EP2295730A2 - Turbine housing with heat shielding wall panel - Google Patents

Turbine housing with heat shielding wall panel Download PDF

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Publication number
EP2295730A2
EP2295730A2 EP10168925A EP10168925A EP2295730A2 EP 2295730 A2 EP2295730 A2 EP 2295730A2 EP 10168925 A EP10168925 A EP 10168925A EP 10168925 A EP10168925 A EP 10168925A EP 2295730 A2 EP2295730 A2 EP 2295730A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turbine housing
wall cladding
wall
parting
parting line
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Withdrawn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
EP10168925A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Lochner
Matthias Strauch
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
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2295730A2 publication Critical patent/EP2295730A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F01D25/145—Thermally insulated casings

Definitions

  • the invention relates to a turbine housing, in particular a steam turbine, which consists of a turbine housing lower part and a turbine housing upper part, which are joined together in the assembled state and thereby form a parting line at their joining surfaces, wherein each turbine housing part in the region of the parting line has a Sectionfugenflansch over which the Turbine housing parts are screwed together by means of part joint screws.
  • the outer housings of turbine housings are usually formed in two parts and comprise a turbine housing lower part and a turbine housing upper part.
  • the two-part design of the turbine housing facilitates the installation of the rotor.
  • the turbine housing lower part and the turbine housing upper part are joined together in the mounted state via joining surfaces.
  • the turbine housing lower part and the turbine housing upper part each form a parting line at their joining surfaces.
  • the turbine housing parts In the region of the parting line, the turbine housing parts have a Sectionfugenflansch over which the turbine housing parts are bolted together by means of parting screws.
  • leaks In the area of the parting joints, leaks frequently occur during operation of the turbine, so that in the case of a steam turbine, hot steam can escape through the parting line to the outside.
  • the leaks occur in particular between adjacent chambers of the turbine housing.
  • the reason for the leak are in particular the high temperature differences between the adjacent chambers, and as a result of the temperature distribution, within the turbine housing parts.
  • the component temperature distribution is significantly influenced by the fluid temperature, the convective heat transfer between the fluid and the housing parts and the heat radiation.
  • the wall thickness of the housing parts is due to the Generalfugenflansche uneven, resulting in a non-uniform temperature distribution and thus stresses in the component, which lead to leaks in the joint area.
  • the turbine housing according to the invention comprising a turbine housing lower part and a turbine housing upper part, which are joined together in the assembled state and each form a parting line at their joining surfaces, each turbine housing part in the region of the parting a sectionfugenflansch over which the turbine housing parts are screwed together by means of parting screws, draws characterized in that on a inner wall of the turbine housing, in the region of the Generalfugenflansches, a wall cladding is provided, which is arranged and designed so that it reduces the convective heat transfer and heat radiation in the region of the Generalfugenflansches.
  • the reduction of the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the sectionfugenflansches leads to a reduction of the axial temperature gradient and allows for high temperature differences between adjacent chambers a secure seal of the turbine housing in the area of the parting lines.
  • the wall cladding is a simple and effective measure.
  • the wall cladding consists essentially of a metallic material.
  • the metallic material is inexpensive, easy to manufacture and easy to attach to the inner wall of the turbine housing. If necessary, a damaged wall cladding can be easily replaced, since metallic materials are easy to obtain and to work on site.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the wall cladding is fixed by means of a heat-elastic attachment to the inner wall of the turbine housing.
  • the heat-elastic fastening of the wall cladding ensures that there are no tensions in the wall cladding due to temperature gradients that could possibly damage the wall cladding or that could damage or damage the attachment to the inner wall.
  • a particular embodiment of the invention provides that the heat-elastic fastening is effected by means of screwing.
  • the screw connection can be formed very easily and ensures a permanent and secure attachment of the wall cladding on the inner wall of the turbine housing or the turbine housing part.
  • the screw is carried by at least one spacer screw.
  • the spacer screw ensures that the wall cladding is not applied directly to the turbine housing part. As a result, a gap is achieved between the wall cladding and the turbine housing, which provides for improved shielding against convective heat transfer and heat radiation.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the respective wall cladding extends over a circumferential angle ⁇ of 30 ° to 60 °, measured from the respective parting line.
  • Such trained wallcovering ensures sufficient protection of the parting line with low material usage.
  • a wall cladding with a larger circumferential angle is possible, but would contribute to an insignificant improvement. With a smaller circumferential angle of the wall cladding, the protection in the area of the parting line would only be insufficient, so that leaks in the area of the parting line can not be effectively and safely excluded.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the wall cladding extends in the axial direction over one to three divisions of the partial joint screws. As a result, a sufficient coverage of the parting line is ensured, and reduced the material requirement to the necessary minimum. A larger wall cladding would not contribute to improving the seal in the joint area. On the other hand, a reduction in the axial extent of the wall cladding would mean that a reliable sealing of the parting line can not be ensured.
