WO2015185294A1 - Inner casing structure for a turbomachine, and associated manufacturing method - Google Patents

Inner casing structure for a turbomachine, and associated manufacturing method Download PDF

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WO2015185294A1
WO2015185294A1 PCT/EP2015/059285 EP2015059285W WO2015185294A1 WO 2015185294 A1 WO2015185294 A1 WO 2015185294A1 EP 2015059285 W EP2015059285 W EP 2015059285W WO 2015185294 A1 WO2015185294 A1 WO 2015185294A1
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drainage
inner housing
housing construction
groove
slots
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PCT/EP2015/059285
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Stefan Bentele
Patrick Bison
Holger Frank
Martin Peterson
Sebastian Thiemann
Lucia Tosal-Martinez
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material

Definitions

  • the invention relates to an inner casing construction for a turbomachine, in particular a steam turbine, comprising a drainage device, wherein the drainage device comprises a collecting slot.
  • the invention relates to a method for producing an inner housing construction with a dewatering device, wherein in the inner housing construction, a collecting slot is incorporated.
  • turbomachines such as steam turbines
  • thermal energy of a water vapor is converted into rotational energy of a rotor.
  • a steam turbine is customary ⁇ divided into several sub-turbines, such as a high-pressure, medium-pressure and low-pressure turbine parts.
  • the steam parameters of the incoming steam into each turbine are different, with temperatures and pressures in the low pressure turbine being lowest.
  • the currents FFM and steam parameters but conditions in the low-pressure part ⁇ turbine are such that fog droplets entste ⁇ hen, also referred to as primary droplets and are very small.
  • Such primary droplets have hardly any diameter of more than 0.2 ⁇ m in a further expansion with a progressive condensation.
  • a common and known countermeasure is also to excrete a part of the water by centrifugal action and to remove it from the flow path.
  • a ring slit is used on the circumference, which absorbs the drops carried by centrifugal force to the outside.
  • Such a drainage slot is incorporated in the outer channel boundary. The slots are usually in the wake of the blades, so they capture the thrown by these water.
  • a steam turbine comprises a rotatably mounted rotor and an inner housing arranged around the rotor.
  • the inner pressure housing is formed as an inner housing construction and comprises in some parts a thickness of several centimeters. With such a thickness, it is a challenge to form a drainage slot having, for example, a width of 2 mm.
  • common production methods such as water jet cutting. thats why the water jet cutting in housing designs with a comparatively large thickness is not possible.
  • the invention seeks to remedy this situation.
  • the object of the inventions is to form an inner housing structure having a comparatively large thickness in a simple manner with a Ent ⁇ ->ss mecanicsschlitz is dung.
  • the inner shell construction is one with the front
  • Drainage screen is arranged in the groove.
  • the drainage screen is fitted in a groove to the left of the collection slot and to the right of the collection slot.
  • an inner housing construction with a dewatering device, wherein in the inner housing construction, a collecting slot is incorporated, wherein before the collecting slot, a drainage aperture is arranged and arranged in the dewatering aperture dewatering slots ⁇ .
  • An inner shell construction may be, for example, a vane ring.
  • the invention thus paves the way to first of all form a drainage device in the inner housing construction, specifically in the form of a collecting slot.
  • the inner housing construction is formed with a collecting slot arranged in the circumferential direction, which is equipped with conventional machining methods such as milling. can be formed.
  • the dimensioning of the collecting slot is such that a production by simple means is possible. According to the invention now becomes a separate thinner
  • Used sheet metal strip which is arranged as a drainage aperture in front of the collecting slot, wherein in the dewatering ⁇ tion aperture drainage slots are arranged, the z. B. can be introduced by conventional manufacturing processes such as water jet cutting.
  • a drainage slot has, for example, a width of about 1 mm to 2 mm.
  • Such a thin gap is well executable in the thin metal strip with the water jet cutting, but eliminates the water jet cutting in the comparatively ⁇ thick inner casing construction.
  • the thickness of the drainage aperture and the depth of the groove is selected such that the surface of the inner housing construction is continuously formed.
  • the ⁇ be indicated that the groove has a depth approximately equal to the height of the drainage aperture.
  • the inner housing construction is formed substantially rotationally symmetrical to a rotation axis.
  • the collection slot is formed by means of holes or slots at ⁇ and here is essentially a about a rotation axis circumferential annular gap.
  • the inner housing construction has a
  • the inventive method is characterized among other things by the fact that the drainage aperture ⁇ welded into the groove is introduced. Furthermore, the method is advantageously further developed in that the drainage slots are produced by water jet cutting.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a portion of a steam turbine
  • Figure 2 is a plan view of a part of a réellegepatu ⁇ sekonstrument
  • Figure 3 is an enlarged view of a portion of
  • Figure 4 is an illustration of a portion of a drainage aperture
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the drainage screen
  • FIG. 1 shows a part of an inner housing construction 1 which is rotationally symmetrical about a rotation axis 2.
