EP1586394A1 - Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component - Google Patents

Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component Download PDF

Info

Publication number
EP1586394A1
EP1586394A1 EP20040008599 EP04008599A EP1586394A1 EP 1586394 A1 EP1586394 A1 EP 1586394A1 EP 20040008599 EP20040008599 EP 20040008599 EP 04008599 A EP04008599 A EP 04008599A EP 1586394 A1 EP1586394 A1 EP 1586394A1
Authority
EP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
component
gas
diesel
turbine
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20040008599
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Torsten-Ulf Dr. Kern
Kai Dr. Wieghardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/02Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO MACHINES OR ENGINES OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, TO WIND MOTORS, TO NON-POSITIVE DISPLACEMENT PUMPS, AND TO GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05B2230/21Manufacture essentially without removing material by casting

Abstract

Production of gas or stream turbine components (30), especially a housing or valve, comprises casting the component from a graded material and forming a site of high resistance in a region (34) in which high loads are produced. Preferred Features: The site of high resistance contains molybdenum and/or silicon additives.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer beanspruchungsresistenten Gas- oder Dieselturbinen-Komponente, insbesondere eines Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuses oder Gas- oder Dieselturbinen-Ventils. The invention relates to a method for producing a stress resistant gas or diesel turbine component, in particular a gas or diesel turbine housing or turbine gas or diesel valve.

Gas- oder Dieselturbinen sind großvolumige Maschinen, deren Komponenten und insbesondere deren Gehäuse und Ventile ebenfalls vergleichsweise groß sind und für deren Herstellung demnach auch vergleichsweise viel Material verbraucht wird. Gas or diesel turbines are high volume machines, their components and in particular its housing and valves are also relatively large and therefore also comparatively much material is consumed for their production.

Damit die Komponenten den hohen thermischen und thermomechanischen Beanspruchungen an einer Gas- oder Dieselturbine auch über die lange Betriebsdauer dieser Maschinen hinweg stets standhalten, müssen die Komponenten insgesamt aus hochwertigen Werkstoffen hergestellt werden. Thus, the components of time always withstand the high thermal and thermomechanical stresses in a gas or diesel turbine using the long service life of these machines, the components must be made entirely of high-quality materials. Der Anteil der Materialkosten an den Herstellungskosten ist daher bei Gas- oder Dieselturbinen-Komponenten besonders hoch. The proportion of material costs to the manufacturing cost is therefore high especially in gas turbines or diesel components.

Aufgabe der Erfindung ist es, Komponenten von Gas- oder Dieselturbinen und insbesondere Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuse und/oder -Ventile bereitzustellen, die den hohen thermischen und thermomechanischen Beanspruchungen gewachsen sind, die aber dennoch im Vergleich zu bekannten Komponenten kostengünstig hergestellt werden können. The object of the invention is to provide components of gas or diesel turbines, and in particular gas or diesel turbine housing and / or valves that can withstand the high thermal and thermo-mechanical stresses, but which can nevertheless be manufactured at low cost as compared to known components.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem eingangs genannten Herstellungsverfahren für solche Komponenten gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Gießen der Komponente, insbesondere des Gehäuses oder des Ventils aus einem gradierten Werkstoff und Ausbilden mindestens einer Stelle erhöhter Resistenz in einem Bereich, in dem an der Oberfläche der späteren Komponente hohe Beanspruchungen entstehen. The object is achieved according to the invention with an above-mentioned production process for such components, which is characterized by the following steps: casting of the component, in particular the housing or the valve of a graded material and forming at least one point of increased resistance in a region in which to the surface of the later component high stresses arise. Schließlich ist die Aufgabe auch mit einem solchen Verfahren gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Gießen der Komponente, insbesondere des Gehäuses oder des Ventils aus einem vergleichsweise geringwertigen Werkstoff und Eingießen mindestens eines Körpers aus einem Material vergleichsweise hoher Resistenz in einem Bereich, in dem an der Oberfläche der späteren Komponente hohe Beanspruchungen entstehen. Finally, the object is also achieved with such a method, which is characterized by the following steps: casting of the component, in particular of the housing or of the valve from a relatively low value material and pouring of at least one body made of a material comparatively high resistance in an area in the high at the surface of the later component stresses arise.

