EP3332106A1 - Verfahren zur montage einer turbomaschine, turbomaschine - Google Patents

Verfahren zur montage einer turbomaschine, turbomaschine

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Publication number
EP3332106A1
EP3332106A1 EP16781762.6A EP16781762A EP3332106A1 EP 3332106 A1 EP3332106 A1 EP 3332106A1 EP 16781762 A EP16781762 A EP 16781762A EP 3332106 A1 EP3332106 A1 EP 3332106A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outer housing
inner part
cov2
cov1
turbomachine
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Withdrawn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
EP16781762.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Nass
Gregor Senyk
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3332106A1 publication Critical patent/EP3332106A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • 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
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025—Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/403—Casings; Connections of working fluid especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
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    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals
    • F05D2240/58—Piston ring seals

Definitions

  • the invention relates to a method for assembling a turbomachine
  • the turbomachine having an outer casing
  • the turbomachine having an inner part for placement in the outer casing
  • outer housing comprises a located along an axis réellere ⁇ ADORABLE parting line, such that the outer casing in an outer casing upper part and a lower part outer housing is formed zer ⁇ divisible
  • the inner part in operation comprises rotor parts and static components provided for rotation about the axis
  • the invention relates to a turbomachine for mounting by the method.
  • Turbo compressors which are provided for the assembly method of the type defined, are widely used, in particular, as larger ⁇ re machines.
  • a turbocompressor is already described, which has a horizontal parting line.
  • simplistic ⁇ simpler representation there is shown that a
  • a disadvantage of the previous design and mounting method is that when placing the outer housing upper part on the outer housing lower part with inserted inner part extending in the circumferential direction sealing element is regularly damaged.
  • the sealing element is pushed out more or less strongly above the parting area or pushed into a bead as a result of the compression between the outer housing lower part and the inner part in the radial direction and because of the circumferentially acting frictional force on the seal when inserting the inner part.
  • the sealing element is additionally compressed radially and pressed even more radially in the parting joint area. In the last phase of lowering the
  • axial, radial or circumferential direction always refer to the axis of the outer housing. This axis is identical or at least parallel to the axis of rotation of the turbo engine or of the Ro ⁇ tors of the turbomachine.
  • the outer casing is called outer casing because it surrounds the inner part externally. The same applies quasi vice versa (mutatis mutandis) for the inner part.
  • the parting line extending along the axis is before Trains t ⁇ substantially flat, so that a parting plane is obtained.
  • This partial joint plane extends at least parallel to the axis of the turbomachine.
  • the rotational axis of the rotor of the turbomachine is located substantially in the parting plane during operation.
  • the part of the joint plane is at least radially aligned so that a trouble-free insertion of the inner part in the outer housing is possible.
  • the outer housing has at the axial Stirnsei ⁇ th each have an opening, thus shaft ends of the rotor of the inner part axially from the outer housing frontally ⁇ out can be performed.
  • These shaft ends which are provided on at least one axial side and pass through axial openings of the outer housing, serve to transmit torques to and from the rotor of the turbomachine.
  • Such an opening is sealed in each case in the region of a gap Zvi ⁇ rule of the shaft and the static parts of the outer housing which define the opening by at least one shaft seal.
  • the outer housing on the front side ver ⁇ closing lid one of the
  • Outer housing part and the outer housing upper part formed, preferably largely cylindrical, shell structure of the outer stannumuse - an outer housing shell - the front side ver ⁇ closing to form a complete outer housing.
  • a further preferred development of the invention provides that the cover closing the outer housing on the inside abuts on abutment shoulders of the outer housing jacket in such a way that an inner pressure increased in the outer housing in relation to the ambient pressure presses these covers axially against these abutment shoulders.
  • the turbo machines according to the invention are preferably systems in which in the generic outer housing there is always an internal pressure which is higher than the external ambient pressure during normal operation. More preferably, the respective end side cover provided in the terminology of the invention is part of the IN ⁇ nenteils and sets Tire- in the process according to the invention for mounting in the outer housing bottom part together with the rotor and optionally other non-rotating components.
  • this opening points in the circumferential direction between the opening contour and the shaft surface formed gap, which is preferably sealable by means of at least one Wellendich ⁇ tion.
  • this shaft seal is attached to the respective lid.
  • the lid is also carrier of a radial bearing and possibly also on at least one axial side of a thrust bearing.
  • the Anbrin ⁇ supply the various components on the cover has the particular advantage that the alignment work of the shaft seal and the respective bearings are fanned each other strongly agreed and the position and manufacturing tolerance chains are shortened, so that reporting expenses at constant production and from ⁇ a better precision can be achieved.
  • the inner housing is at least from ⁇ sectionally cylindrical, so that an axial displacement of the inner housing in the outer housing, at least within the limits of the requirements of the invention is possible.
  • the outer housing may be at least from cut ⁇ example be cylindrical, so that no axial collisions take place between the inner housing and the outer housing in the context of the present invention axial displacement.
