CN105840313B - 用于燃气涡轮发电装置的维修方法及套件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于燃气涡轮发电装置(1)的维修方法，该方法包括用具有不同的厚度(NR)的备用推力环来替换围绕装置(1)的轴(8)布置的轴承组件(16)的推力环(29、38；30)，不同的厚度(NR)作为推力面(51)和推力环(29、38；30)的壁(50)的至少一个邻接面(53)之间的轴向长度。

Description

用于燃气涡轮发电装置的维修方法及套件

技术领域

本发明涉及一种用于燃气涡轮发电装置的维修方法及套件。

背景技术

燃气涡轮发电装置已知为包含沿纵向轴线延伸且设置有多个转子叶片的转子，并且包含大致围绕转子延伸的定子壳体。

这种类型的燃气涡轮发电装置中的转子时常经受径向移动，这主要归因于热膨胀现象和在装置运行期间转子经受的离心作用。

装置的运转期间，转子的轴向移动可无视装置设计步骤中限定的预防措施而确定装置的转动部分(转子叶片)和固定部分(定子壳体)间的过度接近或过大的距离。该过度接近确定转动部分和固定部分间碰撞的危险，同时过大的距离确定转动部分和固定部分间的气体的过度窜气，其中装置的燃气涡轮的效率下降。

发明内容

因此本发明的目的是提供能够避免上述缺陷的用于燃气涡轮发电装置的维修方法。

特别地，本发明的目的是提供能够将与已启动的装置上的转子的轴向移动有关的缺陷减至最小的维修方法。

根据该目的，本发明涉及用于燃气涡轮发电装置的维修方法，该燃气涡轮发电装置包含沿纵向轴线延伸的轴和围绕该轴设置的轴承组件；轴承组件包含多个致动器、至少一个推力环和以轴线为中心且由各自的推力环接合的至少一个环形座；推力环包含壁，该壁设置有适用于接收来自至少一个致动器的推力的推力面，并且设置有适用于协作抵住环形座的各自的台座的至少一个邻接面；该方法包含用具有厚度的备用推力环替换推力环的步骤，该厚度作为推力面和壁的至少一个邻接面之间的轴向长度，其不同于原推力环的厚度。

本发明的进一步目的是提供用于燃气涡轮发电装置的维修套件，其能够使得维修操作简单、快捷且有效，并且目的在于将与已启动的装置上的转子的轴向移动有关的缺陷减至最小。

根据该目的，本发明涉及用于燃气涡轮发电装置的维修套件，其包含具有不同的厚度的多个备用推力环，该不同的厚度作为推力面和至少一个邻接面之间的轴向长度，该推力面适用于接收来自装置的轴承组件的至少一个致动器的推力，该邻接面适用于协作抵住装置的轴承组件的环形座的各自的台座。

附图说明

参考附图图解，本发明的进一步特征和优势将从下面非限制的实施方式的描述中变得更显而易见，其中：

图1是为清晰起见而移除了部分的燃气涡轮发电装置的剖面图；

图2是为清晰起见而移除了截面部分和部分的图1中装置细节的立体图；

图2A是图2中的细节的放大比例的立体图；

图3是为清晰起见而移除了部分的图2中的细节的进一步的立体图；

图4是为清晰起见而移除了部分的根据本发明的方法的第一步骤的立体图；

图5是为清晰起见而移除了部分的根据本发明的方法的第二步骤的立体图；

图6是为清晰起见而移除了部分的根据本发明的方法的第三步骤的立体图；

图7是为清晰起见而移除了部分的根据本发明的方法的第四步骤的立体图。

具体实施方式

图1中的附图标记1表示燃气涡轮发电装置。

装置1沿纵向轴线A延伸，并且包含燃烧室2、定子3和围绕轴线A旋转的转子4(都在图1中图示性地示出)。

定子3包含定子壳体5，其围绕轴线A延伸了转子4的整体长度并且是静止的；多个定子环6，其以轴线A为中心、由定子壳体5支撑并且沿轴线A连续地布置；以及多个定子叶片7，其紧固于定子壳体5且紧固于各自的定子环6。

