DE1930959B2

DE1930959B2 - Turbomaschine fuer elastische stroemungsmittel

Info

Publication number: DE1930959B2
Application number: DE19691930959
Authority: DE
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1969-06-19
Publication date: 1977-09-29
Also published as: CH510818A; FR2011596A1; NL6909136A; US3493212A; DE1930959C3; DE1930959A1; GB1211313A; SE353126B

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine für elastische Strömungsmittel nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine Turbomaschine dieser Art ist aus der GB-PS 26 520 bekannt. Bei der bekannten Turbomaschine ist zusätzlich zu den seitlich angeordneten, das Innengehäuse im Außengehäuse tragenden Halterungen im Spalt zwischen den beiden Gehäuseunterteilen eine Hilfsubstützeinrichtung in Form eines Druckpolsters angeordnet, dessen Zweck darin liegt, die bei Wärmedehnungen auftretenden Kräfte ohne Verformungen des Innengehäuses auf das Außengehäuse zu übertragen.

Bei der von Zeit zu Zeit erforderlichen Wartung oder Reparatur derartiger Turbomaschinen müssen das horizontal geteilte Außengehäuse und das ebenfalls horizontal geteilte Innengehäuse abgenommen werden, wonach die oberen Hälften der ebenfalls horizontal geteilten Leitschaufelkränze herausgenommen werden können, um die Rotorwelle freizulegen.

1st es erforderlich, auch das Innengehäuseunterteil herauszunehmen, so ist eine vorherige Herausnahme der Rotorwelle aus ihrer Lagerung im Innengehäuse unvermeidlich, was jedoch wegen des sehr schwierigen und zeitraubenden Wiedereinlegens der Rotorwelle im allgemeinen nicht wünschenswert ist, weshalb man diese Arbeit nur ausführen wird, wenn sie unbedingt erforderlich und unvermeidlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reparatur durch leichtere Zugänglichkeit /um Masehinen'iinereii und insbesondere /um Innengehäuseunitrleil raiioneller, nämlich weniger arbeitsintensiv und wenigei zeitraubend durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäLi der Erfindung dadurch gelöst, daß die 1 lilfsabstüt/emriehtungen Walzlagerungen sind, die bei abgenommenem Außengehäuseoberteil mit dem Innengehiiuse in abstützende Zusammenwirkiing gebracht werden und eine Drehung dos Innengehiiuses im Außengchauseimterteil zulassen.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß sie eine neue Möglichkeit der Zugänglichmachung der Innengehiiuse- und Rotorwelle bietet, durch welche eine Vereinfachung und Verbilligung der Warnings- und Reparaturarbeiten und dadurch eine geringere .Stillstandszeil der Maschine erzielt werden.

Bevorzugte Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Axial-Gasturbinenanlage,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt in der Ebene

11-11 in F ig. I,

Fig. 3 e^;ne vergrößerte Teilseitenansicht der Turbinenanlage nach Fig. I bei abgenommenem Außengehäuseoberteil,

Fig. 4 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV in Fig. 3,

F i g. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch eine der in F i g. 4 sichtbaren Walzlagerungen,

Fig.6 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 einer abgewandelten Ausführungsform der Gasturbinenanlage und

Fig. 7 einen Querschnitt längs dei Ebene VU-VII in F i g. 6.

Die in F i g. 1 dargestellte Gasturbinenanlage 10 weist einen Lufteinlaß 20, einen Verdichter 12, eine Brenneinrichtung 14, eine Turbine 16 und einen Abgasstutzen 18 auf. Pfeile 21 und 22 bezeichnen den Lufteintritt bzw den Abgasaustritt. Der Rotor 27 der Gasturbinenanlage glieder! sich in einen Verdichterrotor 23, einen Turbinenrotor 24 und eine diese miteinander verbindende Welle 25 und ist in Lagern 28 und 29 gelagert. Mil dem Rotor 27 ist eine Abtriebswelle 30 verbunden. Die gesamte Anordnung ist von einem horizontal geteilten Außengehäuse 32 umschlossen, das sich in ein Einlaßaußengehäuse 33, ein Verdichteraußengehäuse 34, ein Brenneinrichtungsaußengehäuse 35 und ein Turbinenaußengehäuse 36 gliedert. Die einzelnen Außengehäuseabschnitte sind jeweils über Ringflansche 37 miteinander bzw. mit angrenzenden Teilen verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Turbine 16 Das Turbinenaußengehäuse 36 ist horizontal in ein Außengehäuseoberteil 36a und ein Außengehäuseunterteil 36b unterteilt, die beide mit seitlichen Flanschen 38 versehen und mittels Schrauben 39 miteinander verbunden sind.

