advantage is that the anchor is made up of several angles, preferably arranged approximately perpendicular to each other Carriers assembled and thus has a shape that for a firm anchoring in the foundation is particularly favorable is.

Die Träger sind vorteilhafterweise miteinander ver schweißt.The carriers are advantageously ver welds.

Besonders vorteilhaft ist es, daß der Anker einen senk rechten Träger und mehrere daran befestigte waagrechte Träger aufweist. Um die Verankerung dieses Trägers weiter zu verbessern, kann jeder waagrechte Träger von zumindest einem in das Fundament einzementierten, metallischen Ver stärkungsbogen überspannt sein. Ein solcher Verstärkungs bogen, der mit dem eigentlichen Anker keine metallische Verbindung aufweisen muß und von dem Anker beabstandet sein kann, verbessert die Krafteinleitung von dem Anker in das Fundament und trägt somit bei zu der Stabilität der Einrichtung.It is particularly advantageous for the anchor to lower right carrier and several horizontal ones attached to it Carrier has. To further anchor this beam any horizontal beam can at least improve a metallic Ver. cemented into the foundation strengthening sheet to be spanned. Such a reinforcement bow that is not metallic with the actual anchor Must have connection and spaced from the anchor can improve the introduction of force from the anchor into the foundation and thus contributes to the stability of the Facility.

Ebenso vorteilhaft ist es, daß der Anker Rippen aufweist, die sich in das Fundament hinein erstrecken und den Kraft schluß zwischen dem Anker und dem Fundament weiter ver bessern. Die Rippen werden günstigerweise realisiert durch den Einbau zumindest eines Trägers mit H-förmigem Quer schnitt in den Anker.It is also advantageous that the anchor has ribs, which extend into the foundation and the strength further between the anchor and the foundation improve. The ribs are conveniently realized by the installation of at least one beam with an H-shaped cross cut the anchor.

Das zementierte Fundament besteht mit besonderem Vorteil aus Beton, vorzugsweise mit einer metallischen Armierung, insbesondere aus Stahlbeton.The cemented foundation is particularly advantageous made of concrete, preferably with a metallic reinforcement, especially made of reinforced concrete.

Wie bereits angedeutet, kann bei der Befestigung eines Großmaschinenteils an der Einrichtung jedweder Ausgestal tung davon abgesehen werden, das Fundament zwischen dem Anker und dem Großmaschinenteil, selbstverständlich abge sehen von der Schwerkraft als solche, mit Druckspannungen zu belasten. Auf diese Weise werden Kriechdeformationen des Fundamentes in besonderem Maße vermieden. Insbesondere wird dies dadurch realisiert, daß das Großmaschinenteil und der Anker ohne Einspannung des Fundamentes gegenein ander verspannt sind.As already indicated, when attaching a Large machine part on the equipment of any configuration apart from the foundation between the Anchor and the large machine part, of course, abge see gravity as such, with compressive stresses to charge. In this way, creep deformations of the foundation avoided in a special measure. Especially this is realized in that the large machine part and the anchor against each other without clamping the foundation others are tense.

Die Einrichtung jedweder Ausgestaltung ist besonders ge eignet zur Befestigung eines Dampfturbinenteils, insbe sondere eines Lagers für eine Welle einer Dampfturbine.The establishment of any configuration is particularly ge suitable for fastening a steam turbine part, esp special of a bearing for a shaft of a steam turbine.

Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor. Dort zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing forth. Show there:

Fig. 1 ein Großmaschinenteil in Form eines Lagers, welches an einer Einrichtung der vorstehend beschriebenen Art auf einem Fundament befestigt ist; Figure 1 is a large machine part in the form of a bearing which is attached to a device of the type described above on a foundation.

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Einrichtung; Fig. 2 shows another embodiment of this device;

Fig. 3 und Fig. 4 zwei Ansichten einer speziellen Ausfüh rungsform ein es Ankers für eine solche Einrichtung. Fig. 3 and Fig. 4 show two views of a special Ausfüh approximately an anchor for such a device.

