DE1930959C3

DE1930959C3 - Turbomaschine für elastische Strömungsmittel

Info

Publication number: DE1930959C3
Application number: DE1930959A
Authority: DE
Inventors: Augustine J. Philadelphia Scalzo; Andrew Boothwyn Zabrodsky
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1969-06-19
Publication date: 1978-05-18
Also published as: CH510818A; DE1930959A1; GB1211313A; DE1930959B2; FR2011596A1; SE353126B; NL6909136A; US3493212A

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 Hilfsabstützeinrichtung 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 Rotorweih* freizulegen.

Ist 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

Turbomaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß ihre Wartung und Reparatur durch leichtere Zugänglichkeil: zum Maschineninneren und insbesondere zum Innengehäuseunterteil rationeller, nämlich weniger arbeitsintensiv und weniger zeitraubend durchführbar ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hilfsabstützeinrichtungen Wälzlagerungen sind, die bei abgenommenem Außengehäuseoberteil mit dem Innengehäuse in abstützende Zusammenwirkung gebracht werden und eine Drehung des Innengehäuses im Außengehäuseuntertei! zulassen.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß sie eine neue Möglichkeit der Zugänglichmachung der Innengehäuse- und Rotorwelle bietet, durch welche eine Vereinfachung und Verbilligung der Warnings- und Reparaturarbeiten und dadurch eine geringere Stillstandszeit 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

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Axial-Gasturbinenanlage,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt in der Ebene 11-11 in Fig. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte Teilseitenansicht der Turbinenanlage nach F i g. 1 bei abgenommenem Außengehäuseoberteil,

F i g. 4 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV in F i g. 3,

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

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

Fig.7 einen Querschnitt längs der Ebene VII-VII in Fig. 6.

Die in Fig. 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 gliedert sich in einen Verdichterrotor 23, einen Turbinenrotor 24 und eine diese miteinander verbindende Welle 25 und ist in Lagern 28 und 29 gelagert Mit dem Rotor 27 ist eine Abtriebswelle 30 verbunden. Die gesamte Anordnung ist von einem horizontal geteilten Außengehäuse 32 umschlossen, das sich in ein Einlaßaußengehäusc 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.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Turbine 16. Das Turbinenaußengehäuse 36 ist horizontal in ein Außengehäuseoberteil 36a und ein Außengehäuseunterteil 366 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 42b unterteilt und in einem Innengehäuse 43 angeordnet sind, das ebenfalls horizontal in ein Innengehäuseober-

teil 43a und ein Innerigehäuseunterteil 43b unterteilt ist Die beiden Innengehäuseteile 43a und 436 sind jeweils mit horizontalen Flanschen 44 versehen, die mittels Schrauben 45 miteinander verschraubt sind. Mittels einer Anzahl von radial abstehenden Rin.gflanschen 47 und 48 (Fig.2 und 3) wird das Innengehäuse 43 konzentrisch im Außengehäuse 36 gehalten, wobei die Ringflansche mittels Paßzapfen 49 im Außgengehäuse Fixiert sind.

Die Fig.3 und 4 zeigen die Ausbildung und Anordnung des Innengehäuses 43 und des Außengehäuses 36 deutlicher, wobei der Turbinenrotor 24 und der Leitschaufelring 42 mit den Leitschaufel!! 41 weggelassen sind.

Das Außengehäuseunterteil 36b ist mit Ausnehmungen 51 versehen, die axial mit Bezug auf die Ringflansche 47 und 48 des Innengehäuses 43 ausgerichtet sind. In diese Ausnehmungen 51 sind Wälzlagerungen, nämlich Rollenlagerungen 52 einsetzbar, die in geeigneter Weise am Außengehiuseunterteil 36b befestigt werden können. Wie F i g. 5 zeigt, weisen die Rollenlagerungen 52 jeweils eine becherförmige Befestigungsplatte 53 auf, deren Innenraum 54 etwa den gleichen Durchmesser wie die zugehörige Ausnehmung 51 des Außengehäuseunterteils 36Z> hat und als Führung für einen zylindrischen Lagerungskörper 55 dient In diesem Lagerungskoi per 55 ist mittels Lagerbüchsen 58 die Welle 57 einer Rolle 56 gelagert Der Lagerangskörper 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 36b befestigten Rollenlagerungen 52 eingeschraubt, so werden die Rollen 56 an die Ringfiansche 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 Außengehäuseunterteil zu drehen. Ist dadurch das Innengehäuseunterteil 436 nach oben in die normalerweise von Innengehäuseoberteil 43a eingenommene Stellung gedreht worden, so kann es durch Lösen der Schrauben 45 vom Innengehäuseoberteil gelöst und dann zwecks genauer Elesichtigung oder Reparatur von diesem abgehoben werden.

