CN102826441B - 用于调整壳体中的屏护块的系统和方法 - Google Patents

用于调整壳体中的屏护块的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于调整壳体(22)中的屏护块(20)的系统(50)和方法。系统(50)包括吊架(60)、安装至屏护块(20)的接合装置(70)以及连接接合装置(70)与吊架(60)的吊具(90)。吊具(90)的促动能够导致屏护块(20)沿着壳体(22)的屏护钩(32)移动。方法包括：将接合装置(70)安装至屏护块(20)以及促动连接到接合装置(70)的吊具(90)。吊具(90)的促动能够导致屏护块(20)沿着壳体(22)的屏护钩(32)移动。

Description

用于调整壳体中的屏护块的系统和方法
技术领域
本公开大体涉及屏护块(shroud block)，并且更特定而言涉及用于调整壳体中的屏护块的系统和方法。
背景技术
涡轮机系统广泛地用于诸如发电的领域中。例如，常规燃气涡轮系统包括压缩机区段，燃烧器区段以及至少一个涡轮区段。压缩机区段被构造成在空气流动通过压缩机区段时压缩空气。空气然后从压缩机区段流到燃烧器区段，在燃烧器区段中，其与燃料混合并燃烧，生成热气流。热气流提供给涡轮区段，该涡轮区段通过从热气流提取能量而利用热气流向压缩机、发电机以及其它各种负载提供动力。
在典型的涡轮机系统中，多个屏护块以环形阵列在径向上安置于转子叶片的外部且在轴向上安置在喷嘴之间，形成包围转子叶片和喷嘴的屏护件。通常，屏护件设于涡轮机系统的涡轮区段的每一级中且连接到壳体。例如在燃气涡轮系统中，屏护件可部分地限定流动通过其的热气体路径的径向外边界。
在涡轮机系统的寿命期间，诸如在维护期间，屏护块常常需要调整。例如，屏护块可能需要清洁、修改或替换，并且因此必需从壳体移除。目前，通过使用各种现有工具(诸如大锤和撬棒)来调整屏护块，从而根据需要粗鲁地沿着壳体移动密封件。但是，这种方案耗时且可能损坏屏护块和涡轮机系统的其它各种构件。此外，在许多情况下，屏护块可能难以抵达。例如，如果在试图调整屏护块之前并未移除涡轮机系统的转子构件，则存在相对较小的接近空间供工人抵达屏护块用以调整。因此，难以或不能利用现有工具来调整屏护块。
因此，在该领域中需要用于调整壳体中的屏护块的改进的系统和方法。例如，允许在具有相对较小接近空间的位置中调整屏护块的系统和方法将是有利的。另外，无需使用额外系统的工具的系统和方法将是有利的。
发明内容
本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
在一个实施例中，公开了一种用于调整壳体中的屏护块的系统。该系统包括吊架、安装至屏护块的接合装置以及连接接合装置与吊架的吊具。吊具的促动能够导致屏护块沿着壳体的屏护钩移动。
在另一实施例中，公开了一种用于调整壳体中的屏护块的方法。该方法包括：将接合装置安装至屏护块；以及促动连接到接合装置的吊具。吊具的促动能够导致屏护块沿着壳体的屏护钩移动。
参考下文的描述和所附权利要求，本发明的这些及其它的特征、方面和优点将变得更好理解。并入该说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例且与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的全面且能够实施的公开内容，包括其最佳实施方式，在参考了附图的说明书中进行陈述，在附图中：
图1为根据本公开的涡轮机系统的一个实施例的示意说明；
图2为根据本公开的一个实施例的系统的透视图；
图3为根据本公开的一个实施例的安装至屏护块的接合装置的透视图；
图4为根据本公开的一个实施例的安装至屏护块的接合装置的截面图；
图5为根据本公开的另一实施例的安装至屏护块的接合装置的截面图；以及
图6为根据本公开的一个实施例的触轮的截面图。
附图标记：
10 涡轮机系统
12 压缩机区段
14 燃烧器区段
16 涡轮区段
20 屏护块
22 壳体
24 下壳体区段
26 接头
28 匹配表面
30 镗孔
32 屏护钩(shroud hook)
50 系统
60 吊架(crane)
62 吊臂(boom)
64 连接点
66 连接板
68 镗孔
69 机械紧固件
70 接合装置
