DK161606B - Fremgangsmaade til udskiftning af en maskindel - Google Patents

Description

i

DK 161606 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til udskiftning af en maskindel ved et maskinanlæg, hvis væsentlige med hinanden koblede maskindele er anbragte på en fælles fundamentsplade, der over enkeltsøjler enten direkte eller over en bundplade er forankret i 5 underbunden.

Et sådant maskinanlæg er fortrinsvis et dampkraftanlægs turbinegruppe med flere huse, hvor maskindel ene udgøres af de enkelte turbiner og generatoren.

Udskiftningen af en maskindel er, hvad enten den er planlagt 10 eller er nødvendiggjort som følge af et havari, et yderst tidskrævende og dermed på grund af den lange stilstandstid en meget omkostningskrævende operation. Selv i tilfælde af at erstatningskomponenterne, med hvilke maskindel ene skal udskiftes, allerede er oplagret på stedet, er monteringen af erstatningskomponenterne, 15 justeringen af deres stilling og deres afprøvning meget tidskrævende.

Dersom der desuden skal foretages systembetingede ændringer ved de eksisterende fundamenter, kan det f.eks. ved et atomdrevet anlæg forekomme, at tidsforbruget hertil er større end den tid, der 20 er afsat til den periodiske udskiftning af brændsel.

Formålet med opfindelsen er at eliminere de nævnte ulemper og opnå den kortest mulige ombygningstid af anlægget.

Ved et anlæg af den indledningsvis nævnte art løses denne opgave ifølge opfindelsen ved hjælp af en fremgangsmåde, som er 25 ejendommelig ved, at i en forberedelsesfase - fremstilles der på hertil fremstillede hjælpesøjler eller på en allerede eksisterende bundplade en egen fundaments- 30 plade for den nye maskindel, der skal tilkobles, hvilken fundamentsplade over justeringselementer er understøttet på hjælpesøjlerne eller på den eksisterende bundplade, - forsynes den på fundamentspladen anbragte nye maskindel, 35 der skal tilkobles, med lejer, færdigmonteres, justeres i sin stilling og afprøves for alle funktioner, og at i en udskiftningsfase DK 161606B |

2 I

i - frakobles maskindelen, der skal udskiftes, fra de øvrige maskindele, og adskilles dens fundamentspladedel fra de øvrige maskindeles fundamentspladedel og fra enkeltsøjlerne 5 - fjernes maskindelen, der skal udskiftes, enten ved hjælp af hejseorganer, medens dens fra den øvrige fundamentspiade-del adskilte fundamentspladedel sønderbrydes, eller ved at maskindelen, der skal udskiftes, sammen med sin fra den øvrige fundamentspladedel adskilte fundamentspladedel, for-10 trinsvis ved hjælp af hydrauliske midler forskydes på en hjælpekonstruktion, - forskydes hele konstruktionsenheden bestående af den nye maskindel, der skal tilkobles med fundamentspladen, til den 15 fra den øvrige fundamentspladedel adskilte fundamentspla dedels tidligere position og sættes her over tilsvarende justeringselementer ned på enkeltsøjlerne, og - understøttes enheden efter den endelige justering af den- 20 nes stilling udelukkende på justeringselementerne og for bindes monolitisk med de øvrige maskindeles fundamentspladedel og enkeltsøjlerne.

Det er særligt hensigtsmæssigt, dersom der allerede i for-25 berede!sesfasen anbringes hjælpesøjler på de enkeltsøjler, der befinder sig i umiddelbar nærhed af den fundamentspladedel, der skal adskilles. Endvidere bør allerede i denne fase også forskydningsbanerne for den gamle og den nye maskindel samt hjælpestrukturen til optagelse af den gamle maskindel etableres.

30 Et udførelseseksempel for opfindelsen er skematisk anskue- liggjort på tegningen. Tegningen omfatter kun de til forståelsen af opfindelsen væsentlige dele, ved hjælp af hvilke den nye fremgangsmåde fork!ares.

