用于安装和除去涡轮构件的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮的大型零件或构件的替换系统。其应用用于除去或安装涡轮构件以检查、修理或替换它们。此外,其涉及一种用于除去或安装涡轮构件的方法。
背景技术
涡轮零件或构件需要除去用于检查、维护和修理或替换零件或构件。此类构件可例如为用于热发电的燃气涡轮的焚烧器。焚烧器典型地沿径向以相等间隔布置在燃气涡轮的主体的中部处,并且被插入并且经由凸缘组装于其。常规地,此类零件通过在除去零件周围的管和其它障碍物来构造简单脚手架,以及通过由在脚手架上的工人操纵高架行进起重机来悬吊零件而人工地替换。
零件或构件如焚烧器可太重而不能由工人在不使用起重机或其它升降工具的情况下处理。此类除去和处理为耗时的,并且难以在涡轮机的窄内部空间中和在非稳定外侧脚手架上在工作期间保持焚烧器的适当位置。
为了使该工作更容易,美国专利5,921,075公开了一种焚烧器替换系统,其中轨道附接在燃气涡轮壳体的两个轴向相邻零件的周向凸缘连接部处,其中复杂设计的运输车可沿该轨道移动,以便输送待安装的焚烧器。运输车配备有铰接物和焚烧器载体,该焚烧器载体可平移移位,使得其可将燃气涡轮的独立焚烧器输送至它们的预计位置。然而,已知装置的缺点在于其为非常大的,并且需要涡轮壳体周围的比较大的机动空间。然而,该机动空间并非总是可用。已知装置的又一个缺点在于,由于运输车上的比较长且端部自由的杆组件,以及待替换的构件如焚烧器和过渡管的相当大重量,故这些装置仅可以以不足的精度相对于构件开口定位,它们将通过该构件开口引入到涡轮中。
发明内容
本公开的目的在于提供一种用于安装和除去涡轮上或中的构件的安装系统,该安装系统一方面为紧凑的,而另一方面允许相关构件在涡轮上或中的准确配合定位。本公开的又一个目的在于提供一种用于安装和除去涡轮的零件或构件的方法,该方法可在没有特别大的安装空间要求的情况下快速地执行。
根据第一实施例,一种用于安装和除去涡轮构件的安装系统包括用于使涡轮构件与行进器一起移动的悬置轨道结构,该行进器可沿轨道结构的轨道移动,并且可连接于保持器用于将涡轮构件附接于行进器。其还包括升降机和支承框架。支承框架能够附接于升降机,并且构造用于利用来自行进器的保持器收纳涡轮构件。
轨道结构例如可能够附接于涡轮或涡轮壳体。安装系统可为用于将涡轮构件安装于涡轮的系统。具体而言,其可为用于将燃烧器构件如焚烧器或衬套分别安装到燃烧器外壳中的系统。
升降机可为任何市售的升降设备,如,具有足够装载能力的叉式起重机。支承框架可形状配合于升降机,例如,形状配合于叉式升降机的叉。支承框架还可形成为以形状配合连接来收纳涡轮构件。升降机还可为可移动服务平台,引导移动升降台或另一升降运输车。
升降机可为用于例如从发电站的地板垂直升降的升降机。
根据另一个实施例,安装系统包括导轨,用于沿预定路径引导升降机至正确位置用于升降或接收涡轮零件。轨道可固定于地面。代替轨道,还可使用指出地面上的升降机的正确位置的标记。定位装置如主板可用于关于涡轮的固定点如轴承或主销来将轨道置于正确位置。另外,可使用光学引导或任何其它精确定位系统。在上下文中,精确定位意思是几厘米公差内的定位,优选小于1cm的公差,更优选在小于半厘米内。
根据又一个实施例,保持器包括金属带,其形状配合于涡轮构件的第一区段。金属带可扣合在涡轮构件上,用于保持或升降涡轮构件。
根据再一个实施例,保持器包括支架,其构造用于连接于涡轮构件的第二区段。涡轮构件可借助于金属带或支架或两者的组合附接于行进器。
可例如包括横梁的安装系统的悬置轨道结构可在行进器中包括连接于横梁的触轮和/或线性引导件。
为了沿轨道结构推动和拉动行进器,安装系统可包括螺旋千斤顶系统。根据又一个实施例,螺旋千斤顶系统为自制动系统。