72 第一内表面
74 第二内表面
76 第一侧表面
78 第二侧表面
80 涂层
82 液压缸
84 销
86 镗孔(屏护块)
90 吊具(hoist)
92 吊带(strap)
94 棘轮杆(ratchet lever)
100 触轮(trolley)
102 力(虚线箭头)
104 力(实线箭头)
106 棒/辊。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，这些实施例中的一个或更多示例在附图中示出。以本发明的解释而不是本发明的限制的方式提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下可做出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。因此，当落在所附权利要求及其等同的范围内时，本发明意图涵盖这样的修改和变型。
参看图1，示出了涡轮机系统10的示意图。如图1所示，涡轮机系统10为燃气涡轮系统。因此，该系统10包括压缩机区段12，其用于加压流入系统10中的气体，诸如空气。应当了解，虽然气体在本文中可被称作空气，但是气体可为适合用于燃气涡轮系统10中的任何气体。从压缩机区段12排出的加压空气流入燃烧器区段14中，该燃烧器区段的特征通常为围绕系统10的轴线以环形阵列安置的多个燃烧器。进入燃烧器区段14的空气与燃料混合并燃烧。热燃烧气体从燃烧器区段14流到涡轮区段16以驱动系统10且发电。然而，应当了解，本公开的涡轮机系统10并不限于燃气涡轮系统，并且任何合适的涡轮机系统均在本公开的范围和精神内。
涡轮机系统10可在其中包括一个屏护件(未显示)或者多个屏护件。例如，屏护件可包括在涡轮区段16中或者在涡轮机系统10中的任何其它合适区段或位置。每个屏护件可大体上为环形，并且可包括以环形阵列安置而形成屏护件的多个屏护块20(见图2至图6)。根据本公开的屏护件可位于涡轮机系统10中的任何合适位置。例如，在涡轮机系统10的涡轮区段16中，屏护件可与一级转子叶片和/或喷嘴、二级转子叶片和/或喷嘴或者三级转子叶片和/或喷嘴相关联。作为备选，屏护件可与涡轮区段16中的任何合适级或位置或者涡轮机系统10中的其它区段或位置相关联。
如图2所示，屏护件及其屏护块20可连接到壳体22。壳体22大体上包围涡轮区段16或涡轮机系统10中的其它合适区段的各种构件。典型的壳体 22包括上壳体区段(未显示)和下壳体区段24，上下壳体区段在接头26处连接在一起。接头例如可由上壳体区段和下壳体区段24的匹配表面形成，诸如下壳体区段24的匹配表面28。镗孔30可限定于匹配表面中，并且机械紧固件(诸如螺母/螺栓组合、螺钉或者其它合适机械紧固件)可通过匹配表面的镗孔插入，以将上壳体区段和下壳体区段24联接在一起，形成壳体22。然而，应当了解，根据本公开的壳体22并不限于上文所公开的实施例，而是，任何合适的壳体均在本公开的范围和精神内。
每个屏护块20可在从壳体22延伸的屏护钩32上连接到壳体22。屏护钩32可为从壳体22内表面延伸的壳体22的大体环形的部分。屏护钩32可具有凸型或凹型截面轮廓，诸如如图2所示的大体上T形的轮廓，使得屏护钩32大体上与屏护块20的类似特征匹配，如本领域中普遍已知的那样。因此，每个屏护块20可连接到屏护钩32而形成屏护件，并且可根据需要或要求沿着屏护钩32大体周向地移动。
图2还示出了用于调整壳体22中的屏护块20的系统50。系统50有利地允许调整处于带有相对较小的接近空间的位置中的屏护块20，诸如当涡轮机系统10的转子元件未从壳体22移除时。另外，该系统50并不需要使用额外工具。使用根据本公开的系统50可额外地减小调整屏护块20所需的时间，并且在调整期间进一步防止或减轻了对于屏护块20和涡轮机系统10的其它各种构件的任何可能损坏。
如图所示，系统50包括吊架60，该吊架在一些实施例中可为便携式的。吊架60可连接到壳体22或者可与壳体22分开。吊架60可包括吊臂62，该吊臂可由单个部件或多个部件(诸如板)形成。连接点64可在吊臂62上的任何位置连接到吊臂62，诸如相对于壳体22邻近吊臂62的远端64。连接点64可被焊接、机械紧固或以其它方式连接到吊臂62，或者可与吊臂62为一体。在一些实施例中，连接点64可为限定于横向臂中或连接到横向臂的钩或孔，该横向臂连接到吊臂62，如图所示。例如，在一些实施例中，连接板66可在吊臂62上的任何位置连接到吊臂62，诸如相对于壳体22邻近吊臂62的近端62。连接板66可被焊接、机械紧固或以其它方式连接到吊臂62，或者可与吊臂62为一体。连接点64可将系统50的其它构件连接到吊臂62，如下所述。连接板66可将吊架60连接到壳体22或与壳体分开的其它合适位置。
