WO2016124282A1 - Montagevorrichtung zur montage oder demontage einer gasturbinenkomponente bei einer gasturbine, insbesondere von einer brennerkomponente bei einem brennersystem einer gasturbine - Google Patents

Montagevorrichtung zur montage oder demontage einer gasturbinenkomponente bei einer gasturbine, insbesondere von einer brennerkomponente bei einem brennersystem einer gasturbine Download PDF

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WO2016124282A1
WO2016124282A1 PCT/EP2015/079784 EP2015079784W WO2016124282A1 WO 2016124282 A1 WO2016124282 A1 WO 2016124282A1 EP 2015079784 W EP2015079784 W EP 2015079784W WO 2016124282 A1 WO2016124282 A1 WO 2016124282A1
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gas turbine
mounting device
burner
lifting
mounting
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Christoph Trenkler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F01D25/285—Temporary support structures, e.g. for testing, assembling, installing, repairing; Assembly methods using such structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/68—Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00017—Assembling combustion chamber liners or subparts

Definitions

  • Mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine, in particular of a burner component in a burner system of a gas turbine
  • the invention relates to a mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine ⁇ bine, in particular of a burner component in a burner system of a gas turbine.
  • Gas turbine plants hereinafter referred to only briefly as gas turbines, serve to generate electrical energy or electricity and are generally known.
  • a gas turbine plant or gas turbine consists of a compressor , a burner system with one or more burners with one or more associated combustion chambers and the actual gas turbine, in short only a turbine.
  • the gas turbine is operated with fluid fuels. Usually these fuels hydrocarbons, alcohol system ⁇ le, coal or natural gas. These fluids are the fuel for the gas turbine, whose turbine drives a generating generator coupled to it to produce electricity.
  • the compressed air is supplied with the fuel to the Brennersys ⁇ system or the combustion chamber / the combustion chambers. There, the mixture of fresh air and fuel is ignited by means of the burner (s), in order then to burn there, whereby combustion gases - essentially carbon dioxide, water vapor, Nitrogen and oxygen - temperatures up to 1500 ° C and higher.
  • the hot exhaust gases then flow into the turbine, where they release some of their energy to the turbine as relaxation energy.
  • the mechanical power is then converted into electrical power, which is fed as electrical power in a power grid.
  • such a gas turbine with an annular burner system requires that individual extremely heavy burner components, such as the burners and / or spool pieces, be mounted tangentially and axially within the burner system of the gas turbine, resulting in (last and / or ar ⁇ beitstechnisch) represent extremely unfavorable mounting / dismounting positions.
  • Mounting devices for mounting or dismounting burners of a gas turbine are known, for example, from US 2014/0123680
  • the invention is therefore based on the object to overcome the disadvantages and limitations of the prior art in the assembly and / or disassembly of gas turbine components.
  • the invention has for its object to enable a simple, cost-effective, safe and reliable assembly or disassembly of burner components of a burner system, in particular a gas turbine.
  • a device for assembling or disassembling a gas turbine component in a gas turbine in particular from a burner component in a burner system ⁇ a gas turbine engine, having the features according to the independent claim.
  • This mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component, in particular a burner component has a base support.
  • This base support may have a substantially rectangular frame.
  • This frame can in turn be made up of square profiles or square hollow profiles, for example arranged at right angles to one another, in particular welded together.
  • the basic carrier or the frame may also be made of steel, for example of structural steel, such as structural steel S235JR or S275JR.
  • the base support is designed to be movable. These may, for example, rollers may be arranged at ⁇ play as steering wheels with brake, on the base support to this mobility of the basic carrier possible to be expected.
  • the base support is designed as a rectangular frame
  • the rollers or the castors may preferably be arranged at corners of the frame.
  • connection parts such as (support) sheets, inter alia, arranged, in particular welded to the Basic carrier, his.
  • Such connection parts may be made of steel, for example of structural steel, such as structural steel S235JR or S275JR.
