EP3060766A1 - Schutz vor erosion und erosionskorrosion an stegen von gussgehäusen - Google Patents

Schutz vor erosion und erosionskorrosion an stegen von gussgehäusen

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EP3060766A1
EP3060766A1 EP15702384.7A EP15702384A EP3060766A1 EP 3060766 A1 EP3060766 A1 EP 3060766A1 EP 15702384 A EP15702384 A EP 15702384A EP 3060766 A1 EP3060766 A1 EP 3060766A1
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EP
European Patent Office
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axial
housing body
housing
steam turbine
ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15702384.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefanie RANDIG
Mario Rolle
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3060766A1 publication Critical patent/EP3060766A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
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    • F05D2300/111—Cast iron
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    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/13—Refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W
    • F05D2300/132—Chromium

Definitions

  • the present invention relates to a housing device for a steam turbine. Further, the present OF INVENTION ⁇ dung relates to a method for manufacturing a housing device for a steam turbine.
  • the guide vane carrier are DER art on a web on a housing inner wall of the outer casing attached to the guide vane carrier are adjustable and jus ⁇ tierbar to adjust the orientation of the vane and of Ra ⁇ dialspalten accurately.
  • the fixing portions of the housing in the form of ridges which extend along the circumferential direction at a ra dial ⁇ inner housing surface.
  • the guide vanes are formed on the fixing areas or webs by means of screw or by tongue and groove joints.
  • a connecting pin is ver ⁇ applies to adjust the guide vane with the web in the circumferential direction.
  • erosion or erosion corrosion can occur in turbine components (eg outer casings or the bars described above) made of cast iron, as a result of which internal and external Leaks can be caused.
  • turbine components eg outer casings or the bars described above
  • internal and external Leaks can be caused.
  • Especially convincing support to the webs of routing and sealing trays can cause erosion and corrosion Ero ⁇ sion, since there the highest steam velocities occur as a result of gap flows.
  • the object is achieved by a housing device, a steam turbine ⁇ and a method for producing a
  • a housing apparatus for a steam turbine has a housing body, which extends along an axial direction of a turbine shaft of the steam turbine and has a radially to the turbine shaft zei ⁇ ing inner surface.
  • the inner surface encloses at least partially ⁇ a working volume, is through which a working fluid of the steam turbine feasible.
  • the housing body has an inner web which protrudes in the radial direction from the inner surface ⁇ .
  • the inner web has an axial surface whose normal has a component parallel to the axial direction. Insbeson ⁇ more complete is the normal to the axial surface parallel to the axial direction ⁇ .
  • the inner land also has a radial surface formed adjacent to the axial surface, with a normal of the radial surface having another component parallel to the radial direction. In particular, the normal of the radial surface is parallel to the radial direction.
  • the normal of the radial surface is, for example, at right angles to the normal of the axial surface and additionally at right angles, for example to a further normal of the other Axialflä ⁇ surface described below.
  • a guide blade carrier of the steam turbine can be fastened on a mounting ring of the housing device.
  • the fastening ring supply has a first cover and a second cover, wherein the mounting ring is fixed to the inner ⁇ web so that the first cover area covers the axial surface and the second cover area from the radial surface.
  • a steam turbine is described with the above-described housing device and a guide vanes.
  • the vane support is fastened to the mounting ring
  • a steam turbine usually has an outer housing and an inner housing. Between the inner housing and the Au ⁇ tgephaseuse is the working volume of the steam turbine in the working volume of the steam turbine are the rotor blade and the vanes of the steam turbine. Further flows through the working volume, the working fluid, for example, the steam ⁇ to drive the Laufschaufein. Entspre ⁇ accordingly the guide vane üb described in more detail below is SHORT- fixed to the outer housing.
  • the outer housing has a steam inlet and a steam outlet in order to flow ent ⁇ speaking steam into the working volume or ent ⁇ speaking flow out the vapor from the working volume.
  • the steam turbine has the turbine shaft, which is rotatably arranged relative to the outer housing.
  • the blades are coupled to the turbine shaft.
  • the turbine shaft defines the "axial direction" of the Dampftur bine and correspondingly of the housing body (ie, the facedge ⁇ casing or the inner casing.)
  • the housing body has, for example, the shape of a tubular ⁇ shaped housing shell.
  • the housing body has, for example, the shape of a tubular ⁇ shaped housing shell.
  • Housing body have a tubular or tubular course along the axial direction of the steam turbine. Further, the housing body can cut a closed annular cross ⁇ have around the turbine shaft. Alternatively, the housing body may be a housing segment, ie, for example, a half shell, of the housing of the steam turbine.
  • Housing body which extends in particular along the inner surface in the circumferential direction, is preferably produced integrally during the casting of the housing body.
  • the guide vane carrier is used in steam turbines for fastening ⁇ tion of the guide vanes in the turbomachine housing or the housing body.
  • the vane support may be circular.
  • the guide vane from ei ⁇ ner variety of segments of a circle or arc segments can be stand ⁇ . Segment of a circle of the guide vane can ⁇ at play, have a semi-circular shape or arc shape and extend along one half of the housing of the turbine.
  • the mounting ring is a struc tural ⁇ from the housing body separate component.
  • the fixing ring may have a offe ⁇ nes or a closed ring section which extends it ⁇ fully or partially circumferentially around the door ⁇ binenwelle along the inner surface of the housing body.
  • the fastening ring can thus have a ring segment or a completely closed ring profile.
  • the fastening ring is attached to the inner web, for example by means of a positive connection or by means of a welded connection.
  • the mounting ring has, for example cover portions, wherein as the first coverage area (or coverage) of the fixing ring forms an axial face of Be ⁇ fastening rings with a normal line substantially parallel to the axial direction and the second coverage area (or coverage area) a developed to the first cover portion radial surface of the mounting ring with a normal in We ⁇ sentlichen parallel to the radial direction.
  • the first cover portion or in addition, the second cover portion form contact surfaces for the Leitschau ⁇ felm on which the guide vane or is plan sur fa ⁇ chig be placed and fastened with fastening means who can ⁇ .
  • the fastening ring is thus partially between the inner web of the housing body and the Leitschau- feivra.
  • the inner web of the housing body is thus covered by the Fixed To ⁇ supply ring or its coverage areas and protected from a ⁇ effects of the vapor in the working volume.
  • the erosion and corrosion thus engage primarily in preparation ⁇ chen of the mounting ring rather than to areas of
  • the steam has a flow direction approximately parallel to the axial direction.
  • the Axi ⁇ al Structure of the inner fin is in particular the surface which the upstream axial face of the inner web is bil ⁇ det thus first flows against and from the steam.
  • Another axial surface of the inner web is that Axial ⁇ surface, which is formed downstream of the above-described upstream axial surface.
  • the further axial surface is thus that axial surface, which is formed downstream and from which the steam from ⁇ flows.
  • the further axial surface is arranged spaced from the axial surface, wherein a further normal has a further component parallel to the axial direction.
  • the fastening ring is fastened to the inner web such that the first covering region of the fastening ring covers the upstream surface of the inner web and the second covering region covers the radial surface.