Darüber hinaus ist die Erfindung auch mit beanspruchungsresistenten Komponenten, insbesondere für eine Gas- oder Dieselturbine, gelöst, die nach einem der oben genannten Verfahren hergestellt sind. Moreover, the invention is also provided with stress-resistant components, in particular for a gas turbine or diesel dissolved made according to one of the above methods.

Als Material zum Ausbilden eines erfindungsgemäßen gradierten Werkstoffes eignet sich besonders vorteilhaft GGG40, der beispielsweise zum Gießen eines Außengehäuses einer Dieselturbine verwendet werden sollte. As a material for forming a graded material of the invention is particularly advantageous GGG40, which should for example be used for casting an outer housing of a diesel turbine.

Insbesondere ein solcher Werkstoff kann vorteilhaft an der mindestens einen Stelle erhöhter Resistenz mit Molybdän- und/oder Silizium-Zusätzen vergossen werden, um den erfindungsgemäßen gradierten Werkstoff herzustellen. In particular, such a material can advantageously be molded to the at least one point of increased resistance with molybdenum and / or silicon additives, to produce the graded material according to the invention. Die Zusätze tragen insbesondere zu einer Erhöhung der Warmfestigkeit an thermomechanisch besonders hoch beanspruchten Stellen der Gas- oder Dieselturbine bei. The additives contribute in particular to an increase in heat resistance to thermo-mechanically particularly high stress areas of the gas turbine or diesel.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer beanspruchungsresistenten Gas- oder Dieselturbinen-Komponente anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. An exemplary embodiment of an inventive method for producing a stress resistant gas or diesel turbine component is further illustrated by the accompanying schematic drawing. Es zeigt: It shows:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß hergestellten Gasturbine, Fig. 1 is a longitudinal section of an embodiment of a gas turbine according to the invention,
  • Fig. 2 teilweise einen Schnitt einer ersten Komponente der Gasturbine gemäß Fig. 1 und Fig. 2 is partially a section of a first component of the gas turbine of FIG. 1 and
  • Fig. 3 teilweise einen Schnitt einer zweiten Komponente der Gasturbine gemäß Fig. 1. Fig. 3 partially shows a section of a second component of the gas turbine of FIG. 1.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Gasturbinen-Anlage 10 mit einer Gasturbine 12 und einem Generator 14 dargestellt. In FIG. 1, a generator 14, a gas turbine system 10 having a gas turbine 12, and is shown schematically. Die Gasturbine 12 weist ein Gehäuse 16 auf, in dem feststehende Leitschaufeln 18 und an einem Rotor 20 angeordnete Laufschaufeln 22 angeordnet sind. The gas turbine 12 includes a housing 16 arranged in the stationary guide vanes 18 and a rotor 20 blades are arranged 22nd Am Gehäuse 12 befindet sich ferner ein Brennkammergehäuse 24, in das durch Brenner 26 Brennstoff eingespritzt werden kann. On the housing 12 also is a combustor casing 24, in the fuel 26 may be injected through the burner. Der Brennstoff wird in bekannter Weise mit der von der Gasturbine 12 eingangsseitig verdichteten Luft verbrannt und treibt dann ausgangsseitig den Rotor 20 der Gasturbine 12 und den damit drehmomentübertragend verbundenen Generator 14 an. The fuel is burned in a known manner with the input side of compressed air of the gas turbine 12 and then drives the output side rotor 20 of the gas turbine 12 and so transmit torque associated generator 14 at.