Einleitend sei darauf hingewiesen, daß mit keiner der Zeichnungen eine maßstabsgetreue Wiedergabe einer Einrich tung zur Befestigung eines Großmaschinenteils auf einem zementierten Fundament oder bestimmter Bestandteile einer solchen Einrichtung beabsichtigt ist. Die Wahl der Ab messungen einer derartigen Einrichtung sowie aller ihrer Bestandteile obliegt entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Einzelfalls dem dazu tätigen Fachmann.In the introduction it should be pointed out that none of the Drawings a scale representation of a Einrich device for fastening a large machine part on a cemented foundation or certain components of a such facility is intended. The choice of Ab measurements of such a facility and all of its facilities Components are responsible according to the requirements of the relevant specialist in each individual case.

Fig. 1 zeigt ein Großmaschinenteil 1 in Form eines Lagers 1, in dem eine Welle 9 einer schematisch angedeuteten Dampfturbine 10 gelagert ist. Hierbei ist davon auszu gehen, daß die Dampfturbine 10 unabhängig von dem Lager 1 auf einem besonderen Fundament gelagert ist. Bei Dampftur binen 10 in Kraftwerken ist dies in der Regel der Fall, da eine solche Anordnung in relativ einfacher Weise die Be rücksichtigung von Wärmedehnungen, die sich beim Betrieb der Dampfturbine 10 ergeben, erlaubt. Fig. 1 shows a large machine part 1 in the form of a bearing 1 is supported in which a shaft 9 of a diagrammatically indicated steam turbine 10. It can be assumed that the steam turbine 10 is mounted independently of the bearing 1 on a special foundation. In steam turbines 10 in power plants, this is usually the case, since such an arrangement in a relatively simple manner allows for the consideration of thermal expansions that result from the operation of the steam turbine 10 .

Das Lager 1 ist auf einem im dargestellten Fall zweiteili gen Fundament 2 befestigt. Das Fundament 2 ist ein zemen tiertes Fundament und besteht aus Stahlbeton, also Beton mit einer eingelagerten stählernen Armierung 8. Diese Armierung 8 ist teilweise dargestellt; sie erstreckt sich entsprechend üblicher Praxis durch das gesamte Fundament 2. In das Fundament 2 einzementiert, nämlich eingegossen, sind zwei Anker 3 mit jeweils einem senkrechten metal lischen Träger 4 und einem unten an diesem angeschweißten waagrechten Träger 5. Jeder senkrechte Träger 4 weist Rippen 7 auf, welche vorzugsweise dadurch realisiert sind, daß der Träger 4 ein Profil mit H-förmigem Querschnitt hat, um so den Kraftschluß zwischen dem Anker 3 und dem Fundament 2 zu verbessern. Am oberen Ende jedes Ankers 3 ist ein Kasten 16 gebildet, der oben mit einer Oberplatte 17 abgeschlossen ist. In jedem Kasten 16 reicht jeweils ein Spannanker 11 hinab. Jeder Spannanker 11 ist mit zwei Muttern 14 gegen die Oberplatte 17 bzw. das Lager 1 ver schraubt. Eine feste Verbindung des Lagers 1 mit dem Fun dament 2 wird erreicht durch die Verspannung des Lagers 1 gegen die Anker 3 und den Kraftschluß, den die Anker 3 mit dem Fundament 2 bilden. Im dargestellten Fall liegt das Lager 1 über eine Zwischenplatte 15 auf dem Fundament auf. Eine solche Zwischenplatte 15 wird vielfach für ver schiedene Funktionen vorgesehen; im dargestellten Beispiel ist sie für die Befestigung des Lagers 1 von untergeord neter Bedeutung.The bearing 1 is attached to a two-part foundation 2 shown in the case shown. The foundation 2 is a cemented foundation and consists of reinforced concrete, i.e. concrete with an embedded steel reinforcement 8 . This reinforcement 8 is partially shown; it extends through the entire foundation 2 in accordance with customary practice. Cemented into the foundation 2 , namely cast in, are two anchors 3 , each with a vertical metallic carrier 4 and a horizontal carrier 5 welded to the bottom thereof. Each vertical support 4 has ribs 7 , which are preferably realized in that the support 4 has a profile with an H-shaped cross section, so as to improve the frictional connection between the anchor 3 and the foundation 2 . At the upper end of each anchor 3 , a box 16 is formed, which is closed at the top with an upper plate 17 . In each box 16 a tension anchor 11 extends down. Each tension anchor 11 is screwed ver with two nuts 14 against the top plate 17 or the bearing 1 . A firm connection of the bearing 1 with the fun dament 2 is achieved by bracing the bearing 1 against the armature 3 and the frictional connection that the armature 3 form with the foundation 2 . In the illustrated case, the bearing 1 rests on the foundation via an intermediate plate 15 . Such an intermediate plate 15 is often provided for various functions; in the example shown, it is of subordinate importance for the attachment of the bearing 1 .