  • Between the inner housing and the outer housing can be provided for the purpose of axial displacement, a sliding bearing of the corresponding cylinder sections of the inner housing outer contour and the outer housing inner contour.
  • At least in the context of axial displaceability of the contemplatge ⁇ housing should have a longer Axialerstre- ckung the cylindrical geometry with respect to the inner contour, so that the inner housing can be displaced in the outer housing axially largely resist ⁇ was free.
  • the seal which extends circumferentially around the inner housing, when lowering the inner part in the
  • Outer housing shell on the outer housing lower part radially is substantially free of contact, it is advantageous if in the corresponding seal at insertion opposite axial position, the inner surface of the outer housing has a recess which is radially widened with respect to the axially adjacent ⁇ be ⁇ sealing surface.
  • the sealing surface is one that comes in the after ⁇ Axial displacement of the inner housing relative to the outer housing, circumferentially extending seal for sealing contact.
  • This depression can be designed as a groove extending in the circumferential direction.
  • this groove preferably has a in the order of the Dich ⁇ tion (order of magnitude here means a groove depth of about 20% - 100% of the radial dimension of the seal cross-section, the chamfer may have between 50% -100% depth of the groove depth and, for example, in 15 ° - Be executed 20 °) formed bevel, which prevents the seal on the outer housing with the on ⁇ occurs in the sealed gap can be damaged in the context of the axial displacement of the inner housing.
  • order of magnitude means a groove depth of about 20% - 100% of the radial dimension of the seal cross-section
  • the chamfer may have between 50% -100% depth of the groove depth and, for example, in 15 ° - Be executed 20 °) formed bevel, which prevents the seal on the outer housing with the on ⁇ occurs in the sealed gap can be damaged in the context of the axial displacement of the inner housing.
  • Figures 1 5 different steps of erfindungsge ⁇ MAESSEN method of the assembly procedure in a schematic representation
  • FIG. 6 shows a schematic longitudinal section through a partial joint plane of a turbomachine according to the invention
  • FIG. 3 4, 5 is designated VII, VIII.
  • Figures 1 to 5 show schematically from partially different perspectives the flow of a method according to the invention for mounting a turbomachine TCO invention.
  • a schematic representation of the figure 6 shows a rapid Diale half of a longitudinal section in a parting plane PLC along an axis X - is synonymous here with a Rota ⁇ tion axis, a turbomachine TCO invention.
  • Figures 7 and 8 each show a detail which is shown in Figures 3, 4, 5 with VII, VIII.
  • FIG. 1 shows the provision of a
  • the outer housing OC extends along an axis X, which on the one hand is a longitudinal axis of the outer housing OC and on the other hand largely coincides ⁇ with the axis of rotation (hereinafter also simply referred to as axis X) of a rotor RO (shown in Figure 6) for rotation during the Operating rotor parts RE, eg impellers IMP.
  • the outer housing OC has a parting line SP extending along the axis X in a part-joint plane SPS.
  • the outer housing OC has at the axial end faces FF1, FF2 each have a closable by means of a cover COV1, COV2 opening OP.
  • FIG. 2 shows a step b) of the method according to the invention, during which an inner part IP is inserted into the outer housing lower part LP.
  • the radial Einset ⁇ zen of the inner part IP takes place in a horizontal orientation the axis X as far as possible following the gravity G until the axis X of the inner part IP - ie the axis of rotation ⁇ tion of the rotor RO is largely congruent with the axis X of the outer housing OC, so that the inner part IP in O ogepatuse OC comes indirectly or directly to the radial support.
  • Outer housing upper part UP on the outer housing lower part LP surrounding the inner part IP is placed radially.
  • Outer housing shell UP designated components form in the assembled state s ⁇ an outer housing jacket having the front-side axial openings OP. Together with the In ⁇ nenteil IP are provided for closing these openings cover cov1 been introduced as a part of the inner part into the outer housing part LP COV2.
  • the outer housing OC is designed in such a way that these covers COV1, COV2 come into contact axially from the inside against abutment shoulders CSH in the finished assembled state. When the internal pressure is increased, the covers COV1, COV2 are pressed sealingly against these abutment shoulders CSH, additional sealing elements (not shown in the drawings) being provided for the purpose of sealing.
  • FIG 3 shows that the axial position of the inner part IP to the outer housing OC corresponds to a first axial position AX1, so that a circumferentially extending seal SL of the outer surface of the inner part IP is in the same axial position as on the inner side.
  • Side of the outer casing OC provided recess REZ, so that the seal SL initially does not come into contact with the outer casing OC.
  • FIG. 4 shows the method step d), in which the inner part IP is displaced axially relative to the outer housing OC.
  • the recess REZ is provided with a bevel, so that the seal SL in the sealing position in which a radial contact with the sealing surface SLS under Quet ⁇ research of the seal SL is formed, is not damaged by the axial inlet.
