DE102011056916A1

DE102011056916A1 - Abnehmbares oberes Dampfführungssegment für Dampfturbine

Info

Publication number: DE102011056916A1
Application number: DE102011056916A
Authority: DE
Inventors: Richard Jon Chevrette
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-07-05
Also published as: US8668450B2; RU2011153550A; US20120171031A1; JP2012140940A; FR2970035A1

Abstract

Ein oberes Dampfführungssegment kann eine Begrenzung der lichten Höhe für ein Anheben der oberen Abdampfhaube einer Dampfturbine darstellen. Das obere Dampfführungssegment einer Dampfturbine ist von einer Dampfführung entfernbar ausgebildet. Das obere Dampfführungssegment ist über einen Bügel an eine Klappplatte befestigt, die mit einer oberen Abdampfhaube der Dampfturbine fest verbunden ist. Das obere Dampfführungssegment wird von der Klappplatte getragen, wenn es von der kompletten Dampfführung entfernt ist. Während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube wird das Dampfführungssegment auch mit der oberen Abdampfhaube angehoben, was zu einer geringeren lichten Höhe für den Anhub führt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein Dampfturbinen und, im Einzelnen, Wartungsarbeiten, welche einen Zugang zu Komponenten innerhalb der Abdampfhaube der Dampfturbine erfordern.
Die Außenschale eines Dampfturbinen-Niederdruckabschnitts wird allgemein als Abdampfhaube bezeichnet. Die Primärfunktion einer Abdampfhaube ist es, den Dampf unter minimalem Druckverlust von der Schaufel der letzten Stufe einer Innenschale zum Kondensator umzuleiten. Üblicherweise trägt die untere Hälfte der Abdampfhaube ein Innengehäuse der Dampfturbine und wirkt auch als Tragstruktur für den Rotor. Die obere Abdampfhaube ist üblicherweise eine Abdeckung zum Führen des Dampfes zur unteren Hälfte der Haube. Die Hauben großer Doppelstrom-Niederdruckdampfturbinen weisen erhebliche Abmessungen und Gewichte auf und werden üblicherweise nur im Einsatzgebiet montiert. Bei vielen Dampfturbinen hat das innere Gehäuse der Dampfturbine, beispielsweise eine Doppelstrom-Abwärtsabdampfeinheit, eine umfassende, senkrecht gespaltene Ablasshaube welche sich entlang den gegenüberliegenden Seiten und Enden der Turbine erstreckt. Diese große kastenförmige Struktur nimmt den gesamten Niederdruckabschnitt der Turbine auf. Der Abdampfauslass aus der Turbine ist allgemein konusförmig und der Abdampf wird aus einer allgemein axial sich erstreckenden Fließrichtung in eine Fließrichtung 90° relativ zur axialen Fließrichtung umgeleitet. Diese 90°-Fließrichtung kann in jeder Ebene liegen und nach unten, nach oben oder quer verlaufen. Somit bilden die Abdampfhauben von Dampfturbinen am Auslassende des konischen Abschnitts eine große geradlinige Struktur zum Ablenken und Verlangsamen der Dampfströmung im rechten Winkel.
Die untere Hälfte der Abdampfhaube, die entlang waagrechter Richtung von der oberen Hälfte abgespalten ist, richtet den Abdampfstrom auf einen Kondensator, der sich üblicherweise allgemein unterhalb der Abdampfhaube befindet. Die untere Abdampfhaube kann das Innengehäuse der Turbine und die zugehörigen Dampfwegteile wie Membrane und dergl. abstützen. Weiterhin steht die untere Abdampfhaube unter einer Belastung durch einen externen Druckgradienten zwischen dem Atmosphärendruck an der Außenseite und internen, nahezu vakuumartigen Bedingungen. Die untere Abdampfhaubenschale ist allgemein von gefertigter Bauweise mit Kohlenstoffstahlplatten. Typische Seitenwände der unteren Abdampfhaube sind flach und senkrecht orientiert. Zur Verleihung eines Widerstands gegen eine nach innen gerichtete Biegung der Seitenwände unter Vakuumbelastung umfasst die untere Abdampfhaube in herkömmlicher Weise interne Quer- und Längsplatten und Streben. Diese internen Quer- und Längsplatten und Streben bilden Stege allgemein unterhalb des Turbinengehäuses, das sich bis zu den Seitenwänden erstreckt.
1 stellt typische Anordnungen einer Niederdruck-Doppelstromdampfturbine 3 mit einer Abdampfhaube 10 dar. Die Abdampfhaube 10 umfasst eine obere Abdampfhaube 15 und eine untere Abdampfhaube 20, die an einer waagrechten Verbindungsstelle 22 ineinander greifen. Ein inneres Turbinengehäuse 25 kann auf der unteren Abdampfhaube 20 gestützt sein. Verschiedene Stützstrukturen sind in der Form von Querplatten 40 vorhanden. Diese Querplatten 40 verhindern die Saugwirkung der Seitenwände 45 und Endwände 50 und verteilen die auf die Haube ausgeübte Kraft aufgrund der Belastungen auf das innere Gehäuse 25. Des Weiteren ergibt die untere Abdampfhaube 20 eine Stützstelle für (nicht gezeigte) Wellendichtungen und Endlager 75 für den Turbinenrotor 70. Die untere Abdampfhaube 20 kann einen Rahmen umfassen, welcher auf dem (nicht gezeigten) externen Fundament ruht. Lagergehäuse 75 für den Turbinenrotor 70 sind an axialen Enden der Abdampfhaube 10 vorgesehen.