转子4包含沿轴线A延伸的轴8；多个转子盘9，其相互连接以便限定围绕轴线A旋转的单个构件；以及多个转子叶片10，其被分为阵列且相对于轴线A径向地布置。

每个转子叶片10都设置有自由端部11以及被连接至各自的转子盘9的端部12。

定子环6围绕转子盘9延伸并且被相互隔开，以致转子叶片10的径向阵列通过定子叶片7的径向阵列而沿着轴线A交错。

多个转子盘9、定子环6和定子壳体5限定了第一压缩通道13，其内流动着要在压缩状态下被供给燃烧室2的空气，并且限定了第二膨胀通道14，其内流动着源自燃烧室2的热气体。

轴8设置有至少一个环形槽15，其适用于容纳轴承组件16。

参考图2，环形槽15由圆柱表面18、环形肩部19和面对肩部19的环形肩部20界定。特别地，槽15布置为靠近装置1的压缩通道13的进气口(图1)。

轴承组件16包含围绕轴8布置的滑动轴承23、围绕滑动轴承23布置的支撑体24和配置为轴向移动转子4的移动设备25。

移动设备25包含多个液压活塞26、主推力块27、副推力块28、配置为将液压活塞26的推力传递给主推力块27的主推力环29以及配置为将液压活塞26的推力传递给副推力块28的副推力环30。

液压活塞26被分为两组液压活塞26，主组和副组，其沿座32内两个各自的同心环形路径布置，该座32被制造在支撑体24中并且轴向地延伸(在图2和图7中示出)。在使用中，液压活塞26可在液压回路33(仅部分示出在图2中)的控制下在各自的座32内移动。

液压回路33包含至少一个输送管34和至少一个回流管35(在图3中示出)，以用于每组液压活塞26。优选地，输送管34和回流管35被限定为柔性管以方便拆卸和组装操作，如下具体说明。

液压回路33配置为交替地并且根据指令致动两组液压活塞26，以确定转子4的移动。通过致动主组活塞(且释放副组活塞)，转子4沿与冲程P的压缩方向C相反的方向移动，如下具体说明。因此在膨胀通道14中转子叶片10和定子壳体5间的距离减小，从而减少转子部分和定子部分间的热气体的窜气。

通过致动副组活塞(且释放主组活塞)，转子4沿冲程S的压缩方向C移动，如下具体说明。因此在膨胀通道14中转子叶片10和定子壳体5间的距离增加，从而减少接触的风险。

主推力环29容纳于以轴线A为中心并且制造于支撑体24内的各自的主环形座36中。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，主环形座36包含配置为将主环形座36分为两个主半环座38(如图5至7所示)的两个肋部37(一个在图4中示出且一个在图7中示出)，该两个肋部37大体地相同并且布置为大体地限定环路径，并且主推力环29被分为两个主推力半环39(在图5和6中清楚地示出)，该两个主推力半环39大体地相同且适用于接合各自的主半环座38。

特别地，主半环座38沿支撑体24的面对轴8的肩部19的环形面41制成，并且在该环型面41处开口(图2)。

而且，每个主半环座38都设置有底面42，座32的开口沿该底面42制成。座32容纳液压活塞26(图2、6至7)。

参考图2A，主半环座38被成形为限定适用于与各自的主推力半环39协作的两个环形台座45，如下具体说明。在此处描述并示出的非限制的实施方式中，每个主半环座38都具有相对于轴线A的大体地T型形状的径向部分，以便相对于支撑体24的环形面41限定第一近端部46且其具有径向高度AR1，并且相对于环形面41限定第二远端部47且其具有比径向高度AR1更大的径向高度AR2。第一部还具有轴向长度AL1，并且第二部47具有优选地比轴向长度AL1更短的轴向长度AL2。

各自的主推力半环39容纳于主半环座38内。每个主推力半环39都包含半环壁50，其设置有适用于在使用中被布置为抵住各自的液压活塞26的推力面51；传递面52，其适用于在使用中接合主推力块27；以及至少一个邻接面53，其适用于协作抵住各自的主半环座38的至少一个台座45。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，每个推力半环39都包含两个邻接面53，其适用于协作抵住各自的主半环座38的各自的台座45。

