CN106089439A - 燃气涡轮拆卸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气涡轮拆卸方法，更具体地涉及一种拆卸包括燃烧室（12）、衬垫（14）、涡轮叶片架（16）和外壳体（20）的燃气涡轮（10）的方法，所述方法包括使衬垫（14）从涡轮叶片架（16）脱离并且从燃气涡轮（10）中移除涡轮叶片架（16）的步骤。在移除涡轮叶片架（16）之前衬垫（14）从涡轮叶片架（16）脱离，衬垫（14）保留在外壳体（20）内并且燃烧室（12）保留在外壳体（20）中。本发明还描述了相关设备和重新装配的方法。

Description

燃气涡轮拆卸方法
技术领域
本公开涉及用于燃气涡轮的拆卸方法，并且特别涉及用于其中衬垫保留在外壳体中的燃气涡轮的拆卸方法。
背景技术
为了在燃气涡轮中的涡轮桨叶上执行维修，燃烧室、连续的衬垫、外绝缘、燃料分配系统（FDS）、涡轮叶片架（TVC，Turbine Vane Carrier）、涡轮壳体以及排气壳体都必须被移除，这是非常耗时的。已经认识到，这是不理想的，并且可以进行改善。
发明内容
本发明在现在应该参考的所附独立权利要求中进行限定。本发明的有利特征在从属权利要求中进行阐述。
本发明的第一方面提供了拆卸包括涡轮叶片架（TVC）、衬垫、燃烧室和外壳体的燃气涡轮的方法，其包括使衬垫从TVC脱离并且从燃气涡轮中移除TVC的步骤，其中在移除涡轮叶片架之前衬垫从涡轮叶片架脱离，并且其中衬垫保留在外壳体内并且燃烧室保留在外壳体中。这可在对于燃气涡轮的计划或强迫停机事件的情况下减少维修时间，并且可避免在叶片和/或桨叶维修期间移除燃烧室的必要性。
在一个实施例中，燃烧室保留在相对于外壳体的相同位置，并且衬垫相对于燃烧室移动。这可避免移动燃料分配系统的必要性。
一个实施例包括在移除TVC之前移除涡轮壳体和/或移除排气壳体（EGH）的附加步骤。这可使得接近TVC。
在一个实施例中，当衬垫从涡轮叶片架脱离时，使用顶起螺丝或轨道系统移动衬垫。这可提供适当的脱离机构。
在一个实施例中，在被脱离之后衬垫由支撑结构支撑，支撑结构被连接至燃气涡轮的另一部分。在一个实施例中，支撑结构连接至外壳体、转子盖和/或燃烧室。这可在燃气涡轮的随后维修期间支撑衬垫。
本发明的第二方面提供了重新装配包括涡轮叶片架（TVC）、衬垫、燃烧室和外壳体的燃气涡轮的方法，其包括将TVC插入到燃气涡轮中并且将衬垫连接至TVC的步骤，其中在插入涡轮叶片架之后衬垫连接至涡轮叶片架，以及其中衬垫保留在外壳体内并且燃烧室保留在外壳体中。这可在如上所述的拆卸后提供重新装配燃气涡轮的合适方法。
本发明的第三方面提供用于执行上述方法的燃气涡轮，其包括涡轮叶片架（TVC）、衬垫、燃烧室、外壳体，以及衬垫脱离和支撑系统以脱离衬垫和支撑衬垫。可以提供该设备以在对于燃气涡轮的计划或强迫停机事件的情况下减少维修时间，并且可避免在叶片和/或桨叶维修期间移除燃烧室的必要性。
在一个实施例中，衬垫脱离和支撑系统包括用于支撑衬垫的支撑结构，支撑结构被连接至燃气涡轮的另一部分。在一个实施例中，支撑结构连接至外壳体、转子盖和/或燃烧室。这可在随后燃气涡轮维修期间为衬垫提供合适支撑。
在一个实施例中，衬垫脱离和支撑系统包括支撑结构，其包括燃烧室凸缘、衬垫凸缘和至少一个顶起螺丝。这可在相同系统中提供脱离和支撑两者。
在一个实施例中，衬垫脱离和支撑系统包括衬垫凸缘和至少一个顶起螺丝。
在一个实施例中，呼拉密封件（hula seal）被放置在衬垫和燃烧室之间的接合部处。这可为衬垫提供适当支撑以相对于燃烧室移动。在一个实施例中，衬垫是连续的衬垫。
附图说明
本发明的实施例现在将仅通过示例和参考附图的方式进行描述，其中：
图1示出了其中连续的衬垫从涡轮叶片架脱离并且具有连续的衬垫脱离和支撑系统的燃气涡轮的一部分的横截面的图；以及
图2示出了其中连续的衬垫从涡轮叶片架脱离并且具有另选的连续的衬垫脱离和支撑系统的燃气涡轮的一部分的横截面的图。
具体实施方式
图1示出了包括燃烧室12、连续的衬垫14、涡轮叶片架（TVC）16的燃气涡轮10的一部分，所述涡轮叶片架包括多个叶片17和多个桨叶18。燃气涡轮10还包括外壳体（或燃烧室壳体，未示出）。
