将燃气轮机的热屏板可拆式固定在盘式板簧叠片上和固定盘式板簧叠片的成套设备以及用于更换燃气轮机热屏板的方法 |
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| 申请号 | CN201280055142.7 | 申请日 | 2012-09-06 | 公开(公告)号 | CN103930722A | 公开(公告)日 | 2014-07-16 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | C.布斯; S.格伦德尔; M.哈特曼; E.亨谢尔; M.霍夫曼; M.加斯珀斯; A.B.卡德吉; T.克雷姆克; A.克鲁格; M.伦兹; M.林克; D.米勒; T-D.滕拉姆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种将用于 燃气轮机 的热屏板可拆式固定在盘式板簧叠片(12、13)上和固定盘式板簧叠片(12、13)的成套设备。所述成套设备包括用于固定盘式板簧叠片(12、13)的装置，它尤其可在燃气轮机维修时有利地使用，以及具有杆状的柱，包括头部区和底部区以及设在柱底部区内的操纵装置。柱的头部区在第一工作 位置 有横向于柱纵轴线的第一最大直径，以及在第二工作位置有横向于柱纵轴线的第二最大直径。所述第二最大直径在这里大于第一最大直径。操纵装置设计为可通过使用者驱动，并在由使用者驱动时可将所述头部区从第一工作位置过渡到第二工作位置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将燃气轮机的热屏板可拆式固定在盘式板簧叠片(12、13)上和固定盘式板簧叠片(12、13)的成套设备，包括铸铁螺钉(21、22)，铸铁螺钉(21、22)具有保险套筒(21)，该保险套筒在外表面上有第一外螺纹(24)和在沿外表面纵轴线穿过保险套筒(21)延伸的孔(27)上有内螺纹(25)，以及所述铸铁螺钉具有铸铁螺钉头(22)，该铸铁螺钉头(22)具有可旋入所述内螺纹(25)的第二外螺纹(26)并设计用于封闭通过所述保险套筒(21)的孔(27)，所述成套设备还包括用于固定燃气轮机的盘式板簧叠片(12、13)的装置，此装置具有杆状的柱，包括头部区和底部区以及设在柱底部区内的操纵装置(34)，其中，所述柱的头部区在第一工作位置具有横向于柱纵轴线的第一最大直径，以及在第二工作位置具有横向于柱纵轴线的第二最大直径，其中所述第二最大直径大于所述第一最大直径，以及其中，所述操纵装置(34)设计为，可通过使用者驱动，并在由使用者驱动时可将所述头部区从第一工作位置过渡到第二工作位置。 |
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| 说明书全文 | 将燃气轮机的热屏板可拆式固定在盘式板簧叠片上和固定盘式板簧叠片的成套设备以及用于更换燃气轮机热屏板的 方法 技术领域背景技术[0001] 具有环形燃烧室的燃气轮机由于在工作时环形燃烧室内存在的高温，通常用金属热屏板衬里。有些热屏板在这里用铸铁螺钉固定。在这种情况下热屏板不直接通过铸铁螺钉与壁或其他支承结构连接，因为金属热屏板的热膨胀导致机械应力，它们危及热屏板的集成组合。取代这种做法，在热屏板背面设盘式板簧叠片，它有盘式弹簧和与盘式弹簧连接的压板。铸铁螺钉穿过热屏板旋入压板内。盘式板簧叠片通过盘式弹簧保证为固定热屏板提供足够的压紧力并补偿热膨胀。压板通过止动环防掉落地固定在盘式板簧叠片内。止动环只是在铸铁螺钉尚未旋入压板内时，亦即只是在燃气轮机建造和维修期间才需要。 [0002] 所述结构业已证实在长时间内不产生故障。但本发明从下述假设出发：所述止动环基于工作时的机械和热负荷有可能断裂。