WO2006108746A1 - Komponente einer dampfturbinenanlage, dampfturbinenanlage, verwendung und herstellungsverfahren - Google Patents

Komponente einer dampfturbinenanlage, dampfturbinenanlage, verwendung und herstellungsverfahren Download PDF

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WO2006108746A1
WO2006108746A1 PCT/EP2006/060664 EP2006060664W WO2006108746A1 WO 2006108746 A1 WO2006108746 A1 WO 2006108746A1 EP 2006060664 W EP2006060664 W EP 2006060664W WO 2006108746 A1 WO2006108746 A1 WO 2006108746A1
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component
layer
steam turbine
contour
ceramic
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PCT/EP2006/060664
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Detlef Haje
Dietmar RÖTTGER
Friedhelm Schmitz
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F01D25/145—Thermally insulated casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
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    • Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
    • Y10T29/49245—Vane type or other rotary, e.g., fan

Definitions

  • the invention relates to a component of a steam turbine plant, for the application of superheated steam, with a hot steam space facing hot side, which has a contour and a fairing.
  • the invention further relates to a steam turbine plant, a use and a manufacturing ⁇ method.
  • a steam turbine plant usually consists of the steam turbine ⁇ as such and a steam turbine periphery.
  • the periphery serves to supply and remove superheated steam to and from the steam turbine.
  • the input-side periphery of the hot steam turbine is supplied at a high temperature and pressure to a turbine housing.
  • the superheated steam is first fed to an inflow region of the turbine, the surfaces located in the Wesentli ⁇ between a terminal of a steam boiler at the door ⁇ bine and extends to the beginning of a blading in the housing or the rotor of the turbine.
  • the superheated steam is passed as a working medium under cooling and relaxation of the turbine blades and drives on this
  • the rotation can be used to drive a generator and there to generate electrical power.
  • the relaxed and cooled working fluid may be in the form of cooled and relaxed vapor in the exit periphery, e.g. B. via a condenser, recirculate.
  • thermal insulation materials prove to be insufficient and already after a short time, z. B. by erosion, other abrasion and / or oxidation, destroyed and / or can be replaced. This effect is intensified by thermal shock stresses which make the materials brittle or at least create tensions. Dissipated thermal insulation materials then enter the flow of the working fluid and can result in further enhancement of erosion damage in both the periphery and the turbine of the turbine plant.
  • the invention whose object is to provide a component of a steam turbine plant for Beauf ⁇ regurgitation with superheated steam, a steam turbine plant and a use and a manufacturing method according to the equally a thermal and mechanical resistance of the component, even at elevated temperature and Druckpa ⁇ parameters of a superheated steam, especially at temperatures above 600 0 C and / or pressures above 250 bar, is advantageously improved.
  • the object with respect to the component is achieved by a single passage said component in accordance with the invention the panel in the area of the hot side of the component angeord ⁇ net and is formed by a number of adapted to the contour of fittings, wherein a fitting in each case as egg ⁇ ne metal and ceramic composite layer is formed with at least one metal layer and at least one ceramic layer.
  • the invention is based on the consideration that, in principle, a physical separation of a surface of a component from a superheated hot steam space is advantageous, ie the invention is based on providing a contour ei ⁇ ner hot side of the component facing a hot steam room with a cladding.
  • the invention has also recognized that due to the thickness of such a cladding, if it, in order to achieve increased efficiencies, at high pressure and temperature parameters, in particular> 600 0 C and / or> 250 Bar, a working medium is exposed to significant restrictions on the resistance of the component comes. With increasing thickness of a thermal insulation increases their thermal insulation effect, but it decreases in the manner explained above, their mechanical resistance ⁇ speed, especially in thermal shock stress.
  • the invention solves this conflict by the use of a lining in the form of a number of contour-adapted moldings which have a metal and ceramic composite layer on the hot side.
  • a lining in the form of a number of contour-adapted moldings which have a metal and ceramic composite layer on the hot side.
  • the layers of the composite layer are advantageously cohesively, in particular intimately, interconnected. But they can also be connected by methods such as screwing, plugging or riveting.
  • the thermal insulation ⁇ onsrial of the panel increase, without reducing the mechanical resistance.
  • the cladding according to the new concept proves to be particularly abrasion-resistant and erosion-resistant in a great variety of variants.
  • a plasma spraying or other thermal spraying process less reliable than a particularly advantageous recognized cladding in the form of a Learn ⁇ number of contour-adapted fittings.
  • a mold itself can preferably be curved in such a curved or gene gebo ⁇ that there z. B. fits perfectly to a contour and contour contoured in this sense. This can be advantageous in particular for small components.
  • a shaped piece itself may possibly be planar. Nevertheless, the fairing contour contoured be, for example, characterized in that at isolated points of the contour sufficiently small fittings are attached.
  • the cladding which according to the new concept provides for a combination of the two aspects mentioned above, avoids the above-described disadvantages of the prior art.
  • the mechanical, thermal and chemical DEMANDS ⁇ monitoring at the hot side of the component through the Verklei ⁇ -making according to the new concept reduced. This creates the possibility for higher current materials Ar ⁇ opens beitsmediumsparameter use or to use expensive materials with constant parameters.
  • the ceramic layer of the hot ⁇ side be closer than the metal layer.
  • the metal layer serves as a holder, fixation and Ge ⁇ gene storage of the ceramic layer. That is, practically, the metal layer within the composite layer serves as
  • the ceramic layer supports layer for the ceramic layer. This increases the mechanical ⁇ specific resistance of the composite layer as a whole, insbesonde ⁇ re under high mechanical stress under increased working medium parameters.
  • the back-to-back set the ceramic layer metal layer is exposed to a low ⁇ ren corrosion beyond.
  • the metal layer of the hot ⁇ side be closer than the ceramic layer.
  • the metal layer within the composite layer serves primarily as an abrasion and / or erosion protection for the ceramic layer. That is, the ceramic layer is less mechanically stressed by the flow, in particular ⁇ at high flow parameters.
  • the advantages of the two pre-mentioned variants are combined by the ceramic layer Zvi ⁇ rule of an immediately adjacent first metal layer and second metal layer is disposed.
  • the Stitzei ⁇ is genschaft the first metal layer on the cold side combi ⁇ ned with an erosion-locking feature of a second metal layer on the hot side.
  • the metal layer could also be arranged between an immediately adjacent first ceramic layer and the second ceramic layer.
  • the metal layer as inner support ⁇ can serve layer and at the same obligations through the ceramic layers against chemical and particularly corrosive Bela ⁇ particular protected on the hot side.
  • the invention leads in particular to a steam turbine plant with a component of the kind explained above.
  • a component of the kind explained above use of the component as a conduit and / or collecting component in the context of a periphery of the steam turbine plant proves to be advantageous.
  • use of the component in a housing part, in particular in the inflow region of a steam turbine ei ⁇ ner steam turbine plant proves to be advantageous.
