(57)【要約】【課題】タービンケーシング部分の接合部において、先行技術よりも改善された、しかも簡単なシールを得る。【解決手段】タービンケーシング１であって、タービンケーシング下方部分２と、タービンケーシング上方部分３とを有しており、これらのタービンケーシング部分は組み付け状態で互いに接合されており、その接合面にはそれぞれ１つの接合部４が形成されており、各タービンケーシング部分は前記接合部の領域に１つの接合フランジ５，６を有しており、該接合フランジを介して、両タービンケーシング部分が複数の接合ねじによって互いにねじ固定されている形式のものにおいて、タービンケーシングの内壁７に、前記接合フランジの領域で壁被覆部材８が設けられており、該壁被覆部材は、前記接合フランジの領域における対流性熱伝達と熱放射が減じられるように配置及び形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンケーシング（１）であって、タービンケーシング下方部分（２）と、タービンケーシング上方部分（３）とを有しており、これらのタービンケーシング部分（２，３）は組み付け状態で互いに接合されており、その接合面にはそれぞれ１つの接合部（４）が形成されており、各タービンケーシング部分（２，３）は前記接合部（４）の領域に１つの接合フランジ（５，６）を有しており、該接合フランジ（５，６）を介して、両タービンケーシング部分（２，３）が複数の接合ねじによって互いにねじ固定されている形式のものにおいて、
タービンケーシング（１）の内壁（７）に、前記接合フランジ（５，６）の領域で壁被覆部材（８）が設けられており、該壁被覆部材（８）は、前記接合フランジ（５，６）の領域における対流性熱伝達と熱放射が減じられるように配置及び形成されていることを特徴とする、タービンケーシング。
【請求項２】
前記壁被覆部材（８）が主として金属材料から成っている、請求項１記載のタービンケーシング。
【請求項３】
前記壁被覆部材（８）が、熱弾性的な固定部材（９）によってタービンケーシング部分（２，３）の内壁（７）に固定されている、請求項１又は２記載のタービンケーシング。
【請求項４】
熱弾性的な固定部材（９）がねじ（１０）によって形成される、請求項３記載のタービンケーシング。
【請求項５】
前記ねじ（１０）が少なくとも１つのスペーサねじ（１１）によって形成される、請求項４記載のタービンケーシング。
【請求項６】
各壁被覆部材（８）が、各接合部（４）から測定して、３０°〜６０°の中心角αを有する円弧にわたって延びている、請求項１から５までのいずれか１項記載のタービンケーシング。
【請求項７】
壁被覆部材（８）が軸方向で、複数の接合ねじの間の間隔の１〜３つ分にわたって延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載のタービンケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に蒸気タービンのタービンケーシングであって、タービンケーシング下方部分と、タービンケーシング上方部分とから成っており、これらのタービンケーシング部分は組み付け状態で互いに接合されており、その接合面にはそれぞれ１つの接合部が形成されており、各タービンケーシング部分は前記接合部の領域に１つの接合フランジを有しており、該接合フランジを介して、両タービンケーシング部分が複数の接合ねじによって互いにねじ固定されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンケーシングの外側ケーシングは通常２つの部分から形成されており、タービンケーシング下方部分とタービンケーシング上方部分とを有している。タービンケーシングの２つの部分から成る構成により、ロータの組み付けは容易になる。タービンケーシング下方部分とタービンケーシング上方部分とは組み付け状態で、接合面を介して互いに接合されている。この場合、タービンケーシング下方部分とタービンケーシング上方部分とは、その接合面にそれぞれ１つの接合部を形成している。接合部の領域では、各タービンケーシング部分は１つの接合フランジを有していて、この接合フランジを介して両タービンケーシング部分が複数の接合ねじを介して互いにねじ固定されている。
【０００３】
接合部の領域では、タービンの運転中にしばしば不密が生じ、これにより、蒸気タービンの場合には、熱い蒸気が、接合部から外部に漏れる恐れがある。この不密性はこの場合、特に、タービンケーシングの隣接する室の間に生じる。不密の原因は特に、隣接する室の間の温度差が高いことにあり、また、タービンケーシング部分内部の温度分布の結果でもある。この場合、構成部分における温度分布は、流体温度、流体とケーシング部分との間の対流性熱伝達、熱放射により大きく影響される。ケーシング部分の壁の厚さは、接合フランジが設けられているため不均一である。これにより構成部分において不均一な温度分布、ひいては応力が生じ、これにより接合領域において不密性が生じる。
【０００４】
