EP3051077A1

EP3051077A1 - Montagevorrichtung zur montage oder demontage einer gasturbinenkomponente bei einer gasturbine, insbesondere von einer brennerkomponente bei einem brennersystem einer gasturbine

Info

Publication number: EP3051077A1
Application number: EP15153455.9A
Authority: EP
Inventors: Christoph Trenkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-03
Also published as: WO2016124282A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung (1) zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente (50) bei einer Gasturbine (52), insbesondere von einer Brennerkomponente (50) bei einem Brennersystem (51) einer Gasturbine (52). Um auch schwere Gasturbinenkomponenten (50) bei einer Gasturbine (52) in unterschiedlichen Positionen zuverlässig und kostengünstig montieren oder demontieren zu können, sieht die Montagevorrichtung (1) einen Grundträger (2) und einen über eine Hubvorrichtung (10) mit dem Grundträger (2) verbundenen zweiten Träger (3) sowie eine Schwenkeinheit (4), die schwenkbar an dem zweiten Träger (3) angeordnet ist und an welcher ein Drehtisch (5) mit einer drehbaren Aufnahmeeinheit (7) für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponente (50) angeordnet ist, vor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine, insbesondere von einer Brennerkomponente bei einem Brennersystem einer Gasturbine.
Gasturbinenanlagen, im Folgenden nur kurz vereinfacht als Gasturbinen bezeichnet, dienen einer Erzeugung von elektrischer Energie bzw. Strom und sind allgemein bekannt.
Eine Gasturbinenanlage bzw. Gasturbine besteht aus einem Verdichter, einem Brennersystem mit einem oder mehreren Brennern mit einer oder mehreren zugehörigen Brennkammern sowie der eigentlichen Gasturbine, kurz nur Turbine.
Die Gasturbine wird mit fluiden Brennstoffen betrieben. In der Regel sind diese Brennstoffe Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Kohle- oder Erdgas. Diese Fluide sind der Brennstoff für die Gasturbine, deren Turbine einen an sie angekoppelten Generator zur Stromerzeugung antreibt.
Dabei saugt zunächst der ebenfalls an die Turbine mechanisch angekoppelte und durch diese angetriebene Verdichter Frischluft für den Verbrennungsprozess an und verdichtet diese auf Werte, die meist im Bereich 15 bar - 20 bar liegen.
Die komprimierte Luft wird mit dem Brennstoff dem Brennersystem bzw. der Brennkammer/den Brennkammern zugeführt. Dort wird das Gemisch aus Frischluft und Brennstoff mittels des bzw. der Brenner gezündet, um dann dort zu verbrennen, wobei Verbrennungsgase - im Wesentlichen Kohlendioxid, Wasserdampf, Stickstoff und Sauerstoff - Temperaturen bis ca. 1500°C und höher erreichen.
Die heißen Abgase strömen dann in die Turbine, in der diese einen Teil ihrer Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Turbine abgeben.
Durch den an die Turbine gekoppelten Generator wird die mechanische Leistung dann in elektrische Leistung umwandelt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz eingespeist wird.
Die Veröffentlichung, Siemens Industrieanlagen, Gasturbinen im Leistungsbereich von 4 bis 47 Megawatt, Answers for energy, 2009, beschreibt verschiedene solcher Gasturbinen.
Zu Beginn eines Betriebs der Gasturbine wie auch während einer Laufzeit der Gasturbine sind vielfach Montage- und/oder Demontagearbeiten an der Gasturbine notwendig, wie beispielsweise die Montage und/oder Demontage von Gasturbinenkomponenten, beispielsweise Komponenten des Brennersystems, wie der Brenner oder Anschlussteile, wie Stutzen bzw. sogenannte "spool pieces".
Insbesondere bei Gasturbinen, deren Brennersysteme mehrere Brenner aufweisen, die dann meist ringförmig - in unterschiedlichen Positionen und Ausrichtungen Bauraum optimiert - bei dem Brennersystem angeordnet sind ("ringförmiges Brennersystem"), sind diese Montage- und/oder Demontagearbeiten an der Gasturbine erschwert, sind die zu montierenden bzw. zu demontierenden Brennerkomponenten - aufgrund ihrer unterschiedlichen, bauraumoptimierten Positionen und Ausrichtungen - schwer zugänglich und/oder erschwert manipulier-/handhabbar und/oder weisen diese Brennerkomponenten darüber hinaus auch noch hohe Gewichte, beispielsweise Brennergewichte und/oder Anschlussteilegewichte von 500 kg bis 800 kg, auf.
So erfordert beispielsweise eine solche Gasturbine mit einem ringförmigen Brennersystem, dass einzelne äußerst schwere Brennerkomponenten, wie die Brenner und/oder die "spool pieces", tangential und auch axial bei dem Brennersystem der Gasturbine montiert werden müssen, was (last- und/oder arbeitstechnisch) äußerst ungünstige Montage-/Demontagepositionen darstellen.
