CN101548135A - 用于在燃气轮机内安装混合壳体的方法和为此的调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在燃气轮机内安装混合壳体的方法，该燃气轮机具有火焰管(2)、内壳(8)、设置在火焰管(2)与内壳(8)之间的混合壳体(4)，在该方法中，借助于为此设置的调整装置(8)来实施混合壳体(4)相对于火焰管(2)和相对于内壳(8)的调整。

Description

用于在燃气轮机内安装混合壳体的方法和为此的调整装置

技术领域

本发明涉及一种用于安装燃气轮机的混合壳体的方法以及一种具有混合壳体的燃气轮机。

背景技术

在安装燃气轮机的混合壳体时，首先将混合壳体在燃烧室内装在火焰管上。此时混合壳体必须精确定位，使混合壳体下部接头配合在涡轮主机内壳的接头中。然而燃气轮机混合壳体和涡轮主机内壳的质量、形状及位置，有加工时造成的巨大差异，以致混合壳体并不能毫无问题地相对于涡轮主机内壳定位。

由于这一原因，为每台燃气轮机加工专用的燃烧室。为了能符合公差地安装混合壳体，必须检测内壳的位置并传输给混合壳体。

为了使带有冷却空气环的混合壳体与内壳的位置相匹配，将内壳的位置传输给模板。借助该模板可以相应地制造带有冷却空气环的混合壳体，并在压力容器法兰区内对准内壳的位置。

图2表示按照迄今的现有技术的混合壳体定位用的模板。模板11用六个螺钉21固定在围绕混合壳体的压力容器法兰10上。冷却空气环6对准模板11。

图3表示模板11与冷却空气环6之间两个定位点的详图。模板11的槽23容纳冷却空气环6的插销22并因而确定冷却空气环6的位置。

由此，根据要求的公差，补偿在带有冷却空气环的混合壳体与内壳之间的偏移。在内壳与带有冷却空气环的混合壳体之间要求的平均间隙尺寸为a＝3至3.5mm。

接着可以将冷却空气环焊接在混合壳体上。

发明内容

本发明的要解决的第一个技术问题是，提供一种混合壳体在燃气轮机内的安装方法，按此方法不需要专门制造混合壳体和模板。

第二个要解决的技术问题是，提供一种有利的混合壳体装置和一种具有有利的混合壳体装置的燃气轮机。

上述第一个技术问题通过一种具有权利要求1特征的在燃气轮机内安装混合壳体的方法得以解决。第二个技术问题通过按照权利要求3的混合壳体装置或按照权利要求12的燃气轮机得以解决。从属权利要求包含本发明有利的扩展设计。

按照本发明，解决第一个技术问题的方案在于一种混合壳体在燃气轮机内的安装方法，燃气轮机有火焰管和内壳，其中，混合壳体设置在火焰管与内壳之间。在安装时进行混合壳体相对于火焰管和相对于内壳的调整。在这里，火焰管和混合壳体可看作燃烧室的组成部分。

经过统计分析，认定内壳在涡轮主机的法兰区内的位置沿径向变动约4mm。通过在燃烧室内略微移动混合壳体，可以将焊接在混合壳体上的冷却空气环的位置对准内壳位置。这种混合壳体在装入后还可以定位的可能性，使得允许采用包括被定位的混合壳体在内的标准化燃烧室，也就是说那些无需专门与单个燃气轮机相配的燃烧室。

因此本发明方案的优点在于，由于混合壳体可以调整，导致在加工和工时方面突出的优越性。

按照本发明的一项有利的扩展设计，将冷却空气环焊接在混合壳体上，接着对准内壳的位置。

按照本发明的燃烧室具有混合壳体和围绕混合壳体的外壳，其中，混合壳体可相对于外壳调整。混合壳体设有用于相对于外壳调整混合壳体的调整装置。

在这里，燃烧室可以有包括销子、压板和楔形盘的调整装置。销子与楔形盘之间以及销子与压板之间的接触面可以设计为球面，所以销子的法兰区可以在配合件之间的球面上运动。此时混合壳体随同运动，但保持其与火焰管同心的位置。