  • a second carrier is connected to the base carrier via a lifting device. By means of this lifting device so the second carrier relative to the base support can be raised (and lowered again).
  • the lifting device in this case has at least one lifting cylinder.
  • Such a lifting cylinder can be designed as a telescopic cylinder, for example as a multi-stage hydraulic telescopic cylinder.
  • Such lifting cylinder or telescopic cylinder allow a compact and space-saving design. Furthermore, their operation is simple and safe.
  • lifting / telescopic cylinders are cost-effective, proven standard / standard components which are capable of manipulating even high loads, such as in the gas turbine components to be assembled and / or disassembled.
  • the lifting device comprises a plurality, in particular three or four lifting cylinders, insbesonde ⁇ re three or four telescopic cylinder. That is, the second carrier is connected via a plurality, in particular three or four, Hub ⁇ or telescopic cylinder with the base support.
  • the plurality, in particular three or four, lifting / telescopic cylinders it may also be expedient to symmetrically and / or with the plurality, in particular three or four, lifting / telescopic cylinders to arrange a large distance from each other on the base support.
  • lifting / telescopic cylinders can be arranged in the four corners of a base frame designed as a rectangular frame.
  • Three lifting / telescopic cylinders installed it may be appropriate to arrange these in such a way on the base ⁇ makers, that they form a triangle with the utmost triangular face.
  • foot points of the three lifting / telescopic cylinders span a triangle.
  • the lifting / telescopic cylinder (s) can be connected to the base support using a corresponding connection part or corresponding connection parts.
  • the or the plurality of lifting / telescopic cylinder is at least partially surrounded by U-shaped arranged frame parts of the second carrier or are.
  • the one or more of the three or more lifting / telescopic cylinders may be connected rotatably - in particular about an axis of rotation oriented perpendicular to the stroke direction - to the base carrier, in order to allow this degree of freedom to be braced or clamped To counteract jamming of or at the mounting device.
  • the second support may likewise have a substantially rectangular frame, in particular made of square profiles or square hollow sections, for example also of steel, in particular structural steel S235JR or S275JR.
  • the square profiles or square hollow sections can be welded together to form the second carrier.
  • On the second support a - opposite the second support about a pivot axis pivotable - pivoting unit is arranged.
  • the pivoting unit can be mounted on the second carrier using at least one rotary joint, preferably of two rotary joints.
  • a rotation axis of the rotary joint forms or (coaxial) rotation ⁇ axes of the rotary joints thereby form the pivot axis of the pivot unit.
  • the bearing or the bearings of the pivoting unit are arranged on the second Trä ⁇ ger and the pivoting unit, that the pivot axis about which the pivoting unit is pivotable, is inclined against the Hori ⁇ zontalebene to the predetermined angle. This makes it possible for the mounting device to assume almost all inclined mounting positions in the room.
  • This predefinable angle can be between 10 ° and 30 °, in particular between 15 ° and 25 °, in particular preferably about 18 °.
  • the pivoting / rotation of the pivoting unit about this pivot axis may then be accomplished using an actuator, i. a pivoting device, be enabled.
  • the pivoting device may have a pivoting cylinder (as a (pivoting) actuator), which with the Swivel unit and the second carrier connected, in particular articulated, is - and so when actuated, the pivoting unit relative to the second carrier moves (or pivots about the pivot axis).
  • a pivoting cylinder as a (pivoting) actuator
  • the swiveling unit can also have connection parts, frame parts and the like, for example also made of steel, in particular structural steel S235JR or S275JR.
  • the pivoting unit is pivotable from -5 ° to 70 ° by pivoting cylinder.
  • the second frame or the support frame, on or on which the pivoting unit is rotatably mounted can also be pivoted in order to change the preset angle, for example by 18 ° by ⁇ 10 °. This can be ensured by a rotatably mounted telescopic cylinder.
  • a turntable is arranged with a rotatable receiving unit for the gas turbine component to be assembled or disassembled.
