CH625025A5

CH625025A5 - Sealing for cruciform joints of a pressure vessel

Info

Publication number: CH625025A5
Application number: CH1562177A
Authority: CH
Inventors: Masayoshi Tateno
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1981-08-31
Also published as: SE427065B; DK143869B; DE2755356B2; DK572677A; DE2755356C3; DE2755356A1; JPS5537681Y2; DK143869C; JPS5390703U; NL7714426A; SE7714657L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung für den Kreuzungsbereich der Teilfugen eines aus mehreren Teilstük-ken zusammengefügten Druckbehälters. The invention relates to a seal for the intersection of the joints of a pressure vessel assembled from several pieces.

Bei Dampfturbinengehäusen mit horizontalen Teilfugenflanschen, deren Gehäuse aus einem Hochdruckteil und einem in axialer Richtung daran anschliessenden Niederdruckteil zusammengefügt ist, entstehen im Kreuzungsbereich von vertikalen Teilfugen und horizontalen Teilfugen sogenannte Kreuzfugen. Der Bereich des kreuzförmigen Teilfugenverlaufes muss abgedichtet werden, da hier häufig Leckstellen entstehen, aus denen der Turbinendampf austritt. An die Abdichtung im Bereich der Kreuzfuge werden die folgenden Anforderungen gestellt: In steam turbine housings with horizontal joint flanges, the housing of which is assembled from a high-pressure part and a low-pressure part adjoining it in the axial direction, so-called cross joints are created in the area of intersection of vertical part joints and horizontal part joints. The area of the cross-shaped part course of the joint must be sealed, since there are often leaks from which the turbine steam emerges. The following requirements are placed on the seal in the area of the cross joint:

a) Die Abdichtung muss den Austritt von Turbinendampf durch entsprechende Leckstellen des Turbinengehäuses vollständig verhindern; a) The seal must completely prevent the escape of turbine steam by appropriate leaks in the turbine housing;

b) das Gehäuse und insbesondere die Teile der Abdichtung müssen im Bedarfsfalle, beispielsweise regelmässiger Überholungen der Turbine (ein- oder zweimal im Jahr je nach den Vorschriften) leicht auseinandergenommen werden können; ausserdem müssen die Abdichtungen bei voller Funktionssicherheit eine lange Lebensdauer erreichen. b) the housing and in particular the parts of the seal must be easily disassembled if necessary, for example regular overhauls of the turbine (once or twice a year depending on the regulations); in addition, the seals must achieve a long service life with full functional reliability.

Zur Abdichtimg einer Kreuzfuge ist es bekannt, im Kreuzungsbereich einen Bolzen einzusetzen. Hierdurch ergibt sich jedoch keine verlässliche lecksichere Abdichtung. Der Bolzen muss bei Überholungen der Turbine ersetzt werden, je nachdem wie weit Abnutzung und Korrosion seine Haltbarkeit beeinträchtigt haben. Ein Verschweissen des Kreuzungsbereichs der Teilfugen ist zwar möglich, es verhindert jedoch ein Auseinandernehmen des Gehäuses und erschwert Überholungen der Turbine. To seal a cross joint, it is known to use a bolt in the intersection area. However, this does not result in a reliable leak-proof seal. The bolt must be replaced when the turbine is overhauled, depending on how much wear and corrosion have affected its durability. It is possible to weld the crossover area of the joints, but it prevents the casing from being taken apart and makes it difficult to overhaul the turbine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung für die kreuzförmig verlaufenden Teilfugen zu schaffen, bei welcher die Nachteile der bekannten Abdichtungen vermieden werden und durch konstruktiv einfache Massnahmen der Austritt von Dampf durch Leckstellen vollständig verhindert wird. The present invention has for its object to provide a seal for the cross-shaped parting joints, in which the disadvantages of the known seals are avoided and the escape of steam through leaks is completely prevented by structurally simple measures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf den Aussenflächen der Teilfugenflansche im Kreuzungsbereich der Teilfugen eine Sitzfläche für einen Deckelflansch vorgesehen ist und dass der Deckelflansch lösbar auf der Sitzfläche befestigt ist. Eine derartige erfindungsgemäss ausgebildete Abdichtimg ist insbesondere zur Abdichtung der Kreuzfugen von Dampfturbinengehäusen geeignet. According to the invention, this object is achieved in that a seat for a cover flange is provided on the outer surfaces of the joint flanges in the intersection area of the joint and that the cover flange is detachably attached to the seat. Such a sealing designed according to the invention is particularly suitable for sealing the cross joints of steam turbine housings.