Die Laufschaufeln des Turbinenrotors sind mit 40 und die diesen zugeordneten Leitschaufeln mit 41 bezeichnet. Die Leitschaufeln 41 werden von äußeren Leitschaufelringen 42 gehalten, die jeweils in einen oberen Halbring 42a und einen unteren Halbring 42t unterteilt und in einem Innengehäuse 43 angeordnet sind, das ebenfalls horizontal in ein Innensehäuseober-

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teil 43 ;i und ein Innengehäuseunieneil 4K6 unkTieilt ist. Die beiden Innengehüiiseti'ile 45./ und 4}/) sind jeweils mit horizontalen Flanschen 44 versehen, die mittels Schrauben 45 miteinander versehraubi sind. Mittels einer Anzahl von radial abstellenden Kingflanschen 47 und 48 (Hg. 2 und J) wird das Innengehäuse 43 konzentrisch im Außengehäuse 36 gehalten, wobei die Ringflansche mittels Paßzapfen 49 im Außgengehiiuse fixiert sind.

Die 1' ι g. J und 4 /eigen die Ausbildung und Anordnung des Innengehäuses 43 und des Auüengehäiises 36 deutlicher, wobei der Turbinenrolor 24 und der Leitschaufelring 42 mit den l.eiischnufeln 41 weggelassen sind.

Das Außengehauseunierteil 366 ist mit Ausnehmungen 51 versehen, die axial mit Bezug auf die Ringl lausche 47 und 48 des Innengehäuses 43 ausgerichtet sind. In diese Ausnehmungen 51 sind Wälzlagerungen, nämlich Rollenlagerungen 52 einsetzbar, die in geeigneter Weise am Außengehäuseunterteil 36b befestigt werden können. Wie F, g. 5 zeigt, weisen die Rollenlagerungen 52 jeweils eine becherförmige Befesligungsplalte 53 auf, deren Innenraum 54 etwa den gleichen Durchmesser wie die zugehörige Ausnehmung 51 des Außengehäuseunterteils 366 hat und als Führung für einen zylindrischen Lügerungskörper 55 dient. In diesem Lagerungskörper 55 ist mittels Lagerbüchsen 58 die Welle 57 einer Rolle 56 gelagert. Der Lagerungskörper 55 ist mittels einer darin eingeschraubten Schraube 60, die durch die Befestigungsplatte 53 hindurchragt, längsverschieblich, jedoch drehfest im Innenraum 54 geführt. Die jeweilige Stellung des Lagerungskörpers 55 im Innenraum 54 ist mittels einer Druckschraube 61 einstellbar, die in eine Gewindebohrung der Befestigungsplatte 53 eingeschraubt ist. Die Befestigungsplatte 53 ist ihrerseits mittels Schrauben 62 am Außengehäuseunterteil befestigt.

Werden die Druckschrauben 61 bei am Außengehäuseunterteil 366 befestigten Rollenlagerungen 52 eingeschraubt, so werden die Rollen 56 an die Ringflansche 47 und 48 angedrückt, wodurch diese aus ihrer Anlage an der Innenfläche 63 des Außengehäuseunterteils weggedrückt werden und nunmehr das Innengehäuse 43 etwas angehoben frei um die Achse C drehbar auf den Rollen 56 gelagert ist.