Ein Dampfeinlass 30 kann durch einen Oberteil der oberen Abdampfhaube 15 hindurchführen und eine Dichtung 55 mit der oberen Abdampfhaube umfassen. Der Dampfeinlass 30 lässt Dampf in die Dampfkammer 35 des inneren Turbinengehäuses 25 eintreten. Der Dampfeinlass 30 wird üblicherweise einstückig mit dem inneren Turbinengehäuse 25 gefertigt. Jedoch kann ein entfernbarer Dampfeinlassaufbau 130 (9) vorgesehen sein, welcher eine geflanschte Verbindung 131 (9) am Dampfeinlass 30 zum inneren Turbinengehäuse umfasst. Dieser entfernbare Dampfeinlassaufbau 130 kann von dem Dampfeinlass abgenommen und an die obere Abdampfhaube mit einer Hebeeinrichtung befestigt werden, wie dies im „Docket 245789” von Chevrette beschrieben und an die General Electric Company übertragen worden ist. Dampf aus dem Dampfeinlass 30 wird von einer Reihe von ortsfesten Statorleitschaufeln 60 auf rotierende Flügel 61 zum Antreiben eines Turbinenrotors 70 gerichtet. Dampf entweicht aus dem inneren Turbinengehäuse 25 an Flügeln 65 der letzten Stufe.
Zum Aufbau einer wirksamen Abdampfhaube zur Verwendung bei einer derartigen Axialströmungsturbine ist es zweckmäßig, Beschleunigungsverluste innerhalb der darin verwendeten Führungsmittel zu vermeiden und eine im Wesentlichen gleichmäßige Fließverteilung an der Austragöffnung der Abtraghaube zwecks wirksamster Energieumwandlung in der Turbine und wirksamer Zuführung von Abdampf an den damit verbundenen Kondensator zu erzielen. Der statische Druck an der Austragseite des Diffusors dürfte höher sein als der des Abdampfhaubenaustrags um den Betrag des Druckabfalls, der zum Umwandeln der Strömung von einer fast axialen in eine senkrechte nötig ist, und um den erforderlichen Druckabfall, welcher durch das Durch- oder Vorbeifließen von bzw. an Röhren, Streben und anderen derartigen Hindernissen verursacht wird.
Eine allgemein glockenförmige Dampfführung 90 kann den Abdampf aus dem Auslass des inneren Turbinengehäuses 25 lenken. Die untere Hälfte der Dampfführung 91 lenkt den Abdampf nach unten in die untere Abdampfhaube 20 hinein. Ein oberer Abschnitt der Dampfführung 92 zieht ihn nach oben zum Oberteil der oberen Abdampfhaube 15 ab. Am Oberteil muss ein großer Teil der Strömung um 180 Grad umgelenkt werden, um diese oberhalb der Dampfführung 90 und des inneren Gehäuses 25 zu bringen und diese dann nach unten zu richten. Der Druck am Oberteil ist somit höher als an den Seiten, an denen er wiederum höher ist als am Boden. Strukturierungen innerhalb der oberen Abdampfhaube können das Umlenken des Abdampfs nach unten zum Abdampfhaubenauslass hin und zu einem Barunterliegenden (nicht gezeigten) Kondensator erleichtern und glätten.
2 stellt eine isometrische Ausschnittsansicht einer oberen Abdampfhaube 100 nach dem Stand der Technik dar. Diese spezielle obere Abdampfhaube umfasst eine einen Rahmen 110 stützende Schale welche den oberen Teil der oberen Abdampfhaube umschließt. Endwände 124 umschließen die Enden der oberen Abdampfhaube. Eine waagrechte Verbindung 122 umfasst mechanische Schließelemente 130 zum Verbinden mit der (nicht gezeigten) unteren Abdampfhaube. Die obere Abdampfhaube 100 umfasst auch eine Klappplatte 182. Die Klappplatte 182 kann einen ersten Plattenteil und einen zweiten Plattenteil 186 umfassen, der mit dem ersten Teil 184 gekoppelt ist. In der beispielhaften Darstellung sind die Plattenteile 184 und 186 einander spiegelbildlich ähnlich ausgebildet. In einer weiteren Abwandlung kann die Klappplatte 182 einstückig ausgebildet sein. Im Einzelnen weist bei der beispielhaften Darstellung die Klappplatte 182 ein im Wesentlichen ellipsenförmiges Querschnittsprofil auf. In den Einlass 30 (1) eintretender, eingelassener Dampf läuft durch eine Mittelöffnung 140 der Schale 150 hindurch und wird von einem/einer Zylinder/Schale (1) durch den Dampfweg des darunterliegenden (nicht gezeigten) inneren Turbinengehäuses geleitet. Wenn der Dampf im Wesentlichen axial aus der letzten Stufe des Innengehäuses der Turbine austritt, kommt der Dampf in Berührung mit der Schalenendwand 124 und kehrt seine Richtung um. Die Klappplatte 182 in der oberen Abdampfhaube 100 lenkt den Dampf in die untere Abdampfhaube (1) und danach in den Kondensator. Zusätzlich erleichtert die Klappplatte 182 das Einschränken des Kontakts einer Abdampfmenge, welche sich bei einer kühleren Betriebstemperatur als der Einlassdampf befindet, mit wärmeren Dampfeinlassflächen. Die Klappplattenteile 184 und 186 können sich jeweils von der Gehäuseinnenfläche 172 aus radial nach innen zu einer konturierten radialen Innenfläche 182 der Teile 184 und 186 hin erstrecken.