På tegningen viser: 35 Fig. 1 et sidebillede af et maskinanlæg med fundament i længdesnit, fig. 2 et perspektivisk billede af et fundament bestående af en fundamentsplade og enkeltsøjler, fig. 3 et del biIlede af fundamentet efter fjernelse af

DK 161606 B

3 fundamentspladedelen, fig. 4 hjælpekonstruktionen og arbejdsmåden ved udskiftningen og 5 fig. 5 et justeringselement og en indstillingsfjeder på en enkeltsøjle.

Fig. 1 viser et maskinanlæg i form af en dampturbinegruppe, der i det væsentlige består af en højtryksturbine 1, en mellemtryksturbine 2 og en lavtryksturbine 3, på hvilken der er ophængt en 10 kondensator 4. Delturbinerne er koblede med hinanden samt med en generator 5 og et magnetiseringsmaskineri 6. Turbinegruppen står på et fundament, der her er sammensat af en fundamentsplade 7, flere enkeltsøjler 8 samt en fundamentsbundplade 9. Af selve fundamentspladen ses kun tværdelene. Fundamentsbundpladen 9 er understøttet på 15 underbunden.

Fig.2 viser et tomt fundament til en større turbinegruppe med to lavtryksturbiner, til hvilke der er udformet udsparinger 10. Fundamentet kan være et monolotisk betonfundament eller et fjederfundament med enkeltsøjler.

20 Til forklaring af opfindelsen antages, at generatoren i et anlæg med et fundament som det i fig. 2 viste skal udskiftes inden for den kortest mulige frist. Dette skal ske i løbet af en i forvejen fastsat stilstandsperiode.

I det følgende vil den maskindel, der skal udskiftes, og den 25 nye maskindel, der skal tilkobles, være to generatorer, medens den blivende maskindel udgøres af samtlige del turbiner.

Ifølge opfindelsen kan udskiftningen kun foretages hurtigt, dersom ikke kun generatoren alene men sammen med denne også den tilhørende fundamentspladedel udskiftes.

30 Udskiftningsarbejdet foregår derefter i to tidsmæssigt fra hinanden adskilte perioder.

I den første fase, den såkaldte forberedelsesfase, træffes følgende foranstaltninger:

Under antagelse af, som vist i fig. 4, at der i umiddelbar 35 nærhed af maskinanlægget forefindes en platform eller en ubenyttet fundamentsbundplade 12 i samme vandrette plan, udstøbes der på dette fundament en betonfundamentsplade 7b for den nye generator 5b i en hertil opbygget forskalling. Det vil forstås, at der om nødvendigt hertil skal fremstilles en egen hjælpeplatform på passende

DK 161606 B

4 dimensionerede søjler.

Når betonen er størknet, hæves fundamentspladen 7b ved hjælp af hjælpemidler og sættes ned på justeringselementer 13, hvis position kun er antydet i fig. 4. Der skal drages omsorg for, at 5 disse justeringselementer 13 i forhold til fundamentspladen 7b og i forhold til hinanden har samme afstande a,b,c som de tilsvarende enkeltsøjler 8 under generatoren, der skal fjernes. Ved denne foranstaltning er der draget omsorg for, at bøjningslinien for den nye konstruktionsenhed 5b,7b under alle omstændigheder forbliver 10 uændret. Dette betyder at der allerede ved fremstillingsstedet fås den samme deformationskonfiguration som ved det endelige opstillingssted. Dette er især vigtigt, fordi tætningsspalten ved brintkølede generatorer kun er ca. 1/10 mm og dermed er meget kritisk.

Derefter opbygges den nye generator 5b på den hævede funda-15 mentsplade 7b. Statoren anbringes, lejebukkene monteres, rotoren skydes ind i statoren og lægges i lejerne. Generatoren justeres i sin stilling til den endelige position. Derefter foretages den elektriske afprøvning, hvortil der som drev tilkobles en ikke vist elektrisk motor.

20 Parallelt med monteringen af generatoren forberedes hjælpe anlæggene for den nye generator 5b neden under fundamentspladen 7a for generatoren 5a, der endnu er i drift. Som eksempler herpå kan· nævnes olie- og brintforsyningen.

Ved den her betragtede fundamentskonfiguration hører end-25 videre også opbygningen af hjælpesøjler 14 til forberedelsesfasen.