  • the fastening ring has a U-profile shape, wherein the fastening ⁇ supply ring corresponding to a further first cover portion, which is formed unwound to the second cover region. The first cover portion thus covering the upstream of the inner axial face formed from the web, the second cover portion covers the radial surface of the inner web and the further first axial region covers the further downstream ⁇ Windier formed axial face.
  • a material of the buildin ⁇ actuating rings is deposited as described above, of a material of the housing body.
  • Mounting ring made of steel, in particular made of 12% chromium steel.
  • the housing body is formed from a cast material, in particular cast iron. If the fastening ring is made of steel, this may for example by forming methods (such as forging, deep draw ⁇ etc.) are prepared. This results in a greatly reduced effort in the mechanical processing of Be ⁇ fastening ring, since surfaces of the mounting ring must be less reworked. For example, all mounting surfaces must be finished consuming and intense after ⁇ ⁇ for cast parts.
  • welding work in particular on the covering areas, can be carried out in accordance with the regulations.
  • the housing body has a first fastening section on the inner web and the fastening ring has a second fastening section.
  • the first fastening section and the second fastening section are formed corresponding to one another such that the first fastening section and the second fastening section engage in one another and thus form a positive connection.
  • the second fastening section protrudes from the first and / or second covering area in the direction of the inner web.
  • the first fastening portion is formed as an outer groove in the corresponding axial surface and / or radial surface.
  • the first fastening portion of the Axi ⁇ al Structure and / or the radial face can protrude.
  • the second attachment portion is formed as an outer groove in the korrespondie ⁇ - generating coverage areas.
  • the first fixing portion is in particular an integra ⁇ ler part of the housing body. Accordingly, the second attachment portion is an integral part of the attachment ring.
  • the first fastening portion is integrally formed with the housing body and the second fastening portion formed integrally with the Be ⁇ fastening ring.
  • a groove-spring connection for example a swallow tail ⁇ compound or the like can be formed.
  • the mounting ring with sides nem second attachment section on the first Fixed To ⁇ constriction portion of the case body, for example, along the circumferential direction, are postponed.
  • the inner web can form, as the first fastening section, a guide rail extending, for example, in the direction of rotation, on which the second fastening section, which can be designed as a groove formed corresponding to the guide rail, can be pushed.
  • the second attachment portion may further comprise a Gußanker.
  • the cast anchor has, for example, two mutually spread rods or sheets, which penetrate into the inner web and hooked.
  • the Gußanker can penetrate for example, during the casting of the housing body in such a ⁇ .
  • the Gussanker has, for example, the same material as the mounting ring. Further, the Gussanker can be welded to the mounting ring or formed integrally with the mounting ring.
  • the positive connection can be as described in detail below, are formed already during the Herstellverfah ⁇ proceedings of the housing means. So at ⁇ can play as the mounting ring during a casting process the housing body with this form a positive connection.
  • a housing body is produced, WEL rather extends along an axial direction of a turbine shaft of the steam turbine and having a radial to the turbine shaft zei ⁇ constricting inner surface, said inner surface beitsvolumen an Ar ⁇ through which a working fluid of the steam turbine can be passed, at least partially encloses.
  • Housing body has an inner web, which protrudes in radial ⁇ direction of the inner surface.
  • the inner web has an axial surface whose normal has a component parallel to the axial direction.
  • the inner web has a radial surface which is formed adjacent to the axial surface, wherein a normal of the radial surface ⁇ has a further component parallel to the radial direction.
  • a fastening ring on which a Leitschau ⁇ felnem the steam turbine is fastened prepared.
  • the fastening ring has a first covering area and a second covering area.
  • the mounting ring is attached to the inner web such that the first cover portion covering the axial surface and the second cover portion covering the radial ⁇ surface.
  • Housing body providing a mold, which has a negative mold of the housing body. Further, a liquid casting material is poured into the mold. Subsequently ⁇ Oxd the casting material is cured, so that after switching off hardening of the casting material of the housing body can be removed from the mold.
  • forming the housing body further includes positioning the attachment ring in the mold prior to the step of pouring the liquid molding material. After hardening of the cast material is of the fastening ring of the ⁇ art to the inner web, in particular by form-fitting sawn strengthens that the first cover portion covering the axial surface and the second cover portion covering the radial surface.
  • the fixing ring is placed at a desired position within the mold prior to casting the housing body.
  • the mounting ring is placed at a ge ⁇ desired position of the fixing body and fixed with ⁇ means of a positive connection. Since the mounting ring is made for example of steel and before the casting ⁇ process was made, ie the corresponding surfaces (cover surfaces) were processed, no rework is necessary after the casting process. Since no additional Bear ⁇ Anlagentungsuze after casting to the mounting ring is neces- maneuverable, this leads to a faster and simpler production of the housing device of the invention.
  • the mounting ring made of steel protects the axial surfaces and the radial surface of the inner web.
  • the production method according to the invention also reduces the manufacturing outlay.
  • the profile (fixing ring) is already cast firmly into the cast housing during the casting process. This eliminates the pre ⁇ processing on the inner web for the fitting of a shielding Ches, the numerous holes for screwing the Ab ⁇ screen bleach with the inner web, the screws themselves and the making of the shielding.
  • the described here Aus ⁇ leadership forms represent only a limited selection of Moegli ⁇ chen embodiments of the invention. So it is possible to combine the features of individual embodiments in geeigne ⁇ ter way together so that should be considered for the skilled worker with the explicit here variants a multi ⁇ number of different embodiments disclosed as obvious.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a
  • Housing device for a steam turbine according to egg ner exemplary embodiment of the present invention ⁇
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the inner web and the mounting ring of Fig. 1 and
  • Fig. 3 shows a schematic representation of an embodiment Auspar approximately for a manufacturing method according to the present invention. Detailed description of exemplary Suppliesfor ⁇ men
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a
  • Housing device 100 for a steam turbine according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the housing device 100 has a housing body 101, which extends along an axial direction of a turbine shaft of the steam turbine and has an inner surface 102 pointing radially to the turbine shaft.
  • the inner surface 102 encloses at least partially a working volume, can be guided by wel ⁇ ches a working fluid of the steam turbine.
  • Housing body 101 has an inner web 104, which protrudes in the radial direction 112 of the inner surface 102.
  • the inner land 104 has an axial surface and a radial surface 105 which is formed adjacent to the axial surface 106.
  • a guide vane carrier of the steam turbine is fastened to a mounting ring 103.
  • the mounting ring 103 has a first cover portion 107 and a second Abdeckbe on ⁇ reaching 108, the mounting ring 103 is attached to the inner web 104 such that the first cover portion 107, the axial surface 106 and the second cover portion 108, the radial surface covers the 105th
  • the steam turbine usually has a housing body 101, an outer housing and an inner housing. Between the In ⁇ nengeophuse and the outer housing is the Hävo ⁇ lumen of the steam turbine. In the working volume of the steam turbine ⁇ ne are the blade and the vanes of the steam turbine. Further, flows through the working volume of the Ar ⁇ beitsfluid, for example, the steam in order to advance blades at ⁇ .