Dieses erzeugt darüber hinaus bei der diesbezüglichen Montage bzw. Demontage solcher Komponenten auch lange Arbeits-/Montagedauern und/oder hohe Arbeits- und/oder Materialkosten.
Weiterhin sind, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, sogenannte Drehtische bekannt.
Ein solcher Drehtisch dient einer Aufnahme eines Werkstücks zu dessen Bearbeitung. Der Drehtisch hat eine meist senkrechte - gegebenenfalls auch waagrechte - Drehachse, um die ein Dreh- oder Schaltteller mit dem aufgenommenen Werkstück - relativ zu einem Grundträger, d.h. dem Tisch, - gedreht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Einschränkungen im Stand der Technik bei der Montage und/oder Demontage von Gasturbinenkomponenten zu überwinden. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Montage oder Demontage von Brennerkomponenten eines Brennersystems, insbesondere einer Gasturbine, zu ermöglichen.
Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine, insbesondere von einer Brennerkomponente bei einem Brennersystem einer Gasturbine, mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Diese Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente, insbesondere einer Brennerkomponente, weist einen Grundträger auf.
Dieser Grundträger kann einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen aufweisen. Dieser Rahmen kann wiederum aus Vierkantprofilen oder Vierkanthohlprofilen, beispielsweise rechtwinklig zueinander angeordnet, insbesondere miteinander verschweißt, aufgebaut sein.
Der Grundträger bzw. der Rahmen kann ferner aus Stahl, beispielsweise aus Baustahl, wie Baustahl S235JR oder S275JR, sein.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Grundträger verfahrbar ausgebildet ist. Dazu können beispielsweise Rollen, beispielsweise Lenkrollen mit Feststeller, an dem Grundträger angeordnet sein, um diese Mobilität des Grundträgers zu ermöglichen.
Ist so beispielsweise der Grundträger als rechteckiger Rahmen ausgebildet, können bevorzugt die Rollen bzw. die Lenkrollen an Ecken des Rahmens angeordnet sein.
Auch können an dem Grundträger Anschlussteile, wie (Stütz-) Bleche u.ä., angeordnet, insbesondere verschweißt mit dem Grundträger, sein. Auch solche Anschlussteile können aus Stahl, beispielsweise aus Baustahl, wie Baustahl S235JR oder S275JR, sein.
Mit dem Grundträger ist über eine Hubvorrichtung ein zweiter Träger verbunden. Mittels dieser Hubvorrichtung kann so der zweite Träger gegenüber dem Grundträger angehoben (und auch wieder abgesenkt) werden.
Die Hubvorrichtung kann mindestens einen Hubzylinder aufweisen. Ein solcher Hubzylinder kann als Teleskopzylinder, beispielsweise als mehrstufiger hydraulischer Teleskopzylinder, ausgebildet sein.
Durch die Verwendung eines solchen Hub- bzw. Teleskopzylinders kann so - neben der Hubfunktion - auch eine lineare Führung des anzuhebenden Teils, d.h. des zweiten Trägers, (in einer Hubrichtung) erreicht werden.
Durch eine verbesserte Führung solcher Teleskopzylinder kann dann unter Umständen auf eine zusätzliche Führung verzichtet werden, da normalerweise Teleskopzylinder nicht auf Querkraft beansprucht werden (sollten).
Darüber hinaus sind solche Hub-/Teleskopzylinder kostengünstige, erprobte Norm-/Standardbauteile, welche in der Lage sind, auch hohe Lasten, wie bei den zu montierenden und/oder demontierenden Gasturbinenkomponenten, zu manipulieren.
Weiter kann auch vorgesehen sein, dass die Hubvorrichtung mehrere, insbesondere drei oder vier Hubzylinder, insbesondere drei oder vier Teleskopzylinder aufweist. D.h., der zweite Träger ist über mehrere, insbesondere drei bzw. vier, Hub- bzw. Teleskopzylinder mit dem Grundträger verbunden.
Um eine optimale Lastverteilung (der anzuhebenden Last bzw. der zu montierenden und/oder demontierenden Gasturbinenkomponenten auf den Grundträger) zu erreichen, kann es auch zweckmäßig sein, die mehreren, insbesondere drei bzw. vier, Hub-/Teleskopzylinder symmetrisch und/oder mit möglichst großem Abstand zueinander an dem Grundträger anzuordnen.
So können beispielsweise vier Hub-/Teleskopzylinder in den vier Ecken eines als rechteckiger Rahmen ausgebildeten Grundträgers angeordnet werden. Werden drei Hub-/Teleskopzylinder verbaut, kann es zweckmäßig sein, diese derart an dem Grundträger anzuordnen, dass diese ein Dreieck mit größtmöglicher Dreiecksfläche ausbilden. Anders ausgedrückt, Fußpunkte der drei Hub-/Teleskopzylinder spannen ein Dreieck auf.
