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Patent Searching and Data


Title:
INSTALLATION FIXTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/143269
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an installation fixture (1) for installing a rotor (2) in a magnetic bearing (3) and for aligning the rotor (2) in the nominal position thereof. The magnetic bearing (3) is arranged in a bearing housing (4) of an axial turbomachine, in particular for a steam turbine or a compressor. The installation fixture (1) comprises at least one cross member (5) and a roller block (6) arranged on the cross member (5) for receiving the rotor (2). The installation fixture (1) is designed to be adjustable in both the horizontal and the vertical directions in order to adjust the rotor (2).

Inventors:
KUEHN HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/056514
Publication Date:
October 26, 2012
Filing Date:
April 11, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KUEHN HELMUT (DE)
International Classes:
F16C13/04; F16C32/04; F16C43/00
Foreign References:
DE1243496B1967-06-29
DE468323C1928-11-10
DE4419356A11995-12-07
JPS617095A1986-01-13
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Montagevorrichtung (1) zur Montage eines Rotor (2) in ein Magnetlager (3) und zur Ausrichtung des Rotors in seine Nennlage, wobei das Magnetlager (3) in einem Lagergehäuse

(4) einer axialen Turbomaschine, insbesondere einer Dampf¬ turbine oder eines Verdichters, angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Montagevorrichtung (1) wenigstens eine Traverse (5) und einen auf der Traverse (5) angeordneten Rollenblock

(6) zur Aufnahme des Rotors (2) umfasst und die Montage¬ vorrichtung (1) sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung verstellbar ausgebildet ist. 2. Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Montagevorrichtung (1) wenigstens eine höhenverstell¬ bare Traverse (5) und einen auf der Traverse (5) ver¬ schiebbaren Rollenblock (6) zur Aufnahme des Rotors (2) umfasst.

3. Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein Lagergehäuse (4) mit einem Lagergehäuseober- und einem Lagergehäuseunterteil ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Montagevorrichtung fest mit dem Lagergehäuse (4), ins¬ besondere mit dem Lagergehäuseunterteil (4') verbunden ist . 4. Montagevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Montagevorrichtung (1) nach der Montage des Rotors (2) in eine Endposition bewegt werden kann, in der die Monta- gevorrichtung (1) nicht mehr in Eingriff mit dem Rotor (2) ist .

5. Montagevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Traverse (5) und oder der Rollenblock (6) elektrisch verstellbar sind.

6. Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Montagevorrichtung (1) in der Endposition mittels eine elektrischen Endschalters verriegelbar ist.

Description:
Beschreibung

Montage orrichtung Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage eines Rotors in ein Magnetlager und zur Ausrichtung des Rotors in seine Nennlage, wobei das Magnetlager in einem Lager ¬ gehäuse einer axialen Turbomaschine angeordnet ist. Bei ölhydraulischen Lagerungen gestaltet sich die Montage und Ausrichtung der Rotoren relativ einfach. Bei der Endmontage wird der Rotor in die, in ddas Lagergehäuse eingelegten La ¬ gerunterschalen gelegt. Dies ist möglich, da es beim Ablegen des Rotors in die Lagerunterschalen zu keiner Zerstörung der Lagerflächen kommt. Der Rotor befindet sich in dieser Lage bereits in seiner Nennlage, da er im Betrieb nur minimal durch den Öldruck angehoben wird. Aus diesem Grund ist es auf einfache Weise möglich, nach dem Einlegen des Rotors in die Lagerunterschalen, die Radialspiele einzustellen. Bei einer Dampfturbine muss z. B. das Radialspiel von Laufschaufelträ ¬ ger, Dichtungsscheiben, Dampfkammern usw. zum Rotor ausgerichtet werden.

Bei einer magnetgelagerten axialen Turbomaschine gestaltet sich das Einstellen der Radialspiele deutlich schwieriger.

Das liegt zum einen daran, dass der Rotor nicht auf das Mag ¬ netlager abgelegt werden kann, da ein Drehen des Rotors im Magnetlagerstator bei abgeschaltetem Magnetlager zu Schäden am Magnetlager führen würde. Zum anderen befindet sich das Magnetlager erst mit Inbetriebnahme des Magnetlagers in sei ¬ ner Nennlage, da es erst dann aufgrund der Magnetkräfte ange ¬ hoben wird.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Problem, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Montagevorrichtung zur Montage eines Rotors in ein Magnetlager und zur Ausrichtung des Rotors in seine Nennlage bereitzustellen, wobei das Magnetlager in ei- nem Lagergehäuse einer axialen Turbomaschine, insbesondere einer Dampfturbine oder eines Verdichters angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unab ¬ hängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung zur Montage eines Ro ¬ tors in ein Magnetlager und zur Ausrichtung des Rotors in seine Nennlage, wobei das Magnetlager in einem Lagergehäuse einer axialen Turbomaschine, insbesondere einer Dampfturbine oder eines Verdichters, angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Montagevorrichtung wenigstens eine Traverse und einen auf der Traverse angeordneten Rollenblock zur Aufnahme des Rotors umfasst und die Montagevorrichtung sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung verstellbar ausgebildet ist.