  • the lid may also be carriers of bearings BEA, in particular a radial bearing and possibly also at least on one axial side of a thrust bearing.
  • the lid is also particularly suitable as a carrier of a shaft seal SSL, as shown in Figure 6.
  • the figures also show that during the axial displacement in step d), a cover COV1 likewise receives its axial end position.
  • Another advantageous possible ⁇ ness to displace the inner part IP this exporting ⁇ approximately example in which the displacement force is applied indirectly to the inner part IP with the provided on the other side cover COV2 on the inner part IP.
  • FIG. 5 shows that the two covers COV1, COV2 are fastened or secured against axial displacement in each case with fastening elements FE on the respective axial end faces FF1, FF2 in their respective cover end positions CAX1, CAX2.
  • the inner part IP can be moved substantially independently of the covers COV1, COV2.
  • the inner part IP can be moved substantially independently of the covers COV1, COV2.
  • the pressure conditions in the turbomachine TCO can Be ⁇ drove be formed such that the inner part IP remains in the axial end position AX2 due to axial thrusts.
  • a mechanical fuse can be provided, which can be realized for example in a mechanical clamping. This clamping can be introduced or secured, for example, through an opening in the outer housing OC or through an opening on at least one cover COVl, COV2 in a manner not shown in the figures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Turbomaschine (TCO), wobei die Turbomaschine (TCO) ein Außengehäuse (OC) aufweist, wobei die Turbomaschine (TCO) ein Innenteil (IP) zur Anordnung in dem Außengehäuse (OC) aufweist, wobei das Außengehäuse (OC) eine sich entlang einer Achse (X) erstreckende Teilfuge (SP) aufweist, derart, dass das Außengehäuse (OC) in ein Außengehäuseoberteil (UP) und ein Außengehäuseunterteil (LP) zerteilbar ausgebildet ist, wobei das Innenteil (IP) im Betrieb zur Rotation um die Achse (X) vorgesehene Rotorteile (RE) und statische Bauteile (SE) umfasst, wobei das Innenteil (IP) mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung (SL) zur Abdichtung eines Spaltes (GP) zwischen dem Innenteil (IP) und einer Dichtfläche (SLS) des Außengehäuses (OC) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen des Außengehäuseunterteils (LP), b) Einsetzen des Innenteils (IP) in das Außengehäuseunterteil (LP) in einer ersten Axialposition (AX1), c) Zusammenfügen des Außengehäuseunterteils (LP) und des Außengehäuseoberteils (UP), d) axiales Verschieben des Innenteils (IP) in dem Außengehäuse (OC) relativ zu dem Außengehäuse (OC) von der ersten Axialposition (AX1) in eine axiale Endposition (AX2), so dass die Dichtung (SL) in Kontakt tritt mit der Dichtfläche (SLS). Mittels des Verfahrens werden Dichtungs- bzw. Montageprobleme vermieden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Montage einer Turbomaschine, Turbomaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Turbomaschine,
wobei die Turbomaschine ein Außengehäuse aufweist,
wobei die Turbomaschine ein Innenteil zur Anordnung in dem Außengehäuse aufweist,
wobei das Außengehäuse eine sich entlang einer Achse erstre¬ ckende Teilfuge aufweist, derart, dass das Außengehäuse in ein Außengehäuseoberteil und ein Außengehäuseunterteil zer¬ teilbar ausgebildet ist,
wobei das Innenteil im Betrieb zur Rotation um die Achse vor- gesehene Rotorteile und statische Bauteile umfasst,
wobei das Innenteil mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung zur Abdichtung eines Spaltes zwischen dem Innenteil und einer Dichtfläche des Außengehäuses auf¬ weist. Daneben betrifft die Erfindung eine Turbomaschine zur Montage nach dem Verfahren.
