CN103835775A - 具有维修楔的涡轮机外壳 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮机外壳，所述涡轮机外壳包括配置成以可拆除的方式彼此相连的第一涡轮机外壳壳体和第二涡轮机外壳壳体。所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者形成用于限定检修槽。至少一个维修楔配置成以可拆除的方式安装在所述检修槽中。

Description

具有维修楔的涡轮机外壳

技术领域

本发明涉及一种涡轮机外壳，确切地说，涉及一种具有检修槽以及被配置成以可拆除的方式安装在所述检修槽中的至少一个维修楔的涡轮机外壳。

背景技术

燃气和蒸汽涡轮发动机通常被设计成具有沿装置的水平中心线分离的外壳/壳体。为进行重大维修检查、零件更换等，通常需要拆除外壳的上半部分。拆解以及后续的重新组装过程在机械上十分繁杂，同时极为耗费资源和时间。例如，必须将上半球形外壳附接到起重机并沿外壳/壳体的整个轴向长度分界线拆除紧固元件，以便起重机能够将上半球形外壳升举离开下半球形外壳。

对于中小规模的检查、维护、维修和更换操作而言，操作员接近外壳/壳体内部的能力通常受限。因此，如果需要接近内部零件，通常需要拆除执行完整拆解过程，即使是相对较小的操作也是如此。此问题尤其耗费资源和时间，尤其是相对于相对较小规模的维护、维修或更换操作而言。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种涡轮机外壳，所述涡轮机外壳包括被配置成以可以拆开的方式彼此相连的第一涡轮机外壳壳体和第二涡轮机外壳壳体。所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者形成用于限定检修槽。至少一个维修楔被配置成以可拆除的方式安装在所述检修槽中。

根据本发明的另一方面，提供了一种涡轮机外壳，所述涡轮机外壳包括下涡轮机外壳壳体以及被配置成以可拆除的方式连接到所述下涡轮机外壳壳体的上涡轮机外壳壳体，所述上涡轮机外壳壳体设有围绕所述上涡轮机外壳壳体的中心线对称的至少一个检修槽以及被配置成以可拆除的方式安装在所述至少一个检修槽中的至少一个维修楔。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于接近涡轮机内部的方法。所述方法包括：以可拆除的方式相对于设有检修槽的涡轮机外壳壳体手动安装维修楔，所述维修楔的大小经过设置以装配在所述检修槽中；以及通过将所述维修楔从所述检修槽拆除来手动接近所述涡轮机内部。

结合附图阅读以下说明可以更好地了解这些和其他优点和特征。

附图说明

本专利申请文件中的权利要求书特别指出并明确主张了本发明。结合附图阅读以下具体实施方式可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1是根据实施例的涡轮机外壳的轴向视图；

图2示出了图1所示涡轮机外壳的透视图；

图3是根据替代实施例的涡轮机外壳的透视图；

图4是图1所示涡轮机外壳的一部分以及维修楔的放大轴向视图；

图5是具有铰链的维修楔的轴向视图；

图6是根据实施例的多个维修楔的透视示意图；

图7是根据替代实施例的多个维修楔的透视示意图；以及

图8是根据进一步替代实施例的多个维修楔的透视示意图。

具体实施方式部分通过参考附图来以示例方式介绍本发明的实施例以及相应优点和特征。

具体实施方式

根据本发明的各方面，可以大幅降低燃气或蒸汽涡轮发动机的旋转和/或固定零件的检查、更换和维修所耗费的资源和时间。这可以通过使用至少一个或多个可拆除楔形段作为完整上下外壳或壳体的相对较小部分来实现。在断电期间，较小楔形段可以相对于上下外壳或壳体更有效地拆除，从而允许操作员直接接近叶片，以相对于通过小直径（通常为2cm或以下）管道探测镜开口所能实现的水平更全面地进行检查、清洗或维修。此外，在适当预期范围内，所述叶片可以设计成通过为楔形段形成的检修槽进行更换，从而节省宝贵的断电时间、降低升举要求并在完全拆除上外壳时提供更全面的检查。