  • the inner housing construction may be, for example, a vane ring.
  • a rotor 3 is rotatably mounted about the rotation axis 2 and comprises at least one rotor blade.
  • row 4 (further blade rows are not shown).
  • a row of guide vanes is arranged navsymmet ⁇ manner about the axis of rotation 2.
  • 6 In flow direction after the 5 Laufschau- fei Herbert 4 is seen 7 rotatably disposed ⁇ symmetrical about the axis of rotation 2, a further guide vane row.
  • the interior housing construction 1 is intended for use in a turbomachine, for example a steam turbine.
  • the inner housing construction 1 essentially comprises a load-bearing component made of a material which has a comparatively large thickness 14. At least the thickness 14 is such that water jet cutting is not possible to incorporate a gap of comparatively small size.
  • the inner casing structure 1 comprises a dewatering device 8, wherein the dewatering device 8 has a collecting slot 9. In operation, a hot steam flows in flow direction ⁇ 5 and can lead to condensation of small droplets on the blade row 4, which may impinge by centrifugal forces to an inner surface 10 of the inner housing structure. 1 For this purpose, the dewatering device 8 is provided, which can aspirate the drops 10 striking the surface.
  • the collecting slot 9 is introduced by conventional methods and has a corresponding to a Ver ⁇ drive large width 16, 18.
  • a drainage screen 11 is arranged, wherein the drainage screen 11 has drainage slots 12 with the width 16 (not shown in detail in FIG. 1).
  • the drainage screen 11 is arranged in a groove 13 in the inner housing structure 1.
  • the drainage screen 11 consists of a thin sheet, wherein the drainage ⁇ slots 12 are produced by water jet cutting. Alternatively, other manufacturing methods can be used.
  • the thickness 14 of the drainage screen 11 and the depth 15 of the groove 13 are selected such that the surface 10 of the inner ⁇ housing structure is formed continuously.
  • the drainage screen 11 is welded by a welding process in the groove 13.
  • the width 16, 18 of the Entwässe ⁇ approximately slots 12 lies here between 1 and 2 mm.
  • the Sam- melschlitz 9 is formed as an annular gap and is connected by Boh ⁇ stanchions or elongated holes to a pressure chamber of lower pressure. Due to the resulting suction effect, steam located in front of the drainage orifice 11 is pulled in toward the inner housing structure 1. Via further lines of the steam passes to a drainage unit (not shown).
  • the inner casing construction 1 and the drainage screen 11 may be made of a same material.
  • the drainage screen 11 may comprise a different material than the inner housing construction 1.
  • the material of the drainage screen 11 may be a high-alloyed steel.
  • FIG. 2 shows a part of the inner housing construction 1.
  • FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the dewatering device 8.
  • the collecting slot 9 has a width 18.
  • the groove 13 which is constructed in two stages in the example shown in Figure 3, which means that basically a second groove 13a is arranged on ⁇ .
  • the dewatering ⁇ aperture 11 is arranged in the second groove 13 a.
  • the drainage screen 11 is welded into the groove 13a.
  • FIG. 4 shows a side view of the drainage screen 11.
  • the drainage screen 11 has a plurality of drainage slots 12 arranged in the circumferential direction 17.
  • the Ent ⁇ wasser ceremoniessschlitze 12 have a width 16, 18 between 1 mm and 2 mm and are arranged to ensure a circumferentially same effect ideally offset from each other.
  • the drainage slots 12 Viewed in a transverse direction 19 to the circumferential direction 17, the drainage slots 12 at a distance 20.
  • the drainage slots 12 are arranged at an equal distance 21.
  • the two ⁇ th row in the circumferential direction 17 of the drainage slots 12 each have been selected an equal distance 21.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of the ge Service ⁇ th in Figure 4 drainage aperture.

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

Abstract

The invention relates to an inner casing structure (1) for a turbomachine, in particular a steam turbine, comprising a water drainage slot (12) which is formed in a thin metal sheet that is welded on in front of a collection slot (9), the water drainage slots being formed using water jets.

