CN117021015A - 用于移除转子叶片的工具组件和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从涡轮机的转子盘(198)移除转子叶片(32)的工具组件(100)。该工具组件(100)包括第一板(158)和与该第一板(158)间隔开的第二板(160)。该工具组件(100)还包括一个或多个构件(162)，该一个或多个构件在该第一板(158)和该第二板(160)之间延伸。该工具组件(100)还包括多个块(164)，该多个块安装到该一个或多个构件(162)并且在该第一板(158)和该第二板(160)之间布置成一行或多行。该多个块(164)中的至少一个块(164)限定与该转子叶片(32)的安装部分的外部形状相对应的开口(210)。

Description

用于移除转子叶片的工具组件和方法

技术领域

本公开整体涉及涡轮机工具组件和方法。特别地，本公开涉及用于从转子盘移除一系列转子叶片中的一个或多个转子叶片的工具组件和方法。

背景技术

涡轮机在各种工业和应用中用于能量传递目的。例如，气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力，并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如，天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段，在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如，涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。

典型的涡轮机既包括联接到转子轴的旋转部件(诸如转子叶片)，又包括联接到壳体的非旋转部件(诸如定子导叶或喷嘴)。旋转部件和非旋转部件通常都是可移除的，并因此包括合适的安装部分，该安装部分被构造成接合转子盘(用于旋转部件)或壳体(用于非旋转部件)的周边中的互补附接槽。例如，转子盘可以限定多个周向间隔开的槽，每个槽被构造成接纳转子叶片的安装部分。

通常，转子叶片包括从安装部分延伸并具有复杂几何曲率或轮廓的翼型件。当整环的转子叶片被安装到转子盘中时，无法简单地移除环中的单个转子叶片，因为这将导致被移除的转子叶片的翼型件在移除期间碰撞/撞击相邻转子叶片的相邻翼型件(这可能导致损坏转子叶片)。

因此，允许移除一系列相邻转子叶片中的一个或多个转子叶片而不会对该一系列转子叶片中的任何转子叶片造成损坏的改进的工具组件和方法是期望的并且将在本领域中被理解。

发明内容

根据本公开的工具组件和方法的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来学习。

根据一个实施方案，提供了一种用于从涡轮机的转子盘移除转子叶片的工具组件。该工具组件包括第一板、与该第一板间隔开的第二板以及在该第一板和该第二板之间延伸的一个或多个构件。该工具组件还包括多个块，该多个块安装到该一个或多个构件并且在该第一板和该第二板之间布置成一行或多行。该多个块中的至少一个块限定与该转子叶片的安装部分的外部形状相对应的开口。

根据另一实施方案，提供了一种使用工具组件从涡轮机的转子盘移除一系列转子叶片中的转子叶片的方法。该一系列转子叶片包括第一转子叶片、最后的转子叶片以及一个或多个中间转子叶片。该方法包括将该工具组件定位在靠近该转子盘的轴承壳体上。该方法还包括使该一系列转子叶片中的第一转子叶片部分地从该转子盘中的第一槽中滑出并且部分地滑入块的第一行中。该方法还包括使该一个或多个中间转子叶片中的每个转子叶片部分地从该转子盘中的一个或多个中间槽中滑出并且部分地滑入块的一个或多个中间行中。该方法还包括使该一系列转子叶片中的最后的转子叶片部分地从该转子盘中的最后的槽中滑出并且部分地滑入块的最后一行中。该方法还包括重复这些滑动步骤，直到该第一转子叶片从该第一槽中完全移除并且安装在该块的第一行中为止。

参照以下描述和所附权利要求，本发明的工具组件和方法的这些和其他特征、各方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案，并与描述一起用于解释本技术的原理。

附图说明

本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本发明的工具组件和方法的完整且能够实现的公开内容，包括制造和使用本发明的系统和方法的最佳模式，其中：

图1是根据本公开的实施方案的涡轮机的示意图；

图2示出了根据本公开的实施方案的压缩机的一部分和工具组件的自上而下视图；

图3示出了根据本公开的实施方案的压缩机的一部分的侧视图；

图4示出了根据本公开的实施方案的工具组件的透视图；

图5示出了根据本公开的实施方案的工具组件的透视图；

图6示出了根据本公开的实施方案的沿径向的工具组件的平面图；

图7示出了根据本公开的实施方案的工具组件的侧视图；

图8示出了根据本公开的实施方案的设置在压缩机上的移除位置的工具组件；

图9示出了根据本公开的实施方案的在将工具组件安装到压缩机上期间的工具组件的放大透视图；

图10示出了根据本公开的实施方案的处于安装位置的工具组件的放大透视图；

图11示出了根据本公开的实施方案的工具组件的透视图，该工具组件安装到压缩机并且使一系列转子叶片至少部分地从转子盘移除并且至少部分地设置在工具组件的行中；

图12示出了根据本公开的实施方案的工具组件的透视图，该工具组件安装到压缩机并且使一系列转子叶片至少部分地从转子盘移除并且至少部分地设置在工具组件的行中；

图13示出了根据本公开的实施方案的工具组件的透视图，该工具组件安装到压缩机并且使一系列转子叶片至少部分地从转子盘移除并且至少部分地设置在工具组件的行中；并且

图14示出了根据本公开的实施方案的使用工具组件从涡轮机的转子盘移除一系列转子叶片中的转子叶片的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的工具组件和方法的实施方案，其中一个或多个示例在附图中示出。每个示例是通过解释本发明技术的方式提供的，而不是对本技术的限制。事实上，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离受权利要求书保护的本发明技术的范围或实质的情况下，可以在本发明技术中进行修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施方案，以产生又一个实施方案。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变化。

词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何具体实施不一定被理解为比其他具体实施优选或有利。另外，除非另外特别说明，否则本文描述的所有实施方案应被认为是示例性的。

具体实施方式使用数字和字母名称指代附图中的特征结构。附图和说明书中的相似或类似的名称已经用于指代本发明的相似或类似的部件。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

术语“流体”可以是气体或液体。术语“流体连通”意味着流体能够在指定区域之间进行连接。

如本文所用，术语“上游”(或“向上”)和“下游”(或“向下”)是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，并且“下游”是指流体向其流动的方向。然而，如本文所用的术语“上游”和“下游”也可以指电流。术语“径向地”是指基本垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向，术语“轴向地”是指与特定部件的轴向中心线基本平行和/或同轴对准的相对方向，并且术语“周向地”是指围绕特定部件的轴向中心线延伸的相对方向。

具有近似含义的术语(诸如“约”、“大约”、“大体上”和“基本上”)不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在个别值、值的范围和/或限定值的范围的端值中的1％、2％、4％、5％、10％、15％或20％的容限内。当在角度或方向的上下文中使用时，此类术语包括在大于或小于所述角度或方向的十度内。例如，“大体竖直”包括沿任何方向(例如，顺时针或逆时针)在竖直的十度内的方向。

术语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接，除非本文另有说明。如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括特征列表的过程、方法、制品或设备不一定仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品或设备固有的其他特征。此外，除非明确相反地陈述，否则“或”是指包括端值在内的或不是排他性的。例如，条件A或B由以下中的任何一者满足：A是真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)并且B为真(或存在)；并且A和B两者均为真(或存在)。

在此和整个说明书和权利要求书中，范围限制经组合和互换，此类范围被识别并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围包括端值，并且端值可彼此独立地组合。

现在参考附图，图1示出了涡轮机的一个实施方案的示意图，该涡轮机在所示实施方案中是气体涡轮10。尽管本文示出并描述了工业或陆基气体涡轮，但除非在权利要求中另外指明，否则本公开不限于陆基和/或工业气体涡轮。例如，如本文所述的本发明可用于任何类型的涡轮机，包括但不限于蒸汽涡轮、飞行器气体涡轮或船用气体涡轮。

如图所示，气体涡轮10通常包括：压缩机区段12，该压缩机区段包括设置在气体涡轮10的上游端处的压缩机14；燃烧区段16，该燃烧区段具有位于压缩机14下游的至少一个燃烧器18；和涡轮区段20，该涡轮区段包括位于燃烧区段16下游的涡轮22。轴24沿着气体涡轮10的轴向中心线26延伸，至少部分地穿过压缩机14和/或涡轮22。在特定构造中，轴24可包括彼此联接的多个单独的轴。

压缩机区段12一般可包括多个转子盘28以及从每个转子盘28径向向外延伸并且连接到每个转子盘的多个转子叶片32。每个转子盘28继而可联接到或者形成延伸穿过压缩机区段12的轴24的一部分。压缩机区段12还包括壳体38，壳体38周向地围绕轴24的该部分和转子叶片32。定子叶轮33可以安装到壳体38。转子叶片32和定子叶轮33可以以交替方式布置，使得定子叶轮33设置在转子叶片32之间。

涡轮区段20一般可包括多个转子盘27以及从每个转子盘27径向向外延伸并且互连到每个转子盘的多个转子叶片34。每个转子盘27继而可联接到或者形成延伸穿过涡轮区段20的轴24的一部分。涡轮区段20还包括涡轮壳体40，该涡轮壳体周向围绕轴24的部分和转子叶片34，从而至少部分地限定穿过涡轮区段20的热气体路径49。固定涡轮喷嘴35可安装到涡轮壳体40。转子叶片34和固定涡轮喷嘴35可以以交替方式布置，使得固定涡轮喷嘴35设置在转子叶片34之间。

在操作中，诸如空气的工作流体44被引导到压缩机14中，在压缩机中，随着工作流体向燃烧区段16引导，其被转子叶片32部分地逐渐压缩。压缩后的工作流体46从压缩机14流出并被供应到燃烧区段16。压缩后的工作流体46被分配到燃烧器18，在燃烧器中其与燃料(未示出)混合以提供可燃混合物。可燃混合物燃烧以在相对高的温度和高速度下产生燃烧气体48。燃烧气体48被引导通过涡轮22，在涡轮中热能和动能被传递到转子叶片34，从而导致轴24旋转。机械旋转能可以用于为压缩机区段12供电和/或发电。例如，在特定应用中，轴24联接到发电机(未示出)以产生电力。然后，离开涡轮区段20的燃烧气体48可经由排气区段从气体涡轮10排出。

压缩机14和涡轮22可各自包括旋转部件(诸如转子叶片32、转子叶片34等)和非旋转或固定部件(诸如定子叶轮33、固定涡轮喷嘴35等)。旋转部件可联接到转子盘28、27，使得旋转部件随轴24旋转。非旋转部件可联接到壳体(例如，壳体38或涡轮壳体40)，使得非旋转部件在气体涡轮10的操作期间是固定的。旋转部件和非旋转部件均可包括安装部分，该安装部分被构造成接合限定在转子盘28、27(用于旋转部件)或壳体38、40(用于非旋转部件)的周边中的互补周向槽。安装部分可包括由对应的周向槽接收的燕尾形、钩形或其他侧向突出部。例如，周向槽可以限定在用于非旋转部件的壳体38、40或用于旋转部件的转子盘28、27中。

气体涡轮10可限定圆柱形坐标系，该圆柱形坐标系具有沿轴向中心线26延伸的轴向方向A、垂直于轴向中心线26的径向方向R和围绕轴向中心线26延伸的周向方向C。

如图1所示，壳体38通常围绕压缩机14以容纳工作流体(例如，空气)。转子叶片32和定子导叶33可以以按顺序排列的成组的级50(例如，第一级、第二级、第三级等)布置在壳体38内，使得工作流体先行进通过第一级，然后再通过第二级，以此类推。各级50的转子叶片32和定子叶轮33逐渐将动能赋予工作流体以产生处于高赋能状态的压缩工作流体。每个转子叶片32可以围绕转子盘28周向地布置(并联接到转子盘)并且可以朝向壳体38径向向外延伸。相反地，每个定子叶轮33可围绕壳体38周向地布置(并联接到壳体)，并且可以朝向分隔转子叶片32的相邻级的间隔盘29径向向内延伸。

根据本公开的实施方案，图2示出了压缩机14的一部分和工具组件100的自上而下视图，该工具组件便于移除一系列转子叶片150中的至少一个转子叶片32，并且图3示出了压缩机14的一部分的侧视图。应当理解，为了示出压缩机14的细节，工具组件100在图2中被示出为虚线框。在示例性具体实施中，一系列转子叶片150可设置在压缩机14的第一级中，使得工具组件100用于移除压缩机14的第一级中的一个或多个转子叶片32。

在许多实施方案中，转子叶片32可各自包括安装部分57，该安装部分被形成为将转子叶片32连接和/或固定到压缩机14的转子盘28。例如，安装部分57可以包括T形结构、燕尾形、钩形、一个或多个侧向突出部或其任意组合。在示例性实施方案中，安装部分57可包括平台(翼型件从该平台延伸)、颈部(其从平台延伸)和从颈部延伸到末端的燕尾形。安装部分57可被构造成沿轴向方向A、径向方向R和/或周向方向C安装到转子盘28中。例如，转子盘28可限定彼此周向间隔开的多个槽56。每个槽56的尺寸和形状可被设定成可滑动地接收转子叶片32的安装部分57，使得单个转子叶片32被安装在每个槽56内。每个槽56可与安装部分57的形状大致对应，使得安装部分57能够可滑动地插入槽56中。每个槽56可沿大致倾斜于轴向方向A的方向延伸。换句话说，每个槽56可在彼此轴向分开的第一端和第二端之间延伸。槽56的第一端和槽56的第二端可彼此周向偏移，并且槽56可在第一端和第二端之间以大致直线延伸，使得槽56大致倾斜于轴向方向A。

每个转子叶片32可包括从安装部分57径向向外延伸的翼型件104。每个翼型件104可包括复杂的几何形状或轮廓，工作流体在压缩机14的操作期间沿着该几何形状或轮廓流动。例如，每个翼型件104可包括前缘、后缘、在该前缘与该后缘之间延伸的压力侧表面以及在该前缘与该后缘之间延伸的吸力侧表面。另外，每个翼型件104可从联接到安装部分57的基部径向地延伸到尖端。

当压缩机14被完全装配时，每个转子盘28可以包括安装在其中的转子叶片32的整个周向环(例如，360°围绕燃气涡轮10的轴向中心线26)，其中转子叶片32的周向环中的每个转子叶片32被安装到相应的槽56中。以这种方式，转子叶片32的周向环中的每个转子叶片32可以直接邻接转子叶片32的周向环中的两个其他转子叶片32。

有时，转子叶片32的周向环中的一个或多个转子叶片32可能需要被移除(例如，为了维护或其他原因)。然而，由于翼型件104的复杂几何轮廓，转子叶片32的周向环中的单个转子叶片32无法简单地滑动移除，因为这将碰撞或撞击相邻转子叶片32的翼型件104。

本文所公开的工具组件100有利地便于移除一系列转子叶片150中(或转子叶片32的周向环中)的一个或多个转子叶片32，而不会导致翼型件104碰撞或撞击，从而防止损坏翼型件104。一系列转子叶片150可包括布置在转子盘28中的一个或多个(或在一些实施方案中，为多个)周向邻接的转子叶片32。一系列转子叶片150可形成转子叶片32的整个周向环的一部分。具体地，一系列转子叶片150可包括第一转子叶片152(或移除转子叶片)、一个或多个中间转子叶片154和最后的转子叶片156。为了利用工具组件100从转子盘28完全移除第一转子叶片152，所有中间转子叶片154和最后的转子叶片156必须部分地从转子盘28移除(使得中间转子叶片154和最后的转子叶片156在移除第一转子叶片152期间可以部分地位于槽56内并且部分地位于工具组件100内)。

虽然图2和图3示出了具有四个转子叶片(一个第一转子叶片152、两个中间转子叶片154和一个最后的转子叶片156)的一系列转子叶片150，但应当理解，一系列转子叶片150可以包括任何合适数量的转子叶片，并且本公开不应局限于任何特定数量的转子叶片，除非在权利要求书中特别提及。

一系列转子叶片150中的每个转子叶片32必须至少部分地从相应的槽56移除并且进入工具组件100中，以完全移除该一系列转子叶片150中的第一转子叶片152。例如，如图2所示，为了移除一系列转子叶片中的第一转子叶片152，一系列转子叶片150中的每个转子叶片32必须按照从第一转子叶片152到最后的转子叶片156的顺序逐渐滑出。具体地，第一转子叶片152必须从槽56滑出第一距离，一个或多个中间转子叶片154必须滑出一个或多个中间距离，每个中间距离短于上一距离并且每个中间距离短于第一距离，并且最后的转子叶片156必须滑出最后距离，该最后距离短于一个或多个中间距离并且短于第一距离。

图4至图7示出了根据本公开的实施方案的用于从涡轮机的转子盘28移除转子叶片32的工具组件100的各种视图。特别地，根据本公开的实施方案，图4和图5各自示出了工具组件100的透视图，图6示出了工具组件100的自上而下平面图，并且图7示出了工具组件100的侧视图。图4至图7示出了工具组件100的圆柱坐标系(例如，具有轴向方向A、径向方向R和周向方向)。工具组件100的圆柱坐标系可以与气体涡轮10的圆柱坐标系相同。例如，当将工具组件安装到压缩机14以移除一个或多个转子叶片32时，工具组件100的圆柱坐标系可与气体涡轮10的圆柱坐标系对准(图8)。

如图4至图7所示，工具组件100包括第一板158、第二板160、一个或多个构件162以及多个块164。第一板158和第二板160可彼此间隔开(例如，轴向间隔开)。第一板158和第二板160可大致周向地延伸。第一板158可包括主体174和从主体174径向延伸的一个或多个突出部176。例如，第一板158和第二板160可各自从第一端166、168周向地延伸至第二端170、172。例如，第一板158(具体地，第一板158的主体174)可以从第一板158的第一端166周向地延伸到第二端170。类似地，第二板160可以从第一端168周向地延伸到第二端172。第一板158和第二板160可以大致彼此平行。

在许多实施方案中，第一板158的一个或多个突出部176可以是多个突出部176，每个突出部周向间隔开，使得多个U形开口178由第一板158的主体174和突出部176限定。每个突出部176可从主体174径向延伸至末端。在示例性实施方案中，一个或多个快速释放销180可延伸穿过第一板158或第二板160中的一者以将工具组件100联接到转子盘28。例如，一个或多个快速释放销180可延伸穿过一个或多个突出部176中的一个突出部176以将工具组件100联接到转子盘28。具体地，第一板158的一个或多个突出部176可以限定孔177，并且快速释放销180可以穿过转子盘28的钩状物182并且插入到限定在第一板158中的孔177中，以将加工组件100联接到转子盘，同时保持工具组件100相对于转子叶片32的适当对准(图10)。如图所示，快速释放销180可包括手柄和从手柄延伸到末端的销体。

在示例性实施方案中，一个或多个构件162可在第一板158和第二板160之间延伸。例如，一个或多个构件162可包括布置在第一板158和第二板160之间的多个构件162。每个构件162可以是在两个部件之间延伸并且将该两个部件联接在一起的细长杆、棒或其他结构。在各种实施方案中，每个构件162可为中空的并且在两个凸缘之间延伸的细长矩形杆。每个构件162可大致轴向地延伸，并且每个构件162可大致垂直于第一板158和第二板160。

在各种实施方案中，一个或多个构件162可包括各自从第一板158延伸到第二板160的第一外部构件184和第二外部构件186。具体地，第一外部构件184和第二外部构件186可各自从第一板158的内表面延伸到第二板160的内表面。第二外部构件186可从第一板158的第一端166大致轴向地延伸到第二板160的第一端168。类似地，第一外部构件184可从第一板158的第二端170大致轴向地延伸到第二板160的第二端172。以此方式，第一板158、第二外部构件186、第二板160和第一外部构件184可形成工具组件100的外周边。

在许多实施方案中，一个或多个构件162还可包括(例如，轴向地)布置在第一板158和第二板160之间以及(例如，周向地)布置在第二外部构件186和第一外部构件184之间的多个行构件188。在示例性实施方案中，每个行构件可在长度上等于第一外部构件184和第二外部构件186，使得每个行构件188延伸穿过中间块220。在此类实施方案中，每个中间块220可围绕排构件188而设置，并且可将凸缘190、192焊接至行构件188，以利用一个或多个螺栓194(例如，螺钉)将中间块220固定到行构件。以此方式，块可位于由外部构件184、186、行构件188和板158、160形成的钢结构上方，以便在移除期间引导转子叶片并且避免对其造成损坏。在另选的实施方案中，多个行构件188中的每个行构件188可以比第二外部构件186和第一外部构件184更短(例如，轴向上更短，诸如轴向上短约50％)。多个行构件188中的每个行构件188可从多个块164中的第一块、第一板158或第二板160中的一者延伸到多个块164中的第二块、第一板158或第二板160中的一者。例如，如图4至图7共同示出，至少一个行构件188可从第一板158延伸到多个块164中的一个块。在一些实施方案中，至少一个行构件188可从第二板160延伸到多个块164中的一个块。在各种实施方案中，至少一个行构件188可从多个块164中的第一块延伸到多个块164中的第二块。

在许多实施方案中，每个构件162可在第一凸缘190(或前凸缘)与第二凸缘192(或后凸缘)之间延伸。第一凸缘190可经由一个或多个螺栓194(诸如延伸穿过第一凸缘190的两个螺纹螺栓)联接到第一板158或多个块164中的一个块中的一者。类似地，第二凸缘192可经由一个或多个螺栓194(诸如延伸穿过第二凸缘192的两个螺纹螺栓)联接到第二板160或多个块164中的一个块。

在某些实施方案中，工具组件100还可包括从多个构件162中的至少一个构件162径向延伸的调平支脚196。例如，调平支脚196可从第二外部构件186和第一外部构件184径向延伸(例如，沿径向向内)。调平支脚196可包括能够通过螺纹联接至第二外部构件186或第一外部构件184的螺杆197和设置在螺杆197的末端上的盘状物198。在示例性实施方案中，工具组件100可以包括四个调平支脚196(例如，两个联接到第二外部构件186并且两个联接到第一外部构件184)。调平支脚196可允许工具组件100搁置在周向弯曲表面(诸如轴承壳体199)上。

在示例性实施方案中，多个块164可以安装到一个或多个构件162上并且在第一板158与第二板160之间布置成一行或多行202、204、206、208。多个块164中的每个块164可以限定开口210。多个块164中的至少一个块164可以限定与转子叶片32的安装部分57的外部形状相对应的开口210。

一行或多行202、204、206、208可包括块164的第一行202、块164的一个或多个中间行(诸如第二行204和第三行206)和块的最后一行208。在许多实施方案中，多个块164可布置成第一行202、第二行204、第三行206和最后一行208。虽然本文示出和描述的工具组件100具有布置成四行202、204、206、208的多个块164，但应当理解，多个块164可以布置成任何适当的行数，并且本发明不应当局限于任何特定的行数，除非在权利要求书中特别提及。然而，在示例性实施方案中，四行202、204、206、208的块164对于工具组件100可为特别有利的，因为其允许转子叶片32的安全移除，同时仅需要部分地移除三个(这是最小值)其他转子叶片32(例如，移除到相应行中)。

块164的每个行202、204、206、208可包括联接到第一板158的前部块218和设置在第一板158与第二板160之间(例如，轴向地设置在该两者之间，诸如设置在直接位于第一板158与第二板160之间的中心线上)的中间块220。第一行202和第二行204还可包括联接到第二板160的后部块222。前部块218、中部块220和后部块222可彼此轴向间隔开。在许多实施方案中，对于块的给定行，一个或多个构件162可从前部块218延伸到中部块220，并且对于块的给定行，一个或多个构件162可从中部块220延伸到后部块222。在其他实施方案中，一个或多个构件162可以穿过第一板158和第二板160之间的所有块218、220、222。

多个块164中的每个块164可以包括第一侧壁212、与第一侧壁212间隔开(例如，在周向方向C上)的第二侧壁214、以及在第一侧壁212与第二侧壁214之间延伸的基部216。前部块218的侧壁212、214可以比中间块220的侧壁212、214和/或后部块222的侧壁212、214短。块的第一行202中的每个块164的侧壁212、214可以笔直延伸(例如，径向地延伸而没有起伏状内表面)，使得第一行202中的每个块164是大致U形的，从而限定大致矩形形状的开口210(例如，缺少单个侧面)。相比之下，块的第二行204、第三行206和最后一行208中的每个块164的侧壁212、214可以包括与转子叶片32的安装部分57的外部形状相对应的内部轮廓，使得中间行(例如，第二行204和第三行206)中的每个块164和最后一排208中的每个块164限定与转子叶片32的安装部分57的外部形状相对应的开口210。以此方式，第二行204、第三行206和最后一行208中的每个块164可以与正被部分地移除到块的该行中的转子叶片32形成过盈配合(或摩擦配合)，以便将转子叶片32固定到该行中的块164。

在各种实施方案中，块164的第一行202可以周向地邻接块164的一个或多个中间行中的块164的一个中间行(例如，第二行204)。以此方式，第一行202可形成工具组件100的块164的周向外部行。在示例性实施方案中，锁定销224可延伸穿过多个块164中的一个或多个块164。锁定销224可延伸穿过块164的侧壁212、214。具体地，锁定销224延伸穿过块164的第一行202中的一个或多个块164，诸如第一行202中的中间块220和第一行202中的后部块222。锁定销224可能够通过螺纹联接到其延伸穿过的块164，使得其可以以可移除方式将转子叶片32固定在块164的开口210内以便从转子盘28安全地移除。

图8示出了根据本公开的一个或多个示例性方面的设置在压缩机14上的移除位置的工具组件100。例如，如图8所示，工具组件100可定位在靠近转子盘28的轴承壳体199上，以移除第一级转子叶片32中的一个或多个转子叶片32。调平支脚196可接触轴承壳体199并且支撑工具组件100。快速释放销180可穿过转子盘28的钩状物182并延伸到工具组件100的第一板158中，以将工具组件100联接到压缩机14，从而移除一个或多个转子叶片32。每个行202、204、206、208可与转子盘28中的相应转子叶片32对准。更具体地，每个行202、204、206、208可以与转子叶片32被容纳于其中的槽56的中心线对准，使得每个转子叶片32可以从相应的槽56中滑出并且滑入工具组件100的相应行202、204、206、208中。

根据本公开的实施方案，图9示出了在将加工组件100安装到压缩机14上期间的加工组件100的放大透视图，并且图10示出了处于安装位置的加工组件100的放大透视图。如图9和图10所示，转子盘28可包括多个钩状物182，每个钩状物限定凹槽226和孔口228。如图9所示，在工具组件100的安装期间，第一板158可定位成使得突出部176设置在钩状物182之间。随后，如图10所示，工具组件100可周向地移动，使得突出部176移动到凹槽226中，直到穿过突出部限定的孔177与穿过钩状物限定的孔口228对准为止。然后，快速释放销180可穿过孔口228并插入到孔177中，从而将工具组件100联接到转子盘28。

图11至图13各自示出了工具组件100的透视图，该工具组件安装到压缩机14并且使一系列转子叶片150至少部分地从转子盘28移除并且至少部分地设置在工具组件的行中。如图所示，块164的每个行202、204、206、208可容纳多个转子叶片32中的相应转子叶片32。如将在下文中进一步详细讨论的，工具组件100可以可移除地安装到压缩机14的轴承壳体199，并且一系列转子叶片150中的一个或多个转子叶片32(例如，在第一级中)可以通过将每个转子叶片32滑入限定行202、204、206、208的一个或多个块164中而从转子盘28移除。每个行202、204、206、208可被构造成容纳单个转子叶片32。

现在参见图14，其示出了根据本发明主题的各方面的使用工具组件从涡轮机的转子盘移除一系列转子叶片中的转子叶片的方法1400的一个实施方案的流程图。一般来讲，本文将参考上文参考图1至图13描述的气体涡轮10、压缩机14和工具组件100来描述方法1400。然而，本领域普通技术人员将理解，所公开的方法1400通常可与任何合适的涡轮机一起使用和/或可与具有任何其他合适的系统构型的系统结合使用。此外，尽管图14出于说明和讨论的目的描绘了以特定顺序执行的步骤，但本文讨论的方法不限于任何特定顺序或布置，除非在权利要求书中另外指明。本领域技术人员使用本文提供的公开内容将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或调整本文公开的方法的各个步骤。

如图所示，在方法1400的上下文中描述的一系列转子叶片可包括第一转子叶片、最后的转子叶片和设置在第一转子叶片和最后的转子叶片之间的一个或多个中间转子叶片(诸如两个中间转子叶片)。方法1400可包括在(1402)处将工具组件定位在靠近转子盘的轴承壳体上。在各种具体实施中，将工具组件定位在靠近转子盘的轴承壳体上还包括将多个突出部中的每个突出部周向地移动到由转子盘的钩状物限定的相应凹槽中。例如，如图所示，通过比较图9和图10，在工具组件100的安装期间，第一板158可定位成使得突出部176设置在钩状物182之间。随后，如图10所示，工具组件100可周向地移动，使得每个突出部176移动到相应的凹槽226中，直到穿过突出部限定的孔177与穿过钩状物限定的孔口228对准为止。然后，快速释放销180可穿过孔口228并插入到孔177中，从而将工具组件100联接到转子盘28。例如，方法1400还可包括将快速释放销穿过在多个钩状物中的一个钩状物中限定的孔并且插入到多个突出部中的一个突出部中。

在许多具体实施中，方法1400还可包括在(1404)处使一系列转子叶片中的第一转子叶片部分地滑出转子盘中的第一槽并且部分地滑入块的第一行中。例如，第一转子叶片可以移动(或滑动)到由第一行中的块所限定的开口中。例如，在(1404)处的滑动可包括使一系列转子叶片中的第一转子叶片滑动第一距离(其中第一距离是最大距离)。