参见图1、2和3，提供了涡轮机外壳10。涡轮机外壳10包括第一或下半涡轮机外壳壳体（以下称“下涡轮机外壳壳体”）11、第二或上半涡轮机外壳壳体（以下称“上涡轮机外壳壳体”）12以及至少一个维修楔30。上涡轮机外壳壳体12被配置成通过紧固沿水平结点13和14布置的元件阵列来以可拆除的方式连接到下涡轮机外壳壳体11。以可拆除的方式将上涡轮机外壳壳体12连接到下涡轮机外壳壳体11的过程十分耗费资源和时间，并且首先需要将上涡轮机外壳壳体12附接到特别用于升举涡轮机外壳壳体部分的起重机。所述过程进一步包括沿水平结点13和14的整个轴向长度拆除每个紧固元件，以便上涡轮机外壳壳体12可以升举离开下涡轮机外壳壳体11。

在一些传统情况下，需要从下涡轮机外壳壳体11拆除上涡轮机外壳壳体12，以便执行常规检查和维修操作。在此类情况下，可以通过十分小（即，2cm或以下）的管道探测镜开口15接近涡轮机外壳10的内部，所述管道探测镜开口可以形成于上涡轮机外壳壳体12中。在涡轮机运行模式下，管道探测镜开口15通过罩壳元件闭合，所述罩壳元件以螺纹方式固定于管道探测镜开口15中。因此，可以通过围绕径向维度旋转罩壳元件来从管道探测镜开口15拆除所述罩壳元件。因此，由于便于制造以及涡轮机外壳10的弯曲性，管道探测镜开口15通常成圆形，并且其直径需要维持在相对较小的范围，以减小外壳上的应力集中，以便罩壳元件可以与螺纹配准。此外，管道探测镜开口15无需大于小直径管道探测镜本身，以免不必要地降低涡轮机外壳10的结构强度。

由于管道探测镜开口15的直径较小，因此相对于通过管道探测镜开口15执行的操作而言（即，小于中等范围的检查和维修），若不从下涡轮机外壳壳体拆除上涡轮机外壳壳体12，则无法执行需要更接近涡轮机内部的完全检查和维修操作。因此，中小规模的检查和维修通常需要耗费特别大的成本和涡轮机10停机时间，因为需要执行上述十分耗费资源和时间的拆除过程。因此，在上涡轮机外壳壳体12和下涡轮机外壳壳体11中的至少一者设置检修槽20，并且调整维修楔30的大小以装配在所述检修槽中。因此，维修楔30可以通过手动过程以可拆除的方式相对于检修槽20安装，所述手动过程可以迅速执行，或者至少相对于上述完整上涡轮机外壳壳体12拆除过程更为迅速。

根据本发明各方面，所述手动过程可以在通常小于完整外壳壳体拆除操作中所用机械的升降机或起重机的协助下完成。由于上涡轮机外壳壳体12和下涡轮机外壳壳体11可能重达几吨，因此完整拆除中所需的升降机或起重机必须能够升举几吨或以上。相反，可能需要用于拆除维修楔的升降机或起重机需要能够升举的重量远远较小（例如，约为几百磅或以下）。

在涡轮机运行期间，维修楔30安装在接近操作20中。维修楔30可以从检修槽20拆除，以进行中小规模的检查和维修，而无需以其他方式从下涡轮机外壳壳体11拆除整个上涡轮机外壳壳体12。检修槽20因此减小了维修和检查成本，同时还能够缩短涡轮机停机时间。

尽管检修槽20可以由安置于上涡轮机外壳壳体12和下涡轮机外壳壳体11中的一者或两者中，但是以下描述将涉及检修槽20安置于上涡轮机外壳壳体12中的示例性情况。这是为了便于说明，并不以任何方式限制本发明或权利要求书的范围。

根据实施例，检修槽20可以安置于上涡轮机外壳壳体12中，以具有足够尺寸的周向弧长，以允许接近和/或拆除大小保持不变的特定内部部件，从而快速且有效地进行拆除。即使检修槽20沿涡轮机外壳10的整个轴向长度延伸（例如，从前法兰40延伸到后法兰41），检修槽20可以具有相对较短的弧长，从而允许相应的维修楔30相应地维持轻质。由于维修楔30被配置成通过手动过程（借助或不借助上述升降机或起动机）以可拆除的方式安装在检修槽20中，维修楔30的轻质特征允许维修楔30被手动或者通过使用相对较小的升降机或起重机升举到检修槽20的外部。