Die Fig. 2 und 3 zeigen beanspruchungsresistente Komponenten 30 bzw. 32 des Gehäuses 16 der Gasturbine 12 gemäß Fig. 1, deren Oberfläche während des Betriebs der Gastrubine 12 jeweils thermisch und thermomechanisch besonders stark beansprucht ist. Figs. 2 and 3 illustrate stress-resistant components 30 and 32 of the housing 16 of the gas turbine 12 according to Fig. 1, the surface of which is in each case thermally and thermomechanically particularly highly stressed during operation of the guest Rubine 12.

Damit die Komponenten 30 bzw. 32 vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden können und dennoch den hohen Beanspruchungen während des Betriebs der Gasturbine 12 standhalten, sind sie aus einem vergleichsweise geringwertigen Werkstoff gegossen und darüber hinaus besonders behandelt, um an der Oberfläche der Komponenten 30 und 32 jeweils Gebiete 34 erhöhter Festigkeit zu schaffen. Thus, the components can be manufactured relatively inexpensively 30 and 32 respectively and yet withstand the high stresses during operation of the gas turbine 12, they are molded from a relatively low value material and special treatment in addition to on the surface of the components 30 and 32 each areas 34 increased strength to provide.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Komponente 30 ist beim Gießen dieser Komponente 30 eine gradierter Werkstoff ausgebildet worden, bei dem im Gebiet 34 erhöhter Festigkeit in den Werkstoff GGG40 höherwertigere Molybdän oder Molybdän-Silizium-Zusätze eingegossen worden sind, um insbesondere die Warmfestigkeit der Oberfläche des Gebiets 34 zu verbessern. In the illustrated in Fig. 2 component 30 during the casting of this component 30 is a graded material has been formed, wherein the increased strength in the material GGG40 higher quality molybdenum or molybdenum-silicon additives have been cast in the region 34, in particular the heat resistance of the surface 34 to improve the area.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Komponente 32 ist schließlich beim Gießen eine vorher hergestellte Platte 40 aus einem hochwertigen Werkstoff in die Gussform eingelegt und dann mit einem vergleichsweise geringwertigen Werkstoff umgossen worden. In the illustrated in Fig. 3 component 32. Finally, a previously prepared plate 40 has been inserted from a high-quality material in the casting mold and then cast in a relatively low-value material during casting. Die Platte 40 ist dabei derart angeordnet worden, dass sie bei der fertigen Komponente 32 an deren Oberfläche im Gebiet 34 zu liegen kommt und dort eine,vergleichsweise beanspruchungsresistente Fläche schafft. The plate 40 is arranged such that it comes to lie in the finished component 32 on the surface thereof in the region 34 and there creates a comparatively stress-resistant surface.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen einer beanspruchungsresistenten Gas- oder Dieselturbinen-Komponente (30), insbesondere Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuse oder Gas- oder Dieselturbinen-Ventil, A method for producing a stress resistant gas or diesel turbine component (30), in particular gas or diesel turbine housing or turbine gas or diesel valve,
    gekennzeichnet durch die Schritte: characterized by the steps of:
    Gießen der Komponente (30), insbesondere des Gehäuses oder des Ventils aus einem gradierten Werkstoff und Ausbilden mindestens einer Stelle erhöhter Resistenz in einem Bereich (34), in dem an der Oberfläche der späteren Komponente (30) hohe Beanspruchungen entstehen. Casting the component (30), in particular the housing or the valve of a graded material and forming at least one point of increased resistance in a region (34), in which on the surface of the subsequent component (30) high stresses arise.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, The method of claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (30) im Wesentlichen aus dem Werkstoff GGG40 gegossen wird. the component (30) is cast from the material GGG40 substantially.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, The method of claim 1 or 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (30) an der mindestens einen Stelle erhöhter Resistenz mit Molybdän oder Molybdän- und/oder Silizium-Zusätzen gegossen wird. the component (30) to the at least one point of increased resistance with molybdenum or molybdenum and / or silicon additives is poured.
