EP2846001B1 - Montage- und Demontageverfahren eines Gasturbinenrotors und zugehörige Werkzeug - Google Patents

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EP2846001B1
EP2846001B1 EP13183274.3A EP13183274A EP2846001B1 EP 2846001 B1 EP2846001 B1 EP 2846001B1 EP 13183274 A EP13183274 A EP 13183274A EP 2846001 B1 EP2846001 B1 EP 2846001B1
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EP
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rotor
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outer sealing
housing
gas turbine
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Petra Kufner
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MTU Aero Engines AG
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Definitions

  • the present invention relates to a method for dismantling a rotor, in particular the foremost rotor, of a gas turbine, a method for assembling such a rotor and a tool for fixing at least one further rotor during such assembly or disassembly.
  • a low-pressure gas turbine with a housing and a duct is known, in which a plurality of rotors are arranged one behind the other in order to extract energy from a gas.
  • the outer diameter of the channel and the rotors arranged one behind the other increase in the flow direction.
  • a foremost rotor with the smallest outer diameter is first inserted into the conical channel from the rear against the direction of flow, then another rotor with a larger outer diameter etc. up to the rearmost rotor with the largest outer diameter.
  • all rear rotors must first be dismantled in the reverse order, before the foremost rotor can finally be pulled backwards out of the conical channel.
  • the foremost rotor is usually subjected to the highest mechanical and/or thermal stresses, so it is most often dismantled for inspection and/or maintenance purposes.
  • An object of an embodiment of the present invention is to improve the inspection and/or maintenance of a gas turbine.
  • Claim 11 protects a tool for use in a method according to the invention.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
  • One aspect of the present invention relates to a method for dismantling a rotor of a gas turbine.
  • the gas turbine can in particular be a low-pressure gas turbine or turbine stage, preferably of an aircraft engine, and have a housing and a channel in which the rotor is arranged and which diverges in a flow direction.
  • a housing part of a multi-part overall housing is also referred to as housing for short.
  • a contour, in particular a diameter, of the channel can widen in the direction of flow, in particular at least essentially monotonously and/or in steps.
  • a guide vane can be arranged in the direction of flow before and/or after one or more rotors, in particular between adjacent rotors.
  • the rotor to be dismantled is a first or frontmost or most upstream rotor in the direction of flow, and the further rotor or rotors are correspondingly rearward or more downstream rotors.
  • an axial position upstream in the direction of flow is referred to as a front position or front, and an axial position downstream in the direction of flow is referred to as a rear position or rear.
  • the rotor to be dismantled has one or more rotor blades distributed in the circumferential direction and a rotor disk.
  • the rotor blades can be detachably, in particular form-fittingly, preferably by means of profiled blade roots, or permanently, in particular materially, fastened to the rotor disk, preferably integrally or as so-called BLISK together with the rotor disk.
  • the rotor blades have outer shrouds radially on the outside, which together form an outer ring; in another embodiment, the rotor blades have no outer shroud.
  • an outer contour, in particular an outer diameter, of the moving blades of the rotor, in particular of an outer ring of the rotor, widens in the flow direction.
  • the outer ring can have one or more axially spaced radial flanges or sealing tips, which extend radially outwards.
  • an outside diameter of a front radial flange is smaller than an outside diameter of a rear radial flange.
  • a maximum outside diameter of the rotor to be dismantled is in its rear half in the flow direction.
  • An outer sealing ring is arranged between the rotor and the housing.
  • the outer sealing ring of a gas turbine is a first or frontmost or most upstream outer sealing ring in the direction of flow.
  • the outer sealing ring can be detachably attached to the channel or housing.
  • an axial flange of the outer sealing ring that is at the rear in the direction of flow can be hooked into a corresponding groove in the housing, which in a further development can be formed by a guide grid attached to the housing.
  • the outer sealing ring has a run-in coating and/or a honeycomb seal radially on the inside or facing the rotor.
  • an inner contour, in particular an inner diameter, of the outer sealing ring expands in the flow direction, in particular monotonically, preferably in one or more paragraphs.
  • a shoulder of the inner surface of the mounted outer sealing ring is opposite a radial flange of an outer ring of the rotor to be dismantled, and another shoulder is opposite a further radial flange of the outer ring.
  • a minimum, in particular frontmost, inner diameter of the outer sealing ring is smaller than a maximum outer diameter of the rotor, in particular than a rearmost outer diameter of an outer ring, preferably than an outer diameter of a (rearmost) radial flange of the outer ring.
  • the rotor to be dismantled is dismantled or axially displaced counter to the direction of flow, in particular forwards out of the housing.
  • the outer sealing ring whose - smaller - minimum inner diameter would come into conflict with its - larger - maximum outer diameter when the rotor is moved, is first moved axially counter to the direction of flow, in particular forwards out of the housing.
  • the rotor itself can then also be displaced axially counter to the direction of flow, in particular forward out of the housing.
  • a rotor in particular the foremost rotor, can be dismantled directly, in particular without dismantling rear rotors. In this way, inspection and/or maintenance, in particular replacement, of the rotor can be simplified.
  • the outer sealing ring can easily be displaced axially out of the channel counter to the direction of flow. If, on the other hand, the minimum (internal) diameter of the section of the channel in front of it in the displacement direction is smaller, this is not possible. Therefore, according to one aspect of the present Invention for dismantling first the outer sealing ring, the maximum outer diameter of which is greater than a minimum (inner) diameter of the channel, divided in the circumferential direction into two or more, preferably at least 16, in particular at least 32 parts. The outer sealing ring parts can then be shifted radially inwards or towards an axis of rotation of the gas turbine and in this way can also be guided past the smaller inner diameter of the channel.
  • outer sealing ring parts can also be displaced purely radially and/or purely axially, at least in sections or in part. For example, the entire outer sealing ring or parts of the outer sealing ring can first be displaced by an axial distance counter to the direction of flow, for example until the channel blocks it. The outer sealing ring parts can then be displaced radially inwards only, or with a further axial displacement superimposed, so that they can pass through the channel.
  • the outer sealing ring parts are also tilted in addition to being shifted axially and/or radially, in particular in order to release them from a circumferential groove of the housing before they are shifted axially.
  • the outer sealing ring parts can, at least essentially, be shifted axially and optionally radially without tilting or do not have to be tilted beforehand for the axial displacement.
  • it can be provided that the outer sealing ring or the outer sealing ring parts are initially displaced axially without tilting.
  • the outer sealing ring is fastened to the housing in a frictionally engaged, detachable manner and without a positive fit counter to the direction of flow.
  • this is understood in particular to mean that the outer sealing ring is fastened to the housing in a detachable and friction-locked manner is that it can be displaced axially, in particular macroscopically or by at least 5 mm, against the direction of flow after the frictional connection has been released, without this being opposed by a radial shoulder of a frictional contact surface of the housing for the frictional connection with the outer sealing ring, in particular a wall of a circumferential groove.
  • the outer sealing ring can be releasably and frictionally fastened to the housing by a one-part or multi-part braced so-called C-ring ("C-clip").
