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WO2012062612A1 - Welded turbine housing composed of cast material - Google Patents

Welded turbine housing composed of cast material Download PDF

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Publication number
WO2012062612A1
WO2012062612A1 PCT/EP2011/069078 EP2011069078W WO2012062612A1 WO 2012062612 A1 WO2012062612 A1 WO 2012062612A1 EP 2011069078 W EP2011069078 W EP 2011069078W WO 2012062612 A1 WO2012062612 A1 WO 2012062612A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
welding
elements
wall
housing member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/069078
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Maximilian Irps
Hagen Semmer
Uwe Wittig
Detlef Haje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2012062612A1 publication Critical patent/WO2012062612A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0006—Electron-beam welding or cutting specially adapted for particular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding
    • B23K15/0093—Welding characterised by the properties of the materials to be welded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/06—Electron-beam welding or cutting within a vacuum chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines

Definitions

  • the present invention relates to a method for herstel ⁇ len of a housing portion of a turbine housing, ⁇ insbeson particular a steam turbine, and a housing portion of a turbine casing.
  • housings of turbines in particular of steam turbines, must be designed for use at high temperatures and high pressures. Therefore, turbine casings are currently cast from cast steel into one-piece shell halves to withstand use at high temperatures and pressures.
  • the housing half-shells are screwed by means of screwed connections. Since the housing halves must be cast individually for each Tur ⁇ binenbau II, high input costs, long delivery times and a limited supply base are due to the small numbers.
  • large-scale housing half-shells necessary repair welds due to manufacturing defects, such as stress cracks or other defects, entste ⁇ hen.
  • the object is achieved by a method for producing a housing section of a turbine housing, in particular a steam turbine housing, and by a housing section of a turbine housing according to the independent claims ⁇ triggers.
  • a method for producing a housing section of a turbine housing in particular a steam turbine housing, is described.
  • a first housing member having a first outer wall portion is manufactured and processed.
  • At least the first housing element and / or the second housing element are produced by means of casting.
  • the first housing member is welded to the second housing member such that the first housing member and the second Ge ⁇ reheatelement form the housing portion and that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the housing portion.
  • a housing portion of a turbine housing includes a first housing member having ei ⁇ nem first outer wall portion and a second housing member having a second outer wall portion.
  • the first housing member and second housing member are connected in such a welded joint, that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the Gescouseab ⁇ section.
  • housing section describes a partial area of a turbine housing.
  • the housing section may for example consist of a housing half shell or a hous ⁇ half.
  • the housing portion has an outer wall, which describes the outer surface of the Turbi ⁇ nengephaseuses.
  • the outer wall describes the ⁇ part of the housing section which separates the vapor space from the environment under pressure.
  • the outer wall of the housing ⁇ section has substantially an extension in the axial direction of the turbine shaft. At the end areas of the tur- Binengekoruses in the axial direction, the outer wall may extend radially in the direction of the turbine shaft, or approach the turbine shaft in the axial direction of the turbine shaft.
  • one of the housing sections may be formed by one or more valve housings.
  • housing element is a separate and inde ⁇ pendent manufactured from the housing section component verstan ⁇ .
  • the sum of all welded housing elements forms the housing section.
  • Each housing element has an outer wall ⁇ area, which defines a portion of the outer wall of the housing portion.
  • the housing elements are produced independently of each other (eg by casting or by welding) and machined ⁇ tet. After the production and editing of the housing element that substantially has a final installation form, so that no further shaping steps to which a ⁇ individual housing elements are necessary.
  • each housing element after the production and the Bear ⁇ BEITEN a final shape of the associated outer wall portion, so that a connecting a plurality of housing members by means of the juxtaposition of the outer wall portions of the GeHouseele ⁇ elements, the outer wall of the housing section form, without any additional deformation steps or otherwise Forming ⁇ tion steps are necessary.
  • processing for example, an application of alloys, a surface treatment step, a forming step, a machining Be ⁇ processing step or other manufacturing steps, which contribute ⁇ in particular for shaping or surface coating of the individual housing elements, understood.
  • the method step of processing the first housing element and / or the second housing element may also include the presetting preparation of a welding surface of the respective housing element.
  • the first housing element and the second housing element are in particular welded, so that the first housing element and the second housing element form the housing section. Furthermore, further housing elements can be welded, so that the housing section consists of a plurality of identical or different housing elements.
  • the present invention may be any housing section, such as a housing half of the turbine during the design phase to be divided into a desired number of individual ⁇ NEN housing elements.
  • the individual soul Geotrou- elements can be cast and processed as such, independently of each other then ⁇ . Subsequently, the welding together of the housing elements, so that the final Ge ⁇ housing section is made.
  • the individual first and second housing elements have a smaller size than the finished housing section, so that the individual housing elements are easier to handle or store. Therefore, storage costs are reduced.
  • the housing section can be divided in such a way into individual housing elements, that the housing portion Example ⁇ , in first housing elements from stan ⁇ dardized components and second housing members with functional devices or turbine individual outer wall forms is divided.
  • the first housing elements made of standardized components can, for example, have the same dimensions, the same materials and the same surface properties and be installed in several different turbine series in a housing section.
  • the second housing elements can be used as functional devices, for example connecting flanges, connecting bores,
  • a housing portion may Example ⁇ -sequentially a plurality of first standardized Sealed housing elements are welded together, while at final areas of the housing section depending ⁇ Weil second outer wall areas are welded to individual functional devices.
  • the standardized first housing elements may be used for a variety of turbine types.
  • the second housing elements with the respective functional devices can be adapted individually to a respective type of turbine or turbine series.
  • the present invention provides a modular system. Regardless of the later execution of the turbine housing of a particular type of turbine (eg, in relation to the axial housing length and combination of the various first and / or second housing elements), the standardized housing elements may be procured and made available in stock. In contrast to the conventional production of the entire housing section at the supplier, the final design of the Ge ⁇ housing section is created late in the supply chain by the subdivision of the housing section into first and second housing elements, so that the delivery times are customized job-specific housing halves significantly shortened. Due to the Untertei ⁇ ment of the housing section in many smaller housing elements also sizes conditional savings in transport and manufacturing are achieved.
  • the first housing element is carried out with the second housing element by means of electron beam welding.
  • Electron beam welding allows a high welding speed with extremely deep, narrow and parallel welds. Due to the small weld width and the high parallelism, the distortion at the weld in the material can be kept extremely small. This is particularly advantageous in the present method for producing the housing section, since electron beam welding is also possible at the end of the production process. ses can be used without causing distortion of a ⁇ individual housing elements.
  • buffering is performed on a welding surface of the first housing member and / or the second housing member prior to welding, wherein the underbuffering comprises a layer of metal, such as metal foil. Nickel, is applied to the welding surface (contact area).
  • the welding surface of a housing element forms the United bonding surface or the contact area to a later to be welded housing element. If the first or second housing element is made of e.g. Gray cast iron can produce an improvement in the welding quality by buffering the welding surface or the contact area.
  • the (metal) layer for under buffering is applied in particular by welding. After the application of the layer for underpuffering, before welding to another housing element, e.g. a quality inspection of the layer who performed the.
