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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an doppelgehäusigen
Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, zur ausgerichteten, d. h. wärmebeweglich
zentrierten Abstützung des Innengehäuses oder Leitschaufelträgers (Innenschale)
am Außengehäuse, bei welcher die Gehäuseteilfugen in einer durch die Maschinenachse
gehenden horizontalen Teilungsebene liegen, die Hälften der Innenschale mit ihren
Flanschen in der Teilungsebene zusammengespannt sind und der Oberteil der Innenschale
mit Flanschvorsprüngen auf Stützvorsprüngen des unteren Außengehäuseteils ruht.
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Ein wichtiges Problem bei doppelgehäusigen Turbinen besteht in der
Sicherung einer genauen Zentrierung und Aufrechterhaltung der Spiele auch bei Wärmedehnungen
der Maschine. Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art (deutsche
Auslegeschrift 1055 009) wird versucht, diesem Problem dadurch Rechnung
zu tragen, daß die Stützflächen sowohl an den Innengehäuse- als auch an den Außengehäuseteilen
in die horizontale Achsebene gebracht sind, dergestalt, daß mittels Flanschvorsprünge
sowohl die Oberhälfte des Innengehäuses gegen die Unterhälfte des Außengehäuses
als auch die Unterhälfte des Innengehäuses gegen die Oberhälfte des Außengehäuses,
und zwar nur in der Teilungsebene anliegen, wobei über jedem Flanschvorsprung der
Außengehäuse-Unterhälfte ein solcher der Innengehäuse-Oberhälfte und über jedem
Flanschvorsprung der Innengehäuse-Unterhälfte ein solcher der Außengehäuse-Oberhälfte
angeordnet ist. Zwar können hierdurch die erforderlichen ebenen Stützflächen gemeinsam
mit den Trennftigen bearbeitet werden und sind zusätzliche außermittig gelegene
Stützflächen am Außengehäuse nicht notwendig, jedoch ist eine Justierung der Innengehäusehälften
zum Außengehäuse beim Zusammen au
nicht möglich, vielmehr muß die Fertigung
der Bauteile und insbesondere die Bearbeitung der Paßflächen so genau sein, daß
dies nicht erforderlich ist. Nun ist es aber in der Praxis vielfach so, daß beim
Zusammenbau von Außen- und Innengehäuse und dem hierbei erfolgenden Einsetzen der
Welle Toleranzen zutage treten, die auch bei sehr genauer Bearbeitung im voraus
nicht übersehbar waren und deren Beseitigung durch Justierung während der Montage
wünschenswert erscheint. Hinzu kommt, daß das Material während längerer Betriebszeiten
und den damit verbundenen Temperaturänderungen arbeitet, so daß bei Revisionen oder
Reparaturen Abweichungen von der ursprünglichen Ausrichtung bzw. Zentrierung der
Gehäuseteile untereinander und zur Welle zutage treten. Auch eine Möglichkeit zur
Beseitigung dieser Toleranzen erscheint deshalb wünschenswert. Ferner ist der Ausrichtvorgang
bei der bekannten Turbinenanordnung noch zu umständlich und birgt gewisse Unsicherheiten
in sich, da der Unterteil des Intfengehäuses zunächst durch Hebevorrichtungen oder
einstellbare Stützvorrichtungen nach dem Absenken mit seinen Paßflächen in Flucht
zu den Teilfugen-Paßflächen des Außengehäuse-Unterteils gebracht werden muß; beim
nachfolgenden Einsetzen der Welle mit Beschaufelung und Aufsetzen des Innengehäuse-Oberteils
je-
doch diese erste Justierung praktisch bedeutungslos ist, da die endgültige
Lage des Innengehäuses ohnehin durch den Eingriff der Pratzen des Innengehäuse-Oberteils
an den Stützvorsprängen des Außengehäuse-Unterteils sowie durch die Flanschverbindung
zwischen den beiden Innengehäuseteilen gegeben ist.
