DE767835C

DE767835C - Aus einzelnen Teilen zusammengeschweisster Trommellaeufer fuer Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE767835C
Application number: DES138191D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1939-08-09
Filing date: 1939-08-09
Publication date: 1953-11-23

Description

Aus einzelnen Teilen zusammengeschweißter Trommelläufer für Dampf- oder Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf -einen aus einzelnen Teilen zusammengeschweißten Trommelläufer für Dampf- oder Gasturbinen mit mindestens zwei mindestens einen Schaü.felkranz tragenden Rädern und zwei den Läufer -in -den Lagern tragenden Achsstummeln. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Räder innerhalb des die Schaufeln tragenden,, starren Kranzes mittels elastischer, in ihrer Gesamtheit tonnenartig angeordneter ringfärnriger Ansätze mitein@ arider bzw. mit den Achsstummeln ver-,schweißt und innerhalb der Schweißansätze durch besondere ringförmige Ansätze miteinander bzw. mit den Achsstummeln zentriert sind, Es sind schon Trommelläufer bekanntgeworden, die aus einzelnen Rädern zusammengeschweißt sind. Die Räder werden mit einem starren Kranz gegeneinander verschweißt und zentriert. Dadurch entsteht der Nachteil, daß bei der Erwärmung bzw. bei der Abkühlung des Trommelkörpers im Bereich der Schweißstellen erhebliche TemperaturSpannungen erzeugt werden, welche die Schweißstellen vorzeitig gefährden. Die korrodierende Wirkung des Arbeitsmittels kann die Bruchgefahr noch erhöhen.
Werden die Schweißnähte aus dem Bereich des korrodierenden Arbeitsmittels herausgezogen und an elastische ringförmige Ansätze innerhalb der starren Radkränze angelegt, so werden sie weder durch hohe Temperaturspannungen noch durch chemische Einflüsse gefährdet.
Durch die Erfindung wird weiter eine Gefährdung des Läufers infolge Schleichens des Baustoffes bei hohen Temperaturen im Verlauf einer längeren Betriebszeit ausgeschaltet. Das Schleichen des Baustoffes tritt bei erhöhten Temperaturen, z. B. von 5000 C und darüber, unter der Einwirkung normaler Spannungen auf. Es handelt sich um eine äußerst langsam, aber stetig erfolgende plastische @Terformung, welche sich erst nach längerer Betriebszeit geltend macht. Durch geeignete Formgebung und Bemessung der Maschinenteile ist es möglich, die Folgen der plastischen Verformung gefahrlos zu machen. Die tonnenartige Form der elastischen Schweißansätze ermöglicht eine infolge des Schleiehens eintretende Formänderung, ohne lokale Spannungen zu verursachen. Die tonnenartig angeordneten Ränder besitzen in radialer Richtung eine genügende Elastizität. um Dehnungsunterschiede zwischen den Scheiben, «,-elche infolge von Temperaturunterschieden oder infolge verschieden starken Schleichens eintreten, ohne nennenswerte Spannungen auszugleichen.
Werden ferner die Schweißnähte innerhalb des äußeren Umfangs angeordnet, so sind die Schweißnähte nicht infolge der chemischen Einwirkungen durch das Arbeitsmittel bei den hohen Temperaturen gefährdet, weil die Schweißnähte gar nicht vom Arbeitsmittel berührt werden.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in den Fig. i bis 3 der Zeichnung vereinfacht dargestellten drei Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Läufer (Fig. 1 bis 3) sind aus einzelnen Rädern i und zwei Achsstummeln z zusammengesetzt. Am äußeren Rand jedes Rades ist wenigstens ein Schaufelkranz 3 auf übliche Art oder durch Anschweißen befestigt. Die Achsstummel dienen zum Tragen des Läufers in den nicht gezeichneten Lagern.
