Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ALIGNING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/110224
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for aligning an outlet end of a tubular combustion chamber (5) mounted on a gas turbine burner (1) of a gas turbine arrangement relative to an inlet end of a tubular transfer channel (6), which is positioned in a housing (2) of the gas turbine arrangement and which conducts combustion gases exiting the combustion chamber (5) to a turbine of the gas turbine arrangement, said method having the following steps: a) securing a centering ring (10) to the outlet end of the combustion chamber (5), said centering ring (10) having at least one circumferential centering face (11) which can be inserted into the inlet end of the transfer channel (6), thereby radially centering the combustion chamber (5) and the transfer channel (6); b) pre-adjusting the transfer channel (6) in the region of the intended position of the transfer channel within the housing (2); c) introducing the gas turbine burner (1) into the housing (2); d) introducing the centering face (11) of the centering ring (10) into the inlet end of the transfer channel (6), the transfer channel (6) being moved into the centered position; e) securing the transfer channel (6) in the centered position; and f) securing the gas turbine burner (1).

Inventors:
MÜLLER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/077736
Publication Date:
July 30, 2015
Filing Date:
December 15, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
F01D9/02; F23R3/60; F01D25/28
Foreign References:
JPH08210642A1996-08-20
US6202302B12001-03-20
US20100071376A12010-03-25
US20110000080A12011-01-06
US5911680A1999-06-15
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Ausrichten eines Auslassendes einer an ei- nem Gastturbinenbrenner (1) einer Gasturbinenanordnung montierten rohrförmigen Brennkammer (5) zu einem Einlassende eines in einem Gehäuse (2) der Gasturbinenanordnung positionierten rohrförmigen Übergangskanals (6), der die Brennkammer (5) verlassende Verbrennungsgase zu einer Turbine der Gastur- binenanordnung leitet, wobei das Verfahren die Schritte aufweist :

a) Befestigen eines Zentrierrings (10) am Auslassende der

Brennkammer (5) , wobei der Zentrierring (10) zumindest eine umfänglich ausgebildete Zentrierfläche (11) aufweist, die in das Einlassende des Übergangskanals (6) unter

Herbeiführung einer radialen Zentrierung von Brennkammer (5) und Übergangskanal (6) einführbar ist;

b) Vorjustage des Übergangskanals (6) im Bereich seiner bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Gehäuses (2);

c) Einführen des Gastturbinenbrenners (1) in das Gehäuse (2) ; d) Einführen der Zentrierfläche (11) des Zentrierrings (10) in das Einlassende des Übergangskanals (6) , wobei der Übergangskanal (6) in seine zentrierte Stellung überführt wird;

e) Fixieren des Übergangskanals (6) in der zentrierten Stellung ; und

f) Fixieren des Gasturbinenbrenners (1) .

2. Verfahren nach Anspruch 1,

bei dem im Anschluss an Schritt e) vor dem Fixieren des Gasturbinenbrenners (1) in Schritt f) die Schritte durchgeführt werden :

- Zurückziehen des Gasturbinenbrenners (1) , bis die Zentrierfläche (11) des Zentrierrings (10) aus dem Eingriff mit dem Einlassende des Übergangskanals (6) kommt und der Zentrierring (10) frei zugänglich ist;

- Demontage des Zentrierrings (10) von dem Auslassende der Brennkammer (5) ; und

- Einführen des Auslassendes der Brennkammer (5) in das Einlassende des Übergangskanals (6) .

3. Verfahren nach Anspruch 1,

bei dem der Gasturbinenbrenner (1) bei eingesetztem Zentrierring (10) in Schritt f) fixiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 ,

bei dem der Zentrierring (10) aus einem Material hergestellt ist, dessen Schmelztemperatur unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkammer (5) liegt, insbesondere aus Hartwachs.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Zentrierring (10) in Schritt a) mittels einer Steckverbindung an dem Auslassende der Brennkammer (5) befes- tigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

bei dem der Zentrierring (10) mit einer Ringnut (12) versehen ist, die derart ausgebildet ist, dass der Zentrierring (10) klemmend auf das Auslassende der Brennkammer (5) aufgeschoben werden kann.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schritte b) und e) unter Verwendung einer Justier- und Fixiereinrichtung (7) erfolgen, mit welcher der Übergangskanal (6) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Außenumfang des Auslassendes der Brennkammer (5) mit radial auswärts vorstehenden Federelementen (8) versehen ist, die im bestimmungsgemäßen Zustand mit dem Innenumfang des Einlassendes des Übergangskanals (6) klemmend in Eingriff kommen .