当然，应了解，附图中对检修槽20的图示仅为示例性的，可以使用其他更大或更小的检修槽20形状和大小，但前提是相应的维修楔30的足够轻质，以迅速且有效地通过手动或升降机/起动机协助过程拆除。此外，尽管检修槽20被图示为具有常规形状，但应了解，这并不是必需的，检修槽20可以具有常规、不规则、成角度、圆形或其他复杂形状，如图3所示。

检修槽20可以沿上涡轮机外壳壳体12的中心线120设置或者位于相对于中心线120的偏移位置。在任一情况下，检修槽20可以但不必需围绕中心线120对称，从而保持涡轮机外壳10的热膨胀和收缩特性。如果检修槽20设于偏移位置，则检修槽20可以设置为多个检修槽20。在这种情况下，一个检修槽20可以设于相对于中心线120的第一偏移位置，并且另一检修槽20可以设于中心线120与第一偏移位置相对一侧上的第二偏移位置。根据实施例，第一偏移位置和第二偏移位置可以设于上涡轮机外壳壳体12的弯曲结点位置（例如，分为设于1:30和10:30位置）或附近。

如果上涡轮机外壳壳体12设有多个检修槽20，则维修楔30可以设置为多个维修楔30和/或多个虚设楔31。在任一情况下，多个维修楔30或虚设楔31各自被配置成以可拆除的方式安装在多个检修槽30的一个对应检修槽中。

参见图4并且根据实施例，维修楔30可以通过楔形紧固元件50固定在检修槽20中。楔形紧固元件50包括从上涡轮机外壳壳体12和维修楔30的对应长边缘部分延伸的法兰51以及螺栓52和螺母53的组合。螺栓52延伸穿过形成于法兰51中的通孔，并且以螺纹方式与螺母53接合，从而将法兰51紧固在一起并且将维修楔30固定在检修槽20中。

尽管法兰51在图4中被图示为沿上涡轮机外壳壳体12和维修楔30的对应长边缘部分轴向延伸，但是应了解，此构造不是必需的，可以使用其他布置。例如，法兰51可以沿长边缘部分、短边缘部分布置，或者同时沿长边缘部分和短边缘部分布置。在任何情况下，多个螺栓/螺母组合可以维持在预定数量以下，但前提是维修楔30可以固定在检修槽20中，以便拆除维修楔30所需的时间可以有利的维持在较短水平内。根据实施例，螺栓/螺母组合可以布置成使螺栓52沿轴向或周向维度（与径向相对）延伸。

参见图5，维修楔30可以通过铰链组件60以可铰接方式连接到上涡轮机外壳壳体12。例如，维修楔30可以包括从维修楔30一侧径向向外且周向突起的铰链臂61，而上涡轮机外壳壳体12可以包括引导元件62。凸台或铰链销63可以安置成延伸穿过铰链臂61和引导元件62。在此类情况下，维修楔30可以从检修槽20移除，方式是拆除在使用的任何紧固元件，然后径向向外取出维修楔30，直到铰链销63到达引导元件62的远端。此时，维修楔30可以围绕铰链销63枢转，以完成维修楔30拆除过程。

根据进一步实施例，应了解，在设置检修槽20的情况下，可以不需要管道探测镜开口15。在此类情况下，管道探测镜可以在拆除维修楔30的情况下在检修槽20中轻易地蛇行。如果管道探测镜需要固定到适当位置，则可以在本发明的范围内提供适当的工具来执行此操作。

参见图6到8，根据进一步实施例，多个维修楔30可以可拆除的方式安装在单个检修槽20中。在这种情况下，多个维修楔30可以通过类似于上述过程的手动过程作为一个整体移除或者一次移除一个。在单个检修槽20中使用多个维修楔30可以使检修槽20的大小更为灵活并且检修过程更为灵活。也就是说，对于需要限制接近的指定检修而言，可以只拆除多个维修楔30中的一个，而可以对更大范围的检修过程拆除多个维修楔30中的全部维修楔。

尽管图6示出了沿周向布置在检修槽20中的多个维修楔30，但是应了解，这并不是必需的，多个维修楔30可以布置在其他维度中。例如，多个维修楔30可以周向（即，以2X1矩阵，参见图6）、轴向（即，以1X2矩阵，参见图7）布置或者同时以轴向和周向布置（即，以2X2矩阵，参见图8）。