例如，在如图2所示的一些实施例中，吊架60可连接到壳体22。在这些实施例中，连接板66可用于将吊架60连接到壳体22。例如，连接板66可限定穿过它的一个镗孔68或多个镗孔68。镗孔68可与限定于壳体22中的镗孔30对准，并且机械紧固件69可通过镗孔68和30插入而将吊架60连接到壳体22。作为备选，连接板66可被夹持或以其它方式连接到壳体22。在示例性实施例中，连接板66可移除地连接到壳体22。
在备选实施例中，吊架60可与壳体22分开。例如，吊架60可连接到邻近壳体22的地面或地板，或者可为独立的结构，或者可以其它方式放置在适合于与壳体22和屏护块20相互作用的位置。
系统50还包括接合装置70。接合装置70安装至屏护块20，因此接合屏护块20以便于调整屏护块20。因此，一旦接合装置70安装至屏护块20，接合装置70的移动就可导致屏护块20移动。例如，如果接合装置70经受拉力，则接合装置可类似地牵拉屏护块20，从而沿着屏护钩32移动屏护块20。
在一些实施例中，如图3至图5所示，例如，接合装置70可包括第一内表面72和第二内表面74。第二内表面74可与第一内表面72间隔开。第一内表面72可安装至屏护块20的第一侧表面76，而第二内表面74可安装至屏护块20的第二侧表面78。因此，在示例性实施例中，第一内表面72和第二内表面74可为大体平坦的表面，当安装至屏护块20时，其邻靠第一侧表面76和第二侧表面78。此外或作为备选，第一内表面72和第二内表面74可具有便于表面邻靠第一侧表面76和第二侧表面78的任何合适形状。
在示例性实施例中，第一内表面72和第二内表面74以摩擦的方式安装于第一侧表面76和第二侧表面78。在这些实施例中，当第一内表面72和第二内表面74邻靠第一侧表面76和第二侧表面78时，由于各种邻靠表面之间的摩擦而大体上防止了第一和第二内表面相对于第一侧表面76和第二侧表面78移动。为了获得所期望的摩擦，内表面72和74可由具有相对较高的摩擦系数的材料形成，诸如钢或铝、其它合适的金属或金属合金或者具有高摩擦系数的其它合适材料。此外或作为备选，可对内表面72和74进行处理，诸如喷砂或以其它方式研磨、喷丸或者以其它方式处理。此外或作为备选，如图4所示，涂层80可涂覆到第一内表面72和第二内表面74之一或二者。涂层80可具有相对较高的摩擦系数，并且若需要可如上所述进行处理。例如，在示例性实施例中，涂层80可包括碳化钨或用于安装至第一侧表面76和第二侧表面78的任何其它合适材料。
在一些实施例中，如图5所示，接合装置70可包括夹持机构。夹持机构例如可为液压缸82(如图所示)、气压缸、齿轮驱动装置或者能够夹持诸如屏护块20的构件的任何其它合适机构。夹持机构的促动可将接合装置70夹持至屏护块20，从而进一步便于将接合装置70安装至屏护块20。例如，夹持机构可直接压靠诸如第一侧表面76和/或第二侧表面78的屏护块20的一个或更多表面，以将该夹持机构并因而将接合装置70夹持至屏护块20。作为备选，夹持机构可导致诸如第一内表面72和/或第二内表面74的接合装置70的构件压靠并因而夹持屏护块20，如上所述。
在一些实施例中，如图4所示，接合装置70可包括一个销84或多个销84。销84的大小和形状可构成为被插入限定在屏护块20中的任何合适的镗孔86中，镗孔例如保持孔、冷却孔、内窥(borescope)孔、探测孔和/或其它合适孔。应当注意，镗孔86可限定于屏护块20的任何合适的一个或多个表面中，包括侧表面、面向内的表面或面向外的表面或者面向周向的表面。将销84插入于镗孔86中还可便于将接合装置70安装至屏护块20。销84可与接合装置70为一体，或者可为联接到接合装置70的单独构件。
系统50还包括吊具90，如图2所示。吊具90将接合装置70连接到吊架60。例如，吊具90可在连接点64连接到吊架60。此外，吊带92、链或其它合适系绳可在吊具90与接合装置70之间延伸且连接到吊具90和接合装置70，从而连接接合装置70和吊具90。
