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Optimierung der Verteilung von Zugankern in Innengehaeusen der Niederdruck-Teilturbine

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020128D
Original Publication Date: 2003-Nov-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Nov-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Um die Verformungen der Innengehaeuse von Niederdruck-Teilturbinen zu verringern, wurden in den vergangenen Jahren so genannte Zuganker ueber den Umfang verteilt am Uebergang vom Einstroemkanal in den Schaufelpfad eingesetzt. Die nicht axialsymmetrische Massenverteilung des Innengehaeuses fuehrt zu einer grossen Sekundaerbelastung (thermische Spannungen) der Zuganker. Haeufig halten die Zuganker der auf sie wirkenden grossen Sekundaerbelastung nicht stand und muessen dann aufwendig durch neue ersetzt werden. Auch eine Erhoehung der Anzahl der Zuganker im Bereich der Teilfuge bewirkte keine Verringerung der hohen Belastung. Im Folgenden wird vorgeschlagen, die Zuganker optimiert am Umfang zu verteilen, um deren Spannungsauslastung zu minimieren, wobei die dadurch bedingten groesseren Verformungen durch Versteifungsrippen reduziert werden koennen. Aufgrund der durch die Temperaturverteilung aufgepraegten Verformungen des Innengehaeuses werden die Zuganker nicht auf Zug belastet, sondern erfahren eine kombinierte Druck- und Biegebelastung. Durch gezieltes Weglassen von Zugankern im Bereich grosser axialer Steifigkeit, z.B. der Teilfuge, wird Verformungsbehinderung bzgl. der thermischen Dehnung deutlich reduziert, so dass es nicht zum Versagen der Zuganker kommen kann. So kann z.B. die meist verwendete Anzahl von 24 Zugankern auf 8 reduziert werden, wobei sich die Belastung um den Faktor 3 verringert. Die Verformungen des Innengehaeuses werden dabei gleichzeitig durch den gezielten Einsatz von Versteifungsrippen auf der Aussenseite des Innengehaeuses minimiert.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J13966.doc page: 1

Optimierung der Verteilung von Zugankern in Innengehaeusen der Niederdruck-Teilturbine

Idea: Thomas Mueller, DE-Muehlheim/Ruhr; Dr. Andreas Wichtmann, DE-Muehlheim/Ruhr

Um die Verformungen der Innengehaeuse von Niederdruck-Teilturbinen zu verringern, wurden in den vergangenen Jahren so genannte Zuganker ueber den Umfang verteilt am Uebergang vom Einstroemkanal in den Schaufelpfad eingesetzt. Die nicht axialsymmetrische Massenverteilung des Innengehaeuses fuehrt zu einer grossen Sekundaerbelastung (thermische Spannungen) der Zuganker. Haeufig halten die Zuganker der auf sie wirkenden grossen Sekundaerbelastung nicht stand und muessen dann aufwendig durch neue ersetzt werden. Auch eine Erhoehung der Anzahl der Zuganker im Bereich der Teilfuge bewirkte keine Verringerung der hohen Belastung.

Im Folgenden wird vorgeschlagen, die Zuganker optimiert am Umfang zu verteilen, um deren Spannungsauslastung zu minimieren, wobei die dadurch bedingten groesseren Verformungen durch Versteifungsrippen reduziert werden koennen. Aufgrund der durch die Temperaturverteilung aufgepraegten Verformungen des Innengehaeuses werden die Zuganker nicht auf Zug belastet, sondern erfahren eine kombinierte Druck- und Biegebelastung. Durch gezieltes Weglassen von Zugankern im Bereich grosser axialer Steifigkeit, z.B. der Teilfuge, wird Verformungsbehinderung bzgl. der thermischen Dehnung deutlich reduziert, so dass es nicht zum Versagen der Zugan...