Description

Beschreibung description
INNENGEHÄUSEKONSTRUKTION FÜR EINE STRÖMUNGSMASCHINE UND ZUGEHÖRIGES HERSTELLUNGSVERFAHREN INTERIOR BODY CONSTRUCTION FOR A FLOW MACHINE AND ASSOCIATED MANUFACTURING METHOD
Die Erfindung betrifft eine Innengehäusekonstruktion für eine Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine, umfassend eine Entwässerungsvorrichtung, wobei die Entwässerungsvorrichtung einen Sammelschlitz umfasst. The invention relates to an inner casing construction for a turbomachine, in particular a steam turbine, comprising a drainage device, wherein the drainage device comprises a collecting slot.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Innengehäusekonstruktion mit einer Entwässerungsvorrichtung, wobei in die Innengehäusekonstruktion ein Sammelschlitz eingearbeitet wird. Furthermore, the invention relates to a method for producing an inner housing construction with a dewatering device, wherein in the inner housing construction, a collecting slot is incorporated.
In Strömungsmaschinen wie beispielsweise Dampfturbinen wird thermische Energie eines Wasserdampfes in Rotationsenergie eines Rotors umgewandelt. Eine Dampfturbine wird üblicher¬ weise in mehrere Teilturbinen eingeteilt, wie beispielsweise eine Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckteilturbine. Die Dampfparameter des einströmenden Dampfes in jede Teilturbine sind unterschiedlich, wobei die Temperaturen und Drücke in der Niederdruck-Teilturbine am niedrigsten sind. Die Strö- mungs- und Dampfparameterverhältnisse in der Niederdruckteil¬ turbine sind allerdings derart, dass Nebeltröpfchen entste¬ hen, die auch als Primärtröpfchen bezeichnet werden und sehr klein sind. Solche Primärtröpfchen weisen auch bei einer weiteren Expansion bei einer fortschreitenden Kondensation kaum Durchmesser von über 0,2 ym auf. Ein Teil der Feuchtigkeit wird durch die Stromlinienkrümmung in der Beschaufelung aus- zentrifugiert und sammelt sich in Form eines Wasserfilms oder einzelner Wassersträhnen auf der Leit- und Laufschaufei . Vor deren Hinterkanten löst sich der Wasserfilm ab und bildet die größeren Sekundärtropfen mit Durchmessern bis zu etwa 400 ym. Noch größere Wasserteilchen sind in der Turbinenströmung nicht stabil, da sie wieder zerstäubt werden. Die Primär- und Sekundärtropfen führen zu weiteren Verlusten in einer Dampfturbine wie z. B. Schleppverlust, Bremsverlust, Zentrifugierverlust und Mengenverlust. Darüber hinaus hat das Vorhandensein der Primär- und Sekundärtropfen den Nachteil, dass ein Materialverschleiß in Form von Tropfenschlagerosion erfolgen kann. Das bedeutet, dass beim Aufprall eines Sekun¬ därtropfens auf eine Laufschaufel es zu einem Materialabtrag kommen kann, und zwar dann, wenn die Tropfen Durchmesser in der Größenordnung von 50 - 400 ym aufweisen. Wesentlich klei- nere Tropfen sind harmlos und größere kommen nicht vor. Es sind verschiedene Gegenmaßnahmen bekannt, die der Tropfen¬ schlagerosion entgegenwirken. Eine naheliegende Gegenmaßnahme ist beispielsweise das Härten der am stärksten angegriffenen Zonen der Schaufeln. Noch wirksamer ist das Auflöten eines Schildes aus Hartmetall. In turbomachines, such as steam turbines, thermal energy of a water vapor is converted into rotational energy of a rotor. A steam turbine is customary ¬ divided into several sub-turbines, such as a high-pressure, medium-pressure and low-pressure turbine parts. The steam parameters of the incoming steam into each turbine are different, with temperatures and pressures in the low pressure turbine being lowest. The currents FFM and steam parameters but conditions in the low-pressure part ¬ turbine are such that fog droplets entste ¬ hen, also referred to as primary droplets and are very small. Such primary droplets have hardly any diameter of more than 0.2 μm in a further expansion with a progressive condensation. Part of the moisture is centrifuged out by the streamline curvature in the blading and collects in the form of a water film or individual strands of water on the guide and rotor blades. Before the rear edges of the water film separates and forms the larger secondary drops with diameters up to about 400 ym. Even larger water particles are not stable in the turbine flow since they are atomized again. The primary and secondary drops lead to further losses in a steam turbine such. Drag loss, brake loss, centrifugation loss and volume loss. In addition, the presence of the primary and secondary drops has the disadvantage that a material wear can take place in the form of drop impact erosion. This means that the impact of a seconding ¬ därtropfens on a blade may occur a removal of material, and specifically when the droplet diameter in the order of 50 to 400 ym have. Much smaller drops are harmless and larger ones do not occur. Various countermeasures are known which counteract the drop impact erosion. An obvious countermeasure is, for example, the hardening of the most severely attacked zones of the blades. Even more effective is the soldering of a carbide shield.