これまでこのような問題の解決は、接合ねじの大きさ、配置、材料選択、プレロードにより、若しくは熱力学的なパラメータの変更により行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上を前提として、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のタービンケーシングを改良して、ケーシング部分の接合部において、先行技術よりも改善された、しかも簡単なシールを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために本発明の構成では、タービンケーシングであって、タービンケーシング下方部分と、タービンケーシング上方部分とを有しており、これらのタービンケーシング部分は組み付け状態で互いに接合されており、その接合面にはそれぞれ１つの接合部が形成されており、各タービンケーシング部分は前記接合部の領域に１つの接合フランジを有しており、該接合フランジを介して、両タービンケーシング部分が複数の接合ねじによって互いにねじ固定されている形式のものにおいて、タービンケーシングの内壁に、前記接合フランジの領域で壁被覆部材が設けられており、該壁被覆部材は、前記接合フランジの領域における対流性熱伝達と熱放射が減じられるように配置及び形成されているようにした。
【発明の効果】
【０００７】
接合フランジの領域における対流性熱伝達と熱放射が減じられることにより、軸方向の温度勾配が減少し、隣室する室の間の温度差が高くても、接合部の領域においてタービンケーシングを確実にシールすることができる。この場合、壁被覆部材は、簡単かつ効果的な手段である。
【０００８】
本発明の有利な構成では、壁被覆部材は、主として金属材料から成っている。金属材料は安価であり、簡単に製造可能であり、タービンケーシングの内壁に簡単に固定することができる。金属材料は簡単に入手可能で事前に加工することができるので、必要時には、損傷した壁被覆部材を簡単に交換することができる。
【０００９】
本発明の特に有利な構成では、壁被覆部材は熱弾性的な固定部材により、タービンケーシングの内壁に固定されている。壁被覆部材の熱弾性的な固定部材により、壁被覆部材を損傷させる恐れがある、若しくは内壁の固定部を破壊若しくは損傷させる恐れのある、温度勾配による壁被覆部材における応力が阻止される。
【００１０】
本発明の有利な構成では、熱弾性的な固定がねじにより行われている。ねじ固定は極めて簡単に構成でき、タービンケーシング若しくはタービンケーシング部分の内壁に壁被覆部材を、耐久性をもって確実に固定することができる。
【００１１】
特に有利には、前記ねじ固定は少なくとも１つのスペーサねじによって行われる。スペーサねじは、壁被覆部材をタービンケーシング部分に直接的に接触させない。これにより、壁被覆部材とタービンケーシングとの間に隙間が生じ、この隙間は、対流性熱伝達若しくは熱放出に対して良好なシールドとなる。
【００１２】
本発明のさらに有利な構成では、各壁被覆部材が、各接合部から測定して、３０°〜６０°の中心角αを有する円弧にわたって延びている。このように形成された壁被覆部材は、接合部を十分に保護すると同時に、材料使用は僅かで良い。より大きな中心角を有する壁被覆部材も可能ではあるが、大きな改善は得られない。壁被覆部材の中心角がより小さい場合には、接合部の領域における保護が不十分であったとしたら、接合部の領域における不密性は効果的かつ確実には排除されない。
【００１３】
本発明の有利な別の構成では、壁被覆部材が軸方向で、複数の接合ねじの間の間隔の１〜３つ分にわたって延びている。これにより、接合部の十分なカバーが保証され、所要材料量は必要最小限にされる。より大きな壁被覆部材であっても、接合部の領域におけるシールの改善に寄与しない。これに対して、壁被覆部材の軸方向の延在を減じたなら、接合部の確実なシールを保証することはできない。
【００１４】
本発明によるタービンケーシングの根底を成す思想は、接合部の領域における簡単な壁被覆部材により、流体からタービンケーシング壁への対流性熱伝達及び熱放出を効果的に減少させ、これにより接合部の領域における不密性を簡単かつ安価に回避することにある。このような壁被覆部材は特に、接合部の領域におけるシール性の問題がしばしば生じ、大きな手間をかけてこの問題を解決しなければならない蒸気タービンケーシングのために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるタービンケーシングを示す三次元的な断面図である。
【図２】本発明によるタービンケーシングの半径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に図面につき本発明の実施の形態及び有利な構成を詳しく説明する。
【００１７】