  • the swivel unit may for example comprise a base plate, on which a “table” of the turntable is disposed (or which base plate itself the “table” of the Drehti ⁇ ULTRASONIC forms), in which "table” a turntable of the turntable rotatably disposed or stored ,
  • Gas turbine component be arranged - or the (so navba ⁇ re) turntable itself may also be part of the (so synonymous rotatable) receiving unit for the gas turbine component to be assembled or disassembled.
  • the turntable can be set up for a 360 ° turn.
  • a rotation in the turntable or the turntable or the rotatable receiving unit can be made possible by means of a (arranged on the rotary ⁇ table) pivot drive.
  • the swivel drive comprises a brake, in particular a hydraulically released Federtikla ⁇ mellebremse.
  • the receiving unit may - for receiving or for connecting the gas turbine components to be assembled or disassembled - have a relevant structure for receiving the gas turbine components to be assembled or disassembled.
  • the structure as a mounting frame, in particular screwed together and / or welded
  • the support frame or its frame parts can be made of
  • the structure (removable) is changeable.
  • a structure (adapter) adapted to the gas turbine component to be assembled or disassembled can be used.
  • the mounting device for mounting and / or dismounting of the gas turbine components is characterized by a compact, simple, inexpensive to implement and especially suitable for high loads design, which requires little space.
  • the mounting device allows such action in tight spaces, as is the case in particular with gas turbines or burner systems there.
  • lifting or telescopic cylinders in use as a linear guide and lifting function (in the lifting device of the mounting device) in combination with a particular braked 360 ° turntable can be approached by the mounting device - without stability problems and / or "stand problems" - almost all obliquely standing in the room (assembly / disassembly) positions ,
  • the mounting device allows gas turbine components, in particular burner components, to be mounted tangentially and also axially in the gas turbine or burner system with a component weight of more than 700 kg.
  • the mounting device is particularly suitable or settable ⁇ to a mounting and / or disassembly of a gas turbine component, in particular a burner component, as ei ⁇ nes burner and / or a nozzle.
  • a gas turbine component in particular a burner component, as ei ⁇ nes burner and / or a nozzle.
  • FIG. 1 shows a view of a mounting device for mounting
  • Figure 2 is a view of a mounting device for mounting
  • FIG. 3 shows a view of a mounting device for mounting
  • FIG. 4 shows a view of a mounting device for mounting
  • FIG. 5 shows a view of a pivot unit of a FOR MOUNTING direction for mounting or dismounting a Gasturbi ⁇ nenkomponente in a gas turbine
  • FIG. 6 shows a view of a pivoting unit of a mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine with a "spool piece" accommodated in the latter for mounting it, a view of a pivoting unit of a Montagevor ⁇ direction for mounting or dismounting a Gasturbi ⁇ nenkomponente in a gas turbine - with a recorded in this gas turbine burner for burner assembly, a view of a support frame Montagevor ⁇ direction for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine, a View of a carriage of a mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine, a view of a carriage and connected to the car via a lifting device support frame of a mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas turbine, a view of a mounting device for mounting or dismounting a Gas turbine component in a gas turbine, a mounting device for mounting or dismounting a gas turbine component in a gas
  • Embodiment mounting apparatus 1 for mounting and de ⁇ assembly of gas turbine components 50 in a gas turbine 52 (abbreviated hereinafter referred to as “mounting apparatus” or “telescoping ,, or” trucks “Simplified) (Figs 1 to 14), Figs 1, 2 and 11 show - in an overall view - a mounting device 1 for mounting and dismounting of gas turbine components 50, such as from a (gas turbine) burner 50 or a "spool piece" 50, in a gas turbine 52 and in a burner system 51 of a gas turbine 52.
  • FIG 3 and 4 show this mounting device 1, each with a gas turbine component 50 (FIG 3 - gas turbine burner 50, FIG 4 - "spool piece” 50) received in this mounting device 1 and to be mounted in the gas turbine.