  • the turbine housing according to the invention is based on the idea that the convective heat transfer and the heat radiation from the fluid to the turbine housing wall can be effectively reduced by simple wall cladding in the region of the parting line, whereby leaks in the area of the parting joints can be prevented in a simple and cost-effective manner.
  • a wall cladding can be used in particular for steam turbine housing, where often leakage problems in the parting joint occur and these must be reduced with great effort.
  • each is a greatly simplified representations, in which only the essential, necessary to describe the invention, components are shown.
  • the same or functionally identical components are cross-figurative provided with the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional section through a turbine housing according to the invention.
  • the turbine housing 1 comprises a turbine housing lower part 2 and a turbine housing upper part 3.
  • the two turbine housing parts 2, 3 are joined together in the mounted state.
  • part joints 4 are formed at the joining surfaces. So that no fluid can flow from the inside of the turbine housing 1 to the outside, the part joints 4 must be as tight as possible.
  • the turbine housing lower part 2 and the turbine housing upper part 3 are firmly screwed together.
  • both turbine housing parts each have parting flanges 5, 6.
  • 6 are parting screw 11 (in FIG. 1 not recognizable).
  • the turbine housing 1 By screwing the two turbine housing parts 2, 3, the turbine housing 1 is sealed. On the inside of the outer housing webs 12 are provided for receiving the guide blade carrier at different locations. Through the vane different chambers 13, 14 are formed within the turbine housing 1. Between the individual chambers 13, 14 are high temperature differences. Due to the high temperature differences between adjacent chambers 13, 14 there is a different component temperature or a component temperature distribution which lead to different expansions of the components, whereby leaks in the region of the parting line 4 arise. The component temperature distribution is significantly influenced by the fluid temperature, the convective heat transfer between the fluid and the components and by the heat radiation. To leaks due to the different dimensions of the components to prevent, a minimization of the axial temperature gradient in the sectionfugenflansch Switzerland is necessary.
  • the minimization of the axial temperature gradient in the sectionfugenflansch Scheme is achieved by a wall panel 8.
  • the wall cladding 8 is arranged and formed so that it significantly reduces the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the Generalfugenflansches 5, 6. As a result, the different expansion of the components is reduced and a secure seal in the region of the Generalfugenflansches 4 achieved.
  • the formation of the wall cladding 8 is in FIG. 2 shown in detail and will be described in more detail below.
  • FIG. 2 shows a radial section through the turbine housing 1, as it is already in FIG. 1 is described in more detail.
  • a wall panel 8 is provided on the inner wall 7 of the turbine housing 1, in the region of the Operafugenflansches 5, 6.
  • the wall cladding 8 consists essentially of a metallic material. Of course, other heat-resistant materials can be used.
  • the wall cladding 8 is fixed by means of a heat-elastic fastening 9 on the inner wall 7 of the turbine housing parts 2, 3.
  • the heat-elastic attachment 9 ensures that there is no damage to the wall panel 8 in an expansion due to thermal expansion.
  • the wall cladding 8 is formed in two parts, wherein in each case a wall cladding 8 for shielding a sectionfugenflansches 5, 6 is provided.
  • the invention also includes one-piece wall panels that extend over both Operafugenflansche 5, 6.
  • the two-piece design has in contrast to the one-piece design only the advantage of easier assembly and disassembly of the turbine housing shell 2 and turbine housing part 3.
  • the heat-elastic fastening 9 by means of screw 10.
  • the screw 10 is carried out at one end of the wall paneling 8.
  • the other end of the wall paneling 8 can be welded directly to the corresponding housing part.
  • the screw 10 is effected by means of at least one spacer screw 11. By using a spacer screw 11, a certain distance between the wall panel 8 and the inner wall 7 of the turbine housing 1 is achieved.
  • the wall cladding 8 thus both the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the sectionfugenflansches is significantly reduced, resulting in a minimization of the axial temperature gradient in Generalfugeflansch Scheme and a secure sealing of the parting lines 4 comes.
  • the respective wall cladding 8 extends in a two-part training preferably over a circumferential angle ⁇ of about 30 ° to 60 °, measured from the respective parting line 4. At a smaller circumferential angle ⁇ of the wall cladding, the heat shield decreases, whereby a secure seal of the parting lines 4 is not guaranteed can be. Larger circumferential angles ⁇ of over 60 ° bring no significant advantage, based on the shield.
  • the wall cladding 8 should extend over an approximately one to three divisions of the parting screw to ensure a secure shielding and thus sealing of the parting lines 4.
  • the wall cladding 8 is arranged axially between in each case 2 chambers of the turbine housing 1.
  • the turbine housing 1 according to the invention with a wall cladding 8 arranged on the inner wall 7 of the turbine housing 1, a minimization of the axial temperature gradient in the partial joint flange area by an internal heat shield can thus be achieved in a particularly simple and cost-effective manner be achieved. As a result, the tightness of the part joints 4 is significantly increased and improves the reliability.
  • the turbine housing 1 with the wall cladding 8 can be used particularly effectively for steam turbines. In principle, however, it is suitable for all types of turbine housings. A retrofit of existing turbine housing is possible.