根据实施例,轨道结构的一端利用接头安装于支架,并且经由从支架跨至轨道结构用于铰接悬置的系杆或链来连接于至少又一个支架。
将轨道结构的端部连接于支架的接头允许通过调整系杆、链或杆链组合的长度来调整轨道结构的倾角。
倾角可例如为关于水平面、关于涡轮的轴线或涡轮构件的轴线的角。为了调整,可典型地自由选择基准,只要其为固定基准平面。
在另一个实施例中,两个或更多个系杆从支架或支承点跨至轨道结构,并且以关于涡轮的限定角保持横梁。横梁的倾斜角可通过调整系杆的长度来调整。多个系杆的使用允许较轻轨道系统的设计,因为杆支承在许多点处,并且作用于轨道系统上的弯矩可减小。
根据又一个实施例,安装系统包括行进器,其具有用于可移动地连接于轨道结构的第一区段、用于连接于保持器的第二区段,以及将第一区段连接于第二区段的界面。界面构造用于调整第二区段关于第一区段的位置,用于使由安装系统悬挂的涡轮构件的位置关于涡轮对准。
为了对准,可调整的界面可例如包括两个螺钉:一个用于第一区段关于第二区段的水平位移,而一个用于垂直位移。例如,精细调节可在正交于轨道结构的横梁的轴向延伸的平面中完成。
安装系统还可包括工具框架,其能够附接于升降机,并且构造用于接收具有行进器的轨道结构。借助于工具框架,轨道结构连同行进器可安装至涡轮/从涡轮拆卸。为了安装/拆卸,框架工具必须附接于升降机。具有行进器的轨道结构必须附接于框架工具用于安装,并且升降机可被驱动至涡轮下方或旁边的限定位置。升降机接着将具有行进器的轨道结构升高至涡轮用于安装于涡轮。一旦具有行进器的轨道结构安装在涡轮上,则具有工具框架的升降机可除去,并且工具框架可由支承框架替换。拆卸具有行进器的轨道结构可以以步骤的相反顺序类似地完成。
为了正确放置升降机轨道或任何其它,精确定位系统可用于引导升降机。
根据又一个实施例,安装系统包括用于使行进器关于轨道结构移动的手动手柄、电动马达和气动马达中的至少一种。行进器的受控移动对确保利用安装系统除去或安装的涡轮构件的安全处理而言为重要的。
此外,安装系统、用于安装的方法,或用于从涡轮除去涡轮构件的方法是本公开的目的。
用于安装涡轮构件或使涡轮构件从涡轮除去的方法包括提供用于涡轮构件的安装系统的步骤。此类安装系统具有用于使涡轮构件与行进器一起移动的悬置轨道结构,该行进器可沿轨道结构的轨道移动,并且可连接于保持器用于将涡轮构件附接于行进器。其还包括具有支承框架的升降机,该支承框架能够附接于升降机,并且构造用于利用来自行进器的保持器接收涡轮构件。安装系统还可包括固定支架,用于从涡轮悬置轨道结构。
根据该方法,具有行进器的轨道结构可安装于涡轮,并且系杆和/或链可枢转地连接于涡轮。为了连接于涡轮,可使用支架。在安装轨道结构之后,其可通过调整用于将轨道结构连接于涡轮的系杆或链的长度来与涡轮构件或构件将引入其中的涡轮对准。
为了除去涡轮构件,轨道结构的轴向延伸可例如对准于待除去的安装的涡轮构件的轴线。
为了安装涡轮构件,轨道结构的轴向延伸可例如对准于涡轮构件将安装到其中的涡轮中的开口的轴线。
根据用于除去涡轮构件的方法的第一实施例,涡轮构件现在可附接于行进器,该行进器借助于保持器沿轨道移动至涡轮构件上方的拆卸位置。一旦附接于行进器,则涡轮构件可通过使行进器沿轨道结构移动来从涡轮拉出。在下一个步骤中,具有附接于其的支承框架的升降机可移动至涡轮构件下方的限定位置,并且支承框架可由升降机升高来收纳涡轮构件。一旦支承框架就位,保持涡轮构件,则涡轮构件或保持器可从行进器分开,并且涡轮构件可利用升降机除去,该升降机保持支承框架和涡轮构件。
如上文所述,用于安装涡轮构件的方法包括提供安装系统和使安装系统与涡轮对准的步骤。