  • a gas turbine component 50 FIG 3 - gas turbine burner 50, FIG 4 - "spool piece” 50
  • FIG 5 to 10 show (individual) components or component assemblies of this mounting device (FIG 5 - pivot unit 4, FIG 6 - pivot unit 4 with "spool piece” 50; FIG 7 - pivot unit 4 with burner 50; FIG. 8 - carrier frame 3 FIG 9 - carriage 2, FIG 10 - carriage 2 and support frame 3 (connected via a lifting device 10).
  • FIGS. 12, 13 and 14 show this mounting device 1 in various installation / mounting positions in burner assembly in a gas turbine engine 52 having an annular burner system 51.
  • the mounting device 1 consists of several (functionally) connected (basic) components, such as a movable carriage 2 (FIG 9), one with the carriage 2 via a lifting device 10 (from several Hub / telescopic cylinders 11, 12, 13) connected Support frame 3 (FIG 8, FIG 10) and a rotatably mounted in the support frame 3 pivot unit 4 ( Figures 5 to 7) and with a means of a turntable 5 rotatably mounted on the pivot ⁇ unit 4 arranged receptacle 7 for the gas turbine components to be assembled or disassembled (FIGS. 3 to 5).
  • a movable carriage 2 FIG 9
  • a lifting device 10 from several Hub / telescopic cylinders 11, 12, 13
  • Support frame 3 FIG 8, FIG 10
  • Figures 5 to 7 a rotatably mounted in the support frame 3 pivot unit 4
  • Figures 5 to 7 a means of a turntable 5 rotatably mounted on the pivot ⁇ unit 4 arranged receptacle 7 for the gas turbine components to be assembled
  • the carriage 2 is, as shown particularly in FIG 9, formed by a rectangular frame 27 of (four) square hollow sections 31 of structural steel S235JR, which are at right angles to / welded together to the frame 27 and the carriage 2.
  • the three telescopic cylinders 11, 12 and 13 or their base points 39 form - in terms of load and stability technology - an (isosceles) triangle 40 - with a large supporting surface (see FIG.
  • the two support plates 21 and the bearing receptacle 34 are also made of construction steel S235JR.
  • the carriage 2 as shown in particular FIG 10, on the - from the three - in this case five-stage - telescopic cylinders 11, 12 and 13 formed - lifting device 10 of the support frame 3 is connected, which thereby relative to the carriage 2 can be raised (and again lowered) is (see also Figures 12 to 14).
  • the three telescopic cylinders 11, 12, and 13 ensure both the lifting function and a linear guide (of the support frame 3).
  • the telescopic cylinder 13 - by means of the bearing receptacle 34 - rotatably on the carriage 2 is arranged ⁇ , whereby - over this degree of freedom provided by the rotatability of this telescopic cylinder 13 - a distortion or jamming of or in the mounting device 1 can be counteracted.
  • the support frame 3 is just ⁇ if formed by a substantially rectangular frame 27 of welded together square hollow sections 31 of structural steel S235JR.
  • the rectangular sections 31, 32 of the Trä ⁇ gerrahmens 3 - where they receive the telescopic cylinders 11, 12 and 13 U-shaped arranged / welded to each other. That is, the telescopic cylinders 11, 12 and 13 are then through the
  • Swivel axis 33 pivotable - pivot unit 4 (see in particular ⁇ special 5 to 7) stored.
  • the swing unit 4 slanted side plates 22 and 23 which are on opposite side ends of a base plate 20 of the swivel unit 4 (in addition pen means Rip 35) with the base plate 20 then refers (see FIG. Insbeson ⁇ particular Figs 5 to 7).
  • the support frame 3, as shown in particular in FIGS. 2 and 8, provides for the realization of the pivotability of the pivoting unit 4 two support plates 21, which are welded on opposite sides to the support frame 3.
