ITMI20102195A1

ITMI20102195A1 - "CONNECTION SYSTEM"

Info

Publication number: ITMI20102195A1
Application number: IT002195A
Authority: IT
Inventors: Rolf Doebler
Original assignee: Alstom Technology Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-05-26

Description

?Sistema di collegamento? ? Connection system?

SETTORE TECNICO TECHNICAL FIELD

La descrizione in esame riguarda in generale sistemi di collegamento per le applicazioni ad alta temperatura e le modalit? che riducano al minimo il flusso di calore conduttivo tra tali giunti. The description in question concerns in general connection systems for high temperature applications and the modalities? that minimize the flow of conductive heat between these joints.

INFORMAZIONI INFORMATION

Per un determinato requisito di servizio, materiali ad alta resistenza termica sono generalmente pi? costosi rispetto ai materiali minore resistenza di calore e quindi, in genere, ? preferibile ridurre al minimo il loro uso. Tuttavia la temperatura pi? alta pu? essere associata a una maggiore efficienza, ad esempio nel campo delle turbine a vapore, e quindi vi ? una crescente necessit? di utilizzare tali materiali ad alta resistenza al calore. For a given service requirement, materials with high thermal resistance are generally higher. expensive compared to materials lower heat resistance and therefore, in general,? preferable to minimize their use. However, the temperature more? high pu? be associated with greater efficiency, for example in the field of steam turbines, and therefore there? a growing need to use such materials with high heat resistance.

La necessit? pu? essere determinata sia a causa di flusso di calore a partire da prodotti trasportati all'interno di un componente o anche da flusso di calore conduttivo da un componente adiacente o contiguo. Un esempio di quest'ultimo ? quando un corpo della valvola di aspirazione si unisce ad un involucro esterno di una turbina a vapore. Mentre il corpo della valvola di aspirazione ? esposto alla temperatura elevata e la pressione del vapore della turbina di aspirazione, e di conseguenza ? in genere costituito da un materiale ad alta resistenza al calore, il corpo esterno ? esposto solo a vapore esausto dalla turbina che ? sia inferiore a pressione e temperatura. Tuttavia, il flusso di calore dalla valvola di aspirazione condotto attraverso il giunto con l'involucro esterno in genere richiede che la parte dell'involucro esterno che unisce l'involucro della valvola di aspirazione deve essere fatta dello stesso o simile materiale ad alta resistenza al calore di quello dell'involucro della valvola di aspirazione. The necessity? can be determined either due to heat flow from products carried within a component or also from conductive heat flow from an adjacent or contiguous component. An example of the latter? when an intake valve body joins an outer shell of a steam turbine. While the intake valve body? exposed to the high temperature and vapor pressure of the suction turbine, and consequently? typically made of a high heat resistant material, the outer body? exposed only to exhausted steam from the turbine which? is below pressure and temperature. However, the flow of heat from the inlet valve conducted through the joint with the outer casing generally requires that the portion of the outer casing that joins the inlet valve casing must be made of the same or similar high-strength material to the heat of that of the intake valve housing.

RIASSUNTO SUMMARY

Un sistema di collegamento ? rivelata in grado di fornire una soluzione al problema del flusso di calore conduttivo attraverso superfici di contatto tra i soci affiliati aventi temperature differenti del corpo. A link system? proved to be able to provide a solution to the problem of conductive heat flow across contact surfaces between affiliated members having different body temperatures.

Questo problema pu? essere risolto mediante l'oggetto oggetto della rivendicazione indipendente. Forme di realizzazioni vantaggiose sono espresse nelle rivendicazioni dipendenti. This problem can? be resolved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are expressed in the dependent claims.