Abstract

The turbine housing (1) has a turbine housing portion (2,3) provided with a joint flange (5,6) and screwed to one another by joint screws through the joint flanges. A wall cladding is provided on the inner wall of the turbine housing. The wall cladding (8) is provided in the area of the joint flanges such that the wall cladding reduces a convective heat transfer and thermal radiation in the area of the joint flanges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse, insbesondere einer Dampfturbine, welches aus einem Turbinengehäuseunterteil und einem Turbinengehäuseoberteil besteht, die im montierten Zustand aneinander gefügt sind und dabei an ihren Fügeflächen jeweils eine Teilfuge ausbilden, wobei jedes Turbinengehäuseteil im Bereich der Teilfuge einen Teilfugenflansch aufweist, über den die Turbinengehäuseteile mittels Teilefugenschrauben miteinander verschraubt sind.The invention relates to a turbine housing, in particular a steam turbine, which consists of a turbine housing lower part and a turbine housing upper part, which are joined together in the assembled state and thereby form a parting line at their joining surfaces, wherein each turbine housing part in the region of the parting line has a Teilfugenflansch over which the Turbine housing parts are screwed together by means of part joint screws.

Die Außengehäuse von Turbinengehäusen sind üblicherweise zweiteilig ausgebildet und umfassen ein Turbinengehäuseunterteil und ein Turbinengehäuseoberteil. Die zweiteilige Ausführung des Turbinengehäuses erleichtert die Montage des Läufers. Das Turbinengehäuseunterteil und das Turbinengehäuseoberteil sind im montierten Zustand über Fügeflächen aneinander gefügt. Hierbei bilden das Turbinengehäuseunterteil und das Turbinengehäuseoberteil an ihren Fügeflächen jeweils einen Teilefuge aus. Im Bereich der Teilfuge weisen die Turbinengehäuseteile einen Teilfugenflansch auf, über den die Turbinengehäuseteile mittels Teilfugenschrauben miteinander verschraubt sind.The outer housings of turbine housings are usually formed in two parts and comprise a turbine housing lower part and a turbine housing upper part. The two-part design of the turbine housing facilitates the installation of the rotor. The turbine housing lower part and the turbine housing upper part are joined together in the mounted state via joining surfaces. In this case, the turbine housing lower part and the turbine housing upper part each form a parting line at their joining surfaces. In the region of the parting line, the turbine housing parts have a Teilfugenflansch over which the turbine housing parts are bolted together by means of parting screws.

Im Bereich der Teilfugen treten im Betrieb der Turbine häufig Undichtigkeiten auf, so dass im Falle einer Dampfturbine heißer Dampf durch die Teilfuge nach außen treten kann. Die Undichtigkeiten treten dabei insbesondere zwischen benachbarten Kammern des Turbinengehäuses auf. Grund für die Undichtigkeit sind insbesondere die hohen Temperaturdifferenzen zwischen den benachbarten Kammern, sowie in Folge der Temperaturverteilung, innerhalb der Turbinengehäuseteile. Die Bauteiltemperaturverteilung wird dabei maßgeblich über die Fluidtemperatur, den konvektiven Wärmeübergang zwischen dem Fluid und dem Gehäuseteilen sowie über die Wärmestrahlung beeinflusst. Die Wandstärke der Gehäuseteile ist aufgrund der Teilfugenflansche ungleichmäßig, wodurch sich eine ungleichmäßige Temperaturverteilung und damit Spannungen im Bauteil ergeben, die zu Undichtigkeiten im Teilfugenbereich führen.In the area of the parting joints, leaks frequently occur during operation of the turbine, so that in the case of a steam turbine, hot steam can escape through the parting line to the outside. The leaks occur in particular between adjacent chambers of the turbine housing. The reason for the leak are in particular the high temperature differences between the adjacent chambers, and as a result of the temperature distribution, within the turbine housing parts. The component temperature distribution is significantly influenced by the fluid temperature, the convective heat transfer between the fluid and the housing parts and the heat radiation. The wall thickness of the housing parts is due to the Teilfugenflansche uneven, resulting in a non-uniform temperature distribution and thus stresses in the component, which lead to leaks in the joint area.