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Der ErImdung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte
Einrichtung an doppelgehäusigen Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, zur ausgerichteten,
d. h. wärmebeweglich zentrierten Abstützung des Innengehäuses oder Leitschaufelträgers
am Außengehäuse zu schaffen, welche unter Beibehaltung des bewährten Systems der
Paßflächenabstützung innerhalb der axialen Teilfugen eine Justiermöglichkeit zuläßt,
welche sowohl beim erstmaligen Zusammenbau als auch bei späteren Revisionen den
trotz genauer Gehäuse- und Paßflächenbearbeitung unvermeidlich auftretenden Toleranzen
Rechnung trägt. Hierbei sollen insbesondere gesonderte Hebe- bzw. Abstützvorrichtungen
nicht erforderlich und eine gute Zugänglichkeit zu den Justierstellen gewährleistet
sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe macht die Erfindung unter anderem von Flanschvorsprängen
am Unterteil der Innengehäuseschale zur Aufnahme von Einstellschrauben Gebrauch,
welch letztere in an sich bekannter Weise dazu dienen, den Unterteil an Stützvorsprüngen
des unteren Außengehäuseteils einstellbar abzustützen. Diese einstellbare
Ab-
stützung ist beispielsweise bekannt durch die deutsche Patentschrift
726 510. Bei der bekannten Trag- und Zentriereinrichtung nach dieser Patentschrift
ist jedoch lediglich eine Ausrichtung relativ dünner Leitradhälften in einem Außengehäuse
vorgesehen, zu welchem Zweck je eine Leitradhälfte an ihrer Außengehäusehälfte
mittels Tragvorsprünge und Stiftschrauben justiert wird. Hierauf werden die beiden
jeweils aus Außengehäusehälfte mit justiert darin eingehängter Leitradhälfte bestehenden
Gehäuseteile unter Einfügung der Welle zusammengesetzt, und es werden die Flansche
an den Außengehäusehälften zusammengespannt, wodurch zugleich über die Tragvorsprünge
und Stiftschrauben die beiden Leitradhälften zusammengehalten werden. Diese bekannte
Anordnung ist in verschiedener Beziehung nachteilig. Nach dem geschilderten Zusammenbau
müssen die Gewindegänge der Stift-bzw. Justierschrauben der unteren Leitradhälfte
auch das Gewicht der oberen Leitradhälfte tragen; davon abgesehen müssen alle Stift-
bzw. Justierschrauben auch die Zentrierkräfte während des Betriebes aufnehmen, wenn
sich nämlich das Leitrad radial dehnt oder schrumpft. Das mag bei dünnen Leiträdern
geringer Leistung noch angehen - bei gewichtigeren Leitschaufelträgern oder
Innengehäuse-Oberteilen ergäben sich jedoch technisch unbefriedigende Verhältnisse.
Als weiterer Nachteil ist zu erwähnen, daß die Justierschrauben auch die Spannkräfte
aufnehmen müssen, da lediglich die Außengehäusehälften Dichtflansche aufweisen und
über die Tragstücke und Justierschrauben die Spannkräfte auf die Leitradhälften
übertragen werden. Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß beim Zusammenfügen der
Gehäusehälften auf Grund der Gewichts- und Spannbelastung, welcher die untere Leitradhälfte
mit ihren Justier- und Aufhängeelementen ausgesetzt ist, zu einer geringfügigen
Verlagerung der vorher eingestellten axialen Teilfuge führen kann; eine Nachkontrolle
ist jedoch nicht mehr möglich, da die Gehäuseverbindung geschlossen ist.
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Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung
vermieden,
welche darin besteht, daß die Innenschale an ihrem Unterteil mit Flanschvorsprüngen
zur Aufnahme von Einstellschrauben versehen ist, welch letztere in an sich bekannter
Weise dazu dienen, den Unterteil an Stützvorsprüngen des unteren Außengehäuseteils
einstellbar abzustützen, daß andererseits die Flanschvorsprünge am Oberteil der
Innenschale gegenüber den erstgenannten Flanschvorsprüngen axial versetzt und mit
schmalem Spalt gegenüber der Teilungsebene zur Aufnahme von Beilagen veränderlicher
Stärke angeordnet sowie mit in die Stützvorsprünge des Außengehäuse-Unterteils einschraubbare
Schraubenbolzen zur Aufnahme aufwärts gerichteter Kräfte versehen sind, wobei nach
Affüllen des Spaltes mit den Beilagen - Nachjustierung - unter Lagerung
des Innenschalengewichtes auf den Stützvorsprüngen des Außengehäuse-Unterteils die
Vorjustierstelle entlastbar ist.