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den oberen Teil eines Ankers 3. Zu sehen ist ein senkrechter Träger 4 mit Rippen 7. Die Rippen 7 sind zur Bildung des Kastens 16 über das obere Ende des senkrechten Trägers 4 hinweg fort gesetzt und tragen die Oberplatte 17. Auf der Oberplatte 17 liegt das Lager 1 auf und ist mittels eines Spannankers 11 mit dem Anker 3 verspannt. Der Spannanker 11 ist wieder um mit zwei Muttern 14, 12 fixiert, nämlich mit einer nor malen Mutter 14 am oberen Ende und einer Kugelmutter 12 am unteren Ende. Die Kugelmutter 12 liegt mit einer Kugel fläche an einer Kugelfläche eines Kugelsitzes 13, welcher gegen die Oberplatte 17 gepreßt wird, an und erlaubt somit in gewissem Umfang, daß der Spannanker 11 mit einer Neigung gegen die senkrechte eingebaut wird. Hierdurch können ggf. gewisse Unregelmäßigkeiten in der Abmessung des Fundamen tes 2 oder des Ankers 3, die sich bei der Herstellung er geben können, ausgeglichen werden. Fig. 2 shows an embodiment for the upper part of an armature 3. A vertical support 4 with ribs 7 can be seen . The ribs 7 are continued to form the box 16 over the upper end of the vertical support 4 and carry the top plate 17th The bearing 1 rests on the top plate 17 and is clamped to the anchor 3 by means of a tension anchor 11 . The tension anchor 11 is again fixed with two nuts 14 , 12 , namely with a normal paint nut 14 at the upper end and a ball nut 12 at the lower end. The ball nut 12 lies with a ball surface on a spherical surface of a ball seat 13 , which is pressed against the top plate 17 , and thus allows to a certain extent that the tension anchor 11 is installed with an inclination against the vertical. As a result, certain irregularities in the dimension of the base 2 or the armature 3 , which may arise during manufacture, can be compensated for.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine besonders günstige Ausge staltung eines Ankers 3. Nunmehr wird auf beide Figuren gemeinsam Bezug genommen. Die Figuren zeigen zwei Ansich ten eines Ankers 3 aus zueinander orthogonalen Richtungen; in Fig. 3 ist die Ansicht, die in Fig. 4 dargestellt ist, angedeutet durch die Linie IV-IV, in Fig. 4 die An sicht gemäß Fig. 3 durch die Linie III-III. Der Anker 3 trägt wiederum am oberen Ende einen Kasten 16, in den ein Spannanker oder dergleichen zur Befestigung des Großma schinenteils hinabreichen kann. An den Kasten 16 schließt sich ein senkrechter Träger 4 an, der in bekannter Weise wiederum Rippen 7 aufweist. An diesen senkrechten Träger 4 ist ein waagrechter Träger 5 mit H-förmigem Querschnitt angeschweißt; auch er trägt somit Rippen 7. An den waag rechten Träger 5 schließen sich nach unten zwei weitere senkrechte Träger 4 an, deren jeder ein L-förmiges Profil hat, wie angedeutet in Fig. 3. An diese beiden senkrech ten Träger schließt sich als unterstes Bauteil des Ankers 3 eine Unterplatte 18 an. Der waagrechte Träger 5 ist auf jeder Seite überspannt von zwei Verstärkungsbogen 6, die beide nicht unmittelbar metallisch mit dem Anker 3 ver bunden sind - von einer eventuell möglichen metallischen Verbindung über eine Armierung den Fundamentes, in das der Anker 3 einzugießen ist, vergleiche Fig. 1, abgesehen. Die Verstärkungsbogen 6 sind metallisch wie die Träger 4, 5, bestehen also insbesondere aus Stahl in entsprechender Qualität. Sie verbessern den Kraftschluß zwischen dem Anker 3 und dem Fundament und können somit einen wichtigen Beitrag zur Stabilität der mit dem Anker gebildeten Ein richtung zur Befestigung eines Großmaschinenteils auf einem zementierten Fundament liefern. FIGS. 3 and 4 show a particularly favorable Substituted staltung an anchor 3. Reference is now made to both figures together. The figures show two views of an anchor 3 from mutually orthogonal directions; in Fig. 3 is the view shown in Fig. 4, indicated by the line IV-IV, in Fig. 4 the view according to Fig. 3 by the line III-III. The anchor 3 in turn carries at the upper end a box 16 in which a tension anchor or the like can reach down for fastening the Großma machine part. The box 16 is followed by a vertical support 4 , which in turn has ribs 7 in a known manner. A horizontal beam 5 with an H-shaped cross section is welded to this vertical beam 4 ; it also has ribs 7 . At the horizontally right beam 5 there are two further vertical beams 4 , each of which has an L-shaped profile, as indicated in FIG. 3. These two vertical beams are joined by a bottom plate 18 as the bottom component of the armature 3 at. The horizontal support 5 is spanned on each side by two reinforcing arches 6 , both of which are not directly metallic with the anchor 3 connected - from a possible metallic connection via a reinforcement, the foundation into which the anchor 3 is to be poured, see FIG. 1, apart. The reinforcement bends 6 are metallic like the supports 4 , 5 , so they consist in particular of steel of appropriate quality. They improve the frictional connection between the armature 3 and the foundation and can thus make an important contribution to the stability of the device formed with the armature for fastening a large machine part on a cemented foundation.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung eines Großmaschinenteils, insbesondere eines Lagers einer Dampfturbine, auf einem zementierten Fundament. Erfin dungsgemäß hat die Einrichtung zumindest einen metal lischen und in das Fundament kraftschlüssig einzementier ten Anker, an dem das Großmaschinenteil befestigbar ist. Hierdurch wird bei der Befestigung des Großmaschinenteils vermieden, daß das Fundament über die von der Schwerkraft ausgehenden Belastungen hinaus mit Druckeigenspannungen, welche Ursachen von Kriechdeformationen sein können, be lastet wird.The invention relates to a device for fastening a large machine part, in particular a warehouse Steam turbine, on a cemented foundation. Erfin According to the device has at least one metal mix and cement non-positively into the foundation ten anchor to which the large machine part can be attached. As a result, when attaching the large machine part avoided the foundation of gravity outgoing loads with residual compressive stress, what causes creep deformations can be is burdened.