  • the inspection steps in the quality inspection may e.g. a dimensional and visual inspection shall include a surface crack test or a volume test.
  • From guiding i are first positioned to the step of welding the first Gepurele ⁇ element and the second casing member to each other by means of a positioning shape, so that the first Gepur soul element and the second housing member form a contact area.
  • the contact area of the first housing member and the contact portion of the second case member can be performed ⁇ the after casting in the step of processing. In the contact area is then through the
  • the first housing element and the second housing element are pressed against one another in the contact region by means of the positioning device.
  • a biasing force is generated by the positioning device, so that both housing elements are pressed together under high pressure or pre-tensioned ⁇ . This improves the welding quality and the welding accuracy.
  • the step of welding to a positioning of the first Geotrou ⁇ soul ment and of the second housing element in a welding ⁇ chamber is evacuated and carried out welding ⁇ the Ver. In an evacuated area, or a region with strong negative pressure, a very clean and accurate weld can be produced. In particular, when applying the electron beam welding, an almost completely evacuated welding chamber serves to improve the welding quality.
  • the first housing element and the second housing element are heat-treated after welding.
  • the heat treatment releases stresses caused by the heat generated during welding to the housing elements, thus reducing the risk of cracking due to distortion.
  • the resulting connection or welded connection between the first housing element and the second housing element is tested after welding.
  • the test may include a dimensional and visual test, a surface crack test and / or a volume test.
  • the first housing member comprises a first material and the second Ge ⁇ koruseelement to a second material.
  • the first material and the second material may differ.
  • the first housing element made of cast steel, while the second housing element may consist of gray cast iron. This can be a cost-optimized and case-friendly housing section are produced.
  • gray cast iron laamellar or nodular graphite
  • a plurality of first housing elements and / or a plurality of second housing elements are welded together during welding, so that by means of the plurality of first Ge ⁇ housing elements and / or the plurality of second housing elements, a housing portion with a predetermined Shape and size is produced.
  • an outer wall of the housing section having a desired shape and size is manufactured.
  • first or second Ge ⁇ housing elements are welded to adapt to the outer wall of the Ge ⁇ housing section or extend.
  • the planning effort especially in the organization of suppliers and delivery times, thus can significantly reduce the ⁇ . It suffices, for example, to reorder a plurality of further first or second, eg standardized, housing elements in order to obtain an individual and customized shape and / or size of the housing section.
  • Fig. 1 shows a perspective view of Turbi ⁇ nengephinuses according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 shows a schematic representation of two housing ⁇ elements, which are connected according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the view III-III of Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a welding seam, which is produced by means of electron beam welding.
  • Fig. 1 shows a turbine housing 100.
  • the turbine housing 100 may consist of several housing sections.
  • Each housing portion has a first housing member 101 with a ers ⁇ th outer wall portion and a second housing member 102 with a second outer wall portion.
  • the first housing member 101 and second housing member 102 are so connected by means of ei ⁇ ner welded joint, that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the Ge ⁇ tungsuseabitess.
  • the first housing member 101 wel ⁇ ches having a first outer edge portion, first Herge ⁇ represents, for example, poured, and processed.
  • a two-tes housing member 102 having a second Reasonwandbe ⁇ rich prepared, for example, poured, and processed. At least the first housing element and / or the second Genosu ⁇ soul ment are prepared by casting.
  • the first Ge ⁇ koruseelement 101 is welded to the second housing member 102 DER art that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the housing portion.
  • FIG. 1 shows a number of other housing elements 103.
  • Each housing portion may consist of a plurality various ⁇ Dener housing members 101, 102, are assembled 103rd
  • Each housing element 101, 102, 103 has a contact region 104.
  • the Ge ⁇ reheatelement 101, 102, 103 is processed after casting such that the Ge ⁇ reheatelement 101, 102, 103 at a further contact area 104 of an adjacent housing member 101, 102, 103, for example, lies flat.
  • the weld is generally formed during welding.
  • Theêtberei ⁇ che 104 thus form the welding surfaces.
  • a housing element 101, 102, 103 functional elements 105 such as a connection ⁇ flange or a receptacle for a guide vane carrier have.
  • the second housing element 102 has a homogeneous half shell of the outer wall of the turbine section of the Turbine housing 100 on.
  • one of the Gepurele ⁇ elements 101, 102, 103, such as in Fig. 1 the second housing ⁇ element 102 has no functional means.
  • the second housing element 102 can, in particular, represent a standard component of a turbine housing, so that this second housing element 102 can be produced in advance, so that the production costs and storage costs can be reduced.
  • the positioning device 200 shows an arrangement of the first housing member 101 and second housing member 102 to a positioning device 200.
  • the first housing member 101 and second housing member 102 of the ⁇ art is positioned, that both housing members 101, 102 are in contact in the contact region 104 ,
  • the positioning device 200 may include the respective housing elements 101, 102, 103 by engaging in specially provided and after the
  • welding process to remove sprue elements 201, as in ⁇ play for example, cast-on slugs with threaded holes, positio- ning.
  • the positioning device 200 also to existing arrangements of the housing members 101, 102, 103 are fixed (for example on flanges or Ge ⁇ koruseö réelleen).
  • the weld is formed during the welding.
  • the positioning device 200 is in particular placed on the surface which lies opposite the surface on which the intended welding beam acts.
  • the positioning process can apply a biasing force F direction 200 in order to press both Gekoru ⁇ soul elements 101, 102 to each other. In other words, a bias voltage can thus be generated during the welding.
  • the biasing force F is applied substantially parallel to the surface of the housing elements 101, 102.
  • the first housing member 101 and the second housing member 102 may further include the gate members 201, which in corresponding fasteners of the positioning device 200 can engage.
  • the positioning device 200 may for example have a tie rod 202, which serves as a tie rod.
  • the sprue elements 201 may, for example, be secured to the sprue elements 201 of the housing elements 101, 102 in order to exert the pretensioning force F.
  • the tie rod 202 is held in the gate element 201 of the housing elements 101, 102.
  • the tie rod 202 may have Zentri réelles Schemee 301, wherein the Zentri réelles Schemee 301 have a narrow Pas ⁇ solution with associated gate elements 201 in order to center the tie rod 202 and a mutual alignment of the housing elements 101 to provide the 102nd
  • the positioning device 200 may also include a tie rod attachment 303 that supports the tie rod 202.
  • a biasing element 302 such as a shaft nut, may be attached to the end of the tie rod 202.
  • FIG. 4 shows, by way of example, a weld which has been produced by means of electron beam welding.
  • Weld 401 connects the first housing member 101 and the second housing member 102.
  • the weld 401 is ex- tremely formed narrow and extends over the entire depth of first case member 101 and the second Genzouseele ⁇ ments 102nd
  • the housing elements 101, 102, 103 can be preprocessed.
  • the individual housing elements 101, 102, 103 can be positioned and prepared for the welding process.
  • the thus prepared housing elements 101, 102, 103 are then introduced into an electron beam welding system or to a welding chamber.
  • This welding chamber can be evacuated and then the welding process, in particular the electron beam welding process, be carried out. After completion of the welds at the contact areas 104, the welding chamber is ventilated again and the finished molded housing section entnom ⁇ men. Thereafter, a heat treatment of the weld seam 401 or of the housing section can be carried out. Also, a weld inspection can be performed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for production of a housing section of a turbine housing (100), in particular of a steam turbine housing. The method relates to production and machining of a first housing element (101), which has a first outer wall area, and to production and machining of a second housing element (102) which has a second outer wall area. At least the first housing element (101) or the second housing element (102) is produced by casting. The first housing element (101) is welded to the second housing element (102) such that the first outer wall area and the second outer wall area form an outer wall of the housing section.