Der bzw. die Hub-/Teleskopzylinder kann bzw. können unter Verwendung eines entsprechenden Anschlussteils bzw. von entsprechenden Anschlussteilen mit dem Grundträger verbunden werden/sein.
Um die Montagevorrichtung möglichst kompakt zu bauen, kann es zweckmäßig sein, dass der bzw. die mehreren Hub-/Teleskopzylinder zumindest teilweise durch U-förmig angeordnete Rahmenteile des zweiten Trägers umgeben ist bzw. sind.
Zweckmäßig kann es auch sein, dass der eine bzw. einer von den mehreren bzw. drei Hub-/Teleskopzylindern drehbar - insbesondere um eine senkrecht zu der Hubrichtung ausgerichtete Drehachse - mit dem Grundträger verbunden ist, um so - über diesen Freiheitsgrad - einem Verspannen bzw. Verklemmen der bzw. bei der Montagevorrichtung entgegenzuwirken.
Der zweite Träger kann ebenfalls einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen, insbesondere aus Vierkantprofilen oder Vierkanthohlprofilen, aufweisen, beispielsweise auch aus Stahl, insbesondere Baustahl S235JR oder S275JR.
Die Vierkantprofile oder Vierkanthohlprofile können - zur Ausbildung des zweiten Trägers - miteinander verschweißt sein/werden.
An dem zweiten Träger ist eine - gegenüber dem zweiten Träger um eine Schwenkachse schwenkbare - Schwenkeinheit angeordnet.
Um die Schwenkbarkeit dieser Schwenkeinheit zu gewährleisten, kann die Schwenkeinheit unter Verwendung von mindestens einem Drehgelenk, bevorzugt von zwei Drehgelenken, am zweiten Träger gelagert sein.
Eine Drehachse des Drehgelenks bildet bzw. (koaxiale) Drehachsen der Drehgelenke bilden dabei die Schwenkachse der Schwenkeinheit.
Bevorzugt kann die Schwenkachse, um welche die Schwenkeinheit schwenkbar ist, gegen eine Horizontalebene um einen vorgebbaren Winkel geneigt sein. D.h., die Lagerung bzw. die Lagerungen der Schwenkeinheit sind derart an dem zweiten Träger und der Schwenkeinheit angeordnet, dass die Schwenkachse, um welche die Schwenkeinheit schwenkbar ist, gegen die Horizontalebene um den vorgebbaren Winkel geneigt ist. Dadurch wird es bei der bzw. mit der Montagevorrichtung möglich, nahezu sämtliche geneigte Montagepositionen im Raum einzunehmen.
Dieser vorgebbare Winkel kann zwischen 10° und 30°, insbesondere zwischen 15° und 25°, im Besonderen bevorzugt bei ca. 18° liegen.
Die Schwenkung/Drehung der Schwenkeinheit um diese Schwenkachse kann dann unter Verwendung einer Betätigungsvorrichtung, d.h. einer Schwenkvorrichtung, ermöglicht werden.
Zweckmäßigerweise kann die Schwenkvorrichtung einen Schwenkzylinder (als (Schwenk-)Aktor) aufweisen, welcher mit der Schwenkeinheit und dem zweiten Träger verbunden, insbesondere gelenkig verbunden, ist - und so bei Betätigung die Schwenkeinheit gegenüber dem zweiten Träger bewegt (bzw. um die Schwenkachse schwenkt).
Auch die Schwenkeinheit kann Anschlussteile, Rahmenteile u.ä., beispielsweise auch aus Stahl, insbesondere Baustahl S235JR oder S275JR, aufweisen.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schwenkeinheit von -5° bis 70° durch Schwenkzylinder schwenkbar ist. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Rahmen bzw. der Trägerrahmen, an bzw. auf dem die Schwenkeinheit drehbar gelagert ist, auch noch geschwenkt werden kann, um den voreingestellten Winkel, beispielsweise von 18° um ±10°, zu verändern. Dies kann durch einen drehbar gelagerten Teleskopzylinder gewährleistet werden.
An der Schwenkeinheit ist ein Drehtisch mit einer drehbaren Aufnahmeeinheit für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponente angeordnet.
So kann beispielsweise die Schwenkeinheit eine Grundplatte aufweisen, auf welcher ein "Tisch" des Drehtisches angeordnet ist (oder welche Grundplatte selbst den "Tisch" des Drehtisches ausbildet), in welchem "Tisch" ein Drehteller des Drehtisches drehbar angeordnet bzw. gelagert ist.
An dem (so drehbaren) Drehteller kann die (so auch drehbare) Aufnahmeeinheit für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponente angeordnet sein - oder der (so drehbare) Drehteller kann selbst auch Teil der (so auch drehbaren) Aufnahmeeinheit für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponente sein.
