СПОСОБ И НАПРАВЛЯЮЩАЯ ДЛЯ СНЯТИЯ ВНУТРЕННЕГО КОРПУСА С ТУРБОМАШИНЫ
METHOD AND GUIDE TO REMOVE INTERNAL CASING FROM TURBINE MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу и направляющей для снятия внутреннего корпуса с турбомашины.
Турбомашина, как правило, представляет собой машину, содержащую наружный корпус, внутренний корпус внутри наружного корпуса и ротор внутри внутреннего корпуса. Например, подобная машина представляет собой осевую турбину или осевой компрессор и т.д.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Турбомашины, такие как осевые турбины или компрессоры, содержат наружный корпус, в котором размещается внутренний корпус; внутренний корпус несет лопасти. Внутри внутреннего корпуса размещен ротор, который несет лопатки.
Лопатки и лопасти должны выдерживать очень тяжелые рабочие условия, следовательно, они требуют периодической проверки и контроля.
Известны различные способы доступа к лопастям и лопаткам.
Например, верхняя часть наружного корпуса и внутреннего корпуса может быть снята и после этого ротор также может быть извлечен для обеспечения доступа к лопастям в нижней части внутреннего корпуса.
Тем не менее, извлечение ротора является очень трудоемким, следовательно, его предпочтительно избегают.
Кроме того, известны снятие верхней части наружного и внутреннего корпусов, замена верхней части внутреннего корпуса сектором кольца и последующая установка роликов между нижними частями наружного и внутреннего корпусов.
Таким образом, нижняя часть внутреннего корпуса может быть повернута на роликах, в результате чего она переводится в верхнюю зону машины так, что она может быть снята без извлечения ротора.
В публикации GB 1211313 раскрыто выполнение роликовой опорной конструкции для обеспечения опоры с возможностью поворота для внутреннего корпуса в нижней половине наружного корпуса. Роликовая конструкция выполнена с возможностью вставки через по меньшей мере одно отверстие в нижней половине наружного корпуса в зазор между наружным и внутренним корпусами.
В опубликованной заявке WO 2006103152 раскрыты различные варианты осуществления замены конструктивных элементов осевой турбомашины, базирующиеся на использовании роликовых конструкций в нижней половине наружного корпуса. В соответствии с одним вариантом осуществления на первом этапе верхнюю половину внутреннего корпуса снимают, на втором этапе снятый компонент заменяют вспомогательным полукольцом, на третьем этапе данное вспомогательное полукольцо соединяют с нижней половиной корпуса, и в завершение нижнюю половину и вспомогательное кольцо поворачивают вокруг оси вращения до тех пор, пока нижняя половина не достигнет области доступа.
Даже несмотря на то, что данные способы имеют некоторые преимущества, тем не менее, были обнаружены повреждения соседних частей внутреннего и наружного корпусов. Наклон и аксиальное перемещение внутреннего корпуса относительно наружного корпуса приводят к уменьшенному зазору между наружным и внутренним корпусами, следствием чего являются повреждения, такие как истирание во время выкатывания. Для избегания данного недостатка важно точно определить осевое положение центра масс и разместить роликовую опорную конструкцию точно в данном осевом положении. Но вследствие допусков при литье и других воздействий центр масс может быть перемещен, в результате чего может существовать риск серьезных повреждений во время выкатывания корпуса.
В обеих публикациях ничего не сказано о том, как избежать данного недостатка.
Дальнейшее усовершенствование решений, приведенных в вышеуказанных документах, раскрыто в документе WO 2008012195. Для сохранения точного выравнивания внутреннего корпуса во время его поворота на 180° вокруг оси машины предложено размещение двух групп роликов в разных аксиальных положениях. Вместо одной роликовой опоры в аксиальном положении центра масс применяются две группы роликов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и с обеих сторон от центра масс. Несмотря на то что данное решение позволяет избежать наклона корпуса, проблема избегания аксиального перемещения не решена.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один аспект изобретения включает разработку способа и направляющей, позволяющих решить проблему аксиального перемещения внутреннего корпуса, возникающую во время поворота внутреннего корпуса на 180° вокруг оси машины при его снятии.
Эти и дополнительные аспекты реализуются посредством разработки способа снятия внутреннего корпуса с машины,
содержащей наружный корпус и внутренний корпус внутри наружного корпуса, ротор внутри внутреннего корпуса, содержащий продольную ось, при этом способ включает в себя этапы, на которых:
располагают опоры между наружным корпусом и внутренним корпусом,
снимают верхнюю часть наружного корпуса, затем
снимают верхнюю часть внутреннего корпуса, затем
соединяют сектор кольца с нижней частью внутреннего корпуса для замещения снятой верхней части внутреннего корпуса, затем
поворачивают соединенные друг с другом сектор кольца и нижнюю часть внутреннего корпуса вокруг продольной оси для обеспечения возможности доступа к нижней части внутреннего корпуса, затем
снимают нижнюю часть внутреннего корпуса при аксиальном направлении соединенных друг с другом сектора кольца и нижней части внутреннего корпуса при повороте для предотвращения перемещения вдоль продольной оси.