Over afstanden a tjener de til understøtning af den udkragende del af den nye fundamentsplade 7b på opstil!ingsstedet. Disse søjler 14 støbes fortrinsvis på enkeltsøjlerne 8a, der bærer den bageste lavtryksturbinedel .

30 Endvidere forberedes også parkeringspladsen for generatoren 5a, der skal udrangeres, og forskydningsbanerne 15 opbygges delvis på hjælpesøjlerne 16. Dette sker kun delvis, fordi pladsen neden under generatoren 5a, der stadig er i drift, endnu er utilgængelig på dette tidspunkt.

35 Derimod kan forskydningsbanen lægges neden under den nye _______________ generator 5b (vist med stiplede linier i fig. 4). Hertil bliver den nye konstruktionsenhed fundamentsplade + generator hævet med hjælpemidler, hvorefter banerne 15 trækkes ind under fundamentspladen, og enheden sænkes ned på forskydningsbanen.

DK 161606 B

5

Derefter opstilles et hejseapparat hen over generatoren 5a.

Hertil rejses otte bæresøjler 17 ved siderne af fundamentspladen 7a.

Hver to over for hinanden anbragte søjler forbindes oven over generatoren med hinanden ved hjælp af tværbjælker 18. Elementerne 17,18 5 danner således fire portaler. Forberedelsesfasen er nu afsluttet.

Udskiftningsfasen begynder med, at turbinegruppen standses. Generatoren 5a kobles fra den sidste lavtryksdel turbine. Alle elektriske forbindelser og rørforbindelser adskilles.

Der findes herefter en første løsning, ved hvilken genera-10 toren 5a afmonteres af fundamentspladen 7a og fjernes separat, eventuelt efter at rotoren på grund af den høje totalvægt er udtaget. Derefter kan fundamentspladen 7a sønderbrydes.

En anden væsentligt hurtigere løsning er at forskyde generatoren 5a sammen med dens fundamentsplade 7a til den forberedte 15 parkeringsplads.

Hertil fastgøres fundamentspladen 7a ved otte steder til portalerne 17,18 ved hjælp af træktove.

Derefter foretages den mekaniske adskillelse. I fig. 2 er de hensigtsmæssigste skilleplaner betegnede med d-d og e-e.

20 Ved skilleplanet d-d, i hvilket fundamentspladedelen 7a adskilles fra hele fundamentspladen 7, skal det påses, at adskillelsen ikke sker umiddelbart bag enkeltsøjlerne 8a. Skillestedet skal derfor være forskudt med målet f. Formålet hermed er, at de i afsnittet f værende armeringsjern skal benyttes til forbindelsen med 25 den nye fundamentspladedel. Derefter afhugges betonmaterialet i afsnittet f manuelt, således at armeringsjernene 19 frilægges (fig.

3).

Ved skillestedet e-e ved de fire enkeltsøjler 8 kan det ikke undgås, at også armeringen overskæres.

30 Efter adskillelsen hæves fundamentspladen 7a ved hjælp af de allerede nævnte træktove. Forskydningsbanen 15 føres ind under fundamentspladen, hvorefter denne sænkes ned på banen og derefter kan forskydes.

Ved hjælp af i og for sig kendte hydrauliske midler manøv-35 reres den adskilte fundamentsplade hen over den teflonbelagte forskydningsbane og ind på den forberedte parkeringsplads, idet den først forskydes i maskinakseretningen og derefter på tværs af denne.

Under denne operation kan de frie endeflader af de over-skårne enkeltsøjler 8 forberedes til optagelsen af den nye

DK 161606 B

6 fundamentspiade 7b. Ifølge fig. 5 bores der huller 20 i søjlerne.

Denne foranstaltning foretages også ved hjælpesøjlerne 14. Disse huller, sædvanligvis længdeboringer, er bestemt til optagelse af nye armeringselementer 21 (fig. 3). Det vil forstås, at tilsvarende 5 huller 20' allerede under forberedelsesfasen er anbragt ved undersiden af den nye fundamentsplade 7a. Under forskydningsfasen kan også de ovennævnte armeringsjern 19 på fundamentspladen 7 frilægges.