Ein Paar Stützstrukturen 200 können sich von einer Innenfläche eines jeden Klappplattenteils 184 und 186 radial nach innen erstrecken. Die Stützstrukturen 200 können eine (nicht gezeigte) zentrale Stützrippe, welche sich zwischen jedem jeweiligen Plattenteil 184 und 186 bis zur Öffnung 140 erstreckt, und ein Paar (nicht gezeigte) Seitenstützen umfassen, welche sich zwischen der zentralen Stützrippe und der Haubeninnenfläche 172 erstrecken. Demgemäß ergeben die Stützstrukturen der Klappplatte 182 eine Strukturstütze derart, dass der Dampfströmweg außerhalb der Plattenteile 184 und 186 relativ unversperrt verbleibt. Für andere strukturelle Anordnungen einer oberen Abdampfhaube können verschiedene strukturelle Verbindungen vorgesehen werden, um die Klappplatte von der oberen Abdampfhaube aus zu stützen. Zum Beispiel, jedoch nicht gezeigt; kann sich die Klappplatte von einer Seitenwand der oberen Abdampfhaube 100 aus erstrecken und abgestützt sein. Bei allen derartigen Anordnungen wird, wenn die obere Abdampfhaube 100 angehoben wird, die Klappplatte 182 ebenfalls angehoben, weil sie mechanisch an der oberen Abdampfhaube 100 befestigt ist.
Wenn ein Zugang zum Inneren der Abdampfhaube 100 oder innerhalb des Turbinengehäuses 25 erforderlich ist, kann ein Zugang für Menschen mittels Abdeckungen 230 oder über andere vorgesehene Zugangsstellen für Menschen geschaffen werden. Für größere Arbeiten innerhalb der Abdampfhaube oder ein Entfernen von Hauptkomponenten kann die obere Abdampfhaube 100 abgenommen werden. Ein derartiger Zugang kann für vorsorgliche Wartung, Reparaturwartung oder Abänderungen erforderlich sein. Aufgrund der erheblichen Größe und des Gewichts der oberen Abdampfhaube werden Mittel zum Heben, wie ein Hochleistungs-Überkopfkran häufig zur Durchführung des Hebevorgangs eingesetzt. Durchgeführte Studien zur Analyse von Baukosten eines Gasturbinen-Kraftwerks lassen darauf schließen, dass etwa $ 300.000 bis $ 350.000 pro Meter der Anlagenhöhe oder bis zu etwa $ 10.000 pro Zoll der Werkshöhe erforderlich sind, um Betonwände für eine Anlage dieser Art vorzusehen.
Demgemäß wäre es zweckmäßig, eine Turbinenausrüstung und Verfahren zum Begrenzen der benötigten Hubhöhe vorzusehen und dadurch geringere Kraftwerks-Wandhöhen und damit geringere Anlagenkosten zu ermöglichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Kurz ausgeführt, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgesehen zum Begrenzen der lichten Höhe, die zum Heben einer oberen Abdampfhaube der Abdampfhaube einer Dampfturbine mit innerem Turbinengehäuse erforderlich ist, wobei die Dampfturbine innerhalb der oberen Abdampfhaube Höhen begrenzende Störkomponenten umfasst. Das Verfahren umfasst das Ausstatten einer Höhen begrenzenden Störkomponente, die innerhalb einer oberen Abdampfhaube der Dampfturbine eingebaut ist, mit einem Höhen begrenzenden Störabschnitt, welcher von der Dampfturbine entfernbar ist. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Ankoppeln des Höhen begrenzenden Störabschnitts an eine Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube, wo die Stützstruktur an die obere Abdampfhaube angekoppelt ist. Das Verfahren umfasst auch das Ablösen des Höhen begrenzenden Störabschnitts von der Höhen begrenzenden Störkomponente und das Abstützen des Höhen begrenzenden Störabschnitts an der Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube. Der Höhen begrenzende Störabschnitt wird zusammen mit der oberen Abdampfhaube abgehoben.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Anordnung zum Entfernen eines oberen Abdampfhaubenabschnitts für eine Dampfturbine vor. Die Anordnung umfasst eine Dampfturbine und eine Abdampfhaube für die Dampfturbine, wobei die Abdampfhaube eine obere Abdampfhaube und eine an einer waagrecht verlaufenden Verbindung damit verbundene untere Abdampfhaube umfasst. Ein inneres Turbinengehäuse ist innerhalb der Abdampfhaube angeordnet. Eine Dampfführung ist an einem Abdampfauslass des inneren Turbinengehäuses angeordnet. Ein lichte Höhen begrenzender Abschnitt der Dampfführung ist von der Dampfführung entfernbar. Mittel zum Ankoppeln des entfernbaren, lichte Höhen begrenzenden Abschnitts der Dampfführung an die obere Abdampfhaube sind vorgesehen. Eine Hebevorrichtung ist an einer Stelle vorgesehen welche das Vorbeilaufen einer angehobenen oberen Abdampfhaube oberhalb verbleibender, lichte Höhen begrenzender Komponenten der Dampfturbine gestattet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Dampfturbine vorgesehen. Die Dampfturbine umfasst eine Abdampfhaube, wobei die Abdampfhaube eine obere Abdampfhaube und eine untere Abdampfhaube umfasst, welche an einem waagrechten Flansch miteinander verbunden sind. Ein inneres Turbinengehäuse ist zentral innerhalb der Abdampfhaube angeordnet. Eine Dampfführung ist an einem Abdampfauslass aus dem inneren Turbinengehäuse, einschließlich eines entfernbaren oberen Dampfführungssegments angeordnet. Mittel sind vorgesehen zum Ankoppeln des entfernbaren oberen Dampfführungssegments der Dampfführung an die obere Abdampfhaube, um ein Anheben des oberen entfernbaren Dampfführungssegments zu gestatten, wenn die obere Abdampfhaube angehoben ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen ähnliche Bezugszeichen in allen Zeichnungen ähnliche Teile bezeichnen.