Description

Beschreibung description

GESCHWEISSTES TURBINENGEHÄUSE AUS GUSSMATERIAL Technisches Gebiet WELDED TURBINE CASTING HOUSING Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel¬ len eines Gehäuseabschnitts eines Turbinengehäuses, insbeson¬ dere einer Dampfturbine, sowie einen Gehäuseabschnitt eines Turbinengehäuses. The present invention relates to a method for herstel ¬ len of a housing portion of a turbine housing, ¬ insbeson particular a steam turbine, and a housing portion of a turbine casing.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Gehäuse von Turbinen, insbesondere von Dampfturbinen, müssen für einen Einsatz bei hohen Temperaturen und hohen Drücken ausgelegt sein. Daher werden Turbinengehäuse derzeit aus Stahlguss in einstückige Gehäusehalbschalen gegossen, um dem Einsatz bei hohen Temperaturen und Drücken standzuhalten. Die Gehäusehalbschalen werden mittels Schraubverbindungen ver- schraubt. Da die Gehäusehalbschalen individuell für jede Tur¬ binenbaureihe gegossen werden müssen, entstehen aufgrund der geringen Stückzahlen hohe Beschaffungskosten, lange Lieferzeiten und eine begrenzte Lieferantenbasis. Hinzu kommt, dass bei Herstellung großflächiger Gehäusehalbschalen notwendige Reparaturschweißungen aufgrund von Herstelldefekten, wie beispielsweise Spannungsrisse oder sonstige Fehlstellen, entste¬ hen . Housings of turbines, in particular of steam turbines, must be designed for use at high temperatures and high pressures. Therefore, turbine casings are currently cast from cast steel into one-piece shell halves to withstand use at high temperatures and pressures. The housing half-shells are screwed by means of screwed connections. Since the housing halves must be cast individually for each Tur ¬ binenbaureihe, high input costs, long delivery times and a limited supply base are due to the small numbers. In addition, when large-scale housing half-shells necessary repair welds due to manufacturing defects, such as stress cracks or other defects, entste ¬ hen.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für eine Turbine zu schaffen, welche niedrigere Herstell- und Lagerkosten verursacht. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseabschnitts eines Turbinengehäuses, insbesondere eines Dampfturbinengehäuses , sowie durch einen Gehäuseabschnitt ei- nes Turbinengehäuses gemäß den unabhängigen Ansprüchen ge¬ löst. It is an object of the present invention to provide a housing for a turbine which causes lower manufacturing and storage costs. The object is achieved by a method for producing a housing section of a turbine housing, in particular a steam turbine housing, and by a housing section of a turbine housing according to the independent claims ¬ triggers.

Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseabschnitts eines Turbinengehäuses, insbesondere eines Dampfturbinengehäuses , beschrieben. Zunächst wird ein erstes Gehäuseelement, welches einen ersten Außenwandbereich aufweist, hergestellt und bearbeitet. Ferner wird ein zweites Gehäuseelement, welches einen zweiten Außenwandbereich aufweist, hergestellt und bearbei¬ tet. Zumindest das erste Gehäuseelement und/oder das zweite Gehäuseelement werden mittels Gießens hergestellt. Das erste Gehäuseelement wird mit dem zweiten Gehäuseelement derart verschweißt, dass das erste Gehäuseelement und das zweite Ge¬ häuseelement den Gehäuseabschnitt bilden bzw. dass der erste Außenwandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Gehäuseabschnitts bilden. According to a first aspect of the present invention, a method for producing a housing section of a turbine housing, in particular a steam turbine housing, is described. First, a first housing member having a first outer wall portion is manufactured and processed. Furthermore, a second housing element, which has a second outer wall area, manufactured and machined ¬ tet. At least the first housing element and / or the second housing element are produced by means of casting. The first housing member is welded to the second housing member such that the first housing member and the second Ge ¬ häuseelement form the housing portion and that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the housing portion.

Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuseabschnitt eines Turbinengehäuses bereitgestellt. Der Gehäuseabschnitt weist ein erstes Gehäuseelement mit ei¬ nem ersten Außenwandbereich und ein zweites Gehäuseelement mit einem zweiten Außenwandbereich auf. Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement sind derart mit einer Schweißverbindung verbunden, dass der erste Außenwandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Gehäuseab¬ schnitts bilden. In accordance with another aspect of the present invention, a housing portion of a turbine housing is provided. The housing section includes a first housing member having ei ¬ nem first outer wall portion and a second housing member having a second outer wall portion. The first housing member and second housing member are connected in such a welded joint, that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the Gehäuseab ¬ section.

Unter dem Begriff "Gehäuseabschnitt" wird ein Teilbereich eines Turbinengehäuses beschrieben. Der Gehäuseabschnitt kann beispielsweise aus einer Gehäusehalbschale bzw. einer Gehäu¬ sehälfte bestehen. Der Gehäuseabschnitt weist insbesondere eine Außenwand auf, welche die äußere Mantelfläche des Turbi¬ nengehäuses beschreibt. Ferner beschreibt die Außenwand den¬ jenigen Teil des Gehäuseabschnitts, welcher den Dampfraum von der Umgebung druckführend trennt. Die Außenwand des Gehäuse¬ abschnitts weist im Wesentlichen eine Ausdehnung in axialer Richtung der Turbinenwelle auf. An den Endbereichen des Tur- binengehäuses in axialer Richtung kann die Außenwand radial in Richtung Turbinenwelle verlaufen, bzw. sich in Axialer Richtung der Turbinenwelle sich der Turbinenwelle annähern. In einer alternativen Ausführung kann einer der Gehäuseabschnitte durch ein oder mehrere Ventilgehäuse gebildet sein. The term "housing section" describes a partial area of a turbine housing. The housing section may for example consist of a housing half shell or a hous ¬ half. In particular, the housing portion has an outer wall, which describes the outer surface of the Turbi ¬ nengehäuses. Furthermore, the outer wall describes the ¬ part of the housing section which separates the vapor space from the environment under pressure. The outer wall of the housing ¬ section has substantially an extension in the axial direction of the turbine shaft. At the end areas of the tur- Binengehäuses in the axial direction, the outer wall may extend radially in the direction of the turbine shaft, or approach the turbine shaft in the axial direction of the turbine shaft. In an alternative embodiment, one of the housing sections may be formed by one or more valve housings.

Unter dem Begriff "Gehäuseelement" wird ein separat und unab¬ hängig von dem Gehäuseabschnitt gefertigtes Bauteil verstan¬ den. Die Summe aller verschweißten Gehäuseelemente bildet den Gehäuseabschnitt. Jedes Gehäuseelement weist einen Außenwand¬ bereich auf, welcher einen Teilabschnitt der Außenwand des Gehäuseabschnitts definiert. The term "housing element" is a separate and inde ¬ pendent manufactured from the housing section component verstan ¬. The sum of all welded housing elements forms the housing section. Each housing element has an outer wall ¬ area, which defines a portion of the outer wall of the housing portion.

Die Gehäuseelemente werden unabhängig voneinander hergestellt (z.B. mittels Gießens oder mittels Schweißens) und bearbei¬ tet. Nach dem Herstellen und dem Bearbeiten des Gehäuseelements weist dieses im Wesentlichen eine finale Einbauform auf, so dass keine weiteren Formgebungsschritte an den ein¬ zelnen Gehäuseelementen notwendig sind. Mit anderen Worten weist jedes Gehäuseelement nach dem Herstellen und dem Bear¬ beiten eine finale Form des zugehörigen Außenwandbereichs auf, so dass ein Verbinden mehrerer Gehäuseelemente mittels der Aneinanderreihung der Außenwandbereiche der Gehäuseele¬ mente die Außenwand des Gehäuseabschnitts bilden, ohne dass zusätzliche Verformungsschritte bzw. anderweitige Formge¬ bungsschritte notwendig sind. The housing elements are produced independently of each other (eg by casting or by welding) and machined ¬ tet. After the production and editing of the housing element that substantially has a final installation form, so that no further shaping steps to which a ¬ individual housing elements are necessary. In other words, each housing element after the production and the Bear ¬ BEITEN a final shape of the associated outer wall portion, so that a connecting a plurality of housing members by means of the juxtaposition of the outer wall portions of the Gehäuseele ¬ elements, the outer wall of the housing section form, without any additional deformation steps or otherwise Forming ¬ tion steps are necessary.