Im folgenden werden Kreuzfugenabdichtungen nach dem Stand der Technik und Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Cross joint seals according to the prior art and exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Dampfturbinengehäuses mit horizontalen Teilfugenflanschen und kreuzförmig angeordneten Teilfugen; Figure 1 is a perspective view of a steam turbine housing with horizontal joint flanges and cross-shaped joints.

Fig. 2 eine ausschnittsweise wiedergegebene perspektivische Darstellung entsprechend der Einzelheit «a» der Fig. 1; FIG. 2 shows a perspective representation corresponding to detail “a” of FIG. 1;

Fig. 3 a eine nach dem Stande der Technik abgedichtete Kreuzfuge im Aufriss; 3 a shows a cross joint sealed according to the prior art in elevation;

Fig. 3b einen ausschnittsweise wiedergegebenen Schnitt durch ein Dampfturbinengehäuse mit einer nach dem Stande der Technik abgedichteten Kreuzfuge, wobei der Schnitt entlang der horizontalen Teilfuge verläuft, wie es beispielsweise durch die Linie III-III der Fig. 3a angegeben ist; 3b shows a section through a steam turbine housing with a cross joint sealed according to the prior art, the section running along the horizontal parting joint, as is indicated, for example, by line III-III of FIG. 3a;

Fig. 4 den Aufriss einer erfindungsgemäss abgedichteten Kreuzfuge in schematischer Darstellung; 4 shows the elevation of a cross joint sealed according to the invention in a schematic representation;

Fig. 5 einen ausschnittsweise wiedergegebenen Schnitt durch ein Dampfturbinengehäuse mit einer erfindungsgemäss abgedichteten Kreuzfuge, wobei der Schnitt entlang der horizontalen Teilfuge verläuft, wie es beispielsweise durch die Linie V-V der Fig. 4 angegeben ist und die 5 shows a section of a section through a steam turbine housing with a cross joint sealed according to the invention, the section running along the horizontal parting joint, as is indicated, for example, by line V-V of FIG. 4 and FIG

Fig. 6a bis 6d schematisch dargestellte Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäss ausgebildeter Deckelflansche, welche von den vorstehend aufgezeigten Deckelflanschen abweichen und ohne Schrauben dargestellt sind. 6a to 6d schematically illustrated sections through various embodiments of lid flanges designed according to the invention, which differ from the lid flanges shown above and are shown without screws.