  • the housing body 101 is shown for example as an outer ⁇ housing.
  • the outer housing has a Dampfein ⁇ läse and a steam outlet to flow according to steam in the working volume or corresponding to the steam flow out of the working volume (see steam flow 109 in Fig. 1).
  • the turbine shaft is rotatable relative to the outer housing ⁇ ordered.
  • the blades are coupled to the turbine shaft.
  • the housing body 101 has, as shown in Fig. 1, a tubular housing shell, in particular a
  • housing half shell on.
  • the housing body 101 has a tubular course along the axial direction 111 of the steam turbine.
  • the inner web 104 is formed, which protrudes in the radial direction 112 of the inner surface 102 in the working volume.
  • the fastening ring 103 is a structural component that is structurally separate from the housing body 101.
  • the mounting ring 103 may be an open or closed ring profile comprise wel ⁇ ches fully or partially circumferentially around the turbine shaft along the inner surface 102 of the
  • the fastening ring 103 can thus have a ring segment or a completely closed ring profile.
  • the fastening ring 103 is attached to the inner web 104, for example by means of a positive connection or by means of a welded connection.
  • the mounting ring 103 has at ⁇ game as an L-profile, whereby for example the first Abdeckbe- rich 107 (or coverage area) of the mounting ring 103 forms an axial face of the mounting ring 103 with a normal line substantially parallel to the axial direction 111 and the second cover portion 108 (or coverage area) a developed to the ERS th coverage area 107 radial surface of the Fixed To ⁇ supply rings 103 with a normal substantially parallel to the radial direction 112 forms.
  • the fastening ring 103 is thus partially located between the inner web 104 of the housing body 101 and the guide blade carrier.
  • the inner web 104 of the housing body 101 is thus covered off from the mounting ring 103 and the cover portions 107, 108 and protected against influences of the vapor in the Hävolu ⁇ men.
  • the erosion and corrosion thus primarily attack areas of the fastening ring 103 instead of areas of the housing body 101.
  • the steam flow a ⁇ direction 109 approximately parallel to the axial direction of 111.
  • the further axial surface 114 is spaced from the axial surface 106 in the axial direction ⁇ 111, wherein a further normal has a further component parallel to the axial direction 111.
  • the mounting ring 103 is such be ⁇ solidifies on the inner web 104, the first cover portion 107 of the attachment rings 103, the upstream trained axial face cover 106 of the inner web 104 and the second cover portion 108, the Ra ⁇ dial
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the inner web 104 and the mounting ring 103 of Fig. 1.
  • the axial surface 106 of the inner web 104 is in particular the surface which forms the upstream axial surface 106 of the inner web 104 and thus is first flowed by the steam.
  • a further axial surface 114 of the inner ridge 104 is that of axial surface 114, which is formed downstream excluded respect to the above ⁇ be written upstream axial face 106th
  • the further axial surface 114 is thus the one
  • Axial surface 114 which is formed downstream and from which the steam flows.
  • the housing body 101 has, at the inner web 104 includes a first fastening portion (for example, a mounting groove or Recordin ⁇ me Suitee for corresponding fixing means / Gußanker 115) and the fastening ring 103 has a second Be ⁇ fixing portion (for example, a Gußanker 115) on.
  • the first attachment portion and the second attachment portion are formed corresponding to each other so that the first attachment portion and the second Befest Trentsab ⁇ cut mesh and thus form a positive Ver ⁇ bond.
  • the second fastening section (cast anchor 115) protrudes from the first and / or second cover region 107, 108 in the direction of the inner web 104.
  • the first attachment portion is formed as an outer groove in the corresponding axial surface 106 and / or radial surface 105.
  • the cast anchor 115 has, for example, two mutually pick ⁇ spread rods or sheets, which penetrate into the inner web 104 and hook.
  • the cast anchor 115 can penetrate into the housing body during the casting process, for example.
  • the Gußanker 115 has, for example, the same mate ⁇ rial as the mounting ring 103rd Furthermore, the
  • Gussanker 115 are welded to the mounting ring 103 or integrally formed with the mounting ring 103 ⁇ who.
  • FIG. 3 there is shown a method of manufacturing a steam turbine casing apparatus 100 (e.g., described above).
  • step 201 its mountings ⁇ supply ring 103 (for example by means of a Umformverfah- proceedings).
  • a casting mold is then ⁇ abidege in step 202nd
  • the casting mold has a negative mold of the
  • Housing body 101 has.
  • the fastening ring 103 is positioned at a predetermined position in step 203 in the mold. Its mountings ⁇ supply ring 103 is in particular positioned such that the fastening ring 103 is attached to the inner web 104 in such a way (after the step of curing) in that the first covering ⁇ portion 107 covering the axial surface 106 and the second Ab ⁇ deck section 108, the radial surface 105 covers.
  • the casting material eg cast iron
  • the mounting ring 103 emerges for example, with the anchor portion 115 in the liquid Gußmate ⁇ rial of the housing body 101 in the region of the axial surface 106 or the radial face 105 a.
  • Housing body 101 are removed from the mold. After the casting material has hardened, the cast anchors 115 protrude beyond the radial surface 105 or the axial surface 106 of the inner web 104 into the inner web 104 and thus form the positive connection with the inner web 104.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung (100) für eine Dampfturbine sowie ein Herstellungsverfahren dafür. Die Gehäusevorrichtung (100) weist einen Gehäusekörper (101) auf, welcher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche (102) aufweist. Die Innenfläche (102) umschließt zumindest teilweise ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist. Der Gehäusekörper (101) weist einen Innensteg (104) auf, welcher in Radialrichtung (112) von der Innenfläche (102) hervorragt. Der Innensteg (104) weist eine Axialfläche und eine Radialfläche (105) auf, welche angrenzend an die Axialfläche (106) ausgebildet ist. An einen Befestigungsring (103) ist ein Leitschaufelträger der Dampfturbine befestigbar. Der Befestigungsring (103) weist einen ersten Abdeckbereich (107) und einen zweiten Abdeckbereich (108) auf, wobei der Befestigungsring (103) an dem Innensteg (104) derart befestigt ist, dass der erste Abdeckbereich (107) die Axialfläche (106) und der zweite Abdeckbereich (108) die Radialfläche (105) abdeckt.

Description

Beschreibung
Schutz vor Erosion und Erosionskorrosion an Stegen von Gußge¬ häusen
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine. Ferner betrifft die vorliegende Erfin¬ dung ein Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine.