1 zeigt typische Anordnungen einer Niederdruck-Doppelstromdampfturbine mit einer Abdampfhaube nach dem Stand der Technik,
2 zeigt eine isometrische Schnittansicht einer oberen Abdampfhaube mit einer Klappplatte nach dem Stand der Technik,
3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Dampfführung mit einem entfernbaren Dampfführungssegment,
4 zeigt eine stromaufwärts gesehene Ansicht der oberen Hälfte der Dampfführung mit dem entfernbaren oberen Dampfführungssegment,
5 zeigt eine Seitenansicht eines ausgeschnittenen Teils des oberen entfernbaren Dampfführungssegments,
6 zeigt eine Draufsicht der Stützanordnung für das entfernbare Segment der Dampfführung innerhalb der Abdampfhaube,
7 zeigt eine Ausführungsform der/des entfernbaren oberen Dampfführungs-Stützbügel(s),
8 zeigt eine Stützplatte zum Ankoppeln des entfernbaren oberen Dampfführungssegments an eine Klappplatte der oberen Abdampfhaube,
9 zeigt eine isometrische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Dampfturbine und Abdampfhaube mit einem entfernbaren oberen Dampfführungssegment und
10 zeigt ein Fließdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Begrenzung von lichten Höhen, die für die Installation und Entfernung des oberen Abdampfhaubengehäuses einer Dampfturbine benötigt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zwecks Abhebung einer oberen Abdampfhaube, so dass diese frei- und wegkommt von einer unteren Abdampfhaube und einem Turbineninnengehäuse, muss sich die obere Abdampfhaube in genügendem senkrechten Abstand von der höchsten, die lichte Weite begrenzenden Komponente bewegen, welche an dem inneren Gehäuse befestigst ist oder innerhalb des Raumes der Abdampfhaube verbleibt. Die folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen viele Vorteile auf, einschließlich den einer Begrenzung der Anlagenhöhe, wodurch sie eine erhebliche Kostenverringerung einer Kraftwerksanlage durch das Vorsehen eines entfernbaren Abschnitts der Dampfführung gestatten, welcher leicht von dem inneren Turbinengehäuse entfernbar ist und welcher zusammen mit der oberen Abdampfhaube anhebbar ist. Derartige Kostenersparnisse können etwa $ 10,000 pro Zoll der Höhe der Kraftwerksanlage betragen. Die Hebeanordnung erlaubt ein Passieren der höchsten Komponente mit einem Höhenunterschied, der im Vergleich mit Anordnungen des Standes der Technik für Dampfführungen bedeutend ist, wodurch dem Betreiber der Kraftwerksanlage potentiell erhebliche Anlagekosten erspart werden, indem an einer Kraftwerksanlage in welcher die Dampfturbine unterzubringen ist. eine niedrigere Wandhöhe möglich wird
Es wird nochmals auf den Stand der Technik der 1 Bezug genommen, in welcher ein oberer Abschnitt 92 der Dampfführung 90 ein starr befestigtes einstückiges Teil der Dampfführung ist. Die Dampfführung ist groß und nicht leicht von dem inneren Turbinengehäuse 25 zu entfernen wenn die obere Abdampfhaube 15 installiert ist. Des Weiteren kann in einer Dampfturbine 5 mit einem entfernbaren Dampfeinlassaufbau 130 (9) der Oberteil der Dampfführung den höchsten Punkt bilden an welchem die obere Abdampfhaube 15 vorbeikommen muss um von der unteren Abdampfhaube 20 und dem inneren Turbinengehäuse 25 frei- und hinweggehoben zu werden. Eine Höhe des Oberteils der Dampfführung über der zweithäufig die lichte Höhe begrenzenden Komponente (der Dampfeinlass für das innere Turbinengehäuse) kann bei einer beispielhaften Anordnung etwa 28 Zoll betragen. Deshalb muss zum Entfernen der oberen Abdampfhaube 15 die obere Abdampfhaube über den Oberteil der oberen Dampfführung 92 angehoben werden, was der begrenzenden lichten Höhe für diesen Anhub entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung eines entfernbaren oberen Dampfführungssegments für eine Dampfturbine vorgesehen. Die Dampfführung ist an einem Abdampfauslass aus der letzten Stufe des inneren Turbinengehäuses befestigt. Die Dampfführung kann als eine trichterförmige Aufweitung ausgebildet sein, wobei das enge, stromaufwärts liegende Ende den Abdampf aus dem inneren Turbinengehäuse empfängt und ein ausgeweitetes Ende den Dampf in die Abdampfhaube austrägt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein umlaufendes oberes Radialsegment (nachstehend als entfernbares Segment bezeichnet) der Dampfführung entfernbar ausgebildet. Ein Dampfführungsstützbügel ist vorgesehen, welcher an das entfernbare Segment anbringbar ist. Der Dampfführungsstützbügel ist derart axial bemessen, dass er sich von dem entfernbaren Segment bis zu einer Klappplatte hin erstreckt, die axial stromaufwärts von dem entfernbaren oberen Dampfführungssegment angeordnet ist. Der Dampfführungsstützbügel kann mit bekannten Mitteln wie Schweißen fest an der Klappplatte befestigt sein. Wenn der Dampfführungsstützbügel an der Klappplatte befestigt und an dem entfernbaren Segment angebracht ist, kann das entfernbare Segment von der vollständigen Dampfführung entfernt werden, wobei das entfernbare Segment, über den Dampfführungsstützbügel durch die Klappplatte gestutzt, zurück gelassen wird. Da die Klappplatte an der oberen Abdampfhaube befestigt ist und zusammen mit dieser angehoben wird, wird während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube das Dampfführungssegment ebenfalls mit der oberen Abdampfhaube angehoben, was zu einer geringeren lichten Höhe für den Anhub führt.