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Erwähnt sei, daß es bekannt ist, zunächst einen Gehäuseunterteil durch
Keile oder gleichartige andere Mittel an Lagerböcken zu justieren und anschließend
einen Oberteil auf Lagerflächen aufzusetzen und beide Teile zu verschrauben (deutsche
Patentschrift 571011). Diese Justierung unterscheidet sich jedoch grundlegend
vom Justiersystem nach der Erfindung, da auch bei der bekannten Anordnung ein Wechsel
der Toleranzstrecke dadurch eintritt, daß maßgebend für die endgültige Lage der
Gehäuseteile die Auflageflächen zwischen Gehäuseoberteil und zugehörigen Paßflächen
am Lagerbock sowie die Flanschverbindung zwischen Gehäuseoberteil und -unterteil
sind. Der erste Justiervorgang unter Verwendung der Keile wird nicht so wie bei
der Erfindung dazu ausgenutzt, nach dem Aufsetzen der oberen Gehäuseschale durch
Auffüllen von Spalten mit Beilagen gleichsam ein Abbild der Justierlage des Unterteils
zu schaffen.
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Zum Stand der Technik sei schließlich noch verwiesen auf die Turbinenanordnung
nach der USA.-Patentschrift 2527445, bei welcher der Innengehäuse-Unterteil mit
Flanschvorsprüngen zur Aufnahme von Einstellschrauben nicht versehen ist, so daß
also auch nicht die erfindungsgemäße einstellbare Abstützung des Innengehäuse-Unterteils
an Stützvorsprüngen des Außengehäuse-Unterteils gegeben ist. Vielmehr ist lediglich
eine Justiermöglichkeit mit Hilfe von Keilen und die Keile umgreifenden U-förmigen
Beilagen für den Oberteil des Innengehäuses am Unterteil des Außengehäuses vorgesehen.
Die Erfindung hat demgegenüber erkannt, daß mit Vorteil auch Abstützflächen für
den Innengehäuse-Unterteil außerhalb der axialen Teilfuge vorgesehen sein können,
dann nämlich, wenn diese lediglich zu einer Vorjustierung verwendet werden und nach
erfolgter Nachjustierung, d. h. dann, wenn die Spalte mit Beilagen aufgefüllt
sind, die Vorjustierstellen entlastet werden. Vor- und Nachjustierung ergänzen sich
somit zu einem Justiersystem, welches zum Ausrichten keinerlei Hebevorrichtungen
benötigt und einfach und sicher zu handhaben ist.
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Dieses Justiersystem kann noch dadurch vervollkommnet werden, daß
auch zwischen dem Kopf der Schraubenbolzen und den Stützvorsprängen des Oberteils
der Innenschale Beilagen veränderlicher Stärke einfügbar sind.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert werden, das in der Zeichnung wiedergegeben ist.
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In der Zeichnung gibt Fig. 1 eine Draufsicht auf die Teilfuge
einer Hochdruckturbine mit Innengehäuse im Bereiche einer Stützstelle wieder. Die
F i g. 2, 3 und 4 zeigen teilweise Radialschnitte in den Ebenen B-B,
A -A und C-C. Schließlich stellt F i g. 5 noch einen
Schnitt in der Ebene D-D dar, welcher vertikal parallel zur Maschinenachse durch
die Flanschvorsprünge der Innengehäuseteile bzw. des unteren Außengehäuseteils geführt
ist.
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Mit 1 und 2 sind in den Figuren der untere bzw. der obere Außengehäuseteil
bezeichnet. 3 und 4 sind der untere Teil und obere Teil des Innengehäuses.