Hintergrund der Erfindung
Heutzutage werden Dampfturbinen mit Außengehäusen ausgestat¬ tet, an welchen Leitschaufelträger an Innenseiten der Außen¬ gehäuse befestigbar sind. Die Leitschaufelträger werden der- art an einem Steg an einer Gehäuseinnenwand des Außengehäuses befestigt, dass die Leitschaufelträger einstellbar und jus¬ tierbar sind, um die Ausrichtung der Leitschaufel und von Ra¬ dialspalten exakt einzustellen. Zur Fixierung der Leitschaufelträger an dem Außengehäuse wer¬ den die Fixierungsbereiche des Gehäuses in Form von Stegen ausgebildet, welche entlang der Umfangsrichtung an einer ra¬ dial inneren Gehäuseoberfläche verlaufen. Zumeist werden die Leitschaufelträger an den Fixierungsbereichen bzw. Stegen mittels Schraubverbindungen oder mittels Nut-Feder- Verbindungen gebildet. Ferner wird ein Verbindungsbolzen ver¬ wendet, um den Leitschaufelträger mit dem Steg in Umfangs- richtung einzustellen. Bei Dampfturbinen, bei welchen bis in das Nassdampfgebiet entspannt wird, kann bei Turbinenbauteilen (z.B. Außengehäu¬ sen bzw. die oben beschriebenen Stegen) aus Eisenguss Erosion bzw. Erosionskorrosion vorliegen, wodurch interne und externe Leckagen verursacht werden können. Speziell an den Stegen der Leit zeugträger und Dichtschalen kann es zur Erosion und Ero¬ sionskorrosion kommen, da dort infolge von SpaltStrömungen die höchsten Dampfgeschwindigkeiten auftreten.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein korrosi- ons- und erosionsbeständiges Gehäuse für eine Dampfturbine bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Gehäusevorrichtung, eine Dampf¬ turbine sowie ein Verfahren zum Herstellen einer
Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine gemäß den unabhängi¬ gen Ansprüchen gelöst.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine bereitgestellt. Die Gehäusevorrichtung weist einen Gehäusekörper auf, welcher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zei¬ gende Innenfläche aufweist. Die Innenfläche umschließt zumin¬ dest teilweise ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeits- fluid der Dampfturbine führbar ist. Der Gehäusekörper weist einen Innensteg auf, welcher in Radialrichtung von der Innen¬ fläche hervorragt.
Der Innensteg weist eine Axialfläche auf, deren Normale eine Komponente parallel zu der Axialrichtung aufweist. Insbeson¬ dere ist die Normale der Axialfläche parallel zu der Axial¬ richtung. Der Innensteg weist ferner eine Radialfläche auf, welche angrenzend an die Axialfläche ausgebildet ist, wobei eine Normale der Radialfläche eine weitere Komponente paral- lel zu der Radialrichtung aufweist. Insbesondere ist die Nor¬ male der Radialfläche parallel zu der Radialrichtung. Die Normale der Radialfläche ist z.B. rechtwinklig zu der Normale der Axialfläche und zusätzlich rechtwinklig z.B. zu einer weiteren Normalen der unten beschriebenen weiteren Axialflä¬ che .
An einem Befestigungsring der Gehäusevorrichtung ist ein Leitschaufelträger der Dampfturbine befestigbar. Der Befesti gungsring weist einen ersten Abdeckbereich und einen zweiten Abdeckbereich auf, wobei der Befestigungsring an dem Innen¬ steg derart befestigt ist, dass der erste Abdeckbereich die Axialfläche und der zweite Abdeckbereich die Radialfläche ab deckt .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Dampftur bine mit der oben beschriebenen Gehäusevorrichtung und einem Leitschaufelträgern beschrieben . Der Leitschaufelträger ist an dem Befestigungsring befesti
Eine Dampfturbine weist üblicherweise ein Außengehäuse und ein Innengehäuse auf. Zwischen dem Innengehäuse und dem Au¬ ßengehäuse befindet sich das Arbeitsvolumen der Dampfturbine In dem Arbeitsvolumen der Dampfturbine befinden sich die Laufschaufei und die Leitschaufein der Dampfturbine. Ferner strömt durch das Arbeitsvolumen das Arbeitsfluid, zum Bei¬ spiel der Dampf, um die Laufschaufein anzutreiben. Entspre¬ chend ist der unten näher beschriebene Leitschaufelträger üb licherweise an dem Außengehäuse befestigt. Das Außengehäuse weist einen Dampfeinlass und einen Dampfauslass auf, um ent¬ sprechend Dampf in das Arbeitsvolumen einzuströmen oder ent¬ sprechend den Dampf aus dem Arbeitsvolumen auszuströmen.
Ferner weist die Dampfturbine die Turbinenwelle auf, welche relativ zu dem Außengehäuse drehbar angeordnet ist. Die Lauf schaufeln sind an die Turbinenwelle gekoppelt.
Die Turbinenwelle definiert die „Axialrichtung" der Dampftur bine und entsprechend des Gehäusekörpers (d.h. dem Außenge¬ häuse oder den Innengehäuse) . Eine Richtung, welche von dem Außengehäuse durch die Drehachse der Turbinenwelle verläuft und senkrecht zu der Axialrichtung ausgebildet ist, wird im Folgenden als „Radialrichtung" bezeichnet. Eine Richtung, welche um die Drehachse der Turbinenwelle verläuft und gleichzeitig senkrecht zu der Axialrichtung und der Radial¬ richtung ausgebildet ist, wird im Folgenden als „Umfangsrich- tung" bezeichnet.
Der Gehäusekörper weist beispielsweise die Form einer röhren¬ förmigen Gehäuseschale auf. Insbesondere kann der
Gehäusekörper einen tubulären bzw. röhrenförmigen Verlauf entlang der Axialrichtung der Dampfturbine aufweisen. Ferner kann der Gehäusekörper einen geschlossenen ringförmigen Quer¬ schnitt um die Turbinenwelle aufweisen. Alternativ kann der Gehäusekörper ein Gehäusesegment, d.h. zum Beispiel eine Halbschale, des Gehäuses der Dampfturbine darstellen.
An der Innenfläche des Gehäusekörpers ist der Innensteg aus¬ gebildet, welcher in Radialrichtung von der Innenfläche in das Arbeitsvolumen hervorragt. Der Innensteg des
Gehäusekörpers, welcher insbesondere entlang der Innenfläche in Umfangsrichtung verläuft, wird bevorzugt integral während des Gießens des Gehäusekörpers hergestellt.
Der Leitschaufelträger dient bei Dampfturbinen zur Befesti¬ gung der Leitschaufeln in dem Strömungsmaschinengehäuse bzw. dem Gehäusekörper. Der Leitschaufelträger kann kreisförmig ausgebildet sein. Ferner kann der Leitschaufelträger aus ei¬ ner Vielzahl von Kreissegmenten bzw. Kreisbogensegmenten be¬ stehen. Ein Kreissegment des LeitSchaufelträgers kann bei¬ spielsweise eine Halbkreisform bzw. Bogenform aufweisen und entlang einer Gehäusehälfte der Turbine verlaufen.
Der Befestigungsring ist ein von dem Gehäusekörper struktu¬ relle separates Bauteil. Der Befestigungsring kann ein offe¬ nes oder ein geschlossenes Ringprofil aufweisen, welches sich vollständig oder bereichsweise in Umfangsrichtung um die Tur¬ binenwelle entlang der Innenfläche des Gehäusekörpers er¬ streckt. Der Befestigungsring kann somit ein Ringsegment oder einen vollständig geschlossenen Ringprofil aufweisen. Der Befestigungsring ist an dem Innensteg befestigt, z.B. mittels einer formschlüssigen Verbindung oder mittels einer Schweißverbindung. Der Befestigungsring weist beispielsweise Abdeckbereiche auf, wobei z.B. der erste Abdeckbereich (bzw. Abdeckfläche) des Befestigungsrings eine Axialfläche des Be¬ festigungsrings mit einer Normalen im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung bildet und der zweite Abdeckbereich (bzw. Abdeckfläche) eine zu dem ersten Abdeckbereich abgewickelte Radialfläche des Befestigungsrings mit einer Normalen im We¬ sentlichen parallel zur Radialrichtung bildet.