3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Dampfführung 330 mit einem entfernbaren oberen Dampfführungssegment 340, Die Abdampfhaube 310 für die Dampfturbine 300 umfasst eine obere Abdampfhaube 315 und eine untere Abdampfhaube 320. Dampf 302 wird vom (nicht gezeigten) Turbineninnengehäuse zwischen einer Dampfführung und einem Lagerkonus 304 ausgetragen, Der Abdampf 302 kann direkt nach unten zu einem (nicht gezeigten) Kondensator fließen oder kann in die obere Abdampfhaube 315 fließen und dann nach unten 306 zum Kondensator hin gerichtet werden. Ein entfernbares oberes Dampfführungssegment 340 kann vorgesehen sein, welches entlang einer Grenzverbindung 362 an jeder lateralen Seite des ortsfesten Körpersegments 360 der Dampfführung 330 abtrennbar ist. Das entfernbare obere Dampfführungssegment 340 umfasst eine Höhe 365. Indem das entfernbare obere Dampfführungssegment 340 von dem ortsfesten Segment 360 der Dampfführung 330 lösbar und zusammen mit der oberen Abdampfhaube 315 entfernbar ausgestaltet wird, ist es nur erforderlich, die obere Abdampfhaube über die Grenzverbindung 362 anzuheben, um die Störung durch die Dampfführung zu umgehen.
4 zeigt eine Stromaufwärtsansicht einer Ausführungsform einer oberen Hälfte der Dampfführung einschließlich des entfernbaren oberen Dampfführungssegments. Die Dampfführung 330 umfasst einen Innenring aus axial ausgerichteten Löchern 361, durch welche hindurch geführte Schraubbolzen 364 (5) die Dampfführung an das innere Turbinengehäuse 25 in der Nähe der Turbinenschaufeln 65 (5) der letzten Stufe befestigen. Das entfernbare obere Dampfführungssegment 340 umfasst auch Schraubbolzen 364 und Bolzenlöcher 361 des Innenrings. Für das entfernbare Segment 340 werden die Schraubbolzen 364 und die Bolzenlöcher für die anfänglichen Installation der Dampfführung 330 verwendet bevor die obere Abdampfhaube 315 über die offene untere Abdampfhaube 320 mit dem inneren Turbinengehäuse 25 und der Dampfführung abgesenkt wird. Das entfernbare Segment 340 umfasst auch ein Bolzenmuster mit Schraubbolzen 342 und Bolzenlöchern 341, die in der Nähe seines Außenradius 347 angeordnet sind zum Befestigen an den Stützbügel 350 (6) welcher an der Klappplatte 182 (6) befestigt ist. Die Innenringbolzen 391 an dem entfernbaren Segment 340 können entfernt werden nachdem das entfernbare Segment an den von der Klappplatte 182 getragenen Stützbügel 350 befestigt worden ist. Gegen Abdampflecks, liegen die äußeren peripheren Enden 348 des entfernbaren Segments 340 an den äußeren peripheren Enden 368 der stationären Dampfführungssegmente 360 an. Der Abstand zwischen der äußeren Radialhöhe 369 der stationären Dampfführungssegmente 360 und der äußeren Radialhöhe 349 des entfernbaren Segments 340 stellt die reduzierte Höhe dar, die während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube 315 (3) nicht umgangen werden muss, wenn das entfernbare Segment abgelöst ist.
5 stellt eine Seitenansicht eines Ausschnitts einer Ausführungsform des entfernbaren oberen Dampfführungssegments dar. Eine Turbinenschaufel 65 der letzten Stufe erstreckt sich von dem Turbinenrotor 70 bis zum inneren Turbinengehäuse 25. Ein Turbinendampffluss 302 ist mit einem Pfeil bezeichnet. Die stromaufwärts liegende innerradiale Endplatte 326 des entfernbaren Segments 340 ist mit Schraubbolzen 364 an ein Innenteil 325 des inneren Turbinengehäuses 25 befestigt. Diese Schraubbolzen 364 können von dem entfernbaren Segment 340 der Dampfführung 330 entfernt werden, nachdem das entfernbare Segment an den Stützbügel 350 (4) befestigt worden ist, der von der Klappplatte 182 (4) getragen wird. Das stromabwärts liegende äußere radiale Ende 347 des entfernbaren Segments 340 wird mit Außenring-Schraubbolzen 342 in Bolzenlöchern 341 an den Endflansch 352 des Stützbügels 350 angeschraubt.
6 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Stützanordnung für das entfernbare Segment der Dampfführung innerhalb der Abdampfhaube. Der Abdampffluss 370 aus der Dampfführung 340 zeigt die Orientierung relativ zur Mittellinie 371 der Dampfturbine. Die Klappplatte 182 wird von der oberen Abdampfhaube 100 (siehe 2 ) getragen. Das feststehende Dampfführungssegment 360 wird von dem inneren Turbinengehäuse 25 getragen. Das entfernbare Segment 340 umfasst einen oder mehrere stromaufwärts liegende Flansche 345, die an der stromaufwärts liegenden Seite des entfernbaren Segments fest befestigt sind. Schraubbolzenlöcher 341, die sich von der stromabwärts liegenden Seite des entfernbaren Segments 340 erstrecken, führen durch den stromaufwärts liegenden Flansch 345. Entfernbare Segmentflansche 345 sind an der Stützplatte 350 befestigt und ergeben eine Stütze für das entfernbare Segment 340 von der Klappplatte 182 aus. In dieser Darstellung sind zwei Flansche 345 gezeigt, einer auf jeder Seite der Turbinenmittellinie 371, weil in diesem Fall die Klappplatte 182 als das entfernbare Segment 340 an der Mittellinie überlappend dargestellt worden ist. Andere mögliche Anordnungen könnten eine direkte Befestigung des entfernbaren Segments an die Klappplatte an der Mittellinie umfassen. Wäre die Klappplatte im axialen Abstand von dem entfernbaren Segment 340 über die volle Querbreite des entfernbaren Segments getrennt, dann könnte sich der Stützflansch 345 über die gesamte Breite des entfernbaren Segments erstrecken.