Description:
Ausrieht erfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrich- ten eines Auslassendes einer an einem Gastturbinenbrenner einer Gasturbinenanordnung montierten rohrformigen Brennkammer zu einem Einlassende eines in einem Gehäuse der Gasturbinenanordnung positionierten rohrformigen Übergangskanals, der die Brennkammer verlassende Verbrennungsgase zu einer Turbine der Gasturbinenanordnung leitet.

Gasturbinenanordnungen sind im Stand der Technik bekannt. Sie umfassen einen Kompressor, mehrere Gasturbinenbrenner und eine Turbine. Während des Betriebs wird Umgebungsluft unter Verwendung des Kompressors komprimiert und den Gasturbinenbrennern zugeführt, in denen die komprimierte Luft mit Brennstoff gemischt und die Mischung unter Erzeugung von Verbrennungsgasen verbrannt wird. Die Verbrennungsgase verlassen die jeweiligen Brennkammern der Gasturbinenbrenner und werden über Übergangskanäle, die jeweils mit den Brennkammern der

Gasturbinenbrenner verbunden sind, zur Turbine geleitet, deren Laufschaufeln durch die Verbrennungsgase drehend angetrieben werden. Bei der Montage einer Gasturbinenanordnung müssen die Auslassenden der Brennkammern der Gasturbinenbrenner in die Einlassenden der zugehörigen Übergangskanäle eingeführt werden, wozu die Auslassenden der Brennkammern zu den Einlassenden der Übergangskanäle ausgerichtet werden müssen. Dieser Ausricht- Vorgang ist aufgrund der meist sehr großen Abmessungen und des damit einhergehenden großen Eigengewichts der Komponenten problematisch .

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach durchführbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das die Schritte aufweist :

a) Befestigen eines Zentrierrings am Auslassende der Brennkammer, wobei der Zentrierring zumindest eine umfänglich ausgebildete Zentrierfläche aufweist, die in das Einlassende des Übergangskanals unter Herbeiführung einer radialen Zentrierung von Brennkammer und Übergangskanal einführbar ist;

b) Vorjustage des Übergangskanals im Bereich seiner bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Gehäuses;

c) Einführen des Gastturbinenbrenners in das Gehäuse;

d) Einführen der Zentrierfläche des Zentrierrings in das

Einlassende des Übergangskanals, wobei der Übergangskanal in seine zentrierte Stellung überführt wird;

e) Fixieren des Übergangskanals in der zentrierten Stellung; und

f) Fixieren des Gasturbinenbrenners.

Dank der erfindungsgemäßen Verwendung eines Zentrierrings lassen sich das Auslassende der Brennkammer und das Einlassende des Übergangskanals sehr exakt und unproblematisch ausrichten, wodurch ein ordnungsgemäßer Betrieb der Gasturbinenanordnung mit geringem Aufwand sichergestellt werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Anschluss an Schritt e) vor dem Fixieren des Gasturbinenbrenners im Schritt f) die Schritte durchgeführt: g) Zurückziehen des Gasturbinenbrenners, bis die Zentrierfläche des Zentrierrings aus dem Eingriff mit dem Einlassende des Übergangskanals kommt und der Zentrierring frei zugänglich ist;

h) Demontage des Zentrierrings von dem Auslassende der

Brennkammer; und

i) Einführen des Auslassendes der Brennkammer in das Einlassende des Übergangskanals. Bei dieser Variante wird also der Zentrierring wieder entfernt und kann entsprechend erneut verwendet werden.

Alternativ kann der Gasturbinenbrenner auch bei eingesetztem Zentrierring in Schritt f) fixiert werden, so dass der Zentrierring in der Anordnung verbleibt .

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zentrierring aus einem Material hergestellt, dessen Schmelztemperatur un- terhalb der Betriebstemperatur der Brennerkammer liegt, insbesondere aus Hartwachs, so dass er sich während des Betriebs auflöst .

Bevorzugt wird der Zentrierring in Schritt a) mittels einer Steckverbindung an dem Auslassende der Brennkammer befestigt. Entsprechend lässt sich der Zentrierring in einfacher Art und Weise ohne zusätzliche Befestigungsmittel an dem Auslassende der Brennkammer fixieren. Vorteilhaft ist der Zentrierring mit einer Ringnut versehen, die derart ausgebildet ist, dass der Zentrierring klemmend auf das Auslassende der Brennkammer aufgeschoben werden kann. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau des Zentrierrings erzielt.