Der Drehtisch kann für eine 360° Drehung eingerichtet sein.
Eine Drehung bei dem Drehtisch bzw. des Drehtellers bzw. der drehbaren Aufnahmeeinheit kann mittels eines (an dem Drehtisch angeordneten) Schwenktriebs ermöglicht werden.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der Schwenktrieb eine Bremse, insbesondere eine hydraulisch gelüftete Federdrucklamellenbremse, aufweist.
Die Aufnahmeeinheit kann - zur Aufnahme bzw. zum Anschluss der zu montierenden oder demontierenden Gasturbinenkomponenten - einen diesbezüglichen Aufbau zur Aufnahme der zu montierenden oder demontierenden Gasturbinenkomponenten aufweisen.
Dabei kann der Aufbau als Aufnahmegestell, insbesondere aus miteinander verschraubten und/oder verschweißten Gestellteilen, ausgebildet sein.
Das Aufnahmegestell bzw. dessen Gestellteile können aus Stahl, insbesondere Baustahl S235JR oder S275JR, sein.
Um eine funktionale Flexibilität der Montagevorrichtung zu erhöhen, kann auch vorgesehen sein, dass der Aufbau (aus-) wechselbar ist. So kann beispielsweise ein an die zu montierende bzw. demontierende Gasturbinenkomponente angepasster Aufbau (Adapter) verwendet werden.
Die Montagevorrichtung zur Montage und/oder Demontage von den Gasturbinenkomponenten zeichnet sich durch eine kompakte, einfache, kostengünstig zu realisierende und insbesondere für hohe Lasten geeignete Bauform aus, welche dabei wenig Bauraum verlangt. Damit ermöglicht die Montagevorrichtung so ein Agieren in engen Platzverhältnissen, wie es insbesondere bei Gasturbinen bzw. bei dortigen Brennersystemen vorliegt. Insbesondere durch die Verwendung von Hub- bzw. Teleskopzylindern in der Verwendung als lineare Führung und Hubfunktion (bei der Hubvorrichtung der Montagevorrichtung) in der Kombination mit einem, insbesondere gebremsten 360°-, Drehtisch können durch die Montagevorrichtung - ohne Stabilitätsprobleme und/oder "Standprobleme" - nahezu sämtliche schräg im Raum stehende (Montage-/Demontage-)Positionen angefahren werden.
Dadurch ermöglicht die Montagevorrichtung, dass auch Gasturbinenkomponenten, insbesondere Brennerkomponenten, mit einem Bauteilgewicht von über 700 kg tangential und auch axial bei der Gasturbine bzw. bei dortigem Brennersystem montiert werden können.
So ist die Montagevorrichtung insbesondere geeignet bzw. einsetzbar zu einer Montage und/oder Demontage einer Gasturbinenkomponente, insbesondere einer Brennerkomponente, wie eines Brenners und/oder eines Stutzens.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von einem oder mehreren Ausführungsbeispielen, das bzw. die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert wird bzw. werden.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in dem bzw. den Ausführungsbeispielen angegebene Kombination von Merkmalen beschränkt, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. So können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht werden.
Gleiche Bauteile, Komponenten u.ä. sind durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren kennzeichnet.
Es zeigen:

FIG 1: eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 2: eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 3: eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen Gasturbinenbrenner zur Brennermontage,
FIG 4: eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen "spool piece" zur dessen Montage,
FIG 5: eine Ansicht einer Schwenkeinheit einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 6: eine Ansicht einer Schwenkeinheit einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen "spool piece" zur dessen Montage,
FIG 7: eine Ansicht einer Schwenkeinheit einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen Gasturbinenbrenner zur Brennermontage,
FIG 8: eine Ansicht eines Trägerrahmens einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 9: eine Ansicht eines Wagens einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 10: eine Ansicht eines Wagens und eines mit dem Wagen über eine Hubvorrichtung verbundenen Trägerrahmens einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 11: eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 12: eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Montageposition bei einer Brennermontage an einer Gasturbine,
FIG 13: eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer weiteren Montageposition bei einer Brennermontage an einer Gasturbine und
FIG 14: eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer weiteren Montageposition bei einer Brennermontage an einer Gasturbine.

Ausführungsbeispiel: Montagevorrichtung 1 zur Montage und Demontage von Gasturbinenkomponenten 50 bei einer Gasturbine 52 (kurz im Folgenden vereinfacht nur "Montagevorrichtung" oder auch "Teleskop-" oder "Hubwagen") (FIGen 1 bis 14)
FIGen 1, 2 und 11 zeigen - in Gesamtdarstellung - eine Montagevorrichtung 1 zur Montage und Demontage von Gasturbinenkomponenten 50, wie von einem (Gasturbinen-)Brenner 50 oder einem "spool piece" 50, bei einer Gasturbine 52 bzw. bei einem Brennersystem 51 einer Gasturbine 52.