8 zeigt eine Ausführungsform des oder der entfernbaren oberen Dampfführungsstutzbügel 350 (nachstehend als Stützbügel bezeichnet), die zwischen der Klappplatte 182 (6) und dem stromaufwärts liegenden Flansch 345 (6) des entfernbaren Segments 340 (6) zum Stützen des entfernbaren Segments befestigt sind. Der Stützbügel 350 umfasst einen Endflansch 354, dessen Form an die Form des stromaufwärts liegenden Flansches 345 (7) angepasst ist. Der Endflansch 354 umfasst Schraubbolzenlöcher 353, die zum Befestigen des entfernbaren Segments 340 an den Stützbügel 350 in Ausrichtung mit den Schraubbolzenlöchern 346 des stromaufwärts liegenden Flansches des entfernbaren Segments 340 angeordnet sind. Eine Stützplatte 351 des Stützbügels erstreckt sich zwischen dem Endflansch 354 und der Klappplatte 182 (6). Das stromaufwärts liegende Ende 355 der Stützplatte 350 ist zur Befestigung an die gekrümmte Oberfläche 195 (6) der Klappplatte 182 geformt. Das stromaufwärts liegende Ende 355 kann mit der Klappplatte 182 durch Schweißen oder andere bekannte Mittel fest verbunden sein. Die Stützplatte 350 kann mit der Endplatte 354 durch Schweißen oder andere bekannte Mittel fest verbunden sein.
9 zeigt eine isometrische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Dampfturbine 300 und einer Abdampfhaube 310 mit einem entfernbaren oberen Dampfführungssegment 340. Ein inneres Turbinengehäuse 25 ist innerhalb der Abdampfhaube 310 eingebaut. während der anfänglichen Installation der Dampfturbine vor der Installation der oberen Abdampfhaube 315 wird die Dampfführung 330 durch Anschrauben von Innenring-Schraubbolzen 361 an einen (nicht gezeigten) Endflansch des inneren Turbinengehäuses 25 (5) installiert. Nachdem die obere Abdampfhaube 315 oberhalb der unteren Abdampfhaube 320 in Sitz gebracht worden ist, wird die an einem stromaufwärts liegenden Ende an die Klappplatte 182 befestigte Stützplatte 350 am stromabwärts liegenden Endflansch 352 mit Schraubbolzen über den stromaufwärts liegenden Flansch 345 an das entfernbare Segment der Dampfführung angeschraubt. Das entfernbare Segment 340 kann an den Endflansch 352 der Stützplatte 350 über äußere Ringbolzen 342 angeschraubt werden und wird oberhalb der unteren Abdampfhaube in Sitz gebracht. Nach dem Einsetzen an seinem Platz mit Schraubbolzen, kann der stromaufwärts liegende Flansch 345 des entfernbaren Segments 340 dauerhaft an die Stützplatte 350 angeschweißt werden, wodurch eine dauerhafte Ankopplung an die obere Abdampfhaube 315 über die Verbindung der Klappplatte 182 (2) mit der oberen Abdampfhaube erzeugt wird. Nachdem sie an die obere Abdampfhaube 315 über die Stützplatte 350 und die Klappplatte 182 angebracht worden sind, können die Innenring-Schraubbolzen des entfernbaren Segments 340 aus dem inneren Turbinengehäuse 25 herausgeschraubt werden, so dass bei einem Anheben der oberen Abdampfhaube das entfernbare Segment 340 frei angehoben werden kann.
Folglich wird bei einem Hebevorgang in einer Dampfturbine mit einer entfernbaren Dampfeinlassanordnung 130 (9) und auch bei dem Vorsehen eines entfernbaren oberen Dampfführungssegments 340, bei dem der höchste Punkt des entfernbaren Segments eine die lichte Höhe begrenzende Komponente bildet, der benötigte Hub der oberen Abdampfhaube 115 um die Höhe 365 des entfernbaren Segments 340 der Dampfführung 330 verringert. In einem Fallbeispiel bei dem die Höhe des entfernbaren oberen Abschnitts der Dampfführung ungefähr 28 Zoll oberhalb der nächsten, die lichte Höhe begrenzenden Komponente (feststehender Teil 360 der Dampfführung) innerhalb der oberen Abdampfhaube liegt, kann eine Verringerung der erforderlichen Höhe zum Heben der Abdampfhaube um 28 Zoll eine Verringerung der Höhe des Turbinenkraftwerksgebäudes um diese 28 Zoll erlauben. Die Ersparnisse bei der Bauerrichtung mit einer um 28 Zoll verringerten Gebäudehöhe können annähernd durch die Gleichung 1 wiedergegeben werden: Kostenersparnis = 28 Zoll (Höhenverringerung) × $ 10.000 (pro Zoll der Wandhöhe) = $ 280.000. Gleichung 1.
Ein Verfahren zur Installation und Entfernung einer oberen Abdampfhaube an einer Dampfturbine mit einem entfernbaren oberen Dampfführungsabschnitt ist auch vorgesehen. Bei der anfänglichen Installation in die offene Abdampfhaube und bevor die obere Abdampfhaube an ihren Platz eingesetzt wird, wird der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt 340 mit der gesamten Dampfführung 330 mittels der Innenringschraubbolzen 364 (4, 5) an das innere Turbinengehäuse 25 angesetzt. Die Dampfturbine 300 (9) wird mit einer Stützstruktur für die entfernbare obere Dampfführung versehen, wobei die Stützstruktur (an die Klappplatte 182 angekoppelte Stützplatte 350) an die obere Abdampfhaube 315 angesetzt wird. Wenn die obere Abdampfhaube 315 an die untere Abdampfhaube 320 angesetzt wird, ist die Stützstruktur ausgerichtet mit dem stromaufwärts liegenden Flansch 345 des entfernbaren oberen Dampfführungsabschnitts 340. Der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt 340 wird dann an die Stützstruktur befestigt. Ist der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt 340 an die obere Abdampfhaube 315 angekoppelt, kann er von dem feststehenden Abschnitt 360 der Dampfführung 330 abgenommen werden, indem die Innenringbolzen 364 für den Abschnitt von dem inneren Turbinengehäuse 25 entfernt werden. Ist er von dem inneren Turbinengehäuse entfernt worden, wird der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt 340 von der Stützstruktur während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube 315 angehoben. Weil der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt 340 zusammen mit der Abdampfhaube 315 angehoben wird, stellt er kein Hindernis bezüglich der lichten Höhe dar, und erfordert, dass die obere Abdampfhaube nur bis über die Höhe 369 (4) des feststehenden Teils 360 der Dampfführung 330 angehoben wird, welcher zu einer neuen, die lichte Höhe begrenzenden Komponente wird.