Bevorzugt erfolgen die Schritte b) und e) , also das Vorjustieren des Übergangskanals im Bereich seiner bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Gehäuses und das Fixieren des Übergangskanals in der zentrierten Stellung, unter Verwendung einer Justier- und Fixiereinrichtung, mit welcher der Übergangskanal an dem Gehäuse befestigt ist.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Außenumfang des Auslassendes der Brennkammer mit ra- dial auswärts vorstehenden Federelementen versehen, die im bestimmungsgemäßen Zustand mit dem Innenumfang des Einlassendes des Übergangskanals klemmend in Eingriff kommen. Entspre- chend wird das Auslassende der Brennkammer beim Einführen in das Einlassende des Übergangskanals automatisch fixiert.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer- den anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungs- form eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

Figur 1 eine schematische Schnittansicht, die einen Gastur- binenbrenner einer Gasturbinenanordnung im montierten Zustand zeigt ;

Figur 2 eine schematische Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Anordnung, die den Gasturbinenbrenner in einer ersten Montagestellung zeigt;

Figur 3 eine schematische Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Anordnung, die den Gasturbinenbrenner in einer zweiten Montagestellung zeigt, in der ein Zentrierring an ei- nem Auslassende einer Brennkammer des Gasturbinenbrenners befestigt ist;

Figur 4 eine vergrößerte Ansicht des in Figur 3 mit der Bezugsziffer IV bezeichneten Ausschnitts;

Figur 5 eine perspektivische Ansicht des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Zentrierrings;

Figur 6 eine schematische Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Anordnung, die den Gasturbinenbrenner in einer dritten Montagestellung zeigt, in der das Einlassende der Brennkammer des Gasturbinenbrenners mit daran gehaltenem Zentrierring in das Auslassende eines Übergangskanals eingeführt ist;

Figur 7 eine vergrößerte Ansicht des in Figur 6 mit der Bezugsziffer VII bezeichneten Ausschnitts; und Figur 8 eine schematische Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Anordnung, die den Gasturbinenbrenner in einer vierten Montagestellung zeigt, in der sich der Gasturbinenbrenner mit dem daran gehaltenen Zentrierring in einer gegen- über dem Übergangskanal zurückgezogenen Position befindet.

Figur 1 zeigt einen Bereich einer Gasturbinenanordnung, in dem ein Gasturbinenbrenner 1 in ein Gehäuse 2 der Gasturbinenanordnung eingesetzt ist. Der Gasturbinenbrenner 1 ist über einen Flansch 3 mit einem Verbindungsgehäuse 4 verbunden, das wiederum mit dem Gehäuse 2 verschraubt ist. Bei alternativen Gasturbinenanordnungen kann der Flansch 3 aber auch direkt an dem Gehäuse 2 befestigt sein, also auf das Verbindungsgehäuse 4 verzichtet werden. Der Gasturbinenbren- ner 1 weist eine rohrförmige Brennkammer 5 auf, deren Auslassende mit einem Einlassende eines in dem Gehäuse 2 der Gasturbinenanordnung positionierten rohrförmigen Übergangskanals

6 verbunden ist, der über eine Justier- und Fixiereinrichtung

7 an dem Gehäuse 2 gehalten ist. Genauer gesagt ist das Aus- lassende der Brennkammer 5 in das Einlassende des Übergangs- kanals 6 eingeschoben, wobei am Außenumfang des Auslassendes der Brennkammer 5 vorgesehene radial auswärts vorstehende Federelemente 8 mit dem Innenumfang des Einlassendes des Übergangskanals 6 klemmend in Eingriff sind, wodurch das Auslas- sende der Brennkammer 5 mittig innerhalb des Einlassendes des Übergangskanals 6 gehalten ist.

Während des Betriebs der Gasturbinenanordnung werden in dem Gasturbinenbrenner 1 komprimierte Umgebungsluft und Brenn- Stoff gemischt, in der Brennkammer 5 verbrannt und die auf diese Weise generierten Verbrennungsgase in den Übergangskanal eingeleitet und über den Übergangskanal 6 der Turbine zugeführt, wo die Verbrennungsgase den Rotor der Turbine antreiben .