尽管上文已经结合有限数量的实施例详细描述本发明，但应清楚地了解，本发明并不限于此类公开的实施例。相反，本发明可以进行修改以包括上文未做描述，但与本发明的精神和范围相符的任何数量的变化、改变、替代或等效装置。此外，尽管已描述本发明的实施例，但应了解，本发明的方面可以只包括一些所述的实施例。因此，本发明并不视作受上述说明限制，而是仅受随附权利要求书的范围限制。

Claims (20)

1.一种涡轮机外壳，包括：

第一涡轮机外壳壳体和第二涡轮机外壳壳体，所述第一涡轮机外壳壳体和第二涡轮机外壳壳体配置成以可拆除的方式彼此相连，

所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者形成用于限定检修槽；以及

至少一个维修楔，所述至少一个维修楔配置成以可拆除的方式安装在所述检修槽中。

2.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中所述第一涡轮机外壳壳体包括下半球形外壳，并且所述第二涡轮机外壳壳体包括上半球形外壳并且形成用于限定所述检修槽。

3.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中所述检修槽沿所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者的中心线限定。

4.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中所述检修槽的位置被限定为使所述检修槽偏离所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者的中心线。

5.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者形成用于限定多个检修槽并且所述至少一个维修楔包括多个维修楔，所述多个维修楔中的每个维修楔被配置成以可拆除的方式安装在所述多个检修槽中的对应的检修槽中。

6.根据权利要求5所述的涡轮机外壳，其中所述多个检修槽相对于所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者的中心线对称布置。

7.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中所述检修槽沿所述第一涡轮机外壳壳体和所述第二涡轮机外壳壳体中的至少一者的轴向维度延伸。

8.根据权利要求1所述的涡轮机外壳，其中多个维修楔被配置成以可拆除的方式安装在所述检修槽中。

9.根据权利要求8所述的涡轮机外壳，其中所述多个维修楔沿所述涡轮机外壳的一个或多个周向和轴向维度布置。

10.一种涡轮机外壳，包括：

下涡轮机外壳壳体；

上涡轮机外壳壳体，所述上涡轮机外壳壳体配置成以可拆除的方式连接到所述下涡轮机外壳壳体，

所述上涡轮机外壳壳体形成用于围绕所述上涡轮机外壳壳体的中心线对称限定至少一个检修槽；以及

至少一个维修楔，所述至少一个维修楔配置成以可拆除的方式安装在所述至少一个检修槽中。

11.根据权利要求10所述的涡轮机外壳，其中所述上涡轮机外壳壳体形成用于围绕所述中心线对称限定多个检修槽，并且所述至少一个维修楔包括多个维修楔，所述多个维修楔中的每个维修楔配置成以可拆除的方式安装在所述多个检修槽中的对应检修槽中。

12.根据权利要求10所述的涡轮机外壳，其中所述至少一个检修槽沿所述上涡轮机外壳壳体的轴向维度延伸。

13.根据权利要求10所述的涡轮机外壳，其中多个维修楔配置成以可拆除的方式安装在所述至少一个检修槽中。

14.根据权利要求13所述的涡轮机外壳，其中所述多个维修楔沿所述涡轮机外壳的一个或多个周向和轴向维度布置。

15.根据权利要求10所述的涡轮机外壳，其中所述至少一个维修楔以可铰接的方式连接到所述上涡轮机外壳壳体。

16.一种检修涡轮机内部的方法，所述方法包括：

以可拆除的方式相对于涡轮机外壳壳体手动安装维修楔，所述涡轮机外壳壳体形成用于限定检修槽，所述维修楔的大小适合安装在所述检修槽中；以及

在将所述维修楔从所述检修槽拆除的情况下手动检修所述涡轮机内部。

17.根据权利要求16所述的方法，其中以可拆除的方式手动安装所述维修楔包括借助于升降机或起重机中的一者的帮助。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括形成围绕所述涡轮机外壳壳体大体对称的所述检修槽。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述检修槽包括形成多个检修槽，并且所述维修楔设为可分别容纳在所述多个检修槽中对应一个检修槽内的多个维修楔。

20.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述多个检修槽包括形成相对于所述涡轮机外壳壳体的中心线对称的所述多个检修槽。

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