Ved hjælp af de hydrauliske midler forskydes konstruktions-enheden 5b,7b derefter på forskydningsbanen 15 til dens endelige 10 position. Under denne forskydning er konstruktionen understøttet på justeringselementerne 13 med de samme understøtningsafstande som i forberedelsesfasen. Deformationsbetingelserne for enheden forbliver således uændrede. Til udligning af eventuelle ujævnheder på forskydningsbanen er der på hjælpesøjlerne 16 anbragt i og for sig 15 kendte flade, hydrauliske organer til finindstilling af forskydningsbanen i højden.

I endesti 11 ingen hænges konstruktionsenheden ved hjælp af de nævnte træktove op i portalerne 17,18. Forskydningsbanen neden under fundamentspladedelen 7d demonteres. Justeringselementerne 13 an-20 bringes med de rigtige afstande a, b, c på enkeltsøjlerne 8 og hjælpesøjlerne 14, hvorefter enheden sænkes ned på justeringselementerne. Som justeringselementer anvendes simpelte ved hjælp af et gevind højdeindstillelige bolte 23 (fig. 5).

Derefter stillingsjusteres enheden i alle planer. Hertil 25 anbringes der, som vist i fig. 5, indstillingsfjedre 22 på de frie ender af søjlerne 8 og søjlerne 14.

Indstillingen i lodret retning og centreringen i koblingsplanet sker udelukkende over disse hydraulisk betjente indstillingsfjedre, idet justeringselementerne 13 kun efterføres. Der gås 30 her ud fra den idé, at der ved hævning af fundamentspladen ved et bestemt sted ikke skal optræde nogen deformation, f.eks. ved at fundamentspladen i tilfælde af stive justeringselementer desuden ville kunne blive hævet ved et andet sted og derved blive udsat for en udbøjning.

35 Indstillingen i længde- og tværretningen foretages ved hjælp af passende anbragte forskydningselementer. Herunder understøttes fundamentspladedelen 7b stadig udelukkende på indstillingsfjedrene 22. Disse indstillingsfjedre muliggør forholdsvis store vandrette bevægelser, men ville ved aflastning af det pågældende 7

DK 161606 B

forskydningselement fjedre tilbage og derved ændre den foretagne indstilling. Dersom man f.eks. vil gennemføre en forskydning i centimeterområdet mod siden, vil man gennemføre dette i flere etaper: forskydning-efterføring af indstil!ingselementer-aflastning 5 af fjeder, forskydning-efterføring af indstillingselementer-aflastning af fjeder, osv.

Efter den endelige indstilling fjernes fjedrene 22. Konstruktionsenheden hviler nu udelukkende på de seks indstillingselementer 13. Generatoren 5b kan derefter kobles til turbinen. Allerede 10 under stillingsjusteringen kan generatoren elektrisk og med sine rørledninger forbindes med hjælpeaggregaterne. Disse er sædvanligvis opstillet på den i fig. 3 viste mellembund 24 neden under generatoren.

Afslutningsvis foretages den monolitiske forbindelse af den 15 nye fundamentspladedel 7b med fundamentspladen 7 og søjlerne 7,14.

Det vil forstås, at den mod fundamentspladen 7 vendende endeflade af den nye fundamentspladedel 7b ligeledes er forsynet med tilslutningsjern. Disse sammenflettes med armeringsjernene 19. Den mellem fundamentspladedelene 7 og 7b dannede spalte forskalles og udstøbes 20 med beton. Derefter indsættes armeringen 21 i hullerne 20,20' i søjlerne 8 og søjlerne 14 rundt om justeringselementerne 13, hvorpå der fremstilles en forskalling, og armeringen og justeringselementerne indstøbes i beton.

Dermed er udskiftningen afsluttet. Derefter kan de sidste 25 rørarbejder og en afsluttende afprøvning og i drifttagning foreta ges.

Det skal bemærkes, at ved en 1000 MW turbogenerator, ved hvilken de masser 5a,7a henholdsvis 5b,7b, der skal bevæges, hver vejer ca. 2000 t, varer udskiftningsfasen under 3 uger.

