DE60123003T2

DE60123003T2 - Werkzeug zum Einbau von Leitschaufeln

Info

Publication number: DE60123003T2
Application number: DE60123003T
Authority: DE
Inventors: Christopher C. East Hartford McFarland
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: DE60123003D1; ATE339594T1; BR0106497A; MXPA01013044A; JP2002213210A; SG92823A1; EP1219786B1; EP1219786A2; MY128918A; US6671938B2; CA2364758C; DK1219786T3; TW515862B; US20020078563A1; US20030140493A1; EP1219786A3; CA2364758A1; PT1219786E; US6640437B2; JP3703761B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Installieren von Statorleitschaufeln in einer Turbinenmaschine und ein Verfahren zur Verwendung desselbigen.
Turbinenmaschinen werden typischerweise durch Stapeln von Rotor- und Statorleitschaufelanordnungen eine auf der anderen und durch Anbringen der Statorleitschaufeln an einem Maschinengehäuse gebildet. Neuere Maschinen verwenden ein einstückiges Maschinengehäuse anstelle der früheren Konstruktion mit geteiltem Gehäuse. Das hat zu einem blind Arbeiten während des Anbringens der Statorleitschaufeln an dem Maschinengehäuse geführt, was einen Einfluss darauf haben kann, wie gut die Statorleitschaufeln an dem Maschinengehäuse angebracht sind. Es ist wichtig, dass die Statorleitschaufeln fest gegen das Gehäuse während der Installation gehalten werden, um unerwünschte Schwingungen während des Maschinenbetriebs zu verhindern. Frühere Werkzeuge, die zum Installieren der Statorleitschaufeln verwendet wurden, können bei dem einstückigen Maschinengehäuse nicht verwendet werden. Deshalb besteht dort ein Bedürfnis nach einem Installationswerkzeug, welches dazu beiträgt, die korrekte Installation von Statorleitschaufeln in einem einstückigen Maschinengehäuse sicherzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Installationswerkzeug bereitzustellen, welches verwendet werden kann, um Statorleitschaufeln zur Anbringung an einem Maschinengehäuse korrekt zu positionieren.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Installieren von Statorleitschaufeln in einem Maschinengehäuse bereitzustellen.
Die vorangegangenen Ziele werden durch die Kombination und das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leitschaufel-Anhebe-Installationswerkzeug gemäß Anspruch 8 bereitgestellt. Das Werkzeug ist von zwei aufpumpbaren, halbkreisförmigen Rohren gebildet, die zwischen einer Rotoranordnung und einer Statorleitschaufelanordnung während der Installation der Statorleitschaufelanordnung platziert werden. Die Rohre sind jeweils einem inneren Ende der Statorleitschaufeln in der Leitschaufelanordnung benachbart positioniert und werden aufgeblasen, aufgefüllt bzw. aufgepumpt, um eine Anhebekraft auf die Leitschaufeln auszuüben. Während sie auf diese Weise abgestützt sind, werden die Leitschaufeln an dem Maschinengehäuse angebracht.
Eine aufpumpbare Anhebevorrichtung zum Entfernen des Rotors eines Waschmaschinenkorbs ist aus US-A-4719685 bekannt. Es ist in dieser Veröffentlichung keine andere Anwendung für diese Vorrichtung vorgeschlagen.
Das Verfahren zum Installieren von Statorleitschaufeln gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet breit Installieren einer ersten Rotoranordnung in einem Gehäuse, Platzieren eines ersten aufpumpbaren Werkzeugs über einem Teil der ersten Rotoranordnung, Positionieren einer ersten Leitschaufelanordnung mit mindestens einer Leitschaufel an einer Oberfläche des Werkzeugs, Aufpumpen des Werkzeugs, so dass ein Teil einer jeden Leitschaufel in der ersten Leitschaufelanordnung gegen das Gehäuse belastet wird, und Verbinden einer jeden Leitschaufel in der ersten Leitschaufelanordnung mit dem Gehäuse.
Weitere Details der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ausgeführt, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Turbinenmaschine;
2 ist eine Draufsicht auf ein Installationswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 ist eine Schnittansicht, welche das Verfahren des Zusammenbaus einer Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. 1 zeigt einen Teil einer Turbinenmaschine 10. Die Maschine 10 hat ein einstückiges äußeres Gehäuse 12. An dem Maschinengehäuse 12 ist eine Mehrzahl von Statorleitschaufeln 14 montiert. Die Maschine 10 hat ferner eine Rotoranordnung 16, die durch eine Mehrzahl von Schichten aus Rotoren 18 gebildet ist. Die Rotorschichten sind miteinander durch Stift- und -Bolzenanordnungen 20 verbunden, die auch zum Verbinden der Rotoranordnung 16 mit einer Ausgangswelle 22 verwendet werden.