Die Lösung des Problems erfolgt bisher über Größe, Anordnung, Materialauswahl und Vorspannung der Teilfugenschrauben bzw. durch Änderung der thermodynamischen Parameter.The solution to the problem has hitherto been the size, arrangement, material selection and preload of the partial joint screws or by changing the thermodynamic parameters.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und einfachere Abdichtung der Teilfugen zu erreichen.On this basis, it is an object of the present invention to achieve a comparison with the prior art improved and easier sealing of the parting lines.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is solved by the features of independent claim 1. Advantageous embodiments and developments, which are used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Turbinengehäuse, umfassend ein Turbinegehäuseunterteil und ein Turbinengehäuseoberteil, die im montierten Zustand aneinander gefügt sind und dabei an ihren Fügeflächen jeweils eine Teilfuge ausbilden, wobei jedes Turbinengehäuseteil im Bereich der Teilfuge einen Teilfugenflansch aufweist, über den die Turbinengehäuseteile mittels Teilfugenschrauben miteinander verschraubt sind, zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Innenwandung des Turbinengehäuses, im Bereich des Teilfugenflansches, eine Wandverkleidung vorgesehen ist, die so angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den konvektiven Wärmeübergang und die Wärmestrahlung im Bereich des Teilfugenflansches verringert. Die Verringerung des konvektiven Wärmeübergangs und der Wärmestrahlung im Bereich des Teilfugenflansches führt zu einer Verringerung des axialen Temperaturgradienten und ermöglicht auch bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Kammern eine sichere Abdichtung des Turbinengehäuses im bereich der Teilfugen. Die Wandverkleidung ist dabei eine einfache und wirkungsvolle Maßnahme.The turbine housing according to the invention, comprising a turbine housing lower part and a turbine housing upper part, which are joined together in the assembled state and each form a parting line at their joining surfaces, each turbine housing part in the region of the parting a Teilfugenflansch over which the turbine housing parts are screwed together by means of parting screws, draws characterized in that on a inner wall of the turbine housing, in the region of the Teilfugenflansches, a wall cladding is provided, which is arranged and designed so that it reduces the convective heat transfer and heat radiation in the region of the Teilfugenflansches. The reduction of the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the Teilfugenflansches leads to a reduction of the axial temperature gradient and allows for high temperature differences between adjacent chambers a secure seal of the turbine housing in the area of the parting lines. The wall cladding is a simple and effective measure.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wandverkleidung im Wesentlichen aus einem metallischen Material besteht. Das metallische Material ist kostengünstig, lässt sich einfach herstellen und ist einfach an der Innenwandung des Turbinengehäuses zu befestigen. Im Bedarfsfall kann eine beschädigte Wandverkleidung einfach ersetzt werden, da metallische Materialien leicht zu beschaffen und vor Ort zu bearbeiten sind.An advantageous embodiment of the invention provides that the wall cladding consists essentially of a metallic material. The metallic material is inexpensive, easy to manufacture and easy to attach to the inner wall of the turbine housing. If necessary, a damaged wall cladding can be easily replaced, since metallic materials are easy to obtain and to work on site.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wandverkleidung mittels einer wärmeelastischen Befestigung an der Innenwandung des Turbinengehäuses befestigt ist. Die wärmeelastische Befestigung der Wandverkleidung sorgt dafür, dass es zu keinen Spannungen in der Wandverkleidung aufgrund von Temperaturgradienten kommen kann, die möglicherweise zu einer Beschädigung der Wandverkleidung führen könnten, bzw. die die Befestigung an der Innenwand zerstören bzw. beschädigen könnten.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the wall cladding is fixed by means of a heat-elastic attachment to the inner wall of the turbine housing. The heat-elastic fastening of the wall cladding ensures that there are no tensions in the wall cladding due to temperature gradients that could possibly damage the wall cladding or that could damage or damage the attachment to the inner wall.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die wärmeelastische Befestigung mittels Verschraubung erfolgt. Die Verschraubung lässt sich sehr einfach ausbilden und sorgt für eine dauerhafte und sichere Befestigung der Wandverkleidung an der Innenwandung des Turbinengehäuses bzw. des Turbinengehäuseteils.A particular embodiment of the invention provides that the heat-elastic fastening is effected by means of screwing. The screw connection can be formed very easily and ensures a permanent and secure attachment of the wall cladding on the inner wall of the turbine housing or the turbine housing part.

Besonders bevorzugt erfolgt die Verschraubung durch wenigstens eine Distanzschraube. Die Distanzschraube sorgt dafür, dass die Wandverkleidung nicht unmittelbar am Turbinengehäuseteil anliegt. Hierdurch wird ein Spalt zwischen der Wandverkleidung und dem Turbinengehäuse erzielt, der für eine verbesserte Abschirmung gegenüber konvektiven Wärmeübergang und Wärmestrahlung sorgt.Particularly preferably, the screw is carried by at least one spacer screw. The spacer screw ensures that the wall cladding is not applied directly to the turbine housing part. As a result, a gap is achieved between the wall cladding and the turbine housing, which provides for improved shielding against convective heat transfer and heat radiation.

Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die jeweilige Wandverkleidung sich über einen Umfangswinkel α von 30° bis 60°, gemessen von der jeweiligen Teilfuge, erstreckt. Eine solchermaßen ausgebildete Wandverkleidung sorgt für einen ausreichenden Schutz der Teilfuge bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz. Eine Wandverkleidung mit einem größeren Umfangswinkel ist zwar möglich, würde jedoch zu einer nur unwesentlichen Verbesserung beitragen. Bei einem kleineren Umfangswinkel der Wandverkleidung würde der Schutz im Bereich der Teilfuge nur unzureichend sein, so dass Undichtigkeiten im Bereich der Teilfuge nicht wirkungsvoll und sicher ausgeschlossen werden können.A further preferred embodiment of the invention provides that the respective wall cladding extends over a circumferential angle α of 30 ° to 60 °, measured from the respective parting line. Such trained wallcovering ensures sufficient protection of the parting line with low material usage. A wall cladding with a larger circumferential angle is possible, but would contribute to an insignificant improvement. With a smaller circumferential angle of the wall cladding, the protection in the area of the parting line would only be insufficient, so that leaks in the area of the parting line can not be effectively and safely excluded.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich die Wandverkleidung in axialer Richtung über eine bis drei Teilungen der Teilfugenschrauben erstreckt. Hierdurch wird eine ausreichende Abdeckung der Teilfuge sichergestellt, und der Materialbedarf auf das notwendige Minimum gesenkt. Eine größere Wandverkleidung würde zu keiner Verbesserung der Abdichtung im Teilfugenbereich beitragen. Eine Verringerung der axialen Erstreckung der Wandverkleidung würde dagegen dazu führen, dass eine sichere Abdichtung der Teilfuge nicht gewährleistet werden kann.A further preferred embodiment of the invention provides that the wall cladding extends in the axial direction over one to three divisions of the partial joint screws. As a result, a sufficient coverage of the parting line is ensured, and reduced the material requirement to the necessary minimum. A larger wall cladding would not contribute to improving the seal in the joint area. On the other hand, a reduction in the axial extent of the wall cladding would mean that a reliable sealing of the parting line can not be ensured.

Dem erfindungsgemäßen Turbinengehäuse liegt der Gedanke zugrunde, dass durch eine einfache Wandverkleidung im Bereich der Teilfuge der konvektive Wärmeübergang und die Wärmestrahlung vom Fluid auf die Turbinengehäusewandung wirkungsvoll reduziert werden kann, wodurch Undichtigkeiten im Bereich der Teilfugen auf einfache und kostengünstige Weise verhindert werden können. Eine solche Wandverkleidung kann insbesondere für Dampfturbinengehäuse verwendet werden, wo häufig Dichtigkeitsprobleme im Bereich der Teilfuge auftreten und diese mit großem Aufwand reduziert werden müssen.The turbine housing according to the invention is based on the idea that the convective heat transfer and the heat radiation from the fluid to the turbine housing wall can be effectively reduced by simple wall cladding in the region of the parting line, whereby leaks in the area of the parting joints can be prevented in a simple and cost-effective manner. Such a wall cladding can be used in particular for steam turbine housing, where often leakage problems in the parting joint occur and these must be reduced with great effort.

Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt schematisch:

Figur 1
einen dreidimensionalen Schnitt durch ein erfin- dungsgemäßes Turbinengehäuse;
Figur 2
einen Radialschnitt durch das erfindungsgemäße Tur- binengehäuse.
Exemplary embodiments and further advantages of the invention are explained below with reference to the drawings. It shows schematically:
FIG. 1
a three-dimensional section through a turbine housing according to the invention;
FIG. 2
a radial section through the turbine housing according to the invention.

Bei den Figuren handelt es sich jeweils um stark vereinfachte Darstellungen, bei denen nur die wesentlichen, zur Beschreibung der Erfindung notwendigen, Bauteile gezeigt sind. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, each is a greatly simplified representations, in which only the essential, necessary to describe the invention, components are shown. The same or functionally identical components are cross-figurative provided with the same reference numerals.