  • the inflow can itself be understood as a line component.
  • trim molding with a metal and ceramic composite layer on a hot ⁇ side in the rotor and blade area of a steam turbine.
  • the object is Gurss ge ⁇ the invention, by a method of manufacturing a component of a steam turbine plant, for applying dissolved with hot vapor, which faces a a H faceddampf syndromem
  • Hot side and having a contour is ⁇ provides that the component body of the component, there is provided a covering is applied by: - a the panel forming number is applied of the form pieces, whereby a contour-adapted mold is provided, and with corresponding to the shape of the contour of a Metal and ceramic composite layer is directed to the hot side ⁇ brought, wherein the composite layer is formed from at least one metal layer and at least one ceramic layer.
  • Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing using the example of a pipeline for a steam turbine.
  • the invention also proves to be particularly useful for other components ei ⁇ ner periphery of a steam turbine plant, eg. B. the Ausure ⁇ tion of a collector, in particular an outlet header or a boiler of a steam turbine plant.
  • the drawing can also be read on such embodiments, which are not explicitly mentioned here, z. B. ei ⁇ ne component of a housing of an inflow or ei ⁇ nes rotor or a blade of a steam turbine.
  • the drawing is, where appropriate for illustrative purposes, in a schematized and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings directly recognizable from the drawing reference is made to the relevant prior art. In detail, the drawing shows in:
  • FIG IA is a contour and a lining of a pipeline in a first particularly preferred embodiment according to the concept of the invention
  • FIG IB a contour and a fairing in a Rohrlei ⁇ tion in the context of a second particularly preferred embodiment form according to the concept of the invention
  • FIG. 2A shows a contour and a lining in an inflow in the context of a third particularly preferred
  • FIG 2B is a contour and a facing with a Einströ ⁇ mung in a fourth particularly preferred embodiment according to the concept of the invention; 3 shows a perspective sectional view of a Einströ ⁇ tion according to one of the above-mentioned particularly preferred embodiments.
  • FIG IA shows a conduit component 10 in the form of a tube of a steam turbine circuit ⁇ periphery or in the inlet of a steam turbine for loading with hot steam, wherein the steam turbine is not shown in detail.
  • a component can for example be made of 9-12% Cr steel material.
  • the conduit component 10 has a ⁇ a superheated steam chamber 1 facing hot side 3, which has a contour 5 and a cladding. 7
  • the cladding 7 is formed on the contour 5 in the form of a multiplicity of shaped pieces 27 shown in FIG. 3, the cladding being shown in section in FIG. 1A and being explained and shown in greater detail in FIG. 3 as a perspective sectional view with respect to the shaped pieces 27.
  • a line component 10 the hot side 3, the metal and Ke ⁇ ramik composite layer 9 directly on the contour 5 of the building ⁇ part body 23 of the component 10.
  • the composite layer 9 is fixed mechanically as such on the contour 5. Can position proceed in this manufacturing for example by a Dü ⁇ Bel-, screw or weld.
  • the cladding 7 consists of the composite layer 9. It has been näm- lent that in the periphery of steam turbines for the temperature range below 1000 0 C, a molding with a composite layer 9 can be formed with a thickness of greater than 2 mm. This is a measure that goes well beyond conventional thermal insulation layers, and yet the composite layer 9 proves thermally and mechanically extremely resistant ⁇ dig.
  • thermal barrier coatings in the form of a panel are plasma sprayed or vapor-deposited and can not be made for such a thickness - even if they do not have sufficient mechanical resistance, but which is possible in the context of the new concept by a corresponding fitting.
  • the erosion resistance is characterized in that the metal layer 11 of the hot side 3 is closer than the ceramic layer 13 significantly improved ⁇ .
  • the metal layer 11 also acts as an overhead holder or fixation for the ceramic layer 13.
  • the metal layer is presently provided as a high-temperature-resistant sheet metal material available, for.
  • this can be easily adhered to a ceramic layer 13 or otherwise mechanically secured, so that at the boundary layer 15, an intimate connection is formed.
  • As a material for the ceramic ⁇ layer has in particular a ceramic with particularly ge ⁇ ring thermal conductivity, z.
  • the ceramic layer serves for heat insulation. It is expediently also formed from a suitably pressure-resistant material. In this embodiment form can on an intimate connection the ceramic and metal layer are also dispensed with.
  • a metal layer in the form of a sheet metal molding can be suppressed to a loosely resting ceramic molding and the latter is held by a contact pressure on the contour.
  • this execution ⁇ example could also be a sandwich arrangement in the form of a metal-ceramic-metal composite layer form. That is, in a modification of FIG IA could be arranged on the back of the ceramic layer 13 and directly on the contour 5 a wei ⁇ tere metal layer in the form of a sheet metal layer for reinforcement.
  • a sheet lying between the contour 5 and the ceramic layer 13 can be made of a lower alloyed sheet metal material in comparison with the illustrated metal layer 11 because of its lower temperature level during operation, which has price advantages.
  • the hot side 3 directly facing sheet is made of a deri ⁇ geren sheet metal.
  • FIG. 1B shows a similar, second embodiment of a line component 20 according to the concept of the invention, in which, moreover, the parts corresponding to FIG. 1A are provided with the same reference symbols and will not be explained again.
  • ⁇ form of the line component 20 in FIG IA is in the second embodiment in FIG IB, the ceramic layer 13 of the hot side 3 closer than the metal layer 11. Both layers 11, 13 are at the borderline 15 cohesively or possibly only form - coherently connected.
  • the hot side 3, the metal and ceramic Ver ⁇ bund Anlagen 9 to form a clearance space 17 from the contour 5, ie, component body 23 and composite layer 9 are spaced from each other.
  • the clearance space 17 is formed in the form of a coolant supply 19 and hollow.
  • the lining 9 according to the second embodiment of the pipeline Component 20 in FIG. 1B can be traversed by a cooling medium, in particular cooling steam.
  • the cladding 7 is thus configured in addition to the composite layer 9 with a cooling jacket, which is formed by the coolant supply.
  • FIGS. 2A and 2B Another modification of the cooling jacket will be explained with reference to FIGS. 2A and 2B. In turn, features with substantially the same function are provided with the same reference numerals.
  • FIG 2A shows a third embodiment of a Dunskompo ⁇ nent 30, here in the form of an inflow.
  • the ceramic layer 13 is formed as a thin heat-insulating layer on a metal layer 11. In this way, the heat input ⁇ will contract through the hot steam from the steam space 1 in the component body 23 is limited.
  • the metal and ceramic composite layer 9 is provided with holes 21.
  • the otherwise hollow distance space 17 serves as coolant supply 19, wherein the
  • Coolant can escape through the holes 21 in the Hberichtdampfhoffm 1 and thus forms a cooling boundary layer on it as a heat insulating layer formed ceramic layer 13, which has an additional thermal insulation effect.