优选地，壁50具有大致T型形状的径向部分，以便限定两个大体相同的半环邻接面53。

因此，壁50大体限定了环形头部54a，其在推力面51和邻接面53间延伸，并且限定了基部54b，其在邻接面53和传递面52间延伸。

距离M作为在至少一个邻接面53和传递面52之间、沿平行于轴线A的方向测量的长度，其大体限定了主推力半环39的基部54b的厚度。

距离N作为在推力面51和至少一个邻接面53之间、沿平行于轴线A的方向测量的长度，其大体限定了主推力半环39的头部54a的厚度。头部54a的距离N比各自的主半环座38的第二部47的轴向长度AL2更小。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，每个主推力半环39都大体地被成形为与各自的主半环座38的形状互补，但其尺寸被确定为可在各自的主半环座38内轴向地移动。

容纳于主半环座38内的液压活塞26的推力因此确定了最多一段冲程P处的主推力半环39的移动等于第二部47的轴向长度AL2和壁50的头部54a的厚度N之间的差值，该差值作为沿平行于轴线A的方向、在推力面51和至少一个邻接面53之间测量的长度。

主推力半环39的冲程P因此由主半环座38和各自的主推力半环39的相关尺寸限定。

因此，当它们承受液压活塞26的推力时，主推力半环39相对于各自的主半环座38产生最大冲程P的轴向振幅，该振幅等于第二部47的轴向长度AL2和壁50的头部54a的厚度N之间的差值。

主推力半环39依次将推力传递给它们直接或间接连接的主推力块27。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，主推力块29通过负载传递系统58(通过图2和2A中的剖面块图示性地绘出)而被连接至主推力半环39。优选地，负载传递系统58包含至少一个杆(未在附图中示出)。

参考图3，主推力块27大体为环形且包含框架55和多个主滑块56。

框架55为大体地环形且大体地布置为抵住支撑体24的环形面41且被分为两个大体相同的半环部。

除了肩部19和表面57间的油管的存在之外，每个主滑块56都具有大体地布置为接触轴8的肩部19的表面57(图2)。每个主滑块56都接收来自传递系统58且源自主推力半环39的推力。

配置为将液压活塞26的推力传递给副推力块28的副推力环30容纳于以轴线A为中心且制造于支撑体24内的各自的副环形座60中。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，与主环形座36相似的副环形座60被分成两个副半环座(在附图中未示出)，该两个副半环座大体地相同且布置为大体地限定环路径，并且副推力环30被分为两个副推力半环(在附图中未示出)，该两个副推力半环大体地相同且适用于接合各自的副半环座。

如也由图2中的部分示出的那样，副推力半环和副半环座的几何形状大体与主推力半环39和主半环座38的几何形状相同，且因此不在下面描述。优选地，副推力半环和副半环座的相关尺寸也大体相似，以便限定大体等于副半环座的第二部的轴向长度和各自的副推力半环的环形壁的厚度之间的差值的冲程S。

轴承组件16的支撑体24优选地通过上部65和下部66限定，上部65和下部66相互连接。上部65包含一个主半环座38、一个主推力半环39、一个副半环座和一个副推力半环，下部66包含其他主半环座38、其他主推力半环39、其他副半环座和其他副推力半环。

参考图3至7，支撑体24的下部66设置有适用于接合壳体5的各自的座(在附图中未示出)的突出物67。特别地，由突出物67接合的座制造于布置在压缩通道13的进气口的上游的壳体5的部5a中。

参考图4，根据本发明的维修方法包括用备用推力环(未说明)替换原主推力环29，该备用推力环具有相对于原主推力环29的厚度N的不同的厚度NR的壁。

因此，能够修改主推力环的、且由主组液压活塞26的致动确定的冲程P。

同时，或交替地，根据本发明的维修方法包括用副备用推力环(未示出)替换原副推力环30，该副备用推力环具有相对于原副推力环30的厚度N的不同的厚度NR的壁。

因此，能够修改副推力环的、且由副组液压活塞26的致动确定的冲程S。

特别地，本方法包括凭经验地或通过计算和模拟而确定装置1的转子部和装置1的定子部之间的至少一段距离(例如，转子叶片10的端部11和定子壳体5之间的距离)，并且基于所确定的距离用具有不同于原主推力环29的厚度N的环形壁的厚度NR的备用推力环替换原主推力环29。