Jedes Rad besitzt zu beiden Seiten innerhalb des Kranzes je einen elastischen ringförmigen Ansatz :.1. Mit Hilfe dieser Ansätze sind die Räder miteinander bzw. mit den Ansätzen 5 der Achsstummel durch Schweißung verblinden. Außerdem besitzt jedes Rad innerhalb der Schweißansätze besondere ringförmige Ansätze 6, die zum Zentrieren der Räder miteinander und durch die Ansätze ; mit den Achsstummeln dienen.
Je zwei zusammenstoßende Schwei.ßansätzed. bzw. 5 sind so bemessen und angeordnet, daß die sie zusammenhaltende Schweißnaht 8 keinen wesentlichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist. Zwischen den einzelnen Radkränzen sind noch geteilte AbschluEringe 9 (Fig. 2 und 3) angeordnet, die an den einen der beiden angrenzenden Kränz.-." mittels der -Nähte io angeschweißt sind, während sie auf der anderen Seite durch einen am anliegenden Kranz G angeschweißten Tragring i i gegen die Fliehkraft abgestützt sind.
Innerhalb der Schweißansätze. sind sowohl in den Rädern i als auch in den Achsstummeln 2 Bohrungen 13 vorgesehen. mit deren Hilfe ein Wärmeübertragungsmittel zur Erwärmung oder zur <,bkühlung durch die im j Läufer gebildeten Hohlräume geführt werden kann.
Durch die beschriebene Ausbildung ist es möglich, den Läufer gegen rasche Temperaturwechsel unempfindlich zu machen, da die Schweißansätze gegenüber den Radkränzen eine verminderte Umfangsgeschwindigkeit aufweisen und deshalb viel kleineren Fliehkräften unterworfen sind. Wegen der geringeren Beanspruchung durch die Fliehkräfte können die Schweißansätze dümi«-andig ausgebildet werden, so daß dadurch noch eine weitere Steigerung der Unempfindlichkeit gegen rasche Temperaturänderungen zu erzielen ist. Umgekehrt unterliegen aber die Zentrieransätze der einzelnen Räder gegeneinander nur langsamen Temperaturschwankungen, da sie sowohl innerhalb der Radkränze als auch innerhalb der Schweißansätze angeordnet sind. Bei raschen Temperaturänderungen, die nur auf den äußeren Umfang der Räder einwirken können, kann somit eine Störung der nahe dem Mittelpunkt der Räder erfolgenden Zentrierung nicht stattfinden. Durch die Trennung der Elemente, die zum Verbinden der einzelnen Räder dienen, und der Elemente zum Zentrieren der Räder wird es möglich, jedes der beiden Elemente seiner Bestimmung am zweckmäßigsten anzupassen. Es ist dadurch möglich, mit einem -Mindestaufwand an Baustoff möglichst niedrige mechanische Beanspruchungen zu erreichen. Es ist auch möglich, zwei zusammenstoßende Schweißansätze so zu bemessen und anzuordnen, daß sie unter dem Einfluß der auf sie und die Räder bzw. die Achsstummel wirkenden Fliehkräfte im wesentlichen gleichen radialen Dehnungen unterliegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einzelnen Teilen zusammengeschweißter Trommelläufer für Dampf-oder Gasturbinen mit mindestens zwei mindestens einen Schaufelkranz tragenden Rädern und. zwei den Läufer in den Lagern tragenden Achsstummeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder innerhalb des die Schaufeln tragenden starren Kranzes mittels elastischer, in ihrer Gesamtheit im Axialschnitt tonnenartig angeordneter ringförmiger Ansätze miteinander bzw. mit den Achsstummeln verschweißt und innerhalb der Schweißansätze durch hesondere ringförmige Ansätze miteinander bzw. mit den Achsstummeln zentriert sind.
2. Trommelläufer nach Anspruch I, gekennzeichnet durch je einen zwischen je zwei Radkränzen angeordneten, geteilten Abschlußring, der am einen Radkranz angeschweißt und durch .einen am anderen Randkranz angeschweißten Tragring gegen die Fliehkraft abgestützt ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden.: Deutsche Patentschriften Nr. 320 95I, 352-282, 40-7717, 552 0'I I, 566157, 569 948, 580 853; schweizerische Patentschrift Nr. -213313; britische Patentschrift Nr. 432 6,52; BBC-Nachrichten I937, S. 143 ff.