  • the bores 21 in the metal layer 11 and in the Ke ⁇ are ramik für 135.
  • the ceramic layer 13 may also have pores through which the cooling medium can escape into the hot steam room 1.
  • FIG 2B as a fourth embodiment, a Dunskompo ⁇ component shown a modification of the third embodiment shown in FIG 2A 40th
  • the fourth embodiment of a conduit component 40 has a clearance space 40 which is filled with a porous and / or reticulated material 29.
  • a porous and / or reticulated material 29 This can in particular a porous ceramic or a network of fiber material, for. Glass or metal fibers, be.
  • the restraint system formed in this way in from ⁇ stand space 17 is advantageously somewhat compliant and supports to ⁇ Otherwise, the composite layer 9 in an advantageous manner.
  • the panel 7 is particularly resistant to mechanical shocks z. B. by occurring in particular at a line component thermal instabilities, eg. B. attenuated during transient operations.
  • a similar decoupling of component body 23 and molded piece 27 can also be achieved by the sandwich structure explained in greater detail in conjunction with FIG. 1A, 1B.
  • a non-illustrated additional metal layer between contour 5 and ceramic layer 13 may in the context of a modification
  • All panels 7 are in the embodiment forms 10, 20, 30, 40 fixed by a welded joint 25 on the component body 23.
  • other types of connection such as screws, rivets, staples or pins or the like may be provided.
  • a net may be, for example, metallic and sintered in a ceramic layer 13. As a result, the form ⁇ pieces are networked together and held better.
  • the net may preferably be fastened to the contour 5.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the line components 10, 20, 30, 40, in which the panel 7 in the form of a plurality of fittings 27 are formed on the contour 5.
  • Each of the shaped pieces 27 is adapted to the contour 5 in the region of the shaped piece 23.
  • the cladding 7 is applied by a the casing 7 forming variety applied by fittings 27, wherein in each case a contour-adapted mold sets 27 ge available ⁇ is, and the course of the contour 5 and corresponding to a metal and ceramic composite layer 9 directed towards the hot side 3 is attached.
  • a metal layer and a ceramic layer are connected to one another in a material or form-locking manner in order to form the composite layer.
  • the shaped pieces 27 themselves are screwed, glued or, as shown in connection with the preceding figures, welded by a welded joint 25 as part of the Her ⁇ positioning method.
  • the ge ⁇ called joining processes prove advantageous, and in particular, since they facilitate the assembling of the molded pieces 27 to improve their mechanical stability to transient thermal processes.
  • the component 10, 20, 30, 40 In order to impart a friendshipdampfbeetzten component 10, 20, 30, 40 of a steam turbine plant, at the same time a high temperature ⁇ ais and mechanical resistance, the component 10, 20, 30, 40 on a one to-1 H adopteddampfhoffm facing hot side 3 a on a component body 23 applied cladding 7, which is the contour 5 of the component body 23 adapted.
  • the Ver ⁇ clothing 7 a number of fittings 27, and a molding piece 27 has a metal and ceramic composite layer 9 ⁇ from at least one metal layer 11 and at least egg ner ceramic layer is formed. 13
  • the ceramic layer 13 serves in particular as an insulating layer.
  • the metal layer 11 serves in particular as a support or to protect against abrasion and / or erosion.

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Abstract

Um einer heißdampfbeaufschlagten Komponente (10, 20, 30, 40) einer Dampfturbinenanlage gleichzeitig eine hohe Temperatur- als auch mechanische Beständigkeit zu verleihen, weist die Komponente (10, 20, 30, 40) an einer einem Heißdampfraum (1) zugewandten Heißseite (3) eine auf einen Bauteilkörper (23) aufgebrachte Verkleidung (7) auf, die der Kontur (5) des Bauteilkörpers (23) angepasst ist. Gemäß dem neuen Konzept weist die Verkleidung (7) eine Anzahl von Formstücken (27) auf, und ein Formstück (27) weist eine Metall- und Keramikverbundschicht (9) auf, die wenigstens aus einer Metallschicht (11) und wenigstens einer Keramikschicht (13) gebildet ist. Die Keramikschicht (13) dient insbesondere als Dämmschicht. Die Metallschicht (11) dient insbesondere als Stütze oder auch zum Schutz gegen Abrieb und/oder Erosion.

Description

Beschreibung
Komponente einer Dampfturbinenanlage, Dampfturbinenanlage, Verwendung und Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Komponente einer Dampfturbinenanlage, zur Beaufschlagung mit Heißdampf, mit einer einem Heißdampfraum zugewandten Heißseite, die eine Kontur und eine Verkleidung aufweist. Die Erfindung betrifft weiter eine Dampfturbinenanlage, eine Verwendung und ein Herstellungs¬ verfahren .
Eine Dampfturbinenanlage besteht üblicherweise aus der Dampf¬ turbine als solcher und einer Dampfturbinenperipherie . Die Peripherie dient dabei unter anderem der Zuführung und Abführung von Heißdampf zu bzw. von der Dampfturbine. Durch die eingangsseitige Peripherie wird der Heißdampf der Turbine bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck einem Turbinengehäuse zugeführt. Dazu wird der Heißdampf zunächst einem Einströmbereich der Turbine zugeführt, der sich im Wesentli¬ chen zwischen einem Anschluss eines Dampfkessels an die Tur¬ bine und dem Beginn einer Beschaufelung im Gehäuse bzw. am Rotor der Turbine erstreckt. In der Dampfturbine wird der Heißdampf als Arbeitsmedium unter Abkühlung und Entspannung an den Turbinenschaufeln vorbeigeführt und treibt auf diese
Weise unter Abgabe seiner thermischen und kinetischen Energie den Rotor der Turbine an. Die Drehung kann zum Antrieb eines Generators und dort zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden. Das entspannte und abgekühlte Arbeitsmedium kann in Form von abgekühltem und entspanntem Dampf in der ausgangsseitigen Peripherie, z. B. über einen Kondensator, rezirkulieren .
Um den Wirkungsgrad einer solchen Dampfturbinenanlage zu er- höhen, ist es notwendig unter anderem den Druck und die Temperatur des Arbeitsmediums, also des Heißdampfes, zu erhöhen. Dies hat eine Vielzahl zusätzlicher oder erhöhter Beanspru- chungen der eingesetzten Werkstoffe bei Komponenten mit hohen thermischen Belastungen, insbesondere in der Peripherie der Turbinenanlage, dem Einströmbereich, Gehäuse- oder Rotorbe¬ reich der Turbine der Turbinenanlage zur Folge. Denn bei ho- hen Betriebstemperaturen kommt es z. B. aufgrund chemischer Reaktionen des Werkstoffes mit dem Arbeitsmedium unter anderem zu einer erhöhten Oxidationsrate, was in vermehrtem Maße zur Zunderbildung führt. Dies ist unerwünscht und bereitet mannigfaltige Probleme, unter anderem hinsichtlich des Dich- tungsverhaltens der jeweiligen Komponente oder nachgeschalte¬ ter Bauteile.