La descrizione si basa sul concetto generale di fornire un canale aperto di raffreddamento in un primo membro di collegamento che ha un'apertura lungo la sua lunghezza. L'apertura ? configurata e disposta attraverso una faccia di contatto diretto del primo membro di collegamento, che ? sigillabile da una superficie di contatto di un secondo membro di collegamento adiacente. Ci? consente al fluido di raffreddamento di passare attraverso il canale di raffreddamento e non solo di tenere fresco il primo membro di collegamento, ma anche, attraverso il contatto diretto con il secondo membro di collegamento o in alternativa un mezzo distanziatore situato tra i due membri di collegamento, per raffreddare in modo efficiente la regione di interfaccia, limitando in tal modo di flusso di calore conduttivo tra i membri. In questo modo ? possibile ridurre il flusso di calore conduttivo al punto in cui ciascuno dei membri di collegamento pu? essere fatto di materiali diversi con differenti punti di forza calda. The description is based on the general concept of providing an open cooling channel in a first connecting member which has an opening along its length. The opening? configured and arranged through a direct contact face of the first connecting member, which? sealable from a contact surface of a second adjacent connecting member. There? allows the cooling fluid to pass through the cooling channel and not only keep the first connecting member cool, but also, through direct contact with the second connecting member or alternatively a spacer half located between the two connecting members , to efficiently cool the interface region, thereby limiting conductive heat flow between the members. So ? It is possible to reduce the conductive heat flow to the point where each of the connecting members can? be made of different materials with different hot strengths.

Altri aspetti e vantaggi della presente descrizione diventeranno evidenti dalla descrizione che segue, presa in connessione con i disegni di accompagnamento, i quali a titolo di esempio illustrano le forme di realizzazione preferite della presente invenzione. Other aspects and advantages of the present description will become apparent from the following description, taken in connection with the accompanying drawings, which by way of example illustrate the preferred embodiments of the present invention.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

A titolo di esempio, una forma di realizzazione della presente descrizione ? descritta pi? ampiamente in seguito, con riferimento ai disegni di accompagnamento, in cui: By way of example, an embodiment of the present disclosure? described more? amply later, with reference to the accompanying drawings, in which:

La figura 1 ? una vista di taglio di una porzione di una turbina a vapore con una realizzazione esemplare di un sistema di raccordo; Figure 1? a cut-away view of a portion of a steam turbine with an exemplary embodiment of a fitting system;

La figura 2 ? una vista in sezione nella figura 1 attraverso 2-2 che mostra un membro di collegamento con un canale di raffreddamento che circoscrive una apertura, e Figure 2? a sectional view in FIG. 1 through 2-2 showing a connecting member with a cooling channel circumscribing an opening, and

la Figura 3 ? una vista in sezione di Figura 1 che mostra un membro di collegamento con una faccia di contatto sollevata. Figure 3? a sectional view of Figure 1 showing a connecting member with a raised contact face.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Forme di realizzazione esemplari della presente descrizione sono ora descritti con riferimento ai disegni, in cui numeri di riferimento uguali vengono utilizzati per riferimento a elementi eguali in tutto il testo. Nella descrizione che segue, ai fini della spiegazione, numerosi dettagli specifici sono previsti per fornire una conoscenza approfondita della descrizione. Tuttavia, la presente descrizione pu? essere messa in pratica senza questi dettagli specifici, e non ? limitata alla forma di realizzazione esemplare qui illustrata. Exemplary embodiments of the present disclosure are now described with reference to the drawings, in which like reference numerals are used to refer to like elements throughout the text. In the description that follows, for the purpose of explanation, several specific details are provided to provide a thorough understanding of the description. However, the present description can? be put into practice without these specific details, and not? limited to the exemplary embodiment illustrated herein.