方法1400还可以包括在(1406)处使一个或多个中间转子叶片中的每个转子叶片部分地滑出转子盘中的一个或多个中间槽并且部分地滑入块的一个或多个中间行中。例如，中间转子叶片可以移动(或滑动)到由块的中间行中的块所限定的开口中。例如，在(1406)处的滑动可包括使一系列转子叶片中的中间转子叶片滑动中间距离，该中间距离小于第一转子叶片移动或滑动的距离。

方法1400还可包括在(1408)处使一系列转子叶片中的最后的转子叶片部分地从转子盘中的最后的槽中滑出并且部分地滑入块的最后一行中。例如，最后的转子叶片可以移动(或滑动)到由块的最后一行中的块所限定的开口中。例如，在(1408)处的滑动可包括使该一系列转子叶片中最后的转子叶片滑动最后距离。与第一转子叶片移动的第一距离和中间转子叶片移动的中间距离相比，该最后距离是最小或最短距离。

在示例性具体实施中，方法1400还可以包括在(1410)处重复步骤1404至1408直到第一转子叶片从第一槽中完全移除并且安装在块的第一行中为止。以此方式，移除第一转子叶片可以是迭代过程，以避免相邻翼型件的碰撞。例如，再次简要地参照图2，当第一转子叶片152从槽56中完全移除并且容纳在工具组件100内时，一系列转子叶片32中的其他转子叶片32仍然可以至少部分地设置在相应槽56内。移除第一转子叶片152是迭代过程，以避免翼型件碰撞。例如，当移除一系列转子叶片150中的第一转子叶片152时，第一转子叶片152移动第一距离，然后一系列转子叶片150中的第二转子叶片移动短于第一距离的第二距离，然后一系列转子叶片150中的第三转子叶片移动短于第二距离的第三距离，然后一系列转子叶片150中的最后一个转子叶片156移动短于第三距离的最后距离。该过程重复进行直到第一转子叶片152从转子盘28中移除并且定位在工具组件100内为止。

在一些实施方案中，为了将第一转子叶片安装在块的第一行中，方法1400可包括利用一个或多个锁定销将第一转子叶片固定在块的第一行中。例如，一个或多个锁定销可以延伸穿过块的第一行中的一个或多个块。该一个或多个锁定销可以能够通过螺纹联接至块的第一行中的一个或多个块，使得旋转锁定销来移动它们的位置。可以旋转该一个或多个锁定销直到该一个或多个锁定销接触第一转子叶片，从而将第一转子叶片固定到工具组件的块上。

在各种具体实施中，在第一转子叶片被完全移除之后(例如，在步骤1410之后)，方法1400还可以包括使一个或多个中间转子叶片从一个或多个中间块滑出并且回到一个或多个中间槽中。类似地，一旦第一转子叶片被完全移除，方法1400还可以包括使最后一个转子叶片从最后一个块中滑出并且回到最后的槽中。然后，工具组件可以与压缩机14分离。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

本发明的其他方面由以下条款的主题提供：

一种用于从涡轮机的转子盘移除转子叶片的工具组件，该工具组件包括：第一板；第二板，该第二板与该第一板间隔开；一个或多个构件，该一个或多个构件在该第一板与该第二板之间延伸；和多个块，该多个块安装到该一个或多个构件并且在该第一板和该第二板之间布置成一行或多行，其中该多个块中的至少一个块限定与该转子叶片的安装部分的外部形状相对应的开口。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该第一板和该第二板各自从第一端周向地延伸到第二端。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，该工具组件还包括从该一个或多个构件中的至少一个构件径向延伸的调平支脚。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该一个或多个构件包括多个行构件，该多个行构件从该多个块中的第一块、该第一板或该第二板中的一者延伸到该多个块中的第二块、该第一板或该第二板中的一者。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该一个或多个构件包括各自从该第一板延伸到该第二板的第一外部构件和第二外部构件。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该一行或多行包括块的第一行、块的一个或多个中间行和块的最后一行。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该块的第一行中的每个块限定U形，并且其中块的最后一行中的每个块和该块的一个或多个中间行中的每个块限定与该转子叶片的安装部分的外部形状相对应的开口。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该块的第一行周向地邻接该块的一个或多个中间行中的块的一个中间行。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中锁定销延伸穿过该多个块中的一个或多个块。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中一个或多个快速释放销延伸穿过该第一板或该第二板中的一者以将该工具组件联接到该转子盘。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该第一板包括主体和从该主体径向延伸的突出部，并且其中该一个或多个快速释放销延伸穿过该第一板的该突出部。

根据前述权利要求中任一项所述的工具组件，其中该转子叶片是该压缩机的第一级中的压缩机转子叶片。

一种使用工具组件从涡轮机的转子盘移除一系列转子叶片中的转子叶片的方法，该一系列转子叶片包括第一转子叶片、最后的转子叶片和一个或多个中间转子叶片，该方法包括：将该工具组件定位在靠近转子盘的轴承壳体上；使该一系列转子叶片中的第一转子叶片部分地从该转子盘中的第一槽中滑出并且部分地滑入块的第一行中；使该一个或多个中间转子叶片中的每个转子叶片部分地从该转子盘中的一个或多个中间槽中滑出并且部分地滑入块的一个或多个中间行中；使该一系列转子叶片中的最后的转子叶片部分地从该转子盘中的最后的槽中滑出并且部分地滑入块的最后一行中；以及重复步骤(b)至(d)，直到该第一转子叶片从该第一槽完全移除并且安装在该块的第一行中为止。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该工具组件包括第一板、与该第一板间隔开的第二板以及在该第一板和该第二板之间延伸的一个或多个构件。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该转子盘还包括多个钩状物，每个钩状物限定凹槽，并且其中该第一板包括主体和从该主体延伸的多个突出部。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将该工具组件定位在靠近该转子盘的轴承壳体上还包括将该多个突出部中的每个突出部周向地移动到相应凹槽中。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括将快速释放销穿过在该多个钩状物中的一个钩状物中限定的孔并且插入到该多个突出部中的一个突出部中。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将该第一转子叶片安装在该块的第一行中包括利用一个或多个锁定销将该第一转子叶片固定在该块的第一行中。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在该第一转子叶片被完全移除之后，该方法还包括使该一个或多个中间转子叶片从该块的一个或多个中间行滑出并且回到该一个或多个中间槽中。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括使该最后的转子叶片从最后的块滑出并且回到该最后的槽中。

Claims (15)

1.一种用于从涡轮机的转子盘(198)移除转子叶片(32)的工具组件(100)，所述工具组件(100)包括：

第一板(158)；

第二板(160)，所述第二板与所述第一板(158)间隔开；

一个或多个构件(162)，所述一个或多个构件在所述第一板(158)与所述第二板(160)之间延伸；和

多个块(164)，所述多个块安装到所述一个或多个构件(162)并且在所述第一板(158)和所述第二板(160)之间布置成一行或多行，其中所述多个块(164)中的至少一个块(164)限定与所述转子叶片(32)的安装部分的外部形状相对应的开口(210)。

2.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中所述第一板(158)和所述第二板(160)各自从第一端(166)周向地延伸到第二端(170)。

3.根据权利要求1所述的工具组件(100)，所述工具组件还包括从所述一个或多个构件(162)中的至少一个构件径向延伸的调平支脚(196)。

4.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中所述一个或多个构件(162)包括多个行构件(162)，所述多个行构件从所述多个块(164)中的第一块(164)、所述第一板(158)或所述第二板(160)中的一者延伸到所述多个块(164)中的第二块(164)、所述第一板(158)或所述第二板(160)中的一者。

5.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中所述一个或多个构件(162)包括各自从所述第一板(158)延伸到所述第二板(160)的第一外部构件(184)和第二外部构件(186)。

6.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中所述一行或多行包括块的第一行(202)、块的一个或多个中间行和块的最后一行(208)。

7.根据权利要求6所述的工具组件(100)，其中所述块的第一行(202)中的每个块(164)限定U形，并且其中块的最后一行(208)中的每个块(164)和所述块的一个或多个中间行中的每个块(164)限定与所述转子叶片(32)的安装部分的外部形状相对应的开口(210)。

8.根据权利要求6所述的工具组件(100)，其中所述块的第一行(202)周向地邻接所述块的一个或多个中间行中的块的一个中间行。

9.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中锁定销(224)延伸穿过所述多个块(164)中的一个或多个块。

10.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中一个或多个快速释放销(180)延伸穿过所述第一板(158)或所述第二板(160)中的一者以将所述工具组件(100)联接到所述转子盘(198)。

11.根据权利要求10所述的工具组件(100)，其中所述第一板(158)包括主体(174)和从所述主体(174)径向延伸的突出部，并且其中所述一个或多个快速释放销(180)延伸穿过所述第一板(158)的所述突出部。

12.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中所述转子叶片(32)是所述压缩机的第一级中的压缩机转子叶片(32)。

13.一种使用工具组件(100)从涡轮机的转子盘(198)移除一系列转子叶片(150)中的转子叶片(32)的方法，所述一系列转子叶片(150)包括第一转子叶片(152)、最后的转子叶片(156)和一个或多个中间转子叶片(154)，所述方法包括：

(a)将所述工具组件(100)定位在靠近所述转子盘(198)的轴承壳体(199)上；

(b)使所述一系列转子叶片(150)中的第一转子叶片(152)部分地从所述转子盘(198)中的第一槽(56)中滑出并且部分地滑入块的第一行(202)中；

(c)使所述一个或多个中间转子叶片(154)中的每个转子叶片部分地从所述转子盘(198)中的一个或多个中间槽中滑出并且部分地滑入块的一个或多个中间行中；

(d)使所述一系列转子叶片中的所述最后的转子叶片(156)部分地从所述转子盘(198)中的最后的槽(56)中滑出并且部分地滑入块的最后一行(208)中；以及

(e)重复步骤(b)至(d)，直到所述第一转子叶片(152)从所述第一槽(56)完全移除并且安装在所述块的第一行(202)中为止。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述工具组件(100)包括第一板(158)、与所述第一板(158)间隔开的第二板(160)以及在所述第一板(158)和所述第二板(160)之间延伸的一个或多个构件(162)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述转子盘(198)还包括多个钩状物，每个钩状物限定凹槽(226)，并且其中所述第一板(158)包括主体(174)和从所述主体(174)延伸的多个突出部(176)。