FIGen 3 und 4 zeigen diese Montagevorrichtung 1 mit jeweils einer in dieser Montagevorrichtung 1 aufgenommenen, bei der Gasturbine zu montierenden Gasturbinenkomponente 50 (FIG 3 - Gasturbinenbrenner 50; FIG 4 - "spool piece" 50).
FIGen 5 bis 10 zeigen (Einzel-)Komponenten oder Komponentenzusammenstellungen dieser Montagevorrichtung (FIG 5-Schwenkeinheit 4; FIG 6 - Schwenkeinheit 4 mit "spool piece" 50; FIG 7 - Schwenkeinheit 4 mit Brenner 50; FIG 8 - Trägerrahmen 3; FIG 9 - Wagen 2; FIG 10 - Wagen 2 und Trägerrahmen 3 (verbunden über eine Hubvorrichtung 10). FIGen 12, 13 und 14 zeigen diese Montagevorrichtung 1 in verschiedenen Einbau-/Montagepositionen bei der Brennermontage bei einer Gasturbine 52 mit einem ringförmigen Brennersystem 51.
Wie insbesondere die FIGen 1, 2 und 11 zeigen, besteht die Montagevorrichtung 1 aus mehreren miteinander (funktionell) verbundenen (Grund-)Komponenten, wie einem verfahrbaren Wagen 2 (FIG 9), einem mit dem Wagen 2 über eine Hubvorrichtung 10 (aus mehreren Hub-/Teleskopzylindern 11, 12, 13) verbundenen Trägerrahmen 3 (FIG 8, FIG 10) und einer in dem Trägerrahmen 3 drehbar gelagerten Schwenkeinheit 4 (FIGen 5 bis 7) sowie mit einer mittels eines Drehtisches 5 drehbar an der Schwenkeinheit 4 angeordneten Aufnahme 7 für die zu montierenden bzw. demontierenden Gasturbinenkomponenten (FIGen 3 bis 5).
Der Wagen 2 wird, wie insbesondere FIG 9 zeigt, durch einen rechteckigen Rahmen 27 aus (vier) Vierkanthohlprofilen 31 aus Baustahl S235JR gebildet, welche rechtwinklig zu-/miteinander zu dem Rahmen 27 bzw. dem Wagen 2 verschweißt sind.
An (den vier) Ecken 26 des Wagens 2 sind (vier) Lenkrollen mit Feststeller 29 angeordnet, wodurch der Wagen 2 verfahrbar/mobil wird.
Wie insbesondere FIG 9 zeigt, sind an dem Wagen 2 - dort im Bereich zweier nebeneinander liegender Ecken 26 - zwei (Stütz-)Bleche 21 angeordnet bzw. angeschweißt, welche der Aufnahme von Teilen der Hubvorrichtung 10, d.h. der Aufnahme zweier Teleskopzylinder 11, 12, dienen.
Diesen Stützblechen 21 gegenüberliegend ist an dem Wagen 2 - dort im Bereich der Seitenmitte eines der Vierkanthohlprofile 31 - eine Lageraufnahme 34 angeordnet bzw. angeschweißt, welche der Aufnahme eines weiteren bzw. dritten Teils der Hubvorrichtung 10, d.h. eines schwenkbaren Teleskopzylinders 13 dient.
Die drei Teleskopzylinder 11, 12 und 13 bzw. deren Fußpunkte 39 bilden so - last- und stabilitätstechnisch günstig - ein (gleichschenkliges) Dreieck 40 - mit großer Stützfläche aus (vgl. FIG 2).
Die beiden Stützbleche 21 und die Lageraufnahme 34 sind ebenfalls aus Baustahl S235JR.
Mit dem Wagen 2 ist, wie insbesondere FIG 10 zeigt, über die - aus den drei - in diesem Fall fünfstufigen - Teleskopzylinder 11, 12 und 13 gebildete - Hubvorrichtung 10 der Trägerrahmen 3 verbunden, welcher dadurch gegenüber dem Wagen 2 anhebbar (und auch wieder absenkbar) ist (vgl. auch FIGen 12 bis 14).
Die drei Teleskopzylinder 11, 12, und 13 gewährleisten dabei sowohl die Hubfunktion als auch eine lineare Führung (des Trägerrahmens 3).
Während die beiden Teleskopzylinder 11 und 12 - mittels der Stützbleche 21 - fest mit dem Wagen 2 verbunden sind, ist, wie insbesondere FIG 10 verdeutlicht, der Teleskopzylinder 13 - mittels der Lageraufnahme 34 - drehbar an dem Wagen 2 angeordnet, wodurch - über diesen durch die Drehbarkeit dieses Teleskopzylinders 13 zur Verfügung gestellten Freiheitsgrad - einem Verspannen bzw. Verklemmen der bzw. bei der Montagevorrichtung 1 entgegengewirkt werden kann.
