DE10348447A1

DE10348447A1 - Montage- und Wartungshilfsmittel für eine Gasturbine

Info

Publication number: DE10348447A1
Application number: DE2003148447
Authority: DE
Inventors: Manfred Hartmann; Ralf Liedtke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-10-18
Also published as: DE10348447B4

Abstract

Damit bei einer Gasturbine insbesondere im Bereich des Flammrohres (16) Montage- und Wartungs-Arbeiten kostengünstig und sicher durchgeführt werden können, ist eine Montage- und Wartungsbühne (24) vorgesehen, die mit einer zerlegbaren Stützkonstruktion (25) und/oder einer zerlegbaren Bühnenfläche (28) gestaltet ist, welche durch eine Einstiegsöffnung (22) an einer Rohrleitung eingebracht und innerhalb eines Rohrkrümmers, insbesondere eines Mischgehäuses (20) und/oder innerhalb des Flammrohres (16) der Gasturbine, aufgebaut werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Montage- und Wartungsarbeiten an Rohrleitungen oder Brennkammern von Gasturbinen, insbesondere an stationären Gasturbinen mit einem begehbaren Flammrohr und einem an das Flammrohr in Strömungsrichtung von Brenngasen anschließenden Mischgehäuse.
Unter stationärer Gasturbine wird in diesem Zusammenhang eine Gasturbine verstanden, die vergleichsweise großvolumige Rohrleitungen, Rohrkrümmer oder Brennkammern aufweist.

Derartige stationäre Gasturbinen weisen zwischen einem Kompressor-Abschnitt sowie einem Turbinen-Abschnitt einen Verbrennungs-Abschnitt auf, an dem die vergleichsweise großvolumigen Brennkammern, beispielsweise in Gestalt von so genannten Silo-Brennkammern angeordnet sind. Die Brennkammern sind mit einem in der Regel senkrecht angeordneten, im wesentlichen kreiszylindrischen Flammrohr versehen, an dem sich an einem Endabschnitt mehrere Brenner mit Brennstoffdüsen befinden und an dem entgegengesetzten Ende ein Mischgehäuse zum Abführen von Brenngasen in den Turbinen-Abschnitt hinein vorgesehen ist. Das Flammrohr ist an seiner Innenseite mit einer Vielzahl Keramikkacheln ausgekleidet, die im Wesentlichen manuell zu montieren und in regelmäßigen Abständen zu warten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbine derart zu verbessern, dass Montage- und Wartungs-Arbeiten insbesondere im Bereich des Flammrohres kostengünstig und sicher durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Montage- und Wartungsbühne für eine Gasturbine gelöst, die mit einer zerlegbaren Stützkonstruktion gestaltet ist, welche durch ein Ein stiegsloch an der Rohrleitung eingebracht und innerhalb eines Rohrkrümmers, insbesondere des Mischgehäuses und/oder innerhalb eines Flammrohres der Gasturbine aufgebaut werden kann. Darüber hinaus ist die Aufgabe mit einer Montage- und Wartungsbühne für eine Gasturbine gelöst, die mit einer zerlegbaren Bühnenfläche gestaltet ist, welche durch die Einstiegsöffnung an der Rohrleitung eingebracht und innerhalb eines Rohrkrümmers, insbesondere eines Mischgehäuses und/oder innerhalb eines Flammrohres der Gasturbine aufgebaut werden kann. Die Aufgabe ist ferner mit einer Gasturbine der eingangs genannten Art gelöst, bei der in dem Mischgehäuse mindestens ein Widerlager zum Abstützen einer Montage- und Wartungsbühne ausgebildet ist.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei bekannten Gasturbinen an Rohrleitungen, insbesondere im Bereich des Mischgehäuses zwar eine Einstiegsöffnung zum Begehen der Rohrleitung, des Mischgehäuses und des Flammrohres vorgesehen ist, dass aber vom Mischgehäuse aus Montage-, Inspektions- und Wartungsarbeiten an den keramischen Kacheln im Bereich des Flammrohres nur schwer möglich sind.

Erfindungsgemäß wird diesbezüglich vorgeschlagen, dass im Inneren des Mischgehäuses eine Montage- und Wartungsbühne aufgebaut wird, über die Montage- und Wartungspersonal unmittelbar in das Flammrohr hinaufsteigen und dort die keramischen Kacheln bzw. Steinreihen begutachten und/oder montieren kann. Die für die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsbühnen erforderlichen Einzelteile lassen sich durch die vorhandene Einstiegsöffnung bzw. das so genannte Mannloch einbringen. Die erforderlichen Teile können dann im Inneren des Mischgehäuses zusammengesetzt und/oder auseinandergeklappt werden. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsbühne komplettiert und beispielsweise mit nur zwei Mitarbeitern in vergleichsweise kurzer Zeit aufgebaut werden.