通过销子与压板之间球形的表面，即使是现有的机器也可以实现快速和经济的改装。基于销子优化的尺寸，即使在最不利的情况下也不会在工作期间出现混合壳体危险的移动。

所述的调整以承力的销子可以改变位置为基础。由此免去借助模板个别传输燃气轮机内壳的位置，以及可以利用内壳位置的统计学手段。

销子可以偏心地装入，从而可以调整混合壳体的高度。

此外，销子可以在头部总是有一个偏心孔和在孔中插入一个偏心销。

销子也可以能相对于外壳平行地垂直和水平移动地装入。由此可以实现混合壳体与火焰管的间隙配合。

此外，混合壳体可以绕销子轴线倾动，由此使混合壳体具有进一步的灵活性。

销子可以处于法兰管内，法兰管设在外壳中。法兰管尤其可以扩展成长孔。这使得混合壳体有可能水平调整。然后，通过混合壳体绕销子轴线倾动以及利用偏心还可以实施垂直调整。

与所说明的具有销子的调整装置不同，调整装置也可以设计为导向和轨道系统，混合壳体借助它可以准确地定位。在这种情况下不需要设置可调的销子。

按照本发明的燃气轮机包括按照本发明的燃烧室。燃烧室可以包括一个固定在混合壳体上并面朝内壳的冷却空气环。因此在内壳与冷却空气环之间的间隙尺寸有利地为3至3.5mm。

附图说明

由下面参见附图对实施例的说明中，给出本发明的其他特征、特点和优点。其中：

图1表示装在燃烧室与内壳之间的混合壳体装置，它主要由压力容器与混合壳体组成；

图2表示处于装入状态的模板；

图3表示模板区的一个局部放大视图；

图4详细表示压力容器法兰区内混合壳体与内壳之间的连接；

图5表示处于装配状态的销子；

图6表示销子详图；

图7表示楔形盘的详图；

图8表示压板的详图。

具体实施方式

图1首先表示燃气轮机的燃烧室1，它具有一个设计为有时也称为燃烧室外套的压力容器18的外壳，以及具有一个装在该外壳或压力容器18内部的火焰管2。此外，混合壳体4和固定在混合壳体4上的冷却空气环6也处于压力容器18内部。

火焰管2垂直延伸以及处于图示装置的上部区内。它容纳由装在压力容器上端的燃烧器3产生的火焰。在火焰管2的下端连接圆锥形并弯曲的混合壳体4，它将燃气导向(未表示的)涡轮主机的内壳8。在压力容器法兰10的区域内，在混合壳体4上连接冷却空气环6，它冷却混合壳体4与内壳8之间的过渡区。

混合壳体4通过两个销子12固定在压力容器18上。销子12处于有法兰管纵轴线19的法兰管20内，法兰管设在压力容器18中，亦即在混合壳体4下部区内支柱11附近。在这里，法兰管纵轴线19(见图5)穿过火焰管纵轴线7与内壳纵轴线9(见图1)的交点。

法兰管可设置为以其纵轴线19垂直于由火焰管纵轴线7与内壳纵轴线9展开的平面。因此销子以及进而混合壳体可以方便地在水平长孔内部沿延长的内壳纵轴线9方向移动。但是法兰管同样可以良好地定位在压力容器18外表面的其他任何位置上，不过此时不能达到沿内壳纵轴线9有最佳的可移动性。

图4表示图1中压力容器18的压力容器法兰10内部区的放大详图X。混合壳体4与冷却空气环6之间的连接部位以及冷却空气环6与内壳8之间的连接部位，均处于压力容器18的压力容器法兰10的内部。冷却空气环6一端焊接在混合壳体4上。冷却空气环6的另一端插入内壳8的连接横截面内。

图5表示混合壳体4、压力容器18和两个销子12之一(见图1)之间可调的配置。销子12装在混合壳体套筒5内无螺纹的端部，而法兰17处于压力容器18的法兰管20的内部。混合壳体套筒5处于混合壳体4的外侧。销子12可以通过多个沿圆周分布的螺钉16固定在压力容器18上。

在螺钉16的头部与销子12端面之间的压板13贴靠在销子端面上。不仅压板13，而且销子12，有球形接触表面15。在这里压板13的凹侧朝向混合壳体4。

楔形盘14处在销子12的法兰17与压力容器18之间，它设计为环形并围绕着销子12。楔形盘14在与销子毗邻的表面有球形表面15。销子12在法兰面上具有在装配状态下贴靠着楔形盘的球形表面15。这两个互相贴靠的球形表面15的凹侧，在这种情况下朝向混合壳体4。由此在销子12松开的状态，形成销子12可以在压板13与楔形盘14之间沿球形表面转动的支承。

在压板13、销子12与楔形盘14之间的这两个球形表面15，允许混合壳体4可借助销子12相对于涡轮主机的内壳8(见图4)调整其位置。例如，混合壳体4可借助销子12将销子纵轴线24相对于法兰管纵轴线19转动角度α。