Zur Lösung derartiger Probleme ist man bislang dazu übergegangen, insbesondere in der Peripherie der Turbinenanlage, dem Einströmbereich und/oder dem Gehäuse- oder Rotorbereich der Turbine der Turbinenanlage für die Leitungs- und/oder Sammelkomponenten höherwertige Werkstoffe einzusetzen. Hohe Temperaturen der Komponenten haben jedoch in der Regel auch eine Absenkung der zulässigen mechanischen Beanspruchung zur Folge, was wiederum den Einsatz von noch höherwertigeren
Werkstoffen nicht nur bei der Komponente selbst, sondern auch bei deren konstruktiven Verankerung bedingt.
Höherwertigere Werkstoffe sind nicht nur kostenintensiv, son- dern auch arbeitsintensiv hinsichtlich ihrer Verarbeitung und ihrem Einsatz. Prinzipien der Kühlung für Komponenten einer Dampfturbinenanlage sind grundsätzlich bekannt, haben jedoch Einbußen im Wirkungsgrad der Gesamtanlage zur Folge.
Man ist deshalb dazu übergegangen, zum Teil, insbesondere bei Komponenten, die hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, Isolierungen anzubringen. Diese werden bislang, beispielsweise bei Rohrleitungen, Kesseln oder Sammlern der Peripherie, im Rahmen eines Spritzverfahrens aufgebracht, bei dem ein Beschichtungspulver thermisch aufgespritzt wird. Daneben ist es bekannt, Wärmedämmgewebe auf einer einem Hei߬ dampfraum zugewandten Heißseite einer Komponente der Peripherie anzubringen. Solche Wärmedämmmaterialien können in der Regel in Schichten mit hoher Dicke aufgetragen werden und wä- ren im Prinzip gut geeignet. Allerdings sind im Rahmen höhe¬ rer Betriebstemperaturen und höherer Betriebsdrücke inzwischen die Strömungseigenschaften von DampfStrömungen in und/oder an einer Komponente, z. B. bereits aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit, derart aggressiv, dass die genann- ten Wärmedämmmaterialien sich als nicht ausreichend fest erweisen und bereits nach kurzer Zeit, z. B. durch Erosion, sonstigen Abrieb und/oder durch Oxidation, zerstört und/oder abgelöst werden können. Verstärkt wird dieser Effekt noch durch Thermo-Schock-Beanspruchungen, die die Werkstoffe sprö- de machen oder jedenfalls Spannungen erzeugen. Abgelöste Wärmedämmmaterialien gelangen dann in den Strom des Arbeitsmediums und können zu einer weiteren Verstärkung der Erosionsbeschädigung sowohl in der Peripherie als auch der Turbine der Turbinenanlage führen.
Wünschenswert wäre eine Verkleidung mit gleichzeitig hohen Wärmedämmungseigenschaften und hohen Abriebfestigkeiten. Bislang führt die Erhöhung der Wärmedämmung durch Erhöhung einer Dicke einer Wärmedämmschicht in der oben erläuterten Weise zu einer Verringerung der mechanischen Beständigkeit. Eine Erhöhung der mechanischen Beständigkeit durch eine Verringerung der Dicke einer Wärmedämmschicht führt andererseits zu einer geringeren thermischen Beständigkeit, da die Wärmedämmung mit abnehmender Dicke ebenfalls abnimmt.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Komponente einer Dampfturbinenanlage zur Beauf¬ schlagung mit Heißdampf, eine Dampfturbinenanlage sowie eine Verwendung und ein Herstellungsverfahren anzugeben, gemäß dem gleichermaßen eine thermische und mechanische Beständigkeit der Komponente, selbst bei erhöhten Temperatur- und Druckpa¬ rametern eines Heißdampfes, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 600 0C und/oder Drücken oberhalb von 250 bar, vorteilhaft verbessert ist.
Die Aufgabe hinsichtlich der Komponente wird durch eine ein- gangs genannte Komponente gelöst, bei der erfindungsgemäß die Verkleidung im Bereich der Heißseite der Komponente angeord¬ net ist und durch eine Anzahl von an die Kontur angepassten Formstücken gebildet ist, wobei ein Formstück jeweils als ei¬ ne Metall- und Keramik-Verbundschicht mit wenigstens einer Metallschicht und wenigstens einer Keramikschicht ausgebildet ist.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass grundsätzlich eine physikalische Trennung einer Oberfläche einer Komponente von einem mit Heißdampf beaufschlagten Heißdampfraum vorteilhaft ist, d. h. die Erfindung geht davon aus, eine Kontur ei¬ ner einem Heißdampfräum zugewandten Heißseite der Komponente mit einer Verkleidung zu versehen. Die Erfindung hat darüber hinaus aber im Unterschied zum Stand der Technik ebenfalls erkannt, dass es infolge der Dicke einer solchen Verkleidung, wenn diese, um gesteigerte Wirkungsgrade zu erreichen, bei hohen Druck- und Temperaturparametern, insbesondere > 600 0C und/oder > 250 bar, einem Arbeitsmedium ausgesetzt wird, zu erheblichen Einschränkungen der Beständigkeit der Komponente kommt. Mit steigender Dicke einer thermischen Isolierung steigt ihre thermische Isolationswirkung, es sinkt aber in der eingangs erläuterten Weise ihre mechanische Beständig¬ keit, insbesondere bei Thermoschock-Beanspruchung. Mit abneh- mender Dicke der Verkleidung sinkt die thermische Isolations¬ wirkung und steigt die mechanische Beständigkeit unter Ein- fluss eines Arbeitsmediums, das infolge hoher Temperaturen und hoher Drücke eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und eine hohe Reaktivität aufweist. Die Erfindung löst diesen Konflikt durch den Einsatz einer Verkleidung in Form einer Anzahl von konturangepassten Formstücken, die an der Heißseite eine Metall- und Keramik-Verbundschicht aufweisen. Es hat sich nämlich betreffend einen ersten Aspekt der Erfindung gezeigt, dass sich im Falle einer Metall- und Keramik- Verbundschicht, die aus einer Metallschicht und einer Kera- mikschicht gebildet ist, eine größere Schichtdicke erzielen lässt. Die Schichten der Verbundschicht sind vorteilhaft Stoffschlüssig, insbesondere innig, miteinander verbunden. Sie können aber auch durch Verfahren wie Schrauben, Stecken oder Nieten verbunden sein. Das heißt, es lässt sich für den genannten Fall einer Verbundschicht die thermische Isolati¬ onswirkung der Verkleidung erhöhen, ohne dabei die mechanische Beständigkeit zu verringern. Die Verkleidung gemäß dem neuen Konzept erweist sich in verschiedensten Varianten als besonders abriebfest und erosionsbeständig.