В соответствии с одним вариантом этап направления включает в себя этап, на котором располагают направляющую, взаимодействующую с сектором кольца и/или с нижней частью внутреннего корпуса для ограничения перемещения в аксиальном направлении.
В частности, по меньшей мере присоединенный сектор кольца имеет периферийный контур с двумя противоположными аксиально обращенными поверхностями и по меньшей мере один контактный элемент взаимодействует по меньшей мере с одной из аксиально обращенных поверхностей.
В соответствии с другим вариантом этап расположения направляющей включает в себя этап, на котором регулируют конфигурацию направляющей вдоль продольной оси.
Кроме того, эти и дополнительные аспекты также реализуются расположением направляющей для снятия внутреннего корпуса с машины, содержащей наружный корпус и внутренний корпус внутри наружного корпуса, ротор внутри внутреннего корпуса, содержащий продольную ось, при этом направляющая включает в себя:
периферийный контур с по меньшей мере одной аксиально обращенной поверхностью на внутреннем корпусе;
корпус,
по меньшей мере один ограничитель хода, продолжающийся от корпуса и несущий подвижный контактный элемент для взаимодействия с указанной аксиально обращенной поверхностью внутреннего корпуса.
В соответствии с одним вариантом направляющая содержит регулировочные соединители между по меньшей мере одним ограничителем хода и корпусом для аксиального выравнивания ограничителя хода.
В соответствии с другим вариантом направляющая содержит два ограничителя хода, продолжающихся от корпуса, при этом два ограничителя хода содержат подвижные контактные элементы для взаимодействия с противоположными аксиально обращенными поверхностями периферийного контура на внутреннем корпусе.
В соответствии с еще одним вариантом подвижные контактные элементы представляют собой выполненные с возможностью поворота подвижные контактные элементы.
В соответствии с дополнительным вариантом выполненные с возможностью поворота подвижные контактные элементы представляют собой поворотные опоры.
Таким образом, в аспектах настоящего изобретения обеспечивается технический результат, состоящий в том, что при снятии внутреннего корпуса без извлечения ротора внутренний корпус сохраняет точно выровненное положение относительно оси машины для гарантирования того, что соседние детали не будут повреждены во время выкатывания. Данный результат обеспечивается в аспекте предложенного способа тем, что способ включает в себя этап, на котором направляют соединенные друг с другом сектор кольца и нижнюю часть внутреннего корпуса при повороте для предотвращения перемещения вдоль продольной оси, а в аспекте предложенного устройства тем, что направляющая содержит по меньшей мере один ограничитель хода, продолжающийся от корпуса и несущий подвижный контактный элемент для взаимодействия с аксиально обращенной поверхностью на контуре внутреннего корпуса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные характеристики и преимущества станут более очевидными из описания предпочтительного, но не ограничительного варианта осуществления способа и направляющей, проиллюстрированного посредством неограничивающего примера на сопровождающих чертежах, на которых:
фиг. 1-7 показывают этапы процесса;
фиг. 8 показывает направляющую;
фиг. 9 представляет собой общий вид направляющей, соединенной с внутренним корпусом (в частности, с его нижней частью) и/или сектором кольца;
фиг. 10 представляет собой вид сверху направляющей, соединенной с внутренним корпусом (в частности, с его нижней частью) и/или с сектором кольца, и
фиг. 11 представляет собой схематичный вид сбоку турбомашины, показывающий направляющую в соответствии с изобретением в рабочем положении.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Машина 1 представляет собой, например, осевую турбину (такую, как турбина газотурбинного двигателя или паровая турбина) или осевой компрессор и содержит наружный корпус 2 с верхней частью 3 и нижней частью 4 и внутренний корпус 5 с верхней частью 6 и нижней частью 7. Верхние и нижние части 3, 6, 4, 7 наружного и внутреннего корпусов 2, 5 разделены горизонтальной осью 9; кроме этого, верхние и нижние части 3, 6, 4, 7 соединены вместе, например, винтами или болтами, или другими средствами.
Во внутреннем корпусе 5 расположен ротор 10 с продольной осью 11.
Внутренний корпус 5 содержит лопасти 12, а ротор 10 содержит лопатки 13.
Для снятия внутреннего корпуса 5 без извлечения ротора 10 выполняют следующие операции.
Снимают верхнюю часть 3 наружного корпуса 2 (фиг. 2), затем
снимают верхнюю часть 6 внутреннего корпуса 5 (фиг. 3), затем
сектор 15 кольца присоединяют к нижней части 7 внутреннего корпуса 5 (фиг. 4) для замещения снятой верхней части 6 внутреннего корпуса 5,
располагают опоры 17 (например, шариковых или роликовых опор или направляющих для скользящего контакта или также опор других видов) между нижней частью 4 наружного корпуса 2 и нижней частью 7 внутреннего корпуса 5 по меньшей мере рядом с его центром 32 масс (фиг. 5 и фиг. 11); при этом данный этап может быть выполнен в любой момент, например также в начале процесса,
таким образом, соединенные друг с другом сектор 15 кольца и нижнюю часть 7 внутреннего корпуса 5 поворачивают вокруг продольной оси 11 на 180° для обеспечения возможности доступа к нижней части 7 внутреннего корпуса 5 (фиг. 6), затем
снимают нижнюю часть 7 внутреннего корпуса 5 (фиг. 7).