Die im Mischgehäuse bzw. im unteren Bereich des Flammrohres aufgebaute Montage- und Wartungsbühne bildet eine stabile Plattform für die im Inneren des Flammrohres durchzuführenden Arbeiten. Auf der Plattform kann nicht nur das Montage- und Wartungspersonal stehen, sondern es können auch Werkzeuge und Ersatzteile abgelegt werden. Darüber hinaus können an der Montage- und Wartungsbühne speziell angepasste Halterungen für Werkzeuge und weitere technische Einrichtungen angebracht sein, mittels denen die Montage- und Wartungsarbeiten erleichtert und mit erhöhter Genauigkeit durchgeführt werden können.

Mittels einer speziell angepassten Leiter ist der Zugang auf die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsbühne leicht möglich.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Montage und Wartungsbühne ist deren Stützkonstruktion mit einem im wesentlichen vertikal anzuordnenden Verankerungsstab gestaltet, der an zwei Zentrierungen an der Innenseite des Rohrkrümmers bzw. des Mischgehäuses abgestützt werden kann. Ein derartiger Verankerungsstab bildet die Basis für weitere Stützstäbe der Stützkonstruktion, die allesamt durch entsprechend angepasste Knotenpunkte vergleichsweise leicht miteinander lösbar verbunden werden können. Der vorgesehene Verankerungsstab muss nur in zwei Zentrierungen eingelegt werden, wie sie bei bekannten stationären Gasturbinen in deren Mischgehäuse leicht auszubilden bzw. bereits für andere Zwecke vorhanden sind.

Damit die erfindungsgemäße Stützkonstruktion besonders leicht zusammenzubauen und dennoch vergleichsweise stabil ist, ist diese vorteilhaft mit mindestens drei (insbesondere mit vier) Stützstäben gestaltet, die insbesondere an dem Verankerungsstab zu lagern sind.

Die Stützstäbe können vorteilhaft jeweils gelenkig an dem Verankerungsstab befestigt sein, so dass sie während eines Einbringens durch die Einstiegsöffnung an den Verankerungsstab geklappt und zusammen mit diesem leicht eingebracht werden können. Innerhalb des Mischgehäuses müssen die Stützstäbe dann nach Art eines Stativs auseinandergeklappt und auf bzw. an ihnen kann eine Bühnenfläche angebracht werden.

Alternativ oder zusätzlich können die Stützstäbe auch jeweils lösbar an dem Verankerungsstab befestigt sein, so dass sie einzeln durch die Einstiegsöffnung eingebracht werden können und die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsbühne auch in verschiedenen Zusammensetzungen aufgebaut werden kann. So können bspw. für verschiedene Typen von Gasturbinen einzelne unterschiedliche Stützstäbe und/oder Verankerungsstäbe verwendet werden, um nach Art eines Baukastens Montage- und Wartungsbühnen zusammenzustellen, die an die jeweiligen Platzverhältnisse innerhalb des Mischgehäuses und des Flammrohres angepasst sind.

Die erfindungsgemäße Stützkonstruktion der Montage- und Wartungsbühne sollte vorteilhaft zum Abstützen am Übergangsbereich vom Flammrohr in das Mischgehäuse der Gasturbine angepasst sein. Durch ein Abstützen an Seitenwänden im Inneren des Flammrohres bzw. des Mischgehäuses ist die erfindungsgemäße Stützkonstruktion sicher gehaltert.

Die zerlegbare Bühnenfläche der erfindungsgemäßen Montage- und Wartungsbühne ist vorteilhaft klappbar gestaltet, so dass sie einerseits zum Einbringen durch die Einstiegsöffnung ausreichend klein zusammengelegt werden kann und andererseits innerhalb des Mischgehäuses oder des Flammrohres mit wenigen Handgriffen und nahezu ohne zusätzliche Verbindungselemente ausgebreitet und arretiert werden kann.

Darüber hinaus sollte die Bühnenfläche mit einer Durchstiegsluke versehen sein, so dass ein Aufstieg zur Bühnenfläche von unten her, beispielsweise mit einer in das Mischgehäuse eingestellten Leiter möglich ist.

Die erfindungsgemäße Bühnefläche kann auch vorteilhaft am Übergangsbereich vom Flammrohr in das Mischgehäuse abgestützt werden. Eine derart gehaltene Bühnenfläche kann mit einem Stützgestell auf nur einem oder wenigen Punkten im Mischgehäuse abgestützt sein und ist dennoch statisch eindeutig festgelegt.