Darüber hinaus hat sich betreffend einen zweiten Aspekt der Erfindung gezeigt, dass die Anbringung einer Verkleidung je nach Ausmaß einer Komponente in Form einer Anzahl oder einer Vielzahl von Formstücken auf der Kontur nicht nur die mecha- nische Beständigkeit der Verkleidung erhöht, sondern auch ei¬ ne bessere Haftung der Auskleidung an der Heißseite garantiert und zudem unempfindlicher gegen wechselnde Temperatur und mechanische Beanspruchungen im Hochtemperatur- und Hochdruckbereich ist. Überraschenderweise hat sich gerade bei Turbinengehäusen, z. B. im Einströmbereich einer Turbinenanlage sowie bei Leitungs- und/oder Sammelkomponenten gezeigt, dass sich wegen ihrer oft verwinkelten und unzugänglichen Ausführung ein Plasmaspritzen oder andere thermische Spritzverfahren als weniger zuverlässig erweisen als eine als be- sonders vorteilhaft erkannte Verkleidung in Form einer Viel¬ zahl von konturangepassten Formstücken. Ein Formstück kann dabei vorzugsweise selbst derart gekrümmt, gewölbt oder gebo¬ gen sein, dass es z. B. passgenau auf eine Kontur passt und in diesem Sinne konturangepasst ist. Dies kann insbesondere bei kleinen Komponenten vorteilhaft sein. Insbesondere bei großen Komponenten kann ein Formstück selbst gegebenenfalls planar sein. Dennoch kann die Verkleidung konturangepasst sein, beispielsweise dadurch, dass an vereinzelten Stellen der Kontur ausreichend kleine Formstücke angebracht sind.
Durch die Verkleidung, die gemäß dem neuen Konzept eine Kom- bination der beiden oben genannten Aspekte vorsieht, werden die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermieden. Die mechanische, thermische und chemische Beanspru¬ chung an der Heißseite der Komponente wird durch die Verklei¬ dung gemäß dem neuen Konzept herabgesetzt. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit derzeitige Werkstoffe für höhere Ar¬ beitsmediumsparameter einzusetzen oder bei gleichbleibenden Parametern kostengünstigere Werkstoffe zu verwenden.
Darüber hinaus erweist sich insbesondere die Wärmedämmung im Inneren der Komponente, die Minimierung des Temperaturgefäl¬ les von innen nach außen, die Minimierung des Wärmeverluststroms als auch die chemische Resistenz, insbesondere die Korrosionsbeständigkeit, als verbessert gegenüber dem Stand der Technik. Diese und weitere Vorteile werden insbesondere durch vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ausgebaut, die den Unteransprüchen zu entnehmen sind und die im Einzelnen Möglichkeiten angeben, eine Komponente einer Dampfturbinenanlage zur Beaufschlagung mit Heißdampf gemäß dem neuen Konzept zu realisieren.
Gemäß einer ersten Variante kann die Keramikschicht der Hei߬ seite näher sein als die Metallschicht. Dies hat den Vorteil, dass die Metallschicht als eine Halterung, Fixierung und Ge¬ genlagerung der Keramikschicht dient. Das heißt, praktisch dient die Metallschicht innerhalb der Verbundschicht als
Stützschicht für die Keramikschicht. Dies erhöht die mechani¬ sche Beständigkeit der Verbundschicht als Ganzes, insbesonde¬ re bei hoher mechanischer Beanspruchung im Rahmen erhöhter Arbeitsmediumsparameter. Die hinter die Keramikschicht zu- rückgesetzte Metallschicht ist darüber hinaus einer geringe¬ ren Korrosion ausgesetzt. Gemäß einer zweiten Variante kann die Metallschicht der Hei߬ seite näher sein als die Keramikschicht. In diesem Fall dient die Metallschicht innerhalb der Verbundschicht vor allem als Abrieb- und/oder Erosionssicherung für die Keramikschicht. Das heißt, die Keramikschicht wird durch die Strömung, ins¬ besondere bei hohen Strömungsparametern, weniger stark mechanisch beansprucht.
In einer dritten Variante werden die Vorteile der beiden vor- genannten Varianten vereinigt, indem die Keramikschicht zwi¬ schen einer unmittelbar benachbarten ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht angeordnet ist. Hier wird die Stützei¬ genschaft der ersten Metallschicht auf der Kaltseite kombi¬ niert mit einer erosionssichernden Eigenschaft einer zweiten Metallschicht auf der Heißseite.
Grundsätzlich könnte im Rahmen einer vierten Variante auch die Metallschicht zwischen einer unmittelbar benachbarten ersten Keramikschicht und zweiten Keramikschicht angeordnet sein. In diesem Fall kann die Metallschicht als innere Stütz¬ schicht dienen und ist gleichzeitig durch die keramischen Schichten gegen chemische und insbesondere korrosive Belas¬ tungen insbesondere auf der Heißseite geschützt.
Welche der vier Varianten sich im Einzelfall als vorteilhaft erweist, ist in bezug auf eine konkrete Anwendung zu ent¬ scheiden. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass sich die Dicke einer Verkleidung im Rahmen des neuen Konzepts, d. h. im Rahmen eines konturangepassten Formstücks mit einer vor mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen schützenden Verbundschicht bereits mit einer Verbundschichtdicke oberhalb von 2 mm realisieren lässt. Dies ist allerdings ein Dickenbereich, der bei Verkleidungen gemäß dem Stand der Technik bereits zu erhöhter Thermoschock-Empfindlichkeit füh- ren würde, insbesondere bei der Beaufschlagung der Komponente mit Heißdampf bei Temperaturen oberhalb von 600 0C und Drü¬ cken oberhalb von 250 bar. Weiterbildungen aller vier Varianten können den weiteren Unteransprüchen entnommen werden und sind im Übrigen anhand der Zeichnung beispielhaft im Detail beschrieben.
Die Erfindung führt insbesondere auf eine Dampfturbinenanlage mit einer Komponente der oben erläuterten Art. Insbesondere erweist sich eine Verwendung der Komponente als Leitungs- und/oder Sammelkomponente im Rahmen einer Peripherie der Dampfturbinenanlage als vorteilhaft. Darüber hinaus erweist sich auch eine Verwendung der Komponente bei einem Gehäuseteil, insbesondere im Einströmbereich einer Dampfturbine ei¬ ner Dampfturbinenanlage als vorteilhaft. Die Einströmung kann in diesem Zusammenhang selbst als Leitungskomponente aufge- fasst werden.