因此，根据本发明，装置1的维修人员具有包含多个具有不同厚度的备用主推力环和多个具有不同厚度的备用副推力环的套件。在此处描述并示出的非限制的实施方式中，套件包含多个备用主推力半环和多个备用副推力半环。

优选地，套件包含具有包含在0.1和100mm间的厚度的多个备用主推力半环和多个备用副推力半环。

替换主推力环29和替换副推力环30的步骤大体相同，并且也可同时进行。根据本发明的优选的实施方式，主推力环29和副推力环30的替换同时进行，并且使用具有限定大体相同的冲程P和冲程S的厚度的备用主推力环和备用副推力环。

在此处描述并示出的非限制的实施方式中，其中，主推力环29和副推力环30被分成半环，步骤如下：

-将输送管34和回流管35拆开，并且将它们放置于轴承组件16侧；通过实施用于制造输送管34和回流管35的软管使得该操作更为方便；

-去掉支撑体24的上部66；

-从上部66中去掉各自的主推力半环39并且用多个备用主推力半环间合适地选出的备用主推力半环39替换它，并且/或从上部66中去掉各自的副推力半环并且用多个备用副推力半环间合适地选出的备用副推力半环替换它；

-通过滑动和提拉的方式拉动主推力块23的上半环部(如果主推力半环39要被替换的话)，并且/或通过滑动和提拉的方式拉动副推力块28的上半环部(如果副推力半环要被替换的话)；

-通过滑动的方式拉动主推力块27的下半环部，并且/或通过滑动的方式拉动副推力块28的下半环部，直到得到图5中的结构；该步骤不需要拆卸轴8、转子部分或支撑体24的下部66；

-通过滑动的方式拉动各自的主推力半环39(图6和图7中的结构)，并且/或通过滑动的方式拉动各自的副推力半环；该步骤优选地通过工具(未示出)的辅助而进行，该工具被合适的成形以便选择性地接合制造于主推力半环39内的孔和/或制造于副推力半环内的孔；该步骤不需要拆卸轴8、转子部分或支撑体24的下部66；

-例如，基于装置1的转子部分和定子部分间的距离所确定的值而通过滑动的方式插入多个备用主推力半环之间合适地选出的备用主推力半环，并且/或例如，基于装置1的转子部分和定子部分间的距离所确定的值而通过滑动的方式插入多个备用副推力半环之间合适地选出的备用副推力半环；该步骤不需要拆卸轴8、转子部分或支撑体24的下部66；

-重新定位且组装主推力块27和/或副推力块28；该步骤不需要拆卸轴8、转子部分或支撑体24的下部66；

-将上部66连接回轴承组件16的下部65；

-重新定位且重新将输送管34和回流管35连接到支撑体24的上部65上的各自的接口；如已提到的，通过实施用于制造输送管34和回流管35的软管使得重新定位操作更加方便。

由于此处所描述和示出的维修方法和套件，因此能够用简单快速的方法来修正由轴承组件16确定的轴向移动。

特别地，本维修方式容许通过简单快速的干涉来修改由轴承组件16确定的轴向冲程P(在主侧)和/或轴向冲程S(在副侧)，这不需要移除转子部分或支撑体24的下部66，并且能够在已运行的装置的日常维修停机期间进行。

本方法有利地可直接适用于现场，而不需要将部件带到车间。

最后，本维修方法容许由轴承组件16确定的轴向冲程P和S关于由制造商设定的原始值在装置上被直接修改，以将它们调整到装置的具体运行条件，该具体运行条件可取决于升级包的实施或独特的场地特征，或取决于源自转子部分和定子部分之间的接触的随后的损伤。