Wie insbesondere FIG 8 zeigt, wird der Trägerrahmen 3 ebenfalls durch einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen 27 aus miteinander verschweißten Vierkanthohlprofilen 31 aus Baustahl S235JR gebildet.
Um die Montagevorrichtung 1 möglichst kompakt zu bauen, sind, wie FIG 8 auch zeigt, die Vierkanthohlprofile 31, 32 des Trägerrahmens 3 - dort wo sie die Teleskopzylinder 11, 12 und 13 aufnehmen U-förmig zueinander angeordnet/verschweißt. D.h., die Teleskopzylinder 11, 12 und 13 werden so dann durch die U-förmig angeordneten Rahmenteile/ Vierkanthohlprofile 31, 32 des Trägerrahmens 3 U-förmig umgeben.
In dem Trägerrahmen 3 ist, wie insbesondere die FIGen 1 bis 4 und 11 zeigen, die - gegenüber dem Trägerrahmen 3 um eine Schwenkachse 33 schwenkbare - Schwenkeinheit 4 (vgl. insbesondere FIG 5 bis 7) gelagert.
Dazu weist die Schwenkeinheit 4 schräg gestellte Seitenbleche 22 und 23 auf, welche an gegenüberliegenden Seitenenden einer Grundplatte 20 der Schwenkeinheit 4 (zusätzlich mittels Rippen 35) mit der Grundplatte 20 verweißt sind (vgl. insbesondere FIGen 5 bis 7). Der Trägerrahmen 3 sieht, wie insbesondere die FIGen 2 und 8 zeigen, - für die Realisierung der Schwenkbarkeit der Schwenkeinheit 4 - zwei Stützbleche 21 vor, welche an gegenüberliegenden Seiten an dem Trägerrahmen 3 angeschweißt sind.
Die Grundplatte 20, die Seitenbleche 22 und 23 sowie die Stützbleche 21 sind ebenfalls aus Baustahl S235JR; die Rippen 35 sind aus Baustahl S275JR.
Die drehbare Aufhängung der Schwenkeinheit 4 in dem Trägerrahmen 3 erfolgt, wie insbesondere die FIGen 1 und 3 bis 5 zeigen, mittels zweier Drehgelenke 16 und 17. Diese beiden Drehgelenke 16 und 17 bestehen jeweils aus einem Drehbolzen mit Flansch 24, welcher mit dem jeweiligen Seitenblech 22 bzw. 23 der Schwenkeinheit 4 verschraubt ist (vgl. insbesondere FIG 5), sowie einem zugehörigen, den jeweiligen Drehbolzen 16 bzw. 17 drehbar aufnehmenden Gelenkkopf 25, welcher an dem jeweiligen Stützblech 21 des Trägerrahmens 3 befestigt ist.
Die koaxialen Drehachsen 36 der Drehgelenke 16 und 17 (in entsprechenden Positionen sind die Drehbolzen 24 an den Seitenblechen 22 und 23 angeordnet) bilden dabei die Schwenkachse 33 der Schwenkeinheit 4 aus.
Durch die Schrägstellung der Seitenbleche 22 und 23 (gegenüber der Grundplatte 20) nimmt die Schwenkachse 33 so ebenfalls eine Schrägstellung ein (vgl. insbesondere FIGen 1 und 11).
D.h., die Schwenkachse 33 ist gegen eine Horizontalebene um einen vorgebbaren Winkel 30, d.h. in diesem Fall ca. 18,5°, (bestimmt durch die Schrägstellung der Seitenbleche 22 und 23) geneigt. Bzw. die Lagerungen/Drehgelenke 16 und 17 der Schwenkeinheit 4 sind derart an dem Trägerrahmen 3 angeordnet, dass die Schwenkachse 33, um welche die Schwenkeinheit 4 schwenkbar ist, gegen die Horizontalebene um den vorgebbaren Winkel von 18,5° geneigt ist.
Dadurch wird es, wie die FIGen 12 bis 14 verdeutlichen, bei der bzw. mit der Montagevorrichtung 1 möglich, nahezu sämtliche geneigte Montagepositionen im Raum einzunehmen, wobei gewährleistet ist, dass die Schwerpunkte von Montagevorrichtung 1 und aufgenommener Gasturbinenkomponente 50 (zusammen) die Konstruktion nicht verlassen.
Die Schwenkung/Drehung der Schwenkeinheit 4 um diese Schwenkachse 33 wird, wie insbesondere die FIGen 1, 2, 3 und 11 zeigen, mittels einer Betätigungsvorrichtung/Schwenkvorrichtung 14, in diesem Fall eines gelenkig (mittels der Drehgelenke 18 und 19 an der Schwenkeinheit 4 und dem Trägerrahmen 3) gelagerten Schwenkzylinders 15 (als (Schwenk-)Aktor), realisiert.