Da das Innengehäuse im wesentlichen symmetrisch ist, reicht ein nur geringes Drehmoment aus, um es im Außengehäuseuntertei! zu drehen. Ist dadurch das Innengehäuseunterteil 436 nach oben in die normalerweise von lnnengehäuseoberteil 43a eingenommene Stellung gedreht worden, so kann es durch Lösen der Schrauben 45 vom lnnengehäuseoberteil gelöst und dann zwecks genauer Besichtigung oder Reparatur von diesem abgehoben werden.

Befindet sich das Innengehause wieder in seiner richtigen Stellung, so können die Rollenlagerungen 52 gewünschtenfalls wieder vom Außengehäuseunterteil abgenommen und die Ausnehmungen 51 durch nicht gezeigte Abdeckplatten verschlossen werden.

Bei großen Turbinenanlagen kann zum Drehen des Innengehäuses im Außengehäuseunterteil wegen der großen Trägheitskräfte des Innengehäuses die Verwendung von Kettenzuggeräten 64/4 und 64ß(F i g. 3 und 4) zweckmäßig sein. Diese Kettenzuggeräte werden mittels ösenschrauben 65 an den Flanschen 38 des Außengehäuseunterteils 366 befestigt.

jeweils ein Kettenende wird in eine öse 66 eingehängt, die am lnnengehäuseoberteil 43a angeordnet ist. Durch gemeinsame Betätigung der Kaischenhe bei 67Λ und 67Il tier beiden Kcllen/.uggeräte MA und HAI! derart, daß die KcMc des einen Kellen/uggeräts eingeholt und diejenige des anderen Kctlcnzuggeriiis ■* ausgelassen wird, kann nun das Innengehause 43 im 'Xußengehäuseunlerteil 366 gedreht werden.

Bevor die beiden Inncngehiiuseteilc 43<i und 43/J voneinander gelöst werden, kann es zweckmäßig sein, ■•vie gegen unerwünschte Drehung zu sichern, wozu zwei

in mittels Schrauben 69 an den Flanschen 38 befestigbare plattenförmige Klinken 68 benülzt werden können.

Die F i g. b und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, gemäß welcher wiederum ein in ein lnnengehäuseoberteil 70.Ί und ein Innengehäuseunter-

is teil 706 horizontal unterteiltes Innengehause 70 innerhalb eines Außengehäuses angeordnet ist, das ebenfalls horizontal in ein Außengehäuseunterteil 736 und ein Außcngehäuseoberteil (nicht gezeigt) unterteilt ist. Das Innengehause ist außerdem axial in eine Anzahl

ίο von einzelnen Leitschaufelringen 74, 75, 76 und 77 unterteilt. Jeder Leitschaufelring ist, wie nachstehend anhand des Leitschaufelringes 74 erläutert wird, mit zwei Ringflanschen 78 und 79 versehen. Der Ringflansch 78 liegt an einer Innenrippe des Außengehäuseunterteils 736 an und weist außerdem eine Ringnut 82 auf. Der Ringflansch 79 ruht in einer Ringnut 83 des Außengehäuseunterteils 736.

Der Leitschaufelring 74 besteht wiederum aus einem oberen Halbring und einem unteren Halbring, die jeweils mittels nach außen ragender Horizontaiflansche 72 aneinander befestigt sind. Die Horizontalflansche eines der beiden Halbringe weisen eine Axialnut auf, in welche nach außen vorspringende Platten 84 derart eingesetzt sind, daß sie zwischen den durch Befesti-

.15 gungsschrauben zusammengespannten Horizontalflanschen 72 eingespannt sind. Die Platten 84 ruhen auf den Horizontalflanschen 85 des Außengehäuseunterteils 736 und halten folglich den Leitschaufelring 74 drehfest in seiner Stellung. Die übrigen Leitschaufelringe 75,76 und 77 sind jeweils gleich ausgebildet.

Die Leitschaufelringe 74, 75, 76 und 77 liegen mit ihren Stirnflächen jeweils strömungsmitteldicht aneinander an, sind jedoch nicht fest miteinander verbunden, so daß sie jeweils einzeln aus dem Außengehäuseunterteil herausgehoben werden können.