Turboverdichter die für das Montage-Verfahren der eingangs definierten Art vorgesehen sind, sind insbesondere als größe¬ re Maschinen weit verbreitet. Beispielsweise in der Druck- schrift WO 2013/121012 AI ist bereits ein Turboverdichter beschrieben, der eine horizontale Teilfuge aufweist. In verein¬ fachter Darstellung ist dort gezeigt, dass ein
Außengehäuseunterteil bereitgestellt wird, ein Innenteil in das Außengehäuseunterteil eingelegt wird und ein
Außengehäuseoberteil auf das Außengehäuseunterteil aufgesetzt wird, so dass gemeinsam mit an dem Innenteil angebrachten De¬ ckeln, die die Stirnseiten des Außengehäuses von innen verschließen, ein geschlossenes Außengehäuse entsteht. Aus dem Außengehäuse sind Wellenenden herausgeführt, um Drehmomente auf den Rotor des Turboverdichters zu übertragen. Grundsätzlich ist die Turbomaschine nach der Erfindung und auch nach dem zitierten Stand der Technik als Verdichter oder Expander ausführbar. In der Folge wird häufig nur auf einen Verdichter Bezug genommen, wobei in der Regel die jeweilige Ausbildung der Erfindung, dass die entsprechende technische Lehre auch auf einen Expander anwendbar ist. Die Darstellungen der Figur 1 der WO 2013/121012 AI ist derart vereinfacht, dass als stehende Bauteile des Innenteils ausschließlich die stirnsei¬ tigen Deckel des Außengehäuses gezeigt sind. Tatsächlich be¬ finden sich zwischen den verschiedenen rotierenden Laufrädern des Rotors sogenannte Zwischenböden, die ein Prozessfluid für den Eintritt in die jeweils nachfolgende Stufe strömungstech- nisch vorbereiten. Diese sogenannten Zwischenböden haben neben der aerodynamischen Funktion der Führung des Pro- zessfluids auch die Aufgabe, gegen Differenzdrücke zwischen den einzelnen Verdichtungsstufen abzudichten. Diese Abdichtfunktion wird in der Regel mittels einer umlaufenden Dichtung zwischen dem Innenteil und dem Außengehäuse umgesetzt, so dass beispielsweise eine O-Ringdichtung in einer umlaufenden Nut am Innenteil angeordnet gegen eine Dichtfläche auf der Innenseite des Außengehäuses gequetscht den Differenzdruck abdichtet .
Ein Nachteil der bisherigen Gestaltung und Montagemethode liegt darin, dass beim Aufsetzen des Außengehäuseoberteils auf das Außengehäuseunterteil bei eingelegtem Innenteil das sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtelement regelmäßig beschädigt wird. Bereits beim Einlegen des Innenteils in das Außengehäuseunterteil wird das Dichtelement oberhalb des Teilfugenbereichs mehr oder weniger stark herausgedrückt bzw. zu einer Wulst aufgeschoben in Folge der Kompression zwischen dem Außengehäuseunterteil und dem Innenteil in radialer Rich- tung und wegen der in Umfangsrichtung wirkenden Reibkraft auf die Dichtung bei Einsetzen der Innenteils. Beim Auflegen des Außengehäuseoberteils wird das Dichtelement zusätzlich radial komprimiert und im Teilfugenbereich noch stärker radial herausgedrückt. In der letzten Phase des Absenkens des
Außengehäuseoberteils auf das Außengehäuseunterteil wird das Dichtelement im Teilfugenbereich zwischen
Außengehäuseoberteil und dem Außengehäuseunterteil bisweilen so stark geklemmt, dass der dort aus der Dichtungsnut radial herausstehende Wulst abgeschält werden kann. Auf diese Weise kann es vorkommen, dass die Dichtung schon vor der Inbetriebnahme beschädigt ist und es schon eingangs zu Leckagen kommt. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zur Montage zu entwickeln und eine Turbomaschine derart wei¬ terzubilden, dass die vorabbeschriebenen Probleme nicht mehr auftreten . Zur Lösung schlägt die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vor. Daneben schlägt die Erfin¬ dung eine Turbomaschine gemäß dem Vorrichtungsanspruch vor. Die jeweils rückbezogenen Unteransprüche beinhalten vorteil- hafte Weiterbildungen der Erfindung.
In der Terminologie dieses Dokuments beziehen sich Begriffe, wie axial, radial oder Umfangsrichtung stets auf die Achse des Außengehäuses. Diese Achse ist identisch oder zumindest parallel zu der Rotationsachse der Turbomaschine bzw. des Ro¬ tors der Turbomaschine.
Das Außengehäuse ist als Außengehäuse bezeichnet, weil es den Innenteil äußerlich umgibt. Entsprechendes gilt quasi umge- kehrt (mutatis mutandis) für das Innenteil.
Die sich entlang der Achse erstreckende Teilfuge ist bevor¬ zugt im Wesentlichen eben ausgebildet, so dass sich eine Teilfugenebene ergibt. Diese Teilfugenebene erstreckt sich zumindest parallel zu der Achse der Turbomaschine. Im Rahmen der Ungenauigkeiten der Fertigung und der Ausrichtungstoleranzen verschiedener Komponenten der Turbomaschine zueinander befindet sich im Betrieb die Rotationsachse des Rotors der Turbomaschine im Wesentlichen in der Teilfugenebene. Die Teilfugenebene ist radial zumindest derart ausgerichtet, dass ein problemloses Einfügen des Innenteils in das Außengehäuse möglich ist. Das Außengehäuse weist an den axialen Stirnsei¬ ten jeweils eine Öffnung auf, damit Wellenenden des Rotors des Innenteils axial aus dem Außengehäuse stirnseitig hinaus¬ geführt werden können. Diese mindestens auf einer Axialseite vorgesehenen Wellenenden, die durch axiale Öffnungen des Außengehäuses hindurchgeführt sind, dienen der Übertragung von Drehmomenten von und auf den Rotor der Turbomaschine. Eine derartige Öffnung ist jeweils im Bereich eines Spaltes zwi¬ schen der Welle und den statischen Bauteilen des Außengehäuses, die die Öffnung definieren, mittels mindestens einer Wellendichtung abgedichtet.