燃烧室凸缘22连接至燃烧室12，并且连续的衬垫凸缘24连接至连续的衬垫14。燃烧室凸缘22和连续的衬垫凸缘24通过顶起螺丝26彼此连接。用以下更详细描述的使用方法，燃烧室凸缘22、连续的衬垫凸缘24和顶起螺丝26是连续的衬垫脱离和支撑系统。
涡轮叶片架16被示出为从连续的衬垫14脱离。用于将连续的衬垫14连接至涡轮叶片架16的连接螺丝或螺栓30可以在涡轮叶片架16上看出。当燃气涡轮10在使用中时，通过燃气涡轮10的热气流42将以常规方式通过连续的衬垫14并经过叶片17和桨叶18。
图2示出了类似于图1所示的燃气涡轮10的一部分，并且另外示出了外壳体20和转子盖21。代替燃烧室凸缘22、连续的衬垫凸缘24和顶起螺丝26，提供了另选的连续的衬垫脱离和支撑系统。连续的衬垫凸缘31连接至连续的衬垫，并且顶起螺丝32将连续的衬垫凸缘连接至涡轮叶片架16。还提供了第一支撑元件34和第二支撑元件36。第一支撑元件34和第二支撑元件36分别连接至外壳体20和转子盖21，并且被布置成当连续的衬垫14从涡轮叶片架16脱离时支撑所述连续的衬垫14。为了完整性，示出压缩机50的一部分。
当拆卸如上所述的燃气涡轮10时，通常，排气壳体（EGH）和涡轮壳体（第二涡轮壳体，TH2）将首先被移除（都未在图中示出）。然后，连续的衬垫14从涡轮叶片架16脱离。在以上给定的示例中，这涉及旋松连接螺丝30，并且然后使用顶起螺丝26和/或顶起螺丝32，以通过从涡轮叶片架16中移开连续的衬垫14（通过在图1中拉动连续的衬垫14，并且通过在图2中推动连续的衬垫14），而从涡轮叶片架16脱离连续的衬垫14。一旦涡轮叶片架16从连续的衬垫14完全脱离，涡轮叶片架16就从燃气涡轮10中移除。连续的衬垫14和燃烧室12不被移除并始终保留在燃气涡轮中，即在外壳体20内和/或连接至外壳体20。通过在外壳体中的孔，燃烧室通常从外壳体外面延伸到外壳体里面，如在图中可以看出。因此，在燃烧室延伸穿过壳体的意义上，燃烧室在壳体中，并保留在外壳体中的孔中，即使其相对于外壳体进行移动。连续的衬垫通常完全保留在外壳体内。
当连续的衬垫14被脱离时，其可相对于燃烧室12移动。例如，燃烧室12可以例如间接经由呼拉密封件（诸如由框52所示的呼拉密封件的密封件的一个可能位置）与连续的衬垫14直接或间接接触，并且然后连续的衬垫14可以相对于燃烧室12在呼拉密封件52上移动。出于完整性，呼拉密封件52在图2中被示出为示例，并且其可以连接到燃烧室12或连续的衬垫14；也可以在燃烧室12和连续的衬垫14之间使用其它密封件或支撑结构。另选地，当连续的衬垫14被脱离时，燃烧室12也可以在像连续的衬垫14一样同时进行偏移。
在一个示例中，连续的衬垫14相对于燃气涡轮的其它部件（例如，外壳体20、转子盖21、燃料分配系统、桨叶18和任选地燃烧室12）移动约5mm至40mm，优选10mm至20mm，并且更优选10mm至12mm。该移动通常在涡轮轴方向40上，尽管其还可包括径向于涡轮轴方向40的明显移动，特别是在诸如图1中的实施例中，其中顶起螺丝26与涡轮轴方向40成角度。在其它实施例中，连续的衬垫14可移动显著大于或小于40mm——主要要求是，连续的衬垫14从涡轮叶片架16充分地脱离，以使得涡轮叶片架16可以从燃气涡轮10中移除。
为了重新装配燃气涡轮，上述各种步骤可以相反地执行。现有燃气涡轮可以通过以下步骤改装：以常规方式拆卸现有燃气涡轮、改装燃气涡轮以添加所需的部件来进行如本文所述的拆卸方法，以及重新装配现有燃气涡轮。然后，燃气涡轮可以要么以常规方式进行重新装配要么包括如以上但相反地描述的方法。
燃气涡轮10可以是联合循环动力装置的一部分，例如。燃烧室可以是单级燃烧室（具有燃烧室与涡轮之间的衬垫）或二级燃烧室（具有两个燃烧阶段和一个连续的衬垫，如图所示），例如。为简单起见，本描述集中于二级燃烧室的示例。