Es kann ebenfalls vorteilhaft sein, ein Verkleidungsformstück mit einer Metall- und Keramik-Verbundschicht an einer Hei߬ seite im Rotor- und Schaufelbereich einer Dampfturbine zu verwenden.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird die Aufgabe ge¬ mäß der Erfindung durch ein Herstellungsverfahren für eine Komponente einer Dampfturbinenanlage, zur Beaufschlagung mit Heißdampf gelöst, die eine einem Heißdampfräum zugewandte
Heißseite und die eine Kontur aufweist. Dabei ist erfindungs¬ gemäß vorgesehen, dass der Bauteilkörper der Komponente bereitgestellt wird, eine Verkleidung aufgebracht wird, indem - eine die Verkleidung bildende Anzahl von Formstücken aufgebracht wird, wobei ein konturangepasstes Formstück zur Verfügung gestellt wird, und dem Verlauf der Kontur entsprechend und mit einer Metall- und Keramik-Verbundschicht zur Heißseite hin gerichtet an¬ gebracht wird, wobei die Verbundschicht aus wenigstens einer Metallschicht und wenigstens einer Keramikschicht gebildet wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung am Beispiel einer Rohrleitung für eine Dampfturbine beschrieben. Darüber hinaus erweist sich die Erfindung auch als besonders zweckmäßig für andere Komponenten ei¬ ner Peripherie einer Dampfturbinenanlage, z. B. das Ausfüh¬ rungsbeispiel eines Sammlers, insbesondere eines Austritts- Sammlers oder eines Kessels einer Dampfturbinenanlage. Die Zeichnung kann auch auf solche Ausführungsbeispiele gelesen werden, die vorliegend nicht explizit genannt sind, z. B. ei¬ ne Komponente eines Gehäuses eines Einströmbereichs oder ei¬ nes Rotors oder einer Schaufel einer Dampfturbine. Die Zeich- nung ist, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Im Einzelne zeigt die Zeichnung in:
FIG IA eine Kontur und eine Verkleidung einer Rohrleitung im Rahmen einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung;
FIG IB eine Kontur und eine Verkleidung bei einer Rohrlei¬ tung im Rahmen einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungs form gemäß dem Konzept der Erfindung;
FIG 2A eine Kontur und eine Verkleidung bei einer Einströ- mung im Rahmen einer dritten besonders bevorzugten
Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung;
FIG 2B eine Kontur und eine Verkleidung bei einer Einströ¬ mung im Rahmen einer vierten besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung; FIG 3 eine perspektivische Schnittansicht einer Einströ¬ mung gemäß einer der oben genannten besonders bevorzugten Aus führungsformen.
FIG IA zeigt eine Leitungskomponente 10 in Form einer Rohr¬ leitung einer Dampfturbinenperipherie oder im Einströmbereich einer Dampfturbine zur Beaufschlagung mit Heißdampf, wobei die Dampfturbine nicht näher dargestellt ist. Ein Bauteil kann beispielsweise aus 9-12 % Cr-Stahlwerkstoff hergestellt werden. Die Leitungskomponente 10 weist eine einem Heißdampf¬ raum 1 zugewandte Heißseite 3 auf, die eine Kontur 5 und eine Verkleidung 7 aufweist. Die Verkleidung 7 ist in Form einer Vielzahl von in FIG 3 gezeigten Formstücken 27 auf der Kontur 5 gebildet, wobei die Verkleidung in der FIG IA im Schnitt gezeigt und in FIG 3 als perspektivische Schnittansicht in Bezug auf die Formstücke 27 näher erläutert und gezeigt ist.
Ein in FIG IA nicht näher dargestelltes Formstück 27 der Verkleidung 7 ist, wie der Schnitt der Verkleidung zeigt, in seiner geschwungenen Form der geschwungenen Kontur 5 ange- passt. Das heißt, das Formstück 27 ist im Wesentlichen wie die Kontur 5 gekrümmt und verläuft parallel zur Kontur 5 und ist der Heißseite 3 der Leitungskomponente 10 zugewandt. An der Heißseite 3 weist das Formstück 27 eine Metall- und Kera- mik-Doppelverbundschicht 9 auf, die aus genau einer Metall¬ schicht 11 und genau einer Keramikschicht 13 gebildet ist. Insbesondere sind die Metallschicht 11 und die Keramikschicht 13 auf innige Weise Stoffschlüssig miteinander verbunden.
Im Rahmen der in FIG IA gezeigten Ausführungs form einer Leitungskomponente 10 weist die Heißseite 3 die Metall- und Ke¬ ramik-Verbundschicht 9 unmittelbar auf der Kontur 5 des Bau¬ teilkörpers 23 der Komponente 10 auf. Die Verbundschicht 9 ist als solche mechanisch auf der Kontur 5 befestigt. Im Her- stellungsverfahren kann dies beispielsweise durch eine Dü¬ bel-, Schrauben- oder Schweißverbindung erfolgen. Die Verkleidung 7 besteht aus der Verbundschicht 9. Es hat sich näm- lieh gezeigt, dass in der Peripherie von Dampfturbinen für den Temperaturbereich unterhalb von 1000 0C ein Formstück mit einer Verbundschicht 9 mit einer Dicke von größer als 2 mm gebildet werden kann. Dies ist ein Maß, das weit über übliche Wärmedämmschichten hinausgeht, und dennoch erweist sich die Verbundschicht 9 thermisch und mechanisch als äußerst bestän¬ dig. Übliche Wärmedämmschichten in Form einer Verkleidung sind plasmagespritzt oder aufgedampft und können für eine solche Dicke gar nicht gefertigt werden - selbst wenn, sie hätten keine ausreichende mechanische Beständigkeit, welche aber im Rahmen des neuen Konzepts durch ein entsprechendes Formstück möglich wird.
Es sind vorteilhafte Wärmeisolationswirkungen erreichbar, die von Stoff, Porosität und Dicke der Verbundschicht 9 abhängig sind und die im Rahmen einer jeweiligen Anwendung zweckmäßig ausgeführt werden können.
Die Erosionsbeständigkeit ist dadurch, dass die Metallschicht 11 der Heißseite 3 näher ist als die Keramikschicht 13 erheb¬ lich verbessert. Darüber hinaus wirkt die Metallschicht 11 aber auch als oben liegende Halterung oder Fixierung für die Keramikschicht 13. Die Metallschicht ist vorliegend als ein hochtemperaturbeständiger Blechwerkstoff zur Verfügung ge- stellt, z. B. in Form eines Blechs aus einer Nickel-Basis-Le¬ gierung oder anderen alterungsbeständigen Legierung, die geeignet sind, eine Keramikschicht zu tragen. Im Rahmen eines Herstellungsverfahrens der Verbundschicht 9 kann diese leicht auf eine Keramikschicht 13 aufgeklebt oder anderweitig mecha- nisch befestigt werden, so dass an der Grenzschicht 15 eine innige Verbindung entsteht. Als Werkstoff für die Keramik¬ schicht hat sich insbesondere eine Keramik mit besonders ge¬ ringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. eine auf Zirkonoxid basie¬ rende Keramik, als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Kera- mikschicht dient zur Wärmeisolation. Sie ist zweckmäßigerweise auch aus einem geeignet druckfesten Material gebildet. Bei dieser Ausführungs form kann auf eine innige Verbindung der Keramik- und Metallschicht auch verzichtet werden. Um ei¬ ne Verbundschicht zu erreichen, kann eine Metallschicht in Form eines Blechformstücks auf ein zunächst lose aufliegendes Keramikformstück angedrückt werden und letzteres durch einen Anpressdruck auf der Kontur halten.