30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til udskiftning af en maskindel (5a,5b) ved 5 et maskinanlæg, hvis væsentligste med hinanden koblede maskindele (1-6) er anbragte på en fælles fundamentsplade (7), der over enkel tsøjler (8) enten direkte eller over en bundplade (9) er forankret i underbunden, kendetegnet ved, at i en forberedelsesfase 10 - fremstilles der på hertil fremstillede hjælpesøjler eller på en allerede eksisterende tilstødende bundplade (12) en egen fundamentsplade (7b) for den nye maskindel (5b), der skal tilkobles, hvilken fundamentsplade (7b) over justeringsele- 15 menter (13) er understøttet på hjælpesøjlerne eller på den ; i allerede eksisterende bundplade (12), - forsynes den på fundamentspladen anbragte nye maskindel (5b), der skal tilkobles, med lejer, færdigmonteres, juste- 20 res i sin stilling og afprøves for alle funktioner, og at i en udskiftningsfase - frakobles maskindelen (5a), der skal udskiftes, fra de 25 øvrige maskindele (1-3) og adskilles dens fundamentsplade del (7a) fra de øvrige maskindeles (1-3) fundamentspladedel (7) og fra enkeltsøjlerne (8), - fjernes maskindelen (5), der skal udskiftes, enten ved 30 hjælp af hejseorganer, medens dens fra den øvrige funda- mentspladedel (7) adskilte fundamentspladedel (7a) sønder-brydes, eller ved at maskindelen (5a), der skal udskiftes, sammen med sin fra den øvrige fundamentspladedel (7) adskilte fundamentspladedel (7a), fortrinsvis ved hjælp af 35 hydrauliske midler forskydes på en hjælpekonstruktion, - forskydes hele konstruktionsenheden bestående af den nye maskindel (5b), der skal tilkobles, og fundamentspladen (7b) til den fra den øvrige fundamentspladedel (7) adskilte DK 161606 B 9 fundamentspladedels (7a) tidligere position og sættes her over de samme justeringselementer (13) ned på enkeltsøjlerne (8), og 5. understøttes enheden (5b,7b) efter den endelige justering af dennes stilling udelukkende på justeringselementerne (13) og forbindes monolitisk med de øvrige maskindeles (1-3) fundamentspladedel (7) og enkeltsøjlerne (8).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at justeringselementerne (13) i forberedelsesfasen har de samme indbyrdes afstande (a,b,c) som de pågældende enkeltsøjler (8) neden under maskindelen (5a), der skal udskiftes.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, 15 at afstandene mellem fundamentspladen (7b) under transporten på en forskydningsbane (15) er i det mindste tilnærmelsesvis de samme som under forberedelsesfasen.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at under forskydningen af den nye konstruktionsenhed (5b,7b) er 20 dennes hjælpesøjler (16), for at undgå deformationer på grund af ujævnheder ved forskydningsbanen (15), forsynet med fladpresser til fi ni ndsti11 i ng af forskydningsbanens højdestilling.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den lodrette indstilling af enheden og justeringen af planslaget 25. koblingsplanen sker ved hjælp af indstil!ingsfjedre (22), der ligeledes er understøttet på de frie endeflader af de overskårne enkeltsøjler (8), og at fundamentspladen (7b) af hensyn til finjusteret forskydning af enheden i længde- og tværretningen udelukkende er understøttet på indstillingsfjedrene (22).

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der til understøtning af den udkragede del af den nye fundamentsplade (7b), der skal forbindes med den blivende maskindels fundamentspladedel (7), fortrinsvis under forberedelsesfasen påstø-bes hjælpesøjler (14) på den blivende maskindels (1-3) nærmeste 35 enkeltsøjler (8a).

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i tilfælde af at fundamentspladen (7) og enkeltsøjlerne (8) består af stålbeton til en monolitisk forbindelse af fundamentspladen (7b) med enkeltsøjlerne (8), udformes længdeboringer (20,20') i 5 DK 161606 B 10 undersiden af fundamentspladen og i de frie endeflader af enkeltsøjlerne til optagelse af armeringselementer (20), der sammen med det pågældende justeringselement (13) indstøbes i beton. 10 15

20 I 25 30 35