Fig. 1 mostra una realizzazione esemplare di un sistema di collegamento che include primi e secondi membri di collegamento 10A, 10B che fanno parte di un involucro esterno 27 di una turbina a vapore e un involucro della valvola di ingresso del vapore 29 rispettivamente. Ciascuno dei membri di collegamento 10A, 10B include una prima faccia di contatto 15a volto ed una seconda faccia di contatto 15, rispettivamente. Le superfici di contatto 15A, 15B si complimentano reciprocamente attraverso la forma e la dimensione e la disposizione sul loro rispettivo membro di collegamento 10a, 10b cos? che quando i membri di collegamento 10a, 10b sono uniti da (non mostrati) mezzi di collegamento quali bulloni, essi forniscono esclusivamente forze opposte OF alle forze di collegamento JF del collegamento, come mostrato in fig. 3. Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a connection system including first and second connection members 10A, 10B which are part of an outer casing 27 of a steam turbine and a casing of the steam inlet valve 29 respectively. Each of the connecting members 10A, 10B includes a first face contact face 15a and a second contact face 15, respectively. The contact surfaces 15A, 15B compliment each other in shape and size and the arrangement on their respective connecting member 10a, 10b as well. that when the connecting members 10a, 10b are joined by (not shown) connecting means such as bolts, they provide exclusively opposing forces OF to the connecting forces JF of the link, as shown in FIG. 3.

In questo modo le superfici di contatto 15A, 15B possono fornire un'ulteriore funzione di tenuta per la tenuta del prodotto che passa attraverso un foro interno 30 formato all'interno delle facce di collegamento 15A, 15B. Al fine di agevolare ulteriormente la tenuta, in una forma di realizzazione esemplare non mostrata, un elemento intermedio, come un distanziatore, un anello, elementi di tenuta, guarnizioni o simili possono essere collocati tra le facce di contatto 15a, 15b. In this way the contact surfaces 15A, 15B can provide a further sealing function for sealing the product passing through an internal hole 30 formed inside the connecting faces 15A, 15B. In order to further facilitate sealing, in an exemplary embodiment not shown, an intermediate element, such as a spacer, ring, sealing elements, gaskets or the like can be placed between the contact faces 15a, 15b.

In una forma di realizzazione esemplare, i primi e secondi membri di collegamento 10a, 10b sono flange di collegamento e almeno una delle superfici di contatto 15a, 15b comprende essenzialmente l'intera faccia terminale del suo rispettivo membro 10a, 10b. In un'altra forma di realizzazione esemplare, come mostrato in figura 3, i primi e i secondi membri di collegamento 10a, 10b sono flange di collegamento e almeno una delle superfici di contatto 15a, 15b si estende fuori dal membro di collegamento 10a, 10b. Limitando l'area di superficie della faccia di contatto 15a, 15b con questo mezzo, la forza opposta OF fornita dalle superfici di contatto 15a, 15b ? concentrata su un'area pi? piccola, quindi la capacit? di tenuta delle superfici di contatto 15a, 15b ? migliorata. In an exemplary embodiment, the first and second connecting members 10a, 10b are connecting flanges and at least one of the contact surfaces 15a, 15b essentially comprises the entire end face of its respective member 10a, 10b. In another exemplary embodiment, as shown in Figure 3, the first and second connecting members 10a, 10b are connecting flanges and at least one of the contact surfaces 15a, 15b extends out of the connecting member 10a, 10b. By limiting the surface area of the contact face 15a, 15b by this means, the opposing force OF provided by the contact surfaces 15a, 15b? concentrated on a larger area? small, therefore the capacity? sealing of the contact surfaces 15a, 15b? improved.

Come mostrato in fig. 1, in un forma di realizzazione esemplare, il primo membro di collegamento 10a ? parte di un involucro esterno 27 di una turbina a vapore. Inoltre, come mostrato in fig. 1, in un forma di realizzazione esemplare, il secondo membro 10b ? parte di un involucro a valvola di aspirazione 29 per una turbina a vapore. As shown in fig. 1, in an exemplary embodiment, the first connecting member 10a? part of an outer casing 27 of a steam turbine. Furthermore, as shown in fig. 1, in an exemplary embodiment, the second member 10b? part of an intake valve housing 29 for a steam turbine.