Figur 1 zeigt einen dreidimensionalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Turbinengehäuse. Das Turbinengehäuse 1 umfasst ein Turbinegehäuseunterteil 2 und ein Turbinengehäuseoberteil 3. Die beiden Turbinengehäuseteile 2, 3 sind im montierten Zustand aneinander gefügt. Dabei bilden sich an den Fügeflächen jeweils Teilfugen 4 aus. Damit kein Fluid von der Innenseite des Turbinengehäuses 1 nach außen strömen kann, müssen die Teilfugen 4 möglichst dicht abschließen. Hierzu wird das Turbinengehäuseunterteil 2 und das Turbinengehäuseoberteil 3 fest miteinander verschraubt. Um eine gute Verschraubung der beiden Turbinengehäuse 2 und 3 zu ermöglichen, weisen beide Turbinengehäuseteile jeweils Teilfugenflansche 5, 6 auf. In den Teilfugenflanschen 5, 6 sind Teilfugenschrauben 11 (in Figur 1 nicht erkennbar) angeordnet. Durch das Verschrauben der beiden Turbinengehäuseteile 2, 3 wird das Turbinengehäuse 1 abgedichtet. An der Innenseite des Außengehäuses sind an verschiedenen Stellen Stege 12 zur Aufnahme der Leitschaufelträger vorgesehen. Durch die Leitschaufel werden unterschiedliche Kammern 13, 14 innerhalb des Turbinengehäuses 1 ausgebildet. Zwischen den einzelnen Kammern 13, 14 bestehen hohe Temperaturdifferenzen. Durch die hohen Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Kammern 13, 14 kommt es zu einer unterschiedlichen Bauteiltemperatur bzw. zu einer Bauteiltemperaturverteilung welche zu unterschiedlichen Ausdehnungen der Bauteile führen, wodurch Undichtigkeiten im bereich der Teilfuge 4 entstehen. Die Bauteiltemperaturverteilung wird maßgeblich durch die Fluidtemperatur, den konvektiven Wärmeübergang zwischen dem Fluid und den Bauteilen und durch die Wärmestrahlung beeinflusst. Um Undichtigkeiten aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungen der Bauteile zu verhindern, ist eine Minimierung des axialen Temperaturgradienten im Teilfugenflanschbereich notwendig. Die Minimierung des axialen Temperaturgradienten im Teilfugenflanschbereich wird durch eine Wandverkleidung 8 erreicht. Die Wandverkleidung 8 ist so angeordnet und ausgebildet, dass sie den konvektiven Wärmeübergang und die Wärmestrahlung im Bereich des Teilfugenflansches 5, 6 erheblich verringert. Hierdurch wird die unterschiedliche Ausdehnung der Bauteile reduziert und eine sichere Abdichtung im Bereich des Teilfugenflansches 4 erreicht. Die Ausbildung der Wandverkleidung 8 ist in Figur 2 im Detail dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. FIG. 1 shows a three-dimensional section through a turbine housing according to the invention. The turbine housing 1 comprises a turbine housing lower part 2 and a turbine housing upper part 3. The two turbine housing parts 2, 3 are joined together in the mounted state. In each case, part joints 4 are formed at the joining surfaces. So that no fluid can flow from the inside of the turbine housing 1 to the outside, the part joints 4 must be as tight as possible. For this purpose, the turbine housing lower part 2 and the turbine housing upper part 3 are firmly screwed together. In order to enable a good screwing of the two turbine housings 2 and 3, both turbine housing parts each have parting flanges 5, 6. In the Teilfugenflanschen 5, 6 are parting screw 11 (in FIG. 1 not recognizable). By screwing the two turbine housing parts 2, 3, the turbine housing 1 is sealed. On the inside of the outer housing webs 12 are provided for receiving the guide blade carrier at different locations. Through the vane different chambers 13, 14 are formed within the turbine housing 1. Between the individual chambers 13, 14 are high temperature differences. Due to the high temperature differences between adjacent chambers 13, 14 there is a different component temperature or a component temperature distribution which lead to different expansions of the components, whereby leaks in the region of the parting line 4 arise. The component temperature distribution is significantly influenced by the fluid temperature, the convective heat transfer between the fluid and the components and by the heat radiation. To leaks due to the different dimensions of the components to prevent, a minimization of the axial temperature gradient in the Teilfugenflanschbereich is necessary. The minimization of the axial temperature gradient in the Teilfugenflanschbereich is achieved by a wall panel 8. The wall cladding 8 is arranged and formed so that it significantly reduces the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the Teilfugenflansches 5, 6. As a result, the different expansion of the components is reduced and a secure seal in the region of the Teilfugenflansches 4 achieved. The formation of the wall cladding 8 is in FIG. 2 shown in detail and will be described in more detail below.

Figur 2 zeigt einen Radialschnitt durch das Turbinengehäuse 1, wie es bereits in Figur 1 näher beschrieben ist. Um den axialen Temperaturgradienten im Teilfugenflanschbereich zu minimieren, ist eine Wandverkleidung 8 an der Innenwandung 7 des Turbinengehäuses 1, im Bereich des Teilfugenflansches 5, 6 vorgesehen. Die Wandverkleidung 8 besteht im Wesentlichen aus einem metallischen Material. Selbstverständlich können auch andere hitzeresistente Materialien verwendet werden. Die Wandverkleidung 8 ist mittels einer wärmeelastischen Befestigung 9 an der Innenwand 7 der Turbinengehäuseteile 2, 3 befestigt. Die wärmeelastische Befestigung 9 sorgt dafür, dass es bei einer Ausdehnung infolge von Wärmedehnung nicht zu einer Beschädigung der Wandverkleidung 8 kommt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wandverkleidung 8 zweiteilig ausgebildet, wobei jeweils eine Wandverkleidung 8 zur Abschirmung eines Teilfugenflansches 5, 6 vorgesehen ist. FIG. 2 shows a radial section through the turbine housing 1, as it is already in FIG. 1 is described in more detail. In order to minimize the axial temperature gradient in the Teilfugenflanschbereich, a wall panel 8 is provided on the inner wall 7 of the turbine housing 1, in the region of the Teilfugenflansches 5, 6. The wall cladding 8 consists essentially of a metallic material. Of course, other heat-resistant materials can be used. The wall cladding 8 is fixed by means of a heat-elastic fastening 9 on the inner wall 7 of the turbine housing parts 2, 3. The heat-elastic attachment 9 ensures that there is no damage to the wall panel 8 in an expansion due to thermal expansion. In the present embodiment, the wall cladding 8 is formed in two parts, wherein in each case a wall cladding 8 for shielding a Teilfugenflansches 5, 6 is provided.

