DE468307C

DE468307C - Gehaeuse fuer Hochdruckmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE468307C
Application number: DEA51024D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1927-05-28
Filing date: 1927-05-28
Publication date: 1928-11-10

Description

Bei Maschinen, welche hohen Drücken und hohen Temperaturen unterworfen sind, ist es schwierig, die für eine Längsteilung des Gehäuses notwendige Verschraubung mit ihren Flanschen und Bolzen so zu bemessen, daß die Dichtheit des Gehäuses gewährleistet ist. Es sind deshalb bisher solche Maschinen vielfach ohne Längsteilung ausgeführt worden, was jedoch deren Zusammenbau sowohl als besonders den Wiederausbau der inneren Teile erschwert.

Zweck vorliegender Erfindung ist, die erwünschte Zweiteilung auch bei Gehäusen von Hochdruckmaschinen möglich zu machen. Die Erfindung besteht daher darin, daß ein ohne Schrumpf über das Gehäuse gestreifter Ring oder deren-mehrere das in einer Längsebene geteilte Hochdruckgehäuse zusammenhält oder -halten, wobei die für die Dichtung des Gehäuses notwendige Spannung des Ringes oder der Ringe entweder durch die Erwärmung des Gehäuses selbst oder durch einen Temperaturunterschied zwischen Ring oder Ringen und Gehäuse erfolgt.

Hierfür gibt es zwei Lösungen. Entweder macht man den Ring aus einem Baustoff, dessen Dehnungskoeffizient von dem des Gehäuses so verschieden ist, daß bei der Betriebstemperatur die gewünschte Spannung der Ringe eintritt, oder man sorgt dafür, daß im Betriebszustand die Ringe kälter sind als das Gehäuse. In beiden Fällen können die Ringe im kalten Zustande ganz oder fast spannungslos sein.

Auf der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem einseitig unterstützen, ,geteilten Hochdruckgehäuse,

Abb. 2 bei einem zweiseitig unterstützten Gehäuse.

Abb. 3: Die Halteringe sind unmittelbar über das Gehäuse gestreift.

Abb. 4: Zwischen Halteringen und Gehäuse ist eine Wärmeschutzschicht.

Abb. 5: Künstliche Kühlung der Ringe.

Abb. 6: Das Gehäuse ist durch eine Wärmeschutzschicht gegen Wärmeabgabe geschützt.

Abb. 7: Die Halteringe sind auf vorstehende, mit Aussparungen versehene Rippen aufgestreift und

x\bb. 8: Ansicht hierzu.

Sofern man den Ring aus einem Baustoff machen will, dessen Dehnungskoeffizient von dem des Gehäuses verschieden ist, so daß bei der Betriebstemperatur die gewünschte Spannung der Ringe eintritt, ist es beispielsweise zweckmäßig, die Ringe c (Abb. 3) aus hochwertigem Nickelstahl herzustellen, welcher bekanntlich einen wesentlich geringen Ausdehnungskoeffizienten hat als gewöhnlicher Stahl oder Stahlguß, aus welchem das Gehäuse e hergestellt ist.

Bei Ausführungen nach der zweiten Art kann der notwendige Temperaturunterschied zwischen Gehäuse e und Ring c nach Abb. 4 durch eine Wärmeschutzschicht d des Ringes vom Gehäuse erreicht werden. Ein solcher

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Wärmeschutz kann auch dadurch erreicht werden, daß man die Halteringe c gemäß Abb. 7 und 8 auf vorspringende Rippen g aufliegen läßt, wodurch die Wärmeübertragung durch die verminderte Sitzfläche einerseits und durch die in den Aussparungen h zwischen den Rippen g entstehende Luftschicht anderseits gehemmt wird.