  • the base plate 20, the side plates 22 and 23 and the support plates 21 are also made of steel S235JR; the ribs 35 are made of steel S275JR.
  • the rotatable suspension of the pivoting unit 4 takes place in the support frame 3, as shown in particular Figures 1 and 3 to 5, by means of two pivot joints 16 and 17.
  • These two hinges 16 and 17 each consist of a pivot pin with flange 24, which with the respective side panel 22 and 23 of the pivoting unit 4 is screwed (see insbeson ⁇ dere FIG 5), and an associated, the respective pivot pin 16 and 17 rotatably receiving condyle 25, which is fixed to the respective support plate 21 of the support frame 3.
  • the coaxial axes of rotation 36 of the pivots 16 and 17 (in corresponding positions, the pivot pins 24 are arranged on the side plates 22 and 23) form the Schwenkach- se 33 of the pivot unit 4 from.
  • the pivot axis 33 Due to the inclination of the side plates 22 and 23 (relative to the base plate 20), the pivot axis 33 so just ⁇ if an inclination (see, in particular, FIGS 1 and 11). That is, the pivot axis 33 is inclined to a horizontal plane by a predetermined angle 30, ie in this case about 18.5 °, (determined by the inclination of the side plates 22 and 23). Respectively. the bearings / pivots 16 and 17 of the pivot unit 4 are so angeord ⁇ net on the support frame 3, that the pivot axis 33, about which the pivot unit 4 is pivotable, is inclined to the horizontal plane by the predetermined angle of 18.5 °. As a result, as illustrated in FIGS. 12 to 14, it is possible for the mounting device 1 to occupy virtually all inclined mounting positions in space, ensuring that the centers of gravity of the mounting device 1 and the absorbed gas turbine component 50 do not (together) the construction leave.
  • the two rotary joints 18 and 19 are provided, which are each formed of a pivot pin 37 and an associated condyle 38.
  • the rotary joint 18 is, as illustrated in particular FIG 2, attached to the support frame 3 and receives the one end of the pivot cylinder 15 - and thus provides the rotation of the pivot cylinder 15 relative to the support frame 3 ago.
  • the swivel joint 19, is secured to the swing unit 4 as ge ⁇ also shows in particular by Figures 2 and takes the other end of the swing cylinder 15 - and thus provides the
  • the hinges 16 and 17 and 18 and 19 are made of steel ⁇ S235JR.
  • the swivel unit the - substantially centrally disposed on the base ⁇ plate 20 - 360 ° -Drehtisch 5 on, to be assembled by means wel ⁇ chem the receptacle 7 for the or dismounted gas turbine components 50,360 ° is rotatable.
  • the 360 ° -Drehtisch 5 comprises here, in particular the Figs 3 to 7 show a support or support table 41 in which the turntable 8, that is a circular plate 8, the Drehti ⁇ ULTRASONIC 5 is arranged rotatably or supported.
  • the rotation in the turntable 5 and the turntable 8 and the receptacle 7 is, as in particular FIG 3 to 5 ver ⁇ clear, by means of a (arranged on the turntable 5) pivot drive with hydraulically released Federtiklamellen- brake 6 causes, which the Turntable 8 in the support table 41 rotates.
  • FIGS. 3 to 7 show the receptacle 7, which is so rotatable, for the gas turbine components 50 to be assembled or disassembled.
  • the receiving frame 9 itself comprises, as shown particularly in FIG 5, two on each two rectangular profiles 43 "jack ⁇ te" (welded) flange pieces 42. At these Flanschstü ⁇ bridges 42 holes 44 are provided which the to be assembled or disassembled gas turbine components 50 (at the assembly / disassembly).
  • the support table 41, the turntable 8 and the receiving frame 9 or the rectangular profiles 43 and flange pieces 42 are made of structural steel S275JR. All parts, in particular the profiles, plates, flanges, Bol ⁇ zen, joints, etc., the mounting device 1 are designed for loads of about 770 kg. Welding and screw connections are also dimensioned for such loads. "F and E" calculations as well as mechanical load case considerations on the mounting device 1 show their strength or on these calculations and considerations, the design or dimensioning of the parts of the mounting device 1 takes place.