Damit in einem Flammrohr auch die obersten Kachelreihen gut inspiziert werden können, sollte die Bühnenfläche zum Abstützen einer erhöht angeordneten Auftrittsfläche, wie beispielsweise einem handelsüblichen Aluminiumtreppchen angepasst sein.

Das erfindungsgemäße Widerlager ist in besonders kostengünstiger Weise mittels zweier Zentrierungen gebildet, in die ein zentraler, horizontal anzuordnender Verankerungsstab der Montage- und Wartungsbühne einzulegen ist. Mit einer derartigen Zentrierung kann auf zusätzlich anzubringende Lagerflächen eines Widerlagers verzichtet werden. Darüber hinaus bietet diese Art der Verankerung die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsbühne in bereits bestehende Gasturbinen eingesetzt werden kann, ohne dass in diesen besondere Vorkehrungen zum Abstützen der Montage- und Wartungsbühne zu treffen wären.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montage- und Wartungsbühne anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt einer Brennkammer eines Ausführungsbeispiels einer stationären Gasturbine gemäß der Erfindung und
2 den Querschnitt II-II gemäß 1.
In den 1 und 2 ist jener Teil 10 einer Gasturbine veranschaulicht, an dem sich eine im Wesentlichen kreiszylindrische Silo-Brennkammer 12 befindet.
Die Brennkammer 12 umfasst mehrere im Kreis angeordnete Brenner mit Brennerdüsen 14, zu denen jeweils durch nicht detailliert dargestellte Zuleitungen Brenngas zugeführt werden kann. Die Brennerdüsen 14 münden in ein, bezogen auf 1 unter ihnen angeordnetes Flammrohr 16, das mit keramischen Kacheln 18 ausgekleidet ist.
In Strömungsrichtung von Brenngasen, welche während einer Verbrennung im Flammrohr 16 entstehen, folgt auf das Flammrohr 16 ein bogenförmiges Mischgehäuse 20, mittels dem die Brenngase zu einem Turbinenabschnitt an einem nicht dargestellten Rotor der Gasturbine geführt werden.
Die keramischen Kacheln 18 im Flammrohr 16 müssen regelmäßig geprüft, gewartet und gegebenenfalls ersetzt werden. Insbesondere für diesen Zweck ist im Mischgehäuse 20 eine mit einem Deckel verschließbare Einstiegsöffnung 22 vorgesehen. Durch diese Einstiegsöffnung 22 kann Wartungspersonal in das Innere des Mischgehäuses 20 einsteigen und dann in das Flammrohr 16 gelangen.
Damit der Zugang ins Flammrohr 16 und die dortige Montage und Wartung der keramischen Kacheln 18 erleichtert ist, ist im Flammrohr 16 und dem Mischgehäuse 20 eine Montage- und Wartungsbühne 24 angeordnet.
Die Montage- und Wartungsbühne 24 ist mit einer zerlegbaren bzw. klappbaren Stützkonstruktion 26 und einer zerlegbaren bzw. klappbaren Bühnenfläche 28 versehen, die derart ausgebildet sind, dass die Montage- und Wartungsbühne 24 durch die Einstiegsöffnung 22 in das Innere des Mischgehäuses 20 eingebracht werden kann.
Die Stützkonstruktion 26 ist mit einem Verankerungsstab 30 gestaltet, der an zwei Zentrierungen 32 an der Innenseite 34 des Mischgehäuses 20 eingelegt und auf diese Weise ortfest gelagert ist. Die Zentrierungen 32 sind im Mischgehäuse 20 auch für weitere, hier nicht näher erläuterte Funktionen vorgesehen. Der Verankerungsstab 30 ist an den Zentrierungen 32 im Wesentlichen waagrecht gelagert und erstreckt sich damit parallel zur Krümmungsachse des bogenförmigen Mischgehäuses 20.
An dem Verankerungsstab 30 ist an dessen beiden Endbereichen jeweils ein Schwenk-Gelenk 38 ausgebildet, an dem zwei Stützstäbe 36 gehaltert sind. Auf diese Art sind an dem Verankerungsstab 30 insgesamt vier Stützstäbe 36 befestigt, von denen bezogen auf 1 jeweils zwei V-förmig nach oben ragen. An den oberen Enden der Stützstäbe 36 ist jeweils ein Bühnenstab 40 abgestützt, der über ein Gelenk 42 mit dem zugehörigen Stützstab 36 schwenkbar verbunden ist. Zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Bühnenstäben 40 ist ein Verbindungselement 44 angeordnet, mittels dem zwei zugehörige Bühnenstäbe 40 miteinander verbunden sind. Über das Verbindungselement 44 können die Bühnenstäbe 40 bei einem bevorzugten, weiter nicht veranschaulichten Ausführungsbeispiel relativ zueinander geschwenkt werden.
Auf den insgesamt vier Bühnenstäben 40 sind mehrere sich parallel zueinander und auch rechtwinklig zueinander erstreckende Stützstege 46 abgestützt, die eine Art Stützraster unter einer Aufstandfläche 48 der Bühnenfläche 28 bilden. In der Aufstandsfläche 48 ist schließlich eine Durchstiegsluke 50 vorgesehen.
Aufgrund der zerlegbaren und an den Gelenken 38 und 42 klappbaren Stützkonstruktion 26 sowie der ebenfalls zerlegbaren Bühnenfläche 28 kann die Montage- und Wartungsbühne 24 durch die Einstiegsöffnung 22 von nur zwei Personen eines Montage- oder Wartungsteams in das Mischgehäuse 20 eingebracht und dort aufgebaut werden. Die Montage- und Wartungsbühne 24 ist dann allein an dem Verankerungsstab 30 und an dem Übergangsbereich zwischen dem Flammrohr 16 und dem Mischgehäuse 20 abgestützt, wobei dennoch eine sicherere und statisch eindeutige Abstützung geschaffen ist.
Das Montage- und Wartungspersonal kann mit Hilfe einer handelsüblichen Leiter durch die Durchstiegsluke 50 hindurch in das Innere des Flammrohres 16 einsteigen. Das dann auf der Aufstandsfläche 48 arbeitende Personal kann vergleichsweise leicht an die keramischen Kacheln 18 im Flammrohr 16 gelangen und diese prüfen, warten und gegebenenfalls austauschen. Um auch zu den bezogen auf 1 obersten Reihen der keramischen Kacheln 18 zu gelangen, kann das Personal auf ein handelsübliches Treppchen zurückgreifen, welches nur auf der Aufstandfläche 48 abgestellt zu werden braucht. Darüber hinaus bildet die im Wesentlichen ebene Aufstandfläche 48 eine hervorragende Basis zum Ablegen von Werkzeugen sowie Ersatzteilen und ähnlichem.