Eine gängige und bekannte Gegenmaßnahme ist es auch ein Teil des Wassers durch Fliehkraftwirkung auszuscheiden und aus dem Strömungsweg zu entfernen. Man verwendet hierzu einen Ring- schlitz am Umfang, der die durch Fliehkraft nach außen getragenen Tropfen aufnimmt. Solch ein Entwässerungsschlitz wird in der äußeren Kanalbegrenzung eingearbeitet. Die Schlitze liegen in der Regel im Nachlauf der Laufschaufeln, damit sie das von diesen abgeschleuderte Wasser erfassen. Bei der A common and known countermeasure is also to excrete a part of the water by centrifugal action and to remove it from the flow path. For this purpose, a ring slit is used on the circumference, which absorbs the drops carried by centrifugal force to the outside. Such a drainage slot is incorporated in the outer channel boundary. The slots are usually in the wake of the blades, so they capture the thrown by these water. In the
Dimensionierung der Schlitze muss dabei beachtet werden, dass die Abmessungen nicht zu groß sind, damit die Verluste mög¬ lichst klein gehalten werden. Dimensioning of the slots must be noted here that the dimensions are not too large, so that the losses are mög ¬ kept as small.
Eine Dampfturbine umfasst in der Regel einen drehbar gelager- ten Rotor und ein um den Rotor angeordnetes Innengehäuse. In Niederdruckteilturbinen ist das Innendruckgehäuse als eine Innengehäusekonstruktion ausgebildet und umfasst an manchen Teilen eine Dicke von mehreren Zentimetern. Bei solch einer Dicke stellt es eine Herausforderung dar, einen Entwässe- rungsschlitz auszubilden, der beispielsweise eine Breite von 2 mm aufweist. Durch gängige Herstellungsverfahren wie das Wasserstrahlschneiden sind zudem Grenzen gesetzt. Daher ist das Wasserstrahlschneiden bei Gehäusekonstruktionen mit einer vergleichsweise großen Dicke nicht möglich. As a rule, a steam turbine comprises a rotatably mounted rotor and an inner housing arranged around the rotor. In low pressure turbine part, the inner pressure housing is formed as an inner housing construction and comprises in some parts a thickness of several centimeters. With such a thickness, it is a challenge to form a drainage slot having, for example, a width of 2 mm. There are also limits to common production methods such as water jet cutting. thats why the water jet cutting in housing designs with a comparatively large thickness is not possible.
Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen. Aufgabe der Erfin- dung ist es, eine Innengehäusekonstruktion mit einer vergleichsweise großen Dicke in einfacher Weise mit einem Ent¬ wässerungsschlitz auszubilden. The invention seeks to remedy this situation. The object of the inventions is to form an inner housing structure having a comparatively large thickness in a simple manner with a Ent ¬ wässerungsschlitz is dung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Innengehäusekonstruktion für eine Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine, umfas¬ send eine Entwässerungsvorrichtung, wobei die Entwässerungs¬ vorrichtung einen Sammelschlitz umfasst, wobei vor dem Sammelschlitz eine Entwässerungsblende angeordnet ist, wobei die Entwässerungsblende Entwässerungsschlitze umfasst. This object is achieved by an inner housing structure for a turbo machine, especially steam turbine, umfas ¬ send a drainage device, the drainage ¬ device comprises a collection slot, a drainage aperture is arranged in front of the collection slot, the drainage aperture drainage slots comprises.
Die Innengehäusekonstruktion ist mit einer vor dem The inner shell construction is one with the front
Sammelschlitz angeordneten Nut versehen, wobei die Slot arranged slot provided, wherein the
Entwässerungsblende in der Nut angeordnet ist. Ein Drainage screen is arranged in the groove. One
Verrutschen während des Betriebes der Entwässerungsblende wird demnach wirksam vermieden. Die Entwässerungsblende wird dabei in eine Nut links vom Sammelschlitz und rechts vom Sammelschlitz eingepasst. Slippage during operation of the dewatering diaphragm is thus effectively avoided. The drainage screen is fitted in a groove to the left of the collection slot and to the right of the collection slot.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Innengehäusekonstruktion mit einer Entwässerungsvorrichtung, wobei in die Innengehäusekonstruktion ein Sammelschlitz eingearbeitet wird, wobei vor dem Sammelschlitz eine Entwässerungsblende angeordnet wird und in die Entwässe¬ rungsblende Entwässerungsschlitze angeordnet werden. Eine Innengehäusekonstruktion kann beispielsweise ein Leitschaufelkranz sein. Furthermore, the object is achieved by a method for producing an inner housing construction with a dewatering device, wherein in the inner housing construction, a collecting slot is incorporated, wherein before the collecting slot, a drainage aperture is arranged and arranged in the dewatering aperture dewatering slots ¬ . An inner shell construction may be, for example, a vane ring.