为了在压力容器法兰内调整偏心位置例如4mm，混合壳体旋转α≈0.15°。在混合壳体调整后，旋紧承力销子的螺钉。因此，销子以及进而还有混合壳体通过摩擦力固定其位置。

此外在销子12的法兰17内具有用于旋入装配杆的孔26。通过移动可以使偏心地装在套筒A1中的销子12相对于法兰管20运动至少1/12(相当于螺距)，并因而导致混合壳体粗略定位。精确定位通过在球面15之间移动销子和通过利用间隙B1和B2完成。

图6表示销子12的详图。销子12在其法兰两侧有球形表面15(见图5)。按一种特殊的实施形式，销子12可以在法兰管内直径为26mm的钻孔内部，将销子纵轴线24相对于法兰管纵轴线19水平移动。按此实施形式的一项扩展设计，所述钻孔也可以扩展为长孔。销子法兰孔的直径A(约25mm)大于楔形盘14(见图7)和压板13(见图8)的法兰孔的直径B，因此，在销子为了调整销子的位置运动时，销子12的固定螺钉16有足够的间隙。

图7详细表示已在图5的装配状态下示出的那个楔形盘14。楔形盘14只在装配时贴靠着销子12的法兰的那一侧具有球形表面15，为的是能调整销子12。

图8详细表示也已在图5的装配状态下示出的那个压板13。压板13同样只在装配时贴靠着销子12的法兰的那一侧具有球形表面15，为的是能调整销子12。

本发明还尤其说明了下列方法和装置：

1.一种更好地装配涡轮燃烧室不同构件的方法，构件至少包括壳体、环和内壳，其特征在于，装配时实施壳体在燃烧室内的调整。

2.一种更好地装配包括壳体的燃烧室不同构件的方法，其特征在于，装配时使环对准内壳的位置。

3.一种更好地装配涡轮燃烧室不同构件的装置，构件至少包括壳体、环和内壳，其特征在于，装配时可调整壳体在燃烧室内的配置。

4.一种按照第3点的装置，其特征在于，壳体是一个混合壳体。

5.一种按第4点的装置，其特征在于，所述构件至少由内壳和冷却空气环组成。

6.一种具有按照第3点至第5点所述的燃烧室的燃气轮机。

Claims (13)

1.一种用于在燃气轮机内安装混合壳体的方法，燃气轮机有火焰管(2)和内壳(8)，其中，混合壳体(4)设置在火焰管(2)与内壳(8)之间，其特征为：在安装时进行混合壳体(4)相对于火焰管(2)和相对于内壳(8)的调整。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，存在设在混合壳体(4)与内壳(8)之间并固定在混合壳体(4)上的冷却空气环(6)，其特征为，将该冷却空气环(6)对准内壳的位置。

3.一种燃气轮机的燃烧室，它具有混合壳体(4)、围绕混合壳体(4)的外壳(18)，其中，混合壳体(4)可相对于外壳(18)调整，并且具有用于相对于外壳(18)调整混合壳体(4)的调整装置。

4.按照权利要求3所述的燃烧室，其特征为，调整混合壳体(4)的调整装置包括销子(12)、压板(13)和楔形盘(14)。

5.按照权利要求4所述的燃烧室，其特征为，销子(12)与楔形盘(14)之间以及销子(12)与压板(13)之间的接触面(15)设计为球面。

6.按照权利要求4或5所述的燃烧室，其特征为，销子(12)可相对于法兰管(20)偏心地装入。

7.按照权利要求4至6之一所述的燃烧室，其特征为，销子(12)在头部总是包括一个用于插入装配杆的孔(26)。

8.按照权利要求4至7之一所述的燃烧室，其特征为，销子(12)可相对于外壳平行地垂直和水平移动。

9.按照权利要求4至8之一所述的燃烧室，其特征为，混合壳体(4)可以绕销子轴线倾动。

10.按照权利要求4至9之一所述的燃烧室，其特征在于，该燃烧室具有法兰管(20)，它装在外壳内以及销子(12)处于此法兰管内，其中，法兰管(20)扩展成长孔。

11.按照权利要求3所述的燃烧室，其特征在于该燃烧室具有调整装置，它由导向和轨道系统构成。

12.一种具有按照权利要求3至11之一所述燃烧室(1)的燃气轮机。

13.按照权利要求12所述的燃气轮机，其特征为，燃烧室包括固定在混合壳体(4)上并面朝内壳(8)的冷却空气环(6)；以及，在内壳(8)与冷却空气环(6)之间的平均间隙尺寸为3至3.5mm。

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