TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Turbomaschinen. Sie betrifft eine Abstützung für eine Turbine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Bei mit thermischen Prozessen arbeitenden Turbomaschinen, wie z.B. Gasturbinen, treten beim Hochfahren am Gehäuse thermische Dehnungen auf, die durch spezielle Abstützungen des Aussengehäuses abgefangen werden (siehe z.B. die DE-U1-78 14 269 oder die EP-A1-0 785 389 oder die US-A-5,542,642).
Eine mögliche Konfiguration einer derartig abgestützten Turbomaschine bzw. Turbine ist in Fig. 1 wiedergegeben. Die in Fig. 1 gezeigte Turbine 10 weist ein Aussengehäuse 18 auf, dass entlang einer durch die Maschinenachse 17 gehenden horizontalen Trennebene in ein Oberteil 11 und ein Unterteil 12 unterteilt ist. Oberteil 11 und Unterteil 12 sind in der Trennebene über einen Horizontalflansch 13 miteinander dichtend verbunden bzw. verschraubt. Am Aussengehäuse 18 entlang sind verteilt mehrere vertikale Stützen 14, 15 und 16 angeordnet, die mit dem oberen Ende am Aussengehäuse 18 angreifen und sich mit dem unteren Ende an einen (nicht dargestellten) Boden oder Fundament abstützen.
Die Stützen 14, 15 und 16 können dabei entweder ganz oder teilweise an einem separaten Anguss am Aussengehäuse 18 angreifen, was zur Folge hat, dass die auf das Gehäuse einwirkenden Kräfte und Momente durch den grösseren Hebelarm verstärkt werden. Darüber hinaus kann ein separater Anguss unter Umständen zu unerwünschten grösseren Transportabmessungen führen.
Um dies zu vermeiden, können die Stützen 14, 15, 16 möglichst nahe an die neutrale Faser des Gehäuses herangezogen werden, wo sich die Flanschverschraubung befindet. Dies führt jedoch dazu, dass aus Platzgründen an der Stelle, wo die jeweilige Stütze ansetzt, eine Schraube der Flanschverschraubung weggelassen werden muss. Dies kann zu Problemen bei der Dichtheit der Aussengehäuse führen.
Zwei Varianten einer solchen vorbekannten Abstützung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt: Bei der Variante gemäss Fig. 2 ist das mit einem Aussengewinde 23 versehene obere Ende einer Stütze 19 durch ein Durchgangsloch 24 im unteren Flansch 13b des Horizontalflansches 13 hindurchgesteckt und mit dem Unteren Flansch 13b verschraubt. Dazu dienen eine auf die Stütze 19 aufgeschraubte untere Befestigungsmutter 21 und obere Befestigungsmutter 20. Damit die obere Befestigungsmutter 20 auf die Stütze 19 aufgeschraubt werden kann, ist im oberen Flansch 13a eine entsprechende Öffnung vorgesehen. Eine Verschraubung der beiden Flansche 13a und 13b ist an dieser Stelle nicht möglich. Dies gilt auch bei der Variante gemäss Fig. 3, bei welcher die Stütze 19 mit ihrem Aussengewinde 23 in eine entsprechende Gewindebohrung 25 im unteren Flansch 13b eingeschraubt und mit einer Kontermutter 22 gekontert ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Abstützung für eine Turbine mit geteiltem Aussengehäuse anzugeben, welche die Nachteile der bisherigen Abstützungen vermeidet und sich insbesondere durch eine optimale Platzierung der Abstützung ohne Einbussen an der Dichtigkeit der Flanschverbindung auszeichnet.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich für die erfindungsgemässe Lösung ist, dass eine oder mehrere der Stützen mit dem oberen Ende am Horizontalflansch angreifen und Teil der Horizontalflanschverschraubung sind. Hierdurch kann die Abstützung in eine mechanisch optimale Position verschoben werden, ohne dass an der dortigen Position auf eine dichtende Verschraubung verzichtet werden muss.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontalflansch einen oberen Flansch und einen unteren Flansch umfasst, die miteinander verschraubt sind, dass die als Teil der Horizontalverschraubung eingesetzten Stützen jeweils mit ihrem oberen Ende im unteren Flansch derart fixiert sind, dass sie von der Oberseite des unteren Flansches her zugänglich sind, und dass zur Verschraubung der Flansche jeweils eine Flanschschraube durch ein Durchgangsloch im oberen Flansch in die im unteren Flansch fixierte Stütze einschraubbar ist.
Insbesondere sind die als Teil der Horizontalverschraubung eingesetzten Stützen zur Fixierung im unteren Flansch jeweils in den unteren Flansch einschraubbar. Vorzugsweise sind die Stützen dabei zur Fixierung im unteren Flansch derart bis zu einem Anschlag in den unteren Flansch einschraubbar, dass zwischen der oberen Stirnfläche der Stütze und der Unterseite des oberen Flansches ein ausreichender Zwischenraum frei bleibt.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die als Teil der Horizontalverschraubung eingesetzten Stützen als zylindrische Stäbe ausgebildet sind und zur Aufnahme der Flanschschrauben am oberen Ende jeweils ein von der Stirnseite her eingebrachtes, konzentrisches Gewindeloch aufweisen.