燃气涡轮的主要部件的典型布置如下，虽然可由此发生各种偏差。燃气涡轮10包括压缩机、燃烧室和涡轮。燃烧室12连接至外壳体20、燃料分配系统和连续的衬垫14。燃烧室12通常部分在外壳体20内并且部分在外壳体20外面（如，例如，图2所示）。连续的衬垫14在其上游端连接至燃烧室12/与燃烧室12接触，并且在其下游端连接至涡轮叶片架。涡轮叶片架16、一个或多个叶片17和一个或多个桨叶18是涡轮的一部分。叶片17是涡轮叶片架16的一部分并连接至涡轮叶片架16，并且涡轮叶片架16连接至排气系统并连接至连续的衬垫14。桨叶18连接至转子。外壳体20连接至至少压缩机12和第二涡轮壳体。转子盖21围绕转子延伸。第二涡轮壳体是围绕涡轮叶片架16延伸的壳体。第二涡轮壳体在一侧上连接至外壳体20，并且外壳体20在涡轮轴方向40上的第二涡轮壳体的上游。在另一侧上，排气壳体连接至第二涡轮壳体，同时排气壳体在涡轮轴方向40上的第二涡轮壳体的下游。排气壳体围绕涡轮下游的排气系统延伸。
在相同的实施例中，图1的连续的衬垫脱离和支撑系统（燃烧室和连续的衬垫凸缘22、24，以及顶起螺丝26）可以与图2的连续的衬垫脱离和支撑系统（连续的衬垫凸缘31和顶起螺丝32，与第一支撑元件34和/或第二支撑元件36）联合。更一般地，在单级燃烧室情况下，连续的衬垫脱离和支撑系统将是衬垫脱离和支撑系统。类似地，连续的衬垫凸缘22、24、31将是衬垫凸缘。
凸缘和顶起螺丝是用于移动和/或固定连续的衬垫的仅一个选项，并且还可以采用其它选项。例如，连续的衬垫可以在诸如管系统或轨道系统的导向系统上移动和/或支撑。
某种支撑对连续的衬垫14在脱离之前、期间和之后通常是必要的。在图1的实施例中，燃烧室和连续的衬垫凸缘22、24和顶起螺丝26可在整个过程中提供支撑。在图2的实施例中，连续的衬垫凸缘31和顶起螺丝32仅可在脱离之前和期间支撑所述连续的衬垫，因为顶起螺丝32然后从涡轮叶片架中分离并且涡轮叶片架16随后被移除。在脱离之后，可以提供第一支撑元件34和/或第二支撑元件36，以支撑连续的衬垫14。虽然第一支撑元件和第二支撑元件被描述为分别被连接至外壳体和转子盖，但也可使用连接至燃烧室或燃气涡轮的其它部分的支撑元件，在维修期间不移除基本上任何适当附近的部件；这可取决于正在执行什么类型的维修。另选地或除此之外，可以提供如图1所示的连续的衬垫脱离和支撑系统，以支撑连续的衬垫14。
可以提供一个或多个连接螺丝30。在从连续的衬垫14脱离涡轮叶片架16之后，连接螺丝30可以连接至涡轮叶片架16或连续的衬垫14。连接螺丝30也可以整体移除。在提供多个连接螺丝30的情况下，一个或多个连接螺丝30可以连接至涡轮叶片架16并且其它连接螺丝在脱离之后连接至连续的衬垫14。代替连接螺丝或螺栓30，可以使用另一个适当的可脱离的紧固系统。
在包括顶起螺丝32的情况下，在连续的衬垫14从涡轮叶片架16脱离之后还需要顶起螺丝32从涡轮叶片架16脱离。在一些实施例中，一个或多个顶起螺丝26、32可以连接至连续的衬垫14的现有部件和/或燃烧室12的现有部件，而不是上述凸缘24、31。
虽然图2包括两个支撑元件，第一支撑元件34和第二支撑元件36，但一些实施例仅提供一个支撑元件。第一支撑元件34和第二支撑元件36可以是可移除的，并且可以在从涡轮叶片架16脱离连续的衬垫14之前被插入。本文所述的其它连续的衬垫脱离和支撑系统中的一部分或全部也可以是可移除的。可以用于本文所用的支撑系统的连接的各种形式包括螺栓、螺丝、焊接、钎焊、在支撑系统中开槽，或简单地支撑它们，这取决于支撑系统连接至什么，以及支撑系统是否是永久的或仅仅是在维修期间放在适当的位置。在本文所用的支撑系统与连续的衬垫之间可以设想类似的各种各样的连接，尽管通常连续的衬垫应该能够在拆卸和装配期间相对于支撑系统移动。
虽然各种部件被描述为不被移动，但这些部件中的一些也可以在不脱离本发明的情况下被移除，用于维修或其他方式。例如，桨叶18通常在上述方法期间保留在适当的位置，但一个或多个桨叶18可以随后被移除。类似地，燃烧室可以随后被移除，同时连续的衬垫被留在外壳体中。如上所述的设备当有需要时（例如如果需要进入燃烧室时移除燃烧室）也不排除以常规方式拆卸燃气涡轮的可能性。
对所述实施例的各种修改是可以的，并且本领域的技术人员在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的情况下将想到所述各种修改。
附图标记
10 燃气涡轮
12 燃烧室
14 （连续的）衬垫
16 涡轮叶片架
17 叶片
18 桨叶