另外，吊具90的促动可导致屏护块20沿着屏护钩32移动，从而调整屏护块20。例如，在一些实施例中，吊具90可包括棘轮杆94。吊具90可通过棘轮杆94的棘轮效应而被促动，其可将拉力施加到吊带92、链或其它合适系绳上。该拉力继而可施加到接合装置70上，牵拉接合装置70并因而将拉力施加到屏护块20上。因此，该拉力可导致屏护块20沿着屏护钩32移动。
此外或作为备选，吊具90可包括液压系统、气压系统或可被促动而导致屏护块20的移动的其它合适吊挂系统。另外，应当了解，吊具90的促动可将诸如拉力或推力的任何合适力施加到屏护块20上，以便导致屏护块20的移动。
在一些实施例中，如图2和图6所示，系统50还可包括一个触轮100或多个触轮100。每个触轮100可连接到屏护钩32、壳体22或其它合适构件，并且可以引导由吊具90的促动导致的屏护块20上的力。例如，如图6所示，对于如图所示定位的屏护块20，如果促动吊具90，则力102将施加于屏护块20上，且此力102的大分量将移动屏护块20远离屏护钩32而不是沿着屏护钩32。如在图6中进一步显示的，触轮可引导此力，从而导致力104施加于屏护块20上，且此力104的大分量合乎需要地沿着屏护钩32移动屏护块20。因此，在一些实施例中，在吊具90与接合装置70之间延伸的吊带92、链或其它合适系绳可穿过触轮100。在触轮上的棒或辊106可在吊具90被促动时引导吊带92、链或其它合适系绳穿过触轮100，从而引导施加到屏护块20上的力。
在一些实施例中，触轮100可固定地连接到例如屏护钩32或其它合适构件。当触轮100固定地连接时，其在系统50的运行期间大体上相对于屏护钩32静止。因此，屏护钩32可通过机械紧固件、焊接或任何其它合适的连接设备或工艺被固定地连接。在其它实施例中，触轮可以可移动地连接到例如屏护钩32或其它合适构件。当触轮100可移动地连接时，其在系统50的运行期间大体上可相对于屏护钩32移动。因此，例如，触轮100可与屏护钩32匹配，如在上文中关于屏护块20所讨论的那样。触轮100可沿着屏护钩32滑动且因此可移动地连接或可固定地连接到屏护钩32。
应当了解，在示例性实施例中，系统50的各种构件可从壳体22、屏护块20及其各种构件移除。例如，在系统50的运行之后，吊架60、接合装置70、吊具90和触轮100可全部从如上所述的任何固定件或连接件移除，以根据需要来调整各种屏护块20。
本公开还致力于调整壳体22中的屏护块20的方法。该方法可包括将接合装置70安装至屏护块20，以及促动连接到接合装置70的吊具90，如上所述。吊具90的促动可导致屏护块20沿着壳体22的屏护钩32移动 。
在一些实施例中，该方法还可包括将吊架60连接到例如壳体22，如上所述。在一些实施例中，该方法还可包括：引导由吊具90的促动所导致的屏护块20上的力。例如，触轮100可引导此力，如上所述。
在一些实施例中，将接合装置70安装至屏护块20的步骤可包括将第一内表面72安装至第一侧表面76且将第二内表面74安装至第二侧表面78上，如上所述。此外或作为备选，将接合装置70安装至屏护块20的步骤可包括例如将销84插入限定在屏护块20中的镗孔86内。此外或作为备选，将接合装置70安装至屏护块20的步骤可包括将接合装置70夹持至屏护块20。例如，可促动夹持机构而将接合装置70夹持至屏护块20上，如上所述。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳实施方式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括做出和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例包括与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言并无实质不同的等同结构元件，那么这些其它示例意图落在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于调整壳体(22)中的屏护块(20)的系统(50)，所述系统(50)包括：
吊架(60)；