Die Erfindung umfasst jedoch auch einteilige Wandverkleidungen, die sich über beide Teilfugenflansche 5, 6 erstrecken. Die zweiteilige Ausführung hat im Gegensatz zur einteiligen Ausführung lediglich den Vorteil der einfacheren Montage und Demontage vom Turbinengehäuseoberteil 2 und Turbinengehäuseunterteil 3. Die wärmeelastische Befestigung 9 erfolgt mittels Verschraubung 10. Die Verschraubung 10 erfolgt dabei an einem Ende der Wandverkleidung 8. Das andere Ende der Wandverkleidung 8 kann unmittelbar mit dem entsprechenden Gehäuseteil verschweißt werden. Die Verschraubung 10 erfolgt dabei mittels wenigstens einer Distanzschraube 11. Durch die Verwendung einer Distanzschraube 11 wird ein gewisser Abstand zwischen der Wandverkleidung 8 und der Innenwandung 7 des Turbinengehäuses 1 erzielt. Durch den Zwischenraum zwischen der Wandverkleidung 8 und der Innenwandung 7 des Turbinengehäuses 1 wird der Wärmeübergang von der Wandverkleidung 8 auf den Teilfugenflansch 5, 6 deutlich reduziert. Ein Wärmeübergang kann somit nur über die Distanzschraube 11 und den Schweißpunkt erfolgen. Die Wärmestrahlung von der Wandverkleidung auf den Teilfugenflansch 5, 6 ist deutlich geringer als die Wärmestrahlung ohne Wandverkleidung.However, the invention also includes one-piece wall panels that extend over both Teilfugenflansche 5, 6. The two-piece design has in contrast to the one-piece design only the advantage of easier assembly and disassembly of the turbine housing shell 2 and turbine housing part 3. The heat-elastic fastening 9 by means of screw 10. The screw 10 is carried out at one end of the wall paneling 8. The other end of the wall paneling 8 can be welded directly to the corresponding housing part. The screw 10 is effected by means of at least one spacer screw 11. By using a spacer screw 11, a certain distance between the wall panel 8 and the inner wall 7 of the turbine housing 1 is achieved. Through the gap between the wall cladding 8 and the inner wall 7 of the turbine housing 1, the heat transfer from the wall cladding 8 on the Teilfugenflansch 5, 6 is significantly reduced. A heat transfer can thus take place only via the spacer screw 11 and the welding point. The heat radiation from the wall cladding on the Teilfugenflansch 5, 6 is significantly lower than the heat radiation without wall cladding.

Durch die Wandverkleidung 8 wird somit sowohl der konvektive Wärmeübergang als auch die Wärmestrahlung im Bereich des Teilfugenflansches deutlich verringert, wodurch es zu einer Minimierung des axialen Temperaturgradienten im Teilfugeflanschbereich kommt und eine sichere Abdichtung der Teilfugen 4 kommt. Die jeweilige Wandverkleidung 8 erstreckt sich bei einer zweiteiligen Ausbildung vorzugsweise über einen Umfangswinkel α von etwa 30° bis 60°, gemessen von der jeweiligen Teilfuge 4. Bei geringeren Umfangswinkel α der Wandverkleidung nimmt die Wärmeabschirmung ab, wodurch eine sichere Abdichtung der Teilfugen 4 nicht gewährleistet werden kann. Größere Umfangswinkel α von über 60° bringen keinen nennenswerten Vorteil, bezogen auf die Abschirmung. In axialer Richtung sollte die Wandverkleidung 8 sich über eine etwa eine bis drei Teilungen der Teilfugenschrauben erstrecken, um eine sichere Abschirmung und damit Abdichtung der Teilfugen 4 zu gewährleisten. Die Wandverkleidung 8 ist axial zwischen jeweils 2 Kammern des Turbinengehäuses 1 angeordnet.By the wall cladding 8 thus both the convective heat transfer and the heat radiation in the region of the Teilfugenflansches is significantly reduced, resulting in a minimization of the axial temperature gradient in Teilfugeflanschbereich and a secure sealing of the parting lines 4 comes. The respective wall cladding 8 extends in a two-part training preferably over a circumferential angle α of about 30 ° to 60 °, measured from the respective parting line 4. At a smaller circumferential angle α of the wall cladding, the heat shield decreases, whereby a secure seal of the parting lines 4 is not guaranteed can be. Larger circumferential angles α of over 60 ° bring no significant advantage, based on the shield. In the axial direction, the wall cladding 8 should extend over an approximately one to three divisions of the parting screw to ensure a secure shielding and thus sealing of the parting lines 4. The wall cladding 8 is arranged axially between in each case 2 chambers of the turbine housing 1.