10 zeigt ein Fließdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Begrenzen der lichten Höhe die bei der Installation und Entfernung des oberen Abdampfhaubengehäuses einer Dampfturbine mit komplementären oberen und unteren Abdampfhauben benötigt wird, welche die eine lichte Höhe begrenzenden Störkomponenten innerhalb der oberen Abdampfhaube umfassen. Schritt 410 sieht eine innerhalb einer oberen Abdampfhaube der Dampfturbine eingebaute, die Höhe begrenzende Störkomponente (Dampfführung) vor, wo ein die Höhe begrenzender Störabschnitt (entfernbares oberes Dampfführungssegment) von der Dampfturbine abnehmbar ist. Schritt 420 koppelt (mit Schraubbolzen) eine die Höhe begrenzende Störkomponente (entfernbares oberes Dampfführungssegment) an eine Stützstruktur (an eine Klappplatte angebrachte Stützplatte) innerhalb der oberen Abdampfhaube an, wo die Stützstruktur (Klappplatte) an die obere Abdampfhaube angekoppelt ist. Schritt 430 entfernt den die Höhe begrenzenden Störabschnitt (entfernbares oberes Dampfführungssegment) von der die Höhe begrenzenden Störkomponente (Dampfführung) durch Abschrauben des entfernbaren Segments von dem Abdampfauslassabschnitt des inneren Turbinengehäuses. Schritt 440 stützt den die Höhe begrenzenden Störabschnitt (entfernbares oberes Dampfführungssegment) an der Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube ab. Schritt 450 hebt den die Höhe begrenzenden Störabschnitt an, wenn die obere Abdampfhaube zwecks Entfernung angehoben oder wieder auf die untere Abdampfhaube abgesetzt wird.
Während hier verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist aus der Beschreibung ersichtlich, dass darin verschiedene Kombinationen von Elementen, Variationen oder Verbesserungen durchführbar sind und innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
Ein oberes Dampfführungssegment kann eine die lichte Höhe begrenzende Komponente für ein Anheben der oberen Abdampfhaube einer Dampfturbine sein. Das obere Dampfführungssegment einer Dampfturbine ist von einer Dampfführung abnehmbar ausgestaltet. Das obere Dampfführungssegment einer Dampfturbine ist über Bügel an einer Klappplatte angebracht, die fest an eine obere Abdampfhaube der Dampfturbine befestigt ist. Das obere Dampfführungssegment wird von der Klappplatte gestützt, wenn es von der vollständigen Dampfführung entfernt ist. Während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube wird das Dampfführungssegment auch zusammen mit der oberen Abdampfhaube angehoben, was zu einer Verringerung der benötigten lichten Höhe für den Anhub führt.

Claims

Verfahren zum Begrenzen der benötigten lichten Höhe beim Anheben einer oberen Abdampfhaube der Abdampfhaube einer Dampfturbine mit innerem Turbinengehäuse, bei welcher die Dampfturbine Höhen begrenzende Störkomponenten innerhalb der oberen Abdampfhaube enthält, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Vorsehen einer eine Höhe begrenzenden Störkomponente, die innerhalb der oberen Abdampfhaube der Dampfturbine eingebaut ist, mit einem Höhen begrenzenden Störabschnitt welcher von der Dampfturbine entfernbar ist, Ankoppeln der eine Höhe begrenzenden Störkomponente an eine Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube, wobei die Stützstruktur an die obere Abdampfhaube angekoppelt wird, Entfernen des eine Höhe begrenzenden Störabschnitts von der eine Höhe begrenzenden Störkomponente, Abstützen des eine Höhe begrenzenden Störabschnitts an der Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube und Anheben des eine Höhe begrenzenden Störabschnitts zusammen mit der oberen Abdampfhaube.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schritt der Ausgestaltung einer eine Höhe begrenzenden Störkomponente innerhalb der oberen Abdampfhaube, so dass diese von der Dampfturbine entfernbar wird, des Weiteren umfasst: Vorsehen einer lösbaren Verbindung zwischen der eine Höhe begrenzenden Störkomponente und der Stützstruktur innerhalb der oberen Abdampfhaube.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die eine Höhe begrenzende Störkomponente eine Dampfführung für den Turbinenabdampf und der eine Höhe begrenzende Störabschnitt ein oberes Dampfführungssegment der Dampfführung ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das obere Dampfführungssegment der Dampfführung ein oberes umlaufendes Segment der Dampfführung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der Kopplungsschritt folgendes umfasst: Anbringen des oberen Dampfführungssegments an eine an die obere Abdampfhaube befestigte Stützstruktur nach der anfänglichen werksseitigen Installation der oberen Dampfführung an der Dampfturbine.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Schritt zum Entfernen folgendes umfasst: Lösen einer mit Fuge versehenen Verbindung zwischen dem oberen Dampfführungssegment und einem Innengehäuse der Turbine nach der anfänglichen werksseitigen Installation der oberen Dampfführung an der Dampfturbine.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Stützstruktur folgendes umfasst: eine Klappplatte innerhalb der Abdampfhaube, und mindestens eine Stützplatte, die zwischen der Klappplatte und dem oberen Dampfführungssegment angekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die Klappplatte an die obere Abdampfhaube der Dampfturbine angekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die mindestens eine zwischen der Klappplatte und dem oberen Dampfführungssegment angekoppelte Stützplatte einen Endflansch und bei welchem das obere Dampfführungssegment mindestens einen stromaufwärts liegenden Flansch umfasst, wobei der mindestens eine Endflansch und der mindestens eine stromaufwärts liegende Flansch eine mit Schraubbolzen befestigte Grenzfläche vorsieht, welche das obere Dampfführungssegment an der Stützplatte abstützt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Anbeben des eine Höhe begrenzenden Störabschnitts zusammen mit der oberen Abdampfhaube folgendes umfasst: Anheben des oberen Dampfführungssegments zusammen mit der oberen Abdampfhaube.