При повороте соединенные друг с другом сектор 15 кольца и нижняя часть 7 внутреннего корпуса 5 направляются для предотвращения перемещения 33, 34 вдоль продольной оси 11 (фиг. 11).
Этап направления предпочтительно включает в себя этап, на котором располагают направляющую 20, взаимодействующую с сектором 15 кольца и/или нижней частью 7 внутреннего корпуса.
Этап расположения направляющей 20 включает в себя этап, на котором регулируют конфигурацию направляющей вдоль продольной оси 11.
Настоящее изобретение также относится к направляющей 20 для ограничения перемещения внутреннего корпуса 5 машины 1 в аксиальном направлении.
Направляющая 20 включает в себя корпус 21 и один или несколько ограничителей 22 хода (фигуры показывают два ограничителя хода), продолжающихся от корпуса 21 и несущих подвижные контактные элементы 23.
Кроме того, направляющая 20 содержит регулировочные соединители 25 между ограничителями 22 хода и корпусом 21. Данные регулировочные соединители 25 обеспечивают возможность регулировки аксиального положения контактных элементов 23 на ограничителях 22 хода.
Ограничители 22 хода, продолжающиеся от корпуса 21, обращены друг к другу и имеют подвижные контактные элементы 23, которые взаимодействуют с противоположными аксиально обращенными поверхностями 30, 31 на периферийном контуре 26, 27 сектора 15 кольца и/или нижней части 7.
Термин «подвижные контактные элементы 23» охватывает элементы скольжения, а также роликовые элементы.
Работа направляющей очевидна из вышеописанного и проиллюстрированного и по существу такова.
Направляющую 20 присоединяют к неподвижному элементу, например, направляющая 20 может быть присоединена к нижней части 4 наружного корпуса 2 на линии разделения, когда верхняя часть 3 того же самого наружного корпуса 2 будет удалена (фиг. 6).
Ограничитель 22 хода или ограничители 22 хода и подвижные контактные элементы 23 находятся в контакте с аксиально обращенной (-ыми) поверхностью (-ями) 30, 31 на периферийном контуре сектора 15 кольца и/или нижней части 7 внутреннего корпуса 5. Например, сектор 15 кольца и нижняя часть 7 внутреннего корпуса 5 могут иметь выступающие фланцы 26, 27; аксиальные поверхности 30, 31 данных выступающих фланцев 2 6, 27 могут быть выровнены так, что они будут образовывать непрерывную поверхность, по которой скользят контактные элементы 23.
Кроме того, в случае необходимости (в соответствии с конкретной конфигурацией соответствующих компонентов) дополнительный элемент 29 может быть предусмотрен между фланцами 26 и/или 27 для обеспечения возможности оптимального соединения.
Таким образом, регулируют регулировочные соединители 25 для образования надлежащего аксиального положения ограничителей 22 хода и, следовательно, для воспрепятствования аксиальному перемещению внутреннего корпуса 5, так что внутренний корпус не сможет сместиться (см. ссылочную позицию 34), и, кроме того, регулировочные соединители 25 обеспечивают возможность поддержания параллельности продольной оси 11 ротора и оси статора, так что внутренний корпус 5 не сможет наклониться (см. ссылочную позицию 33).
Посредством изобретения любые контакты между
- лопатками и статором или теплозащитными элементами статора (если они предусмотрены) и/или
- лопастями и ротором или теплозащитными элементами ротора (если они предусмотрены)
и вторичные повреждения предотвращаются.
Другими словами, создается небольшой зазор между нижними частями 4, 7 наружного и внутреннего корпусов 2, 5, и направляющая обеспечивает сохранение этого зазора при повороте сектора 15 кольца и нижней части 7 внутреннего корпуса 5.
Таким образом, может быть выполнен поворот сектора 15 кольца и нижней части 7 внутреннего корпуса 5.
Само собой разумеется, описанные элементы могут быть предусмотрены независимо друг от друга.
На практике используемые материалы и размеры могут быть выбраны произвольно в соответствии с требованиями и уровнем техники.
СПИСОК СЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 - Машина
2 - Наружный корпус
3 - Верхняя часть наружного корпуса 2
4 - Нижняя часть наружного корпуса 2
5 - Внутренний корпус
6 - Верхняя часть внутреннего корпуса 5
7 - Нижняя часть внутреннего корпуса 5
9 - Горизонтальная ось
10 - Ротор
11 - Продольная ось
12 - Лопасти
13 - Лопатки
15 - Сектор кольца
17 - Опора
20 - Направляющая
21 - Корпус
22 - Деталь
23 - Подвижный контактный элемент
25 - Регулировочные соединители
26 - Фланец
27 - Фланец
29 - Дополнительный элемент
30 - Аксиально обращенная поверхность
31 - Аксиально обращенная поверхность
32 - Центр масс
33 - Наклон внутреннего корпуса относительно точки 17 опоры
34 - Перемещение внутреннего корпуса в аксиальном направлении