図１には、本発明によるタービンケーシングの三次元的な断面図が示されている。タービンケーシング１はタービンケーシング下方部分２とタービンケーシング上方部分３とを有している。両タービンケーシング部分２，３は組み付け状態で互いに接合されている。この場合、接合面にはそれぞれ接合部４が形成されている。タービンケーシング１の内側から流体が外部に流れることができないように、前記接合部４はできるだけ密に閉じなければならない。このために、タービンケーシング下方部分２とタービンケーシング上方部分３とは互いに堅固にねじ固定されている。両タービンケーシング部分２，３の良好なねじ固定を可能にするために、両タービンケーシング部分２，３はそれぞれ接合フランジ５，６を有している。接合フランジ５，６には複数の接合ねじ（図１には示さず）が配置されている。両タービンケーシング部分２，３のねじ固定により、タービンケーシング１はシールされる。外側ケーシングの内面には、種々異なる個所に、静翼支持体を受容するためのウエブ１２が設けられている。静翼により、異なる複数の室１３，１４がタービンケーシング１の内側に形成される。個々の室１３，１４の間には高い温度差が生じる。隣接する室１３，１４の間の高い温度差により、異なる構成部分温度若しくは異なる構成部分温度分布が生じ、これにより各構成部分の膨張が異なることになる。これにより、接合部４の領域に不密が生じる。構成部分温度分布は、流体温度、流体と構成部分の間の対流性熱伝達、熱放射により大きく影響される。各構成部分の膨張が異なることによる不密性を防止するために、接合フランジ領域における軸方向の温度勾配を最小限にする必要がある。接合フランジ領域における軸方向の温度勾配の最小化は、壁被覆部材８により得られる。壁被覆部材８は、接合フランジ５，６の領域における対流性熱伝達と熱放射とが著しく減じられるように配置及び形成されている。これにより、各構成部分間の異なる膨張は減じられ、接合部４の領域における確実なシールが得られる。壁被覆部材８の構成は図２に詳しく示されていて、以下に詳しく説明する。
【００１８】
図２には、図１で詳しく説明したようなタービンケーシング１の半径方向断面図が示されている。接合フランジ領域における軸方向の温度勾配を最小にするために、接合フランジ５，６の領域に、タービンケーシング１の内壁７に壁被覆部材８が設けられている。壁被覆部材８は主として金属材料から成っている。勿論その他の耐熱材料を使用することもできる。壁被覆部材８は、熱弾性的な固定部材９によってタービンケーシング部分２，３の内壁７に固定されている。熱弾性的な固定部材９は、熱膨張による膨張の際に、壁被覆部材８が損傷されないように設けられている。この実施の形態では、壁被覆部材８は２つの部分から成っており、各接合フランジ５，６のシールドのために、それぞれ１つの壁被覆部材８が設けられている。
【００１９】
しかしながら本発明は、両接合フランジ５，６にわたって延びる一体的な壁被覆部材も有している。２つの部分から成る構成は単に、一体的な構成に対して、タービンケーシング下方部分２とタービンケーシング上方部分３の組み付け、組み外しが簡単であるという利点を有しているものである。熱弾性的な固定部材９はねじ１０によって形成される。ねじ１０は、壁被覆部材８の一方の端部でねじ固定を行う。壁被覆部材８の他方の端部は、対応するケーシング部分に直接溶接することができる。ねじ１０は、少なくとも１つのスペーサねじ１１によって形成されている。スペーサねじ１１を使用することにより、壁被覆部材８とタービンケーシング１の内壁７との間に所定の間隔が得られる。壁被覆部材８とタービンケーシング１の内壁７との間の中間スペースにより、壁被覆部材８から接合フランジ５，６への伝熱は著しく減じられる。従って伝熱は、スペーサねじ１１と溶接点とを介してのみ行われる。壁被覆部材８から接合フランジ５，６への熱放射は、壁被覆部材なしで行われる熱放射よりも著しく減じられる。
【００２０】
従って壁被覆部材８により、接合フランジの領域における対流性熱伝達も、熱放射も明らかに減じられ、これにより、接合フランジ領域における軸方向の温度勾配は最小になり、接合部４の確実なシールが得られる。各壁被覆部材８は、２つの部分から成る構成では有利には、各接合部４から測定して、約３０°〜６０°の中心角αを有する円弧にわたって延びている。壁被覆部材８の中心角αがこれ以上小さいと、熱のシールドは減少し、接合部４の確実なシールは保証することはできない。中心角αが６０°よりも大きくても、シールドに関して特別な効果は奏さない。軸方向では、壁被覆部材８は、接合部４の確実な絶縁、ひいてはシールを保証するために、複数の接合ねじの間の間隔の１〜３つ分にわたって延びている。壁被覆部材８は、タービンケーシング１のそれぞれ２つの部屋の間で軸方向に配置されている。
【００２１】
従って、タービンケーシング１の内壁７に配置された壁被覆部材８を有する本発明によるタービンケーシング１により、特に簡単かつ安価に、内側の熱絶縁により、接合フランジの領域における軸方向の温度勾配を最小化することができる。これにより、接合部４のシール性は著しく向上し、運転確実性は改善される。壁被覆部材８を有するタービンケーシング１は、特に蒸気タービンのために効果的に使用される。しかしながら基本的には、あらゆる形式のタービンケーシングに適している。既存のタービンケーシングに後付けすることもできる。
【符号の説明】
【００２２】
１  タービンケーシング、  ２  タービンケーシング下方部分、  ３  タービンケーシング上方部分、  ４  接合部、  ５，６  接合フランジ、  ７  内壁  ８  壁被覆部材、  ９  固定部材、  １０  ねじ、  １１  スペーサねじ、  １２  ウエブ、  １３，１４  室
【図１】
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【図２】
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