Als Material kann beispielsweise Stahlguss, Grauguss, Gussei¬ sen sowie andere Eisen-Kohlenstoffmaterialien verwendet werden. Unter dem Begriff "Bearbeiten" des Gehäuseelements wird beispielsweise ein Auftragen von Legierungen, ein Oberflächenbehandlungsschritt, ein Umformschritt, ein spanender Be¬ arbeitungsschritt oder weitere Herstellschritte, welche ins¬ besondere zur Formgebung oder zur Oberflächenbeschichtung der einzelnen Gehäuseelemente beitragen, verstanden. Der Verfahrensschritt des Bearbeitens des ersten Gehäuseelements und/oder des zweiten Gehäuseelements kann ferner die Vorbe- reitung einer Schweißfläche des jeweiligen Gehäuseelements beinhalten . As the material, for example cast steel, cast iron, Gussei ¬ sen as well as other iron-carbon materials may be used. By the term "processing" of the housing element, for example, an application of alloys, a surface treatment step, a forming step, a machining Be ¬ processing step or other manufacturing steps, which contribute ¬ in particular for shaping or surface coating of the individual housing elements, understood. The method step of processing the first housing element and / or the second housing element may also include the presetting preparation of a welding surface of the respective housing element.

Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement werden insbesondere verschweißt, so dass das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement den Gehäuseabschnitt bilden. Ferner können weitere Gehäuseelemente angeschweißt werden, so dass der Gehäuseabschnitt aus einer Vielzahl gleicher oder unterschiedlicher Gehäuseelemente besteht. The first housing element and the second housing element are in particular welded, so that the first housing element and the second housing element form the housing section. Furthermore, further housing elements can be welded, so that the housing section consists of a plurality of identical or different housing elements.

Mit der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiger Gehäuseabschnitt, wie beispielsweise eine Gehäusehälfte der Turbine, während der Designphase in eine beliebigen Anzahl von einzel¬ nen Gehäuseelementen unterteilt werden. Die einzelnen Gehäu- seelemente können anschließend als solche unabhängig vonein¬ ander gegossen und bearbeitet werden. Anschließend folgt das Zusammenschweißen der Gehäuseelemente, so dass der finale Ge¬ häuseabschnitt hergestellt wird. Die einzelnen ersten und zweiten Gehäuseelemente haben eine geringere Größe als der fertige Gehäuseabschnitt, so dass die einzelnen Gehäuseele¬ mente einfacher handhabbar bzw. lagerbar sind. Daher werden Lagerkosten reduziert. With the present invention may be any housing section, such as a housing half of the turbine during the design phase to be divided into a desired number of individual ¬ NEN housing elements. The individual soul Gehäu- elements can be cast and processed as such, independently of each other then ¬. Subsequently, the welding together of the housing elements, so that the final Ge ¬ housing section is made. The individual first and second housing elements have a smaller size than the finished housing section, so that the individual housing elements are easier to handle or store. Therefore, storage costs are reduced.

Ferner kann in der Designphase der Gehäuseabschnitt derart in einzelne Gehäuseelemente unterteilt werden, dass beispiels¬ weise der Gehäuseabschnitt in erste Gehäuseelemente aus stan¬ dardisierten Komponenten und in zweite Gehäuseelemente mit funktionalen Einrichtungen oder Turbinen-individuellen Außenwandformen unterteilt wird. Die ersten Gehäuseelemente aus standardisierten Komponenten können beispielsweise dieselben Abmessungen, dieselben Materialien und dieselben Oberflächeneigenschaften aufweisen und in mehreren unterschiedlichen Turbinenbaureihen in einem Gehäuseabschnitt verbaut werden. Die zweiten Gehäuseelemente können als funktionale Einrich- tung beispielsweise Anschlussflansche, Anschlussbohrungen,Further, in the design stage of the housing section can be divided in such a way into individual housing elements, that the housing portion Example ¬, in first housing elements from stan ¬ dardized components and second housing members with functional devices or turbine individual outer wall forms is divided. The first housing elements made of standardized components can, for example, have the same dimensions, the same materials and the same surface properties and be installed in several different turbine series in a housing section. The second housing elements can be used as functional devices, for example connecting flanges, connecting bores,

Leitschaufelträgerhalterungen oder Strömungsöffnungen aufweisen. Zur Herstellung eines Gehäuseabschnitts kann beispiels¬ weise aufeinanderfolgend eine Vielzahl von ersten standardi- sierten Gehäuseelementen aneinander geschweißt werden, während an abschließenden Bereichen des Gehäuseabschnitts je¬ weils zweite Außenwandbereiche mit individuellen funktionalen Einrichtungen angeschweißt werden. Beispielsweise können die standardisierten ersten Gehäuseelemente für eine Vielzahl verschiedener Turbinenarten verwendet werden. Die zweiten Gehäuseelemente mit den jeweiligen funktionellen Einrichtungen können individualisiert an eine jeweilige Turbinenart bzw. Turbinenbaureihe angepasst sein. Have Leitschaufelträgerhalterungen or flow openings. For the production of a housing portion may Example ¬-sequentially a plurality of first standardized Sealed housing elements are welded together, while at final areas of the housing section depending ¬ Weil second outer wall areas are welded to individual functional devices. For example, the standardized first housing elements may be used for a variety of turbine types. The second housing elements with the respective functional devices can be adapted individually to a respective type of turbine or turbine series.