  • the mounting device 1 is characterized, as the figures can be seen in total, by a compact, simple, kos ⁇ ten redesign to realize and especially for high loads suitable design, which requires little space.
  • the mounting device 1 allows such action in tight spaces and unfavorable tangential and axial mounting positions, as is the case in particular gas turbines ⁇ nen or in there - in particular annular - burner systems 51 is present.
  • the telescopic cylinders 11, 12 and 13 in the use as a linear guide and lifting function (in the lifting device 10 of the mounting device 1) in combination with the braked 360 ° turntable 5 can by the mounting device 1 - without stability problems and / or "Stance problems" (center of gravity) - almost all obliquely in space standing (assembly / disassembly) positions are approached in the gas turbine 52 and local annular burner systems 51.
  • Figs 12 to 14 illustrate various such at a tan gentialen and axial burner assembly occurring or occupied / approached mounting positions in the assembly of a gas turbine combustor 50 in a gas turbine 52 with ringförmi ⁇ according burner system 51.
  • Figs 12 to 14 show that each of the mounting device 1 (in their respective mounting position) with the recorded in the receptacle 7 burner 50, wherein the individual mounting positions with respect to the lifting height of the support frame 3 and the assumed / approached inclination of
  • the mounting device 1 is thus particularly suitable or usable for a tangential and axial assembly and / or disassembly of gas turbine components, such as the burner 50 (shown) and other heavy gas turbine components 50.

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. Weiter weist die Hubvorrichtung (10) mindestens einen Hubzylinder (11, 12, 13), insbesondere einen Teleskopzylinder (11, 12, 13), auf, insbesondere weist die Hubvorrichtung (10) drei Hubzylinder (11, 12, 13), insbesondere drei Teleskopzylinder (11, 12, 13), auf.

Description

Beschreibung
Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine, insbesondere von einer Brennerkomponente bei einem Brennersystem einer Gasturbine
Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gastur¬ bine, 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 Ver¬ dichter, 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, Alkoho¬ le, Kohle- oder Erdgas. Diese Fluide sind der Brennstoff für die Gasturbine, deren Turbine einen an sie angekoppelten Ge- nerator zur Stromerzeugung antreibt.
Dabei saugt zunächst der ebenfalls an die Turbine mechanisch angekoppelte und durch diese angetriebene Verdichter Frisch¬ luft 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 Brennersys¬ tem 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 ei¬ ner Laufzeit der Gasturbine sind vielfach Montage- und/oder Demontagearbeiten an der Gasturbine notwendig, wie beispiels- weise 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 Brenner¬ system"), 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 ar¬ beitstechnisch) 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 .
Montagevorrichtungen zur Montage oder Demontage von Brennern einer Gasturbine sind etwa bekannt aus der US 2014/0123680
AI, die ein säulengestütztes Brennermanipulationswerkzeug of¬ fenbart. Weiter ist eine solche Montagevorrichtung etwa be¬ kannt aus der EP 2 070 663 AI, in welcher ebenfalls ein sol¬ ches säulengestütztes Montagewerkzeug beschrieben wird. Im Gegensatz hierzu beschreibt die US 5,911,680 AI eine Montage¬ vorrichtung, welche an einer Halterung umfänglich um das Gehäuse der Gasturbine verfahren werden kann, um jeweils an den gewünschten Brenneröffnungen positioniert zu werden. Nachteilig an diesen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass diese einen sehr großen Raumbedarf haben und darüber hinaus sehr lange Auf- und Abbauzeiten erfordern. Gerade aber bei Wartungsarbeiten vor Ort, sind derartig lange Auf- und Abbauzeiten unerwünscht. Weiterhin erfordern die aus dem Stand der Technik bekannten Montagevorrichtungen eine detaillierte Kenntnis zum Betrieb der Vorrichtungen, so dass Wartungspersonal aufwändig im Umgang mit der Vorrichtung an¬ gelernt werden muss. Der Erfindung liegt damit 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, sichere 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 Brenner¬ system einer Gasturbine, mit den Merkmalen gemäß dem unabhän- gigen 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 ver- schweißt, 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, bei¬ spielsweise Lenkrollen mit Feststeller, an dem Grundträger angeordnet sein, um diese Mobilität des Grundträgers zu er- möglichen.