Die beiden Teile des Innen- und des Außengehäuses werden nach dem Zusammenbau in
üblicher Weise durch Schraubenbolzen zusammengehalten. Zur Vereinfachung sind in
der Zeichnung nur die zum Verspannen der Innnengehäusetefle 3, 4 dienenden
Schraubenbolzen 5 angedeutet. Wie aus der Ansicht der Teilfuge gemäß F i
g. 1 und der einen Schnitt in der Ebene A -A wiedergebenden
F i g. 3 hervorgeht, ist der Innengehäuse-Unterteil 3 an dem Verbindungsflansch
3 a mit einem Flanschvorsprung 6
versehen. Dieser Flanschvorsprung
6 liegt unterhalb der Teilungsebene der Gehäuse gegenüber einem Stützvorsprung
7 des Außengehäuses 1. Mit 8 ist eine Einstellschraube bezeichnet,
welche in Innengewinde des Flanschvorsprunges 6 eingesehraubt ist. Sie stützt
sich unter Belassung eines Zwischenraumes x zwischen dem Flanschvorsprung
6 und dem Stützvorsprung 7 an letzterem ab. Man erkennt, daß bei der
Anordnung von vier verteilten Stützpunkten gemäß vorstehender Beschreibung das Innengehäuse
vierfach symmetrisch gegenüber der Maschinenachse abgestützt werden kann. Hierbei
bieten nun die Stützschrauben 8 ohne weiteres die Möglichkeit, das Innengehäuse-Unterteil
genau auszurichten und einzustellen. Es ist daher nach dem Einbringen des Läufers
ohne die Anwendung schwerer Hubvorrichtungen leicht möglich, die erforderlichen
Spiele einzuhalten.
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Nach dem Aufbringen des Innengehäuse-Oberteils und dessen Verbindung
mit dem Unterteil durch die Verbindungsbolzen 5 wird sodann das vereinigte
Innengehäuse in der gemeinsamen Teilungsebene auf dem unteren Außengehäuse-Unterteil
abgestützt. Zu diesem Zweck ist der Verbindungsflansch des Innengehäuses, wie F
i g. 1 und 2 zeigen, in der Ebene B-B, d. h. gegenüber der Ebene A-A
versetzt, mit dem Flanschvorsprung 10 versehen. Zur festen Verbindung des
Flanschvorsprunges 10 und der Stützvorsprünge 11 des unteren Außengehäuseteils
dienen abgesetzte Haltebolzen 12, die mit ihrem Gewindeteil 12 a in eine entsprechende
Gewindebohrung 6 a
des Stützvorsprunges 11 eingeschraubt sind.
Der Flanschvorsprung 10 ist so gegenüber der Teilungsebene des Außengehäuses
zurückgesetzt, daß zwischen ihm und dem Außengehäusevorsprung 11
Beilagen
13 a eingeführt werden können. In gleicher Weise ist zwischen der oberen
Seite des Flanschvorsprunges 10 in dem Kopf 12 c des Bolzens 12 Spiel
für Beilagen 13 b vorhanden. Man erkennt, daß es bei dieser Anordnung möglich
ist, durch Änderung der Stärke der Beilagen 13 a, 13 b
entsprechend der Einstellung des Innengehäuses gegenüber dem Läufer eine spielfreie
Abstützung zwischen Innengehäuse und Außengehäuse zu ermöglichen. Ist der
Innengehäuse-Oberteil
in der angegebenen Weise an mehreren Stützpunkten mittels des Flanschvorsprunges10
gegenüber den Stützvorsprüngen11 des Gehäuses fest abgestützt, wobei durch die Bolzen
12 aufwärts gerichtete Kräfte auf den Gehäuseunterteil übertragen werden, so können
die das Ausrichten ermöglichenden Stätzschrauben 8 entfernt werden. Selbstverständlich
wird man die zur endgültigen Verbindung dienenden Schraubenbolzen 12 durch geeignete
Sicherungsmittel gegen ein Losdrehen oder Lockern schützen.
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Wie aus F i g. 1 und 4 näher hervorgeht, kann der Innengehäuse-Unterteil
in der Ebene C-C noch mit einem weiteren Flanschvorsprung 14 versehen sein, um für
Bearbeitungszwecke den Innengehäuse-Unterteil zeitweise vollständig in dem Außengehäuseteil
abzustützen. Der durch Kreuzschraffar angedeutete Querschnitt kann durch Abdrehen
der Teile nachträglich beseitigt werden.