  • the outer sealing ring can be positively secured or fixed to the housing in a further development, in particular by a shoulder on one side, with a circumferential groove being referred to as a shoulder on two or both sides in contrast to such a shoulder on one side.
  • the outer sealing ring is secured or fixed in a form-fitting manner on the housing in the circumferential direction.
  • the outer sealing ring can have one or more radial projections, which extend radially outwards from an outer peripheral surface of the outer sealing ring for frictional engagement with a radially opposite inner peripheral surface of the housing and engage in corresponding axial grooves of the housing, which in particular on an in Flow direction front face of the housing can be arranged.
  • the housing can have one or more radial projections, which extend radially inward from an inner peripheral surface of the housing for frictional engagement with a radially opposite outer peripheral surface of the outer sealing ring and engage in corresponding axial grooves of the outer sealing ring, which in particular on a rear end face in the direction of flow of the outer sealing ring can be arranged.
  • An extent of a radial projection in the circumferential direction can be less than, equal to or greater than a distance in the circumferential direction between two circumferentially adjacent walls of two circumferentially adjacent grooves.
  • the outer sealing ring and the housing are fastened to one another with a friction fit, and not in a form-fitting manner, or only in the circumferential direction and/or in the direction of flow, but not against the Flow direction secured or fixed, in particular not by means of a circumferential groove.
  • an initial tilting of the outer sealing ring or parts of the outer sealing ring can be avoided by initially displacing them axially counter to the direction of flow.
  • the rotor to be dismantled in its assembly position can prevent a radial displacement of the outer sealing ring parts.
  • the rotor is initially or before the radial displacement of the outer sealing ring parts axially displaced in the direction of flow. In this way (additional) space can be made available for the radial displacement of the outer sealing ring parts radially inwards, possibly with superimposition of an axial displacement counter to the flow direction.
  • the housing can be connected to a connecting flange on its front face.
  • this connection flange can be part of a high-pressure turbine, which is upstream of a low-pressure turbine, part of an upstream combustion chamber or the like, or a connecting piece thereto.
  • the connection flange can also be part of a transport cover for closing the channel or the like.
  • a connecting flange connected to the housing and whose inner diameter facing the rotor is smaller than the maximum outer diameter of the outer sealing ring is detached from the housing.
  • a connection flange without a through opening is also referred to as a connection flange whose inner diameter facing the rotor is equal to zero and is therefore smaller than the maximum outer diameter of the outer sealing ring.
  • one or more further rotors of the gas turbine can be supported or mounted radially and/or axially via the rotor to be dismantled. If the rotor is dismantled without first dismantling the other rotors, this support or bearing is omitted. Accordingly, in one embodiment, one or more further rotors of the gas turbine are fixed in another way before the axial displacement of the rotor to be dismantled counter to the direction of flow. For this purpose, they can be fixed in particular by means of a detachable tool that is detachably attached to at least one of the other rotors, in particular frictionally and/or positively, and which in turn is supported. In particular, the tool can be supported on the housing of the gas turbine, preferably in a frictionally and/or form-fitting manner.
  • one aspect of the present invention relates to a tool for fixing one or more additional rotors during assembly or disassembly of a rotor of a gas turbine according to a method described here, in particular its use for fixing one or more additional rotors when assembling or disassembling a rotor of a gas turbine using a method described here.
  • the tool has a fastening means for positive and/or frictional fastening to the housing and/or one or more other rotors of the gas turbine.
  • the fastening means can in particular have one or more recesses and/or projections for positive fastening and/or one or more clamping means, in particular screws, for frictional fastening.
  • the tool has a radial flange for attachment to the housing and an axial web for reaching through one or more further rotors radially on the inside and being attached to them.
  • One aspect of the present invention relates to the initial assembly or reassembly of the rotor, in particular a foremost rotor in the flow direction from the front into the housing.
  • the assembly can be carried out essentially in reverse to the disassembly explained above, so that additional reference is made to this.
  • the rotor to be assembled is first displaced axially in the direction of flow, in particular into the housing, and then the outer sealing ring is displaced axially in the direction of flow, particularly into the housing.
  • parts of the outer sealing ring are shifted radially towards the housing of the gas turbine and then joined together to form the outer sealing ring, in particular braced in the circumferential direction and/or connected in a form-fitting manner.
  • This radial displacement can also be superimposed, at least in sections or phases, with an axial displacement of the entire outer sealing ring or the parts of the outer sealing ring.
  • the rotor After the radial displacement of the outer sealing ring parts, the rotor is displaced axially counter to the direction of flow. As a result, room for movement for the radial displacement can be created at times.
  • a connecting flange whose inner diameter facing the rotor is smaller than the maximum outer diameter of the outer sealing ring is connected to the housing, preferably detachably.
  • the outer sealing ring can be fastened, preferably detachably, to the housing or a connection of the outer sealing ring to the housing can be closed.
  • a C-ring can be fitted, which frictionally clamps the outer sealing ring and housing.
  • one or more further rotors can be fixed during assembly, in particular by means of a detachable tool and/or on the housing.
  • a corresponding fixation or the tool can be released.
  • FIG. 1 shows a low-pressure gas turbine 1 with a housing 3 and a duct 5, which runs in a flow direction (from left to right in 1 ) diverges in that its diameter increases essentially monotonically in the flow direction.
  • a rotor 19 which is at the front in the direction of flow and a plurality of further, rear rotors 21, 23 and 25 are arranged one behind the other in the direction of flow in the channel.
  • Guide vanes 11, 13, 15 and 17 are arranged between or in front of the rotors and are attached to the housing.
  • the housing On its front face (left in 1 ) the housing is detachably connected to a connecting flange 9 of a high-pressure turbine upstream of the low-pressure turbine 1, on its rear end face (on the right in 1 ) with an outlet housing 7.
  • An outer sealing ring 27, 29, 31 and 33 is arranged between each rotor and the housing.
  • the rotor 19 to be dismantled has a plurality of rotor blades distributed in the circumferential direction, of which 1 one shown partially, and a rotor disk (not shown) to which the blades are attached.
  • Figures 2A-C 1 shows steps of a method for dismantling a rotor of a gas turbine of an aircraft engine according to an embodiment of the present invention, essentially those explained above, on the basis of an enlarged partial illustration 1 corresponds, so that corresponding elements are denoted by identical reference symbols and reference is made alternately to the rest of the description and only differences are discussed.
  • the rotor blades have outer shrouds radially on the outside, which together form an outer ring.
  • the outer diameter of this outer ring increases in the flow direction.
  • the outer ring has two axially spaced radial flanges or sealing tips 19a (cf. Figure 2A ) extending radially outward with an outer diameter of a front radial flange (left in Figure 2A ) is smaller than an outer diameter of a rear radial flange (right in Figure 2A ).
  • a rear axial flange (right in Figure 2A ) of the outer sealing ring is hung between the housing and a subsequent guide vane 13, a front axial flange (on the left in Figure 2A ) of the outer seal ring is secured to the housing by means of a C-ring 45.
  • the outer sealing ring is fastened to the housing counter to the direction of flow, without a form fit, frictionally and detachably: this can be seen, in particular, from the sequence of figures described below Figure 2A ⁇ Figure 2B that the outer sealing ring after loosening the C-ring axially against the direction of flow (to the left in Figure 2A ) can be displaced without being prevented by a stop on the frictional contact surface between the outer sealing ring and the housing.
