SE500743C2 - Sätt och anordning för montering av axialströmningsmaskin - Google Patents

Description

“Ä J f~;Q (FI Delningsplan är känsliga för läckage vilket innebär att nödvändig styvhet kräver materialmängder i flänsarna.

Följakligen finns motiv för att konstruera strömnings- maskiner helt rotationssymmetrisk utan delningsplan.

Konstruktionstekniskt uppstår då problemet hur man ska gå till väga, för att montera de stationära gittrena mellan rotorstegen.

Ett kännt turbinkoncept innefattar högtrycksturbiner, vilka är av så kallad "barrel"-typ, dvs de är i avsaknad av delningsplan.

En sådan turbin är uppbyggd av ett inre hus, sammansatt av axiellt påsatta och ihopskruvade ringar, vilka fixerar mellanväggarna vilka i sin tur är delade i två halvor och inskjutna radiellt till sitt läge och där låsta av ovan nämnda ringar. Ringpaketet styrs upp av styrelement i det omgivande gjutna turbinhuset.

Vid konstruktion av axiell strömningsmaskin företrädes- vis gasturbin är det fördelaktigt att även undvika del- ningsplan för att erhålla en rotationssymetrisk konstruk- tion. - * ”“ ..

Konstruktivt har man löst montageproblemet genom att använda sig av byggda rotorer, vilka vid montering av maskinen byggs upp steg för steg succesivt varvat med hela ledskeneringar.( i ovan ångturbinsammanhang benämnda mellanväggar.) Metoden är tekniskt tillämpbar.

Dock är det förknippat med tekniska och ekonomiska för- delar om man kunde använda sig av icke delbara rotorer och samtidigt nyttja en konstruktion utan delningsplan.

För axiella strömningsmaskiner företrädesvis högtrycks- kompressorer till gasturbiner är detta möjligt, då man kan montera ledskenekransarna ledskena för ledskena i huset och där ledskenans begränsning närmast rotoraxeln är fri och utan något konstruktionselement, som samman- binder ledskenetopparna. Konstruktionsbegränsningen är svägningsteknisk och klaras i och med att ledskenorna är korta jämfört med deras korda.

Vad gäller axiell strömningsmaskin företrädesvis låg- tryckskompressor till gasturbin är ledskenorna av s dan längd, att ovan fria infästning skapar svägningstekniska problem. Konstruktiv lösning kan vara ledskenor med stora kordor, vilket dock innebär en längre maskin. Vid icke konstantvarvsmaskiner är svägningsproblem i skovel- och ledskenegitter svårbemästrade och kräver noggranna beräkningar och avancerade konstuktionslösningar. Man eftersträvar konstruktionslösningar med goda dämpande egenskaper.

UPPFINNINGEN Axiell strömningsmaskin, företrädesvis lågtryckskompressor till gasturbin, ar konstruerad utan delningsplan och rotorn 24 monteras tillsammans med de statiska komponenter- a « 4,.\_..,_ v. _., _-¿~.-_ f 'vU I ax; (N na i helt tillstånd.

Ledskenekransarna är uppdelade i sektorer 9 av ett antal större än två. Sektorerna införes radiellt till rätt läge.

Medelst axiella styrstift 12 eller andra fixeringselement fixeras sektorerna i rätt vinkelläge i planet vinkelrätt mot rotoraxelns riktning. Mellan sektorerna finns utrymme för sektorernas värmeutvidgning.

Axiellt och radiellt fixeras sektorerna av hela styrringar (t ex 13,14) vilka monteras axiellt mot varandra,fixeras via axiella bultar eller annan form av fästelement och styr mot varandra radiellt medelst styrytor (t ex 15,26) eller annan styrprincip exempelvis med axiella pinnar.

Materialmängden i styrringarna är så anpassad, att upp- värmningshastigheten och därmed erhållen värmeutvidgning följer rotorns motsvarande uppvärmning och värmeutvidgning vid uppstart och laständringar.