Befindet sich das innengehäuse wieder in seiner richtigen Stellung, so können die Rollenlagerungen 52 gewünschtsnfalls wieder vom Außengehäuseunterteil abgenommen und die Ausnehmungen 51 durch nicht gezeigte Abdeckplatte™ verschlossen werden.

Bei großen Turbinenanlagen kann zum Drehen des Innengehäuses im Außengehäuseunterteil wegen der großen Trägheitskräfte des Innengehäuses die Verwendung von Kettenzuggeräten 64Λ und 64B(F i g. 3 und 4) zweckmäßig sein. Diese Kettenzuggeräte werden mittels ösenschraubcn 65 an den Flanschen 38 des Außengehäuseunterteils 36 fr befestigt

Jeweils ein Kettenende wird in eine Öse 66 eingehängt, die am Innengeiiäuseoberteil 43a angeordnet ist Durch gemeinsame Betätigung der Ratschenhebel 67/1 und 67 B der beiden Kettenzuggeräte 64,4 und 64B derart, daß die Kette des einen Kettenzuggeräts eingeholt und diejenige des anderen Kettenzuggeräts S ausgelassen wird, kann nun das Innengehäuse 4' im Außengehäuseunterteil 36b gedreht werden.

Bevor die beiden Innengehäuseteile 43a und 43ß voneinander gelöst werden, kann es zweckmäßig sein, sie gegen unerwünschte Drehung zu sichern, wozu zwei

ίο mittels Schrauben 69 an den Flanschen 38 befestigbare plaltenförmige Klinken 68 benützt werden können.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, gemäß welcher wiederum ein in ein Innengehäuseoberteil 70a und ein Innengehäuseunterteil 70b horizontal unterteiltes Innengehäuse 70 innerhalb eines Außengehäuses angeordnet ist, das ebenfalls horizontal in ein Außengehäuseunterteil 73b und ein Außengeh äuseoberteil (nicht gezeigt) unterteilt ist Das Innengehäuse ist außerdem axial in eine Anzahl 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

2s 73b an und weist außerdem eine Ringnut 82 auf. Der Ringflansch 79 ruht in einer Ringnut 83 des Außengehäuseunterteils 73b.

Der Leitschaufelring 74 besteht wiederum aus einem oberen Halbring und einem unteren Halbring, die jeweils mittels nach außen ragender Horizontairiansche 72 aneinander befestigt sind. Die Horizontairiansche eines der beiden Halbringe weisen eine Axialnut auf, in weiche nach auße , vorspringende Platten 84 derart Eingesetzt sind jaß sie zwischen den durch Befestigungsschrauben 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 Außengehäuseunterteüs 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 Ringfiansche 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 Ai.'flengehäuseinnenrippe eingeführt Die Rollenketten 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 F i g. 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 Leitschaufelring 74 um die Achse y herum drehbar auf den beiden Rollenketten 91 ruht. Zur Drehung des Leitschaufelrings 74 können wiederum Kettenzuggeräte 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 Leitschaufelring 74 wieder in seine normale Stellung im Außengehäuseunterteil 736 abgesenkt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Turbomaschine für elastische Strömungsmittel, mit einem horizontal geteilten Außengehäuse und einem konzentrisch dazu anzuordneten, ebenfalls horizontal geteilten Innengehäuse, und mit Hilfsabstützeinrichtungen für das innengehäuse im Außengehäuseunterteil, welche im Spalt zwischen den beiden Gehäuseunterteilen zur Wirkung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsabstützeinrichtungen Wälzlagerungen (52; 91) sind, die bei abgenommenem Außengehäuseoberteil (38a) mit dem Innengehäuse in abstützende Zusammenwirkung gebracht werden, und eine Drehung des Innengehäuses (43; 70) im Außengehäuseunterteil (36b; 73Ö,) zulassen.

2. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerungen (52) vorübergehend in Ausnehmungen (51) im Außengehäuseunterteil (366Jeinsetzbar sind.

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

4. Turbomaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel (84, 87) zum Anheben des Inneiigehäuses (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.

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