CN108026786A - 用于搬运涡轮机部件的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于特别是在拆卸和重新组装操作期间搬运涡轮机部件的设备。更具体地，本发明涉及用于搬运燃气涡轮(400)的定子锥(300)的设备，它适合在拆卸和重新组装操作期间完全操纵所述定子锥(300)。根据本发明的设备允许拆卸和重新组装燃气涡轮(400)的定子锥(300)，而不必卸下涡轮机封罩且不必使工作人员在操作期间在涡轮机包封的内部。

Description

用于搬运涡轮机部件的设备
技术领域
本发明涉及用于特别是在拆卸和重新组装操作期间搬运涡轮机部件的设备。
更具体地，本发明涉及用于搬运燃气涡轮的定子构件的设备，它适合在拆卸和重新组装操作期间完全操纵所述定子构件。
背景技术
定子构件具有圆锥形且因此也称为定子锥，定子构件支承涡轮模块且具有密封功能，以便防止热气泄漏。另外定子锥在涡轮隔室和排气管之间具有热绝缘和隔离的功能。
燃气涡轮通常容纳在壳体结构或封罩中。所述封罩包括由多个梁和柱组成的支承结构，所述支承结构被形成侧向壁的面板和封罩的顶盖封闭。
根据现有技术，在拆卸和组装操作的同时使用诸如高架起重机的外部提升装置来提升定子。
根据现有技术的拆卸方法的第一个缺点是，为了从上面接近定子锥，必须完全拆卸其中容纳有涡轮机的封罩和定子锥插入其中的涡轮模块的一部分。
影响现有技术方法的另一个缺点是在组装和拆卸操作期间，工作人员必须在涡轮机包封的内部。涡轮机“包封”被定义为由涡轮机封罩界定的空间。
实际上，在从上面提起定子锥且用高架起重机提升定子锥时必须完全拆卸封罩，工作人员必须抓住定子锥。由于定子锥的几何形状的原因，当高架起重机提起定子锥时，在涡轮机包封的内部的工作人员必须保护负载，以在起重机移动负载时安全地抓住它，以便避免悬掉负载有危险振荡。
发明内容
本发明涉及用于特别是在拆卸和重新组装操作期间搬运涡轮机的设备，特别是用于在燃气涡轮的定子锥的拆卸和重新组装期间搬运定子锥的设备，该设备能够抓持定子锥且允许借助于提升器件(即，高架起重机)来提升定子锥，而不必完全拆卸涡轮容纳在其中的封罩，而且工作人员不必在机器的包封内。
此技术结果转变成机器停工时间的减少，并且因此经济节约。获得经济节约的另一个原因是因为机器保持关闭期间的时间最短，以及因为拆卸和重新组装操作更容易、更快速且需要较少的技术人员。
此外，根据本发明的设备允许大大提高涡轮机部件，特别是燃气涡轮的定子锥的拆卸和重新组装操作的安全水平，因为它允许避免人在操作期间在机器的包封内部，从而允许完全自动地搬运涡轮部分，设备优选地由在悬掉负载的移动范围之外的工作人员在更安全的情况下远程操作。
另外，由于诸如定子锥的涡轮部件固定到设备部件上，然后由提升设备提升，所以根据本发明的设备允许更安全地移动定子锥，这避免了悬掉负载危险地振荡的可能性。
本发明的目标是提供一种用于拆卸和重新组装燃气涡轮部件的设备，它尤其适合实现上面列出的优点。
附图说明
另外的细节和具体实施例将参照附图，其中：
-图1显示容纳燃气涡轮的封罩的示例；
-图2显示图1的封罩的支承结构的示例；
-图3是具有纵向轴线A的典型涡轮机的示意性侧视图；
-图4至7显示根据本发明的搬运设备的透视图；
-图7至10a显示本发明的搬运设备的抓持装置的细节；
-图11a至11d显示由根据本发明的搬运设备执行的一系列操作；
-图12显示根据本发明的与提升装置相关联的搬运设备的透视图；
-图13显示连接到图12的提升装置上的待拆卸的涡轮机部件的细节；
-图14表示本发明的搬运设备的抓持装置的放大视图；
-图15表示根据本发明的设备的抓持装置的示意性放大视图；
-图16表示设置在本发明的搬运设备的主体和抓持元件之间的球形接头的细节。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参照了附图。以下详细描述不限制本发明。本发明的范围而是由所附权利要求限定。