Claims

1. Device for fastening a large machine part ( 1 ) on a cemented foundation ( 2 ), characterized by at least one metallic and in the foundation ( 2 ) non-positively cemented anchor ( 3 ) to which the large machine part ( 1 ) can be fastened.

2. Device according to claim 1, wherein the foundation ( 2 ) has a height and the anchor ( 3 ) extends only over part of the height.

3. Device according to claim 1 or 2, wherein the armature ( 3 ) from several angular, preferably approximately perpendicular, mutually arranged supports ( 4 , 5 ) is assembled.

4. Device according to claim 3, wherein the carriers ( 4 , 5 ) are welded together.

5. Device according to claim 3 or 4, wherein the anchor ( 3 ) has a vertical support ( 4 ) and a plurality of horizontal supports.

6. Device according to claim 5, in which each horizontal support ( 5 ) is spanned by at least one metallic reinforcement arch ( 6 ) cemented into the foundation ( 2 ).

7. Device according to one of the preceding claims, wherein the armature ( 3 ) has ribs ( 7 ).

8. The device according to claim 7, wherein the armature ( 3 ) has at least one carrier ( 4 , 5 ) with an H-shaped cross section.

9. Device according to one of the preceding claims, wherein the foundation ( 2 ) made of concrete, preferably with a metallic reinforcement ( 8 ).

10. Device according to one of the preceding claims, in which on the armature ( 3 ) a large machine part ( 1 ) be fastened, characterized in that the large machine part ( 1 ) and the anchor ( 3 ) braced against each other without clamping the foundation ( 2 ) are.

11. Use of a device according to one of the preceding claims for fastening a steam turbine part ( 1 ), in particular a bearing ( 1 ) for a shaft ( 9 ) of a steam turbine ( 10 ).