  • the inner peripheral surface of the housing 3 for frictional engagement with the radially opposite outer peripheral surface of the outer sealing ring 27 has a plurality of radial projections 3.1 (cf. Figure 2B ) which extend radially inwards and are inserted into axial grooves in a rear (right in 2 ) Engage the end face of the outer sealing ring in order to secure or define it in a form-fitting manner on the housing in the circumferential direction and in the direction of flow.
  • the outer sealing ring has a running-in coating 59 designed as a honeycomb seal radially on the inside or facing the rotor.
  • the inner diameter of the outer sealing ring increases monotonically in several steps in the direction of flow, with one step of the mounted outer sealing ring being attached to a radial flange (on the left in Figure 2A ) of the outer ring of the rotor to be dismantled, another shoulder of the assembled outer sealing ring is opposite another radial flange (on the right in Figure 2A ) of the outer ring.
  • a minimum front inner diameter d 27 of the outer sealing ring 27 is smaller than a maximum outer diameter D 19 of the rotor 19, in particular than the outer diameter of its rearmost radial flange 19a.
  • connection flange 9 connected to the housing 3 (cf. 1 ), whose inner diameter facing the rotor (right in 1 ) is smaller than the maximum outer diameter D 27 of the outer sealing ring (cf. Figure 2A ), detached from the housing 3.
  • the outer sealing ring 27 is first shifted axially against the direction of flow and then divided into two or more parts, which are then shifted radially inwards or towards an axis of rotation of the gas turbine and in this way are also guided past the smaller inner diameter of the channel. as in Figure 2C indicated by arrows. As indicated by these arrows, this radial inward displacement is superimposed by a further axial displacement of the outer sealing ring or its parts counter to the direction of flow.
  • the rotor 19 itself is then also pushed axially forwards out of the housing 3 counter to the direction of flow and is thus dismantled directly without dismantling the rear rotors 21 , 23 and 25 . In this way, inspection and/or maintenance, in particular replacement, of the rotor can be simplified.
  • the tool has a radial flange 101 for attachment to the housing 3 and an axial web 102 as well as attachment means 103, 104-106 for positive and/or frictional attachment to the housing 3 and the other rotors 21, 23 and 25.
  • the fastening means can in particular have one or more recesses and/or projections for positive fastening and/or one or more clamping means, in particular screws, for frictional fastening (not shown).
  • a first assembly or reassembly of the foremost rotor 19 in the direction of flow from the front into the housing 3 takes place essentially in reverse to the disassembly explained above, so that additional reference is made to this.
  • the outer sealing ring 27 is detachably fastened to the housing 3 by putting on the C-ring 45, the outer sealing ring and housing are frictionally clamped and the rotor 19 is shifted axially counter to the direction of flow (cf. Figure 2B with reverse arrow direction).
  • the tool 101-106 is then released and the connecting flange 9 is detachably connected to the housing 3.
  • FIG. 3 shows in 2 corresponding representation a part of a gas turbine, 4 an enlargement of a detail of a frictional contact surface between the outer ring and the housing, and figure 5 a section along the line VV in 4 .
  • Elements that correspond to one another are denoted by identical reference symbols, so that reference is made to the above description and only differences are discussed below.
  • the outer sealing ring 27 is fastened to the housing 3 counter to the direction of flow, without a form fit, frictionally and releasably by the C-ring 45: after loosening the C-ring, the outer sealing ring can be moved axially counter to the direction of flow (to the left in 3 ) can be moved without being prevented by a stop on the frictional contact surface between the outer sealing ring and the housing.
  • the outer peripheral surface of the outer sealing ring 27 has a plurality of radial projections 27.1 for frictional engagement with the radially opposite inner peripheral surface of the housing 3, which extend radially outwards and are inserted in axial grooves 3.2 in a front (left in Figures 3-5 ) Engage the end face of the housing in order to secure or set the outer sealing ring in a form-fitting manner on the housing in the circumferential direction and in the direction of flow.
  • the extent of the radial projections 27.1 in the circumferential direction is greater than a distance in the circumferential direction between two walls that are adjacent in the circumferential direction of two axial grooves 3.2 that are adjacent in the circumferential direction.
  • the designation groove and projection does not imply any restriction of generality, since in the case of a plurality of grooves and projections distributed in the circumferential direction, one or the other can be regarded as a groove or projection.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Demontage eines, insbesondere vordersten, Rotors einer Gasturbine, ein Verfahren zur Montage eines solchen Rotors sowie ein Werkzeug zum Fixieren wenigstens eines weiteren Rotors bei einer solchen Montage oder Demontage.
  • Beispielsweise aus der US 7,186,078 B2 ist eine Niederdruck-Gasturbine mit einem Gehäuse und einem Kanal bekannt, in dem hintereinander mehrere Rotoren angeordnet sind, um einem Gas Energie zu entziehen.
  • Die Außendurchmesser des Kanals und der hintereinander angeordneten Rotoren nehmen in Durchströmungsrichtung zu.
  • Dementsprechend wird nach betriebsinterner Praxis zur Montage zunächst ein vorderster Rotor mit dem kleinstem Außendurchmesser entgegen der Durchströmungsrichtung von hinten in den konischen Kanal eingeführt, anschließend ein weiterer Rotor mit größerem Außendurchmesser etc. bis zum hintersten Rotor mit dem größten Außendurchmesser. Zur Demontage des vordersten Rotors müssen entsprechend in umgekehrter Reihenfolge zunächst aufwändig alle hinteren Rotoren demontiert werden, bevor schließlich der vorderste Rotor nach hinten aus dem konischen Kanal gezogen werden kann.
  • Auf der anderen Seite ist der vorderste Rotor in der Regel den höchsten mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt, so dass er am häufigsten zu Inspektions- und/oder Wartungszwecken zu demontieren ist.
  • Aus der FR 2 891 583 A1 und aus der US 2007/0231132 A1 ist jeweils eine Gasturbine mit einem Rotor, einem Gehäuse und einem Kanal, der in einer Durchströmungsrichtung divergiert und in dem der Rotor angeordnet ist, bekannt. Der Vollständigkeit halber sei zudem auch noch auf die DE 601 22 083 T2 und die US 2011/0243725 A1 hingewiesen.
  • Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, die Inspektion und/oder Wartung einer Gasturbine zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 6 gelöst. Anspruch 11 stellt ein Werkzeug zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Demontage eines Rotors einer Gasturbine.
  • Die Gasturbine kann insbesondere eine Niederdruck-Gasturbine bzw. Turbinenstufe, vorzugsweise eines Flugtriebwerks, sein und ein Gehäuse und einen Kanal aufweisen, in dem der Rotor angeordnet ist und der in einer Durchströmungsrichtung divergiert. Zur kompakteren Darstellung wird vorliegend auch ein Gehäuseteil eines mehrteiligen Gesamtgehäuses kurz als Gehäuse bezeichnet.
