Gehäuse, insbesondere Außengehäuse für eine Niederdruckdampfturbine

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Außengehäuse für eine Niederdruckdampfturbine, das in seiner Grundfläche einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und wobei seitliche Blechwände (2) mit ihren Flächen Teile des Gehäuses bilden. Zur Versteifung der Blechwände (2) ist zumindest ein ringförmiges Versteifungsmittel (R1,R2,R3) eingebracht und so ausgebildet ist, dass es die Blechwände an Punkten der Flächen (3,3') stützt

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Außengehäuse für eine Niederdruckdampfturbine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein Beispiel für ein Gehäuse, speziell ein Außengehäuse für eine Niederdruck-Dampfturbine, ist aus der EP 0 575 642 A1 bekannt. Das Außengehäuse ist hier als Schweißkonstruktionen ausgeführt und besteht aus einem Oberteil und einem tragenden Unterteil. Das tragende Unterteil ist unten mit dem Kondensator verbunden. Zusammen bilden diese dann einen gegenüber der Umgebung, in der Atmosphärendruck vorherrscht, abgeschlossenen Raum. Da im Inneren des Außengehäuses aber der Kondensatordruck, der sich üblicherweise im zweistelligen Millibar-Bereich bewegt, vorliegt, wirkt der volle Umgebungsdruck auf das Außengehäuse. Aufgrund der Bauform des Außengehäuses als großflächige Blechkonstruktion ergibt sich so das Problem, dass große Kräfte auf diese äußere Hülle aus großflächigen Blechwänden wirken, und es so zu Verformungen derselben kommt. Zur Verbesserung der Steifigkeit des Außengehäuses sind daher entsprechende Versteifungen vorgesehen. Dazu kommen üblicherweise am Oberteil äußere Versteifungsrippen und im Unterteil, mit angeschweißtem Kondensator, innere Versteifungstangen, die in einer Art einer Fachwerkskonstruktion angeordnet sind, zum Einsatz. Gerade diese innere fachwerksartige Konstruktion der Versteifungsstangen hat aber den Nachteil, dass diese einen sehr hohen Montageaufwand erfordert und damit hohe Kosten verursacht.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse bereitzustellen, das diese Nachteile überwindet.

[0004] Diese Aufgabe wird mit dem Gehäuse, insbesondere einem Außengehäuse für eine Niederdruckdampfturbine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0005] Dadurch, dass zur inneren Versteifung der Blechwände des Gehäuses und insbesondere des Unterteils des Außengehäuses einer Niederdruckdampfturbine nun anstelle der fachwerkartigen Konstruktion aus Versteifungsstangen zumindest ein ringförmiges Versteifungsmittel zur Versteifung der Blechwände in das Gehäuse eingebracht ist und so ausgebildet ist, dass es die Blechwände an Punkten der Flächen gezielt stützt, kann bei gleichbleibender Versteifungscharakteristik der Komplexitätsgrad der Versteifung verringert werden. Insgesamt ergibt sich so eine einfachere, schnellere und damit kostengünstigere Fertigung und Montage des Gehäuses.

[0006] Passkeile zwischen dem zumindest einen ringförmigen Versteifungsmittel und den Blechwänden erlauben, dass die Außenabmessungen des zumindest einen ringförmigen Versteifungsmittels nicht exakt den Ausfallmaßen der Innenabmessungen des Gehäuses entsprechen müssen. Die Versteifungsringe können so einen etwas kleineren Außendurchmesser aufweisen und die verbleibenden Spalte zwischen ringförmigem Versteifungsmittel und den Blechwänden des Gehäuses werden dann durch die in die Spalten eingebrachten Passkeile oder andere Zwischenelemente zum Schließen der verbleibenden Spalte geschlossen, so dass die Bauteile anschließend, z. B. durch schweißen miteinander verbunden werden können.