Somit wird mit der vorliegenden Erfindung ein Baukastensystem geschaffen. Unabhängig von der späteren Ausführung des Turbinengehäuses eines bestimmten Turbinentyps (z.B. in Bezug auf die axiale Gehäuselänge und Kombination der verschiedenen ersten und/oder zweiten Gehäuseelemente) können die standardisierten Gehäuseelemente beschafft werden und lagerhaltig bereitgestellt werden. Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung des gesamten Gehäuseabschnitts beim Lieferanten, wird durch die Unterteilung des Gehäuseabschnitts in erste und zweite Gehäuseelemente die finale Ausgestaltung des Ge¬ häuseabschnitts erst spät in der Lieferkette geschaffen, so dass die Lieferzeiten auftragsspezifisch angepasster Gehäusehälften signifikant verkürzt werden. Aufgrund der Untertei¬ lung des Gehäuseabschnitts in viele kleinere Gehäuseelemente werden zudem Baugrößen bedingte Einsparungen bei Transport und Fertigung erzielt. Thus, the present invention provides a modular system. Regardless of the later execution of the turbine housing of a particular type of turbine (eg, in relation to the axial housing length and combination of the various first and / or second housing elements), the standardized housing elements may be procured and made available in stock. In contrast to the conventional production of the entire housing section at the supplier, the final design of the Ge ¬ housing section is created late in the supply chain by the subdivision of the housing section into first and second housing elements, so that the delivery times are customized job-specific housing halves significantly shortened. Due to the Untertei ¬ ment of the housing section in many smaller housing elements also sizes conditional savings in transport and manufacturing are achieved.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form wird das erste Gehäuseelement mit dem zweiten Gehäuseelement mittels Elektronenstrahlschweißens durchgeführt. Das Elektronen- strahlschweißen erlaubt eine hohe Schweißgeschwindigkeit mit extrem tiefen, schmalen und parallelen Schweißnähten. Durch die geringe Schweißnahtbreite und der hohen Parallelität kann der Verzug an der Schweißnaht in dem Material extrem klein gehalten werden. Dies ist im vorliegenden Verfahren zum Herstellen des Gehäuseabschnitts besonders vorteilhaft, da das Elektronenstrahlschweißen auch am Ende des Fertigungsprozes- ses eingesetzt werden kann, ohne dass es zu Verzug der ein¬ zelnen Gehäuseelemente kommt. According to a further exemplary embodiment, the first housing element is carried out with the second housing element by means of electron beam welding. Electron beam welding allows a high welding speed with extremely deep, narrow and parallel welds. Due to the small weld width and the high parallelism, the distortion at the weld in the material can be kept extremely small. This is particularly advantageous in the present method for producing the housing section, since electron beam welding is also possible at the end of the production process. ses can be used without causing distortion of a ¬ individual housing elements.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form wird an einer Schweißfläche des ersten Gehäuseelements und/oder des zweiten Gehäuseelements vor dem Verschweißen unterpuffert, wobei bei dem Unterpuffern eine Schicht aus Metall, wie z.B. Nickel, auf die Schweißfläche (Kontaktbereich) aufgetragen wird. Die Schweißfläche eines Gehäuseelements bildet die Ver bindungsfläche bzw. den Kontaktbereich zu einem später anzuschweißenden Gehäuseelement aus. Wird das erste oder zweite Gehäuseelement aus z.B. Grauguss hergestellt kann eine Unter pufferung der Schweißfläche bzw. des Kontaktbereichs eine Verbesserung der Schweißqualität erzeugen. Die (Metall-) Schicht zum Unterpuffern wird insbesondere durch Schweißen aufgetragen. Nach dem Auftragen der Schicht zur Unterpuffe- rung kann vor dem Verschweißen mit einem weiteren Gehäuseele ment z.B. eine Qualitätsprüfung der Schicht durchgeführt wer den. Die Prüfschritte bei der Qualitätsprüfung können z.B. eine Maß- und Sichtprüfung eine Oberflächenrissprüfung oder eine Volumenprüfung enthalten. According to another exemplary embodiment, buffering is performed on a welding surface of the first housing member and / or the second housing member prior to welding, wherein the underbuffering comprises a layer of metal, such as metal foil. Nickel, is applied to the welding surface (contact area). The welding surface of a housing element forms the United bonding surface or the contact area to a later to be welded housing element. If the first or second housing element is made of e.g. Gray cast iron can produce an improvement in the welding quality by buffering the welding surface or the contact area. The (metal) layer for under buffering is applied in particular by welding. After the application of the layer for underpuffering, before welding to another housing element, e.g. a quality inspection of the layer who performed the. The inspection steps in the quality inspection may e.g. a dimensional and visual inspection shall include a surface crack test or a volume test.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form werden i dem Schritt des Verschweißens zunächst das erste Gehäuseele¬ ment und das zweite Gehäuseelement zueinander mittels einer Positioniervorrichtung positioniert, so dass das erste Gehäu seelement und das zweite Gehäuseelement einen Kontaktbereich ausbilden. Der Kontaktbereich des ersten Gehäuseelements und der Kontaktbereich des zweiten Gehäuseelements können nach dem Gießen in dem Schritt des Bearbeitens durchgeführt wer¬ den. In dem Kontaktbereich wird anschließend durch das According to a further exemplary From guiding i are first positioned to the step of welding the first Gehäuseele ¬ element and the second casing member to each other by means of a positioning shape, so that the first Gehäu soul element and the second housing member form a contact area. The contact area of the first housing member and the contact portion of the second case member can be performed ¬ the after casting in the step of processing. In the contact area is then through the

Schweißen die Schweißnaht ausgebildet. Welding the weld formed.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form werden mittels der Positioniervorrichtung das ersten Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement im Kontaktbereich aneinander gepresst. Mit anderen Worten wird durch die Positioniervorrichtung eine Vorspannkraft erzeugt, so dass beide Gehäuse- elemente unter hohem Druck aneinander gepresst bzw. vorge¬ spannt werden. Dies verbessert die Schweißqualität und die Schweißgenauigkeit . According to a further exemplary embodiment, the first housing element and the second housing element are pressed against one another in the contact region by means of the positioning device. In other words, a biasing force is generated by the positioning device, so that both housing elements are pressed together under high pressure or pre-tensioned ¬. This improves the welding quality and the welding accuracy.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist der Schritt des Verschweißens ein Positionieren des ersten Gehäu¬ seelements und des zweiten Gehäuseelements in einer Schwei߬ kammer auf. Die Schweißkammer wird evakuiert und das Ver¬ schweißen durchgeführt. In einem evakuierten Bereich, bzw. einem Bereich mit starkem Unterdruck, kann eine äußerst saubere und exakte Schweißnaht erzeugt werden. Insbesondere beim Anwenden des Elektronenstrahlschweißens dient eine nahezu vollständig evakuierte Schweißkammer zur Verbesserung der Schweißqualität . According to another exemplary disclosed embodiment, the step of welding to a positioning of the first Gehäu ¬ soul ment and of the second housing element in a welding ¬ chamber. The welding chamber is evacuated and carried out welding ¬ the Ver. In an evacuated area, or a region with strong negative pressure, a very clean and accurate weld can be produced. In particular, when applying the electron beam welding, an almost completely evacuated welding chamber serves to improve the welding quality.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form werden das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement nach dem Verschweißen wärmebehandelt. Durch die Wärmebehandlung werden Spannungen, welche durch die Hitzeeinwirkung während des Verschweißens in den die Gehäuseelementen entstehen, gelöst, so dass das Risiko von Anrissen aufgrund von Verspan- nungen reduziert wird. According to another exemplary embodiment, the first housing element and the second housing element are heat-treated after welding. The heat treatment releases stresses caused by the heat generated during welding to the housing elements, thus reducing the risk of cracking due to distortion.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form wird die entstandene Verbindung bzw. Schweißverbindung, zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement nach dem Verschweißen geprüft. Somit kann eine hohe Qualität der Ver¬ bindung der beiden Gehäuseelemente sichergestellt werden. Die Prüfung kann eine Maß- und Sichtprüfung, eine Oberflächen- rissprüfung und/oder eine Volumenprüfung umfassen. According to a further exemplary embodiment, the resulting connection or welded connection between the first housing element and the second housing element is tested after welding. Thus, a high quality Ver ¬ binding of the two housing elements can be ensured. The test may include a dimensional and visual test, a surface crack test and / or a volume test.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist das erste Gehäuseelement ein erstes Material und das zweite Ge¬ häuseelement ein zweites Material auf. Das erste Material und das zweite Material können sich unterscheiden. Beispielsweise kann das erste Gehäuseelement aus Stahlguss bestehen, während das zweite Gehäuseelement aus Grauguss bestehen kann. Damit kann ein kostenoptimierter und beanspruchsgerechter Gehäuse- abschnitt hergestellt werden. Insbesondere bei der Verwendung von Grauguss (Lamellar oder Kugelgraphit) empfiehlt sich eine Unterpufferung wie oben beschrieben. According to another exemplary disclosed embodiment, the first housing member comprises a first material and the second Ge ¬ häuseelement to a second material. The first material and the second material may differ. For example, the first housing element made of cast steel, while the second housing element may consist of gray cast iron. This can be a cost-optimized and case-friendly housing section are produced. In particular, when using gray cast iron (lamellar or nodular graphite) is recommended under buffering as described above.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Aus führungs form werden bei dem Verschweißen eine Vielzahl an ersten Gehäuseelementen und/oder eine Vielzahl an zweiten Gehäuseelementen miteinander verschweißt, so dass mittels der Vielzahl an ersten Ge¬ häuseelementen und/oder der Vielzahl an zweiten Gehäuseelementen ein Gehäuseabschnitt mit einer vorbestimmten Form und Größe hergestellt wird. Insbesondere wird mit der Vielzahl an ersten und/oder der zweiten Gehäuseelementen eine Außenwand des Gehäuseabschnitts mit einer gewünschten Form und Größe hergestellt. Werden beispielsweise in der Designphase zu ei¬ ner bestehenden Turbinenbaureihe weitere Turbinenstufen hinzugefügt, so dass sich die axiale Länge der Turbine und somit des die axiale Länge und der Durchmesser des Turbinengehäuses verlängert, so können bei der Herstellung des Gehäuseab¬ schnitts ohne große Anpassungen weitere erste oder zweite Ge¬ häuseelemente angeschweißt werden, um die Außenwand des Ge¬ häuseabschnitts anzupassen bzw. zu verlängern. Der Planungsaufwand, insbesondere bei der Organisation der Lieferanten und der Lieferzeiten, kann somit signifikant reduziert wer¬ den. Es genügt beispielsweise, eine Mehrzahl weiterer erster oder zweiter, z.B. standardisierter, Gehäuseelemente nachzubestellen, um eine individuelle und um eine angepasste Form und/oder Größe des Gehäuseabschnitts zu erhalten. According to a further exemplary disclosed embodiment, a plurality of first housing elements and / or a plurality of second housing elements are welded together during welding, so that by means of the plurality of first Ge ¬ housing elements and / or the plurality of second housing elements, a housing portion with a predetermined Shape and size is produced. In particular, with the plurality of first and / or second housing elements, an outer wall of the housing section having a desired shape and size is manufactured. For example, in the design phase to ei ¬ ner existing turbine series more turbine stages added, so that the axial length of the turbine and thus of extending the axial length and the diameter of the turbine housing, so, in the preparation of the Gehäuseab ¬ section without major adjustments further first or second Ge ¬ housing elements are welded to adapt to the outer wall of the Ge ¬ housing section or extend. The planning effort, especially in the organization of suppliers and delivery times, thus can significantly reduce the ¬. It suffices, for example, to reorder a plurality of further first or second, eg standardized, housing elements in order to obtain an individual and customized shape and / or size of the housing section.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Aus führungs formen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Aus führungs formen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Kurze Beschreibung der Zeichnungen It should be noted that the embodiments described herein represent only a limited selection of possible embodiments of the invention. Thus, it is possible to combine the features of individual embodiments in a suitable manner, so that for the person skilled in the art with the embodiments that are explicit here, a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed. Brief description of the drawings

Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben . In the following, for further explanation and for a better understanding of the present invention, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying figures.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Turbi¬ nengehäuses gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 shows a perspective view of Turbi ¬ nengehäuses according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zweier Gehäuse¬ elemente, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden sind; Fig. 2 shows a schematic representation of two housing ¬ elements, which are connected according to an exemplary embodiment of the present invention;

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Ansicht III-III aus Fig. 2; und Fig. 3 shows a schematic representation of the view III-III of Fig. 2; and

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Schweiß- naht, welche mittels Elektronenstrahlschweißens hergestellt ist . FIG. 4 shows a schematic representation of a welding seam, which is produced by means of electron beam welding.

Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsfor¬ men Detailed description of exemplary Ausführungsfor ¬ men

Gleiche oder ähnliche Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Fig. 1 zeigt ein Turbinengehäuse 100. Das Turbinengehäuse 100 kann aus mehreren Gehäuseabschnitten bestehen. Jeder Gehäuseabschnitt weist ein erstes Gehäuseelement 101 mit einem ers¬ ten Außenwandbereich und ein zweites Gehäuseelement 102 mit einem zweiten Außenwandbereich auf. Das erste Gehäuseelement 101 und das zweite Gehäuseelement 102 sind derart mittels ei¬ ner Schweißverbindung verbunden, dass der erste Außenwandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Ge¬ häuseabschnitts bilden. Gemäß dem Verfahren wird das erste Gehäuseelement 101, wel¬ ches einen ersten Außenrandbereich aufweist, zunächst herge¬ stellt, z.B. gegossen, und bearbeitet. Ferner wird ein zwei- tes Gehäuseelement 102, welches einen zweiten Außenwandbe¬ reich aufweist, hergestellt, z.B. gegossen, und bearbeitet. Zumindest das erste Gehäuseelement und/oder das zweite Gehäu¬ seelement werden mittels Gießens hergestellt. Das erste Ge¬ häuseelement 101 ist mit dem zweiten Gehäuseelement 102 der- art verschweißt, dass der erste Außenwandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Gehäuseabschnitts bilden . The same or similar components are provided in the figures with the same reference numerals. The illustrations in the figures are schematic and not to scale. Fig. 1 shows a turbine housing 100. The turbine housing 100 may consist of several housing sections. Each housing portion has a first housing member 101 with a ers ¬ th outer wall portion and a second housing member 102 with a second outer wall portion. The first housing member 101 and second housing member 102 are so connected by means of ei ¬ ner welded joint, that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the Ge ¬ häuseabschnitts. According to the method, the first housing member 101 wel ¬ ches having a first outer edge portion, first Herge ¬ represents, for example, poured, and processed. Further, a two-tes housing member 102 having a second Außenwandbe ¬ rich prepared, for example, poured, and processed. At least the first housing element and / or the second Gehäu ¬ soul ment are prepared by casting. The first Ge ¬ häuseelement 101 is welded to the second housing member 102 DER art that the first outer wall section and the second outer wall portion forming an outer wall of the housing portion.

Ferner zeigt Fig. 1 eine Vielzahl weiterer Gehäuseelemente 103. Jeder Gehäuseabschnitt kann aus einer Vielzahl verschie¬ dener Gehäuseelemente 101, 102, 103 zusammengestellt werden. Further, FIG. 1 shows a number of other housing elements 103. Each housing portion may consist of a plurality various ¬ Dener housing members 101, 102, are assembled 103rd

Aufgrund der individuellen Herstellung z.B. mittels Gießen und der individuellen Bearbeitung der Gehäuseelemente 101, 102, 103 kann eine Vielzahl von leicht handhabbaren und leicht lagerbaren Gehäuseelementen 101, 102, 103 hergestellt werden . Due to the individual manufacture e.g. By means of casting and the individual processing of the housing elements 101, 102, 103, a plurality of easily manageable and easily storable housing elements 101, 102, 103 can be produced.

Jedes Gehäuseelement 101, 102, 103 weist einen Kontaktbereich 104 auf. Der Kontaktbereich 104 eines Gehäuseelements 101,Each housing element 101, 102, 103 has a contact region 104. The contact region 104 of a housing element 101,

102, 103 wird nach dem Gießen derart bearbeitet, dass das Ge¬ häuseelement 101, 102, 103 an einem weiteren Kontaktbereich 104 eines angrenzenden Gehäuseelements 101, 102, 103 z.B. plan aufliegt. Entlang der Kontaktbereiche 104 der jeweiligen Gehäuseelemente 101, 102, 103 wird im Allgemeinen während des Verschweißens die Schweißnaht ausgebildet. Die Kontaktberei¬ che 104 bilden somit die Schweißflächen aus. 102, 103 is processed after casting such that the Ge ¬ häuseelement 101, 102, 103 at a further contact area 104 of an adjacent housing member 101, 102, 103, for example, lies flat. Along the contact regions 104 of the respective housing elements 101, 102, 103, the weld is generally formed during welding. The Kontaktberei ¬ che 104 thus form the welding surfaces.