  • Eine Kontur, insbesondere ein Durchmesser, des Kanals kann sich in Durchströmungsrichtung, insbesondere wenigstens im Wesentlichen monoton und/oder in Absätzen, erweitern.
  • In dem Kanal sind der zu demontierende Rotor und in einer Ausführung noch ein oder mehrere weitere Rotoren angeordnet. In Durchströmungsrichtung vor und/oder nach einem oder mehreren Rotoren, insbesondere zwischen benachbarten Rotoren, kann jeweils ein Leitgitter angeordnet sein.
  • In einer Weiterbildung ist der zu demontierende Rotor ein in Durchströmungsrichtung erster bzw. vorderster bzw. stromaufwärtigster Rotor, der oder die weiteren Rotoren entsprechend hintere bzw. stromabwärtigere Rotoren. Entsprechend wird vorliegend eine in Durchströmungsrichtung stromaufwärtige axiale Position als vordere Position bzw. vorne bezeichnet, eine in Durchströmungsrichtung stromabwärtige axiale Position entsprechend als hintere Position bzw. hinten.
  • Der zu demontierende Rotor weist in einer Ausführung ein oder mehrere in Umfangsrichtung verteilte Laufschaufel und eine Rotorscheibe auf. Die Laufschaufeln können lösbar, insbesondere formschlüssig, vorzugsweise mittels profilierter Schaufelfüße, oder dauerhaft, insbesondere stoffschlüssig, an der Rotorscheibe befestigt, vorzugsweise integral bzw. als sogenannte BLISK zusammen mit der Rotorscheibe ausgebildet sein. In einer Ausführung weisen die Laufschaufeln radial außen Außendeckbänder auf, die zusammen einen Außenring bilden, in einer anderen Ausführung sind die Laufschaufeln außendeckbandlos.
  • In einer Ausführung erweitert sich eine Außenkontur, insbesondere ein Außendurchmesser, der Laufschaufeln des Rotors, insbesondere eines Außenrings des Rotors, in Durchströmungsrichtung.
  • In einer Ausführung kann der Außenring einen oder mehrere axial beabstandete Radialflansche bzw. Dichtspitzen aufweisen, die sich nach radial außen erstrecken. In einer Weiterbildung ist ein Außendurchmesser eines vorderen Radialflansches kleiner als ein Außendurchmesser eines hinteren Radialflansches. In einer Ausführung liegt ein maximaler Außendurchmesser des zu demontierenden Rotors in dessen in Durchströmungsrichtung hinterer Hälfte.
  • Zwischen dem Rotor und dem Gehäuse ist ein Außendichtring angeordnet. Entsprechend ist in einer Ausführung der Außendichtring einer Gasturbine ein in Durchströmungsrichtung erster bzw. vorderster bzw. stromaufwärtigster Außendichtring.
  • Der Außendichtring kann lösbar an dem Kanal bzw. Gehäuse befestigt sein. Insbesondere kann ein in Durchströmungsrichtung hinterer Axialflansch des Außendichtrings in eine entsprechende Nut des Gehäuses eingehängt sein, die in einer Weiterbildung durch ein an dem Gehäuse befestigtes Leitgitter ausgebildet sein kann. In einer Ausführung weist der Außendichtring radial innen bzw. dem Rotor zugewandt einen Einlaufbelag und/oder eine Wabendichtung auf.
  • In einer Ausführung erweitert sich eine Innenkontur, insbesondere ein Innendurchmesser, des Außendichtrings in Durchströmungsrichtung, insbesondere monoton, vorzugsweise in einem oder mehreren Absätzen. In einer Weiterbildung liegt ein Absatz der Innenfläche des montierten Außendichtrings einem Radialflansch eines Au-ßenrings des zu demontierenden Rotors gegenüber, ein weiterer Absatz einem weiteren Radialflansch des Außenrings.
  • In einer Ausführung ist ein minimaler, insbesondere vorderster, Innendurchmesser des Außendichtrings kleiner als ein maximaler Außendurchmesser des Rotors, insbesondere als ein hinterster Außendurchmesser eines Außenrings, vorzugsweise als ein Außendurchmesser eines (hintersten) Radialflansches des Außenrings.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der zu demontierende Rotor entgegen der Durchströmungsrichtung demontiert bzw. axial verschoben, insbesondere nach vorne aus dem Gehäuse heraus.
  • Hierzu wird in einer Ausführung zunächst der Außendichtring, dessen - kleinerer - minimaler Innendurchmesser bei einem Verschieben des Rotors mit dessen - größeren - maximalen Außendurchmesser in Konflikt kommen würde, axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben, insbesondere nach vorne aus dem Gehäuse heraus. Anschließend kann dann auch der Rotor selber axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben werden, insbesondere nach vorne aus dem Gehäuse heraus.
  • Hierdurch kann nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein, insbesondere vorderster, Rotor direkt, insbesondere ohne Demontage hinterer Rotoren, demontiert werden. Auf diese Weise kann die Inspektion und/oder Wartung, insbesondere ein Austausch, des Rotors vereinfacht werden.
  • Sofern der maximale Außendurchmesser des Außendichtrings kleiner als der minimale (Innen)Durchmesser des in Verschieberichtung vor ihm liegenden Abschnitts des Kanals ist, kann der Außendichtring ohne weiteres axial entgegen der Durchströmungsrichtung aus dem Kanal verschoben werden. Sofern hingegen der minimale (Innen)Durchmesser des in Verschieberichtung vor ihm liegenden Abschnitts des Kanals kleiner ist, geht dies nicht. Daher wird nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Demontage zunächst der Außendichtring, dessen maximaler Außendurchmesser größer als ein minimaler (Innen)Durchmesser des Kanals ist, in Umfangsrichtung in zwei oder mehr, vorzugsweise wenigstens 16, insbesondere wenigstens 32 Teile geteilt. Anschließend können die Außendichtringteile radial nach innen bzw. zu einer Drehachse der Gasturbine hin verschoben und auf diese Weise auch an dem kleineren Innendurchmesser des Kanals vorbeigeführt werden.
  • Diese radiale Verschiebung nach innen und die axiale Verschiebung entgegen der Durchströmungsrichtung können, wenigstens abschnitts- bzw. teilweise, überlagert sein bzw. werden. Dies kann in einer Ausführung den zum Ausführen entgegen der Durchströmungsrichtung erforderlichen Aufwand und/oder Bewegungsraum minimieren. Zusätzlich oder alternativ können Außendichtringteile auch, wenigstens abschnitts- bzw. teilweise, rein radial und/oder rein axial verschoben werden. Beispielsweise können der gesamte Außendichtring oder Außendichtringteile zunächst um eine axiale Weglänge entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben werden, beispielsweise bis zu einem Blockieren durch den Kanal. Anschließend können die Außendichtringteile rein radial oder unter Überlagerung einer weiteren axialen Verschiebung nach radial innen verschoben werden, so dass sie den Kanal passieren können.
  • In einer Ausführung werden die Außendichtringteile zusätzlich zu einem axialen und/oder radialen Verschieben auch gekippt, insbesondere, um sie vor einem axialen Verschieben aus einer Umfangsnut des Gehäuses zu lösen. In einer bevorzugten Ausführung können die Außendichtringteile hingegen, wenigstens im Wesentlichen, kippfrei axial und gegebenenfalls radial verschoben werden bzw. müssen zur axialen Verschiebung nicht vorab gekippt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Außendichtring bzw. die Außendichtringteile anfänglich zunächst kippfrei axial verschoben werden.