Mit der Erfindung wird somit der Weg eingeschlagen, in die Innengehäusekonstruktion zunächst eine Entwässerungsvorrich- tung auszubilden, und zwar in Form eines Sammelschlitzes. Das bedeutet, dass die Innengehäusekonstruktion mit einem in Um- fangsrichtung angeordneten Sammelschlitz ausgebildet wird, der mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden wie Fräsen ausge- bildet werden kann. Die Dimensionierung des Sammelschlitzes ist derart, dass eine Herstellung mit einfachen Mitteln möglich ist. Erfindungsgemäß wird nun ein separater dünner The invention thus paves the way to first of all form a drainage device in the inner housing construction, specifically in the form of a collecting slot. This means that the inner housing construction is formed with a collecting slot arranged in the circumferential direction, which is equipped with conventional machining methods such as milling. can be formed. The dimensioning of the collecting slot is such that a production by simple means is possible. According to the invention now becomes a separate thinner
Blechstreifen verwendet, der als eine Entwässerungsblende vor dem Sammelschlitz angeordnet wird, wobei in der Entwässe¬ rungsblende Entwässerungsschlitze angeordnet werden, die z. B. durch herkömmliche Fertigungsverfahren wie das Wasserstrahlschneiden eingebracht werden kann. Solch ein Entwässerungsschlitz weist beispielsweise eine Breite von circa 1 mm bis 2 mm auf. Solch ein dünner Spalt ist in den dünnen Blechstreifen gut mit dem Wasserstrahlschneiden ausführbar, allerdings scheidet das Wasserstrahlschneiden bei der vergleichs¬ weise dicken Innengehäusekonstruktion aus. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Used sheet metal strip, which is arranged as a drainage aperture in front of the collecting slot, wherein in the dewatering ¬ tion aperture drainage slots are arranged, the z. B. can be introduced by conventional manufacturing processes such as water jet cutting. Such a drainage slot has, for example, a width of about 1 mm to 2 mm. Such a thin gap is well executable in the thin metal strip with the water jet cutting, but eliminates the water jet cutting in the comparatively ¬ thick inner casing construction. Advantageous developments are listed in the subclaims.
Vorteilhafterweise ist die Dicke der Entwässerungsblende und die Tiefe der Nut derart gewählt, dass die Oberfläche der Innengehäusekonstruktion stufenlos ausgebildet ist. Das be¬ deutet, dass die Nut in etwa eine Tiefe aufweist, die der Höhe der Entwässerungsblende entspricht. Dies führt dazu, dass die Oberfläche der Innengehäusekonstruktion eben ist und keine störende Stufe aufweist, die zu veränderten Strömungs¬ profilen führt. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Innengehäusekonstruktion im Wesentlichen drehsymmetrisch zu einer Rotationsachse ausgebildet. Der Sammelschlitz ist hier¬ bei mittels Bohrungen oder Langlöchern ausgebildet und ist im Wesentlichen ein um eine Rotationsachse umlaufender Ringspalt . Vorteilhafterweise weist die Innengehäusekonstruktion eineAdvantageously, the thickness of the drainage aperture and the depth of the groove is selected such that the surface of the inner housing construction is continuously formed. The ¬ be indicated that the groove has a depth approximately equal to the height of the drainage aperture. This results in that the surface of the inner housing construction is flat and has no disturbing stage, which leads to changed flow ¬ profiles. In an advantageous development, the inner housing construction is formed substantially rotationally symmetrical to a rotation axis. The collection slot is formed by means of holes or slots at ¬ and here is essentially a about a rotation axis circumferential annular gap. Advantageously, the inner housing construction has a
Leitschaufelreihe auf, wobei die Entwässerungsvorrichtung in der Regel vor der Leitschaufelreihe angeordnet ist. Guide vane row, wherein the dewatering device is usually arranged in front of the vane row.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die Entwässerungsblende in die Nut einge¬ schweißt wird. Des Weiteren wird vorteilhafterweise das Ver¬ fahren dadurch weitergebildet, dass die Entwässerungsschlitze durch Wasserstrahlschneiden erzeugt werden. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The inventive method is characterized among other things by the fact that the drainage aperture ¬ welded into the groove is introduced. Furthermore, the method is advantageously further developed in that the drainage slots are produced by water jet cutting. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbei¬ spiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. This is not intended to represent the Ausführungsbei ¬ games relevant, but the drawing, for explanation, useful, executed in a schematic and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings directly recognizable in the drawing reference is made to the relevant prior art.