Beispielsweise kann ein Gehäuseelement 101, 102, 103 funktio- nale Elemente 105, wie beispielsweise einen Verbindungs¬ flansch oder eine Aufnahme für einen Leitschaufelträger, aufweisen. Gemäß Fig. 1 weist das zweite Gehäuseelement 102 eine homogene Halbschale der Außenwand des Turbinenabschnitts des Turbinengehäuses 100 auf. Insbesondere eines der Gehäuseele¬ mente 101, 102, 103, wie z.B. in Fig. 1 das zweite Gehäuse¬ element 102, weist keine funktionale Einrichtung auf. Das zweite Gehäuseelement 102 kann insbesondere eine Standardkom- ponente eines Turbinengehäuses darstellen, so dass dieses zweite Gehäuseelement 102 auf Vorrat gefertigt werden kann, so dass die Produktionskosten und Lagerkosten reduzierbar sind . Fig. 2 zeigt eine Anordnung des ersten Gehäuseelements 101 und des zweiten Gehäuseelements 102 auf einer Positioniervorrichtung 200. Auf der Positioniervorrichtung 200 ist das erste Gehäuseelement 101 und das zweite Gehäuseelement 102 der¬ art positioniert, dass beide Gehäuseelemente 101, 102 sich im Kontaktbereich 104 berühren. Die Positioniervorrichtung 200 kann die jeweiligen Gehäuseelemente 101, 102, 103 mittels Eingreifens in speziell dafür vorgesehene und nach dem For example, a housing element 101, 102, 103 functional elements 105, such as a connection ¬ flange or a receptacle for a guide vane carrier have. According to FIG. 1, the second housing element 102 has a homogeneous half shell of the outer wall of the turbine section of the Turbine housing 100 on. In particular, one of the Gehäuseele ¬ elements 101, 102, 103, such as in Fig. 1 the second housing ¬ element 102 has no functional means. The second housing element 102 can, in particular, represent a standard component of a turbine housing, so that this second housing element 102 can be produced in advance, so that the production costs and storage costs can be reduced. Fig. 2 shows an arrangement of the first housing member 101 and second housing member 102 to a positioning device 200. In the positioning device 200, the first housing member 101 and second housing member 102 of the ¬ art is positioned, that both housing members 101, 102 are in contact in the contact region 104 , The positioning device 200 may include the respective housing elements 101, 102, 103 by engaging in specially provided and after the

Schweißvorgang zu entfernende Angusselemente 201, wie bei¬ spielsweise angegossene Butzen mit Gewindebohrungen, positio- nieren. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Positioniervorrichtung 200 auch an bestehende Vorkehrungen der Gehäuseelemente 101, 102, 103 (beispielsweise an Flansche oder Ge¬ häuseöffnungen) befestigt werden. Entlang des Kontaktbereichs 104 wird die Schweißnaht während des Verschweißens gebildet. Die Positioniervorrichtung 200 wird insbesondere auf derjenigen Oberfläche platziert, welche gegenüber derjenigen Oberfläche liegt, an welcher vorgesehenen Schweißstrahl angreift. Ferner kann die Positioniervor- richtung 200 eine Vorspannkraft F aufbringen, um beide Gehäu¬ seelemente 101, 102 zueinander zu drücken. Mit anderen Worten kann somit eine Vorspannung während des Verschweißens erzeugt werden. Die Vorspannkraft F wird im Wesentlichen parallel wirkend zu der Oberfläche der Gehäuseelemente 101, 102, auf- gebracht. Welding process to remove sprue elements 201, as in ¬ play, for example, cast-on slugs with threaded holes, positio- ning. Additionally or alternatively, the positioning device 200 also to existing arrangements of the housing members 101, 102, 103 are fixed (for example on flanges or Ge ¬ häuseöffnungen). Along the contact region 104, the weld is formed during the welding. The positioning device 200 is in particular placed on the surface which lies opposite the surface on which the intended welding beam acts. Further, the positioning process can apply a biasing force F direction 200 in order to press both Gehäu ¬ soul elements 101, 102 to each other. In other words, a bias voltage can thus be generated during the welding. The biasing force F is applied substantially parallel to the surface of the housing elements 101, 102.

Das erste Gehäuseelement 101 und das zweite Gehäuseelement 102 kann ferner die Angusselemente 201 aufweisen, welche in entsprechende Befestigungselemente der Positioniervorrichtung 200 eingreifen können. Die Positioniervorrichtung 200 kann beispielsweise einen Zuganker 202 aufweisen, welcher als Zugstange dient. Die Angusselemente 201 können beispielsweise mit den Angusselementen 201 der Gehäuseelemente 101, 102 befestigt sein, um die Vorspannkraft F auszuüben. The first housing member 101 and the second housing member 102 may further include the gate members 201, which in corresponding fasteners of the positioning device 200 can engage. The positioning device 200 may for example have a tie rod 202, which serves as a tie rod. The sprue elements 201 may, for example, be secured to the sprue elements 201 of the housing elements 101, 102 in order to exert the pretensioning force F.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht III-III aus Fig. 2. Der Zuganker 202 wird in dem Angusselement 201 der Gehäuseelemente 101, 102 gehaltert. Der Zuganker 202 kann Zentrierungsbereiche 301 aufweisen, wobei die Zentrierungsbereiche 301 eine enge Pas¬ sung mit zugehörigen Angusselementen 201 aufweisen, um damit eine Zentrierung des Zugankers 202 bzw. eine gegenseitige Ausrichtung der Gehäuseelemente 101, 102 bereitzustellen. Die Positioniervorrichtung 200 kann zudem eine Zugankerbefestigung 303 aufweisen, welche den Zuganker 202 haltert. Zum Aufbringen der Vorspannkraft kann am Ende des Zugankers 202 ein Vorspannelement 302, wie beispielsweise eine Wellenmutter, angebracht werden. 3 shows a view III-III from FIG. 2. The tie rod 202 is held in the gate element 201 of the housing elements 101, 102. The tie rod 202 may have Zentrierungsbereiche 301, wherein the Zentrierungsbereiche 301 have a narrow Pas ¬ solution with associated gate elements 201 in order to center the tie rod 202 and a mutual alignment of the housing elements 101 to provide the 102nd The positioning device 200 may also include a tie rod attachment 303 that supports the tie rod 202. To apply the biasing force, a biasing element 302, such as a shaft nut, may be attached to the end of the tie rod 202.

Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Schweißnaht, welche mittels des Elektronenstrahlschweißens hergestellt wurde. Die FIG. 4 shows, by way of example, a weld which has been produced by means of electron beam welding. The

Schweißnaht 401 verbindet das erste Gehäuseelement 101 und das zweite Gehäuseelement 102. Die Schweißnaht 401 ist äu- ßerst schmal ausgebildet und verläuft über die gesamte Tiefe des ersten Gehäuseelements 101 und des zweiten Gehäuseele¬ ments 102. Weld 401 connects the first housing member 101 and the second housing member 102. The weld 401 is ex- tremely formed narrow and extends over the entire depth of first case member 101 and the second Gehäuseele ¬ ments 102nd