其结果是，在燃气轮机拆卸时(例如在维修的情况下)会导致压板和盘式弹簧掉入燃气轮机内部，在这种情况下只有很费事地并在燃气轮机不希望的长时间停车期间才能从那里将它们救出。 发明内容[0003] 因此本发明要解决的技术问题是，提供一种用于更安全地更换燃气轮机的热屏板的可能性。 [0004] 因此本发明的第一方面涉及一种用于将燃气轮机热屏板可拆式固定在盘式板簧叠片上和固定盘式板簧叠片的成套设备，它尤其可在燃气轮机维修时有利地使用。 [0005] 所述成套设备包括铸铁螺钉，铸铁螺钉有保险套筒，它在外表面上有第一外螺纹和在沿外表面纵轴线穿过保险套筒延伸的孔上有内螺纹，以及有铸铁螺钉头，铸铁螺钉头有可旋入内螺纹的第二外螺纹并设计用于封闭通过保险套筒的孔。此外，所述成套设备还包括固定燃气轮机盘式板簧叠片的装置，此装置有杆状的柱，包括头部区和底部区以及设在柱底部区内的操纵装置，其中，柱的头部区在第一工作位置有横向于柱纵轴线的第一最大直径，以及在第二工作位置有横向于柱纵轴线的第二最大直径，其中第二最大直径大于第一最大直径，以及其中，操纵装置设计为可通过使用者驱动，并在由使用者驱动时可将所述头部区从第一工作位置过渡到第二工作位置。 [0006] 与已知的铸铁螺钉相比，本铸铁螺钉的优点是已经有一个孔，它可通过简单地旋下铸铁螺钉头造成能够进出。这种铸铁螺钉可有利地使用在按照本发明的方法中。 [0007] 所述装置可以用作工具，以便固定燃气轮机热屏板的盘式板簧叠片。为此，所述装置可以在第一工作位置将头部区在前通过孔插在已旋入的铸铁螺钉内，此时所述孔应当有比装置的第一最大直径大的直径和比装置的第二最大直径小的直径。当头部区处于盘式板簧叠片之后，便可以驱动操纵装置，在这之后装置过渡到第二工作位置。通过拔出或拉近装置，现在基于装置的头部区较大的第二最大直径在盘式板簧叠片后侧施加压紧力，在结构的后侧不必造成能够进出。铸铁螺钉可以旋出和经过装置的柱拔出。必要时可以接着更换热屏板和/或铸铁螺钉，在这之后可以重新拆除装置。 [0008] 为此优选地柱的头部区在第三工作位置可以有横向于柱纵轴线的第三最大直径，它小于第二最大直径。在这种情况下，操纵装置设计用于将头部区从第二工作位置过渡到第三工作位置。按照本发明的装置这种实施形式使装置更加容易通过具有比装置头部区第二最大直径小的直径的孔来拔出。 [0009] 特别优选的是，所述装置具有至少一个设在柱头部区内的摇臂。其中，操纵装置与所述至少一个摇臂连接或可以与所述至少一个摇臂连接，并设计用于使所述至少一个摇臂偏转，从而在第一工作位置时，沿摇臂纵轴线定向的第一单位矢量与沿柱纵轴线定向的第二单位矢量的矢量积有第一个数值，以及在第二工作位置时，第一单位矢量与第二单位矢量的矢量积有比第一个数值大的第二个数值。 [0010] 本发明的这种实施形式有特别简单的结构，这种结构实现了必要时在要检查或维修的燃气轮机所在地当需要时才制造按照本发明的装置。 [0011] 在本发明的这种实施形式中也可以规定第三工作位置。在这种情况下，在第三工作位置时第一单位矢量与第二单位矢量的矢量积的第三个数值小于所述第二个数值。优选地，在这里所述至少一个摇臂在第三工作位置近似反向平行于第一工作位置地定向。也就是说，所述至少一个摇臂在第一工作位置与第三工作位置之间形成一个钝角。 [0012] 所有具有至少一个摇臂的实施形式优选地包括两个设在柱头部区内的摇臂，它们在第二工作位置时在柱的彼此相对置侧从柱伸出。使用两个彼此相对置的摇臂，在成本较低的同时，为防止装置无意中从孔中滑出而提供了足够的保险。当然还可以设置两个以上的摇臂。 [0013] 按照本发明一种特别有利的实施形式，所述的柱包括外管。操纵装置在这种情况下设计为安装在外管内并可沿外管纵轴线移动的杆。 [0014] 按这种实施形式的一项扩展设计，设置两个摇臂，它们可分别围绕设在外管上或可移动的杆上的铰链偏转。 [0015] 本发明的第二方面涉及一种用于更换燃气轮机热屏板的方法。作为方法的开始，使通过热屏板旋入盘式板簧叠片内的铸铁螺钉中的孔能够进出。接着，将用于固定按照本发明成套设备的盘式板簧叠片的装置通过该孔插入，此时该装置处于第一工作位置。在插入后，通过驱动操纵装置将所述装置的柱的头部区从第一工作位置过渡到第二工作位置，在这之后可以固定盘式板簧叠片。为此可例如通过施加挤压力实现。因为盘式板簧叠片现在已被固定，而且即使拆除铸铁螺钉也不会掉入燃气轮机内部，所以可以没有危险地拆除铸铁螺钉。当热屏板不再被铸铁螺钉固定时，便可以更换热屏板，这可以通过将热屏板经过所述装置的柱拔出并将一个新的热屏板经过该装置的柱套装上来实现。接着，可以将铸铁螺钉或更换的铸铁螺钉通过已更换的热屏板旋入盘式板簧叠片内。作为方法的结束，拔出所述的装置，以及封闭铸铁螺钉内或已更换的铸铁螺钉内的孔。 [0016] 按照本发明方法的一种方案，可以在所述的装置拔出前，将装置过渡到第三工作位置。 [0018] 下面借助实施例的图像详细说明本发明。相同的附图标记表示同样或同类物，必要时免去对它们的重复说明。其中： [0019] 图1表示传统的铸铁螺钉； [0020] 图2表示按照本发明的铸铁螺钉的第一种实施例； [0021] 图3表示按照本发明的铸铁螺钉的第二种实施例； [0022] 图4表示按照本发明的铸铁螺钉的第三种实施例； [0023] 图5表示按照本发明的装置处于的第一工作位置； [0024] 图6表示按照本发明的装置处于第一工作位置；以及 [0025] 图7表示按照本发明的装置处于第三工作位置。 具体实施方式[0026] 图1用剖视图表示传统的铸铁螺钉10。铸铁螺钉10旋入压板12内并由此固定燃气轮机的热屏板11。基于工作时因高度加热产生的应力，热屏板11没有用螺钉固定旋紧，因为要不然存在损坏的危险。与之不同，通过盘形弹簧13保证提供足够的挤压力，然而盘形弹簧13本身可以跟随铸铁螺钉或热屏板11的膨胀或变形，压缩或扩张。压板12按惯例通过装入后方的固定结构15内的止动环14，防止在拆除铸铁螺钉10时掉落。压板12的这种掉落，导致燃气轮机不希望的长时间停止工作的后果，因为此时必须麻烦地拆卸燃气轮机的环形燃烧室，以便救出掉落的压板12。本发明包含下述认识：务必绝对避免压板12的这种掉落。 [0027] 图2表示按照本发明的铸铁螺钉的第一种实施例。按照本发明可以取消图1中的止动环14，但还规定作为除本发明外附加的安全措施。本发明的铸铁螺钉包括保险套筒21，它旋入压板12内以及在第一步防止压板12从固定结构15掉出。为此保险套筒21在其外侧有外螺纹24。此外，保险套筒21沿其(垂直于图纸的)纵轴线或旋转轴线有一个孔27，它提供通过保险套筒21的通道。在孔27内侧制有内螺纹25，在下一步将铸铁螺钉头22旋入其中。铸铁螺钉头22固定热屏板11并将由盘形弹簧13施加的挤压力传给热屏板。空隙23提供在保险套筒21的面朝铸铁螺钉头22的端部与铸铁螺钉头22的支承面之间的垂直距离，以及提供在保险套筒21已提及的端部与固定结构15支承面之间的垂直距离，所述垂直距离为工作时面临的热膨胀保证提供对构件有利的游隙。空隙23出自相同的原因有利地也沿图纸的水平方向，在一方面热屏板11与另一方面保险套筒21和铸铁螺钉头22之间延伸。 [0028] 在图2所示的铸铁螺钉保险套筒21内的孔27，可以简单地通过拆除铸铁螺钉头造成能够进出，由此为了更换铸铁螺钉或热屏板11，作为第一个发明方面已说明的装置可以在后侧进出压板。所述装置在其第一工作位置可通过孔27插入，以及在过渡到第二工作位置后从后面防止压板11掉落。