In Gewindebohrungen der Platten 84 sind Abdrückschrauben 87, 88, 89, 90 einschraubbar, die sich an den Horizontalflanschen 85 des Außengehäuseunterteils abstützen und, wenn sie angezogen werden, den betreffenden Leitschaufelring aus der ihn im Außengehäuseunterteil axial sichernden Ringnut 83 herausheben. Die F i g. 6 und 7 zeigen also die Anordnung in einem Zustand, in welchem die Leitschaufelringe 74,75,76 und 77 bereits aus den sie axial sichernden Ringnuten herausgehoben sind.

Nachdem also beispielsweise der Leitschaufelring 74 mittels der Abdrückschrauben 87 so weit angehoben ist, daß seine Ringflansche 78 und 79 außer Anlage mit der Außengehäuseinnenrippe bzw. der Ringnut 83 gekommen sind, wird eine Rollenkette 91 in den Ringraum zwischen dem Ringflansch 79 und der Ringnut 83 und eine zweite Rollenkette 91 in den Ringraum zwischen der Ringnut 82 des Leitschaufelrings 74 und der Außengehäuseinnenrippe eingeführt. Die Rollenketten

f>5 91 bestehen jeweils aus eine Anzahl von zylindrischen Rollen, die jeweils an ihren Stirnseiten durch Kettenlaschen miteinander verbunden sind. Die Rollenketten 91 werden so weit eingeführt, daß sie den ganzen unteren

Halbring des Leitschaufelringes umgreifen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Danach werden die Abdrückschrauben 87 so weit zurückgeschraubt, daß sich der Leitschaufelring 74 auf die beiden Rollenketten 91 auflegt. Sodann können die Abdrückschrauben 87 ganz entfernt und die Platten 84 aus ihren Haltenuten herausgezogen werden, so daß nunmehr der Leitschaufclring 74 um die Achse y herum drehbar auf den beiden Rollenketten 91 ruht.
Zur Drehung des Leitschaufelrings 74 können

wiederum Kettenzuggeräu· 92 und 93 Anwendung finden.

Nach dem Zurückdrehen des Leitschaufelrings 74 und dem Wiederanbringen der Platten 84 und Einschrauben der Abdrückschrauben 87 kann der Leitschaufelring wieder von den Rollenketten 91 abgehoben werden. Nach dem Herausziehen der Rollenketten kann der Lcitschaufelring 74 wieder in seine normale Stellung im Außengehäuseunterteil 736 abgesenkt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Turbomaschine für chisiische Strömungsmittel, mtl einem horizontal geteilten AuBengehiiuse und s einem konzentrisch dazu an/.uordnelen, ebenfalls horizontal geteilten Innengehiiuse, und mil llilfsab-.•.tüt/einrichtungen für das Innengehiiuse im Außengehäuseunterleil, welche im Spalt /wischen den beiden Gehäuseimterteilen zur Wirkung bringbar sind, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e !, daß die Hilisabslützeinrichtungen Walzlagerungen (52; 91) sind, die bei abgenommenem Außengehäuseoberteil (ifiii) mit dem Innengehiiuse in abstützende Zusammenwirkung gebracht werden, und eine Drehung is des Innengehäuses (4.3; 70) im Außengehäuseunterteil (36/); 73i)jzulassen.

2. Turbomaschine nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzlagerungen (52) vorübergehend in Ausnehmungen (51) im AußengehiiiJseijnlerlcJI(36Zj_/)cinsetzbarsind.

3. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des Außengehiiuseunierteils (73b) und am Außenumfang des Innengehäuses (70) Umfangsnuten (82, 83) zur vorübergehenden Aufnahme der Walzlagerungen (91) gebildet sind.

4. Turbomaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel (84, 87) zum Anheben des Innengehäuses (70) mit Bezug auf das Außengehäuseunterteil (73b) zwecks Erleichterung des Einführens der Wälzlagerungen (91) in die sie vorübergehend aufnehmenden Umfangsnuten (82,83).

5. Turbomaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerungen als Rollenketten (91) ausgebildet sind.

lurbomaschine muh dem Oberbegriff des Hauptanspnichs so auszubilden, daß ihre Wallung und