Das in Fig. 1 dargestellte Turbinengehäuse besteht aus einem Hochdruckteil 1 und einem Niederdruckteil 2. Die beiden Teile 1 und 2 sind mit vertikal ausgerichteten Teilfugenflanschen 3 bzw. 4 versehen, über welche sie miteinander verschraubt werden können. Der Hochdruckteil 1 besteht aus einem Oberteil la und einem Unterteil lb, welche mit horizontal ausgerichteten Teilfugenflanschen 5 und 6 versehen sind und mittels Schrauben verbunden werden. In ähnlicher Weise besteht der Niederdruckteil 2 aus einem Oberteil 2a und einem Unterteil 2b, welche mit horizontal ausgerichteten Teilfugenflanschen 7 bzw. 8 versehen sind und mittels Schrauben verbunden werden. Das Bezugszeichen A bezieht sich auf die vertikale Teilfuge zwischen den Teilfugenflanschen 3 und 4, während sich das Bezugszeichen B auf die horizontale Teilfuge zwischen den Teilfugenflanschen 5 und 6 bzw. 7 und 8 bezieht. Die Kreuzungsstelle der Teilfugen A und B bildet eine Kreuzfuge. The turbine housing shown in Fig. 1 consists of a high pressure part 1 and a low pressure part 2. The two parts 1 and 2 are provided with vertically aligned joint flanges 3 and 4, by means of which they can be screwed together. The high-pressure part 1 consists of an upper part 1 a and a lower part 1 b, which are provided with horizontally oriented joint flanges 5 and 6 and are connected by means of screws. In a similar manner, the low-pressure part 2 consists of an upper part 2a and a lower part 2b, which are provided with horizontally aligned part-joint flanges 7 and 8 and are connected by means of screws. The reference symbol A refers to the vertical joint between the joint flanges 3 and 4, while the reference symbol B refers to the horizontal joint between the joint flanges 5 and 6 or 7 and 8. The intersection of joints A and B forms a joint.

Um das durch Leckstellen im Bereich der Kreuzfuge mögliche Austreten von Dampf aus dem Turbinengehäuse 1, 2 zu verhindern, ist es bekannt, an der Kreuzungsstelle einen Bolzen 9 einzusetzen, wie es in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist. Ferner ist es bekannt, den Bereich der Kreuzfuge durch eine in Fig. 3b dargestellte Schweissnaht 10 abzudichten. In order to prevent the escape of steam from the turbine housing 1, 2 which is possible due to leakage in the area of the cross joint, it is known to use a bolt 9 at the crossing point, as is shown in FIGS. 3a and 3b. It is also known to seal the area of the cross joint by a weld seam 10 shown in FIG. 3b.

Die bekannten Methoden zur Abdichtung einer Kreuzfuge erfüllen jedoch nicht sämtliche der eingangs aufgestellten Forderungen. So wird bei der Abdichtung mit Hilfe eines Bolzens keine lecksichere Dichtwirkung erreicht. Bei der Abdichtung mit Hilfe einer Schweissnaht ist keine leichte Demontage des Gehäuses bei Überholungen der Turbine gewährleistet. However, the known methods for sealing a cross joint do not meet all of the requirements set out at the beginning. This means that a leak-proof sealing effect is not achieved when using a bolt. When sealing with the help of a weld seam, easy dismantling of the housing is not guaranteed when the turbine is overhauled.

Wie es in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, ist gemäss der vorliegenden Erfindung auf den äusseren Flächen der Teilfugenflansche 5, 6,7 und 8, welche die Kreuzfugen AB bilden, im Kreuzungsbereich der vertikalen Teilfuge A und der horizontalen Teilfuge B eine Sitzfläche 13 für einen Deckelflansch 11 vorgesehen. Der Deckelflansch 11 ist auf der Sitzfläche 13 mit geeigneten Mitteln, z.B. mit Schrauben 12 lösbar befestigt und bewirkt auf diese Weise eine sichere Abdichtung. Bei einer in den Fig. 4 und 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform besteht die Sitzfläche 13 aus in zwei Richtungen ebenen Flächen, deren zentraler Bereich eine kreisförmige Halterung bildet, welche einen vorspringenden ringförmigen Teil 14 des Deckelflansches 11 umfasst. Die Sitzfläche 13 kann durch mechanische Bearbeitung der in der Fabrik zusammengefügten Gehäuseteile 1 und 2 hergestellt werden. Mit der Bezugsziffer 15 ist eine ringförmige Dichtung bezeichnet, welche an das Ende des vorspringenden ringförmigen Teiles 14 angepasst ist. Die Bezugsziffern 16 bezeichnen Leitschaufelträ2 As shown in FIGS. 4 and 5, according to the present invention, on the outer surfaces of the joint flanges 5, 6, 7 and 8, which form the cross joints AB, in the area of intersection of the vertical joint A and the horizontal joint B, there is a seat 13 provided for a cover flange 11. The cover flange 11 is on the seat 13 by suitable means, e.g. detachably fastened with screws 12 and in this way brings about a secure seal. In a preferred embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the seat surface 13 consists of surfaces which are flat in two directions, the central region of which forms a circular holder which comprises a projecting annular part 14 of the cover flange 11. The seat 13 can be produced by mechanical processing of the housing parts 1 and 2 assembled in the factory. Reference number 15 denotes an annular seal which is adapted to the end of the projecting annular part 14. The reference numerals 16 designate guide vane trails