Då styrringarna utgör ett styvt konstruktionselement, kommer den snabbare up värmningen av sektorerna vid last- ändring och därmed erh llen värmeutvidgning inte att ge upphov till att sektorerna expanderar radiellt utåt utan de kommer att ta i anspråk ovan nämnda spalter mellan sekto- rerna och en expansion in mot rotoraxeln. Sektorernas gemensamt bildade begränsningsyta mot rotoraxeln uppvisar små avvikelser från cirkelformen, vilken infinner sig vid jämnvarm maskin.

Sektorerna, vars yttre och inre begränsningar består av sammanbindande element 6,7, skapar svängningsdämpade en- heter förutom att vid ledskenornas infästning i de samman- bindande elementen dämpmassa kan inneslutas för att ytter- ligare förbättra sektorernas dämpande förmåga.

FIGURER Figur 1 visar en snittbild av en axiell lågtryckskompressor till en gasturbin med luftintag vid 1, strömningskanal 2 och utlopp vid 3. Rotoraxelns centrumlinje markeras med 4.

Rotorn 24 är enligt figuren uppbyggd av enskilda enheter, vilka bultats samman till en rotorkropp. Enligt uppfinning- en kan rotorn vara gjord i ett stycke.

Figur 2 visar en förstorad del av strömningskanalen i figur 1 (streckprickad fšrkant ). Figuren visar ett konstruk- tionsexempel med s dan utformning att uppfinningsprincipen kan tillämpas.

Figur 3 visar en sektor av ledskenor med yttre och inre sammanbindande konstruktionselement.

Figur 4 visar sektorn enligt figur 3 sedd axiellt i rikt- ning enligt pilen 25. Visad sektor innehåller fem led- skenor. ff! :l .-J TILLÄMPNING Av UPPFINNINGEN Ledskenor 5 och infästningselement 6,7 i dess båda ändar utgör efter tillverkningen en helhet i form av ett ring- formigt konstruktionselement. Detta benämnes ledskenekrans.

Denna delas medelst radiella snitt i ett anta sektorer 9, vars antal är större än två. Figur 3 och 4 visar en sådan sektor i två vyer. Sektorn innehåller i detta exempel fem ledskenor Sa-Se, sammanhållna av ett yttre konstruktions- element 6 och ett inre konstruktionselement 7. Konstruk- tionselementen 6,7 innesluter dämpmassa 8.

I figur 2 visas en sektor 9 av en ledskenekrans i en posi- tion A, från vilken position A, sektorn 9 införes radiellt i enlighet med pilen 10 till en position B. Införandet innefattar även en axiell förskjutning in i en styrning ll och in över ett styrstift 12.

Styrstiftet 12 fixerar sektorn i rätt vinkelposition i planet vinkelrätt rotoraxelns riktning. Styrningen 11 fixerar sektorn radiellt.

Ledskenesektor 9 fixeras radiellt av styrningen 11 i styrring 13.

Efter att ledskenekransens samtliga sektorer fixerats mot styrring 13, förskjutes styrring 14 axiellt i pilens C riktnig in över de monterade sektorerna, styr mot styr- ytorna 15 ,16 och trycks mot styrring 13. Härigenom är nu sektorerna 9 fixerade radiellt i konstruktionselementets 6 båda styrytor 29 och 16 i styrringens 13 styryta 11 och styrrigens 14 styryta 27. Styrring 14 styr med sin styryta 26 mot styryta 15 på styrrig 13 och blir på så sätt radiellt uppstyrd mot föregående styrring, här styrring 13. Med styrring 14 axiellt i kontakt med styrring 13 är sektorerna 9 axiellt fixerade.

Med styrring 14 i monterat läge påbörjas montering av sektorerna ingående i nästkommande ledskenekrans,vilket görs på samma sätt som ovan beskrivning.

I kompressorn ingående styrringar sammanbultas axiellt i grupper av ringar eller enskilt. vilket ger axiell fixering av styrringarna.