Dabei ist es mechanisch von Vorteil, wenn die als Teil der Horizontalverschraubung eingesetzten Stützen mit ihren Stirnflächen im wesentlichen bündig an die Oberseite des unteren Flansches anschliessen.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
- Fig. 1
- in der Seitenansicht eine beispielhafte Konfiguration einer am Aussengehäuse angreifenden Turbinen-Abstützung;
- Fig. 2
- im Ausschnitt eine erste Variante einer bisher eingesetzten Abstützung am Horizontalflansch, die eine Flanschverschraubung an diesem Ort ausschliesst;
- Fig. 3
- im Ausschnitt eine zweite Variante einer bisher eingesetzten Abstützung am Horizontalflansch, die eine Flanschverschraubung an diesem Ort ausschliesst; und
- Fig. 4
- ein Ausführungsbeispiel einer Abstützung gemäss der Erfindung mit kombinierter Abstützung und Flanschverschraubung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 4 ist in einem vergrösserten Ausschnitt und in einer zu Fig. 2 und 3 vergleichbaren Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Abstützung gemäss der Erfindung mit kombinierter Abstützung und Flanschverschraubung wiedergegeben. Die sich am Boden bzw. einem Fundament abstützende Stütze 31 ist mit einem am oberen Ende angebrachten Gewindeabschnitt 28 von unten soweit in den unteren Flansch 13b eingeschraubt, dass die Stirnfläche der Stütze 31 mit der Oberseite des unteren Flansches 13b annähernd bündig abschliesst. Dazu ist im unteren Flansch 13b ein Durchgangsloch 30 vorgesehen, dass in der oberen Hälfte ein entsprechendes Innengewinde aufweist.
Konzentrisch zu dem Durchgangsloch 30 im unteren Flansch 13b ist im oberen Flansch 13a ein Durchgangsloch 27 angeordnet, durch das eine Flanschschraube 26 hindurchgesteckt werden kann. Die Länge der Flanschschraube 26 ist so gewählt, dass sie nach unten aus dem oberen Flansch 13a beträchtlich herausragt, jedoch innerhalb des unteren Flansches 13b endet. Die Flanschschraube 26 stützt sich mit ihrem Schraubenkopf an der Oberseite des oberen Flansches 13a ab und ist mit dem aus dem oberen Flansch 13a nach unten herausragenden Teil in ein dafür vorgesehenes (konzentrisches) Gewindeloch in der Stütze 31 eingeschraubt. Da die Stütze 31 ihrerseits in den unteren Flansch 13b eingeschraubt ist, können durch Anziehen der Flanschschraube 26 die beiden Flansche 13a und 13b unmittelbar im Bereich der Stütze 31 dichtend gegeneinander gedrückt werden.
Auf diese Weise lassen sich die Angriffspunkte der Stützen am Horizontalflansch 13 des Aussengehäuses optimal platzieren, ohne dass auf eine Flanschverschraubung an diesen Punkten verzichtet werden muss. Desgleichen werden keine zusätzlichen Angüsse benötigt.
Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den Gewindeabschnitt 28 an der Stütze 31 wegzulassen und stattdessen an der Stütze 31 und am Durchgangsloch 30 korrespondierende Abstufungen im Aussen- bzw. Innendurchmesser vorzusehen, so dass sich die in das Durchgangsloch 30 gesteckte Stütze 31 am unteren Flansch 13b abstützen kann.
Besonders günstig ist es, die Stütze 31 mit dem Gewindeabschnitt 28 derart bis zu einem Anschlag 32 in den unteren Flansch 13b einzuschrauben, dass zwischen der oberen Stirnfläche der Stütze 31 und der Unterseite des oberen Flansches 13a ein ausreichender Zwischenraum frei bleibt, so dass die Stütze 31 keine direkten Kräfte vom oberen Flansch 13a aufnehmen muss.
BEZUGSZEICHENLISTE
- 10
- Turbine
- 11
- Oberteil (Aussengehäuse)
- 12
- Unterteil (Aussengehäuse)
- 13
- Horizontalflansch
- 13a
- oberer Flansch
- 13b
- unterer Flansch
- 14,15,16
- Stütze
- 17
- Maschinenachse
- 18
- Aussengehäuse
- 19
- Stütze
- 20,21
- Befestigungsmutter
- 22
- Kontermutter
- 23
- Aussengewinde
- 24,27,30
- Durchgangsloch
- 25
- Gewindebohrung
- 26
- Flanschschraube
- 28
- Gewindeabschnitt
- 29
- Gewindeloch
- 31
- Stütze
- 32
- Anschlag