Claims

Montage- und Wartungsbühne (24) für eine Gasturbine, die mit einer zerlegbaren Stützkonstruktion (26) gestaltet ist, welche durch eine Einstiegsöffnung (22) an einer Rohrleitung der Gasturbine eingebracht und innerhalb eines Rohrkrümmers, insbesondere eines Mischgehäuses (20) und/oder innerhalb eines Flammrohres (16) der Gastrubine aufgebaut werden kann.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (26) mit einem im Wesentlichen vertikal anzuordnenden Verankerungsstab (30) gestaltet ist, der an zwei Zentrierungen (32) an der Innenseite des Mischgehäuses (20) abgestützt werden kann.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (26) mit mindestens drei Stützstäben (36) gestaltet ist, die insbesondere an dem Verankerungsstab (30) gelagert sind.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (36) jeweils gelenkig an dem Verankerungsstab (30) befestigt sind.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (36) jeweils lösbar an dem Verankerungsstab (30) befestigt sind.
Montage- und Wartungsbühne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (26) zum Abstützen am Übergangsbereich vom Flammrohr (16) in das Mischgehäuse (20) angepasst ist.
Montage- und Wartungsbühne (24) für eine Gasturbine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die mit einer zerlegbaren Bühnenfläche (28) gestaltet ist, welche durch die Einstiegsöffnung (22) an einer Rohrleitung der Gasturbine eingebracht und innerhalb eines Rohrkrümmers, insbesondere eines Mischgehäuses (20) und/oder innerhalb eines Flammrohres (16) der Gasturbine aufgebaut werden kann.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühnenfläche (28) klappbar gestaltet ist.
Montage- und Wartungsbühne nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühnefläche (28) mit einer Durchstiegsluke (50) versehen ist.
Montage- und Wartungsbühne nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühnenfläche (28) zum Abstützen am Übergangsbereich vom Flammrohr (16) in das Mischgehäuse (20) angepasst ist.
Montage- und Wartungsbühne nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bühnenfläche (28) zum Abstützen einer erhöht angeordneten Auftrittsfläche angepasst ist.
Gasturbine mit einem begehbaren Flammrohr (16) und einem an das Flammrohr (16) in Strömungsrichtung von Brenngasen anschließenden Mischgehäuse (20), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mischgehäuse (20) mindestens ein Widerlager (32) zum Abstützen einer Montage- und Wartungsbühne (24) ausgebildet ist.
Gasturbine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager mittels zweier Zentrierungen (32) gebildet ist, in die ein zentraler, horizontal anzuordnender Verankerungsstab (30) der Montage- und Wartungsbühne (24) einzulegen ist.