在说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用表示关于实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，在说明书中的各处出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必指示同一实施例。另外，特定特征、结构或特性可按任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。
参照图1和2，涡轮机且更具体地燃气涡轮400，通常容纳在封罩100中，封罩具有侧向壁101和顶盖102，封罩由支承结构200支承，支承结构通常由多个梁201和柱202组成。
当必须进行维护操作时，以及尤其是当必须从涡轮机400中移除定子锥300时。
图3中提供了涡轮机400的示例。参照图3，涡轮机400具有纵向轴线A，纵向轴线A限定纵向方向Y。涡轮机400优选地置于支承滑道401上。
参照图3，必须在对涡轮机执行维护操作时拆卸的涡轮机400的一个部件是定子锥300。一旦定子锥支承结构350已经卸下，定子锥300仍然插入在包围涡轮机400的封罩100中。
图11a至11d显示了这个情形。更详细地说，图11a显示了定子锥300插入到封罩100中，并且可从封罩的外部接近定子锥300的仅仅一部分。
更详细地说，定子锥300将包括第一边缘301、第二边缘302，以及包括在所述边缘之间的渐缩壁303。由于定子锥的圆锥形的原因，第一边缘301和第二边缘302基本为圆形边缘，第一边缘301比第二边缘302具有更大的直径。
参照图11a，当定子锥300组装好时仅仅可从封罩的外部接近第一边缘301。因此，为了将涡轮机400的定子锥300从其操作座中拆卸，在涡轮包封内部的工作人员必须从稳固地固定到封罩100上的定子锥连接凸缘101拧松定子锥300的第一边缘301，而且在从定子锥连接凸缘101上拧松定子锥300时，定子锥300在竖向方向Z上必须得到支承。
参照图4，根据本发明的优选实施例，用于将涡轮机的部件从其操作座上移除/将部件重新定位到其操作座上的搬运设备1包括基本结构10，基本结构10包括导引元件11，导引元件11具有纵向延伸，从而限定纵向方向。
搬运设备1进一步包括可沿着所述基本结构10的所述导引元件11移动的主体20。因此主体20可沿着由所述导引元件11限定的纵向方向移动。
在附图中显示的根据本发明的搬运设备的优选实施例中，导引元件11包括轨道。
因此，可优选地借助于运货卡车21来促动主体20相对于所述轨道的相对移动。
搬运设备1适于定位在涡轮机支承滑道401上的涡轮机包封的内部，使得基本结构10的导引元件11的纵向延伸平行于涡轮机400的纵向轴线A。
一旦搬运设备1定位到涡轮机包封中，主体20沿着导引元件11沿着搬运设备的纵向轴线移动允许面向定子锥300的第一边缘301。
根据本发明的搬运设备1进一步在所述主体上包括抓持装置30，抓持装置30适于在例如组装和/或拆卸操作期间抓持待搬运的涡轮机部件。
更详细地说，参照图4，抓持装置30至少包括抓持元件31，抓持元件31至少包括适于牢固地连接到待搬运的部件上的连接接口。
参照附图中公开的本发明的优选实施例，构造成抓持涡轮机的定子锥300的抓持元件31将包括至少两个连接接口31a、31b，它们优选地设置在梁元件的相对的端部处，使得连接接口31a、31b可在定子锥300的所述第一边缘301的沿直径相对的点处连接，从而提高抓住的稳定性。
使用已经设置在第一边缘301上且用来将定子锥300连接到定子锥连接凸缘101上的相同螺钉孔，有利地将连接接口31a、31b用螺钉连接到定子锥300的第一边缘301上。
在图4上显示了三个笛卡尔轴线。纵向方向对应于Y轴线，横向方向对应于X轴线，竖向方向对应于Z轴线。
另外，坐标α表示围绕横向轴线X的旋转，β表示围绕纵向轴线Y的旋转，γ表示围绕竖向轴线Z的旋转。
如已经说过的那样，在操作状态中，搬运设备1定位到涡轮机包封中，更详细地说，定位在涡轮机支承滑道上，轨道11的纵向方向Y平行于涡轮的纵向轴线A，并且主体20沿着导引元件11沿着纵向方向Y的移动允许将所述抓持装置30的抓持元件31定位成面向定子锥300的第一边缘301。优选地，抓持元件31构造成梁元件，其具有两个自由端，包括连接接口31a、31b，所述梁元件具有基本对应于定子锥300的所述第一边缘301的内部直径的长度。
更详细地说，根据本发明的优选实施例，所述连接接口31a、31b中的各个包括渐缩部件32和凸缘部件33a、33b，渐缩部件32适于插入到定子锥300中，更具体地说，适于面向和接触渐缩壁303的内表面，凸缘部件33a、33b适于连接到定子锥300的第一边缘301上。
根据本发明的搬运设备1包括可沿着纵向方向移动的抓持装置，搬运设备1因此构造成沿着平行于涡轮机的轴线A的方向的纵向方向Y接近定子锥，并且至少在第一边缘301处抓持所述定子锥300。
因此，由于本发明的搬运设备1，不必完全卸下封罩来从燃气涡轮中移除定子锥。相反，搬运设备1适于在从定子锥连接凸缘101卸下定子锥所必需的拧松和拆卸操作期间抓持和牢固地约束定子锥300。
有利地，搬运设备的抓持装置30还可沿着竖向方向Z移动。参照图6，其中竖向箭头指示抓持装置30沿着竖向轴线Z移动的可能性。
有利地，搬运设备的抓持装置30还可至少围绕横向轴线Z枢转。
更详细地说，参照图6和7，抓持装置30由主体20支承，并且可沿竖向方向Z相对于所述主体20移动，而且可围绕横向轴线X枢转。
优选地，借助于多个促动器，优选气动促动器34a、34b、36，来获得抓持装置30沿着Z方向的竖向移动和围绕横向轴线X的旋转。
抓持装置构造成使涡轮机部件300相对于基本结构10移动和枢转。具体地，通过促动器34a、34b、35，搬运设备1可使部件300沿着方向Z移动，并且使它围绕轴线X枢转。
优选地，所述促动器包括一对促动器34a、34b，促动器各自基本沿着竖向方向Z定向，并且其一端连接到所述主体20上，另一端在设置在所述抓持装置30的一部分上的铰接点35a、35b处进行铰接。
用于使抓持装置30围绕横向轴线X枢转的另一个枢转促动器35在所述主体20和所述抓持装置30之间起作用。枢转促动器35铰接到所述抓持装置30的一部分上，使得当所述枢转促动器35促动时，实现抓持装置30围绕穿过铰接件35a、35b的横向轴线X的旋转。
因此，当必须使抓持装置30相对于主体20沿着竖向方向Z移动时，竖向促动器34a、34b和枢转促动器35两者同时促动。
优选地，根据本发明的搬运设备1的抓持装置30进一步可围绕竖向轴线Z枢转。
参照图14至16，为了允许精微地对齐抓持装置30与待搬运的部件，提供具有独立自由度的三个单独的框架。根据优选实施例，根据本发明的搬运设备的抓持装置30包括第一框架37、第二框架38和第三框架39。
参照图8和8a，所述第一框架37包括第一精微调整装置，它由例如可手动操作的第一对螺钉37a、37b控制，这允许围绕竖向轴线Z精微地调节抓持装置30。更详细地说，第一精微调整装置通过第一对螺钉37a和37b对第二框架38和第三框架39起作用，从而调节第二框架38和第三框架39围绕竖向轴线Z的角度位置。
优选地，根据本发明的搬运设备1的抓持装置30进一步可围绕纵向方向Y枢转。
参照图9和9a，所述第一框架37进一步包括第二精微调整装置，它由例如可手动操作的第二对螺钉38a、38b控制，这允许围绕纵向方向Y精微地调节抓持装置30。更详细地说，第二精微调整装置允许围绕第二框架38的纵向方向Y相对于第一框架37旋转，第二框架38的旋转也意味着第三框架39的旋转。
根据本发明的搬运设备的抓持装置30因此借助于球形接头而连接到所述主体20上，从而允许三个角度自由度，允许围绕横向轴线X旋转α，围绕纵向轴线Y旋转β，以及围绕竖向方向Z旋转γ。
在图15的示意性横截面中显示了设置在第一框架37和第二框架38和第三框架39之间的球形接头50。
更详细地说，平坦球形接头50允许第二框架38和第三框架39相对于第一框架37相对地移动。