An dem Befestigungsring ist der LeitSchaufelträgern
befestigbar. Der erste Abdeckbereich oder zusätzlich der zweite Abdeckbereich bilden Auflageflächen für den Leitschau¬ felträger, auf welchen der Leitschaufelträger plan bzw. flä¬ chig auflegbar ist und mit Befestigungsmitteln befestigt wer¬ den kann. Der Befestigungsring befindet sich somit teilweise zwischen dem Innensteg des Gehäusekörpers und dem Leitschau- feiträger.
Der Innensteg des Gehäusekörpers wird somit von dem Befesti¬ gungsring bzw. dessen Abdeckbereichen abgedeckt und vor Ein¬ wirkungen des Dampfes in dem Arbeitsvolumen geschützt. Die Erosion und die Korrosion greifen somit vornehmlich an Berei¬ chen des Befestigungsrings anstatt an Bereichen des
Gehäusekörpers an.
Innerhalb des Arbeitsvolumens weist der Dampf eine Strömungs- richtung ungefähr parallel zu der Axialrichtung auf. Die Axi¬ alfläche des Innenstegs ist insbesondere die Fläche, welche die stromaufwärts angeordnete Axialfläche des Innenstegs bil¬ det und somit zuerst von dem Dampf angeströmt wird. Eine weitere Axialfläche des Innenstegs ist diejenige Axial¬ fläche, welche stromabwärts bezüglich der oben beschriebenen stromaufwärts angeordneten Axialfläche ausgebildet ist. Die weitere Axialfläche ist somit diejenige Axialfläche, welche stromabwärts ausgebildet wird und von welcher der Dampf ab¬ strömt .
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die wei- tere Axialfläche von Axialfläche beabstandeten angeordnet, wobei eine weitere Normale eine weitere Komponente parallel zu der Axialrichtung aufweist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Befestigungsring derart an dem Innensteg befestigt, dass der erste Abdeckbereich des Befestigungsrings die stromaufwärts ausgebildete Axialfläche des Innenstegs und mit dem zweiten Abdeckbereich die Radialfläche abdeckt. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Befestigungsring eine U-Profilform auf, wobei der Befesti¬ gungsring entsprechend einen weiteren ersten Abdeckbereich aufweist, welcher abgewickelt zur dem zweiten Abdeckbereich ausgebildet ist. Der erste Abdeckbereich deckt somit die stromaufwärts ausgebildete Axialfläche des Innenstegs ab, der zweite Abdeckbereich deckt die Radialfläche des Innenstegs ab und der weitere erste Axialbereich deckt die weitere stromab¬ wärts ausgebildete Axialfläche ab. Somit deckt der Befestigungsring die gesamten Flächen des In¬ nenstegs ab, welche in das Arbeitsvolumen von der Innenfläche heraus in das Arbeitsvolumen hineinragen. Somit wird ein vollumfänglicher Korrosions- und Erosionsschutz mittels des Befestigungsrings bereitgestellt .
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform unter¬ scheidet sich, wie oben beschrieben, ein Material des Befes¬ tigungsrings von einem Material des Gehäusekörpers. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der
Befestigungsring aus Stahl, insbesondere aus 12% Chrom Stahl, gebildet . Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Gehäusekörper aus einem Gussmaterial, insbesondere aus Eisen- guss, gebildet. Ist der Befestigungsring aus Stahl gefertigt, kann dieser beispielsweise mittels Umformverfahren (z.B. Schmieden, Tief¬ ziehen etc.) hergestellt werden. Daraus resultiert ein stark reduzierter Aufwand in der mechanischen Bearbeitung des Be¬ festigungsrings, da Flächen des Befestigungsrings weniger nachgearbeitet werden müssen. Beispielsweise müssen bei Guss¬ teilen alle Befestigungsflächen aufwändig und intensiv nach¬ bearbeitet werden.
Ferner können bei dem Befestigungsring aus Stahl Schweißar- beiten, insbesondere an den Abdeckbereichen, vorschriftsgemäß durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Gehäusekörper an dem Innensteg einen ersten Befestigungsab- schnitt auf und der Befestigungsring weist einen zweiten Be¬ festigungsabschnitt auf. Der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt sind derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Verbindung bilden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ragt der zweite Befestigungsabschnitt von dem ersten und/oder zweiten Abdeckbereich in Richtung Innensteg hervor. Der erste Befes- tigungsabschnitt ist als Außennut in der korrespondierenden Axialfläche und/oder Radialfläche ausgebildet.
Alternativ kann der erste Befestigungsabschnitt von der Axi¬ alfläche und/oder der Radialfläche hervorragen. Der zweite Befestigungsabschnitt ist als Außennut in den korrespondie¬ renden Abdeckbereichen ausgebildet. Der erste Befestigungsabschnitt ist insbesondere ein integra¬ ler Bestandteil des Gehäusekörpers. Entsprechend ist der zweite Befestigungsabschnitt ein integraler Bestandteil des Befestigungsrings. Mit anderen Worten ist der erste Befesti- gungsabschnitt einstückig mit dem Gehäusekörper ausgebildet und der zweite Befestigungsabschnitt einstückig mit dem Be¬ festigungsring ausgebildet. Zur Ausbildung der formschlüssi¬ gen Verbindung können der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt derart ausgebildet sein, dass eine Nut-Federverbindung, beispielsweise eine Schwalben¬ schwanzverbindung oder dergleichen, ausbildbar ist.
Zur Ausbildung der (insbesondere in Radialrichtung wirkenden) formschlüssigen Verbindung kann der Befestigungsring mit sei- nem zweiten Befestigungsabschnitt auf den ersten Befesti¬ gungsabschnitt des Gehäusekörpers, z.B. entlang der Umfangs- richtung, aufgeschoben werden. Beispielsweise kann Innensteg als ersten Befestigungsabschnitt eine, z.B. sich in Umlauf- richtung erstreckende, Führungsschiene ausbilden, auf welcher der zweite Befestigungsabschnitt, welche als korrespondierend zu der Führungsschiene ausgebildete Nut ausgebildet sein kann, aufgeschoben werden kann.
Der zweite Befestigungsabschnitt kann ferner einen Gußanker aufweisen. Der Gußanker weist beispielsweise zwei voneinander abgespreizte Stäbe oder Bleche auf, welche in den Innensteg eindringen und verhaken. Der Gußanker kann beispielsweise während des Gießvorgangs des Gehäusekörpers in diesen ein¬ dringen. Der Gußanker weist beispielsweise dasselbe Material wie der Befestigungsring auf. Ferner kann der Gußanker an dem Befestigungsring angeschweißt werden oder integral mit dem Befestigungsring ausgebildet werden.