有利的是，本方法不包括去掉轴承组件16的下部66，或替换下部66，在维修的时间和成本方面有明显的优势。

最后，显而易见的是，可在不超出所附权利要求的范围的情况下对于在此描述的方法和套件做出修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于燃气涡轮发电装置的维修方法，该燃气涡轮发电装置包含沿纵向轴线延伸的轴和围绕该轴设置的轴承组件；轴承组件包含多个致动器、至少一个推力环和以轴线为中心且由各自的推力环接合的至少一个环形座；推力环包含壁，该壁设置有适用于接收来自至少一个致动器的推力的推力面，并且设置有适用于协作抵住环形座的各自的台座的至少一个邻接面；所述方法包含用具有厚度的备用推力环替换推力环的步骤，厚度作为推力面和壁的至少一个邻接面之间的轴向长度，其不同于原推力环的厚度，其中所述推力环包含大体相同的两个推力半环，用备用推力环替换所述推力环的步骤包含用具有厚度不同于原推力半环的厚度的、各自的备用推力半环替换推力半环的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴承组件包含推力块，所述推力环配置为将所述多个致动器的推力传递给推力块或者将推力块的推力传递给多个致动器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环形座沿面对所述轴的环形肩部的、所述轴承组件的环形面制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其包含确定所述装置的转子部分和所述装置的定子部分之间的至少一段距离的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其包含至少基于所述装置的转子部分和所述装置的定子部分之间所确定的距离而在具有不同的厚度的多个备用推力环间选择备用推力环的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环形座包含两个肋部，该肋部配置为将所述环形座分为两个半环座，该两个半环座大体相同且适用于容纳所述各自的推力半环。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述轴承组件由相互连接的上部和下部限定，上部包含一个所述半环座并且下部包含其他所述半环座。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，用备用推力环替换所述推力环的步骤大体地包含：

-将所述轴承组件的所述上部从所述轴承组件的所述下部拆开；

-从所述上部的所述半环座中移除所述各自的推力半环，并且将具有不同的厚度的多个备用推力半环之间选择的备用推力半环插入所述半环座内；

-从所述轴承组件的所述下部的所述各自的半环座中移除所述推力半环，并且将具有不同的厚度的多个备用推力半环之间选择的备用推力半环插入所述半环座内。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，移除所述推力半环的步骤包含在不在所述轴承组件的所述下部上或在所述轴上进行拆卸操作的情况下，通过在所述各自的半环座内滑动而拉动所述推力半环的步骤。

10.根据权利要求8所述的方法，其包含将所述轴承组件的所述上部连接到所述轴承组件的所述下部的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴承组件设置有以所述轴线为中心并且由另外的推力环接合的另外的环形座，该另外的推力环包含设置有适用于接收来自至少一个另外的致动器的推力的另外的推力面的另外的壁，并且设置有适用于协作抵住另外的环形座的另外的各自的台座的至少一个另外的邻接面，所述方法包含用具有另外的厚度的另外的备用推力环替换另外的推力环的步骤，该另外的厚度作为另外的推力面和另外的壁的至少一个另外的邻接面之间的轴向长度，其不同于原先的另外的推力环的另外的厚度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述轴承组件包含另外的推力块，所述另外的推力环配置为将多个另外的致动器的推力传递给另外的推力块或者将另外的推力块的推力传递给多个另外的致动器。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述另外的环形座沿面对所述轴的另外的环形肩部的、所述轴承组件的另外的环形面制成。

14.一种用于燃气涡轮发电装置的维修套件，其包含具有不同的厚度的多个备用推力半环，该不同的厚度作为推力面和至少一个邻接面之间的轴向长度，该推力面适用于接收来自装置的轴承组件的至少一个致动器的推力，该邻接面适用于协作抵住装置的轴承组件的环形座的各自的台座。

15.根据权利要求14所述的套件，其中，所述多个备用推力半环的厚度包含在0.1-1000mm之间。

16.根据权利要求15所述的套件，其包含具有不同的厚度的多个另外的备用推力半环，该多个另外的备用推力半环的厚度包含在0.1-1000mm之间。

17.根据权利要求14所述的套件，其包含多个工具，以用于拆卸围绕所述装置的轴布置的所述轴承组件。