Besonders bevorzugt weist das Außengehäuse stirnseitig ver¬ schließende Deckel auf, die eine von dem
Außengehäuseunterteil und dem Außengehäuseoberteil gebildete, bevorzugt weitestgehend zylindrische, Mantelstruktur des Au- ßengehäuse - einen Außengehäusemantel - stirnseitig ver¬ schließend zu einem vollständigen Außengehäuse ausbilden.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die das Außengehäuse stirnseitig verschließenden Deckel innenseitig an Anlageschultern des Außengehäusemantels derart anliegen, dass ein gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhter Innendruck im Außengehäuse diese Deckel axial gegen diese Anlageschultern presst. Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Turboma- schinenen um Anlagen, bei denen in dem gattungsgemäßen Außengehäuse stets im Normalbetrieb ein gegenüber dem äußeren Umgebungsdruck erhöhter Innendruck vorliegt. Besonders bevorzugt ist der jeweils stirnseitig vorgesehene Deckel in der Terminologie der Erfindung Bestandteil des In¬ nenteils und wird gemeinsam mit dem Rotor und ggf. weiteren nicht rotierenden Bauteilen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage in das Außengehäuseunterteil einge- legt. Zur axialen Herausführung von Wellenenden des Rotors aus dem Außengehäuse weist der jeweils stirnseitig vorgesehe¬ ne Deckel eine Öffnung auf. Diese Öffnung weist bei eingeleg¬ ter Welle des Rotors einen sich in Umfangsrichtung zwischen der Öffnungskontur und der Wellenoberfläche ausgebildeten Spalt auf, der bevorzugt mittels mindestens einer Wellendich¬ tung abdichtbar ist. Bevorzugt ist diese Wellendichtung an dem jeweiligen Deckel angebracht. Besonders bevorzugt ist der Deckel außerdem Träger eines Radiallagers und ggf. zumindest auf einer axialen Seite auch eines Axiallagers. Die Anbrin¬ gung dieser verschiedenen Komponenten an dem Deckel hat den besonderen Vorteil, dass die Ausrichtarbeiten der Wellendichtung und der jeweiligen Lagerungen zueinander stark verein- facht werden und die Lage- und Fertigungstoleranzketten verkürzt sind, so dass bei gleichbleibendem Fertigungs- und Aus¬ richtaufwand eine bessere Präzision erreicht werden kann.
Damit der auf der jeweiligen axialen Stirnseite vorgesehene Deckel zum Verschließen des Außengehäuses in allen Betriebs- zuständen axial sicher positioniert ist, ist es zweckmäßig, wenn die Axialposition des Deckels an dem Außengehäuse mit¬ tels spezieller Befestigungselemente bzw. Befestigungsvorrichtungen gesichert ist.
Besonders bevorzugt ist das Innengehäuse zumindest ab¬ schnittsweise zylindrisch ausgebildet, so dass ein axiales Verschieben des Innengehäuses im Außengehäuse zumindest in den Grenzen der erfindungsgemäßen Erfordernisse möglich ist. Besonders zweckmäßig kann auch das Außengehäuse zumindest ab¬ schnittsweise zylindrisch ausgebildet sein, so dass keine axialen Kollisionen zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse im Rahmen der erfindungsgemäßen Axialverschiebung erfolgen. Zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse kann zum Zweck der Axialverschiebung eine Gleitlagerung der entsprechenden Zylinderabschnitte der Innengehäuse-Außenkontur und der Außengehäuse-Innenkontur vorgesehen sein. Zumindest im Rahmen der axialen Verschieblichkeit sollte das Außenge¬ häuse hinsichtlich der Innenkontur eine längere Axialerstre- ckung der zylindrischen Geometrie aufweisen, so dass das Innengehäuse in dem Außengehäuse axial weitestgehend wider¬ standsfrei verschoben werden kann. Damit die Dichtung, die sich in Umfangsrichtung um das Innengehäuse erstreckt, beim Absenken des Innenteils in das
Außengehäuseunterteil und beim Aufsetzen des
Außengehäuseoberteils auf das Außengehäuseunterteil radial im Wesentlichen kontaktfrei ist, ist es zweckmäßig, wenn in der entsprechenden der Dichtung beim Einsetzen gegenüberliegenden Axialposition die innere Oberfläche des Außengehäuses eine Vertiefung aufweist, die radial gegenüber der axial dazu be¬ nachbarte Dichtfläche aufgeweitet ist. In diesem Zusammenhang ist die Dichtfläche diejenige, an der nach erfolgter Axial¬ verschiebung des Innengehäuses relativ zu dem Außengehäuse, die sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung zur dichtenden Anlage kommt. Diese Vertiefung kann als sich in Um- fangsrichtung erstreckende Nut ausgebildet sein. Hierbei weist diese Nut bevorzugt eine in der Größenordnung der Dich¬ tung (Größenordnung bedeutet hier einen Nuttiefe von etwa 20% - 100% des Radialmaßes des Dichtungsquerschnitts, die Fase kann zwischen 50% - 100% Tiefenerstreckung der Nuttiefe aufweisen und z.B. in 15°-20° ausgeführt sein) ausgebildete Fase auf, die verhindert, dass im Rahmen der axialen Verschiebung des Innengehäuses die Dichtung am Außengehäuse mit dem Ein¬ tritt in den abzudichtenden Spalt beschädigt werden kann.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher be¬ schrieben. Es zeigen:
Figuren 1 5 verschiedene Schritte des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens des Montageablaufs in schematischer Darstellung,
Figur 6 einen schematischen Längsschnitt durch eine Teilfugenebene einer erfindungsge- mäßen Turbomaschine,
Figur 7, 8 jeweils ein Detail, das in den Figuren
3, 4, 5 mit VII, VIII ausgewiesen ist. Die Figuren 1 bis 5 zeigen schematisch aus teilweise unterschiedlichen Perspektiven den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer erfindungsgemäßen Turbomaschine TCO. In schematischer Darstellung zeigt die Figur 6 eine ra- diale Hälfte eines Längsschnitts in einer Teilfugenebene SPS entlang einer Achse X - hier gleichbedeutend mit einer Rota¬ tionsachse, einer erfindungsgemäßen Turbomaschine TCO. Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils ein Detail, das in den Figuren 3, 4, 5 mit VII, VIII ausgewiesen ist.
Identische Bezugszeichen weisen jeweils auf identische Funk¬ tionen von zumindest weitestgehend identischen Bauelementen hin. Diese spezielle Figurenbeschreibung gilt jeweils figu¬ renübergreifend, es sei denn, es wird auf eine spezielle Fi- gur Bezug genommen.
Figur 1 zeigt die Bereitstellung eines
Außengehäuseunterteils LP eines Außengehäuses OC der erfin¬ dungsgemäßen Turbomaschine TCO. Das Außengehäuse OC erstreckt sich entlang einer Achse X, die einerseits eine Längsachse des Außengehäuses OC ist und andererseits weitestgehend zu¬ sammenfällt mit der Rotationsachse (nachfolgend auch einfach als Achse X bezeichnet) eines Rotors RO (in Figur 6 gezeigt) umfassend zur Drehung während des Betriebs vorgesehene Rotor- teile RE, beispielsweise Laufräder IMP. Das Außengehäuse OC weist eine sich entlang der Achse X in einer Teilfugenebene SPS erstreckende Teilfuge SP auf. Das Außengehäuse OC weist an den axialen Stirnseiten FF1, FF2 jeweils eine mittels eines Deckels COV1, COV2 verschließbare Öffnung OP auf.
Die Laufräder IMP sind, wie in Figur 6 gezeigt, an einer Welle SH angebracht, deren Wellenenden SHE bis außerhalb des Au¬ ßengehäuses OC sich erstrecken. In Figur 2 ist ein Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, währenddessen, ein Innenteil IP in das Außengehäuseunterteil LP eingesetzt wird. Das radiale Einset¬ zen des Innenteils IP erfolgt bei horizontaler Ausrichtung der Achse X weitestgehend der Schwerkraft G folgend so lange, bis die Achse X des Innenteils IP - also die Achse der Rota¬ tion des Rotors RO weitestgehend deckungsgleich ist mit der Achse X des Außengehäuses OC, so dass das Innenteil IP im Au- ßengehäuse OC mittelbar oder unmittelbar zur radialen Auflage kommt .
In der Figur 3 ist der Abschluss des Zusammenfügens des Au¬ ßengehäuses OC dargestellt, so dass ein
Außengehäuseoberteil UP auf das Außengehäuseunterteil LP das Innenteil IP umgebend radial aufgesetzt ist. Die in dem Aus¬ führungsbeispiel als Außengehäuseunterteil LP und
Außengehäuseoberteil UP bezeichneten Bauteile bilden im zu¬ sammengefügten Zustand einen Außengehäusemantel , der stirn- seitige axiale Öffnungen OP aufweist. Gemeinsam mit dem In¬ nenteil IP sind für diese Öffnungen zum Verschließen vorgesehene Deckel COV1, COV2 als Bestandteil des Innenteils in das Außengehäuseunterteil LP eingebracht worden. Das Außengehäuse OC ist derart ausgebildet, dass diese Deckel COV1, COV2 von innen an Anlageschultern CSH im fertiggefügten Zustand axial zur Anlage kommen. Bei einem erhöhten Innendruck werden die Deckel COV1, COV2 an diesen Anlageschultern CSH dichtend an- gepresst, wobei zum Zwecke der Abdichtung in den Zeichnungen nicht dargestellte zusätzlich Dichtelemente vorgesehen sind. In Figur 3 ist gezeigt, dass die Axialposition des Innenteils IP zu dem Außengehäuse OC einer ersten Axialposition AX1 entspricht, so dass eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung SL der äußeren Oberfläche des Innenteils IP sich in der gleichen Axialposition befindet, wie eine auf der Innen- seite des Außengehäuses OC vorgesehene Vertiefung REZ, so dass die Dichtung SL zunächst nicht in Kontakt tritt mit dem Außengehäuse OC .
