CN104024583B - 拉出和/或插入涡轮机轴承的方法以及执行该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于拆卸优选静止的涡轮机的涡轮机轴承(26)或轴承段的方法和一种执行该方法的设备(30)，该涡轮机带有优选在壳体关闭的情况下可分成两半的壳体，该方法带有如下工作步骤：支撑转子(12)以免除涡轮机轴承(26)受到转子(12)的重力，将支承板(34)固定在涡轮机轴承壳体(10)上，在支承板(34)上安装两个相互平行的轨道状的支架(36)且将横支架(40)固定在所述轨道状的支架(36)的端部(38)上，将带有至少两个压杆/拉杆(46)的支座板(43)固定在涡轮机壳体(10)上，且将压杆/拉杆(46)固定在涡轮机轴承(10)上以及解除涡轮机轴承壳体(10)与涡轮机轴承(26)的固定且借助于压杆/拉杆(46)从涡轮机轴承壳体(10)中拉出处于其运行位置的涡轮机轴承(26)。借助于所建议的解决方法，可缩短静止的涡轮机的停机时间。

Description

拉出和/或插入涡轮机轴承的方法以及执行该方法的设备
技术领域
本发明涉及一种用于在壳体关闭的情况下从优选静止的涡轮机的转子拉出和/或在所述转子上插入涡轮机轴承的方法。此外，本发明还涉及一种适合于执行方法的设备。
背景技术
静止的燃气涡轮机从大量现有技术中长期以来已知。所述涡轮机的转子通常径向地支承在压缩机侧端部上以及涡轮机侧端部上。燃气涡轮机的也称为涡轮机轴承的涡轮机侧径向轴承处在燃气涡轮机的排气行程内，通常直接在涡轮机单元的最后的叶片行的后方。为支承，在排气行程内通常提供少数的即四个、五个或六个径向延伸的轴承支柱，在该轴承支柱的中心内安放了用于涡轮机轴承壳体和涡轮机侧径向轴承的围框。
在涡轮机轴承、轴瓦或轴承段即所谓的衬垫上的缺陷可导致使得这些部件必须更换。在通常装配有在分模面内可分成两半的壳体的静止的燃气涡轮机的情况中，在维修情况中，首先将燃气涡轮机的上半壳体与下半壳体拆开，然后将上半壳体拿走。然后，将放入在下半壳体内的转子连同涡轮机轴承取出。然后才从转子取下轴承。
但此过程是特别费时的，因为在燃气涡轮机的耗时的冷却之后要求更长的调试时间以松脱壳体螺纹连接、打开燃气涡轮机且取出转子。在维修故障的部件之后，必须将转子又放入在下半壳体内且定向。然后，安装上半壳体以关闭燃气涡轮机。因此，半壳体相互通过已知的螺栓相互固定。这一切要求静止的燃气涡轮机的更长的停机时间。
由此原因，存在缩短燃气涡轮机的停机时间的需求。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是提供克服前述缺点的方法。本发明的另外的技术问题是提供支持方法的工具。
针对方法的技术问题以根据权利要求1的特征的方法、根据权利要求4的特征的方法解决，且针对工具的技术问题以根据权利要求7的设备解决。
在各从属权利要求中列出了有利的特征，所述特征与权利要求类别相应地以任意方式可相互组合。
为拆卸涡轮机设备及其组成部分，根据本发明建议首先支撑或保持布置在静止的涡轮机内的转子，以免除涡轮机轴承承受转子的重力。然后，将用于支架的支承板固定在涡轮机轴承壳体上。然后，将两个相互平行的轨道状的支架安装在支承板上，然后在支架的朝向排气扩散器的端部上固定横支架。优选地，然后在涡轮机轴承壳体上固定带有至少两个压杆/拉杆的支座板，然后将压杆/拉杆固定在涡轮机轴承上。然后，将处于其运行位置中的涡轮机轴承从涡轮机轴承壳体拉出。只要使用带有压杆/拉杆的支座板，则当然借助于压杆/拉杆进行移动。