Gemäß Abb. 5 kann der notwendige Temperaturunterschied auch durch eine besondere Kühlvorrichtung /, beispielsweise durch wasserdurchflossene Kühlschlangen, aufrechterhalten werden. Hierbei kann die Kühlung durch den Temperaturunterschied selbst überwacht sein, indem beispielsweise am Ring und Gehäuse Thermoelemente angebracht werden, durch die die Kühlung selbsttätig geregelt wird. Man kann auch dafür sorgen, daß infolge natürlicher Kühlung die Ringe kälter sind als das Gehäuse, indem man beispielsweise nach Abb. 6 das Gehäuse e mit einer Wärmeschutzschicht i umgibt, während die Halteringe c von der Luft bespült werden.

Die Halteringe können kegeligen Querschnitt haben, so daß sie durch Aufpressen eine kleine Vorspannung erhalten. Immerhin muß die Abschrägung selbsthemmend sein.

Das Aufundabbringen der Halteringe kann noch dadurch erleichtert werden, daß das Gehäuse nach Abb. 1 nur einseitig unterstützt ist. Dies kann insbesondere dann leicht gemacht werden, wenn im Gehäuse ein starker Druckabfall von der einen Seite nach der anderen stattfindet, wobei dann die freie Seite des Gehäuses die Hochdruckseite ist. Man kann auch. nach Abb. 2 das hochdruckseitige Lager so unterstützen, daß die Ringe durch Wegnahme eines Trägers k angebracht werden können.

Bei den meisten Hochdruckmaschinen, wie z. B. Gas- und Dampfturbinen, ist im Leerlauf der Maschine das Gehäuse noch keinem oder nur einem geringdn Druck unterworfen. In diesem Falle genügt eine kleine Vorspannung der Ringe, um die Maschine beim Anlaufen dichtzuhalten. Dagegen erhält die Maschine auch beim Anlaufen das Betriebsmittel mit votier Temperatur, so daß sie sich rasch auf die Betriebstemperatur erwärmt, ohne den zugehörigen Druck zu bekommen. Es wird somit die Betriebsspannung der Ringe eintreten, bevor noch der hohe Druck auftritt, so daß die Maschine bereit ist, die hohen Drücke, welche erst mit der Belastung 55' der Maschine auftreten, aufzunehmen. Das gleiche gilt beim Abstellen. Hierbei werden die Ringe wegen der langsamen Abkühlung noch lange dia Betriebsspannung haben, wenn durch die Entlastung der angetriebenen Maschine bereits niedrigere Drücke eingetreten sind, für welche diese Spannung der Ringe nicht notwendig wäre. Hat eine Maschine, die beispielsweise auf Gegendruck arbeitet, schon bei der Inbetriebsetzung, d. h. im kalten Zustand, diesen Gegendruck, so kann entweder die Vorspannung der Ringe größer gewählt oder es kann eine Hilfsverschraubung angebracht werden, die nur für diesen kleinen Gegendruck berechnet ist.

Da ein Temperaturunterschied zwischen Ring und Gehäuse von beispielsweise 100⁰C bei allen Durchmessern einen Dehnungsunterschied von etwa Viooo ergibt, entsteht hierdurch in Stahlringeti bei einem Elastizitätsmodul von 2 200 000 eine Spannung von 200 kg/cm², welche auf Dichtung wirkt.

Claims

Patentansprüche:

1. Gehäuse für Hochdruckmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein ohne Schrumpf über das Gehäuse gestreifter Ring oder deren mehrere das Gehäuse, welches in einer Längsebene geteilt ist, zusammenhält oder- -halten, wobei die für die Dichtung des Gehäuses notwendige Spannung des Ringes oder der Ringe durch die Erwärmung des Gehäuses selbst erfolgt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturunterschied zwischen Ring und Gehäuse die für -die Dichtung des Gehäuses notwendige Spannung der Halteringe bewirkt.

. 3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeschutzmittel zwischen Ring und Gehäuse den Temperaturunterschied erzeugt.

4. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlung der Ringe den Temperaturunterschied bewirkt.

5. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe aus einem Baustoff bestehen, dessen Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als derjenige des Gehäuses, um die für die Dichtung des Gehäuses notwendige Spannung der Ringe zu erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen