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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
im Vorliegenden beschriebene Erfindung betrifft Gasturbinen, und
spezieller ein Verfahren und Vorrichtungen zum Ausbauen und/oder
Einbauen von Brennkammerwänden.
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Gasturbinen
enthalten gewöhnlich
eine Brennkammer mit einer Brennkammerwand, die einen Brennraum
definiert. In der Brennkammer wird ein Gemisch verdichteter Luft
und Brennstoff verbrannt, um heiße Verbrennungsgase hervorzubringen.
Die Verbrennungsgase können
durch die Brennkammer hindurch zu einer oder mehreren Turbinenstufen
strömen,
um Leistung für
den Antrieb einer Last und/oder eines Verdichters zu erzeugen. Aufgrund
der heißen
Verbrennungsgase erwärmt
der Verbrennungsprozess gewöhnlich
die Brennkammerwand.
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Brennkammerwände werden
bei einer Wartung von Gasturbinen routinemäßig aus- und eingebaut. Einige
bekannte Ausbauwerkzeuge sind meistens unhandlich, erleichtern es
jedoch, Brennkammerwände
ohne wesentlichen Schaden zu entfernen. Die Brennkammerwandanschläge setzen
gewöhnlich
eine fluchtende Ausrichtung in Umfangsrichtung in jeder Brennkammer
zwischen den vorspringenden Brennkammerwandanschlägen und
den aufnehmenden Brennkammerwandanschlägen voraus. Dichtungsreifen
er fordern gewöhnlich
eine axiale Einbaukraft von mehreren Hundert Pfund, die häufig mit
einem manuell geführten
Hammer aufgebracht wird. Die mit dem Hammer ausgeübte Kraft
ist ungleichmäßig, kann
Teile beschädigen
und zu Verletzungen führen.
Ohne eine einwandfrei fluchtende Ausrichtung der Brennkammerwandanschläge wird
die Brennkammerwand gedreht, während
der Dichtungsreifen belastet ist. Die Torsionsbelastung des – Dichtungsreifens
kann die Dichtungsblätter
oder Dichtungsbeschichtung beschädigen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden sind spezielle Ausführungsbeispiele
gemäß dem Gegenstand
der ursprünglich vorliegenden
Erfindung zusammenfassend beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele
sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, vielmehr
sollen diese Ausführungsbeispiele
lediglich eine Kurzbeschreibung möglicher Ausprägungen der Erfindung
unterbreiten. In der Tat kann die Erfindung vielfältige Ausprägungen abdecken,
die den nachstehend dargelegten Ausführungsbeispielen ähneln oder
sich von diesen unterscheiden können.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Ausbauen und Einbauen von Brennkammerwänden in einem Brennkammergehäuse einer
Turbine vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst einen länglichen
Griff mit einem Stift, der an einem Ende angeordnet ist und eine
Halterung, die an dem länglichen Griff
befestigt ist. Eine Turmklemme, die dazu eingerichtet ist, um an
einem Flansch eines Brennkammergehäuses befestigt zu werden, weist
einen Turmabschnitt mit einer Anzahl von Aussparungen auf, die dazu
dienen, den Stift des länglichen
Griffs aufzunehmen.
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In
noch einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einbau eine Brennkammerwand
in einem Brennkammergehäuse
einer Turbine geschaffen. Zu dem Verfahren gehören die Schritte: Bereitstellen
einer Ausrichtungsführung,
die dazu dient, einen Anschlag der Brennkammerwand mit einem Anschlag
an dem Brennkammergehäuse
fluchtend auszurichten. Ein Schritt des Anbringens befestigt die
Ausrichtungsführung
an dem Brennkammergehäuse.
Ein Einsetzschritt setzt die Brennkammerwand wenigstens teilweise
in das Brennkammergehäuse
ein. Eine längliche
Griffanordnung, eine Brennkammerwandschubstange und eine Turmklemmenanordnung
werden bereitgestellt, und die Turmklemmenanordnung wird an dem
Brennkammergehäuse
angebracht. Die Brennkammerwandschubstange wird an der länglichen
Griffanordnung angebracht, und die längliche Griffanordnung wird
an der Turmklemmenanordnung angebracht. Eine in der Brennkammerwandschubstange
ausgebildete Nut wird über
einen Abschnitt der Brennkammerwand positioniert, und die Brennkammerwand
wird in dem Brennkammergehäuse eingebaut,
indem auf die längliche
Griffanordnung Kraft ausgeübt
wird.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbauen einer
in einem Brennkammergehäuse
einer Turbine angeordneten Brennkammerwand geschaffen. Zu dem Verfahren
gehören
die Schritte: Bereitstellen einer länglichen Griffanordnung, eines
Brennkammer wandzughakens und einer Turmklemmenanordnung, Anbringen
der Turmklemmenanordnung an dem Brennkammergehäuse, Anbringen des Brennkammerwandzughakens
an der länglichen
Griffanordnung und Anbringen der länglichen Griffanordnung an
der Turmklemmenanordnung. Der Brennkammerwandzughaken wird hinter
einem Anschlag der Brennkammerwand positioniert, und die Brennkammerwand
wird wenigstens teilweise aus dem Brennkammergehäuse entfernt, indem auf die
längliche
Griffanordnung Kraft ausgeübt
wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verständlicher,
in denen übereinstimmende
Teile durchgängig
mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen sind:
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1 veranschaulicht
in einer Blockdarstellung ein Turbinensystem mit einer Brennkammerwand;
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2 veranschaulicht
das in 1 gezeigte Turbinensystem in einer aufgeschnittenen
Seitenansicht;
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3 zeigt
in einer aufgeschnittenen Seitenansicht die Brennkammer mit einer
Brennkammerwand, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung einen Griff und eine Klemme,
die verwendet werden können,
um Brennkammerwände
zu entfernen und einzubauen, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Brennkammerwandschubstange,
die genutzt werden kann, um Brennkammerwände einzubauen, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung einen Brennkammerwandzughaken,
der verwendet werden kann, um Brennkammerwände zu entfernen, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine Ausrichtungsführung, die
während
des Aus- und Einbaus von Brennkammerwänden verwendet werden kann,
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein Brennkammergehäuse und
eine Brennkammerwand mit dem Griff und der Klemme nach 4,
die Brennkammerwandschubstange nach 5, und die
Ausrichtungsführung
nach 7, die für
einen Einbauvorgang befestigt und positioniert sind, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
werden ein oder mehrere spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In dem Bemühen, eine kurzgefasste Beschreibung
dieser Ausführungsbeispiele vorzulegen,
sind möglicherweise
nicht sämtliche Ausstattungsmerkmale
einer tatsächlichen
Verwirklichung in der Beschreibung aufgeführt. Es sollte aber klar sein,
dass bei der Entwicklung einer jeden solchen Verwirklichung, wie
in jedem technischen oder konstruktiven Projekt, zahlreiche anwendungsspezifische
Entscheidungen zu treffen sind, um spezielle Ziele der Entwickler
zu erreichen, z. B. Konformität mit
systembezogenen und wirtschaftlichen Beschränkungen, die von einer Verwirklichung
zur anderen unterschiedlich sein können. Darüber hinaus sollte es klar sein,
dass eine solche Entwicklungsbemühung
komplex und zeitraubend sein könnte,
je doch nichtsdestoweniger für
den Fachmann, der über
den Vorteil dieser Beschreibung verfügt, eine Routinemaßnahme der
Entwicklung, Fertigung und Herstellung bedeuten würde.
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Wenn
Elemente vielfältiger
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sollen die unbestimmten
und bestimmten Artikel ”ein” ”eine”, bzw. ”der, die,
das” etc.
das Vorhandensein von mehr als einem Element einschließen. Die
Begriffe ”umfassen”, ”enthalten” und ”aufweisen” sind als
einschließend
zu verstehen und bedeuten, dass möglicherweise zusätzliche
Elemente vorhanden sind, die sich von den aufgelisteten Elementen
unterscheiden. Beispiele von Betriebsparametern und/oder Umgebungsbedingungen
schließen
andere Parameter/Bedingungen der beschriebenen Ausführungsbei spiele
nicht aus. Darüber
hinaus sollte es klar sein, dass Bezüge auf ”ein Ausführungsbeispiel” der vorliegenden
Erfindung nicht als Ausschluss der Existenz zusätzlicher, die aufgeführten Merkmale ebenfalls
beinhaltender Ausführungsbeispiele
zu interpretieren sind.
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Vor
dem Weiterlesen werden zunächst
mehrere häufig
in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriffe definiert,
um ein besseres Verständnis
des behandelten Gegenstands zu ermöglichen. In dem hier verwendeten
Sinne sind die in Zusammenhang mit einer Brennkammerwand verwendeten
Begriffe ”stromaufwärts gelegen” und ”stromabwärts gelegen” in Bezug
auf die Brennstoffdüsen als
das nahe Ende der Brennkammerwand bzw. das ferne Ende der Brennkammerwand
zu verstehen. D. h. die Begriffe ”stromaufwärts gelegen” und ”stromabwärts gelegen” sind, falls nicht anders
lautend angegeben, allgemein mit Bezug auf den im Innern der Brennkammerwand
strömenden
Strom von Verbrennungsgasen verwendet. Beispielsweise kennzeichnet
eine mit ”stromabwärts” bezeichnete
Richtung die Richtung, in der ein Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt
und aus den Brennstoffdüsen
zu einer Turbine strömt,
und eine mit ”stromaufwärts” bezeichnete Richtung
kennzeichnet die Richtung, die entgegengesetzt zu der stromabwärts verlaufenden
Richtung ist, wie sie im Vorausgehenden definiert ist. Darüber hinaus
sollen sich der Begriff ”stromabwärts gelegener
Endabschnitt”, ”Verbindungsabschnitt” oder dgl. in
diesem Verständnis
auf einen hintersten (am weitesten stromabwärts gelegenen) Abschnitt der Brennkammerwand
beziehen. Wie nachfolgend erörtert,
kann die axiale Länge
des stromabwärts
gelegenen Endabschnitts der Brennkammerwand in speziellen Aus führungsbeispielen
bis zu 20 Prozent der gesamten axialen Länge der Brennkammerwand betragen.
Der stromabwärts
gelegene Endabschnitt (oder Verbindungsabschnitt) kann in einigen
Ausführungsbeispielen
auch den Abschnitt der Brennkammerwand bezeichnen, der dazu eingerichtet
ist, um mit einem stromabwärts
gelegenen Übergangsstück der Brennkammer
im Wesentlichen in einer teleskopartigen, konzentrischen oder koaxialen überlappenden
ringförmigen
Beziehung verbunden zu werden. Darüber hinaus sollte es klar sein,
dass der Begriff ”Kammerwand/Auskleidung” für sich alleinstehend allgemein
als gleichbedeutend mit ”Brennkammerwand” zu verstehen
ist. Unter Beachtung der oben definierten Begriffe betrifft die
vorliegende Beschreibung ein Verfahren und Vorrichtungen zum Ausbauen
und/oder Einbauen einer Brennkammerwand einer Gasturbine.
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Indem
nun auf die Zeichnungen eingegangen wird und zunächst auf 1 Bezug
genommen wird, ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines Turbinensystems 10 veranschaulicht. Wie nachfolgend
im Einzelnen erörtert,
kann das beschriebene Turbinensystem 10 eine Brennkammerwand
mit einer Anzahl von Oberflächenmerkmalen verwenden,
die um einen stromabwärts
gelegenen Endabschnitt ausgebildet sind, um eine verbesserte und
gleichmäßigere Kühlung der
Brennkammerwand bereitzustellen. Das Turbinensystem 10 kann
zum Betrieb des Turbinensystems 10 flüssigen oder gasförmigen Brennstoff
verwenden, z. B. Erdgas und/oder ein wasserstoffreiches Synthesegas.
Wie dargestellt, nehmen mehrere Brennstoffdüsen 12 einen Brennstoffvorrat 14 auf,
vermischen den Brennstoff mit Luft und geben das Brennstoff-Luft-Gemisch in
ein Brennkammersys tem 16 aus. Das Brennstoff-Luft-Gemisch
verbrennt in einer Kammer im Innern des Brennkammersystems 16 und
erzeugt dadurch heiße,
unter Druck gesetzte Abgase. Die Brennkammer 16 lenkt die
Abgase durch eine Turbine 18 in Richtung eines Auslasses 20 ins
Freie. Während
die Abgase durch die Turbine 18 strömen, bewirken die Gase, dass
eine oder mehrere Turbinenschaufeln eine Welle 22 längs einer
Achse des Systems 10 in Drehung versetzen. Wie zu sehen,
ist die Welle 22 mit vielfältigen Komponenten des Turbinensystems 10 verbunden,
z. B. mit einem Verdichter 24. Der Verdichter 24 weist
ebenfalls Schaufeln auf, die mit der Welle 22 verbunden
sein können.
Somit rotieren die in dem Verdichter 24 angeordneten Schaufeln,
während
sich die Welle 22 dreht, so dass dadurch aus einer Luftansaugöffnung 26 aufgenommene
Luft durch den Verdichter 24 hindurch und in die Brennstoffdüsen 12 und/oder
in die Brennkammer 16 hinein verdichtet wird. Die Welle 21 kann
mit einer Last 28 verbunden sein, die ein Fahrzeug oder
eine stationäre
Last sein kann, z. B. ein elektrischer Generator in einem Kraftwerk
oder ein Propeller eines Luftfahrzeugs. Selbstverständlich kann
die Last 28 eine beliebige geeignete Vorrichtung beinhalten,
die durch die Drehmomentausgabe des Turbinensystems 10 angetrieben
werden kann. Die Last 28 kann auch an dem Turbinenende
der Gasturbine abgenommen werden.
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2 veranschaulicht
eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des in 1 schematisch
dargestellten Turbinensystems 10. Das Turbinensystem 10 weist
eine oder mehrere Brennstoffdüsen 12 auf,
die im Innern einer oder mehrerer Brennkammern 16 angeordnet
sind. Die Brennkammern 16 können eine oder mehrere Brennkammerwände aufweisen, die
gewöhnlich
in einer oder mehreren entsprechenden Strömungshülsen angeordnet sind. Im Betrieb
tritt Luft durch die Luftansaugöffnung 26 in
das Turbinensystem 10 ein und kann in dem Verdichter 24 unter
Druck gesetzt werden. Die verdichtete Luft kann anschließend mit
Gas vermischt werden, um in der Brennkammer 16 verbrannt
zu werden. Beispielsweise können
die Brennstoffdüsen 12 ein
Brennstoff-Luft-Gemisch in das Brennkammersystem 16 in
einem Verhältnis
injizieren, das geeignet ist die Verbrennung, die Emissionen, den
Brennstoffverbrauch und die Leistungsabgabe zu optimieren. Die Verbrennung
erzeugt heiße, unter
Druck gesetzte Abgase, die anschließend eine oder mehrere Laufschaufeln 17 in
der Turbine 18 antreiben, um die (in 1 gezeigte)
Welle 22 und in der Folge den Verdichter 24 und
die (in 1 gezeigte) Last 28 drehend
anzutreiben. Die Rotation der Turbinenschaufeln 17 versetzt
die Welle 22 in Drehung, so dass die in dem Verdichter 22 angeordneten Schaufeln 19 veranlasst
werden, die durch die Ansaugöffnung 26 aufgenommene
Luft anzusaugen und zu verdichten. Während der Teil der durch den Verdichter
zugeführten
Luft (die im Allgemeinen im Vergleich zu den in der Brennkammer 16 strömenden Verbrennungsgasen
erheblich kühler
ist) durch den Kühlkanal
strömt
und mit den Oberflächenmerkmalen
in Berührung
kommt, tritt eine Wärmeübertragung auf,
bei der Wärme
von der Brennkammerwand abgeführt
wird. Beispielsweise kann diese Wärmeübertragung mittels einer erzwungenen
Konvektion durchgeführt
werden.
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Mit
Bezug auf 3 wird nun eine detailliertere
aufgeschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Brennkammer 16 veranschaulicht.
Es ist klar, dass die Brenn kammer 16 gewöhnlich strömungsmäßig mit
dem Verdichter 24 und der Turbine 18 verbunden
ist. Die Brennkammer 16 weist eine Brennkammerwand 310 auf,
die in einer Strömungshülse 320 angeordnet
ist. Strömungshülsen können in
Verbindung mit Brennkammerwänden
eingesetzt werden, jedoch können
einige Anwendungen auf die Strömungshülse verzichten.
Das Innere der Brennkammerwand 310 kann eine im Wesentlichen zylindrische
oder ringförmige
Brennkammer 315 definieren. Die veranschaulichte Brennkammerwand 310 ist
lediglich ein Beispiel einer Vielzahl von unterschiedlichen Brennkammerwänden, die
in Zusammenhang mit dem Verfahren und den Vorrichtungen der Erfindung
verwendet werden können.
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Abstromseitig
der Brennkammerwand 310 und der Strömungshülse 320 (beispielsweise
in der Richtung C) kann ein Übergangsstück 330 mit
der Brennkammerwand 310 verbunden sein. Somit kann die
Richtung C eine mit Bezug auf den Strom von Verbrennungsgasen stromabwärts verlaufende
Richtung repräsentieren,
die von den im Inneren der Brennkammerwand 310 angeordneten
Brennstoffdüsen 12 wegführt. In
dem hier verwendeten Sinne sind die in Zusammenhang mit einer Brennkammerwand verwendeten
Begriffe ”stromaufwärts gelegen” und ”stromabwärts gelegen” als das
in Bezug auf die Brennstoffdüsen
nahe Ende der Brennkammerwand bzw. das ferne Ende der Brennkammerwand
zu verstehen. D. h. die Begriffe ”stromaufwärts gelegen” und ”stromabwärts gelegen” sind, falls nicht anders lautend
angegeben, allgemein mit Bezug auf den im Innern der Brennkammerwand
vorhandenen Strom von Verbrennungsgasen verwendet. Beispielsweise kennzeichnet
eine mit ”stromabwärts” bezeichnete Richtung
die Richtung, in der ein Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt und aus
den Brennstoffdüsen
zu einer Turbine strömt,
und eine mit ”stromaufwärts” bezeichnete
Richtung kennzeichnet die Richtung, die entgegengesetzt zu der stromabwärts verlaufenden Richtung
ist, wie sie im Vorausgehenden definiert ist.
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Das Übergangsstück 330 (das
auch als ein ”Übergangskanal” bezeichnet
sein kann) kann in einer Prallhülse 340 angeordnet
sein. Ein innerer Hohlraum 335 des Übergangsteils 330 bildet
im Wesentlichen einen Strömungspfad
(wie er durch den Pfeil C gezeigt ist), über den Verbrennungsgase aus
der Brennkammer 315 zu der Turbine 18 gelenkt
werden können.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
das Übergangsstück 330 mit
dem stromabwärts gelegenen
Ende der Brennkammerwand 310 (in der Richtung C) unter
Verwendung einer Dichtung 350 (z. B. eines Dichtungsreifens)
verbunden sein. In einigen Brennkammerwandausführungsbeispielen kann ein Dichtungsreifen
die Verbindungsstelle zwischen der Brennkammerwand und dem Übergangsstück abdichten.
Dichtungsreifen sind in Umfangsrichtung angeordnete Metalldichtungen,
die in der axialen Richtung mit Schlitzen ausgebildet sein können, und die
konturiert sein können,
um mittels Federkraft zwischen einem inneren und äußeren Durchmesser
von zusammenpassenden Komponenten, die eine Relativbewegung erfahren,
vorgespannt zu sein. Dichtungsreifen können zwischen dem hinteren
(d. h. stromabwärts
gelegenen) Ende der Brennkammerwand und dem vorderen (d. h. stromaufwärts gelegenen)
Ende des Übergangsstücks angeordnet
sein.
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Die
Brennkammerwand 310 weist einen oder mehrere vorspringende
Brennkammerwandanschläge 360 auf,
die mit einer oder mehreren aufnehmenden Brennkammerwandanschlägen 370 in
Berührung
stehen, die an der Strömungshülse 320 befestigt
sind. In einigen Ausführungsbeispielen,
die keine Strömungshülse aufweisen,
können
die Anschläge an
der Innenseite des Brennkammergehäuses 380 angebracht
sein. Das Brennkammergehäuse 380 weist
gewöhnlich
ferner einen Flansch 381 auf. Der aufnehmende Brennkammerwandanschlag 370 ist im
Allgemeinen ”U”-förmig und
der vorspringende Brennkammerwandanschlag 360 weist einen
im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt auf und passt in den
aufnehmenden Brennkammerwandanschlag 370 hinein. Die Brennkammerwandanschläge erfordern
in jeder Brennkammer eine fluchtende Ausrichtung in Umfangsrichtung,
gewöhnlich
zwischen den vorspringenden Brennkammerwandanschlägen 360 und
den aufnehmenden Brennkammerwandanschlägen 370. Die Brennkammerwandanschläge erleichtern
den Ein- und Ausbau der Brennkammerwand 310 und verhindern,
dass sich die Brennkammerwand 310 während des Betriebs der Turbine 10 dreht.
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Der
Dichtungsrteifen 350 dichtet das stromabwärts gelegene
Ende der Brennkammerwand 310 gegen das stromaufwärts gelegene
Ende des Übergangsstücks 330 ab.
Dichtungsreifen erfordern gewöhnlich
eine axiale Einbaukraft von mehreren Hundert Pfund, die bisher gewöhnlich mit
einem Hammer ausgeübt
wurde. Die mit dem Hammer ausgeübte Kraft
ist ungleichmäßig, kann
Komponenten beschädigen
und zu Verletzungen führen.
Ohne eine einwandfrei fluchtende Ausrichtung der Brennkammerwandanschläge kann
die Brennkammerwand gedreht werden, während der in dem Einlassdurchmesser
des Übergangsstücks angeordnete Dichtungsreifen
belastet ist. Eine Torsionsbelastung des Dichtungsreifens kann die
Dichtungsblätter
oder die Dichtungsbeschichtung beschädigen.
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Im
Folgenden wird mit Bezug auf 4 ein Werkzeug
für den
Ein- und Ausbau einer Brennkammerwand gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Ein Griff 410 kann an einem ersten
Ende einen gummierten Griff 420 und an einem entgegengesetzten
Ende eine U-förmige
Halterung 430 aufweisen. Der Griff 410 kann verwendet werden,
um eine Brennkammerwand 310 in die Brennkammer hinein zu
schieben, oder er kann genutzt werden, um eine Brennkammerwand 310 aus der
Brennkammer heraus zu ziehen, wie nachstehend eingehender beschrieben.