Eine hier nicht dargestellte Modifikation dieses Ausführungs¬ beispiels könnte auch eine Sandwich-Anordnung in Form einer Metall-Keramik-Metall-Verbundschicht bilden. Das heißt, in Abwandlung von FIG IA könnte auf der Rückseite der Keramikschicht 13 und direkt auf der Kontur 5 aufliegend eine wei¬ tere Metallschicht in Form einer Blechlage zur Verstärkung angeordnet sein. Ein solches zwischen Kontur 5 und Keramikschicht 13 liegendes Blech kann im Vergleich zur dargestell- ten Metallschicht 11 wegen seines niedrigeren Temperaturniveaus im Betriebsfall aus einem niedriger legierten Blechwerkstoff hergestellt werden, was Preisvorteile hat. Das der Heißseite 3 direkt zugewandte Blech ist aus einem hochwerti¬ geren Blechstoff gefertigt.
In FIG IB ist eine ähnliche, zweite Ausführungsform einer Leitungskomponente 20 gemäß dem Konzept der Erfindung ge¬ zeigt, bei der im Übrigen die der FIG IA entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht noch ein- mal erläutert werden. Im Unterschied zur ersten Ausführungs¬ form der Leitungskomponente 20 in FIG IA ist bei der zweiten Ausführungsform in FIG IB die Keramikschicht 13 der Heißseite 3 näher als die Metallschicht 11. Beide Schichten 11, 13 sind an der Grenzlinie 15 Stoffschlüssig oder ggf. auch nur form- schlüssig miteinander verbunden.
Vorliegend weist die Heißseite 3 die Metall- und Keramik-Ver¬ bundschicht 9 unter Bildung eines Abstandsraumes 17 von der Kontur 5 auf, d. h., Bauteilkörper 23 und Verbundschicht 9 sind voneinander beabstandet. Der Abstandsraum 17 ist in Form einer Kühlmittelzuführung 19 ausgebildet und hohl. Die Verkleidung 9 gemäß der zweiten Ausführungsform der Leitungs- komponente 20 in FIG IB kann durch ein Kühlmedium, insbesondere Kühldampf, hinterströmt werden. Die Verkleidung 7 ist also neben der Verbundschicht 9 auch mit einem Kühlmantel ausgestaltet, der durch die Kühlmittelzuführung gebildet wird.
Eine weitere Modifikation des Kühlmantels wird in Bezug auf die FIG 2A und 2B erläutert. Dabei sind wiederum Merkmale mit im Wesentlichen gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 2A zeigt eine dritte Ausführungsform einer Leitungskompo¬ nente 30, hier in Form einer Einströmung. Dabei ist die Keramikschicht 13 als eine dünne wärmedämmende Schicht auf einer Metallschicht 11 gebildet. Auf diese Weise wird der Wärmeein¬ trag durch den Heißdampf aus dem Heißdampfraum 1 in den Bauteilkörper 23 begrenzt. Darüber hinaus ist bei der dritten Ausführungsform 30 der FIG 2A die Metall- und Keramik-Verbundschicht 9 mit Bohrungen 21 versehen. Der ansonsten hohle Abstandsraum 17 dient als Kühlmittelzufühung 19, wobei das
Kühlmittel durch die Bohrungen 21 in den Heißdampfräum 1 entweichen kann und damit eine kühlende Grenzschicht auf er als Wärmeisolierschicht ausgebildeten Keramikschicht 13 bildet, was einen zusätzlichen Wärmeisolierungseffekt hat. Vorliegend sind die Bohrungen 21 in der Metallschicht 11 und in der Ke¬ ramikschicht 13 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Keramikschicht 13 auch Poren aufweisen, durch die das Kühlmedium in den Heißdampfräum 1 entweichen kann.
In FIG 2B ist als vierte Ausführungsform eine Leitungskompo¬ nente 40 eine Modifikation der in FIG 2A gezeigten dritten Ausführungsform gezeigt. Wiederum werden im Wesentlichen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die vierte Ausführungsform einer Leitungskomponente 40 weist einen Abstandsraum 40 auf, der mit einem porösen und/oder netzartigen Material 29 gefüllt ist. Dies kann insbesondere eine poröse Keramik oder ein Netz aus Fasermaterial, z. B. Glas oder Metallfasern, sein. Das auf diese Weise gebildete Rückhaltesystem im Ab¬ standsraum 17 ist vorteilhaft etwas nachgiebig und stützt an¬ sonsten die Verbundschicht 9 auf vorteilhafte Weise. Sowohl ein hohler Abstandsraum 17, wie in der dritten Ausführungs- form einer Leitungskomponente 30 der FIG 2A als auch ein mit einem Rückhaltesystem gefüllter Abstandsraum 17 bei der vierten Ausführungsform einer Leitungskomponente 40 gemäß der FIG 2B entkoppeln auf vorteilhafte Weise die durch Formkörper 27 gebildete Verbundschicht 9 vom Bauteilkörper 23. Auf diese Weise ist die Verkleidung 7 in besonderem Maße gegen mechanische Erschütterungen z. B. durch insbesondere bei einer Leitungskomponente auftretende thermische Instabilitäten, z. B. bei transienten Betriebsvorgängen abgedämpft.
Eine ähnliche Entkopplung von Bauteilkörper 23 und Formstück 27 kann auch durch die im Zusammenhang mit der FIG IA, IB näher erläuterte Sandwichstruktur erreicht werden. Bei der ersten Ausführungsform einer Leitungskomponente 10 kann im Rahmen einer Modifikation eine nicht dargestellte zusätzliche Metallschicht zwischen Kontur 5 und Keramikschicht 13 die
Wirkung einer zusätzlichen Halterung oder fixierenden Gegenlage haben. Auf diese Weise wird eine direkte Anbindung der Verbundschicht 9 der Leitungskomponente 10 an den Bauteilkör¬ per 23 bei einem instationären Verhalten, z. B. bei thermi- sehen Instabilitäten, gedämpft.
Eine solche Sandwichstruktur oder ein bzgl. FIG 2B erläutertes Rückhaltesystem erhöht in erheblichem Maße die Betriebssicherheit einer Leitungskomponente 10 oder 40.
Alle Verkleidungen 7 sind bei den Ausführungs formen 10, 20, 30, 40 durch eine Schweißverbindung 25 am Bauteilkörper 23 befestigt. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Verbindungsarten, wie Schrauben, Nieten, Klammern oder Ver- stiften o. ä. vorgesehen sein. Darüber hinaus kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, dass ein oder mehrere der Anzahl von Formstücken 27 durch ein Netz miteinander verbunden sind. Dieses kann beispielsweise metallisch sein und in einer Keramikschicht 13 eingesintert sein. Dadurch werden die Form¬ stücke miteinander vernetzt und besser gehalten. Das Netz kann vorzugsweise an der Kontur 5 befestigt sein.
