DE3214101C2

DE3214101C2 - Gasturbinenanlage

Info

Publication number: DE3214101C2
Application number: DE3214101A
Authority: DE
Inventors: Costantino Florenz Vinciguerra
Original assignee: Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1984-01-26
Also published as: CH649132A5; DE3214101A1; SE8202387L; FR2504194B1; SE445059B; IT8121243A0; GB2097100B; FR2504194A1; CA1178894A; US4516908A; JPS57186024A; GB2097100A; IT1135752B

Abstract

Gasturbine, deren Rotor (9) der Leistungsstufe (5) vorstehend von einer Leistungswelle (10) gehalten ist, die aus zwei geschmiedeten hohlen kegelstumpfförmigen Endabschnitten (11 und 12) aus Stahl besteht, der über die gesamte Außenfläche gehärtet und gewalzt bzw. gefräst ist, die über ein zentrales Rohr (13) miteinander verbunden sind, das dicht aufgepaßt ist, wobei die Welle mit einem kegelstumpfförmigen Endabschnitt (11) in einen entsprechenden Axialraum (14) des Rotors (9) eingesetzt ist, an dem die Welle dauerhaft über einen Zapfen (15) befestigt ist, der durch den Hohlraum der Welle führt, an einem Ende (15Δ) in den axialen Hohlraum (14) des Rotors (9) geschraubt ist und hydraulisch gespannt und über eine Mutter (17) festgezogen ist, die auf das andere mit einem Schraubengewinde versehene Ende (15ΔΔ) wirkt und mit dem anderen kegelstumpfförmigen Endabschnitt (12) der Welle (10) zusammenarbeitet. Die Turbine ist gleichfalls mit einer Anordnung (26) aus drei Nocken versehen, die in eine Umfangsnut (25) des Rotors (9) eingesetzt werden können, um diesen zentral zu halten, wenn der Zapfen (15) gelöst wird, wobei gleichfalls eine Einrichtung (22, 23, 24) vorgesehen ist, die Antriebsenergie von der Leistungswelle abnimmt, ohne den Umfang und Platzbedarf der Anordnung zu vergrößern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage nach dem Oberbegriff des Anspru·. ~>s !.

Aus der DE-PS 8 23 673 ist eine Gasturbinenanlage dieser Art bekannt, bei der der Rotor der Nutzleistungsturbine mit einer kompakten Welle mittels einer stirnseitig an der Welle angebrachten Schraube verbunden ist. Wenn bei Überholungsarbeiten der Lagerständer mit Welle vom Rotor getrennt werden soll, muß der Stator vom Maschinengehäuse abgenommen werden, damit die Schraube zum Lösen der Verbindung zwischen Rotor und Welle zugänglich ist. Dies ist sehr aufwendig und zeitraubend.

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Gasturbinenanlage der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß der Lagerständer mit der Welle leicht vom Rotor getrennt werden kann, ohne daß der Stator vom Maschinengehäuse abgenommen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Anordnung kann durch Lösen der außen liegenden und damit le'cht zugänglichen Mutter die Verspannung der Welle mit dem Rotor gelöst und auf diese Weise der Lagerständer mit der Welle leicht und schnell vom Rotor für Übernölungsärbeiten getrennt werden, ohne daß der Stator vom Maschinengehäuse abgenommen werden muß. In entsprechender Weise wird auch die Montage vereinfacht Dabei wird der Rotor bei abgezogener Welle durch die Halteeinrichtung im Stator zentriert gehalten.

Aus der US-PS 30 88 278 ist zwar eine Hohlweile mit einem zentralen Rohr und zwei sich konisch verjüngenden Endabschnitten bei einer Gasturbinenanlage bekannt, jedoch dient dabei diese Hohlwelle als Maschinenwelle, die im Maschinengehäuse beidseitig gelagert

ίο ist

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dtr Erfindung näher beschrieben.

ι j Es zeigt

F i g. 1 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Gasturbinenanlage,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Lagerst!nder der in F i g. 1 dargestellten Gasturbinenanlage und

F i g. 3 in einer perspektivischen Ansicht die Halteeinrichtung zum Halten des Rotors in seiner zentrierten Lage.
In einem Maschinengehäuse 1 ist ein Luftansaugkasten 2 befestigt, der das vordere Ende einer Gasturbine 3 trägt, deren hinteres Ende am Stator 4 einer Nutzleistungsturbine 5 befestigt ist Der Stator 4 ist an einen Haltekonus £ angeflanscht der an einem Abgaskasten mit einem vertikalen Auslaß 7 befestigt ist in dem der Konus 6 liegt und in dem das Abgas durch einen konischen Ringdiffusor S geleitet wird. Der Rotor 9 der Nutzleistungsturbine 5, der zwei Schaufelträgerscheiben umfaßt ist in fliegender Lagerung von einer Weiie 10 gehalten, die zwei hohle, sich konisch verjüngende Endabschnitte 11 und 12 aufweist (F i g. 2), die geschmiedet sind und deren Außenflächen aus anlaßgehärtetem Stahl bestehen und gewalzt oder gefräst sind, wobei die Endabschnitte 11 und 12 miteinander über ein zentrales Rohr 13 verbunden sind, das mit Preßsitz auf die Endabschnitt." aufgesetzt ist