此外,用于安装涡轮构件的此类方法包括以下步骤:使涡轮构件与将支承框架和涡轮构件保持至轨道结构下方的限定位置的升降机一起移动、使支承框架与涡轮构件一起升高至行进器,以及利用保持器将涡轮构件连接于行进器。一旦涡轮构件连接于行进器,则支承框架可利用升降机降低,并且涡轮构件可通过使行进器沿轨道结构移动至安装位置(典型地,该位置与拆卸位置相同)来推至涡轮。在安装位置,涡轮构件可例如借助于将零件固定于涡轮外壳的凸缘的螺栓来附接于涡轮。
根据用于从涡轮除去涡轮构件的方法或用于安装涡轮构件的方法的又一个实施例,该方法包括以下步骤:将工具框架附接于升降机,以及将具有行进器的轨道结构附接于工具框架。一旦附接轨道结构,则升降机可移动至涡轮旁边或下方的限定位置,并且升降机可升高具有行进器的轨道结构,用于安装于涡轮。
一旦升高至正确位置,则具有行进器的轨道结构可利用系杆或链安装于涡轮。为了连接于涡轮,可使用支架。
附图说明
将在下面借助于示意性附图来更详细描述本公开、其性质以及其优点。参照附图:
图1示出了具有处于安装位置的涡轮构件和在拉动位置中指出的涡轮构件的涡轮的断面,
图2示出了示例性安装系统的透视图;
图3示出了安装在侧壁的轨道结构;
图4示出了安装在顶部的轨道结构;
图5示出了具有行进器和保持器的轨道结构的实例;
图6示出了具有工具框架和轨道结构的升降机的实例;
图7示出了用于涡轮构件的行进器和保持器的实例;
图8,8a,8b,8c示出了具有它们的位置可关于彼此调整的第一区段和第二区段的行进器的细节。
部件列表
1轨道结构
2单轨、双轨
3支承框架
4平台
5升降机(叉式升降机)
6导轨
7涡轮构件(焚烧器)
8工具框架
9安装系统
10行进器
11带
12支架(横梁支承件)
13支架
14支架
15支架
16链
17系杆
18支架(横梁支承件)
19触轮
20横梁
21螺旋千斤顶系统
22水平调整螺钉
23垂直调整螺钉
24蜗杆齿轮箱
25轴承块
26凹口
27位移
28水平位移
29垂直位移
30涡轮
31第一区段
32第二区段。
具体实施方式
图1中示出了用于涡轮30中的涡轮构件7的典型安装位置。该实例的涡轮构件7为安装在涡轮30中的燃烧器。为了保养或替换,燃烧器必须通过位移27来拉出,从而使涡轮构件7处于由虚线指出的位置。一旦涡轮构件7被拉至外侧位置,则其可从涡轮除去,而不干扰可妨碍其移动的涡轮外壳或其它零件。
具体而言,在不能够由高架起重机直接接近的涡轮30的下半部分上,从涡轮30除去重的涡轮构件7为困难的。安装系统9包括可附接于涡轮30的轨道结构1。在图2的实例中,轨道结构包括单轨2,涡轮构件7(在该实例中为燃烧器)可借助于行进器10可移动地附接于单轨2。沿轨道结构1的线性延伸部,涡轮构件7可从涡轮30除去(拉动)或安装于涡轮30。在将涡轮构件7沿轨道结构1移出涡轮之后,涡轮构件7可借助于支承框架3由升降机5接收。为了接收涡轮构件7,支承框架3具有形状配合界面。为了接收涡轮构件7,升降机5被带至轨道结构1下方的限定位置。为了更好定位升降机5,可使用引导轨道6。升降机5可仅连同由引导轨道6控制的水平位移28来移动。水平位移的端点可由止挡件(未示出)限定。一旦升降机5移动至地面上的正确位置,则支承框架3可关于垂直位移29升高至涡轮构件7,以利用其形状配合形状来接收涡轮构件7。专用平台和脚手架可围绕支承框架3架立,以便在涡轮构件7的组装和拆卸期间支承和保护工人。为了更好的可接近性和安全性,工作平台4还可附接于升降机5。如果需要,则此类平台4便于将涡轮构件7人工装固于支承框架3和将涡轮构件7从行进器10人工释放。出于安全原因,平台4典型地具有栏杆(未示出)。
若干轨道结构1可附接于涡轮30,并且保持附接,使得在涡轮停机期间不需要时间来附接和除去它们。