Nelle varie forme di realizzazione descritte un canale di raffreddamento 20 pu? essere fornito in almeno una delle superfici di contatto 15a, 15b, come mostrato nelle figure da 1 a 3. Lo scopo del canale di raffreddamento 20 ? di fornire il raffreddamento alle facce di contatto 15a, 15b e quindi ridurre la conduzione termica tra i membri di collegamento 10a, 10b. Anche se solo un canale ? rappresentato in ciascuna delle figure una o entrambe le superfici di contatto 15a, 15b possono essere fornite con ulteriori canali di raffreddamento 20. Queste pluralit? di canali di raffreddamento 20 possono essere disposte concentricamente. Un vantaggio di avere una pluralit? di canali di raffreddamento ? che quando, per esempio, il contatto faccia 15a, 15b ? grande, un canale di raffreddamento unico 20 pu? non essere in grado di fornire sufficiente raffreddamento. In genere almeno una o ognuno, se vi ? pi? di un canale di raffreddamento 20, ? un canale di raffreddamento aperto 20 in cui l'apertura del canale 22 ? attraverso una delle superfici di contatto 15a, 15b. Ci? consente la tenuta dell'apertura del canale di 22 da parte della faccia opposta 15a, 15b quando i membri di collegamento 10, 10a, 10b sono collegati, come mostrato nelle figure 1 e 3. Inoltre, poich? l'apertura del canale 22, nello stato sigillato ? in grado di fornire raffreddamento efficace e diretto di entrambe le superfici di contatto 15a, 15b, ? possibile ridurre significativamente la quantit? di flusso di calore trasferito dal primo membro 10a ai secondi membri 10a, 10b attraverso le superfici di contatto 15a, 15b. Come risultato pu? essere possibile realizzare il primo membro di collegamento 10a da un materiale a minore resistenza al calore rispetto al secondo membro 10b. In the various embodiments described, a cooling channel 20 can? be provided in at least one of the contact surfaces 15a, 15b, as shown in Figures 1 to 3. The purpose of the cooling channel 20? providing cooling to the contact faces 15a, 15b and thereby reducing the thermal conduction between the connecting members 10a, 10b. Even if only one channel? represented in each of the figures, one or both of the contact surfaces 15a, 15b can be provided with further cooling channels 20. These pluralities of cooling channels 20 can be arranged concentrically. An advantage of having a plurality? of cooling channels? that when, for example, the contact makes 15a, 15b? large, a single cooling channel 20 can? not being able to provide sufficient cooling. Generally at least one or each, if there? pi? of a cooling channel 20,? an open cooling channel 20 in which the opening of the channel 22? through one of the contact surfaces 15a, 15b. There? allows the sealing of the opening of the channel 22 by the opposite face 15a, 15b when the connecting members 10, 10a, 10b are connected, as shown in Figures 1 and 3. Furthermore, since? the opening of channel 22, in the sealed state? capable of providing effective and direct cooling of both contact surfaces 15a, 15b,? possible to significantly reduce the quantity? of heat flow transferred from the first member 10a to the second members 10a, 10b through the contact surfaces 15a, 15b. As a result it can? it may be possible to make the first connecting member 10a from a material with lower heat resistance than the second member 10b.

In una forma di realizzazione esemplare in cui i primi e secondi membri 10a, 10b circoscrivere un'apertura 30 in modo tale che i membri abbiamo una lunghezza della circonferenza, il canale di raffreddamento 20 e l'apertura del canale 22 della superfici di contatto 15a, 15b si estende lungo tutta la lunghezza della circonferenza dei membri di collegamento 10a, 10b, rispettivamente, come mostrato in fig. 2. In an exemplary embodiment in which the first and second members 10a, 10b circumscribe an opening 30 such that the members have a circumference length, the cooling channel 20 and the channel opening 22 of the contact surfaces 15a , 15b extends along the entire length of the circumference of the connecting members 10a, 10b, respectively, as shown in FIG. 2.