Alternativ kann, wie weiter unten im Detail beschrieben, die formschlüssige Verbindung bereits während des Herstellverfah¬ rens der Gehäusevorrichtung gebildet werden. So kann bei¬ spielsweise der Befestigungsring während eines Gießprozesses des Gehäusekörpers mit diesem eine formschlüssige Verbindung herstellen .
Im Folgenden wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegen- den Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer (z.B. oben beschriebenen) Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine be¬ schrieben .
Gemäß dem Verfahren wird ein Gehäusekörper hergestellt, wel- eher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zei¬ gende Innenfläche aufweist, wobei die Innenfläche ein Ar¬ beitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist, zumindest teilweise umschließt. Der
Gehäusekörper weist einen Innensteg auf, welcher in Radial¬ richtung von der Innenfläche hervorragt.
Der Innensteg weist eine Axialfläche auf, deren Normale eine Komponente parallel zu der Axialrichtung aufweist. Der Innen- steg weist eine Radialfläche auf, welche angrenzend an die Axialfläche ausgebildet ist, wobei eine Normale der Radial¬ fläche eine weitere Komponente parallel zu der Radialrichtung aufweist . Ferner wird ein Befestigungsring, an welchem ein Leitschau¬ felträger der Dampfturbine befestigbar ist, hergestellt. Der Befestigungsring weist einen ersten Abdeckbereich und einen zweiten Abdeckbereich auf. Der Befestigungsring wird an dem Innensteg derart befestigt, dass der erste Abdeckbereich die Axialfläche abdeckt und der zweite Abdeckbereich die Radial¬ fläche abdeckt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Ver¬ fahrens weist das oben beschriebene Herstellen des
Gehäusekörpers ein Bereitstellen einer Gießform auf, welche eine Negativform des Gehäusekörpers aufweist. Ferner wird ein flüssiges Gußmaterial in die Gießform eingegossen. Anschlie¬ ßend wird das Gußmaterial ausgehärtet, sodass nach dem Aus- härten des Gußmaterials der Gehäusekörper aus der Gießform entnehmbar ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Ver- fahrens weist das Herstellen des Gehäusekörpers ferner ein Positionieren des Befestigungsrings in der Gießform vor dem Schritt des Eingießens des flüssigen Gußmaterials auf. Nach dem Aushärten des Gußmaterials ist der Befestigungsring der¬ art an dem Innensteg, insbesondere mittels Formschluss, be- festigt, dass der erste Abdeckbereich die Axialfläche abdeckt und der zweite Abdeckbereich die Radialfläche abdeckt.
Mittels des oben beschriebenen Herstellerverfahrens wird der Befestigungsring vor dem Gießen des Gehäusekörpers an einer gewünschten Position innerhalb der Gießform platziert. Nach dem Gießen des Materials in die Gießform und nach dem Aushär¬ ten des Gießmaterials ist der Befestigungsring an einer ge¬ wünschten Position des Befestigungskörpers platziert und mit¬ tels eines Formschlusses fixiert. Da der Befestigungsring beispielsweise aus Stahl hergestellt wird und vor dem Gie߬ vorgang hergestellt wurde, d.h. die entsprechenden Flächen (Abdeckflächen) bearbeitet wurden, ist nach dem Gießvorgang keine Nacharbeit mehr notwendig. Da kein zusätzlicher Bear¬ beitungsschritt nach dem Gießen an dem Befestigungsring not- wendig ist führt dies zu einer schnelleren und einfacheren Herstellung der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung.
Das Risiko der Erosions- und Erosionskorrosionsgefahr an Gussteilen (d.h. an de, Innensteg) wird somit durch den Ein- satz des vergossenen Befestigungsrings, z.B. aus 12%-Chrom- Stahl, reduziert.
Der Befestigungsring aus Stahl schützt die Axialflächen und die Radialfläche des Innenstegs. Das erfindungsgemäße Her- stellverfahren reduziert ferner den Fertigungsaufwand. Das
Profil (Befestigungsring) wird z.B. bereits beim Gießprozess fest in das Gussgehäuse eingegossen. Damit entfallen die Vor¬ bearbeitung am Innensteg für den Einpass eines Abschirmble- ches, die zahlreichen Bohrungen zur Verschraubung des Ab¬ schirmbleiches mit dem Innensteg, die Schrauben selbst und das Anfertigen des Abschirmbleches. Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Aus¬ führungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mögli¬ chen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigne¬ ter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fach- mann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Viel¬ zahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrie- ben .
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
Gehäusevorrichtung für eine Dampfturbine gemäß ei ner beispielhaften Ausführungsform der vorliegen¬ den Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Innenstegs und des Befestigungsrings aus Fig. 1 und
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels für ein Herstellerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsfor¬ men
Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Fi¬ guren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
Gehäusevorrichtung 100 für eine Dampfturbine gemäß einer bei- spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Gehäusevorrichtung 100 weist einen Gehäusekörper 101 auf, welcher sich entlang einer Axialrichtung einer Turbinenwelle der Dampfturbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche 102 aufweist. Die Innenfläche 102 um- schließt zumindest teilweise ein Arbeitsvolumen, durch wel¬ ches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist. Der
Gehäusekörper 101 weist einen Innensteg 104 auf, welcher in Radialrichtung 112 von der Innenfläche 102 hervorragt. Der Innensteg 104 weist eine Axialfläche und eine Radialfläche 105 auf, welche angrenzend an die Axialfläche 106 ausgebildet ist. An einen Befestigungsring 103 ist ein Leitschaufelträger der Dampfturbine befestigbar. Der Befestigungsring 103 weist einen ersten Abdeckbereich 107 und einen zweiten Abdeckbe¬ reich 108 auf, wobei der Befestigungsring 103 an dem Innen- steg 104 derart befestigt ist, dass der erste Abdeckbereich 107 die Axialfläche 106 und der zweite Abdeckbereich 108 die Radialfläche 105 abdeckt.
Die Dampfturbine weist üblicherweise als Gehäusekörper 101 ein Außengehäuse und ein Innengehäuse auf. Zwischen dem In¬ nengehäuse und dem Außengehäuse befindet sich das Arbeitsvo¬ lumen der Dampfturbine. In dem Arbeitsvolumen der Dampfturbi¬ ne befinden sich die Laufschaufel und die Leitschaufeln der Dampfturbine. Ferner strömt durch das Arbeitsvolumen das Ar¬ beitsfluid, zum Beispiel der Dampf, um die Laufschaufeln an¬ zutreiben . In Fig. 1 ist der Gehäusekörper 101 beispielsweise als Außen¬ gehäuse dargestellt. Das Außengehäuse weist einen Dampfein¬ läse und einen Dampfauslass auf, um entsprechend Dampf in das Arbeitsvolumen einzuströmen oder entsprechend den Dampf aus dem Arbeitsvolumen auszuströmen (siehe DampfStrömung 109 in Fig. 1) .
Die Turbinenwelle ist relativ zu dem Außengehäuse drehbar an¬ geordnet. Die Laufschaufeln sind an die Turbinenwelle gekop- pelt.
