专利名称：用于汽轮机的多件式内壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于流体机械的内壳体以及一种用于制造用于流体机械的内壳体的方法。
背景技术：
流体机械例如理解为汽轮机。通常，汽轮机具有可转动地安装的转子和围绕转子设置的壳体。在转子和内壳体之间构成有流道。在汽轮机中的壳体必须能够满足多种功能。首先，在流道中的导向叶片设置在壳体上，并且其次，内壳体必须对于全部负载情况和特殊的运行情况经受住流体介质的压力和温度。在汽轮机中，流体介质为蒸汽。此外，壳体必须构成为，使得也称为引流的导入和导出是可能的。壳体必须满足的另一功能为下述可能性，即轴端部能够穿引通过壳体。 在运行中出现高的应力、压カ和温度的情况下，需要适当地选择材料以及将构造选择成，使得实现机械的完整性和功能性。为此需要的是，尤其在入流部和第一导向叶片槽的区域内使用闻品质的材料。镍基合金适合应用在高于650° C的，例如700° C的新蒸汽温度下，因为其经受住在高温下出现的负荷。当然，这种镍基合金的应用与新的要求联系在一起。因此，用于镍基合金的成本相对高，并且此外，例如通过受限制的浇铸可能性而限制镍基合金的可加工性。这导致，必须最小化镍基材料的应用。此外，镍基材料为差的热导体。由此，温度梯度在壁厚度上恒定，使热应カ相对高。此外应考虑的是，相对于传统的材料，在应用镍基材料的情况下，在汽轮机的入口和出口之间的温度差可能会变大。如今，遵循不同的概念来提供适合于高温和高压的汽轮机。因此，已知的是，根据Y. Tanaka 等的文献“Advanced Design of Mitsubishi Large Steam Turbines (三菱大型汽轮机的先进设计)”，三菱重工，Power Gen Eurpo (欧洲电カ展)，2003，杜塞尔多夫，2003年5月6日-8日，将包括多个部件的内壳体结构加入到外壳体结构中。同样已知的是，根据DE 10 2006 027 237 Al内壳体由两个部件组成。在DE 342 1067中以及在DE 103 53451 Al中同样公开了多组件的内壳体结构。针对高的蒸汽温度和蒸汽压カ来设计流体机械，例如汽轮机。部分地，蒸汽温度高于650° C，并且蒸汽压カ高于300bar。这种蒸汽參数要求使用经受住热应カ和机械应カ的材料。已知的是，使用高合金的铬钢。此外已知的是，使用镍基材料。汽轮机基本包括可围绕旋转轴线转动地安装的转子和围绕转子设置的内壳体以及围绕内壳体设置的外壳体。内壳体通常两件式地构成，即内壳体具有下部的内壳体部件和上部的内壳体部件,其中在所述两个内壳体部件之间构成有水平的接合面。用于这种汽轮机的镍基材料相对昂贵。此夕卜，制造限制于低吨位和可铸性。此外，由单件制成的内壳体部件相对重并且大。
发明内容
就这一点提出本发明，本发明的目的为，提供一种用于流体机械的内壳体，所述内壳体能够轻质地制成。该目的通过根据权利要求I的用于流体机械的内壳体来实现。本发明基于下述观点，S卩，能够取消限制于两个内壳体部件并且至少构造有三个内壳体部件。由此，减小了各个待制造的内壳体部件的质量和尺寸，这引起内壳体部件的更好的操纵。此外，内壳体部件能 够更加轻质地制成。内壳体能够构造成用于围绕着围绕旋转轴线定向的转子来安装，并且内壳体部件在关于旋转轴线的圆周方向上划分。在轴向方向上的划分同样是可行的。当然，在关于旋转轴线的圆周方向上划分是更有利的，因为能够更好地分配机械力。此外，在圆周方向上分开的内壳体部件的外尺寸小于在轴向方向上分开的内壳体部件。在此，内壳体部件在圆周方向上借助适当的机构彼此连接。内壳体具有水平的接合面。这导致，在安装内壳体部件期间，能够稳定地安置相应的下部内壳体部件，并且ー个或多个相对应的上部的内壳体部件能够设置到ー个或多个下部的内壳体部件上。根据本发明，内壳体在水平接合面之上包括由单件构成的上部的内壳体部件并且在水平的接合面之下包括两个下部的内壳体部件。