  • Insbesondere hierzu ist nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung der Außendichtring an dem Gehäuse reibschlüssig, lösbar und entgegen der Durchströmungsrichtung formschlussfrei befestigt. Hierunter wird vorliegend insbesondere verstanden, dass der Außendichtring an dem Gehäuse derart lösbar und reibschlüssig befestigt ist, dass er nach Lösen des Reibschlusses entgegen der Durchströmungsrichtung axial, insbesondere makroskopisch bzw. um wenigstens 5 mm, verschoben werden kann, ohne dass dem ein radialer Absatz einer Reibkontaktfläche des Gehäuses zur reibschlüssigen Verbindung mit dem Außendichtring entgegensteht, insbesondere eine Wand einer Umfangsnut. Der Außendichtring kann an dem Gehäuse in einer Ausführung durch einen ein- oder mehrteiligen verspannten sogenannten C-Ring ("C-Clip") lösbar und reibschlüssig befestigt sein bzw. werden.
  • In Durchströmungsrichtung kann in einer Weiterbildung der Außendichtring an dem Gehäuse hingegen formschlüssig gesichert bzw. festgelegt sein, insbesondere durch einen einseitigen Absatz, wobei vorliegend eine Umfangsnut im Gegensatz zu einem solchen einseitigen Absatz als zwei- bzw. beidseitiger Absatz bezeichnet wird.
  • In Umfangsrichtung ist der Außendichtring in einer Ausführung formschlüssig an dem Gehäuse gesichert bzw. festgelegt. Hierzu kann in einer Weiterbildung der Au-ßendichtring einen oder mehrere radiale Vorsprünge aufweisen, die sich von einer Außenumfangsfläche des Außendichtrings zum Reibschluss mit einer radial gegenüberliegenden Innenumfangsfläche des Gehäuses radial nach außen erstrecken und in entsprechende axiale Nuten des Gehäuses eingreifen, die insbesondere an einer in Durchströmungsrichtung vorderen Stirnfläche des Gehäuses angeordnet sein können. Zusätzlich oder alternativ kann das Gehäuse einen oder mehrere radiale Vorsprünge aufweisen, die sich von einer Innenumfangsfläche des Gehäuses zum Reibschluss mit einer radial gegenüberliegenden Außenumfangsfläche des Außendichtrings radial nach innen erstrecken und in entsprechende axiale Nuten des Außendichtrings eingreifen, die insbesondere an einer in Durchströmungsrichtung hinteren Stirnfläche des Außendichtrings angeordnet sein können. Eine Erstreckung eines radialen Vorsprungs in Umfangsrichtung kann kleiner, gleich oder größer sein als ein Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Wänden zweier in Umfangsrichtung benachbarter Nuten.
  • Entsprechend sind in einer Ausführung Außendichtring und Gehäuse in einer Ausführung reibschlüssig aneinander befestigt und dabei formschlüssig nicht oder nur in Umfangsrichtung und/oder in Durchströmungsrichtung, nicht jedoch entgegen der Durchströmungsrichtung gesichert bzw. festgelegt, insbesondere nicht mittels einer Umfangsnut.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung ein anfängliches Kippen des Außendichtrings bzw. von Außendichtringteilen vermieden werden, indem diese anfänglich axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben werden. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, einen Dichtungsspalt zwischen Außendichtring und Rotor zu reduzieren, der andernfalls vergrößert werden muss, um ein Kippen zu ermöglichen, was jedoch die Dichtwirkung verschlechtert.
  • Je nach konstruktiver Gestaltung kann der zu demontierende Rotor in seiner Montagelage einem radialen Verschieben der Außendichtringteile entgegenstehen. Insbesondere daher wird der Rotor zunächst bzw. vor dem radialen Verschieben der Au-ßendichtringteile axial in Durchströmungsrichtung verschoben. Auf diese Weise kann (weiterer) Raum zur radialen Verschiebung der Außendichtringteile nach radial innen, ggfs. unter Überlagerung einer axialen Verschiebung entgegen der Durchströmungsrichtung, zur Verfügung gestellt werden.
  • Das Gehäuse kann an seiner vorderen Stirnseite mit einem Anschlussflansch verbunden sein. Dieser Anschlussflansch kann insbesondere Teil einer Hochdruckturbine, die einer Niederdruckturbine vorgelagert ist, Teil einer vorgelagerten Brennkammer oder dergleichen oder eines Verbindungsstückes hierzu sein. Gleichermaßen kann der Anschlussflansch auch Teil eines Transportdeckels zum Verschließen des Kanals oder dergleichen sein.
  • Entsprechend wird in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung vor dem axialen Verschieben des Außendichtrings entgegen der Durchströmungsrichtung ein mit dem Gehäuse verbundener Anschlussflansch, dessen dem Rotor zugewandter Innendurchmesser kleiner ist als der maximale Außendurchmesser des Außendichtrings, von dem Gehäuse gelöst. Auch ein Anschlussflansch ohne Durchgangsöffnung wird insoweit als Anschlussflansch bezeichnet, dessen dem Rotor zugewandter Innendurchmesser gleich Null und damit kleiner ist als der maximale Außendurchmesser des Außendichtrings.
  • In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird vor dem axialen Verschieben des Außendichtrings entgegen der Durchströmungsrichtung eine, insbesondere reibschlüssige, Verbindung des Außendichtrings mit dem Gehäuse, insbesondere ein C-Ring, gelöst.
  • Ein oder mehrere weiterer Rotoren der Gasturbine können in einer Ausführung über den zu demontierende Rotor radial und/oder axial abgestützt bzw. gelagert sein. Bei einer Demontage des Rotors ohne vorhergehende Demontage der weiteren Rotoren entfällt diese Abstützung bzw. Lagerung. Dementsprechend werden in einer Ausführung ein oder mehrere weiterer Rotoren der Gasturbine vor dem axialen Verschieben des zu demontierenden Rotors entgegen der Durchströmungsrichtung anderweitig fixiert. Hierzu können sie insbesondere mittels eines lösbaren Werkzeugs fixiert werden, dass an wenigstens einem der weiteren Rotoren lösbar, insbesondere reib- und/oder formschlüssig befestigt wird und sich seinerseits abstützt. Das Werkzeug kann sich insbesondere, vorzugsweise reib- und/oder formschlüssig, an dem Gehäuse der Gasturbine abstützen.