Dazu sind, wie insbesondere FIG 2 zeigt, die zwei Drehgelenke 18 und 19 vorgesehen, welche jeweils aus einem Drehbolzen 37 sowie einem zugehörigen Gelenkkopf 38 gebildet sind.
Das Drehgelenk 18 ist, wie insbesondere FIG 2 verdeutlicht, an dem Trägerrahmen 3 befestigt und nimmt das eine Ende des Schwenkzylinders 15 auf - und stellt so die Drehbarkeit des Schwenkzylinders 15 gegenüber dem Trägerrahmen 3 her.
Das Drehgelenk 19 ist, wie auch insbesondere durch FIG 2 gezeigt ist, an der Schwenkeinheit 4 befestigt und nimmt das andere Ende des Schwenkzylinders 15 auf - und stellt so die Drehbarkeit des Schwenkzylinders 15 gegenüber der Schwenkeinheit 4 her.
Auch die Drehgelenke 16 und 17 sowie 18 und 19 sind aus Baustahl S235JR.
Wie insbesondere die FIGen 3 bis 5 verdeutlichen, weist die Schwenkeinheit 4 den - im Wesentlichen mittig an der Grundplatte 20 angeordneten - 360°-Drehtisch 5 auf, mittels welchem die Aufnahme 7 für die zu montierenden bzw. demontierenden Gasturbinenkomponenten 50 360° drehbar ist.
Der 360°-Drehtisch 5 umfasst dabei, wie insbesondere die FIGen 3 bis 7 zeigen, einen Träger bzw. Trägertisch 41, in welchem der Drehteller 8, d.h. eine Rundplatte 8, des Drehtisches 5 drehbar angeordnet bzw. gelagert ist.
Die Drehung bei dem Drehtisch 5 bzw. des Drehtellers 8 bzw. der Aufnahme 7 wird, wie insbesondere die FIG 3 bis 5 verdeutlichen, mittels eines (an dem Drehtisch 5 angeordneten) Schwenktriebs mit hydraulisch gelüfteter Federdrucklamellenbremse 6 bewirkt, welcher den Drehteller 8 in dem Trägertisch 41 dreht.
Zusammen mit einem als Aufnahmegestell ausgebildeten Aufbau 9 (verschweißt auf dem Drehteller/Rundplatte 8) bildet der Drehteller 8 bzw. die Rundplatte 8, wie insbesondere die FIGen 3 bis 7 zeigen, die - so drehbare - Aufnahme 7 für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponenten 50.
Das Aufnahmegestell 9 selbst umfasst, wie insbesondere FIG 5 zeigt, zwei auf jeweils zwei Rechteckprofilen 43 "aufgebockte" (angeschweißte) Flanschstücke 42. An diesen Flanschstücken 42 sind Bohrungen 44 vorgesehen, welche die zu montierenden oder demontierenden Gasturbinenkomponenten 50 (bei der Montage/Demontage) aufnehmen können.
Der Trägertisch 41, der Drehteller 8 sowie das Aufnahmegestell 9 bzw. die Rechteckprofile 43 und Flanschstücke 42 sind aus Baustahl S275JR.
Alle Teile, insbesondere die Profile, Platten, Flansche, Bolzen, Gelenke etc., der Montagevorrichtung 1 sind für Lasten von ca. 770 kg ausgelegt. Schweiß- und Schraubverbindungen sind ebenfalls für derartige Lasten dimensioniert. "F und E" Rechnungen sowie mechanische Lastfallbetrachtungen an der Montagevorrichtung 1 zeigen deren Festigkeit bzw. über diese Berechnungen und Betrachtungen erfolgt die Auslegung bzw. Dimensionierung der Teile der Montagevorrichtung 1.
Die Montagevorrichtung 1 zeichnet sich so, wie die FIGen insgesamt erkennen lassen, durch eine kompakte, einfache, kostengünstig zu realisierende und insbesondere für hohe Lasten geeignete Bauform aus, welche dabei wenig Bauraum verlangt. Damit ermöglicht die Montagevorrichtung 1 so ein Agieren in engen Platzverhältnissen und ungünstigen tangentialen und axialen Montagepositionen, wie es insbesondere bei Gasturbinen bzw. bei dortigen - im Speziellen ringförmigen - Brennersystemen 51 vorliegt.
Insbesondere durch die Verwendung der Teleskopzylinder 11, 12 und 13 in der Verwendung als lineare Führung und Hubfunktion (bei der Hubvorrichtung 10 der Montagevorrichtung 1) in der Kombination mit dem gebremsten 360°-Drehtisch 5 können durch die Montagevorrichtung 1 - ohne Stabilitätsprobleme und/oder "Standprobleme" (Schwerpunkt) - nahezu sämtliche schräg im Raum stehenden (Montage-/Demontage-)Positionen bei der Gasturbine 52 bzw. bei dortigen ringförmigen Brennersystemen 51 angefahren werden.