通常，下部的内壳体部件大于上部的内壳体部件，因此将下部的内壳体部件划分成两个部件为有利的解决方案。有利的改进形式在从属权利要求中说明。在有利的改进形式中，设置在水平的接合面之下的两个下部的内壳体部件通过竖直的接合面形成。这意味着，设置在水平的接合面之下的两个下部的内壳体部件能够基本镜面对称地构成。这导致，出于对称的原因，内壳体部件的机械负荷均匀地分布。竖直的接合面相对于水平的接合面旋转90°地设置。在有利的改进形式中，第一下部内壳体部件和第二下部内壳体部件基本大小相等并且重量相同地构成。此外，第一下部内壳体部件和第二下部内壳体部件分别具有入流接管。在另一有利的改进形式中，内壳体包括四个内壳体部件,其中两个内壳体部件构成在水平的接合面之下，并且两个内壳体部件构成在水平的接合面之上。除了将内壳体分成三个部件之外，分成四个部件是有利的。出于对称的原因，四个部件基本近似大小相等。这导致，在制造时能够节约成本，因为与制造不同大小的构件相比，制造近似大小相等的构件面临更低的挑战。此外，内壳体部件的低的单件重量降低了每个内壳体部件的次品风险。由此减小经济上的风险。总体而言，这引起了扩大的生产能力，即能够扩展供货商体系。在另一有利的改进形式中，设置在水平的接合面之上的内壳体部件具有竖直的接合面。类似于具有三个壳体部件的实施形式，其中两个下部的内壳体部件具有竖直的接合面，构成在水平的接合面之上的两个上部的内壳体部件具有竖直的接合面。这就是说，在水平接合面之上构成的竖直的接合面相对于水平的接合面基本旋转90°地设置。由此，内壳体部件的构件为近似大小相等的，这致使进ー步节约成本。在另一有利的扩展形式中，竖直的接合面是连续的。这意味着，两个上部的内壳体部件的竖直的接合面和两个下部的内壳体部件的竖直的接合面位于一条直线上。出于对称的原因,机械カ由此更好地分配到内壳体部件上。此外,变形更加均质的。在另一有利的扩展形式中，内壳体部件由镍基材料构成。镍基材料对于在汽轮机运行中所出现的机械应カ和热应カ是合适的。
针对方法的目的通过用于制造用于流体机械的内壳体的方法来实现，其中内壳体由至少三个内壳体铸造构件制成。优点根据对装置说明的优点获得。
下面，通过參考示意的附图阐明本发明的实施例，关于全部的对于本发明重要的细节明确地參考所述附图。在附图中示出图I示出彼此耦联的内壳体的侧视图； 图2示出沿着图I中的直线A剖开的剖面图；图3示出内壳体的立体图；图4示出包括四个内壳体部件的内壳体的沿着直线A剖开的剖面图；图5以分解图示出在图4中示出的内壳体的示意图。
具体实施例方式图I示出流体机械的内壳体I的侧视图。这种流体机械例如能够为汽轮机或者燃气轮机。下面的实施形式涉及汽轮机。内壳体I包括水平的接合面2并且围绕旋转轴线3基本对称地构成。没有详细示出的转子围绕旋转轴线3可转动地安装在内壳体I之内。在水平接合面3之上构成有上部的内壳体部件5、10、11，以及在水平接合面2之下构成有下部的内壳体部件6、7。在水平接合面2之下的下部的内壳体部件6、7基本上具有入流接管4。图I既表示由三个内壳体部件所构成的内壳体，也示出由四个内壳体部件构成的内壳体。图2示出图I中的内壳体I的沿着直线A剖开的剖面。内壳体I在水平接合面2之上包括上部的内壳体部件5，并且在水平接合面2之下具有第一下部的内壳体部件6和第ニ下部的内壳体部件7。在第一下部的内壳体部件6和第二下部的内壳体部件7之间构成有竖直的接合面8。所述竖直的接合面8基本相对于水平的接合面2成90°地构成。第一下部的内壳体部件6和第二下部的内壳体部件7能够经由螺栓彼此固定地连接。在这种情况下重要的是，在第一次连接之后，下部的内壳体部件6和7不再打开，因为这能够导致移动。第一下部的内壳体部件6和第二下部的内壳体部件7基本大小相等地构成。第一下部的内壳体部件6和第二下部的内壳体部件7具有入流接管4，以用于运送流体介质。图3以分解图示出图2中的内壳体的立体图。内壳体I由至少三个内壳体部件5、6和7构成。