  • Entsprechend betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug zum Fixieren eines oder mehrerer weiterer Rotoren bei der Montage oder Demontage eines Rotors einer Gasturbine nach einem hier beschriebenen Verfahren, insbesondere dessen Verwendung zum Fixieren eines oder mehrerer weiterer Rotoren bei der Montage oder Demontage eines Rotors einer Gasturbine nach einem hier beschriebenen Verfahren. Das Werkzeug weist ein Befestigungsmittel zum form- und/oder reibschlüssigen Befestigen an dem Gehäuse und/oder einem oder mehreren weiteren Rotoren der Gasturbine auf. Das Befestigungsmittel kann insbesondere eine oder mehrere Aussparungen und/oder Vorsprünge zum formschlüssigen Befestigen und/oder ein oder mehrere Spannmittel, insbesondere Schrauben, zum reibschlüssigen Befestigen aufweisen. Das Werkzeug weist einen Radialflansch zum Befestigen an dem Gehäuse und einen axialen Steg auf, um einen oder mehrere weitere Rotoren radial innen zu durchgreifen und an ihnen befestigt zu werden.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Erst- oder Wieder-Montage des Rotors, insbesondere eines vordersten Rotors in Durchströmungsrichtung von vorne in das Gehäuse hinein. Die Montage kann im Wesentlichen umgekehrt zu der vorstehend erläuterten Demontage erfolgen, so dass hierauf ergänzend Bezug genommen wird.
  • Entsprechend wird in einer Ausführung zunächst der zu montierende Rotor axial in der Durchströmungsrichtung verschoben, insbesondere in das Gehäuse hinein, und anschließend der Außendichtring axial in der Durchströmungsrichtung verschoben, insbesondere in das Gehäuse hinein.
  • In einer Ausführung werden Teile des Außendichtrings radial zu dem Gehäuse der Gasturbine hin verschoben und anschließend zu dem Außendichtring zusammengefügt, insbesondere in Umfangsrichtung verspannt und/oder formschlüssig verbunden. Auch diese radiale Verschiebung kann mit einer axialen Verschiebung des gesamten Außendichtrings oder der Außendichtringteile, wenigstens abschnitts- bzw. phasenweise, überlagert sein bzw. werden.
  • Der Rotor wird nach dem radialen Verschieben der Außendichtringteile axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben. Hierdurch kann zeitweise Bewegungsraum für das radiale Verschieben geschaffen werden.
  • In einer Ausführung wird nach dem axialen Verschieben des Außendichtrings in der Durchströmungsrichtung ein Anschlussflansch, dessen dem Rotor zugewandter Innendurchmesser kleiner ist als der maximale Außendurchmesser des Außendichtrings, mit dem Gehäuse, vorzugsweise lösbar verbunden. Zusätzlich oder alternativ kann nach dem axialen Verschieben des Außendichtrings in der Durchströmungsrichtung der Außendichtring, vorzugsweise lösbar, an dem Gehäuse befestigt bzw. eine Verbindung des Außendichtrings mit dem Gehäuse geschlossen werden. Insbesondere kann ein C-Ring aufgesetzt werden, der Außendichtring und Gehäuse reibschlüssig verspannt.
  • Wie vorstehend ausgeführt, können ein oder mehrere weitere Rotoren während der Montage, insbesondere mittels eines lösbaren Werkzeugs und/oder an dem Gehäuse, fixiert sein bzw. werden. Insbesondere, nachdem der zu montierende Rotor montiert, insbesondere an dem Gehäuse abgestützt bzw. gelagert ist, kann eine entsprechende Fixierung bzw. das Werkzeug gelöst werden.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
    • Fig. 1
    einen Teil einer Gasturbine mit einem Werkzeug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2A - 2C
    Schritte eines Verfahrens zur Demontage eines Rotors einer Gasturbine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3
    einen Teil einer Gasturbine;
    Fig. 4
    ein vergrößertes Detail der Gasturbine der Fig. 3; und
    Fig. 5
    einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.
  • Fig. 1 zeigt eine Niederdruck-Gasturbine 1 mit einem Gehäuse 3 und einem Kanal 5, der in einer Durchströmungsrichtung (von links nach rechts in Fig. 1) divergiert, indem sein Durchmesser sich in Durchströmungsrichtung im Wesentlichen monoton erweitert.
  • In dem Kanal sind ein in Durchströmungsrichtung vorderster Rotor 19 sowie mehrere weitere, hintere Rotoren 21, 23 und 25 in Durchströmungsrichtung hintereinander angeordnet.
  • Zwischen bzw. vor den Rotoren sind Leitgitter 11, 13, 15 und 17 angeordnet und an dem Gehäuse befestigt.
  • An seiner vorderen Stirnseite (links in Fig. 1) ist das Gehäuse mit einem Anschlussflansch 9 einer der Niederdruckturbine 1 vorgelagerten Hochdruckturbine lösbar verbunden, an seiner hinteren Stirnseite (rechts in Fig. 1) mit einem Austrittsgehäuse 7.
  • Zwischen jedem Rotor und dem Gehäuse ist ein Außendichtring 27, 29, 31 bzw. 33 angeordnet.
  • Der zu demontierende Rotor 19 weist mehrere, in Umfangsrichtung verteilte Laufschaufeln, von denen in Fig. 1 eine teilweise dargestellt ist, und eine Rotorscheibe (nicht dargestellt) auf, an der die Laufschaufeln befestigt sind.
  • Fig. 2A-C zeigt anhand einer vergrößerten Teildarstellung Schritte eines Verfahrens zur Demontage eines Rotors einer Gasturbine eines Flugtriebwerks nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen der vorstehend erläuterten Fig. 1 entspricht, so dass einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet sind und wechselweise auf die übrige Beschreibung Bezug genommen und nur auf Unterschiede eingegangen wird.
  • Die Laufschaufeln weisen radial außen Außendeckbänder auf, die zusammen einen Außenring bilden. Der Außendurchmesser dieses Außenrings erweitert sich in Durchströmungsrichtung. Der Außenring weist zwei axial beabstandete Radialflansche bzw. Dichtspitzen 19a auf (vgl. Fig. 2A), die sich nach radial außen erstrecken, wobei ein Außendurchmesser eines vorderen Radialflansches (links in Fig. 2A) kleiner ist als ein Außendurchmesser eines hinteren Radialflansches (rechts in Fig. 2A).
  • Der Außendichtring 27, der zwischen dem Rotor 19 und dem Gehäuse 3 angeordnet ist, ist lösbar an dem Kanal bzw. Gehäuse befestigt. Hierzu ist ein hinterer Axialflansch (rechts in Fig. 2A) des Außendichtrings zwischen dem Gehäuse und einem nachfolgenden Leitgitter 13 eingehängt, ein vorderer Axialflansch (links in Fig. 2A) des Außendichtrings ist an dem Gehäuse mittels eines C-Rings 45 befestigt.
  • Der Außendichtring ist an dem Gehäuse entgegen der Durchströmungsrichtung formschlussfrei reibschlüssig und lösbar befestigt: man erkennt, insbesondere anhand der nachfolgend beschriebenen Figurenfolge Fig. 2A → Fig. 2B, dass der Außendichtring nach Lösen des C-Rings axial entgegen der Durchströmungsrichtung (nach links in Fig. 2A) verschiebbar ist, ohne hierbei durch einen Anschlag der Reibkontaktfläche zwischen Außendichtring und Gehäuse gehindert zu werden.