[0007] Je nach geforderter Steifigkeit können die ringförmigen Versteifungsmittel in verschiedenen vertikalen Ebenen des Gehäuses vorgesehen und mit der Innenseite der Blechwände des Gehäuses verschweißt sein. Vorzugsweise sind die ringförmigen Versteifungsmittel dabei in den vertikalen Ebenen jeweils horizontal angeordnet, so dass mehrere ringförmige Versteifungsmittel parallel zueinander zum Liegen kommen. Die erfindungsgemäße Wirkung ist aber auch dann noch gegeben, wenn die ringförmigen Versteifungsmittel nahezu horizontal, das heißt mit geringen Winkelabweichungen aus der Horizontalen heraus, zueinander in verschiedenen vertikalen Ebenen angeordnet sind.

[0008] Sind die ringförmigen Versteifungsmittel nahezu kreisrund, stützen sie die Blechwände des Gehäuses an den Stellen der Blechwandflächen an denen aufgrund des großen Druckunterschieds die größte Verformung vorliegt, nämlich in der Mitte zwischen jeweils zwei Blechwandkanten.

[0009] Sind die ringförmigen Versteifungsmittel oval, erfolgt die Stützung der Blechwände dezentral an Stellen, die näher an den Blechwandkanten liegen. Werden in direkt übereinander liegenden vertikalen Ebenen solche ovalen ringförmigen Versteifungsmittel jeweils um 90 Grad gegeneinander verdreht angeordnet, kann eine Stützung der Blechwänden und damit eine Steifigkeit an verschiedenen Stellen der Blechwände erreicht werden. Die Steifigkeit kann noch weiter verbessert werden, wenn sich ovale und nahezu kreisrunde Versteifungsmittel über die verschiedenen vertikalen Ebenen abwechseln und so die Blechwände in jeder der Ebenen an verschiedenen Stellen der Wandfläche stützen.

[0010] Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden. Es zeigen:

FIG 1

schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel mit nahezu kreisrundem Versteifungsring,

FIG 2

schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel mit ovalen Versteifungsringen.

[0011] In FIG 1 dargestellt ist eine Draufsicht auf ein Unterteil 1 des Gehäuses mit angeschweißtem Kondensator einer Niederdruckdampfturbine. Großflächige seitliche Blechwände 2 auf einer rechteckigen - hier quadratischen - Grundfläche begrenzen das Volumen dieses Unterteils und bilden zusammen mit dem Oberteil das Gehäuse der Niederdruckdampfturbine. Die vier seitlichen Blechwände 2 sind jeweils an ihren Kanten miteinander und mit dem Bodenblech verschweißt. Die Blechwände 2 weisen aufgrund ihrer großflächigen Blechkonstruktionen selbst keine ausreichende inhärente Steifigkeit auf. Aufgrund des großen Druckunterschieds zwischen Umgebung und ummantelten Volumen kann es somit zu Einbeulungen kommen, so dass ein sicherer Betrieb der Niederdruckdampfturbine nicht mehr gewährleistet ist.

[0012] Erfindungsgemäß sind deshalb zur Versteifung der großflächigen Blechwände ringförmige Versteifungsmittel R1 vorgesehen, die gleichzeitig aber auch einen möglichst einfachen Aufbau und damit einen geringen Kosten- und Montageaufwand aufweisen. Die ringförmigen Versteifungsmittel R1 nehmen dann die Kräfte auf, die aufgrund des hohen Druckunterschieds zwischen Umgebung und Innerem auf die Blechwände wirken. In dem in FIG 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für ein Unterteil 1 mit quadratischer Grundfläche dieses ringförmige Versteifungsmittel R1 nahezu kreisrund ausgebildet. Wird es zudem so bemessen, dass es nach dem Einbringen in das Unterteil 1 die Blechwände 2 an den Stellen 3 stützt, können die aufgrund des Druckunterschieds entstehenden Kräfte genau an den Punkten der Blechwände 2 aufgenommen werden, wo diese für eine Krafteinwirkung ihren schwächsten Punkt aufweisen, nämlich in der Mitte zwischen zwei Kanten einer großflächigen Blechwand. Je nach Höhe des Unterteils 1 kann es vorteilhaft sein, mehrere solcher ringförmigen Versteifungsmittel R1 in mehreren vertikalen und voneinander beabstandeten Ebenen übereinander anzuordnen und an den Stellen 3 mit den Blechwänden 2 zu verschweißen.