Figur 4 zeigt den Verfahrensschritt d) , bei dem das Innenteil IP axial gegenüber dem Außengehäuse OC verschoben wird. Im
Rahmen dieser Axialbewegung tritt die sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung SL in Kontakt mit einer auf der Innenseite des Außengehäuses OC vorgesehen Dichtfläche SLS, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Die Details dieses Vor¬ gangs sind auch in den Figuren 7, 8 ersichtlich. Beispielhaft ist es möglich, dass die Dichtfläche SLS mit der radial ge¬ genüberliegenden Innengehäuseoberfläche als
Spielpassungpaarung mit der Qualität H7/g6 gefertigt ist. Die Vertiefung REZ ist mit einer Fase versehen, so dass die Dichtung SL bei dem axialen Eintritt in den die Dichtposition, in der ein radialer Kontakt zu der Dichtfläche SLS unter Quet¬ schung der Dichtung SL entsteht, nicht beschädigt wird.
In der Figur 6 ist auch gezeigt, dass besonders bevorzugt der Deckel außerdem Träger von Lagern BEA, insbesondere eines Radiallagers und ggf. zumindest auf einer axialen Seite auch eines Axiallagers sein kann. Außerdem ist der Deckel auch als Träger einer Wellendichtung SSL besonders gut geeignet, wie in Figur 6 wiedergegeben.
Als eine vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung zeigen die Figuren außerdem, dass während des axialen Ver- schiebens in Schritt d) ein Deckel COV1 gleichfalls seine axiale Endposition erhält. Eine andere vorteilhafte Möglich¬ keit, das Innenteil IP zu verschieben, zeigt dieses Ausfüh¬ rungsbeispiel, in dem die Verschiebekraft auf das Innenteil IP mittelbar durch den auf der anderen Seite vorgesehenen Deckel COV2 auf das Innenteil IP aufgebracht wird. Figur 5 zeigt in diesem Zusammenhang, dass die beiden Deckel COV1, COV2 jeweils mit Befestigungselementen FE auf den jeweils axialen Stirnseiten FF1, FF2 in ihren jeweiligen Deckelendpositionen CAX1, CAX2 gegen axiale Verschiebung befestigt bzw. gesichert sind.
Alternativ und nicht in den Ausführungsbeispielen dargestellt, kann das Innenteil IP im Wesentlichen unabhängig von den Deckeln COV1, COV2, verschoben werden. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass zunächst die De¬ ckel COV1, COV2 in ihre axiale Deckelendposition CAX1, CAX2 gebracht werden und anschließend nach Sicherung der De¬ ckel COV1, COV2 mittels einer Öffnung in dem Außengehäuse OC bzw. den Deckeln COVl, COV2 die für die axiale Verschiebung des Innenteils IP notwendige Kraft auf das Innenteil IP di¬ rekt übertragen wird.
Die Druckverhältnisse in der Turbomaschine TCO können den Be¬ trieb derart ausgebildet sein, dass das Innenteil IP in der axialen Endposition AX2 aufgrund von axialen Schüben verbleibt. Zusätzlich oder alternativ kann eine mechanische Sicherung vorgesehen werden, die beispielsweise in einer mechanischen Klemmung realisiert werden kann. Diese Klemmung kann beispielsweise durch eine Öffnung in dem Außengehäuse OC oder durch eine Öffnung an mindestens einem Deckel COVl, COV2 eingebracht bzw. befestigt werden in einer in den Figuren nicht näher dargestellten Art und Weise.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Montage einer Turbomaschine (TCO),
wobei die Turbomaschine (TCO) ein Außengehäuse (OC) aufweist, wobei die Turbomaschine (TCO) ein Innenteil (IP) zur Anord¬ nung in dem Außengehäuse (OC) aufweist,
wobei das Außengehäuse (OC) eine sich entlang einer Achse (X) erstreckende Teilfuge (SP) aufweist, derart, dass das Außen¬ gehäuse (OC) in ein Außengehäuseoberteil (UP) und ein
Außengehäuseunterteil (LP) zerteilbar ausgebildet ist, wobei das Innenteil (IP) im Betrieb zur Rotation um die Ach¬ se (X) vorgesehene Rotorteile (RE) und statische Bautei¬ le (SE) umfasst,
wobei das Innenteil (IP) mindestens eine sich in Umfangsrich- tung erstreckende Dichtung (SL) zur Abdichtung eines radialen Spaltes (GP) zwischen dem Innenteil (IP) und einer Dichtflä¬ che (SLS) des Außengehäuses (OC) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte um¬ fasst :
a) Bereitstellen des Außengehäuseunterteils (LP) ,