Es zeigen Show it
Figur 1 eine Querschnittsansicht eines Teils einer Dampf turbine Figure 1 is a cross-sectional view of a portion of a steam turbine
Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil einer Innengehäu¬ sekonstruktion Figure 2 is a plan view of a part of a Innengehäu ¬ sekonstruktion
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Figure 3 is an enlarged view of a portion of
Innengehäusekonstruktion  Inner housing construction
Figur 4 eine Darstellung eines Teils einer Entwässerungs blende Figure 4 is an illustration of a portion of a drainage aperture
Figur 5 eine Querschnittsansicht der Entwässerungsblende Figure 5 is a cross-sectional view of the drainage screen
Die Figur 1 zeigt einen Teil einer Innengehäusekonstruktion 1, die drehsymmetrisch um eine Rotationsachse 2 ausgebildet ist. Die Innengehäusekonstruktion kann beispielsweise ein Leitschaufelkranz sein. Ein Rotor 3 ist um die Rotationsachse 2 drehbar gelagert und umfasst zumindest eine Laufschaufei- reihe 4 (weitere Laufschaufelreihen sind nicht dargestellt) . In einer Strömungsrichtung 5 vor der Laufschaufelreihe 4 ist eine Leitschaufelreihe 6 um die Rotationsachse 2 drehsymmet¬ risch angeordnet. In Strömungsrichtung 5 nach der Laufschau- feireihe 4 gesehen ist eine weitere Leitschaufelreihe 7 dreh¬ symmetrisch um die Rotationsachse 2 angeordnet. Die Innenge- häusekonstruktion 1 ist zur Anwendung in einer Strömungsmaschine beispielsweise einer Dampfturbine vorgesehen. Die Innengehäusekonstruktion 1 umfasst im Wesentlichen ein tra- gendes Bauteil aus einem Material, das eine vergleichsweise große Dicke 14 aufweist. Zumindest ist die Dicke 14 derart, dass ein Wasserstrahlschneiden nicht möglich ist, um einen Spalt in vergleichsweise kleiner Größe einzuarbeiten. Die Innengehäusestruktur 1 umfasst eine Entwässerungsvorrichtung 8, wobei die Entwässerungsvorrichtung 8 einen Sammelschlitz 9 aufweist. Im Betrieb strömt ein heißer Dampf in Strömungs¬ richtung 5 und kann zu einer Kondensation von kleinen Tröpfchen auf der Laufschaufelreihe 4 führen, die durch Fliehkräfte auf eine innere Oberfläche 10 der Innengehäusestruktur 1 auftreffen können. Dazu ist dann die Entwässerungsvorrichtung 8 vorgesehen, die die auf die Oberfläche 10 treffenden Tropfen absaugen kann. Der Sammelschlitz 9 wird durch herkömmliche Verfahren eingebracht und weist eine für ein Ver¬ fahren entsprechende große Breite 16, 18 auf. Vor dem Sammel- schlitz 9 ist eine Entwässerungsblende 11 angeordnet, wobei die Entwässerungsblende 11 Entwässerungsschlitze 12 mit der Breite 16 aufweist (in Figur 1 nicht näher dargestellt) . FIG. 1 shows a part of an inner housing construction 1 which is rotationally symmetrical about a rotation axis 2. The inner housing construction may be, for example, a vane ring. A rotor 3 is rotatably mounted about the rotation axis 2 and comprises at least one rotor blade. row 4 (further blade rows are not shown). In a flow direction 5 in front of the blade row 4 is a row of guide vanes is arranged drehsymmet ¬ manner about the axis of rotation 2. 6 In flow direction after the 5 Laufschau- feireihe 4 is seen 7 rotatably disposed ¬ symmetrical about the axis of rotation 2, a further guide vane row. The interior housing construction 1 is intended for use in a turbomachine, for example a steam turbine. The inner housing construction 1 essentially comprises a load-bearing component made of a material which has a comparatively large thickness 14. At least the thickness 14 is such that water jet cutting is not possible to incorporate a gap of comparatively small size. The inner casing structure 1 comprises a dewatering device 8, wherein the dewatering device 8 has a collecting slot 9. In operation, a hot steam flows in flow direction ¬ 5 and can lead to condensation of small droplets on the blade row 4, which may impinge by centrifugal forces to an inner surface 10 of the inner housing structure. 1 For this purpose, the dewatering device 8 is provided, which can aspirate the drops 10 striking the surface. The collecting slot 9 is introduced by conventional methods and has a corresponding to a Ver ¬ drive large width 16, 18. In front of the collection slot 9, a drainage screen 11 is arranged, wherein the drainage screen 11 has drainage slots 12 with the width 16 (not shown in detail in FIG. 1).