20 外壳体（燃烧室壳体）
21 转子盖
22 燃烧室凸缘
24 （连续的）衬垫凸缘
（燃烧室端部连续的衬垫凸缘）
26 顶起螺丝
30 连接螺丝或螺栓
31 （连续的）衬垫凸缘
（涡轮叶片架连续的衬垫凸缘）
32 顶起螺丝
34 第一支撑元件
36 第二支撑元件
40 涡轮轴方向
42 热气流
50 压缩机
52 呼拉密封件
EGH=排气壳体
FDS=燃料分配系统
TH2=第二涡轮壳体
TVC=涡轮叶片架。

Claims (14)

1.一种拆卸包括燃烧室（12）、衬垫（14）、涡轮叶片架（16）和外壳体（20）的燃气涡轮（10）的方法，所述方法包括使所述衬垫（14）从所述涡轮叶片架（16）脱离并且从所述燃气涡轮（10）中移除所述涡轮叶片架（16）的步骤，
-其中，在移除所述涡轮叶片架（16）之前所述衬垫（14）从所述涡轮叶片架（16）脱离，并且
-其中，所述衬垫（14）保留在所述外壳体（20）内并且所述燃烧室（12）保留在所述外壳体（20）中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃烧室（12）保留在相对于所述外壳体（20）的相同位置，并且所述衬垫（14）相对于所述燃烧室（12）移动。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括在移除所述涡轮叶片架（16）之前移除涡轮壳体和/或移除排气壳体的附加步骤。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的方法，其中，当所述衬垫（14）从所述涡轮叶片架（16）脱离时，使用顶起螺丝（26、32）或轨道系统移动所述衬垫（14）。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的方法，其中，所述衬垫（14）在被脱离之后由支撑结构所支撑，所述支撑结构被连接至所述燃气涡轮（10）的另一部分。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述支撑结构连接至所述外壳体（20）、转子盖（21）和/或所述燃烧室（12）。
7.一种重新装配包括燃烧室（12）、衬垫（14）、涡轮叶片架（16）和外壳体（20）的燃气涡轮（10）的方法，所述方法包括将所述涡轮叶片架（16）插入到所述燃气涡轮（10）中并且将所述衬垫（14）连接至所述涡轮叶片架（16）的步骤，
-其中，在插入所述涡轮叶片架（16）之后所述衬垫（14）连接至所述涡轮叶片架（16），并且
-其中，所述衬垫（14）保留在所述外壳体（20）内并且所述燃烧室（12）保留在所述外壳体（20）中。
8.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的燃气涡轮（10），所述燃气涡轮（10）包括燃烧室（12）、衬垫（14）、涡轮叶片架（16）、外壳体（20），以及用以脱离所述衬垫（14）和支撑所述衬垫（14）的衬垫脱离和支撑系统。
9.根据权利要求8所述的燃气涡轮（10），其中，所述衬垫脱离和支撑系统包括用于支撑所述衬垫（14）的支撑结构（34、36），所述支撑结构被连接至所述燃气涡轮（10）的另一部分。
10.根据权利要求9所述的燃气涡轮（10），其中，所述支撑结构（34、36）连接至所述外壳体（20）、转子盖（21）和/或所述燃烧室（12）。
11.根据权利要求8所述的燃气涡轮（10），其中，所述衬垫脱离和支撑系统包括支撑结构，所述支撑结构包括燃烧室凸缘（22）、衬垫凸缘（24）和至少一个顶起螺丝（26）。
12.根据权利要求8所述的燃气涡轮（10），其中，所述衬垫脱离和支撑系统包括衬垫凸缘（31）和至少一个顶起螺丝（32）。
13.根据权利要求8至权利要求13中的任一项所述的燃气涡轮（10），其中，呼拉密封件（52）被放置在所述衬垫（14）和所述燃烧室（12）之间的接合部处。
14.根据权利要求8至权利要求13中的任一项所述的燃气涡轮（10），其中，所述衬垫（14）是连续的衬垫（14）。
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