Dadurch ermöglicht die Montagevorrichtung 1, dass auch schwere Brennerkomponenten 50, wie der Brenner selbst oder ein "spool piece", mit einem Bauteilgewicht von über 700 kg tangential und auch axial bei der Gasturbine 52 bzw. bei dortigem Brennersystem 51 montiert werden können.
Die FIGen 12 bis 14 zeigen verschiedene solche bei einer tangentialen und axialen Brennermontage auftretenden bzw. eingenommenen/angefahrenen Montagepositionen bei der Montage eines Gasturbinenbrenners 50 bei einer Gasturbine 52 mit ringförmigem Brennersystem 51.
Die FIGen 12 bis 14 zeigen so jeweils die Montagevorrichtung 1 (in ihrer jeweiligen Montageposition) mit dem in der Aufnahme 7 aufgenommenen Brenner 50, wobei sich die einzelnen Montagepositionen hinsichtlich der Hubhöhe des Trägerrahmens 3 und der eingenommenen/angefahrenen Schrägstellung der Schwenkeinheit 4 unterscheiden.
Wie die FIGen 12 bis 14 so insbesondere auch zeigen, ist die Montagevorrichtung 1 so insbesondere geeignet bzw. einsetzbar zu einer tangentialen und axialen Montage und/oder Demontage von Gasturbinenkomponenten, wie den (dargestellten) Brenner 50 sowie anderer schwerer Gasturbinenkomponenten 50.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bzw. die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Montagevorrichtung (1) zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente (50) bei einer Gasturbine (52), insbesondere von einer Brennerkomponente (50) bei einem Brennersystem (51) einer Gasturbine (52), mit einem Grundträger (2) und einem über eine Hubvorrichtung (10) mit dem Grundträger (2) verbundenen zweiten Träger (3) und mit einer Schwenkeinheit (4), die schwenkbar an dem zweiten Träger (3) angeordnet ist und an welcher ein Drehtisch (5) mit einer drehbaren Aufnahmeeinheit (7) für die zu montierende oder demontierende Gasturbinenkomponente (50) angeordnet ist.
Montagevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundträger (2) und/oder der zweite Träger (3) einen bzw. jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen (27), insbesondere aus Vierkanthohlprofilen (31), aufweisen bzw. aufweist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundträger (2) verfahrbar ausgebildet ist, insbesondere dass der Grundträger Rollen (29) aufweist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hubvorrichtung (10) mindestens einen Hubzylinder (11, 12, 13), insbesondere einen Teleskopzylinder (11, 12, 13), aufweist, insbesondere dass die Hubvorrichtung (10) drei Hubzylinder (11, 12, 13), insbesondere drei Teleskopzylinder (11, 12, 13), aufweist.
Montagevorrichtung nach mindestens dem voranstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hubzylinder (13) bzw. einer von den Hubzylindern (13) drehbar mit dem Grundträger (2) verbunden ist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der beiden voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die drei Hubzylinder (11, 12, 13) derart an dem Grundträger (2) angeordnet sind, dass die drei Hubzylinder (11, 12, 13) ein Dreieck (40) ausbilden.
Montagevorrichtung nach mindestens den Ansprüchen 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hubzylinder (11, 12, 13) bzw. die Hubzylinder (11, 12, 13) zumindest teilweise durch U-förmig angeordnete Rahmenteile (32) des zweiten Trägers (3) umgeben ist bzw. jeweils zumindest teilweise durch U-förmig angeordnete Rahmenteile (32) des zweiten Trägers (3) umgeben sind.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwenkeinheit (4) unter Verwendung einer Schwenkvorrichtung (14) mit dem zweiten Träger (3) verbunden ist, insbesondere dass die Schwenkvorrichtung (14) einen mit der Schwenkeinheit (4) und mit dem zweiten Träger (3) verbundenen Schwenkzylinder (15) aufweist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Schwenkachse (33), um welche die Schwenkeinheit (4) schwenkbar ist, gegen eine Horizontalebene um einen vorgebbaren Winkel (30) geneigt ist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Drehtisch (5) einen Schwenktrieb (6), insbesondere einen Schwenktrieb (6) mit Bremse, aufweist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufnahmeeinheit (7) einen Aufbau (9) zur Aufnahme der zu montierenden oder demontierenden Gasturbinenkomponenten (50) aufweist, insbesondere welcher Aufbau (9) als Aufnahmegestell ausgebildet ist.
Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
eingesetzt zu der Montage und/oder Demontage der Gasturbinenkomponente (50), insbesondere der Brennerkomponente (50), weiter im Besonderen zu der Montage und/oder Demontage eines Brenners (50) und/oder eines Stutzens (50).