Durch das erfindungsgemäße Turbinengehäuse 1 mit einer an der Innenwandung 7 des Turbinengehäuses 1 angeordneten Wandverkleidung 8 kann somit auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Minimierung des axialen Temperaturgradienten im Teilfugenflanschbereich durch eine innere Wärmeabschirmung erreicht werden. Hierdurch wird die Dichtigkeit der Teilfugen 4 erheblich gesteigert und die Betriebssicherheit verbessert. Das Turbinengehäuse 1 mit der Wandverkleidung 8 lässt sich besonders effektiv für Dampfturbinen einsetzen. Grundsätzlich ist sie aber für jegliche Art von Turbinengehäusen geeignet. Eine Nachrüstung bereits vorhandener Turbinengehäuse ist möglich.As a result of the turbine housing 1 according to the invention with a wall cladding 8 arranged on the inner wall 7 of the turbine housing 1, a minimization of the axial temperature gradient in the partial joint flange area by an internal heat shield can thus be achieved in a particularly simple and cost-effective manner be achieved. As a result, the tightness of the part joints 4 is significantly increased and improves the reliability. The turbine housing 1 with the wall cladding 8 can be used particularly effectively for steam turbines. In principle, however, it is suitable for all types of turbine housings. A retrofit of existing turbine housing is possible.

Claims (7)

Turbinengehäuse (1), umfassend ein Turbinengehäuseunterteil (2) und ein Turbinengehäuseoberteil (3), die im montierten Zustand aneinander gefügt sind und dabei an Ihren Fügeflächen jeweils eine Teilfuge (4) ausbilden, wobei jedes Turbinengehäuseteil (2, 3) im Bereich der Teilfuge (4) einen Teilfugenflansch (5, 6) aufweisen, über den die Turbinengehäuseteile (2, 3) mittels Teilfugenschrauben miteinander verschraubt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einer Innenwandung (7) des Turbinengehäuses (1), im Bereich des Teilfugenflansches (5, 6), eine Wandverkleidung (8) vorgesehen ist, die so angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den konvektiven Wärmeübergang und die Wärmestrahlung im Bereich des Teilfugenflansches (5, 6) verringert.Turbine housing (1), comprising a turbine housing lower part (2) and a turbine housing upper part (3), which are joined together in the mounted state and thereby form a parting line (4) at their joining surfaces, each turbine housing part (2, 3) in the region of the parting line (4) have a Teilfugenflansch (5, 6), via which the turbine housing parts (2, 3) are screwed together by means of parting screws,
characterized in that
on a inner wall (7) of the turbine housing (1), in the region of the Teilfugenflansches (5, 6), a wall cladding (8) is provided, which is arranged and adapted to the convective heat transfer and heat radiation in the region of the Teilfugenflansches ( 5, 6). Turbinengehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandverkleidung (8) im Wesentlichen aus einem metallischen Material besteht.Turbine housing according to claim 1,
characterized in that
the wall cladding (8) consists essentially of a metallic material. Turbinengehäuse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandverkleidung (8) mittels einer wärmeelastischen Befestigung (9) an der Innenwandung (7) des Turbinengehäuseteils (2, 3) befestigt ist.Turbine housing according to claim 1 or 2,
characterized in that
the wall cladding (8) by means of a heat-elastic attachment (9) on the inner wall (7) of the turbine housing part (2, 3) is attached. Turbinengehäuse nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wärmeelastische Befestigung (9) mittels Verschraubung (10) erfolgt.Turbine housing according to claim 3,
characterized in that
the heat-elastic attachment (9) by means of screw (10). Turbinengehäuse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschraubung (10) durch wenigstens eine Distanzschraube (11) erfolgt.Turbine housing according to claim 4,
characterized in that
the screw (10) by at least one spacer screw (11). Turbinengehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweilige Wandverkleidung (8) sich über einen Umfangswinkel α von 30° bis 60°, gemessen von der jeweiligen Teilfuge (4), erstreckt.Turbine housing according to one of the preceding claims,
characterized in that
the respective wall cladding (8) extends over a circumferential angle α of 30 ° to 60 °, measured from the respective parting line (4). Turbinengehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Wandverkleidung (8) in axialer Richtung über eine bis drei Teilungen der Teilfugenschrauben erstreckt.Turbine housing according to one of the preceding claims,
characterized in that
the wall cladding (8) extends in the axial direction over one to three divisions of the partial joint screws.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102699408A (en) * 2012-06-16 2012-10-03 南通百事达数控机床有限公司 Knife rest returning device of plate shearing machine
CN103343705B (en) * 2013-07-19 2015-02-18 东方电气集团东方汽轮机有限公司 Method for sealing middle-split surface of steam turbine and sealing structure
KR101733626B1 (en) * 2014-01-15 2017-05-24 두산중공업 주식회사 Hydrostatic Test Device and Hydrostatic Test Method of High Pressure Turbine
CN104454046B (en) * 2014-11-27 2017-01-04 浙江鸿峰重工机械有限公司 Bottom half cast element on a kind of cylinder block

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815645A (en) * 1955-03-01 1957-12-10 Gen Electric Super-critical pressure elastic fluid turbine
US4772178A (en) * 1987-01-28 1988-09-20 Westinghouse Electric Corp. Thermal shield for the steam inlet connection of a steam turbine
US5133640A (en) * 1990-06-21 1992-07-28 Westinghouse Electric Corp. Thermal shield for steam turbines
JP3776541B2 (en) * 1997-01-17 2006-05-17 三菱重工業株式会社 Steam turbine casing flange cooling structure
JPH10205306A (en) * 1997-01-22 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbine casing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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