借助于所建议的方法，可取出静止的涡轮机的涡轮机轴承或涡轮机的涡轮机轴承的轴承段，而不必打开涡轮机自身且取出其转子。因此，方法可在关闭的涡轮机壳体的情况中即在上半壳体安装时执行。为此，前提条件仅是在紧靠涡轮机轴承的区域内对于安装人员和所要求的用于执行工作的设备存在足够的自由空间。只要涡轮机设计为用于发电的静止的燃气涡轮机，且燃气涡轮机额定功率大致为100MW且更大，则此自由空间通常是带有甚至方便安装人员行走的尺度的排气行程的部分。进入排气行程或自由空间则通过提供在排气行程或排气扩散器的通道边界内的所谓的检查孔实现。在涡轮机的构造形式更小的情况中可构思部分地或完全地移除排气通道的通道边界，以给出要求的自由空间。
在拆卸涡轮机轴承和维修/更换之后，根据本发明以与之相对应的方式执行涡轮机轴承的组装。建议已将静止的涡轮机的转子支撑或保持。当尚不存在时，将支座板固定在涡轮机轴承壳体的端侧上，然后在支座板上安装两个轨道状的支架。然后可在两个排气壳体侧支架端部上固定横支架。然后将待安装的涡轮机轴承安放在支架上且在涡轮机轴承的方向上推入到中间位置。优选地，然后将带有至少两个可移动的压杆/拉杆的支座板固定在涡轮机轴承壳体上且将两个压杆/拉杆固定在涡轮机轴承上。然后可借助于压杆/拉杆将涡轮机轴承从中间位置插入到其最终安装位置，即运行位置。
通过使用根据本发明的方法以拆卸和安装涡轮机轴承，可明显缩短用于维修涡轮机和维护涡轮机的调试时间，这明显提高了涡轮机的可利用性。
借助于支架，涡轮机轴承可仅由于相对于涡轮机的机器轴线的轴向移动而从其运行位置拉出，而不要求另外的辅助装置以保持涡轮机轴承的重力。因此，支架在涡轮机侧直接终止于涡轮机轴承且因此随拉出或在插入前承载涡轮机轴承的重力。然后，重力通过支承板、涡轮机轴承壳体和静止的涡轮机的壳体导出到基座内。相应地，设备的这些部件构造为总是可靠地导出重力。特别有利地，两个支架大致安放在涡轮机轴承的四点钟位置和八点钟位置，使得涡轮机轴承的合成的重力在它们之间的中间作用在两个支架上。为防止两个支架端部相互分开，在否则在排气通道内自由地终止的端部上固定有横支架。以此，两个轨道状支架即使在载荷降低的情况中也通过涡轮机轴承总是保持相互平行，而不存在两个支架相互运动的风险和涡轮机轴承在支架之间滑动的风险。同时，横支架限制了涡轮机轴承的移动行程。
压杆/拉杆实现了涡轮机轴承的相对于涡轮机的机器轴线的总是轴平行的运动，而不使得其间出现涡轮机轴承在涡轮机轴承壳体上或内的倾斜。这保证了待安装的或待拆卸的涡轮机轴承的可移动性，且保护此涡轮机轴承部件不由于倾斜而受到损坏。
根据本发明的由于安装和/或拆卸带有在壳体关闭状态中优选地经常可分成两半的壳体的优选静止的涡轮机的涡轮机轴承、轴承段或涡轮机轴承的另外的不同部分的设备包括：用于固定在涡轮机轴承的涡轮机轴承壳体上的支承板，至少两个相互平行的垂直地固定在支承板上的轨道状的优选地带有装配有滚子的支架，和固定在支架端部上的横支架，以及提供用于固定在涡轮机轴承壳体上的带有至少两个在其上可移动的压杆/拉杆的支座板，所述压杆/拉杆提供用于固定在待拆卸和安装的部件上。优选地，压杆/拉杆液压地联接在支座板上，使得为拉出或插入涡轮机轴承所要求的力必要时可液压地提供。
为能以相对小的力沿支架移动涡轮机支架，优选地建议使得支架分别构造为滚子轨道。通过使用滚子轨道，耗费很小的力使拉出的或待插入的涡轮机轴承运动，而无需机械支持。此外，滚子轨道的滚动平面相互倾斜。两个滚动平面的倾斜相互成V形且选择为使得它们总是与涡轮机轴承的滚动面相切，或如果存在与滑动元件相切。