b) Einsetzen des Innenteils (IP) in das
Außengehäuseunterteil (LP) in einer ersten Axialpositi¬ on (AX1),
c) Zusammenfügen des Außengehäuseunterteils (LP) und des Außengehäuseoberteils (UP) ,
d) axiales Verschieben des Innenteils (IP) in dem Außenge¬ häuse (OC) relativ zu dem Außengehäuse (OC) von der ers¬ ten Axialposition (AX1) in eine axiale Endposition (AX2), so dass die Dichtung (SL) in Kontakt tritt mit der Dichtfläche (SLS) .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das Außengehäuse OC an mindestens einer axialen Stirn¬ seite (FF1, FF2) eine mittels eines Deckels (COV1, COV2) ver¬ schlossene Öffnung (UAX) aufweist,
wobei der Deckel (COV1, COV2) Bestandteil des Innenteils (IP) ist,
wobei der Deckel (COV1, COV2) axial mit dem Innenteil (IP) in Schritt d) verschoben wird,
wobei der Deckel (COV1, COV2) in einem Schritt e) ohne den Rest des Innenteils (IP) in gegenüber dem Schritt d) entge¬ gengesetzte Richtung axial verschoben wird, so dass der De- ekel (COV1, COV2) in eine axiale Deckelendposition gegenüber dem Außengehäuse (OC) geschoben ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei der Deckel (COV1, COV2) in einem Schritt f) an dem Au- ßengehäuse (OC) gegen axiales Verschieben mittels Befesti¬ gungselementen (FE) gesichert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
wobei das Innenteil (IP) ohne den Deckel (COV1, COV2) in ei- nem Schritt g) an dem Außengehäuse (OC) oder dem De¬ ckel (COV1, COV2) gegen axiales Verschieben mittels Befestigungselementen (FE) gesichert wird.
5. Turbomaschine (TCO) zur Montage nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 - 4,
wobei die Turbomaschine (TCO) ein Außengehäuse (OC) aufweist, wobei die Turbomaschine (TCO) ein Innenteil (IP) zur Anord¬ nung in dem Außengehäuse (OC) aufweist,
wobei das Außengehäuse (OC) eine sich entlang einer Achse (X) erstreckende Teilfuge (SP) aufweist, derart, dass das Außen¬ gehäuse (OC) in ein Außengehäuseoberteil (UP) und ein
Außengehäuseunterteil (LP) zerteilbar ausgebildet ist, wobei das Innenteil (IP) im Betrieb zur Rotation um die Ach¬ se (X) vorgesehene Rotorteile (RE) und statische Bautei- le (SE) umfasst,
wobei das Innenteil (IP) mindestens eine sich in Umfangsrich- tung erstreckende Dichtung (SL) zur Abdichtung eines Spaltes (GP) zwischen dem Innenteil (IP) und einer Dichtflä¬ che (SLS) des Außengehäuses (OC) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Innenteil (IP) in dem Außengehäuse (OC) zwischen einer ersten Axialposition (AX1) und einer axialen Endposition (AX2) verschiebbar ausgebildet ist, wobei das Außengehäuse (OC) neben der Dichtfläche (SLS) der¬ art ausgebildet ist, dass in der ersten Axialposition (AX1) des in das Außengehäuse (OC) eingelegten Innenteils (IP) die Dichtung (SL) nicht in Kontakt mit dem Außengehäuse OC steht und weiterhin das Außengehäuse (OC) derart ausgebildet ist, dass bei einem Verschieben von der ersten Axialposition (AX1) in die axiale Endposition (AX2) die Dichtung (SL) in Kontakt tritt mit der Dichtfläche (SLS) des Außengehäuses (OC) .
6. Turbomaschine (TCO) nach mindestens dem vorhergehenden An¬ spruch 5,
wobei neben der Dichtfläche (SLS) im Außengehäuse (OC) eine Vertiefung (REZ) vorgesehen ist, so dass die Dichtung (SL) in der ersten Axialposition (AX1) nicht mit dem Außengehäu- se (OC) in Kontakt tritt.
7. Turbomaschine (TCO) nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche 5, 6,
wobei das Außengehäuse OC an mindestens einer axialen Stirn- seite (FF1, FF2) eine mittels eines Deckels (COV1, COV2) ver¬ schlossene Öffnung (OP) aufweist,
wobei der Deckel (COV1, COV2) Bestandteil des Innenteils (IP) ist,
wobei der Deckel (COV1, COV2) von dem Innenteil (IP) lösbar ausgebildet ist,
wobei der Deckel (COV1, COV2) in einer axialen Deckelendposition (CAX2) an einem Innenabsatz (ISH) des Außengehäuses (OC) von axial innen anliegt, derart, dass ein Innendruck im Au¬ ßengehäuses (OC) den Deckel (COV1, COV2) gegen den Innenab- satz (ISH) axial drückt.
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