Im Weiteren wird im Folgenden ein Herstellungszyklus gemäß dem beanspruchten Verfahren beschrieben. Zunächst werden in der Designphase die Gehäuseabschnitte, wie z.B. Gehäusehälf¬ ten, in Einzelteile bzw. in Gehäuseelemente 101, 102, 103 un¬ terteilt, welche einzeln und unabhängig voneinander gegossen werden können. Anschließend können die Gehäuseelemente 101, 102, 103 vorbearbeitet werden. Auf der Positioniervorrichtung 200 können die einzelnen Gehäuseelemente 101, 102, 103 positioniert und für den Schweißvorgang vorbereitet werden. Mittels der Positioniervorrichtung 200 wird eine exakte Positio- nierung der einzelnen Gehäuseelemente 101, 102, 103 zueinander bereitgestellt. Die so vorgerichteten Gehäuseelemente 101, 102, 103 werden anschließend in eine Elektronenstrahl- Schweißanlage bzw. an eine Schweißkammer, eingebracht. Diese Schweißkammer kann evakuiert werden und anschließend der Schweißvorgang, insbesondere der Elektronenstrahlschweißvor- gang, durchgeführt werden. Nach Fertigstellung der Schweißnähte an den Kontaktbereichen 104 wird die Schweißkammer wieder belüftet und der fertig geformte Gehäuseabschnitt entnom¬ men. Danach kann eine Wärmebehandlung der Schweißnaht 401 bzw. des Gehäuseabschnitts durchgeführt werden. Ebenfalls kann eine Schweißnahtprüfung durchgeführt werden. In the following, a production cycle according to the claimed method will be described below. First, in the design phase of the housing sections, such as Gehäusehälf ¬ th are in parts or in housing members 101, 102, 103 un ¬ tert approaches, which can be cast separately and independently. Subsequently, the housing elements 101, 102, 103 can be preprocessed. On the positioning device 200, the individual housing elements 101, 102, 103 can be positioned and prepared for the welding process. By means of the positioning device 200, an exact position nierung the individual housing elements 101, 102, 103 provided to each other. The thus prepared housing elements 101, 102, 103 are then introduced into an electron beam welding system or to a welding chamber. This welding chamber can be evacuated and then the welding process, in particular the electron beam welding process, be carried out. After completion of the welds at the contact areas 104, the welding chamber is ventilated again and the finished molded housing section entnom ¬ men. Thereafter, a heat treatment of the weld seam 401 or of the housing section can be carried out. Also, a weld inspection can be performed.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine an¬ deren Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewie¬ sen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden kön¬ nen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. In addition, it should be pointed out that "comprehensive" does not exclude any other elements or steps and "one" or "one" does not exclude a large number. Further thereon was hingewie ¬ sen that features or steps which have been described with reference to one of the above embodiments, also be used in combination with other characteristics or steps of other exemplary embodiments described above Kgs ¬ NEN. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseabschnitts eines Turbinengehäuses (100), insbesondere eines Dampfturbinenge- häuses, das Verfahren aufweisend 1. A method for producing a housing portion of a turbine housing (100), in particular a Dampfturbinenge- housing, the method having Herstellen und Bearbeiten eines ersten Gehäuseelements (101), welches einen ersten Außenwandbereich aufweist, Producing and processing a first housing element (101) which has a first outer wall area, Herstellen und Bearbeiten eines zweiten Gehäuseelements (102), welches einen zweiten Außenwandbereich aufweist, wobei zumindest das erste Gehäuseelement (101) oder das zweite Gehäuseelement (102) mittels Gießens hergestellt wird, und Producing and processing a second housing element (102) which has a second outer wall area, wherein at least the first housing element (101) or the second housing element (102) is produced by means of casting, and Verschweißen des ersten Gehäuseelements (101) mit dem zweiten Gehäuseelement (102) derart, dass der erste Außen- wandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Gehäuseabschnitts bilden.  Welding the first housing element (101) to the second housing element (102) in such a way that the first outer wall area and the second outer wall area form an outer wall of the housing section. 2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1, wobei das erste Gehäuseelement (101) und das zweite Ge- häuseelement (102) mittels Gießens hergestellt werden.  wherein the first housing element (101) and the second housing element (102) are produced by means of casting. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2, wobei das Verschweißen des ersten Gehäuseelements (101) mit dem zweiten Gehäuseelement (102) mittels Elektronen- Strahlschweißens durchgeführt wird.  wherein the welding of the first housing member (101) to the second housing member (102) is performed by electron beam welding. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend 4. The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising Unterpuffern einer Schweißfläche des ersten Gehäuseele- ments (101) und/oder des zweite Gehäuseelements (102) vor dem Verschweißen, wobei bei dem Unterpuffern eine Schicht aus Metall auf die Schweißfläche aufgetragen wird.  Buffering a welding surface of the first Gehäusele- element (101) and / or the second housing member (102) before welding, wherein the under buffers a layer of metal is applied to the welding surface. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wobei das Verschweißen ferner aufweist  wherein the welding further comprises Positionieren des ersten Gehäuseelements (102) und des zweiten Gehäuseelements (102) zueinander mittels einer Posi¬ tioniervorrichtung (200) derart, dass das erste Gehäuseele- ment (101) und das zweite Gehäuseelement (102) jeweils einen Kontaktbereich (104) ausbilden. Positioning the first housing member (102) and the second housing member (102) to each other in such a manner by means of a Posi ¬ tioniervorrichtung (200) that the first Gehäuseele- ment (101) and the second housing element (102) each form a contact region (104). 6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5, wobei mittels der Positioniervorrichtung (200) das erste Gehäuseelement (101) und das zweite Gehäuseelement (102) im Kontaktbereich (104) aneinander gepresst werden.  wherein by means of the positioning device (200) the first housing element (101) and the second housing element (102) in the contact region (104) are pressed against each other. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wobei das Verschweißen ferner aufweist  wherein the welding further comprises Positionieren des ersten Gehäuseelements (101) und des zweiten Gehäuseelements (102) in einer Schweißkammer,  Positioning the first housing member (101) and the second housing member (102) in a welding chamber, Evakuierung der Schweißkammer, und  Evacuation of the welding chamber, and Durchführen des Verschweißens .  Performing the welding. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of claims 1 to 7, Wärmebehandeln des ersten Gehäuseelements (101) und des zweiten Gehäuseelements (102) nach dem Verschweißen.  Heat treating the first case member (101) and the second case member (102) after welding. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. The method according to any one of claims 1 to 8, Überprüfen einer Schweißverbindung, insbesondere einer Checking a welded joint, especially one Schweißverbindung, des ersten Gehäuseelements (101) und des zweiten Gehäuseelements (102) nach dem Verschweißen. Welded joint, the first housing member (101) and the second housing member (102) after welding. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of claims 1 to 9, wobei das erste Gehäuseelement (101) ein erstes Material und das zweite Gehäuseelement (102) ein zweites Material auf¬ weist, und wherein the first housing member (101) comprises a first material and the second housing member (102) a second material on ¬, and wobei sich das erste Material und das zweite Material unterscheiden .  wherein the first material and the second material differ. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wobei bei dem Verschweißen eine Vielzahl an ersten Gehäuseelementen (101) und/oder eine Vielzahl an zweiten Gehäuseelementen (102) miteinander verschweißt werden, sodass mittels der Vielzahl an ersten Gehäuseelementen (101) und/oder der Vielzahl an zweiten Gehäuseelementen (102) ein Gehäuseab- schnitt mit einer vorbestimmten Form und Größe hergestellt wird . wherein at the welding a plurality of first housing elements (101) and / or a plurality of second housing elements (102) are welded together, so by means of the plurality of first housing elements (101) and / or the plurality of second housing elements (102) a Gehäuseab - cut is made with a predetermined shape and size. 12. Gehäuseabschnitt eines Turbinengehäuses (100), wobei der Gehäuseabschnitt aufweist 12. housing portion of a turbine housing (100), wherein the housing portion has ein erstes Gehäuseelement (101) mit einem ersten Außenwandbereich, und  a first housing member (101) having a first outer wall portion, and ein zweites Gehäuseelement (102) mit einem zweiten Au¬ ßenwandbereich, a second housing member (102) having a second Au ¬ ßenwandbereich, wobei das erste Gehäuseelement (101) und das zweite Ge¬ häuseelement (102) mittels einer Schweißverbindung derart verbunden sind, dass der erste Außenwandbereich und der zweite Außenwandbereich eine Außenwand des Gehäuseabschnitts bil¬ den . wherein the first housing member (101) and the second Ge ¬ häuseelement (102) are connected by means of a welded joint such that the first outer wall section and the second outer wall portion an outer wall of the housing portion bil ¬.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2236236A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-06 Siemens AG Method for weld manufacturing a large-dimension component part made from spheroidal graphite iron using builtup materials

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