Die Statorleitschaufeln 14 sind auskragende Strukturen, die mit einer Nut- und -Halter-Montageanordnung gegen das Gehäuse 12 gehalten sind. Es ist wichtig zur korrekten Montage der Maschine 10, dass die Statorleitschaufeln 14 während deren Installation fest gegen das Gehäuse 12 gehalten sind, um so unerwünschte Schwingungen während des Maschinenbetriebs zu verhindern. Ein Anhebewerkzeug wird benötigt, um eine korrekte Installation der Statorleitschaufeln 14 sicherzustellen.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist ein Werkzeug 40 zum Sicherstellen einer korrekten Installation der Leitschaufeln 14 gezeigt. Das Werkzeug 40 ist durch zwei aufpumpbare Rohre oder Blasen 42 gebildet, die jeweils aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, beispielsweise Nylon, oder einem Gummimaterial gebildet sind. Jedes aufpumpbare Rohr 42 ist bemessen, dass es zwischen eine Rotoranordnung und eine benachbarte zu installierende Leitschaufelanordnung passt. Außerdem hat jedes aufpumpbare Rohr 42 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Konfiguration, um zu erlauben, dass es in dem Maschinengehäuse 12 während der Installation korrekt positioniert ist. Jedes aufblasbare Rohr 42 hat einen Fortsatz 43 mit einem Luftventil 44 an seiner Spitze. Der Fortsatz 43 und das Luftventil 44 erlauben es, das entsprechende Rohr 42 mit einer (nicht gezeigt) Quelle eines Aufpumpfluids (Gas oder Flüssigkeit) zu verbinden. Das Ventil 44 erlaubt auch ein einfaches Entleeren des entsprechenden Rohrs 42 nach dem Abschluss der Installation der Statorleitschaufeln 14.
Es wird nun auf die 3 Bezug genommen. Eine Maschine wird hergestellt, indem zuerst das Gehäuse 12 mit der Nase nach unten ausgerichtet wird. Danach wird eine erste Lage 50 aus Rotoren in dem Gehäuse 12 installiert. Ein aufpumpbares Installationswerkzeug, welches zwei aufpumpbare Rohre 42 aufweist, wird über eine Oberfläche der Rotorlage 50 positioniert, während die Rohre 42 in einem entleerten Zustand sind. Das Werkzeug 40 wird an der Rotorlage 50 so positioniert, dass jedes Rohr 42 einem Innenrand 52 einer zu installierenden Anordnung von Statorleitschaufeln 14 benachbart ist. Nach dem Platzieren des Werkzeugs 40 wird eine erste Anordnung von Statorleitschaufeln 14 in dem Gehäuse 12 positioniert. Die Anordnung von Statorleitschaufeln ist typischerweise eine ringförmige Anordnung einer Mehrzahl von Statorleitschaufeln. Nach dem Positionieren der Anordnung von Statorleitschaufeln in dem Gehäuse 10 wird eine zweite Rotorlage 54 über der ersten Statorleitschaufelanordnung positioniert. Die Rohre 42 werden dann jeweils aufgepumpt, um die Innenränder der Leitschaufeln 14 in der ersten Statorleitschaufelanordnung anzuheben und den vorderen Fuß 46 einer jeden Leitschaufel 40 gegen das Gehäuse 12 zu belasten. Jede Statorleitschaufel 14 wird dann mit dem Gehäuse 12 unter Verwendung eines geeigneten Verbindungssystems (nicht gezeigt), welches im Technikgebiet bekannt ist, verbunden. Nach der Installation der Statorleitschaufeln 20 in der ersten Anordnung werden Rotorlagen und Leitschaufelanordnungen wie vorangehend beschrieben gestapelt, wobei ein Werkzeug oder mehrere der Werkzeuge 40 zwischen einer Oberfläche einer jeden Rotorlage und einer benachbarten Oberfläche einer jeden Leitschaufel in einer benachbarten Leitschaufelanordnung positioniert wird.
Nach der Installation aller Statorleitschaufeln 14 werden die Rohre 42 der jeweiligen Werkzeuge 40 entleert. Sobald die Rohre 42 entleert sind, können sie einfach aus dem Raum zwischen einer jeweiligen Rotorlage und einer benachbarten Leitschaufelanordnung entfernt werden.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können die aufpumpbaren Rohre 42 sequentiell oder gleichzeitig aufgepumpt werden. Einer der Hauptvorteile des Werkzeugs 40 ist seine Einfachheit. Andere Werkzeuge, die verwendet werden, um Turbinenmaschinen zu montieren, verwenden viele Haken, um die zu installierenden Leitschaufeln zu greifen. Das Ergebnis ist, dass die Leitschaufeln auf eine schwierige, aufwendige und zeitaufwendige Weise in Position angehoben werden. Das Werkzeug der vorliegenden Erfindung hat auch den Vorteil, dass es Leitschaufel/Gehäuse-Konstrukteuren mehr Freiheit für die Montierbarkeit von Hardware liefert. Das Werkzeug löst auch die Montage bei dem Stapeln in einstückigen Gehäusen. Das Werkzeug kann sowohl zum Zusammenbau der Maschine als auch zur Maschinenüberholung verwendet werden.
Es ist ersichtlich, dass vorangehend ein Pneumatikpressen-Leitschaufel-Anhebeinstallationswerkzeug beschrieben wurde, welches vollständig die Mittel, Ziele und Vorteile, die vorangehend ausgeführt wurden, erfüllt. Obwohl die vorliegende Erfindung im Kontext von speziellen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, wird der Fachmann andere Alternativen, Variationen und Modifikationen erkennen, nachdem er die vorangegangene Beschreibung gelesen hat. Deshalb ist es beabsichtigt, diese Alternativen, Modifikationen und Variationen, welche in den Umfang der angefügten Ansprüche fallen, miteinzuschließen.