图3更详细示出了安装在侧壁的轨道结构1的实例。轨道结构经由支架15,18附接于涡轮30的侧壁。支承轨道结构1的横梁20经由可枢转的接头附接于第一支架18。两条链16从在第一支架18上方附接于涡轮30的壁的第二支架15跨至轨道结构,并且以关于涡轮30的限定角保持横梁20。横梁20的倾角可通过调整链16的长度来调整,例如,借助于链滑车。横梁20关于水平平面的角典型地等于涡轮构件7的主轴线,或用于收纳涡轮构件7的涡轮30中的开口的轴线的方向。在与开口的轴线对准时,涡轮构件7可由行进器10容易地安装或拆卸,行进器10可沿轨道结构1以横梁20的倾角移动。行进器10可借助于螺旋千斤顶系统21来沿轨道结构1移动。
图4示出了具有高架安装的轨道结构1的实例。轨道结构经由支架13,14附接于涡轮30的高架壁。支承轨道结构的横梁20经由可枢转接头附接于第一支架13。两个系杆17从附接于涡轮30的壁的第二支架14跨至轨道结构,并且将横梁20保持为关于涡轮30成限定角。横梁20的倾斜角可通过调整系杆17的长度来调整。横梁20关于水平平面的角典型地等于涡轮构件7的主轴线,或用于收纳涡轮构件7的涡轮30中的开口的轴线的方向。行进器10可借助于螺旋千斤顶系统21来沿轨道结构1移动。
图5示出了具有行进器10和用于将涡轮构件7附接于行进器10的保持器的轨道结构1的实例。在该实例中,保持器包括形状配合的带11,其可扣合在涡轮构件7上,以及支架12,其用于将涡轮零件安装于行进器,例如,利用螺栓。行进器10包括紧固于横梁20的两个触轮19,横梁20构造为单轨2。行进器可借助于螺旋千斤顶系统21沿轨道2推动和拉动。因此,行进器可从安装/拆卸位置移动,在该安装/拆卸位置处,涡轮构件7可固定,或从涡轮释放至用于加载或卸载到升降机5上的位置。螺旋千斤顶系统21允许行进器10位置沿轨道2的方向的精细调节。
为了除去涡轮构件7,水平调整螺钉22允许涡轮构件7的位置沿正交于轨道2的纵向延伸的方向调整,用于将涡轮构件7精确置于支承框架3上,支承框架3由升降机5(该图中未示出)升高来接收涡轮构件7。
为了安装涡轮构件7,水平调整螺钉22允许沿正交于轨道2的纵向延伸的方向调整保持器11,12的位置,用于在涡轮构件7由升降机5(该图中未示出)在支承框架3上朝行进器10升高使得保持器可附接于行进器10之后,精确放置附接于行进器10的保持器11,12。
图6示出了升降机5的实例,其中工具框架8保持轨道结构1。为了将轨道结构1安装于涡轮30,升降机5可移动到地面上的限定位置。升降机5可将保持轨道结构1的工具框架8升高至轨道结构1可连接于涡轮30的位置(未示出)。通过借助于蜗杆齿轮箱24使其围绕水平轴线枢转,可使轨道结构1关于水平平面成正确的角。轨道结构1关于涡轮30的位置的精细调节可通过借助于螺旋千斤顶系统21移动轨道结构来完成。
图7更详细示出了行进器10的实例。行进器10包括第一区段31,其经由两个触轮19直接地附接于轨道2。第一区段31的位置可仅沿轨道2变化。为了在正交于轨道2的纵向延伸的平面中调整行进器的位置,行进器包括经由水平调整螺钉22和垂直调整螺钉23附接于第一区段的第二区段32。正交于轨道2的纵向延伸的调整可对于将涡轮构件7附接于行进器10,对于将涡轮构件7安装于涡轮30或对于将其置于支承框架3上,或还对于将轨道结构置于工具框架8上为有利的。
图8,8a,8b,8c示出了关于图8中指出的截面A-A、B-B和C-C的行进器10的细节。图8a示出了关于水平调整螺钉22和包括带11和支架12的保持器的截面A-A。图8b示出了关于水平调整螺钉22的截面B-B,并且图8c以截面C-C示出了垂直调整螺钉23。
本领域的技术人员将认识到的是,本公开可体现为其它具体形式,而不脱离其精神或基本特征。因此,当前公开的实施例在所有方面都认作是示范性的而非限制性的。
公开的安装系统和方法可例如用于将燃气涡轮的燃烧器或焚烧器安装到燃气涡轮的外壳中,以及从燃气涡轮的外壳除去燃气涡轮的燃烧器或焚烧器。