FIG 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Leitungskomponenten 10, 20, 30, 40, bei denen die Verkleidung 7 in Form einer Vielzahl von Formstücken 27 auf der Kontur 5 gebildet sind. Jedes der Formstücke 27 ist der Kontur 5 im Bereich des Formstücks 23 angepasst.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Aus führungsform eines Herstellungsverfahrens wird zunächst der Bauteilkörper 23 der Leitungskomponente 10, 20, 30, 40 bereitgestellt. Danach wird die Verkleidung 7 aufgebracht, indem eine die Verkleidung 7 bildende Vielzahl von Formstücken 27 aufgebracht wird, wobei jeweils ein konturangepasstes Formstück 27 zur Verfügung ge¬ stellt wird, und dem Verlauf der Kontur 5 entsprechend und mit einer Metall- und Keramik-Verbundschicht 9 zur Heißseite 3 hin gerichtet angebracht wird.
Wie im Zusammenhang mit den FIG IA, IB, 2A, 2B erläutert, wird zur Bildung der Verbundschicht eine Metallschicht und eine Keramikschicht Stoff- oder formschlüssig miteinander verbunden. Die Formstücke 27 selbst sind im Rahmen des Her¬ stellungsverfahrens je nach Bedarf angeschraubt, angeklebt oder wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren gezeigt, durch eine Schweißverbindung 25 angeschweißt. Die ge¬ nannten Fügevorgänge erweisen sich als vorteilhaft, insbeson- dere, da sie die Montierbarkeit der Formstücke 27 erleichtern und deren mechanische Stabilität gegenüber instationären thermischen Vorgängen verbessern.
Um einer heißdampfbeaufschlagten Komponente 10, 20, 30, 40 einer Dampfturbinenanlage gleichzeitig eine hohe Temperatur¬ ais auch mechanische Beständigkeit zu verleihen, weist die Komponente 10, 20, 30, 40 an einer einem Heißdampfräum 1 zu- gewandten Heißseite 3 eine auf einen Bauteilkörper 23 aufgebrachte Verkleidung 7 auf, die der Kontur 5 des Bauteilkörpers 23 angepasst ist. Gemäß dem neuen Konzept weist die Ver¬ kleidung 7 eine Anzahl von Formstücken 27 auf, und ein Form- stück 27 weist eine Metall- und Keramikverbundschicht 9 auf, die aus wenigstens einer Metallschicht 11 und wenigstens ei¬ ner Keramikschicht 13 gebildet ist. Die Keramikschicht 13 dient insbesondere als Dämmschicht. Die Metallschicht 11 dient insbesondere als Stütze oder auch zum Schutz gegen Ab- rieb und/oder Erosion.

Claims

Patentansprüche
1. Komponente (10, 20, 30, 40) einer Dampfturbinenanlage, zur Beaufschlagung mit Heißdampf, mit einer einem Heißdampf- räum (1) zugewandten Heißseite (3), die eine Kontur (5) und eine Verkleidung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidung (7) im Bereich der Heißseite (3) der Komponente (10, 20, 30, 40) angeordnet ist und durch eine Anzahl von an die Kontur (5) angepassten Formstücken (27) gebildet ist, wobei ein Formstück (27) jeweils als eine Metall- und Keramik-Verbundschicht (9) mit wenigstens einer Metallschicht (11) und wenigstens einer Keramikschicht (13) ausgebildet ist.
2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (13) der Heißseite (3) näher ist als die Metallschicht (11) (FIG IB, FIG 2B) .
3. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (11) der Heißseite (3) näher ist als die Keramikschicht (13) (FIG IA, FIG 2A) .
4. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht zwischen einer unmittelbar benachbarten ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht angeordnet ist.
5. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißseite (3) die Metall- und Keramik-Verbundschicht (9) unmittelbar auf der Kontur (5) aufweist (FIG IA) .
6. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißseite (3) die Metall- und Keramik-Verbundschicht (9) unter Bildung eines Abstandsraums (17) von der Kontur (5) aufweist (FIG IB, FIG 2A, FIG 2B) .
7. Komponente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsraum (17) in Form einer Kühlmittelzuführung (19) ausgebildet ist (FIG IB, FIG 2A, FIG 2B) .
8. Komponente nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall- und Keramik-Verbundschicht (9) Poren und/oder Bohrungen (21) aufweist (FIG 2A, FIG 2B) .
9. Komponente nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsraum (17) mit einem porösen und/oder netzartigen Material gefüllt ist (FIG 2B) .
10. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Anzahl von Formstücken durch ein Netz verbunden sind, das insbesondere zur Befestigung an der Kontur vorgesehen ist.
11. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form einer Leitungs- und/oder Sammelkomponente (10, 20, 30, 40) insbesondere aus der Gruppe bestehend aus: Rohrleitung, Sammler, insbesondere Austrittssammler, Kessel.
12. Dampfturbinenanlage mit einer Komponente (10, 20, 30, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Verwendung einer Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als eine Leitungs- und/oder Sammelkomponente (10, 20, 30, 40) in der Peripherie einer Dampfturbine einer Dampftur¬ binenanlage .
14. Verwendung einer Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als ein Gehäuseteil, insbesondere im Einströmbereich einer Dampfturbine einer Dampfturbinenanlage .
15. Verwendung einer Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Teil eines Rotors und/oder einer Schaufel einer Dampfturbine einer Dampfturbinenanlage .
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 für die Be- aufschlagung mit Heißdampf bei einer Temperatur oberhalb von
600 0C und einem Druck oberhalb von 250 bar.
17. Herstellungsverfahren für eine Komponente (10, 20, 30, 40) einer Dampfturbinenanlage, zur Beaufschlagung mit Heiß- dampf, mit einer einem Heißdampfräum (1) zugewandten Heißseite (3), die eine Kontur (5) aufweist, wobei
- der Bauteilkörper (23) der Komponente bereit gestellt wird,
- eine Verkleidung (7) aufgebracht wird, indem
- eine die Verkleidung (7) bildende Anzahl von Formstücken (27) aufgebracht wird, wobei
- ein konturangepasstes Formstück (27) zur Verfügung gestellt wird, und
- dem Verlauf der Kontur (5) entsprechend und mit einer Me¬ tall- und Keramik-Verbundschicht (9) zur Heißseite (3) hin gerichtet angebracht wird, wobei
- die Verbundschicht (9) aus wenigstens einer Metallschicht (11) und wenigstens einer Keramikschicht (13) gebildet wird.
18. Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, bei dem ein Form- stück durch Anschrauben, Anschweißen, Anlöten, Ankleben, Anstecken oder Annieten angebracht wird.
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