  4. Beanspruchungsresistente Gas- oder Dieselturbinen-Komponente (30), insbesondere Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuse oder Gas- oder Dieselturbinen-Ventil, Stress-resistant gas or diesel turbine component (30), in particular gas or diesel turbine housing or turbine gas or diesel valve,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (30), insbesondere das Gehäuse oder das Ventil derart aus einem gradierten Werkstoff gegossen ist, dass in einem Bereich (34), in dem an der Oberfläche der späteren Komponente (30) hohe Beanspruchungen entstehen, mindestens eine Stelle erhöhter Resistenz ausgebildet ist. the component (30), in particular the housing or the valve is such molded of a graded material, is that in a region (34), high stresses arise in the at the surface of the subsequent component (30), formed at least one site of increased resistance ,
  5. Beanspruchungsresistente Gas- oder Dieselturbinen-Komponente nach Anspruch 4, Stress-resistant gas or diesel turbine component of claim 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (30) im Wesentlichen aus dem Werkstoff GGG40 gegossen ist. the component (30) is molded from the material GGG40 substantially.
  6. Beanspruchungsresistente Gas- oder Dieselturbinen-Komponente nach Anspruch 4 oder 5, Stress-resistant gas or diesel turbine component according to claim 4 or 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (30) an der mindestens einen Stelle erhöhter Resistenz mit Molybdän- und/oder Silizium-Zusätzen gegossen ist. the component (30) to the at least one point of increased resistance with molybdenum and / or silicon additives is poured.
  7. Verfahren zum Herstellen einer beanspruchungsresistenten Gas- oder Dieselturbinen-Komponente (32), insbesondere Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuse oder Gas- oder Dieselturbinen-Ventil, A method for producing a stress resistant gas or diesel turbine component (32), in particular gas or diesel turbine housing or turbine gas or diesel valve,
    gekennzeichnet durch die Schritte: characterized by the steps of:
    Gießen der Komponente (32), insbesondere des Gehäuses oder des Ventils aus einem vergleichsweise geringwertigem Werkstoff und Eingießen mindestens eines Körpers (40) aus einem Material vergleichsweise hoher Resistenz in einem Bereich (34), in dem an der Oberfläche der späteren Komponente hohe Beanspruchungen entstehen. Casting the component (32), in particular of the housing or of the valve from a relatively low value material and pouring of at least one body (40) made of a material comparatively high resistance in an area (34), which results in high stresses on the surface of the later component ,
  8. Beanspruchungsresistente Gas- oder Dieselturbinen-Komponente, insbesondere Gas- oder Dieselturbinen-Gehäuse oder Gas- oder Dieselturbinen-Ventil, Stress-resistant gas or diesel turbine component, in particular gas or diesel turbine housing or turbine gas or diesel valve,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Komponente (32), insbesondere das Gehäuse oder das Ventil aus einem vergleichsweise geringwertigen Werkstoff gegossen ist und mindestens ein Körper (40) aus einem Material vergleichsweise hoher Resistenz in einem Bereich (34), in dem an der Oberfläche der späteren Komponente hohe Beanspruchungen entstehen, eingegossen ist. the component (32), in particular the housing or the valve is molded from a relatively low value material and at least one body (40) made of a material comparatively high resistance in an area (34) are formed in the at the surface of the later component high stresses is poured.
EP20040008599 2004-04-08 2004-04-08 Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component Withdrawn EP1586394A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20040008599 EP1586394A1 (en) 2004-04-08 2004-04-08 Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20040008599 EP1586394A1 (en) 2004-04-08 2004-04-08 Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1586394A1 true true EP1586394A1 (en) 2005-10-19