内壳体I构造成用于安装围绕旋转轴线3定向的转子,并且内壳体部件5、6和7在关于旋转轴线3的圆周方向9上划分。内壳体I由镍基材料构成。图4示出内壳体I的替选实施形式。与根据图2的内壳体I的区别在于，现在上部的内壳体部件5还划分成第一上部的内壳体部件10和第二上部的内壳体部件11。在这种情况下，第一上部的内壳体部件10和第二上部的内壳体部件11同样通过竖直的接合面12彼此分开。竖直的接合面12和竖直的接合面8构成为连续的、竖直的接合面。这意味着，竖直的接合面8和竖直的接合面12沿着直线13设置。内壳体I构成为，使得水平的接合面2在包括这种内壳体I的汽轮机的常规使用中基本水平地设置。在这种情况下，竖直的接合面8、12和水平的接合面2相对彼此旋转90°地设置。
第一上部的壳体部件10和第二上部的壳体部件11能够通过螺栓彼此固定地连接。在此还需注意，竖直的接合面12在旋紧之后不再打开，以便由此不改变位置和定向。图5示出图4中的内壳体I的立体图，所述内壳体包括四个内壳体部件6、7、10、11并且在圆周方向9上进行划分。本发明在实施例中包括三个或者四个在圆周方向9上划分的内壳体部件6、7、10、11。在替选的实施形式中，内壳体能够以多于四个内壳体部 件构成。
权利要求
1.用于流体机械的内壳体(1)，其中所述内壳体(I)由至少三个内壳体部件(5、6、7、10、11)构成，其中所述内壳体(I)构造成围绕着围绕旋转轴线(3)定向的转子安装，并且所述内壳体部件(5、6、7、10、11)是在关于所述旋转轴线(3)的圆周方向(9)上划分的， 其中所述内壳体(I)具有水平的接合面(2 )，其中所述内壳体(I)在所述水平的接合面(2)之上包括由单件构成的上部的内壳体部件(5)并且在所述水平的接合面(2)之下包括两个内壳体部件(6、7)。
2.根据权利要求I所述的内壳体(1)，其中设置在所述水平的接合面(2)之下的两个所述内壳体部件(6、7)通过竖直的接合面(8)构造成。
3.根据权利要求2所述的内壳体(1)，其中设置在所述水平的接合面(2)之下的两个所述内壳体部件(6、7)基本大小相等地构成。
4.根据权利要求1、2或3所述的内壳体(1)，其中设置在所述水平的接合面(2)之下的两个所述内壳体部件(6、7)分别具有入流接管(4)。
5.根据上述权利要求之一所述的内壳体(I),其中所述内壳体(I)具有四个内壳体部件(5、6、7、10、11)，其中两个内壳体部件(6、7)构成在所述水平的接合面之下并且两个内壳体部件(10、11)构成在所述水平的接合面(2)之上。
6.根据权利要求5所述的内壳体(1)，其中设置在所述水平的接合面(2)之上的所述内壳体部件(10、11)具有竖直的接合面(12)。
7.根据权利要求5或6所述的内壳体(I)，其中设置在所述水平的接合面(2)之下的所述内壳体部件(6、7 )具有竖直的接合面(8 )。
8.根据权利要求6和7所述的内壳体(1)，其中所述竖直的接合面(8)和所述竖直的接合面(12)是连续的。
9.根据上述权利要求之一所述的内壳体(I),其中所述壳体部件(5、6、7、10、11)由镍基材料构成。
10.用于制造流体机械的内壳体(I)的方法，其中所述内壳体(I)由至少三个在圆周方向上彼此连接的内壳体铸造构件制成。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述内壳体部件(5、6、7、10、11)由镍基材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于流体机械的内壳体(1)，其中沿圆周方向观察，内壳体(1)至少由三个内壳体部件构成。
文档编号F01D25/24GK102656340SQ201080055906
公开日2012年9月5日 申请日期2010年12月7日 优先权日2009年12月8日
发明者亨宁·阿尔姆斯泰特, 本亚明·克洛斯-格罗特, 汉斯·克拉森 申请人:西门子公司