Der Gehäusekörper 101 weist, wie in Fig. 1 dargestellt, eine röhrenförmigen Gehäuseschale, insbesondere eine
Gehäusehalbschale, auf. Insbesondere hat der Gehäusekörper 101 einen tubulären bzw. röhrenförmigen Verlauf entlang der Axialrichtung 111 der Dampfturbine aufweist.
An der Innenfläche des Gehäusekörpers 101 ist der Innensteg 104 ausgebildet, welcher in Radialrichtung 112 von der Innen- fläche 102 in das Arbeitsvolumen hervorragt. Der Innensteg
104 des Gehäusekörpers 101, welcher insbesondere entlang der Innenfläche 102 in Umfangsrichtung 113 verläuft, wird bevor¬ zugt integral während des Gießens des Gehäusekörpers 101 her¬ gestellt .
Der Befestigungsring 103 ist ein von dem Gehäusekörper 101 strukturelle separates Bauteil. Der Befestigungsring 103 kann ein offenes oder ein geschlossenes Ringprofil aufweisen, wel¬ ches sich vollständig oder bereichsweise in Umfangsrichtung um die Turbinenwelle entlang der Innenfläche 102 des
Gehäusekörpers 101 erstreckt. Der Befestigungsring 103 kann somit ein Ringsegment oder einen vollständig geschlossenen Ringprofil aufweisen. Der Befestigungsring 103 ist an dem Innensteg 104 befestigt, z.B. mittels einer formschlüssigen Verbindung oder mittels einer Schweißverbindung. Der Befestigungsring 103 weist bei¬ spielsweise ein L-Profil auf, wobei z.B. der erste Abdeckbe- reich 107 (bzw. Abdeckfläche) des Befestigungsrings 103 eine Axialfläche des Befestigungsrings 103 mit einer Normalen im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung 111 bildet und der zweite Abdeckbereich 108 (bzw. Abdeckfläche) eine zu dem ers- ten Abdeckbereich 107 abgewickelte Radialfläche des Befesti¬ gungsrings 103 mit einer Normalen im Wesentlichen parallel zur Radialrichtung 112 bildet.
An dem Befestigungsring 103 ist der LeitSchaufelträgern befestigbar. Der erste Abdeckbereich 107 oder zusätzlich der zweite Abdeckbereich 108 bilden Auflageflächen für den Leit¬ schaufelträger, auf welchen der Leitschaufelträger plan bzw. flächig auflegbar ist und mit Befestigungsmitteln befestigt werden kann. Der Befestigungsring 103 befindet sich somit teilweise zwischen dem Innensteg 104 des Gehäusekörpers 101 und dem Leitschaufelträger .
Der Innensteg 104 des Gehäusekörpers 101 wird somit von dem Befestigungsring 103 bzw. dessen Abdeckbereichen 107, 108 ab- gedeckt und vor Einwirkungen des Dampfes in dem Arbeitsvolu¬ men geschützt. Die Erosion und die Korrosion greifen somit vornehmlich an Bereichen des Befestigungsrings 103 anstatt an Bereichen des Gehäusekörpers 101 an. Innerhalb des Arbeitsvolumens weist der Dampf eine Strömungs¬ richtung 109 ungefähr parallel zu der Axialrichtung 111 auf.
Die weitere Axialfläche 114 ist von Axialfläche 106 in Axial¬ richtung 111 beabstandeten angeordnet, wobei eine weitere Normale eine weitere Komponente parallel zu der Axialrichtung 111 aufweist .
Der Befestigungsring 103 ist derart an dem Innensteg 104 be¬ festigt, dass der erste Abdeckbereich 107 des Befestigungs- rings 103 die stromaufwärts ausgebildete Axialfläche 106 des Innenstegs 104 und mit dem zweiten Abdeckbereich 108 die Ra¬ dialfläche 105 des Innenstegs 104 abdeckt. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Innenstegs 104 und des Befestigungsrings 103 aus Fig. 1. Die Axialfläche 106 des Innenstegs 104 ist insbesondere die Fläche, welche die stromaufwärts angeordnete Axialfläche 106 des Innenstegs 104 bildet und somit zuerst von dem Dampf angeströmt wird.
Eine weitere Axialfläche 114 des Innenstegs 104 ist diejenige Axialfläche 114, welche stromabwärts bezüglich der oben be¬ schriebenen stromaufwärts angeordneten Axialfläche 106 ausge- bildet ist. Die weitere Axialfläche 114 ist somit diejenige
Axialfläche 114, welche stromabwärts ausgebildet wird und von welcher der Dampf abströmt.
Der Gehäusekörper 101 weist an dem Innensteg 104 einen ersten Befestigungsabschnitt (z.B. eine Befestigungsnut oder Aufnah¬ mebereiche für korrespondierende Befestigungsmittel/Gußanker 115) auf und der Befestigungsring 103 weist einen zweiten Be¬ festigungsabschnitt (z.B. einen Gußanker 115) auf. Der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt sind derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsab¬ schnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Ver¬ bindung bilden. Der zweite Befestigungsabschnitt (Gußanker 115) ragt von dem ersten und/oder zweiten Abdeckbereich 107, 108 in Richtung Innensteg 104 hervor. Der erste Befestigungsabschnitt ist als Außennut in der korrespondierenden Axialfläche 106 und/oder Radialfläche 105 ausgebildet.
Der Gußanker 115 weist beispielsweise zwei voneinander abge¬ spreizte Stäbe oder Bleche auf, welche in den Innensteg 104 eindringen und verhaken. Der Gußanker 115 kann beispielsweise während des Gießvorgangs des Gehäusekörpers in diesen ein- dringen. Der Gußanker 115 weist beispielsweise dasselbe Mate¬ rial wie der Befestigungsring 103 auf. Ferner kann der
Gußanker 115 an dem Befestigungsring 103 angeschweißt werden oder integral mit dem Befestigungsring 103 ausgebildet wer¬ den .
In Fig. 3 wird ein Verfahren zum Herstellen einer (z.B. oben beschriebenen) Gehäusevorrichtung 100 für eine Dampfturbine dargestellt .
Gemäß dem Verfahren wird zunächst in Schritt 201 der Befesti¬ gungsring 103 hergestellt (z.B. mittels eines Umformverfah- rens) .
Anschließend wird in Schritt 202 eine Gießform bereitge¬ stellt. Die Gießform weist eine Negativform des
Gehäusekörpers 101 aufweist.
Der Befestigungsring 103 wird in Schritt 203 in der Gießform an einer vorbestimmten Position positioniert. Der Befesti¬ gungsring 103 wird insbesondere derart positioniert, dass der Befestigungsring 103 an dem Innensteg 104 derart (nach dem Schritt des Aushärtens) befestigt ist, dass der erste Abdeck¬ bereich 107 die Axialfläche 106 abdeckt und der zweite Ab¬ deckbereich 108 die Radialfläche 105 abdeckt.