  • Die Innenumfangsfläche des Gehäuses 3 zum Reibschluss mit der radial gegenüberliegenden Außenumfangsfläche des Außendichtrings 27 weist mehrere radiale Vorsprünge 3.1 (vgl. Fig. 2B) auf, die sich radial nach innen erstrecken und in axiale Nuten in einer in Durchströmungsrichtung hinteren (rechts in Fig. 2) Stirnfläche des Außendichtrings eingreifen, um diesen in Umfangsrichtung sowie in Durchströmungsrichtung formschlüssig an dem Gehäuse zu sichern bzw. festzulegen.
  • Der Außendichtring weist radial innen bzw. dem Rotor zugewandt einen als Wabendichtung ausgebildeten Einlaufbelag 59 auf.
  • Der Innendurchmesser des Außendichtrings erweitert sich in Durchströmungsrichtung monoton in mehreren Absätzen, wobei ein Absatz des montierten Außendichtrings einem Radialflansch (links in Fig. 2A) des Außenrings des zu demontierenden Rotors gegenüberliegt, ein weiterer Absatz des montierten Außendichtrings einem weiteren Radialflansch (rechts in Fig. 2A) des Außenrings.
  • Ein minimaler, vorderster Innendurchmesser d27 des Außendichtrings 27 ist kleiner als ein maximaler Außendurchmesser D19 des Rotors 19, insbesondere als der Au-ßendurchmesser seines hintersten Radialflansches 19a.
  • Zur Demontage des vordersten Rotors 19 entgegen der Durchströmungsrichtung nach vorne aus dem Gehäuse 3 heraus wird zunächst der mit dem Gehäuse 3 verbundene Anschlussflansch 9 (vgl. Fig. 1), dessen dem Rotor zugewandter Innendurchmesser (rechts in Fig. 1) kleiner ist als der maximale Außendurchmesser D27 des Au-ßendichtrings (vgl. Fig. 2A), von dem Gehäuse 3 gelöst.
  • Dann wird die Verbindung des Außendichtrings 27 mit dem Gehäuse 3 in Form des C-Rings 45 gelöst, wie in Fig. 2B durch einen Pfeil angedeutet.
  • Vorab, gleichzeitig oder anschließend wird, wie ebenfalls in Fig. 2B durch einen Pfeil angedeutet, der Rotor 19 axial in Durchströmungsrichtung verschoben, um Raum für eine radiale Verschiebung von Außendichtringteilen nach radial innen zur Verfügung zu stellen. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann dieser Schritt auch entfallen.
  • Da der maximale Außendurchmesser D27 des Außendichtrings größer als der minimale (Innen)Durchmesser ds des in Verschieberichtung (von rechts nach links) vor ihm liegenden Abschnitts des Kanals ist, kann der Außendichtring axial entgegen der Durchströmungsrichtung nicht komplett aus dem Kanal verschoben werden. Daher wird zur Demontage der Außendichtring 27 zunächst axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben und dann in zwei oder mehr Teile geteilt, die anschließend radial nach innen bzw. zu einer Drehachse der Gasturbine hin verschoben und auf diese Weise auch an dem kleineren Innendurchmesser des Kanals vorbeigeführt werden, wie in Fig. 2C durch Pfeile angedeutet. Dieser radialen Verschiebung nach innen ist, wie durch diese Pfeile angedeutet, eine weitere axiale Verschiebung des Außendichtrings bzw. seiner Teile entgegen der Durchströmungsrichtung überlagert.
  • Anschließend wird dann auch der Rotor 19 selber axial entgegen der Durchströmungsrichtung nach vorne aus dem Gehäuse 3 heraus verschoben und so direkt ohne Demontage der hinteren Rotoren 21, 23 und 25 demontiert. Auf diese Weise kann die Inspektion und/oder Wartung, insbesondere ein Austausch, des Rotors vereinfacht werden.
  • Diese weiteren Rotoren 21, 23 und 25 der Gasturbine 1 werden vor dem axialen Verschieben des zu demontierenden Rotors 19 entgegen der Durchströmungsrichtung mittels eines lösbaren Werkzeugs fixiert, das sich seinerseits an dem Gehäuse 3 der Gasturbine abstützt, wie in Fig. 1 strichliert angedeutet.
  • Das Werkzeug weist einen Radialflansch 101 zum Befestigen an dem Gehäuse 3 und einen axialen Steg 102 sowie ein Befestigungsmittel 103, 104 - 106 zum form- und/oder reibschlüssigen Befestigen an dem Gehäuse 3 und den weiteren Rotoren 21, 23 und 25 auf. Das Befestigungsmittel kann insbesondere eine oder mehrere Aussparungen und/oder Vorsprünge zum formschlüssigen Befestigen und/oder ein oder mehrere Spannmittel, insbesondere Schrauben, zum reibschlüssigen Befestigen aufweisen (nicht dargestellt).
  • Eine Erst- oder Wieder-Montage des vordersten Rotors 19 in Durchströmungsrichtung von vorne in das Gehäuse 3 hinein erfolgt im Wesentlichen umgekehrt zu der vorstehend erläuterten Demontage, so dass hierauf ergänzend Bezug genommen wird.
  • Entsprechend wird zunächst der zu montierende Rotor 19 und anschließend der Au-ßendichtring 27 axial in der Durchströmungsrichtung in das Gehäuse 3 hinein verschoben. Dabei werden die Teile des Außendichtrings radial zu dem Gehäuse der Gasturbine hin verschoben und anschließend zu dem Außendichtring zusammengefügt, insbesondere in Umfangsrichtung verspannt und/oder formschlüssig verbunden (vgl. Fig. 2C mit umgekehrter Pfeilrichtung). Diese radiale Verschiebung ist bzw. wird mit der axialen Verschiebung des gesamten Außendichtrings oder der Außendichtringteile überlagert. Insbesondere wird in einem letzten Schritt (vgl. Fig. 2B → Fig. 2A) der komplette Außendichtring axial in Durchströmungsrichtung verschoben, so dass die radialen Vorsprünge 3.1 des Gehäuses in die axialen Nuten des Außendichtrings eingreifen und diesen zusätzlich zum Reibschluss durch den C-Ring in Umfangsrichtung und in Durchströmungsrichtung sichern bzw. festlegen.
  • Nach dem radialen und axialen Verschieben und Zusammenfügen der Außendichtringteile werden der Außendichtring 27 lösbar an dem Gehäuse 3 befestigt, indem der C-Ring 45 aufgesetzt wird, der Außendichtring und Gehäuse reibschlüssig verspannt, und der Rotor 19 axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben (vgl. Fig. 2B mit umgekehrter Pfeilrichtung).
  • Anschließend wird das Werkzeug 101-106 gelöst und der Anschlussflansch 9 mit dem Gehäuse 3 lösbar verbunden.
  • Fig. 3 zeigt in Fig. 2 entsprechender Darstellung einen Teil einer Gasturbine, Fig. 4 eine Detailvergrößerung einer Reibkontaktfläche zwischen Außenring und Gehäuse, und Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4. Einander entsprechende Elemente sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird.