Während der Montage der in Figur 1 dargestellten Anordnung müssen das Auslassende der Brennkammer 5 und das Einlassende des Übergangskanals 6 zueinander ausgerichtet werden. Gemäß einer Ausführungsform eines solchen Ausrichtverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden dabei die nachfolgend erläuterten Schritte durchgeführt: In einem ersten Schritt wird gemäß Figur 2 der Übergangskanal 6 unter Verwendung der Justier- und Fixiereinrichtung 7 im Bereich seiner bestimmungsgemäßen Position innerhalb des Gehäuses 2 vorjustiert. Die Vorjustage kann beispielsweise durch ein lockeres Anziehen von in den Figuren nicht näher dargestellten Justier- und Fixierschrauben der Justier- und Fixiereinrichtung 7 erfolgen. Ferner wird der Gasturbinenbrenner 1 durch eine sich durch das Gehäuse 2 und das Verbindungsgehäuse 4 erstreckende Durchgangsöffnung 9 teilweise in das Gehäuse 2 derart eingeführt, dass zwischen dem Auslassen- de der Brennkammer 5 und dem Einlassende des Übergangskanals 6 ein Abstand a verbleibt, der derart bemessen ist, dass das Auslassende der Brennkammer 5 noch zugänglich ist.

In einem weiteren Schritt wird, wie es in Figur 3 dargestellt ist, ein Zentrierring 10 am Auslassende der Brennkammer 5 befestigt, wobei der Zentrierring 10 eine umfänglich ausgebildete Zentrierfläche 11 aufweist, die in das Einlassende des Übergangskanals 6 unter Herbeiführung einer radialen Zentrierung von Brennkammer 5 und Übergangskanal 6 einführbar ist. Das Befestigen des Zentrierrings 10 an dem Auslassende der Brennkammer 5 erfolgt vorliegend mittels einer Steckverbindung. Hierzu ist der Zentrierring mit einer Ringnut 12 versehen, die derart ausgebildet ist, dass der Zentrierring 10 klemmend auf das Auslassende der Brennkammer 5 aufgeschoben werden kann, wie es in der vergrößerten Ansicht gemäß Figur 4 dargestellt ist.

In einem weiteren Schritt wird die Zentrierfläche 11 des Zentrierrings 10 in das Einlassende des Übergangskanals 6 eingeführt, wie es in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, wobei der Übergangskanal 6 in seine zentrierte Stellung überführt wird. Anschließend wird der Übergangskanal 6 in dieser zentrierten Stellung mittels der Justier- und Fixiereinrich- tung 7 fixiert, indem die zuvor genannten Justier- und Fixierschrauben vollständig festgezogen werden.

Nachfolgend wird der Gasturbinenbrenner 1, wie es in Figur 8 dargestellt ist, teilweise um ein Maß b in axialer Richtung zurückgezogen, bis die Zentrierfläche 11 des Zentrierrings 10 aus dem Eingriff mit dem Einlassende des Übergangskanals 6 kommt und der Zentrierring 10 wieder frei zugänglich ist. Das Maß b kann dabei dem Maß a gemäß Figur 2 entsprechen. In die- ser Stellung wird dann der Zentrierring 10 von dem Auslassende der Brennkammer 5 entnommen.

In einem sich anschließenden Schritt wird das Auslassende der Brennkammer 5 in das Einlassende des Übergangskanals 6 einge- führt, bis die am Außenumfang des Auslassendes der Brennkammer 5 angeordneten Federelemente 8 mit dem Innenumfang des Einlassendes des Übergangskanals 6 in Eingriff kommen. Ferner wird der Gasturbinenbrenner 1 fixiert, indem der Flansch 3 mit dem Verbindungsgehäuse 4 verschraubt wird. Somit ist die in Figur 1 dargestellte Anordnung hergestellt.

Dank der erfindungsgemäßen Verwendung eines Zentrierrings 10 lassen sich das Auslassende der Brennkammer 5 und das Einlassende des Übergangskanals 6 sehr exakt und unproblematisch ausrichten, wodurch ein ordnungsgemäßer Betrieb der Gasturbinenanordnung mit geringem Aufwand sichergestellt werden kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Gasturbinenbrenner 1 nach dem Fixieren des Übergangskanals 6 in der zentralen Stellung auch direkt fixiert werden, so dass die Zwischenschritte entfallen. Entsprechend verbleibt der Zentrierring 10 in der Anordnung. Gemäß einer Variante kann der Zentrierring 10 aus einem Material hergestellt sein, dessen Schmelztemperatur geringer als die Betriebstemperatur ist, welcher der Zentrierring 10 während des Betriebes ausgesetzt ist. Entsprechend löst sich der Zentrierring 10 unter Betriebsbedingungen auf. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so is die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .