СПОСОБ СНЯТИЯ КОРПУСА ПОДШИПНИКА С РОТОРА ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ, А ТАКЖЕ ТРУБЧАТЫЙ ВАЛ ДЛЯ ПРОДОЛЖЕНИЯ РОТОРА Российский патент 2016 года по МПК F01D25/28 B23P11/00 B23P19/02 B25B27/06 B25B29/00 

Изобретение касается способа снятия корпуса подшипника с ротора предпочтительно стационарной газовой турбины, снабженной предпочтительно разъемным пополам корпусом, при закрытом корпусе. Кроме того, изобретение касается трубчатого продолжения вала для парковки корпуса подшипника ротора предпочтительно стационарной газовой турбины, снабженной предпочтительно разъемным пополам корпусом.

Стационарные газовые турбины уже давно известны из имеющегося обширного уровня техники. Их роторы обычно радиально устанавливаются на опору как на конце со стороны компрессора, так и на конце со стороны турбины. Находящийся со стороны турбины радиальный подшипник газовых турбин находится внутри газовыпускного участка газовой турбины, чаще всего непосредственно за последним рядом рабочих лопаток турбоагрегата. Для установки на опору в газовыпускном участке предусмотрены чаще всего в небольшом количестве, т.е. четыре, пять или шесть радиально распространяющихся опорных ребер, в центре которых находится опорный корпус для корпуса радиального подшипника, находящегося со стороны турбины.

Дефекты корпуса подшипника или вкладышей подшипника могут приводить к необходимости замены этих деталей. У стационарных газовых турбин, которые обычно оснащены разъемным пополам по плоскости разъема корпусом, в случае ремонта верхняя половина корпуса стационарной газовой турбины должна сначала отсоединяться от нижней половины корпуса и затем сниматься. Затем из нижней половины корпуса должен извлекаться ротор, включая подшипник, после чего только подшипник может сниматься с ротора.

Эта последовательность действий, однако, требует особенно много времени, так как после охлаждения газовой турбины необходимо долгое подготовительное время для отсоединения винтовых соединений корпуса, для открытия газовой турбины и для извлечения ротора. После ремонта дефектной детали ротор должен снова закладываться в нижнюю половину корпуса и выравниваться. Затем монтируется верхняя половина корпуса. После этого половины корпуса должны скрепляться друг с другом посредством известных винтовых соединений, что также чрезмерно увеличивает время простоя стационарной турбины.

По этим причинам существует потребность в сокращении времени простоя газовой турбины.

Поэтому задачей изобретения является предоставление способа, который преодолеет вышеназванные недостатки. Другой задачей изобретения является предоставление инструмента для осуществления способа.

Направленная на способ задача решается с помощью шагов:

- крепление продолжения (18) вала на соответствующем конце (20) ротора (12),

a) опирание ротора (12) и/или

b) удерживание ротора (12) для освобождения корпуса (10) подшипника от силы веса ротора

- расположение элементов скольжения между корпусом подшипника и ротором, и

- осевое движение корпуса подшипника вдоль оси машины на продолжение вала.

Другие предпочтительные варианты осуществления и признаки указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что на соответствующем конце ротора крепится продолжение вала. Затем соответствующие радиальный подшипник освобождается от силы веса ротора, при этом ротор опирается вниз и/или удерживается сверху. При освобождении радиального подшипника от радиально действующих сил веса ротора он сначала с радиальным зазором опосредствованно закреплен на радиальных ребрах. Затем устанавливаются предусмотренные только для демонтажа и монтажа элементы скольжения между корпусом подшипника и ротором. После этого корпус подшипника может перемещаться на продолжение вала и парковаться для выполняемых там ремонтных работ. В положении парковки корпус подшипника фиксируется от любого другого движения. При этом он свободно доступен со всех сторон. Свободный доступ к корпусу подшипника обеспечивает тогда возможность его ремонта внутри газовыпускного корпуса газовой турбины, без необходимости открытия для этого газовой турбины. Закрытие верхней половины корпуса стационарной газовой турбины и извлечение ротора безоговорочно отпадают. Это значительно снижает подготовительное время для ремонта соответствующего подшипника и, таким образом, в той же мере увеличивает степень использования газовой турбины.

По первому предпочтительному варианту осуществления способа корпус подшипника выполнен неразъемным в окружном направлении. Цельное исполнение корпуса подшипника позволяет особенно просто перемещать корпус подшипника по продолжению вала. Также при монтаже корпуса подшипника, который должен выполняться после ремонта, не требуется юстировка, как в случае имеющихся половин корпуса подшипника относительно ротора. Таким образом, эта мера также обеспечивает возможность быстрого демонтажа и монтажа корпуса подшипника.

По одному из особенно предпочтительных способов корпус подшипника с помощью защиты от прокручивания защищен от вращения или, соответственно, поворота во время и после осевого перемещения. Эта мера повышает безопасность труда монтажников, выполняющих перемещение и ремонт, так как во время осевого перемещения и после в положении парковки не может возникать никакое неконтролируемое движение.

Предпочтительно в качестве защиты от прокручивания на продолжении вала предусмотрена по меньшей мере одна распространяющаяся в осевом направлении направляющая, которая ограничивает тангенциальное движение штифта, жестко закрепленного на корпусе подшипника, при угрозе вращательного движения. Преимущество этого варианта осуществления защиты от прокручивания заключается в простой и оптимальной по стоимости возможности ее изготовления. Например, направляющая выполнена в виде U-образного профиля, по направленной наружу перемычке которого может с особенно малым зазором скользить штифт. Таким образом, обе кромки U-образного профиля, которые лежат на большем радиусе, чем середина перемычки, ограничивают движение штифта в окружном направлении, благодаря чему при угрозе тангенциального движения корпуса подшипника это движение надежно предотвращается. Вместо U-образного профиля аналогичным образом может также, разумеется, применяться расположенный снаружи, перпендикулярно радиусу продолжения вала, плоский профиль. Это позволяет получить более плоскую конструкцию и позволяет применять способ даже при корпусах подшипника со сравнительно малым внутренним диаметром.

Целесообразным образом продолжение вала на соответствующем конце ротора закреплено с возможностью повторного отсоединения. Для этого предусмотрено, что продолжение вала навинчивается на конец ротора. Этот вариант осуществления, в частности, предпочтителен для такого рода роторов, которые уже выполнены с центральным стяжным болтом и конец которых уже снабжен резьбой. Адаптация таких роторов к выполнению предлагаемого изобретением способа не требуется.

Продолжение вала перед навинчиванием на ротор может выравниваться особенно просто, когда продолжение вала прилегает к роликоопоре, которая, со своей стороны, оперта с возможностью радиального и тангенциального движения. Таким образом, роликоопора позиционируется так, чтобы продолжение вала без смещения могло навинчиваться на ротор. По окончании позиционирования продолжение вала, которое выполнено в виде трубы, может вращаться на роликоопоре и при этом одновременно навинчивается на ротор. Благодаря этому надежно предотвращаются повреждения резьбы, задействованной в винтовом соединении.

Предпочтительно корпус подшипника в двух осевых положениях посредством элементов скольжения оперт на ротор и/или его продолжение. Это препятствует опрокидыванию корпуса подшипника относительно ротора или, соответственно, продолжения ротора, так что он всегда располагается концентрически и коаксиально оси машины.

В соответствии с изобретением трубчатое продолжение для парковки корпуса подшипника ротора предпочтительно стационарной газовой турбины, снабженной предпочтительно разъемным пополам корпусом, на одном конце имеет внутреннюю резьбу для навинчивания продолжения вала на конец ротора газовой турбины и по меньшей мере одну расположенную на наружной стороне продолжения вала направляющую для образования одной из двух частей защиты от прокручивания для перемещаемого по продолжению вала корпуса подшипника.

При этом преимущества, касающиеся продолжения вала, соответствуют преимуществам способа.

Другие преимущества, признаки и свойства изобретения поясняются подробнее на одном из предпочтительных примеров осуществления на следующих чертежах. Показано:

фиг.1 - частичное продольное сечение находящегося со стороны турбины конца стационарной газовой турбины,

фиг.2 - частичное продольное сечение в соответствии с фиг.1 с расположенными между корпусом подшипника и ротором элементами скольжения,

фиг.3 - продольное сечение в соответствии с фиг.1 с корпусом подшипника, перемещенным на продолжение вала,

фиг.4 - газовыпускной канал газовой турбины в частично рассеченном изображении в перспективе с навернутым на конец ротора продолжением вала и перемещенным на него корпусом подшипника,

фиг.5 - поперечное сечение продолжения вала,

фиг.6 - вид сбоку продолжения вала и

фиг.7 - закрепляемый на корпусе подшипника штифт с расположенным с торцевой стороны винтом для регулировки величины зазора.

На фиг.1 показан в частичном продольном сечении газовыпускной корпус 11 стационарной газовой турбины 14. Газовая турбина 14 имеет выше по потоку от газовыпускного корпуса 11 турбины разъемный пополам корпус, включающий в себя нижнюю половину корпуса и верхнюю половину корпуса (не изображено), которые известным образом соединены друг с другом посредством фланцев и привернуты друг к другу посредством соответствующих винтовых соединений. Газовыпускной корпус 11 газовой турбины 14 выполнен неразъемным и ограничивает газовыпускной канал 21. В нем по периметру равномерно распределены пять распространяющихся в радиальном направлении опорных ребер 15 (фиг.3, 4), которые радиально внутри совместно несут на себе и удерживают опорный корпус. В опорном корпусе предусмотрен корпус 10 подшипника для радиального опирания ротора 12 газовой турбины 14. В показанном на фиг.1 варианте осуществления газовой турбины 14 ротор 12 выполнен в дисковой конструкции с центрально распространяющимся через диски стяжным болтом 23. Стяжной болт 23 также со стороны турбины снабжен резьбой 25, на которую может навинчиваться продолжение 18 вала. Продолжение 18 вала с помощью подробно не изображенного крана через доступ 27 для монтажников вводится в газовыпускной канал 21 газовой турбины 14 и затем укладывается на роликоопору 31. С помощью роликоопоры 31, которая включает в себя пару роликов, продолжение 18 вала может позиционироваться относительно конца 20 стяжного болта ротора 12 так, что он без смещения может навинчиваться на конец 20 стяжного болта. В соответствии с фиг.1 продолжение 18 вала еще не навернуто на конец 20 стяжного болта. После навинчивания продолжения 18 вала (фиг.2) оно с помощью контргайки 32 контрится от отсоединения.

Затем ротор 12 со стороны турбины посредством подробно не изображенных элементов опирается непосредственно на газовыпускной корпус 11 газовой турбины 14, так чтобы корпус 10 подшипника был освобожден от силы веса ротора 12. Для этого пригодны, в частности, имеющиеся в продаже зажимные элементы марки «Superbolt». Потом одновременно или же после элементы 22 или же ползуны располагаются между корпусом 10 подшипника и ротором 12 продолжения 18 вала, так чтобы с помощью этих элементов 22 скольжения корпус 10 подшипника мог перемещаться вдоль оси 24 машины.

Следует заметить, что обычно предусмотренные в корпусе 10 подшипника вкладыши подшипника не изображены ни на одной из показанных здесь фигур и могут удаляться из корпуса 10 подшипника уже перед креплением продолжения 18 вала на соответствующем конце 20 стяжного болта.

Затем корпус 10 подшипника путем осевого движения, то есть перемещения, вдоль оси 24 машины, может перемещаться на продолжение вала и там парковаться (фиг.3, 4). После перемещения на продолжение 18 вала корпус 10 подшипника временно фиксируется на время запланированных работ. После этого возможны ремонтные работы монтажника внутри корпуса подшипника или на корпусе 10 подшипника без необходимости открытия газовой турбины 14 и извлечения ротора 12. Для облегчения работ на корпусе 10 подшипника внутри газовыпускного канала 21 временно может монтироваться рабочая площадка 33 или рабочая платформа, на которой монтажник может выполнять ремонтные работы.

Трубчатое продолжение 18 вала на фиг.5 показано в поперечном сечении, а на фиг.6 - на виде сбоку. В принципе, продолжение 18 в виде трубы снабжено расположенной на конце внутренней резьбой. Дополнительно продолжение 18 вала на своей наружной стороне 35 имеет две распространяющиеся в продольном направлении направляющие 28. В соответствии с фиг.5 направляющая 28 выполнена в виде U-образного профиля, который закреплен с наружной стороны на продолжении 10 вала. При этом U-образный профиль закреплен на продолжении 18 вала так, что его боковые стороны прилегают к наружной поверхности, а распространяющаяся между боковыми сторонами перемычка 30 направлена наружу. U-образный профиль является одной из двух частей защиты от прокручивания. В соответствии с изображенным на фиг.5, 6 вариантом осуществления продолжения 18 вала на наружной поверхности продолжения 18 вала предусмотрены две такого рода направляющие 28. При выровненном продолжении 18 вала они располагаются симметрично с обеих сторон положения «12 часов».

Необходимая для образования защиты от прокручивания вторая часть изображена в перспективе на фиг.6. Вторая часть включает в себя только закрепляемый на корпусе 10 подшипника штифт 29, вдающийся внутрь - в смонтированном положении - свободный конец 38 которого с торцевой стороны снабжен винтом 39 для регулировки величины зазора до перемычки 30 направляющей 28.

При выполнении предлагаемого изобретением способа установленный на конце 29 штифта винт 39 вывертывается из штифта 29 настолько, пока он не будет с особенно малым зазором лежать напротив середины 43 перемычки U-образного профиля. Кромки 41 между боковой стороной и перемычкой 30 U-образного профиля лежат на большем радиусе, чем середина 43 перемычки между двумя кромками 41. При угрозе тангенциального, то есть направленного в окружном направлении, движения корпуса 10 подшипника это движение блокируется, так как вследствие малого зазора между серединой 43 перемычки и винтом 39 последний натыкается на кромку 41. Благодаря этому может надежно предотвращаться создающее опасность для монтажников вращательное движение корпуса 10 подшипника во время и после перемещения на продолжение 18 вала. Кроме того, продолжение 18 вала на своем свободном конце 40 имеет упор 42 в виде площадки, который служит ограничением осевого пути перемещения корпуса 10 подшипника. Тем самым надежно предотвращается возможность перемещения корпуса 10 подшипника с продолжения 18 вала вниз.

Вместо U-образного профиля в качестве опорной поверхности или соответственно направляющей подходит также плоский профиль. Тогда этот профиль закреплен на продолжении 18 вала так, что его плоская сторона ориентирована перпендикулярно радиусу продолжения вала и параллельно оси 24 машины. Тем самым достигается тот же эффект, что и с помощью U-образного профиля.

В целом изобретение касается способа снятия корпуса 10 подшипника с ротора 12 предпочтительно стационарной газовой турбины 14, снабженной предпочтительно разъемным пополам корпусом, при закрытом корпусе. Чтобы сократить время монтажа и демонтажа при ремонте корпуса 10 подшипника соответствующей газовой турбины 14, в соответствии с изобретением предусмотрено, что продолжение 18 вала крепится на соответствующем конце 20 ротора 12, и ротор 12 одновременно опирается и/или удерживается для освобождения корпуса 10 подшипника от силы веса ротора 12. Затем между корпусом 10 подшипника и ротором 12 располагаются элементы 22 скольжения, после чего корпус 10 подшипника перемещается вдоль оси 24 машины на продолжение 18 вала и там может находиться в положении ожидания.

Изобретение относится к снятию корпуса подшипника с ротора. Осуществляют крепление вала для продолжения ротора на конце ротора и обеспечивают опирание ротора и/или удерживание ротора для освобождения корпуса подшипника от веса ротора. Осуществляют размещение элементов скольжения между корпусом подшипника и ротором. Обеспечивают осевое движение корпуса подшипника вдоль оси вала для продолжения ротора. При этом корпус подшипника с помощью защиты от прокручивания защищают от вращения во время и после осевого перемещения. В результате сокращается время монтажа и демонтажа при снятии корпуса подшипника с ротора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ снятия корпуса (10) подшипника с ротора (12), предпочтительно стационарной газовой турбины (14), снабженной предпочтительно разъемным пополам корпусом, при закрытом корпусе, включающий этапы:
- крепление вала (18) для продолжения ротора на соответствующем конце (20) ротора (12) и
a) опирание ротора (12) и/или
b) удерживание ротора (12)
для освобождения корпуса (10) подшипника от веса ротора (12),
- размещение элементов (22) скольжения между корпусом (10) подшипника и ротором (12),
- осевое движение корпуса (10) подшипника вдоль оси (24) вала (18) для продолжения ротора,
отличающийся тем, что
корпус (10) подшипника с помощью защиты (26) от прокручивания защищают от вращения во время и после осевого перемещения.

2. Способ по п. 1,
в котором для защиты (26) от прокручивания на валу (18) для продолжения ротора предусмотрена по меньшей мере одна проходящая в осевом направлении направляющая (28), которая ограничивает тангенциальное движение штифта (29), закрепленного на корпусе (10) подшипника, при угрозе вращательного движения корпуса (10) подшипника.

3. Способ по п. 2,
в котором направляющая (28) выполнена в виде U-образного профиля, по направленной наружу перемычке (30) которого может с малым зазором скользить штифт (29) или
в котором направляющая (28) выполнена в виде плоского профиля, плоская сторона которого проходит перпендикулярно радиусу вала (18) для продолжения ротора и параллельно оси (24) вала (18).

4. Способ по одному из пп. 1-3,
в котором вал (18) для продолжения ротора навинчивают на конец (20) ротора (12).

5. Способ по п.4,
в котором вал (18) для продолжения ротора для навинчивания без смещения на ротор (12) выравнивают относительно ротора (12) с помощью роликоопоры (31).

6. Способ по п.4,
в котором навинченный на ротор (12) вал (18) для продолжения ротора с помощью контргайки (32) позиционируют и фиксируют от прокручивания.

7. Способ по п.5,
в котором навинченный на ротор (12) вал (18) для продолжения ротора с помощью контргайки (32) позиционируют и фиксируют от прокручивания.

8. Способ по одному из пп. 1-3, 5-7,
в котором корпус (10) подшипника в двух осевых положениях (34, 36) посредством элементов (22) скольжения опирается на ротор (12) или соответственно на вал (18) для продолжения ротора.

9. Способ по п.4,
в котором корпус (10) подшипника в двух осевых положениях (34, 36) посредством элементов (22) скольжения опирается на ротор (12) или соответственно на вал (18) для продолжения ротора.

10. Трубчатый вал (18) для продолжения ротора для отсоединения корпуса (10) подшипника ротора (12), предпочтительно стационарной газовой турбины (14),
отличающийся тем, что
вал (18) для продолжения ротора на одном конце имеет внутреннюю резьбу для навинчивания вала (18) для продолжения ротора на конец (20) ротора (12),
при этом
предусмотрена по меньшей мере одна расположенная на наружной стороне (35) вала (18) для продолжения ротора направляющая (28) для образования одной из двух частей защиты (26) от прокручивания для перемещаемого по валу (18) для продолжения ротора корпуса (10) подшипника.

11. Вал (18) для продолжения ротора по п. 10,
у которого направляющая (28) выполнена в виде проходящего по валу (18) для продолжения ротора U-образного профиля, перемычка (30) которого направлена наружу.