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.a., 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 weist hierbei mindestens einen Hubzylinder auf. Ein solcher Hubzylinder kann als Teleskopzylinder, beispielsweise als mehrstufiger hydraulischer Teleskopzylinder, ausgebildet sein. Derartige Hubzylinder bzw. Teleskopzylinder erlauben eine kompakte und raumsparende Bauweise. Weiterhin ist deren Betrieb einfach und sicher.
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, insbesonde¬ re 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 Grund- trägers angeordnet werden. Werden drei Hub-/Teleskopzylinder verbaut, kann es zweckmäßig sein, diese derart an dem Grund¬ träger 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 Vier- kanthohlprofilen, 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) Dreh¬ achsen 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 Trä¬ ger und der Schwenkeinheit angeordnet, dass die Schwenkachse, um welche die Schwenkeinheit schwenkbar ist, gegen die Hori¬ zontalebene um den vorgebbaren Winkel geneigt ist. Dadurch wird es bei der bzw. mit der Montagevorrichtung möglich, na- hezu 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.a., 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 Drehti¬ sches 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 drehba¬ re) 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 Dreh¬ tisch angeordneten) Schwenktriebs ermöglicht werden. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der Schwenktrieb eine Bremse, insbesondere eine hydraulisch gelüftete Federdruckla¬ mellenbremse, 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 montie- rende 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. ein¬ setzbar zu einer Montage und/oder Demontage einer Gasturbi- nenkomponente, insbesondere einer Brennerkomponente, wie ei¬ nes 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 zusammenge- fasst 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 Ausführungsbei¬ spiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausfüh¬ rungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht werden.
Gleiche Bauteile, Komponenten u.a. sind durch gleiche Bezugs¬ zeichen 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 Montagevor- richtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbi¬ nenkomponente bei einer Gasturbine,
FIG 6 eine Ansicht einer Schwenkeinheit einer Montagevor¬ richtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbi- nenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen „spool piece" zur dessen Montage, eine Ansicht einer Schwenkeinheit einer Montagevor¬ richtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbi¬ nenkomponente bei einer Gasturbine - mit einem in dieser aufgenommenen Gasturbinenbrenner zur Brennermontage, eine Ansicht eines Trägerrahmens einer Montagevor¬ richtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbi- nenkomponente bei einer Gasturbine, eine Ansicht eines Wagens einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine, 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, eine Ansicht einer Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine, eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine ge¬ mäß einem Ausführungsbeispiel in einer Montagepositi¬ on bei einer Brennermontage an einer Gasturbine, eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine ge¬ mäß einem Ausführungsbeispiel in einer weiteren Montageposition bei einer Brennermontage an einer Gasturbine und eine Montagevorrichtung zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente bei einer Gasturbine ge- maß einem Ausführungsbeispiel in einer weiteren Montageposition bei einer Brennermontage an einer Gasturbine . Ausführungsbeispiel: Montagevorrichtung 1 zur Montage und De¬ montage 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 - Träger- rahmen 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 Schwenk¬ einheit 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, wel- che der Aufnahme eines weiteren bzw. dritten Teils der Hub¬ vorrichtung 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 eben- falls 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 ange¬ ordnet, 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 eben¬ falls 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 Trä¬ gerrahmens 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. insbe¬ sondere 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 Rip- pen 35) mit der Grundplatte 20 verweißt sind (vgl. insbeson¬ dere 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. insbeson¬ dere 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 Schwenkach- se 33 der Schwenkeinheit 4 aus.