Anschließend wird das Gußmaterial, z.B. Eisenguss, in Schritt 204 in die Gießform eingegossen. Der Befestigungsring 103 taucht z.B. mit dem Ankerbereich 115 in das flüssige Gußmate¬ rial des Gehäusekörpers 101 im Bereich der Axialfläche 106 oder der Radialfläche 105 ein. Nach dem Aushärten des Gußmaterials in Schritt 205 kann der
Gehäusekörper 101 aus der Gießform entnommen werden. Nach dem Aushärten des Gußmaterials ragen die Gußanker 115 über die Radialfläche 105 oder die Axialfläche 106 des Innenstegs 104 in den Innensteg 104 hinein und bilden somit mit dem Innen- steg 104 die formschlüssige Verbindung.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine an¬ deren Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewie sen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden kön nen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Ein¬ schränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäusevorrichtung (100) für eine Dampfturbine, die Gehäusevorrichtung (100) aufweisend
einen Gehäusekörper (101), welcher sich entlang einer Axialrichtung (111) einer Turbinenwelle der Dampfturbine er¬ streckt und eine in Radialrichtung (112) zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche (102) aufweist,
wobei die Innenfläche (102) ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist, zumindest teilweise umschließt,
wobei der Gehäusekörper (101) einen Innensteg (104) aufweist, welcher in Radialrichtung (112) von der Innenfläche (102) hervorragt,
wobei der Innensteg (104) eine Axialfläche (106) aufweist, deren Normale eine Komponente parallel zu der Axialrichtung (111) aufweist,
und
wobei der Innensteg (104) eine Radialfläche (105) aufweist, welche angrenzend an die Axialfläche (106) ausgebildet ist, wobei eine Normale der Radialfläche (105) eine weitere Kompo¬ nente parallel zu der Radialrichtung (112) aufweist, und
einen Befestigungsring (103), an welchem ein Leitschau- feiträger der Dampfturbine befestigbar ist,
wobei der Befestigungsring (103) einen ersten Abdeckbereich (107) und einen zweiten Abdeckbereich (108) aufweist,
wobei der Befestigungsring (103) an dem Innensteg (104) der¬ art befestigt ist, dass der erste Abdeckbereich (107) die Axialfläche (106) abdeckt und der zweite Abdeckbereich (108) die Radialfläche (105) abdeckt.
2. Gehäusevorrichtung (100) gemäß Anspruch 1,
wobei der Innensteg (104) eine weitere Axialfläche (114) auf- weist, welche von der Axialfläche (106) beabstandet ist, wobei eine weitere Normale eine weitere Komponente parallel zu der Axialrichtung (111) aufweist.
3. Gehäusevorrichtung (100) gemäß Anspruch 2,
wobei der Befestigungsring (103) einen weiteren ersten Ab¬ deckbereich aufweist,
wobei der Befestigungsring (103) ferner an dem Innensteg (104) derart befestigt ist, dass der weitere erste Abdeckbe¬ reich (107) die weitere Axialfläche (114) abdeckt.
4. Gehäusevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei sich ein Material des Befestigungsrings (103) von einem Material des Gehäusekörpers (101) unterscheidet.
5. Gehäusevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Befestigungsring (103) aus Stahl, insbesondere aus 12% Chrom Stahl, gebildet ist.
6. Gehäusevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Gehäusekörper (101) aus einem Gussmaterial, insbe¬ sondere aus Eisenguss, gebildet ist.
7. Gehäusevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei der Gehäusekörper (101) an dem Innensteg (104) einen ersten Befestigungsabschnitt aufweist,
wobei der Befestigungsring (103) einen zweiten Befestigungs¬ abschnitt aufweist,
wobei der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befesti- gungsabschnitt derart korrespondierend zueinander ausgebildet sind, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Be¬ festigungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine form¬ schlüssige Verbindung bilden.
8. Gehäusevorrichtung (100) gemäß Anspruch 7,
wobei der zweite Befestigungsabschnitt von dem ersten Abdeck¬ bereich (107) und/oder dem zweiten Abdeckbereich (108) her¬ vorragt , wobei der erste Befestigungsabschnitt als Außennut in der korrespondierenden Axialfläche (106) und/oder der Radialflä¬ che (105) ausgebildet ist,
wobei die Außennut derart korrespondierend zu dem zweiten Be- festigungsabschnitt ausgebildet ist, dass der hervorstehende zweite Befestigungsabschnitt zur Ausbildung der formschlüssi¬ gen Verbindung in der Außennut angeordnet ist.
9. Dampfturbine, aufweisend
eine Gehäusevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche
1 bis 8, und
ein Leitschaufelträger,
wobei der Leitschaufelträger an dem Befestigungsring (103) befestigt ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung (100) für eine Dampfturbine, das Verfahren aufweisend
Herstellen eines Gehäusekörpers (101), welcher sich ent¬ lang einer Axialrichtung (111) einer Turbinenwelle der Dampf- turbine erstreckt und eine radial zur Turbinenwelle zeigende Innenfläche (102) aufweist,
wobei die Innenfläche (102) ein Arbeitsvolumen, durch welches ein Arbeitsfluid der Dampfturbine führbar ist, zumindest teilweise umschließt,
wobei der Gehäusekörper (101) einen Innensteg (104) aufweist, welcher in Radialrichtung (112) von der Innenfläche (102) hervorragt ,
wobei der Innensteg (104) eine Axialfläche (106) aufweist, deren Normale eine Komponente parallel zu der Axialrichtung (111) aufweist, und
wobei der Innensteg (104) eine Radialfläche (105) aufweist, welche angrenzend an die Axialfläche (106) ausgebildet ist, wobei eine Normale der Radialfläche (105) eine weitere Kompo¬ nente parallel zu der Radialrichtung (112) aufweist, und
Herstellen eines Befestigungsrings (103), an welchem ein
Leitschaufelträger der Dampfturbine befestigbar ist,
wobei der Befestigungsring (103) einen ersten Abdeckbereich (107) und einen zweiten Abdeckbereich (108) aufweist, und wobei der Befestigungsring (103) an dem Innensteg (104) der¬ art befestigt wird, dass der erste Abdeckbereich (107) die Axialfläche (106) abdeckt und der zweite Abdeckbereich (108) die Radialfläche (105) abdeckt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10,
wobei das Herstellen des Gehäusekörpers (101) aufweist
Bereitstellen einer Gießform, welche eine Negativform des Gehäusekörpers (101) aufweist,
Eingießen eines flüssigen Gußmaterials in die Gießform,
Aushärten des Gußmaterials, sodass nach dem Aushärten des Gußmaterials der Gehäusekörper (101) aus der Gießform entnehmbar ist.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11,
wobei das Herstellen des Gehäusekörpers (101) ferner aufweist
Positionieren des Befestigungsrings (103) in der Gie߬ form vor dem Schritt des Eingießens des flüssigen Gußmateri¬ als,
wobei nach dem Aushärten des Gußmaterials der Befestigungs¬ ring (103) an dem Innensteg (104) derart an dem Innensteg (104), insbesondere mittels Formschluss, befestigt ist, dass der erste Abdeckbereich (107) die Axialfläche (106) abdeckt und der zweite Abdeckbereich (108) die Radialfläche (105) ab- deckt.
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