接合装置(70)，其安装至所述屏护块(20)，其中所述接合装置(70)包括安装至所述屏护块(20)的第一侧表面(76)的第一内表面(72)和安装至所述屏护块(20)的第二侧表面(78)的第二内表面(74)，并且所述屏护块(20)包括通槽，该通槽被限定在所述第一侧表面(76)与所述第二侧表面(78)之间以用于将所述屏护块(20)连接至所述壳体(22)的屏护钩(32)；以及
吊具(90)，其连接所述接合装置(70)与所述吊架(60)，其中，所述吊具(90)的促动能够导致所述屏护块(20)沿着所述壳体(22)的屏护钩(32)移动。
2.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，所述吊架(60)连接到所述壳体(22)。
3.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，还包括涂覆到所述第一内表面(72)和所述第二内表面(74)中的每一个的涂层(80)，且其中所述涂层(80)包括碳化钨。
4.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，所述接合装置(70)包括插入限定在所述屏护块(20)中的镗孔(86)内的销(84)。
5.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，所述接合装置(70)包括夹持机构，并且其中，所述夹持机构的促动将所述接合装置(70)夹持至所述屏护块(20)。
6.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，所述吊具(90)包括棘轮杆(94)。
7.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，还包括触轮(100)，所述触轮连接到所述屏护钩(32)，用于引导由所述吊具(90)的促动所导致的所述屏护块(20)上的力。
8.根据权利要求7所述的系统(50)，其特征在于，所述触轮(100)固定地连接到所述屏护钩(32)。
9.一种用于调整壳体(22)中的屏护块(20)的方法，所述方法包括：
将接合装置(70)安装至所述屏护块(20)；
促动连接到所述接合装置(70)的吊具(90)，其中，所述吊具(90)的促动能够导致所述屏护块(20)沿着所述壳体(22)的屏护钩(32)移动，
其中，将接合装置(70)安装至所述屏护块(20)的步骤包括：将所述接合装置(70)的第一内表面(72)安装至所述屏护块(20)的第一侧表面(76)，以及将所述接合装置(70)的第二内表面(74)安装至所述屏护块(20)的第二侧表面(78)，并且其中，所述屏护块(20)包括通槽，该通槽被限定在所述第一侧表面(76)与所述第二侧表面(78)之间以用于将所述屏护块(20)连接至所述壳体(22)的屏护钩(32)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括将吊架(60)连接到所述壳体(22)，其中，所述吊具(90)将所述接合装置(70)连接到所述吊架(60)。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括引导由所述吊具(90)的促动所导致的所述屏护块(20)上的力(104)。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接合装置(70)还包括涂覆到所述第一内表面(72)和所述第二内表面(74)中的每一个的涂层(80)，且其中所述涂层(80)包括碳化钨。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将接合装置(70)安装至所述屏护块(20)的步骤包括：将所述接合装置(70)的销(84)插入限定在所述屏护块(20)中的镗孔(86)内。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括将所述接合装置(70)夹持至所述屏护块(20)。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述吊具(90)包括棘轮杆(94)。
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