保险套筒21和/热屏板11可以通过所述装置拔出、检查，并在必要时更换。 [0029] 图3表示按照本发明成套设备的铸铁螺钉的第二种实施例。在铸铁螺钉的第二种实施例中，铸铁螺钉头22与图2所示实施例相比设计得较小，以及可以完全或至少大部分旋入保险套筒21内。与图2所示实施例不同，保险套筒21有一个头部，在按照本发明用于压板12保险的装置能通过孔插入前，在铸铁螺钉头22旋出期间，所述头部可以在安装铸铁螺钉时将保险套筒21通过在头部固定由于紧的螺纹25或26防止无意中旋出。 [0030] 图4表示按照本发明成套设备的铸铁螺钉的第三种实施例。在这种实施例中，铸铁螺钉头22同样可以完全旋入保险套筒21内，但它有一个直径大于孔27的头部。作为另一个也可以独立于以上所述而实现的区别是，图4的铸铁螺钉头22有柱，它可以具有与孔27大体相同的长度。然而在此柱中可以加工冷却孔(见图4)，不过冷却孔没有完全穿过铸铁螺钉头22，因为要不然铸铁螺钉头22不能将孔27密封住。 [0031] 尤其在图3和图4所示的按照本发明的铸铁螺钉这些种实施例中，铸铁螺钉头22还可以有一个用于安置螺丝工具的槽。为此例如是内六角、十字槽之类的。这种槽是有利的，因为要不然铸铁螺钉头基于小的或甚至完全没有从保险套筒21的伸出量，只能困难地拆卸。但也可以设想，铸铁螺钉头22的外边缘设计为有梭角的形状，以及铸铁螺钉头22的尺寸设计为使之超过保险套筒21伸出，由此可以用扳手或钳子夹住铸铁螺钉头22。 [0032] 图5表示按照本发明的成套设备中的用于固定的装置处于第一工作位置。装置的这种实施例有杆状的柱，它沿纵轴线36延伸以及基本上由优选地设计为圆柱形的外管33构成。在外管33的内部设置可移动的杆34，它与外管33共同承担操纵装置31的功能。下面由图5、图6和图7的综合说明，可清楚得知按照本发明的装置在图示实施例中操纵装置31的工作方式。 [0033] 在图5下部示出的装置头部区内设置铰链35，它们在图示的实施例中与外管33连接。然而也可以设想另一种配置，其中铰链35与杆34连接。在铰链35上分别固定摇臂32，它们可以绕铰链35偏转。杆34可以限制摇臂32能围绕其偏转的角度范围，在这里所述限制取决于杆34在外管33的内部移动多远。在图5所示的第一工作位置下，装置有比较小的横向直径并允许通过按照本发明的铸铁螺钉孔27插入。 [0034] 图6表示按照本发明的装置处于第二工作位置，此时摇臂32向外偏转并因而增大装置的横向直径，由此使装置不能从按照本发明的铸铁螺钉的孔27拔出。在此第二工作位置，压板12可以通过装置从孔27回拉而压靠在盘式弹簧13上，并因而防止掉落。 [0035] 图7表示按照本发明的装置处于第三工作位置。在此第三工作位置下，杆34从外管33拔出一段距离，所以摇臂32可以与在第二工作位置相比进一步偏转。由此重新减小装置的横向直径，所以装置可以从孔37拔出。 [0036] 在按照本发明的装置的图示的实施形式中，摇臂32在第三工作位置时近似反向平行于第一工作位置地定向，由此允许装置更容易从孔27拔出。然而也可以设想，摇臂32在第三工作位置时采取与第一工作位置一致的定向。 [0037] 在具有杆34的装置的所有实施形式中，杆34可以与摇臂32连接，例如通过绳索或柔性薄板。此外可以在杆34上设有标记或止动器，它们可以指示在外管33与杆34之间针对各种工作位置所需要的移动，或可以锁止这种移动。 [0038] 尽管本发明通过优选的实施形式的实施例已详细图示并说明，但本发明不受这些公开的示例的限制。本领域技术人员可以由图示的实施例导出本发明的变更方案，也不脱离本发明如在权利要求中确定的保护范围。 |
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