Die Entwässerungsblende 11 wird dabei in eine Nut 13 in der Innengehäusestruktur 1 angeordnet. Die Entwässerungsblende 11 besteht aus einem dünnen Blech, wobei die Entwässerungs¬ schlitze 12 durch Wasserstrahlschneiden hergestellt werden. Alternativ können andere Herstellungsverfahren eingesetzt werden . The drainage screen 11 is arranged in a groove 13 in the inner housing structure 1. The drainage screen 11 consists of a thin sheet, wherein the drainage ¬ slots 12 are produced by water jet cutting. Alternatively, other manufacturing methods can be used.
Die Dicke 14 der Entwässerungsblende 11 und die Tiefe 15 der Nut 13 sind derart gewählt, dass die Oberfläche 10 der Innen¬ gehäusestruktur stufenlos ausgebildet ist. Die Entwässerungsblende 11 wird durch ein Schweißverfahren in die Nut 13 eingeschweißt. Die Breite 16, 18 der Entwässe¬ rungsschlitze 12 liegt hierbei zwischen 1 und 2 mm. Der Sam- melschlitz 9 ist als Ringspalt ausgebildet und ist durch Boh¬ rungen oder Langlöcher mit einem Druckraum niedrigeren Drucks verbunden. Durch die dadurch entstehende Sogwirkung wird vor der Entwässerungsblende 11 befindlicher Dampf nach der Innen- gehäusestruktur 1 eingezogen. Über weitere Leitungen gelangt der Dampf zu einer Entwässerungseinheit (nicht dargestellt) . Die Innengehäusekonstruktion 1 und die Entwässerungsblende 11 kann aus einem gleichen Material bestehen. In alternativen Ausführungsformen kann die Entwässerungsblende 11 ein anderes Material als die Innengehäusekonstruktion 1 aufweisen. Bei- spielsweise kann das Material der Entwässerungsblende 11 ein hochlegierter Stahl sein. The thickness 14 of the drainage screen 11 and the depth 15 of the groove 13 are selected such that the surface 10 of the inner ¬ housing structure is formed continuously. The drainage screen 11 is welded by a welding process in the groove 13. The width 16, 18 of the Entwässe ¬ approximately slots 12 lies here between 1 and 2 mm. The Sam- melschlitz 9 is formed as an annular gap and is connected by Boh ¬ stanchions or elongated holes to a pressure chamber of lower pressure. Due to the resulting suction effect, steam located in front of the drainage orifice 11 is pulled in toward the inner housing structure 1. Via further lines of the steam passes to a drainage unit (not shown). The inner casing construction 1 and the drainage screen 11 may be made of a same material. In alternative embodiments, the drainage screen 11 may comprise a different material than the inner housing construction 1. For example, the material of the drainage screen 11 may be a high-alloyed steel.
Die Figur 2 zeigt einen Teil der Innengehäusekonstruktion 1. Zu sehen ist ein Teil der Entwässerungsblende 11, die in einer Umfangsrichtung 17 umlaufend ausgebildet ist. FIG. 2 shows a part of the inner housing construction 1. A part of the drainage screen 11, which is designed to run circumferentially in a circumferential direction 17, can be seen.
Die Figur 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Entwässungsvorrichtung 8. Der Sammelschlitz 9 weist eine Breite 18 auf. Zur Laufschaufelreihe 4 ist die Nut 13, die im in Figur 3 dargestellten Beispiel zweistufig ausgebaut ist, das bedeutet, dass im Grunde genommen eine zweite Nut 13a an¬ geordnet ist. In die zweite Nut 13a wird die Entwässerungs¬ blende 11 angeordnet. Die Entwässerungsblende 11 wird in die Nut 13a eingeschweißt. FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the dewatering device 8. The collecting slot 9 has a width 18. To the blade row 4, the groove 13, which is constructed in two stages in the example shown in Figure 3, which means that basically a second groove 13a is arranged on ¬ . In the second groove 13 a, the dewatering ¬ aperture 11 is arranged. The drainage screen 11 is welded into the groove 13a.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht der Entwässerungsblende 11. Die Entwässerungsblende 11 weist mehrere in Umfangsrichtung 17 gesehen angeordnete Entwässerungsschlitze 12 auf. Die Ent¬ wässerungsschlitze 12 haben eine Breite 16, 18 zwischen 1 mm und 2 mm und sind zur Sicherstellung einer umlaufend gleichen Wirkung idealerweise versetzt zueinander angeordnet. In einer Querrichtung 19 zur Umfangsrichtung 17 gesehen weisen die Entwässerungsschlitze 12 einen Abstand 20 auf. In Umfangs- richtung 17 gesehen sind die Entwässerungsschlitze 12 in einem gleichen Abstand 21 angeordnet. Ebenso ist in der zwei¬ ten Reihe in Umfangsrichtung 17 gesehen der Entwässerungsschlitze 12 jeweils ein gleicher Abstand 21 gewählt worden. FIG. 4 shows a side view of the drainage screen 11. The drainage screen 11 has a plurality of drainage slots 12 arranged in the circumferential direction 17. The Ent ¬ wassererungsschlitze 12 have a width 16, 18 between 1 mm and 2 mm and are arranged to ensure a circumferentially same effect ideally offset from each other. Viewed in a transverse direction 19 to the circumferential direction 17, the drainage slots 12 at a distance 20. In circumferential Direction 17 seen the drainage slots 12 are arranged at an equal distance 21. Likewise, seen in the two ¬ th row in the circumferential direction 17 of the drainage slots 12 each have been selected an equal distance 21.
Figur 5 zeigt eine Querschnittsansicht der in Figur 4 gezeig¬ ten Entwässerungsblende 11. Figure 5 shows a cross-sectional view of the gezeig ¬ th in Figure 4 drainage aperture. 11
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention in detail has been illustrated approximately example in more detail by the preferred execution and described, the invention is not ¬ limited by the disclosed examples and other variations can be derived by those skilled thereof, without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Innengehäusekonstruktion (1) für eine Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine, 1. inner housing construction (1) for a turbomachine, in particular steam turbine,
umfassend eine Entwässerungsvorrichtung (8),  comprising a dewatering device (8),
wobei die Entwässerungsvorrichtung (8) einen Sammelschlitz (9) umfasst,  wherein the dewatering device (8) comprises a collecting slot (9),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
vor dem Sammelschlitz (9) eine Entwässerungsblende (11) angeordnet ist,  a drainage screen (11) is arranged in front of the collecting slot (9),
wobei die Entwässerungsblende (11) Entwässerungsschlitze (12) umfasst,  the drainage screen (11) comprising drainage slots (12),
wobei vor dem Sammelschlitz (9) eine Nut (13) angeordnet ist,  wherein a groove (13) is arranged in front of the collecting slot (9),
wobei die Entwässerungsblende (11) in der Nut (13) angeord¬ net ist. wherein the drainage screen (11) in the groove (13) angeord ¬ net is.
2. Innengehäusekonstruktion (1) nach Anspruch 1, 2. inner housing construction (1) according to claim 1,
wobei die Dicke (14) der Entwässerungsblende (11) und die the thickness (14) of the drainage screen (11) and the
Tiefe (15) der Nut (13) derart gewählt sind, dass die Ober¬ fläche (10) der Innengehäusekonstruktion (1) stufenlos ausgebildet ist. Depth (15) of the groove (13) are selected such that the upper surface ¬ (10) of the inner housing construction (1) is continuously formed.
3. Innengehäusekonstruktion (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. inner housing construction (1) according to one of the preceding claims,
wobei die Innengehäusekonstruktion (1) im Wesentlichen drehsymmetrisch zu einer Rotationsachse (2) ausgebildet ist .  wherein the inner housing construction (1) is substantially rotationally symmetrical to a rotation axis (2).
4. Innengehäusekonstruktion (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Inner housing construction (1) according to one of the preceding claims,
mit einer Leitschaufelreihe (7),  with a guide blade row (7),
wobei die Entwässerungsvorrichtung (8) vor der Leitschaufel angeordnet ist. wherein the dewatering device (8) is arranged in front of the guide vane.
5. Verfahren zur Herstellung einer Innengehäusekonstruktion5. Method of Making an Inner Shell Construction
(I) mit einer Entwässerungsvorrichtung (8), (I) with a dewatering device (8),
wobei in die Innengehäusekonstruktion (1) ein Sammelschlitz (9) eingearbeitet wird,  wherein in the inner housing construction (1) a collecting slot (9) is incorporated,
wobei vor dem Sammelschlitz (9) eine Entwässerungsblende wherein before the collecting slot (9) has a drainage aperture
(II) angeordnet wird und in die Entwässerungsblende (11) Entwässerungsschlitze (12) angeordnet werden. (II) is arranged and in the drainage panel (11) drainage slots (12) are arranged.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
wobei die Entwässerungsblende (11) in eine Nut (13) einge¬ schweißt wird. wherein the drainage orifice (11) in a groove (13) is welded ¬.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, 7. The method according to claim 5 or 6,
wobei die Entwässerungsschlitze (12) durch Wasserstrahl¬ schneiden erzeugt werden. wherein the drainage slots (12) are produced by water jet cutting ¬ .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 8. The method according to any one of claims 5 to 7,
wobei die Entwässerungsschlitze (12) eine Breite (16, 18) zwischen 1 mm bis 2 mm betragen.  wherein the drainage slots (12) have a width (16, 18) of between 1 mm and 2 mm.
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