优选地，根据本发明的搬运设备1的抓持装置30进一步可沿着横向方向X移动。
参照图10和10a，所述第一框架37进一步包括第三精微调整装置，它由例如可手动操作的第三对螺钉39a、39b控制，这允许沿着横向方向X精微地调节抓持装置30。更详细地说，当第三精微调整装置促动时，第三框架39沿着横向方向X相对于第一框架37和第二框架38移动。
根据本发明的搬运设备1的抓持装置30，因此在空间中具有六个自由度：沿着纵向方向Y的平移移动、沿着竖向方向Z的平移移动、沿着横向方向X的平移移动，围绕横向轴线X的旋转α、围绕纵向轴线的旋转β和围绕竖向轴线的旋转γ。
如已经说过的那样，一旦搬运设备1定位到涡轮机包封中，主体20沿着导引元件11沿着纵向方向Y的移动允许将抓持装置30的抓持元件31定位成面向定子锥300的第一边缘301。一旦抓持元件31面向定子锥300，它就部分地插入到定子锥300中，并且其连接接口31a、31b牢固地连接到定子锥300的所述第一边缘301上。
为了到达抓持元件31相对于第一边缘301的正确位置，可能还必须借助于精微调整沿着竖向轴线Z、沿着横向轴线X的位置，以及借助于使抓持元件31围绕竖向轴线Z和横向轴线X精微地旋转，来调节抓持装置30的位置。
一旦抓持元件31连接到定子锥300的第一边缘301上，抓持元件31就围绕横向轴线X枢转，从而使定子锥300从基本竖向位置(当它定位在其操作座中时)枢转到基本水平位置，其中，第一边缘301基本位于水平平面XY上，并且主体20可向后移动远离定子锥连接凸缘101。图11c和11c中显示了此情形。
有利地，提升装置40可与本发明的搬运设备1相关联。更详细地说，所述提升装置40构造成与定子锥300相关联，并且包括提升孔眼41，提升孔眼41适合被诸如高架起重机的所述提升器件的提升钩钩住。
所述提升装置包括横撑杆40，横撑杆40具有适于沿横向插入定子锥300的内部的长度且至少包括孔眼41，孔眼41适合被钩住。图13显示了提升装置40插入到定子锥300中。
有利地，所述提升装置40也可如图12中公开的那样借助于例如线材或绳子42来与本发明的搬运设备1相关联，从而允许提升搬运设备本身。
一旦搬运设备提升和定位在封罩的内部，横撑杆40就与搬运设备脱开且安装在定子锥300的内部。
一旦横撑杆40连接到定子锥300上，根据本发明的搬运设备1就固定到锥上。
一旦抓持元件31连接到定子锥300的第一边缘301上且围绕横向轴线X枢转，从而使定子锥300从其基本竖向位置枢转到基本水平位置，其中第一边缘301位于基本水平平面XY上，主体20向后移动远离定子锥连接凸缘101。
现在定子锥300从其操作座取出且水平地放置，由主体20的抓持元件31支承。参照图11d。
为了安全地提升定子锥300，抓持元件31与定子锥脱开，并且提升装置40可被诸如高架起重机的所述提升器件的提升钩钩住。
因此，本发明的搬运设备允许将涡轮机部件从其操作座中取出且提升它，而不必拆卸涡轮机封罩。
根据本发明的搬运设备1还适于在重新组装操作期间将定子锥300重新定位到其操作座中。
优选地借助于远程控制器来远程地控制根据本发明的搬运设备1的所有操作，使得在不需要工作人员在搬运设备移动时在其操作区域中的情况下，从涡轮机中移除涡轮机部件和将涡轮机部件重新定位到涡轮机中是可行的。

Claims (15)

1.一种搬运设备(1)，其用于将涡轮机(400)的部件(300)从其操作座移除/将所述部件重新定位到其操作座中，所述涡轮机(400)具有纵向轴线(A)，所述设备(1)包括：
-基本结构(10)，其包括沿着纵向方向(Y)形成的导引元件(11)；
-沿着所述导引元件(11)可移动的主体(20)；
其中，在所述搬运设备(1)的操作状况中，所述导引元件(11)的所述纵向方向(Y)布置成平行于所述涡轮机(400)的所述纵向轴线(A)，所述主体(20)包括构造成可连接到所述涡轮机部件(300)上的抓持装置(30)；
其中，所述抓持装置(30)至少可围绕横向水平轴线(A)枢转，而且还可至少沿着竖向方向(Z)移动，借助于多个促动器(34a，34b，36)来获得围绕所述横向水平轴线(X)的所述旋转和沿着所述抓持装置(30)的所述竖向方向(Z)的所述移动。