Come ulteriormente illustrato nella fig. 1 e 2, in una forma di realizzazione esemplare, il sistema di collegamento comprende inoltre un ingresso 24, che ? collegato al canale di raffreddamento 20. Lo scopo dell'ingresso 24 ? di ammettere un fluido di raffreddamento al canale di raffreddamento 20. L'ingresso 24 ? tipicamente collegato ad un vapore a bassa temperatura, come ad esempio scarico della turbina a vapore o una fonte esterna. Un'ulteriore apertura 25 per lo scarico del mezzo di raffreddamento ammesso dal canale 20 pu? anche essere fornita. As further illustrated in FIG. 1 and 2, in an exemplary embodiment, the connection system further comprises an inlet 24, which? connected to cooling channel 20. The purpose of input 24? to admit a cooling fluid to the cooling channel 20. The inlet 24? typically connected to a low temperature steam, such as steam turbine exhaust or an external source. A further opening 25 for the discharge of the cooling medium allowed by the channel 20 can? also be provided.

Anche se la descrizione sia stata qui mostrata e descritta in quello che ? concepito essere la forma di realizzazione esemplare pi? pratica, la descrizione pu? essere incorporata in altre forme specifiche. Le forme di realizzazione attualmente illustrate sono quindi considerate a tutti gli effetti essere esemplificative e non restrittive. Lo scopo della descrizione ? indicato dalle rivendicazioni accompagnatorie piuttosto che la descrizione di cui sopra e tutte le modifiche che rientrano nello scopo e nell'ambito e nelle equivalenze sono intese essere incorporate in essa. Although the description has been shown here and described in what? conceived to be the most exemplary embodiment practice, the description can? be incorporated into other specific forms. The embodiments currently illustrated are therefore considered to all intents and purposes to be exemplary and not restrictive. The purpose of the description? indicated by the accompanying claims rather than the above description and all modifications within the scope and scope and equivalences are intended to be incorporated therein.

SEGNI DI RIFERIMENTO REFERENCE SIGNS

10a, 10b Membro di connessione 10a, 10b Connection member

15a, 15b Faccia di contatto 15a, 15b Contact face

20 Canale di raffreddamento 20 Cooling channel

22 Canale di apertura 22 Opening channel

24 Ingresso 24 Entrance

25 Uscita 25 Exit

27 Bullone 27 Bolt

29 Involucro della valvola di ingresso 30 Apertura 29 Inlet valve casing 30 Opening

OF Forza di Opposizione OF Opposition Force

JF Forza di Collegamento JF Link Force

Claims

CLAIMS A linking system comprising: a first linking member (10a) which includes a first contact face (15a), and a second linking member (10b) which includes a second contact face (15b) which? complementary to the first contact face (15a) in which the first and second contact faces (15a, 15b) are configured and positioned on the respective members in such a way that when the first and second connecting members (10a, 10b) are united the first and second contact faces (15a, 15b) oppose only the connection forces, the system being characterized by: an open cooling channel (20), in the first contact face (15a) with an opening of the channel (22) opening into the first contact face (15a) positioned in such a way as to be sealed by the second contact face (15b ), when the first link member (10a)? joined to the second member 2. The connecting system of claim 1 wherein at least one of the first and / or second contact face (15b)? raised by its respective liaison member (s) (10a, 10b). The connecting system of claims 1 or 2 wherein the first and second connecting members (10a, 10b) circumscribe an opening (30) such that the connecting members (10a, 10b) have a circumferential length along which the first and second contact faces (15a, 15b), the open cooling channel (20) and the channel opening (22) extend completely. The connection system according to any one of claims 1 to 3 further comprising: an inlet (24), hydraulically connected to the open cooling channel (20), for admitting a cooling medium into the open cooling channel (20); And an outlet (25), fluid-dynamically connected to the cooling channel (20), for discharging the cooling medium from the open cooling channel (20). The connecting system according to any one of claims 1 to 4 wherein the first and second connecting members (10a, 10b) are connecting flanges. The connecting system according to any one of claims 1 to 5 wherein the first connecting member (10a)? part of a steam turbine inlet. 7. The linking system of claim 6 wherein the first linking member (10a)? part of an outer casing (27) of a steam turbine. The connecting system according to any one of claims 1 to 7 wherein the second connecting member (10b)? part of a casing of an intake valve (29) of a steam turbine. The connecting system according to any one of claims 1 to 7 wherein the first connecting member (10a)? made of a material with lower thermal resistance than the second connecting member (10b).