Detta framgår av figur 1, där bultförband 17 sammanbinder tre styrringr, medan bultförband 18 enbart fäster nästkommande styrring i föregående.

Figur 2 visar bultförband 19 vilket sammanbinder styrring 13, 20,21 och ytterligare icke visade ring- element. Pos 22 visar en skovel monterad på rotor- skiva 23. Pos 24 visar rotorns centrumlinje.

Claims (3)

1. (Ål l 1 PATENTKRAV 1. Sätt att montera axialströmningsmaskin, företrädesvis lågtrycks- kompressor, till gasturbin konstruerad med hus utan delningsplan och med hel rotor eller byggd rotor i ett stycke k ä n n e t e c k n a t av att ledskenekransar monteras genom att sektorer av ledskenekransarna bringas på plats radiellt. Sektorantalet per ledskenekrans är större än två. Sektorerna styrs upp och fixeras i rätt läge genom att styrringar (14) anbringas runt varje av sektorer uppbyggd ledskenekrans.

2. Sätt enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att styr- ringarna fixeras axiellt medelst axiella bultar (19) eller annan form av fästelement.

3. Sätt enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att sektor- erna efter det att de radiellt bringats i läge förskjutes axiellt mot tidigare monterad styrring (13). Medelst styrning i densamma (11) fixeras sektorerna (9) radiellt. Ä. Sätt enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a t av att varje sektor (9) vinkelfixeras i planet vinkelrätt rotoraxelns riktning med rotoraxeln som vridcentrum medelst en axiell pinne (12) eller annat styrelement vilken/vilket sektorn äntrar vid den axiella fixeringen till förgående styrring (11). 5. Sätt enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a t av att styr- ringar vilka skjuts över positionerade sektorer fixerar dessa axiellt. 6. Sätt enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a t av att styr- ringar vilka skjuts över positionerade sektorer har styrytor vilka passas in i styrytor i sektorerna och fixerar sektorerna radiellt. 7. Sätt enligt patentkrav 6 k ä n n e t e c k n a t av att styr- ringarna fixeras axiellt medelst axiella bultar eller annan form av fäst- element. 8. Sätt enligt patentkrav 7 k ä n n e t e c k n a t av att styr- ringarna styr radiellt mot varandra. 6' a -31 f' 'f f x) \_'V] A U. u CI 3 9. Anordning i form av axiell strömningsmaskin, företrädesvis låg- tryckskompressor till gasturbin, konstruerad med hus utan delningsplan och med hel rotor eller byggd rotor i ett stycke k ä n n e t e c k - n a d av att ledskenekransarna är radiellt fixerade i fler än två sek- torer (9). Sektorerna styrs upp och fixeras i rätt läge av stödelement i form av ringar (13, IÄ). 10. Anordning enligt patentkrav 9 k ä n n e t e c k n a d av att styrringarna axiellt fixeras medelst bultförband (19) eller annan form av fästelement. 11. Anordning enligt patentkrav 10 k ä n n e t e c k n a d av att sektorerna styrs upp och fixeras i föregående stegs styrring (13). 12. Anordning enligt patentkrav 11 k ä n n e t e c k n a d av att en axiell styrpinne (12) per sektor eller annat styrelement fixerar sektor- erna i föregående styrring (13) till ett bestämt vinkelläge i planet vinkelrätt rotoraxelns riktning med rotoraxeln som vridcentrum. 13. Anordning enligt patentkrav 12 k ä n n e t e c k n a d av att styrringen (lü) fixerar positionerade sektorer axiellt i samverkan med föregående styrring (13). lü. Anordning enligt patentkrav 13 k ä n n e t e c k n a d av att styrringen har styrytor vilka styr upp mot motsvarande styrytor på sektorerna vid styrringens axiella montering. 15. Anordning enligt patentkrav lfl k ä n n e t e c k n a d av att styrringarna styr radiellt mot varandra via styrytor (15, 26).