因为涡轮机轴承在轴向方向上也可形成为比较窄的结构且滚子轨道的两个直接相邻的滚子之间的距离可处在此量级中，所以建议对于每个滚子轨道在涡轮机轴承上安装滑动元件，以保证在涡轮机轴承在每个移动位置中移动期间，根据滚子轨道由至少两个滚子可靠地支承涡轮机轴承。这也防止待移动的涡轮机轴承的倾斜/偏斜。
附图说明
本发明的另外的优点、特点和特征根据优选的实施例在如下附图中详细解释。各图为：
图1是通过燃气涡轮机排气壳体的纵向部分截面，
图2是图1的涡轮机轴承壳体的透视图，带有固定在其上的用于拉出涡轮机轴承的设备，
图3是根据图2的涡轮机轴承，带有布置在其上的用于插入涡轮机轴承的设备，
图4是根据图2的透视图，带有从涡轮机轴承壳体取出的涡轮机轴承，
图5是带有布置在其上的滑动元件的涡轮机轴承。
具体实施方式
在所有附图中，相同的特征提供以相同的附图标号。
图1以纵向部分截面示出形成为静止涡轮机14的涡轮机的涡轮机排气壳体11。燃气涡轮机14在燃气涡轮机排气壳体11的上游具有(未图示的)可分成两半的壳体，该壳体带有下半壳体和上半壳体，所述板壳体以已知的方式以凸缘方式相互连接且通过相应的螺栓相互螺纹连接。燃气涡轮机14的燃气涡轮机排气壳体11构造为不可分，且作为通道边界界定过渡为排气扩散器22的排气通道21。在燃气涡轮机排气壳体11内，五个在径向方向上延伸的轴承支柱15(图3、图4)沿周部均匀分布，所述周部在径向内部共同地支承且保持了轴承围框。在轴承围框内提供带有用于径向支承燃气涡轮机14的转子12的涡轮机轴承26的涡轮机轴承壳体10。在图1中所示的燃气涡轮机14的构造中，形成了具有盘构造的转子12，该转子12带有中央延伸通过盘的拉力锚定件23。拉力锚定件23也在涡轮机端部侧提供有螺纹25，拉力锚定件螺母24可拧上所述螺纹25。
涡轮机轴承26包括作为关键的组成部分的轴承环，多个轴承段和覆盖板。
此外，在排气扩散器22内部内安放了工作台33，以一方面为安装人员提供可靠的站立面且另一方面为其实现人机工程学的工作。
图2在透视图示中示出了在图1中图示的涡轮机轴承壳体10而遮挡了转子和排气通道21的通道边界。用于安装和/或拆卸涡轮机轴承26的设备30在图2至图4中以较粗的线宽图示。涡轮机轴承壳体10以较细的线宽示出，使得其部分视为透明的。但透明性仅涉及设备30的元件。因此，由于透视图示而在背景中安放的涡轮机轴承壳体10的元件被挡在前方的组成部分部分地遮盖，且因此未示出。
优选地，设备30包括两个相互分开地可处理的部件31、33，其中第一部件31是强制要求的，且第二部件33仅是选择性的。第一部件31用于支承待安装/待拆卸的涡轮机轴承26的重量。第二部件33用于直接从涡轮机支承壳体10内拉出和/或向涡轮机轴承壳体10内插入涡轮机轴承26。
在涡轮机轴承壳体10内具有处于其运行位置的涡轮机轴承26，由于透视图示，在图2中仅可见涡轮机轴承26的部分。涡轮机轴承壳体10具有朝向排气通道21的流出侧的端侧32。在此端侧32上固定有支承板34。支承板34在大致160°的弧长上延伸且在中心固定到涡轮机轴承壳体10的六点钟位置。在四点钟位置和八点钟位置提供了两个相互平行的轨道状支架36，也称为运行轨道，所述轨道状支架36螺纹连接在支承板34上。支架36的指向流出侧的端部38通过横支架40相互固定连接。与此端部38对置的支架36的端部39直接伸到涡轮机轴承26上。支架36构造为滚子轨道，分别带有多个滚子42，所述滚子42的旋转轴线根据滚子轨道相互平行定向。因此，第一部件31包括支承板34，支架36，横支架40以及另外的在下文中详细描述的固定架51以及所属的锁定元件。
通过第一部件的模块化的结构实现将其组成部分通过检查孔27(图1)引入到排气通道21内，而不必移除其通道边界。部件31、33不必强制地如图所示具有此类模块化的构造。只要存在更大的检查孔，或排气扩散器22可部分地或完全地移除，则部件31、33也可由更大的组件组装成或甚至为单体部件。
