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Crashringe fuer Niederdruck-Dampfturbinen aus faserverstaerkten Verbundwerkstoffen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000131993D
Original Publication Date: 2005-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Dec-25
Document File: 2 page(s) / 407K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Rotorschaufeln von Turbinen allgemein sind aufgrund der Drehzahl des Rotors Fliehkraeften ausgesetzt. Entsprechend weist eine rotierende Schaufel eine Bewegungsenergie auf. Fliehkraft und Bewegungsenergie steigen mit dem Quadrat der Drehzahl, der Masse der Schaufel und dem mittleren Durchmesser der Schaufel. Als Konsequenz weisen Niederdruckschaufeln, die einerseits vergleichsweise gross und schwer sind und zudem noch auf grossem Durchmesser umlaufen, besonders hohe Kraefte und Bewegungsenergien auf. Wenn nun eine solche Schaufel waehrend des Betriebs vom Rotor abreisst, schlaegt sie aufgrund ihrer Bewegungsenergie mit enormer Wucht in das umgebende Gehaeuse ein. Das Gehaeuse selbst kann jedoch diesen Einschlag in der Regel nicht abfangen, so dass die Schaufel das Gehaeuse durchschlagen wird und im umgebenden Gebaeude weiteren Schaden verursachen kann. Im Extremfall kann die Schaufel in einer solchen Situation auch Gebaeudewaende durchschlagen und in benachbarten Gebaeuden oder Einrichtungen Schaden anrichten. In Kraftwerken mit besonderen Sicherheitsanforderungen (z.B. Nuklearanlagen) wird daher gefordert, dass das Maschinengehaeuse derart auszufuehren ist, dass eine abreissende Schaufel dieses nicht durchschlagen kann, sondern von ihm abgefangen wird.

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S

Crashringe fuer Niederdruck-Dampfturbinen aus faserverstaerkten Verbundwerkstoffen

Idee: Dr. Armin de Lazzer, DE-Muelheim; Wilhelm Hartstein, DE-Muelheim; Traugott Paul, DE-

Muelheim

Die Rotorschaufeln von Turbinen allgemein sind aufgrund der Drehzahl des Rotors Fliehkraeften ausgesetzt. Entsprechend weist eine rotierende Schaufel eine Bewegungsenergie auf. Fliehkraft und Bewegungsenergie steigen mit dem Quadrat der Drehzahl, der Masse der Schaufel und dem mittleren Durchmesser der Schaufel. Als Konsequenz weisen Niederdruckschaufeln, die einerseits vergleichsweise gross und schwer sind und zudem noch auf grossem Durchmesser umlaufen, besonders hohe Kraefte und Bewegungsenergien auf.

Wenn nun eine solche Schaufel waehrend des Betriebs vom Rotor abreisst, schlaegt sie aufgrund ihrer Bewegungsenergie mit enormer Wucht in das umgebende Gehaeuse ein. Das Gehaeuse selbst kann jedoch diesen Einschlag in der Regel nicht abfangen, so dass die Schaufel das Gehaeuse durchschlagen wird und im umgebenden Gebaeude weiteren Schaden verursachen kann. Im Extremfall kann die Schaufel in einer solchen Situation auch Gebaeudewaende durchschlagen und in benachbarten Gebaeuden oder Einrichtungen Schaden anrichten.

In Kraftwerken mit besonderen Sicherheitsanforderungen (z.B. Nuklearanlagen) wird daher gefordert, dass das Maschinengehaeuse derart auszufuehren ist, dass eine abreissende Schaufel dieses nicht durchschlagen kann, sondern von ihm abgefangen wird.

Bislang wurde die Anforderung dadurch erfuellt, dass die Innengehaeusehaelften der Turbine im Bereich ausserhalb gefaehrdeter Schaufeln (ueblicherweise der letzten ein bis drei Laufschaufeln) durch so genannte Crashringe verstaerkt werden. Bei diesen Crashringen handelt es sich um eingegossene oder angeschweisste massive Stahlhalbringe. Um Durchschlagfestigkeit sicherzustellen, sind diese Crashringe sehr massiv dimensioniert und werden daher relativ schwer. Beispielsweise kommen in einer grossen nuklearen Niederdruckteil...