2.根据权利要求1所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置构造成使所述可连接涡轮机部件(300)围绕所述横向轴线(X)相对于所述基本结构(10)枢转。
3.根据权利要求1或2所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置构造成使所述可连接涡轮机部件(300)沿着所述竖向方向(Z)相对于所述基本结构(10)移动。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置(30)进一步可围绕竖向轴线(Z)枢转。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置(30)进一步可围绕纵向水平轴线(Y)枢转。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置(30)借助于球形接头连接到所述基本结构(10)上。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，待搬运的所述部件(300)是燃气涡轮的定子构件(300)，所述定子构件(300)具有圆锥形，其包括第一边缘(301)、第二边缘(302)和包括在所述边缘(301，302)之间的渐缩壁(303)，并且所述抓持装置(30)进一步包括构造成可连接到所述定子锥(300)的所述第一边缘(301)上的抓持元件(31)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持元件(31)包括至少两个连接接口(31a，31b)，它们适于可在所述定子锥(300)的所述第一边缘(301)的沿直径相对的点处进行连接。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述至少两个连接接口(31a，31b)中的各个包括适于可插入到所述定子锥(300)中的渐缩部件(32)。
10.根据权利要求2至9中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持装置(30)可围绕穿过设置在所述抓持装置(30)上的至少一个铰接点(35a，35b)的横向水平轴线(X)枢转。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述设备进一步包括一个或多个促动器(34a，34b)，它们各自基本沿着所述竖向方向(Z)定向，并且其一端连接到所述主体(20)上，另一端在所述一个或多个铰接点(35a，35b)中的一个处进行铰接。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述设备进一步包括至少枢转促动器(35)，所述枢转促动器在所述抓持装置(30)和所述主体(20)之间起作用，并且构造成使所述抓持装置(30)围绕穿过所述一个或多个铰接点(35a，35b)的所述横向轴线(X)枢转。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备(1)，其特征在于，球形接头(50)将所述抓持元件(30)连接到所述主体(20)上。
14.根据权利要求13所述的搬运设备(1)，其特征在于，所述抓持元件(30)进一步包括第一框架(37)，所述第一框架连接到所述主体(20)上且支承第二框架(38)和第三框架(39)，所述球形接头(50)允许所述第二框架(38)和所述第三框架(39)相对于所述第一框架(37)进行相对移动。
15.将根据前述权利要求中的任一项所述的搬运设备用于移除和重新定位涡轮机(400)的部件(300)的使用。
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