支座板43也在九点钟位置和三点钟位置中螺纹连接在涡轮机轴承壳体10的端侧32上。在支座板43上通过压板/支撑板支承了两个相互平行的可移动的压杆/拉杆46。压杆/拉杆46的靠近涡轮机轴承26的端部48具有固定凸缘50，该固定凸缘50可与待拆卸的涡轮机轴承26螺旋连接。因此，第二部件33包括支座板43、压板/支撑板以及压杆/拉杆46。
根据涡轮机轴承26的构造且取决于涡轮机支承26的待拆卸/待安装的组成部分，固定凸缘50也可取消和/或可使用其他的和/或另外的设备以将压杆/拉杆46与相应的组成部分连接。尤其在只需拆卸几个轴承段时，要求另外的设备。
视支座板43的哪侧固定在轴承壳体10的端侧32上而定，设备30的第二部件33或者用于拉出涡轮机轴承26(图2)或者拥有插入涡轮机轴承26(图3)。因此不需要不同的第二部件。
图4示出了涡轮机轴承壳体10外侧的安放在支架36上的另外的设备29，该设备29带有布置在其上的涡轮机轴承26的轴承段44，图中示出了在拆卸后以及安装在涡轮机轴承壳体10内之前的情况。根据本发明的设备30的第二部件33在涡轮机轴承26从涡轮机轴承壳体10拆卸之后松开或为将涡轮机轴承26安装在涡轮机轴承壳体10内仍固定。但在后者情况中，尚在固定第二部件33前，将涡轮机轴承26推入到靠近其运行位置的中间位置中。
为避免对于拉力锚定件23的螺纹25的损坏，还可盖上保护盖49。所述保护盖49优选在涡轮机轴承26运动前盖在拉力锚定件端部上。保护盖49的安装和拆下通过涡轮机轴承26的辅助来实现或以后文中解释的代用轴承完成。
此外，在图2至图4中图示了固定架51。此固定架51可围绕轴线52枢转，使得在其上铰接的元件可接合在涡轮机轴承26的移动行程中，且因此可制动和防止涡轮机轴承26沿滚子轨道的自由运动。在图示的位置中，锁定固定架51。移动行程的解锁和释放通过从图示的位置升起固定架51来进行。
图5示出了带有覆盖板47、轴承环51和多个其上布置有滑动元件54的轴承段44的涡轮机轴承26的透视图示。
当然，以所示的设备30和所述的方法也可实现通过常规的涡轮机轴承替换所谓的代用轴承。代用轴承通常代替常规的涡轮机轴承安装以便辅助地用于转子运输和/或燃气涡轮机运输，以避免其间对于常规的涡轮机轴承的损坏。
总之，本发明因此涉及用于安装/拆卸优选静止的涡轮机的涡轮机轴承26或轴承段的方法和用于执行方法的设备30，所述涡轮机带有优选地在壳体关闭的情况下可分成两半的壳体，该方法带有如下工作步骤：
a)支撑和/或保持转子12以免除涡轮机轴承26承受转子12的重力，
b)将支承板34固定在涡轮机轴承壳体10上，在支承板34上安装两个相互平行的轨道状的支架36，且将横支架40固定在支架36的端部38上，
c)将带有至少两个压杆/拉杆46的支座板43固定在涡轮机壳体10上，且将压杆/拉杆46固定在涡轮机轴承26上以及解除涡轮机轴承26与涡轮机轴承壳体10的固定且借助于压杆/拉杆46从涡轮机轴承壳体10中拉出处于其运行位置的涡轮机轴承26。
借助于所建议的解决方法，可缩短静止的涡轮机的停机时间且提高可用性。

Claims (14)

1.一种用于在壳体关闭的情况下拆卸涡轮机的涡轮机轴承(26)或其组成部分的方法，该方法带有如下方法步骤：
a)支撑和/或保持转子(12)以免除所述涡轮机轴承(26)承受所述转子(12)的重力，
b)将支承板(34)固定在涡轮机轴承壳体(10)上，在所述支承板(34)上安装两个相互平行的轨道状的支架(36)，且将横支架(40)固定在所述轨道状的支架(36)的与所述支承板(34)对置的端部(38)上，