Claims

Verfahren zur Montage einer Maschine, aufweisend: Installieren einer ersten Rotoranordnung (50) in einem Maschinengehäuse (12); Platzieren eines ersten aufpumpbaren Werkzeugs (40) über einem Teil der ersten Rotoranordnung (50); Platzieren einer ersten Leitschaufelanordnung mit mindestens einer Leitschaufel (14) an einer Oberfläche des aufpumpbaren Werkzeugs (40); Aufpumpen des aufpumpbaren Werkzeugs (40), so dass ein Bereich einer jeden Leitschaufel (14) in der ersten Leitschaufelanordnung gegen das Maschinengehäuse (12) belastet wird; und Verbinden einer jeden Leitschaufel (14) in der ersten Leitschaufelanordnung mit dem Maschinengehäuse (12), während das Werkzeug (40) in dem aufgepumpten Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend das Orientieren des Maschinengehäuses (12) in einem Zustand Nase nach unten vor dem Installieren der ersten Rotoranordnung (50).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Platzierens des aufpumpbaren Werkzeugs das Platzieren von zwei im Wesentlichen halbkreisförmigen Rohren (42) über mindestens einem Bereich der ersten Rotoranordnung (50) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Platzierens des aufpumpbaren Rohrs das Platzieren eines oder jedes der befüllbaren Rohre (42) einem inneren Ende (52) einer jeden Leitschaufel (14) in der ersten Leitschaufelanordnung benachbart aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend Positionieren einer zweiten Rotoranordnung (54) über der ersten Leitschaufelanordnung; Platzieren eines zweiten aufpumpbaren Werkzeugs (40) über einem Teil der zweiten Rotoranordnung (54); und Positionieren einer zweiten Leitschaufelanordnung mit mindestens einer Leitschaufel (14) über dem ersten aufpumpbaren Werkzeug (40).
Verfahren nach Anspruch 5, ferner aufweisend: Aufpumpen des zweiten Werkzeugs (40) zum Anheben einer jeden Leitschaufel (14) in der zweiten Leitschaufelanordnung; und Anbringen einer jeden Leitschaufel (14) in der zweiten Leitschaufelanordnung an dem Maschinengehäuse (12).
Verfahren nach Anspruch 6, ferner aufweisend das Entleeren eines jeden aufpumpbaren Werkzeugs (40) nachdem die Leitschaufeln (14) in den Leitschaufelanordnungen an dem Maschinengehäuse (12) angebracht wurden.
Werkzeug (40) zum Installieren von Leitschaufeln (14) in einer Turbinenmaschine (10), wobei das Werkzeug aufweist ein erstes und ein zweites aufpumpbares Rohr (42) zum Aufbringen einer Anhebekraft auf einen Bereich einer in der Maschine zu installierenden Leitschaufelanordnung, wobei jedes der aufpumpbare Rohre eine im Wesentlichen halbkreisförmige Konfiguration hat.
Werkzeug nach Anspruch 8, wobei die Rohre (42) aus einem flexiblen Kunststoffmaterial gebildet sind.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, ferner aufweisend, dass die Rohre einen Fortsatz (43) mit einem Ventil (44) zum Verbinden eines jeden aufpumpbaren Rohres (42) mit einer Quelle von Befüllfluid zum Aufpumpen des Werkzeugs und zum Ablassen des Befüllfluids aus dem Rohr, um so das Werkzeug zu entleeren, aufweist.