[0013] Vorzugsweise müssen die Außenabmessungen der ringförmigen Versteifungsmittel aber keine passgenauen Maße in Bezug auf die Innenabmessungen des durch die Blechwände 2 eingeschlossenen Volumens aufweisen. Vielmehr können an den Stellen 3 hier nicht näher dargestellte Passkeile in möglicherweise vorhandenen Spalten zwischen dem zumindest einen ringförmigen Versteifungsmittel R1 und den Blechwänden 2 des Unterteils 1 eingebracht und anschließend mit dem Versteifungsmittel R1 mit den Blechwänden 2 verschweißt werden. Wichtig ist letztendlich immer nur, dass die Versteifungsmittel so mit den Blechwänden zusammenwirken, dass ein unzulässiges Einbeulen der Blechwände verhindert wird.

[0014] In FIG 2 ist eine zweite Ausführungsform der ringförmigen Versteifungsmittel dargestellt. Die ringförmigen Versteifungsmittel R2 und R3 sind hier oval ausgebildet und um 90 Grad gegeneinander verdreht in zwei verschiedene vertikale Ebenen in das Unterteil 1 eingebracht und mit den Blechwänden 2 verschweißt. Die ringförmigen Versteifungsmittel R2 und R3 stützen aufgrund ihrer ovalen Form die Blechwände 2 jetzt an Stellen 3', die näher an den Kanten liegen. Liegen diese beiden vertikalen Ebenen ohne nennenswerten Abstand untereinander, können die ringförmigen Versteifungsmittel zusätzlich an den Knotenpunkten 4 miteinander verschweißt oder auf jede andere Art miteinander verbunden werden.

[0015] Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die zwei zuvor beschriebenen Ausführungsformen für einen tief aufgestellten Kondensator beschränkt. Vielmehr ist sie auch auf jede Art von Gehäusestruktur von Dampfturbinen anwendbar, die einen nahezu rechteckigen Querschnitt haben und die durch äußeren Überdruck belastet sind, wie zum Beispiel auch das an dem Unterteil angrenzende Kondensatorgehäuse oder Niederdruckdampfturbinen Außengehäuse oder auch Niederdruckdampfturbinen Außengehäuse für andere Aufstellungsarten als der Abströmung nach unten. Die grundlegende Idee ist, dass man für Gehäuse die aufgrund anderer Zwänge einen rechteckigen Querschnitt haben, ein ringförmiges Versteifungsmittel, das per se die günstigste Struktur aufweist um der gegebenen Belastung standzuhalten, zur Versteifung nutzt.

Ansprüche

1. Gehäuse, insbesondere ein Außengehäuse für eine Niederdruckdampfturbine, das in seiner Grundfläche einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und wobei seitliche Blechwände (2) mit ihren Flächen Teile des Gehäuses bilden dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung der Blechwände (2) zumindest ein ringförmiges Versteifungsmittel (R1,R2,R3) eingebracht und so ausgebildet ist, dass es die Blechwände an Punkten der Flächen (3,3') stützt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Unterteil (1) eines Außengehäuses einer Niederdruckdampfturbine ist und zur Versteifung der Blechwände (2) des Unterteils (1) zumindest ein ringförmiges Versteifungsmittel (R1,R2,R3) in das Unterteil (1) eingebracht und so ausgebildet ist, dass es die Blechwände an Punkten der Flächen (3,3') stützt.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass Passkeile zwischen dem zumindest einen ringförmigen Versteifungsmittel (R1,R2,R3) und den Blechwänden (2) vorgesehen sind.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Versteifungsmittel (R1,R2,R3) in verschiedenen vertikalen Ebenen des Gehäuses vorgesehen sind.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Versteifungsmittel (R1) nahezu kreisrund sind.

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Versteifungsmittel (R2,R3) oval sind.

7. Gehäuse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Versteifungsmittel (R1,R2,R3) in verschiedenen vertikalen Ebenen rund oder oval sind.

Zeichnung