Family

ID=34924573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20040008599 Withdrawn EP1586394A1 (en) 2004-04-08 2004-04-08 Gas- or Dieselturbine with a heavily loded component

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP1586394A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2022951A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a turbine casing and turbine casing
DE102010048812A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Alstom Technology Ltd. Steam turbine casing system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2519154A1 (en) * 1975-04-30 1976-11-11 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Turbine wheel and process for its manufacture
US4008747A (en) * 1974-11-04 1977-02-22 General Motors Corporation Method for locating insert in cast iron
US6189413B1 (en) * 1999-07-12 2001-02-20 American Axle & Manufacturing, Inc. Captive molding with dissimilar material insert

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008747A (en) * 1974-11-04 1977-02-22 General Motors Corporation Method for locating insert in cast iron
DE2519154A1 (en) * 1975-04-30 1976-11-11 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Turbine wheel and process for its manufacture
US6189413B1 (en) * 1999-07-12 2001-02-20 American Axle & Manufacturing, Inc. Captive molding with dissimilar material insert

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2022951A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a turbine casing and turbine casing
WO2009019152A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a turbine housing and turbine housing
JP2010535970A (en) * 2007-08-08 2010-11-25 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft Method of manufacturing a turbine casing and the turbine casing
JP2012140961A (en) * 2007-08-08 2012-07-26 Siemens Ag Manufacturing method of turbine housing and the turbine housing
CN101779004B (en) 2007-08-08 2013-03-06 西门子公司 Method for producing a turbine housing and turbine housing
DE102010048812A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Alstom Technology Ltd. Steam turbine casing system
CN102052107A (en) * 2009-10-28 2011-05-11 阿尔斯托姆科技有限公司 Steam turbine casing system
US8834110B2 (en) 2009-10-28 2014-09-16 Alstom Technology Ltd Steam turbine casing system
CN102052107B (en) * 2009-10-28 2014-11-19 阿尔斯托姆科技有限公司 Steam turbine casing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4411680C1 (en) Repairing defects in protecting coatings of machinery
EP1903127A1 (en) Process of manufacturing of workpieces by cold gas spraying and turbine workpiece
DE102006049216A1 (en) High-pressure turbine rotor and method of producing a high-pressure turbine rotor
DE19963714A1 (en) Method for repairing rotating components of gas turbine uses focussed material jet of water to separate predeterminable interface over an area of a component and then locking on replacement part with keyed engagement
EP1845171A1 (en) Coating system formed with layers having different particle sizes
EP1382707A1 (en) Layer system
EP1847696A1 (en) Component for a secondary combustion system in a gas turbine and corresponding gas turbine.
DE102006058949A1 (en) Device and method for the repair or manufacture of the blade tips of blades of a gas turbine, in particular an aircraft engine
DE102007056154A1 (en) loader
DE102009034420A1 (en) Device for joining turbine wheel with shaft of exhaust turbo charger, particularly for combustion engine, has appliances that are formed by metal center pin inserted in holes of turbine wheel and shaft
DE19643336A1 (en) A method for removing the front-side bearing housing or LP compressor shaft portion of an aircraft engine
DE4411795A1 (en) Stainless steel for case hardening with nitrogen
EP1433937A1 (en) Exhaust gas turbocharger with a bypass channel integrated in the casing and a method for manufacturing the same
EP2719484A1 (en) Component and process for producing the component
EP1867423A1 (en) Process for repairing a workpiece through soldering with a sheet coated with solder
EP1072760A1 (en) Method of starting a combined power plant and combined power plant for carrying out the method
EP1140417B1 (en) Method for linking blade parts
EP1512838A2 (en) Rotor for a steam or gas turbine
EP1561839A1 (en) Process of manufacturing a layered structure comprising a columnar ceramic layer
EP1186749A1 (en) Turbomachine and turbine blade
EP1533113A1 (en) High temperature layered system for heat dissipation and method for making it
DE102009023060A1 (en) Method and apparatus for surface hardening a component, which consists at least in the region of its surface to be solidified from an intermetallic compound
EP1630356A1 (en) Fluid injection in a gas turbine during a cooling down period
EP1559485A1 (en) Method for removing a layer
DE4442936A1 (en) Operating stationary gas turbine installation for silo combustion chamber

Legal Events

Date Code Title Description
AX Extension of the european patent to

Countries concerned: ALHRLTLVMK

AK Designated contracting states:

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AKX Payment of designation fees
18D Deemed to be withdrawn

Effective date: 20060420

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566