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

625 025 625 025

ger und die Bezugsziffern 17 die entsprechenden Leitschaufeln. ger and the reference numerals 17 the corresponding guide vanes.

Der Deckelflansch 11, der in den Fig. 4 und 5 mit einem vorspringenden ringförmigen Teil und der ringförmigen Dichtung 15 dargestellt ist, kann auch so ausgebildet werden, wie es s in den Fig. 6a bis 6d dargestellt ist. So kann ein Deckelflansch 1 la bzw. IIb ein vorspringendes, massives Teil 14a mit einer ringförmigen Dichtung 15a (Fig. 6a) bzw. mit einer massiven Dichtung 15b (Fig. 6b) aufweisen. Ausserdem kann ein Dek-kelflansch 11c ein vorspringendes ringförmiges Teil 14c mit io abgerundeten Kanten und ohne zusätzliche Dichtung aufweisen (Fig. 6c) oder aber ein Deckelflansch lld ein vorspringendes ringförmiges Teil 14d aufweisen, das ohne zusätzliche The cover flange 11, which is shown in FIGS. 4 and 5 with a projecting annular part and the annular seal 15, can also be configured as shown in FIGS. 6a to 6d. For example, a cover flange 11a or 11b can have a projecting, solid part 14a with an annular seal 15a (FIG. 6a) or with a solid seal 15b (FIG. 6b). In addition, a cover flange 11c can have a projecting annular part 14c with rounded edges and without an additional seal (FIG. 6c), or a cover flange 11c can have a projecting annular part 14d, which has no additional

Dichtung in den zylindrischen Bereich der Halterung der Sitzfläche 13 sicher eingesetzt werden kann. Seal in the cylindrical region of the holder of the seat 13 can be used safely.

Gemäss den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden durch die vorliegende Erfindung folgende Wirkungen vollständig realisiert: Die Kreuzfugen von Druckbehältern, wie Turbinengehäusen, können leicht und sicher abgedichtet werden, um das Austreten von Dampf durch Leckstellen der Kreuzfuge zu verhindern; durch die lösbare Ausgestaltung der relevanten Teile wird eine leichte Demontage der Gehäuse bei Überholungen der Turbine gewährleistet; bei Beanspruchungen der Gehäuse, die ein Verziehen der Kreuzfuge verursachen, ist eine lange Lebensdauer der Abdichtung ohne die Gefahr eines Bruches der Abdichtung gewährleistet. According to the above-described embodiments, the following effects are fully realized by the present invention: The cross joints of pressure vessels, such as turbine housings, can be sealed easily and securely in order to prevent the escape of steam by leaks in the cross joint; the detachable design of the relevant parts ensures easy disassembly of the housing when the turbine is overhauled; if the housing is stressed, which causes the cross joint to warp, a long service life of the seal is guaranteed without the risk of the seal breaking.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

625 025 PATENT CLAIMS

1. Sealing for the intersection of the joints of a pressure vessel assembled from several sections, characterized in that on the outer surfaces of the joint flanges (5, 6, 7, 8) in the intersection (AB) of the joints (A, B) a seat (13) is provided for a cover flange (11, IIa, IIb, 11c, lld) and that the cover flange (11, IIa, IIb, 11c, lld) is releasably attached to the seat surface (13).

2. Use of the seal according to claim 1 for the cross joints of steam turbine housings.