Der Endabschnitt 11 der Welle 10 ist in einen entsprechenden axialen Hohlraum 14 eingesetzt der in der in Fig.3 dargestellten Weise in der Nabe 9' des Rotors 9 ausgebildet ist an der die Welle 10 über einen Zapfen 15 befestigt ist Dieser Zapfen 15 führt durch den Hohlraum der Welle 10 und ist über eine Schraubverbindung mit seinem, mit einem Schraubengewinde versehenen Ende 15' an einem entsprechend konisch verlaufenden Teil 16 befestigt der in F i g. 3 dargestellt und im axialen Höhlt aum 14 der Nabe 9' ausgebildet ist Der Zapfen 15 wird über eine Mutter 17, die auf das andere, mit einem Schraubengewinde versehene Ende 15" aufgeschraubt ist und sich am Rand des Endabschnittes 12 der Welle 10 abstützt, mit dieser verspannt Um das Festziehen und Lösen zu erleichtern, ist die Mnttpr 17 mit lüchern 18 auf dem Außenumfane versehen, in die ein Schlüssel eingesetzt werden kann.

Die Welle 10 ist drehbar von zwei Lagern 19 und 20 und von einem Axialdrucklager 20' gehalten, die ihrerseits in einem mit dem Maschinengehäuse 1 verbundenen Lagerständer 21 angeordnet sind. Die Welle 10 kann lang ausgebildet werden, so daß sie aus dem Diffusor 8 herausragt und der Lagerständer 21 stabil ausgebildet werden kann. Dabei kann dieser auch zur Lagerung sekundärer Wellen 22 dienen, von denen nur eine in Fig.2 dargestellt ist und die von einem Zahnrad 23 angetrieben werden, das auf der Welle 10 befestigt ist und mit Zahnrädern 24 kämmt, von denen

nur eines dargestellt ist.

Die Nabe 9' des Rotors 9 der Nutzleistungsturbine 5 weist eine Umfangsnut 25 auf (Fig.2 und 3), in die Kaltenocken 26 eingesetzt werden können, von denen drei dargestellt sind und deren Achsen 27 drehbar durch parallele horizontale Lager 28 gehalten sind, die am Maschinengehäuse i befestigt sind. An den Achsen 27 der Haltenocken 26 sind kurze Kurbelstücke 29 befestigt, die durch Verbindungsglieder 30 an einem Kopplungsring 31 sngelenkt sind, der koaxial zur Welle 10 angeordnet ist. Die Haltenocken 26 werden gemeinsam dadurch verdreht daß ein Schlüssel oder Werkzeug 33 in eine Ausnehmung 34 (Tig.2) in einer der Achsen 27 eingesetzt wird und in Riehtun, 1'- Pfeils 32 verdreht wird.

Bei dem beschriebenen Aufbau der Welle IC können im Bereich der Lager harte und gefräste oder gewalzte Flächen vorgesehen werden, was aus wirtschaftlichen Gründen bei einer massiven Welle nicht möglich wäre. Aufgrund der beträchtlichen Steifigkeit und des außerordentlich geringen Gewichts der Welle 10 kann diese lang ausgebildet werden, so daß auch ein entsprechend großer Lagerabstand vorgesehen werden kann.

Zum Lösen der Welle 10 vom Rotor 9 kann am freien Ende der Welle 10 eine hydraulische Spanneinrichtung aufgesetzt werden, die am Zapfen 15 angreift und diesen elastisch streckt, um das Lösen b/w. Festziehen der Mutter 17 zu erleichtern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

32 14 10* Patentansprüche:

1. Gasturbinenanlage mit einem Maschinengehäuse und einer freien Nutzleistungsturbine, die einen mildem Maschinengehäuse verbundenen Stator und einen Rotor mit zwei oder drei Schaufelträgerscheiben aufweist, wobei der Rotor in fliegender Lagerung von einer Welle gehalten ist, die in von einem mit dem Maschinengehäuse verbundenen Lagerständer gehaltenen Lagern drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10) in an sich bekannter Weise aus einem zentralen Rohr (13) und zwei sich konisch verjün genden hohlen Endabschnitten (11,12) aufgebaut ist daß zur Verbindung dar Welle (10) mit dem Rotor (9) in diesem ein axialer Hohlraum (14) vorgesehen ist in den ein hohler Endabschnitt der Welle eingesetzt ist, und ein durch den Hohlraum der WeHe (10) geführten Zapfen (15) auf der einen Seite in den Rotor (9) eii·geschraubt ist und auf der anderen Seite über eine Mutter (17) die Welle mit dem Rotor in axialer Richtung verspannt, und daß der Stator (4) mit einer Hebeeinrichtung (27—31) versehen ist. die den Rotor bei abgezogener Welle in seiner zentrierten Lage hält.

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (27—31) aus einer Anordnung von mehreren Haltenocken (26) besteht, die in gleichen Abständen voneinander um eine Umfangsnut (25) angeordnet sind, die am Ende des Koters (9) ausgebildet ist, wobei die Haltenocken (26) über eine Drehung in die Nut (25) eingesetzt werden können und ^rehbar in paraiieien horizontalen Lagern (2S) gt lalten sind, die am Maschinengehäuse (1) befestigt urd exzentrisch über Kiirbelglieder (30) mit einem einzigen Kopplungsring (3i) verbunden sind, der koaxial zum Rotor (9) angeordnet ist.