Die Halterung 430 weist ein Loch auf, das in der Nähe des Endes
angeordnet ist, das es erlaubt einen Stift 435 hindurch
zuführen.
Der Stift 435 kann ferner an jedem Ende ein oder mehrere
Durchgangslöcher
aufweisen, um ein geeignetes Befestigungsmittel (z. B. einen Splint,
einen Federsplint oder ein beliebiges sonstiges Befestigungsmittel)
aufzunehmen. Der Stift passt in eine der vielen Aussparungen in
einem Klemmturm 440. Die mehreren Aussparungen ermöglichen
es einem Benutzer, den Griff mit Blick auf eine optimale Hebelwirkung
in unterschiedlichen Höhen
zu positionieren. Der Klemmturm weist einen U-förmigen Grundkörper 445 auf,
der in Zusammenwirken mit einer einstellbaren Klemmschraube 447 und
dem Knopf 449 dazu dient, den Klemmturm sicher an einem
Flansch einer Brennkammer anzubringen. Der Griff weist außerdem eine
Halterung auf 412, die mit einem Durchgangsloch 414 ausgebildet
ist, das zur Befestigung unterschiedlicher Komponenten dient, um
den Ein- und Ausbau von Brennkammerwänden zu er leichtern. Die Griffanordnung
(410, 412, 420, 430, 435) und
Klemmturmanordnung (440, 445, 447, 449)
können
aus einem beliebigen Material hergestellt sein, das den während des
Einsatzes des Werkzeugs auftretenden Spannungen standhält; normalerweise sind
dies, jedoch ohne darauf beschränken
zu wollen, Stahl, Stahllegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen,
Kombinationen davon oder ein beliebiges sonstiges Material.
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5 veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht einer Brennkammerwandschubstange 500, die
in Verbindung mit dem Griff 410 genutzt werden kann, um
eine Brennkammerwand 310 während des Einbaus an Ort und
Stelle zu schieben. Die Brennkammerwandschubstange 500 weist
im Wesentlichen die Gestalt eines Zylinders auf und ist mit einem unteren
Schlitz 510 ausgebildet. Der untere Schlitz 510 ist
bemessen, um über
einen Abschnitt der Brennkammerwand 310 zu passen. Ein
oberer Schlitz 520 ist gegenüber dem unteren Schlitz 510 senkrecht
angeordnet und weist ein Durchgangsloch 525 auf. Das Durchgangsloch 525 ist
fluchtend mit dem Durchgangsloch 414 der Halterung 412 angeordnet.
Ein geeignetes Befestigungsmittel (z. B. ein Stift und Splint) kann
verwendet werden, um die Schubstange 510 an der Halterung 412 zu
befestigen. Nachdem die Brennkammerwandschubstange 500 mit
der Halterung 412 verbunden ist, lässt sie sich drehgelenkig um
eine Achse drehen, die kolinear mit dem Stift verläuft, der
die Löcher 414 und 525 durchquert.
Die Brennkammerwandschubstange 500 kann aus einem beliebigen
Material hergestellt sein, das den während des Einsatzes des Werkzeugs
auftretenden Spannungen standhält;
normalerweise sind dies, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, Stahl, Stahllegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen,
Kombinationen davon oder ein beliebiges sonstiges Material.
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6 veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht eines Brennkammerwandzughakens 600, der
in Verbindung mit dem Griff 410 verwendet werden kann,
um das Herausziehen der Brennkammerwand 310 während des
Ausbaus zu erleichtern. Der Haken 600 ist mittels eines
Stifts 615 an einem Befestigungsblock 610 befestigt.
Der Block ist mittels eines Stifts 625 an der Halterung 412 befestigt.
Der Haken ist um zwei Achsen drehgelenkig gelagert, die durch den
Stift 615 und den Stift 625 definiert sind. Die
Haken können
unter einem vorspringenden Brennkammerwandanschlag 360 angelegt
werden, um den Ausbau der Brennkammerwand 310 zu erleichtern.
Sämtliche
in Verbindung mit den vielfältigen
Aspekten der vorliegenden Erfindung verwendeten Stifte können durch
einen Splint und/oder einen einstückig auf der einen Seite des
Stifts ausgebildeten Anschlag an Ort und Stelle gesichert werden,
was verhindert, dass der Stift ganz durch das Loch hindurch gleitet.
Selbstverständlich
können
der Stift und die Splinte durch ein beliebiges sonstiges Befestigungsmittel
ersetzt sein, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, Federsplinte, Schrauben mit Muttern und/oder Unterlegscheiben
und kreisförmige
Splinte. Der Brennkammerwandzughaken 600 und der Befestigungsblock 610 können aus einem
beliebigen Material hergestellt sein, das den während des Einsatzes des Werkzeugs
auftretenden Spannungen standhält;
normalerweise sind dies, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, Stahl, Stahllegie rungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen,
Kombinationen davon oder ein beliebiges sonstiges Material.
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7 veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht einer Ausrichtungsführung 700, gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Ausrichtungsführung 700 wird
auf den Flansch 381 des Brennkammergehäuses 380 geklemmt,
und dient dazu, den vorspringenden Brennkammerwandanschlag 360 in
den aufnehmenden Brennkammerwandanschlag 370 einzuführen. Die
Ausrichtungsführung weist
eine Klemmvorrichtung 710 und eine Einstellschraube 720 auf,
die die Ausrichtungsführung
an dem Flansch 381 sichern. Eine Deckelplatte 730 kann
mit einem Fenster 735 ausgebildet sein, das verwendet werden
kann, um die Klemme über
auf dem Flansch 381 vorgesehenen Ausrichtungsmarken zu
positionieren. Eine Führungsplatte 740 weist eine
Führung 742 auf,
die bemessen ist, um wenigstens einen Teil des vorspringenden Brennkammerwandanschlags 360 aufzunehmen.
Der vorspringende Brennkammerwandanschlag 360 gleitet längs dieser
Führung 742.
Die Führung 742 ist
an dem oberen Ende oder dem Eintrittspunkt erweitert, um ein Einführen des
vorspringenden Brennkammerwandanschlags 360 zu erleichtern.
Das untere Ende der Führung 742 geht über in den
Hohlraum 744, der bemessen ist, um den aufnehmenden Brennkammerwandanschlag 370 aufzunehmen.
In einigen Anwendungen können
die vorspringenden und aufnehmenden Anschläge vertauscht sein. D. h.,
der vorspringende Anschlag kann an dem Brennkammergehäuse angeordnet
sein, und der aufnehmende Anschlag kann an der Brennkammerwand angeordnet
sein. In diesen Anwendungen ist die Ausrichtungsführung in
Entsprechung konstruiert. Beispielsweise könnte die Führung 742 dazu eingerichtet
sein, einen aufnehmenden Anschlag aufzunehmen und führen, und
der Hohlraum 744 könnte
dazu eingerichtet sein, einen vorspringenden Anschlag aufzunehmen.
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8 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung das Brennkammergehäuse 380 und
die Brennkammerwand 310 mit dem Griff 410 und
der Klemme 445 nach 4, die Brennkammerwandschubstange 500 nach 5,
und die Ausrichtungsführung 700 nach 7,
die für
einen Einbauvorgang befestigt und positioniert ist, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Klemme 445 kann an dem
Flansch 381 befestigt werden, und der Stift 435 des
Griffs 410 wird in eine der Aussparungen an dem Klemmturm 440 eingeführt. Für den Einbau
einer Brennkammerwand 310 kann an der Halterung 4f2 eine
Brennkammerwandschubstange 500 angebracht werden. Die Ausrichtungsführung 700 wird über einen
aufnehmenden Brennkammerwandanschlag 370 positioniert und
an dem Flansch 381 befestigt. Die in der Brennkammerwandschubstange
ausgebildete untere Nut bzw. der Schlitz kann über den Rand der Brennkammerwand 310 angelegt
werden. Ein Anwender ist dann in der Lage auf den Griff 410 Druck
auszuüben,
indem er den Griff 420 ergreift, und er kann die Brennkammerwand 310 an
Ort und Stelle drücken.
Die durch den Drehgelenkpunkt des Stifts 435 vorgesehene
Hebelwirkung gestattet es, mit einer mäßigen Anstrengung des Anwenders
eine große
Kraft auszuüben,
woraus sich eine gleichmäßige und
konsistente Betätigung ergibt.
Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung von Stoßbelastungen der Brennkammerwand 310 durch Hämmern. Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
sind lediglich zwei vorspringende Brennkammerwandanschläge 360 dargestellt.
Allerdings ist es selbstverständ lich,
dass Brennkammerwände
eine beliebige geeignete Anzahl von Brennkammerwandanschlägen aufweisen
können.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Einbau einer Brennkammerwand in
einem Brennkammergehäuse
einer Turbine gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zu dem Verfahren gehören die
Schritte: Bereitstellen einer Ausrichtungsführung 700 zum fluchtenden
Ausrichten eines Anschlags der Brennkammerwand mit einem Anschlag
an dem Brennkammergehäuse.