  • Auch in der Ausführung der Fig. 3-5 ist der Außendichtring 27 an dem Gehäuse 3 entgegen der Durchströmungsrichtung formschlussfrei reibschlüssig und lösbar durch den C-Ring 45 befestigt: nach Lösen des C-Rings kann der Außendichtring axial entgegen der Durchströmungsrichtung (nach links in Fig. 3) verschoben werden, ohne hierbei durch einen Anschlag der Reibkontaktfläche zwischen Außendichtring und Gehäuse gehindert zu werden.
  • Im Gegensatz zur Ausführung der Fig. 2 weist in der Ausführung der Fig. 3-5, wie insbesondere im Schnitt der Fig. 5 erkennbar, die Außenumfangsfläche des Außendichtrings 27 zum Reibschluss mit der radial gegenüberliegenden Innenumfangsfläche des Gehäuses 3 mehrere radiale Vorsprünge 27.1 auf, die sich radial nach außen erstrecken und in axiale Nuten 3.2 in einer in Durchströmungsrichtung vorderen (links in Fig. 3-5) Stirnfläche des Gehäuses eingreifen, um den Außendichtring in Umfangsrichtung sowie in Durchströmungsrichtung formschlüssig an dem Gehäuse zu sichern bzw. festzulegen.
  • Wie ebenfalls insbesondere im Schnitt der Fig. 5 erkennbar, ist die Erstreckung der radialen Vorsprünge 27.1 in Umfangsrichtung größer als ein Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Wänden zweier in Umfangsrichtung benachbarter axialen Nuten 3.2. Insofern beinhaltet die Bezeichnung Nut und Vorsprung keine Beschränkung der Allgemeinheit, da bei mehreren in Umfangsrichtung verteilten Nuten und Vorsprüngen jeweils die einen oder die anderen als Nut bzw. Vorsprung angesehen werden können.
    • Bezugszeichenlist
    • 1
    Niederdruck-Gasturbine
    3
    Gehäuse
    3.1
    radialer Vorsprung
    3.2
    axiale Nut
    5
    Kanal
    7
    Austrittsgehäuse
    9
    Anschlussflansch
    11, 13, 15, 17
    Leitgitter
    19
    vorderster Rotor
    19a
    Radialflansch
    21, 23, 25
    weiterer, hinterer Rotor
    27, 29, 31, 33
    Außendichtring
    27.1
    radialer Vorsprung
    45
    C-Ring (Verbindung)
    59
    Wabendichtungs-Einlaufbelag
    101
    Radialflansch des Werkzeugs
    102
    axialer Steg des Werkzeugs
    103-106
    Befestigungsmittel des Werkzeugs
    ds
    minimaler Innendurchmesser des Kanals 5 des Gehäuses 3
    D19
    maximaler Außendurchmesser des vordersten Rotors 19
    d27
    minimaler Innendurchmesser des Außendichtrings 27
    D27
    maximaler Außendurchmesser des Außendichtrings 27

Claims (11)

  1. Verfahren zur Demontage eines, insbesondere vordersten, Rotors (19) einer Gasturbine (1) mit einem Gehäuse (3) und einem Kanal (5), der in einer Durchströmungsrichtung divergiert und in dem der Rotor (19) angeordnet ist, mit dem Schritt:
    axiales Verschieben eines dem Rotor (19) radial gegenüberliegenden Außendichtrings (27), dessen minimaler Innendurchmesser (d27) kleiner ist als ein maximaler Außendurchmesser (D19) des Rotors (19), entgegen der Durchströmungsrichtung; und mit dem anschließenden Schritt:
    axiales Verschieben des Rotors (19) entgegen der Durchströmungsrichtung, insbesondere aus dem Gehäuse (3) heraus; dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (19) vor dem radialen Verschieben der Außendichtringteile axial in Durchströmungsrichtung verschoben wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit den Schritten:
    Teilen des Außendichtrings (27), dessen maximaler Außendurchmesser (D27) größer als ein minimaler Durchmesser (ds) des Kanals (5) ist; und anschließend radiales Verschieben der Außendichtringteile zu einer Drehachse der Gasturbine (1) hin.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem axialen Verschieben des Außendichtrings (27) entgegen der Durchströmungsrichtung ein mit dem Gehäuse (3) verbundener Anschlussflansch (9), dessen dem Rotor (19) zugewandter Innendurchmesser kleiner ist als der maximale Außendurchmesser (D27) des Außendichtrings (27), von dem Gehäuse (3) gelöst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem axialen Verschieben des Außendichtrings (27) entgegen der Durchströmungsrichtung eine Verbindung des Außendichtrings (27) mit dem Gehäuse (3), insbesondere ein C-Ring (45), gelöst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Rotor (21, 23, 25) der Gasturbine (1), insbesondere mittels eines lösbaren Werkzeugs (101-106) und/oder an dem Gehäuse (3), fixiert wird.
  6. Verfahren zur Montage eines, insbesondere vordersten, Rotors (19) einer Gasturbine (1) mit einem Gehäuse (3) und einem Kanal (5), der in einer Durchströmungsrichtung divergiert, mit dem Schritt:
    axiales Verschieben des Rotors (19) in der Durchströmungsrichtung, insbesondere in das Gehäuse (3) hinein;
    und mit dem anschließenden Schritt:
    axiales Verschieben eines dem Rotor (3) radial gegenüberliegenden Außendichtrings (27), dessen minimaler Innendurchmesser (d27) kleiner ist als ein maximaler Außendurchmesser (D19) des Rotors (3), in der Durchströmungsrichtung,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (19) nach dem radialen Verschieben der Außendichtringteile axial entgegen der Durchströmungsrichtung verschoben wird.
  7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit den Schritten:
    radiales Verschieben von Teilen des Außendichtrings (27) zu dem Gehäuse (3) der Gasturbine (1) hin; und anschließend
    Zusammenfügen der Teile zu dem Außendichtring (27), dessen maximaler Au-ßendurchmesser (D27) größer als ein minimaler Durchmesser (ds) des Kanals (5) ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem axialen Verschieben des Außendichtrings (27) in der Durchströmungsrichtung ein Anschlussflansch (9), dessen dem Rotor (19) zugewandter Innendurchmesser kleiner ist als der maximale Außendurchmesser (D27) des Außendichtrings (17), mit dem Gehäuse (3) verbunden wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem axialen Verschieben des Außendichtrings in der Durchströmungsrichtung eine Verbindung des Außendichtrings mit dem Gehäuse, insbesondere ein C-Ring (45), geschlossen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung, insbesondere mittels eines lösbaren Werkzeugs (101-106) und/oder an dem Gehäuse (3), wenigstens eines weiteren Rotors (21, 23, 25) der Gasturbine (1) gelöst wird.
  11. Werkzeug (101-106) zum Fixieren wenigstens eines weiteren Rotors (21, 23, 25) bei der Montage oder Demontage eines Rotors (19) einer Gasturbine (1) nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Befestigungsmittel (103-106) zum form- und/oder reibschlüssigen Befestigen an dem Gehäuse (3) und/oder wenigstens eines weiteren Rotors (21, 23, 25) der Gasturbine (1), wobei das Werkzeug einen Radialflansch zum Befestigen an dem Gehäuse und einen axialen Steg aufweist, um einen oder mehrere weitere Rotoren radial innen zu durchgreifen und an ihnen befestigt zu werden.
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