Durch die Schrägstellung der Seitenbleche 22 und 23 (gegenüber der Grundplatte 20) nimmt die Schwenkachse 33 so eben¬ falls 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 angeord¬ net, 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 zei¬ gen, mittels einer Betätigungsvorrichtung/Schwenkvorrichtung 14, in diesem Fall eines gelenkig (mittels der Drehgelenke 18 und 19 an der Schwenkeinheit 4 und dem Trägerrahmen 3) gela¬ gerten 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 ge¬ zeigt 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 Schwenkein¬ heit 4 her. Auch die Drehgelenke 16 und 17 sowie 18 und 19 sind aus Bau¬ stahl S235JR. Wie insbesondere die FIGen 3 bis 5 verdeutlichen, weist die Schwenkeinheit 4 den - im Wesentlichen mittig an der Grund¬ platte 20 angeordneten - 360 ° -Drehtisch 5 auf, mittels wel¬ chem 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 Drehti¬ sches 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 ver¬ deutlichen, mittels eines (an dem Drehtisch 5 angeordneten) Schwenktriebs mit hydraulisch gelüfteter Federdrucklamellen- bremse 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 „aufgebock¬ te" (angeschweißte) Flanschstücke 42. An diesen Flanschstü¬ cken 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, Bol¬ zen, 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 ins- gesamt erkennen lassen, durch eine kompakte, einfache, kos¬ tengünstig 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 Gasturbi¬ nen 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 tan- gential und auch axial bei der Gasturbine 52 bzw. bei dorti¬ gem Brennersystem 51 montiert werden können.
Die FIGen 12 bis 14 zeigen verschiedene solche bei einer tan- gentialen und axialen Brennermontage auftretenden bzw. eingenommenen/angefahrenen Montagepositionen bei der Montage eines Gasturbinenbrenners 50 bei einer Gasturbine 52 mit ringförmi¬ gem 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

Patentansprüche
1. Montagevorrichtung (1) zur Montage oder Demontage einer Gasturbinenkomponente (50) bei einer Gasturbine (52), insbe- sondere von einer Brennerkomponente (50) bei einem Brenner¬ system (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
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hubvorrichtung (10) mindestens einen Hubzylinder (11, 12, 13), insbesondere einen Teleskopzylinder (11, 12, 13), auf¬ weist, insbesondere dass die Hubvorrichtung (10) drei Hubzy¬ linder (11, 12, 13), insbesondere drei Teleskopzylinder (11, 12, 13), aufweist.
2. 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. auf- weist.
3. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundträger (2) verfahrbar ausgebildet ist, insbesondere dass der Grundträger Rollen (29) aufweist.
4. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hubzylinder (13) bzw. einer von den Hubzylindern (13) drehbar mit dem Grundträger (2) verbunden ist.
5. Montagevorrichtung nach mindestens einem der 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.
6. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehen- den Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hubzylinder (11, 12, 13) bzw. die Hubzylinder (11, 12, 13) zumindest teilweise durch U-förmig angeordnete Rahmentei¬ le (32) des zweiten Trägers (3) umgeben ist bzw. jeweils zu- mindest teilweise durch U-förmig angeordnete Rahmenteile (32) des zweiten Trägers (3) umgeben sind.
7. 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.
8. 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.
9. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehen- den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtisch (5) einen Schwenktrieb (6), insbesondere einen Schwenktrieb (6) mit Bremse, aufweist.
10. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehen- den 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.
11. Montagevorrichtung nach mindestens einem der voranstehen den Ansprüche,
eingesetzt zu der Montage und/oder Demontage der Gasturbinen komponente (50), insbesondere der Brennerkomponente (50), weiter im Besonderen zu der Montage und/oder Demontage eines Brenners (50) und/oder eines Stutzens (50).
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