Ein Schritt des Anbringens befestigt die Ausrichtungsführung 700 an
dem Brennkammergehäuse.
Ein Schritt des Einsetzens führt
die Brennkammerwand wenigstens teilweise in das Brennkammergehäuse ein.
Eine längliche
Griffanordnung (410, 412, 420, 430, 435), eine
Brennkammerwandschubstange 500 und eine Turmklemmenanordnung
(440, 445, 447, 449) werden
bereitgestellt, und die Turmklemmenanordnung wird an dem Brennkammergehäuse angebracht.
Die Brennkammerwandschubstange 500 wird an der länglichen
Griffanordnung angebracht, und die längliche Griffanordnung wird
an der Turmklemmenanordnung angebracht. Eine in der Brennkammerwandschubstange
ausgebildete Nut 510 wird über einem Abschnitt der Brennkammerwand
positioniert, und die Brennkammerwand wird in dem Brennkammergehäuse eingebaut,
indem auf die längliche
Griffanordnung Kraft ausgeübt
wird.
-
Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Ausbauen einer in einem Brennkammergehäuse angeordneten
Brennkammerwand einer Turbine gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zu dem Verfahren gehören die Schritte:
Bereitstellen einer länglichen
Griffanordnung (410, 412, 420, 430, 435),
eines Brennkammerwandzughakens 600 und einer Turmklemmenanordnung
(440, 445, 447, 449), Anbringen
der Turmklemmenanordnung an dem Brennkammergehäuse, Anbringen des Brennkammerwandzughakens 600 an der
länglichen
Griffanordnung, und Anbringen der länglichen Griffanordnung an
der Turmklemmenanordnung. Der Brennkammerwandzughaken 600 wird hinter
einem Anschlag der Brennkammerwand positioniert, und die Brennkammerwand
wird wenigstens teilweise aus dem Brennkammergehäuse entfernt, indem auf die
längliche
Griffanordnung Kraft ausgeübt
wird.
-
Die
vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung,
einschließlich
des besten Modus zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in der Praxis einzusetzen, beispielsweise beliebige
Vorrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen und beliebige
damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang
der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere
dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen
Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente
aufweisen, die sich von dem wörtlichen
Inhalt der Ansprüche
nicht unterscheiden oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente
mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.
-
Geschaffen
ist ein Verfahren und Vorrichtungen zum Ausbauen und Einbauen von
Brennkammerwänden 310 in
einem Brennkammergehäuse 380 einer
Turbine. Die Vorrichtung umfasst einen länglichen Griff 410 mit
einem Stift 435, der an dem ei nen Ende angeordnet ist,
und eine Halterung 412, die an dem länglichen Griff 410 befestigt
ist. Eine Turmklemme 445, die dazu dient, an einem Flansch 381 eines Brennkammergehäuses 380 angebracht
zu werden, weist einen Turmabschnitt 440 auf, der mit einer
Anzahl von Aussparungen ausgebildet ist, um den Stift 435 des
länglichen
Griffs 410 aufzunehmen.
-
- 10
- Turbinensystem
- 12
- Brennstoffdüsen
- 14
- Brennstoffzufuhr
- 16
- Brennkammer
- 17
- Schaufeln
- 18
- Turbine
- 19
- Schaufeln
- 20
- Auslass
ins Freie
- 21
- Welle
- 22
- Welle
- 24
- Verdichter
- 26
- Luftansaugöffnung
- 28
- Last
- 310
- Brennkammerwand
- 315
- Brennkammer
- 320
- Strömungshülse
- 330
- Übergangsstück
- 335
- innerer
Hohlraum
- 340
- Prallhülse
- 350
- Dichtungsreifen
- 360
- vorspringender
Brennkammerwandanschlag
- 370
- aufnehmender
Brennkammerwandanschlag
- 380
- Brennkammergehäuse
- 381
- Flansch
- 410
- Griff
- 412
- Halterung
- 414
- Loch
- 420
- Griff
- 430
- U-förmige Halterung
- 435
- Stift
- 440
- Klemmturm
- 445
- Klemmengrundkörper
- 447
- Schraube
- 449
- Knopf
- 500
- Brennkammerwandschubstange
- 510
- Schlitz
- 520
- Schlitz
- 525
- Loch
- 600
- Haken
- 610
- Befestigungsblock
- 615
- Stift
- 625
- Stift
- 700
- Ausrichtungsführung
- 710
- Klemme
- 720
- Schraube
- 730
- Deckelplatte
- 735
- Fenster
- 740
- Führungsplatte
- 742
- Führung
- 744
- Hohlraum