Anordnung zur Entfernung eines oberen Abdampfhaubenabschnitts einer Dampfturbine, wobei die Anordnung folgendes umfasst: eine Dampfturbine, eine Abdampfhaube für die Dampfturbine, wobei die Abdampfhaube eine obere Abdampfhaube und eine untere Abdampfhaube umfasst, die an einer waagrecht verlaufenden Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, ein inneres Turbinengehäuse, welches innerhalb der Abdampfhaube angeordnet ist, eine Dampfführung welche an einem Abdampauslass des inneren Turbinengehäuses angeordnet ist, einen entfernbaren, eine lichte Höhe begrenzenden Abschnitt der Dampfführung, Mittel zum Koppeln des entfernbaren, die lichte Höhe begrenzenden Abschnitts der Dampfführung mit der oberen Abdampfhaube und eine Hebevorrichtung, welche an einer Stelle angeordnet ist, die es erlaubt, eine angehobene obere Abdampfhaube über verbleibende, lichte Höhen begrenzende Komponenten der Dampfturbine hinweg zu bewegen.
Anordnung nach Anspruch 10, bei welcher die Dampfführung folgendes umfasst: eine Anordnung zur Befestigung mit Schraubbolzen an den Abdampfauslass des inneren Turbinengehäuses und einen entfernbaren oberen Dampfführungsabschnitt, welcher nach der anfänglichen Installation an die obere Abdampfhaube angekoppelt ist, wobei der entfernbare obere Dampfführungsabschnitt von dem Abdampfauslass des inneren Turbinengehäuses abschraubbar ist.
Anordnung nach Anspruch 11, bei welcher der entfernbare, die lichte Höhe begrenzende Abschnitt der Dampfführung das entfernbare obere Dampfführungssegment der Dampfführung bildet.
Anordnung nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend: eine Klappplatte, welche quer und senkrecht innerhalb der oberen Abdampfhaube zwischen dem entfernbaren, die lichte Höhe begrenzenden Abschnitt der Dampfführung und dem Dampfeinlass zum inneren Turbinengehäuse angeordnet ist, wobei die Klappplatte an die obere Abdampfhaube angekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 14, bei welcher das Mittel zum Koppeln des entfernbaren, die lichte Höhe begrenzenden Abschnitts der Dampfführung mit der oberen Abdampfhaube des Weiteren mindestens einen Stützbügel umfasst, welcher das entfernbare obere Dampfführungssegment der Dampfführung an die Klappplatte ankoppelt.
Anordnung nach Anspruch 15, bei welcher der Stützbügel einen Endflansch umfasst, der mittels einer Schraubbolzenanordnung an einen stromaufwärts liegenden Flansch des entfernbaren oberen Dampfführungssegments der Dampfführung befestigt ist.
Dampfturbine, umfassend: eine Abdampfhaube für die Dampfturbine, wobei die Abdampfhaube eine obere Abdampfhaube und eine untere Abdampfhaube umfasst, die an einem waagrechten Flansch miteinander verbunden sind, ein inneres Turbinengehäuse, welches zentral innerhalb der Abdampfhaube angeordnet ist, eine Dampfführung, welche an einem Abdampfauslass aus dem inneren Turbinengehäuse angeordnet ist, einschließlich eines entfernbaren oberen Dampfführungssegments, und Mittel zum Ankoppeln des entfernbaren oberen Dampfführungssegments der Dampfführung an die obere Abdampfhaube.
Dampfturbine nach Anspruch 17, bei welcher Mittel zum Ankoppeln des entfernbaren oberen Dampfführungssegments an die obere Abdampfhaube folgendes umfassen: eine Klappplatte, die an der oberen Abdampfhaube befestig ist, und mindestens eine Stützplatte mit einem Endflansch, der zwischen der Klappplatte und dem entfernbaren oberen Dampfführungssegment angebracht ist, zum Abstützen des entfernbaren oberen Dampfführungssegments.
Dampfturbine nach Anspruch 18, bei welcher das entfernbare obere Dampfführungssegment einen Schraubbolzenring und mindestens einen stromaufwärts liegenden Flansch umfasst, wobei der Endflansch der mindestens einen Stützplatte mit Schraubbolzen an den mindestens einen stromaufwärts liegenden Flansch des entfernbaren oberen Dampfführungssegments anbringbar ist.
Dampfturbine nach Anspruch 17, bei welcher die Mittel zum Ankoppeln des entfernbaren oberen Dampfführungssegments der Dampfführung an die obere Abdampfhaube ein Anheben des entfernbaren oberen Dampfführungssegments während eines Anhebens der oberen Abdampfhaube bewirken und dabei die lichte Höhe des Anhubs für die obere Abdampfhaube verringern.