c)解除所述涡轮机轴承壳体(10)与所述涡轮机轴承(26)的固定，和
d)将所述涡轮机轴承(26)或它的一个组成部分从所述涡轮机轴承壳体(10)中拉出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涡轮机是静止的涡轮机。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)前对于每个支架(36)在所述涡轮机轴承(26)上固定滑动元件(54)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)之前或之后将带有至少两个压杆/拉杆(46)的支座板(43)固定在所述涡轮机轴承壳体(10)上且将所述压杆/拉杆(46)固定在所述涡轮机轴承(26)上，且借助所述压杆/拉杆(46)实现拉出。
5.一种用于在壳体关闭的情况下安装涡轮机的涡轮机轴承(26)或它的一个组成部分的方法，带有如下方法步骤：
a)支撑和/或保持转子(12)，
b)将支承板(34)固定在涡轮机轴承壳体(10)上，在所述支承板(34)上安装两个轨道状的支架(36)，且将横支架(40)固定在与所述支承板(34)对置的支架端部(38、39)上，
c)将待安装的涡轮机轴承(26)安放在所述支架(36)上且将所述涡轮机轴承(26)移动到中间位置，
d)将所述涡轮机轴承(26)或它的一个组成部分从所述中间位置移动到它的安装位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述涡轮机是静止的涡轮机。
7.根据权利要求5所述的方法，其中在步骤c)前对于每个支架(36)在所述涡轮机轴承(26)上固定滑动元件(54)。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其中在步骤b)之前或之后将带有至少两个能移动的压杆/拉杆(46)的支座板(43)固定在所述涡轮机轴承壳体(10)上且将所述压杆/拉杆(46)固定在所述涡轮机轴承(26)上，且借助所述压杆/拉杆(46)实现移动。
9.一种用于在壳体关闭的情况下安装、拆卸涡轮机的涡轮机轴承(26)或它的一个组成部分的设备(30)，该设备包括：
用于固定在涡轮机轴承(26)的涡轮机轴承壳体(10)上的支承板(34)，
至少两个相互平行的垂直地固定在所述支承板(34)上的轨道状的支架(36)，和固定在所述支架端部(38、39)上的横支架(40)。
10.根据权利要求9所述的设备(30)，其中，所述涡轮机是静止的涡轮机。
11.根据权利要求9所述的设备(30)，该设备还包括：被设置用于固定在所述涡轮机轴承壳体(10)上的支座板(43)，该支座板带有至少两个能在该支座板上移动的压杆/拉杆(46)，所述压杆/拉杆(46)提供用于固定在待拆卸或待安装的部件上。
12.根据权利要求9或10所述的设备(30)，其中所述支架(36)分别构造为滚子轨道且所述滚子轨道的滚动平面相互倾斜。
13.根据权利要求9或10所述的设备(30)，其中在至少一个支架(36)上设有可枢转的固定架(51)，在所述固定架(51)上通过至少一个铰链铰接有制动待取出/待安装的涡轮机轴承(26)沿所述支架(36)的运动的锁定元件。
14.根据权利要求9或10所述的设备(30)，所述设备适合于执行根据权利要求1、2、3或4所述的方法或者执行根据权利要求5至8中任一项所述的方法。
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