Durch die sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verstellbare Montagevorrichtung, kann der Rotor mit Hilfe der Montagevorrichtung so angehoben werden, dass er seine Nennlage einnimmt, ohne dass hierzu das Magnetlager in Be ¬ trieb genommen werden muss. Nachdem der Rotor mittels der Montagevorrichtung in seiner Nennlage gebracht ist, können dann die Einbauten, im Falle einer Dampfturbine, der Leit ¬ schaufelträger, die Dichtungsscheiben, die Dampfkammern usw., mit dem vorgeschriebenen Radialspiel zum Rotor ausgerichtet werden. Durch die erfindungsgemäße Montagevorrichtung kann der Rotor ohne Ablegen auf dem Magnetstator im Magnetlager ausgerichtet und in seine Nennlage gebracht werden und nach ¬ folgend kann eine einfache Einstellung und Ausrichtung der Einbauten erfolgen.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Montagevorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Montagevorrichtung wenigstens eine höhenverstellbare Traverse und einem auf der Traverse ver- schiebbaren Rollenblock zur Aufnahme des Rotors umfasst.

Hierdurch kann auf einfache Weise die vertikale und die hori ¬ zontale Lage des Rotors schnell und unabhängig voneinander eingestellt werden.

Eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung, umfassend ein La ¬ gergehäuse mit einem Lagergehäuseober- und einem Lagergehäu ¬ seunterteil, zeichnet sich dadurch aus, dass die Montagevor ¬ richtung fest mit dem Lagergehäuse, insbesondere mit dem La ¬ gergehäuseunterteil verbunden ist. Durch die feste Verbindung der Montagevorrichtung mit dem Lagergehäuse ergibt sich eine besonders stabile Ausführung der Montagevorrichtung. Außerdem kann die Montagevorrichtung dadurch dass sie ständig mit dem Lagergehäuse der axialen Turbomaschine verbunden ist, bei al ¬ len Wartungsarbeiten, Revisionen, Reparaturen oder bei einem Wechsel der Fanglager verwendet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Montagevorrichtung nach der Montage des Rotors in eine Endposition bewegt werden kann, in der die Montagevorrichtung nicht mehr im Eingriff mit dem Rotor ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Traverse und/oder der Rollenblock elektrisch verstellbar sind. Durch die elektrische Verstellung ergibt sich eine besonders einfache und dabei sehr präzise Möglich ¬ keit den Rotor in seine Nennlage zu bringen. Die elektrische Verstellung kann beispielsweise mit einem Linearmotor erfolgen .

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Montagevorrichtung in der Endposition mittels eines elektrischen Endschalters verriegelbar ist. Hierdurch wird verhindert, dass sich die Montagevorrichtung ungewollt während des Betriebes der Turbomaschine verschieben kann.

Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung wer ¬ den im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt: - Figur 1, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Montagevorrichtung; - Figur 2, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Montagevorrichtung und

- Figur 3, ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Montagevorrichtung.

Bei den Figuren handelt es sich jeweils um stark vereinfachte Darstellungen, bei denen nur die wesentlichen zur Beschreibung der Erfindung notwendigen Bauteile gezeigt sind. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit denselben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Montagevorrichtung 1 zur Montage eines Rotors 2 in ein Magnetlager 3. Das Magnetlager 3 ist in der Fig.l nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die Mon- tagevorrichtung 1 umfasst eine Traverse 5 und ein auf der Traverse angeordneten Rollenblock. Der Rollenblock 6 dient zur Aufnahme des Rotors 2. Die Montagevorrichtung 1 ist so ¬ wohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verstellbar ausgerichtet. Die Montagevorrichtung 1 ist fest mit dem Lagergehäuse 4 einer axialen Turbomaschine verbunden. Bei der axialen Turbomaschine kann es sich insbesondere um eine Dampfturbine oder einen Verdichter handeln. Um den Rotor 2 im Magnetlager 3 auszurichten und in seine Nennlage zu bringen, wird die Montagevorrichtung 1 entsprechend in horizontaler und/oder vertikaler Richtung bewegt. Sobald der Rotor 2 seine Nennlage erreicht hat, können die Einbauten

z. B. Leitschaufelträger, Dichtungsschalen, Dampfkammern usw. (in Figur 1 nicht dargestellt) mit dem vorgeschriebenen Radialspiel zum Rotor ausgerichtet werden. Bei einer magnet- gelagerten Turbomaschine sind Radialspiele von ca. 0,7 mm im Radialmagnetlager und Radialspiele von ca. 0,2 bis 0,3 mm im Radialfanglager üblich. Die Radialfanglager dienen dazu, den Rotor im Falle eines Magnetlagerausfalls aufzufangen und so ¬ mit größere Schäden an der Axialturbomaschine zu vermeiden.

Durch die feste Verbindung der Montagevorrichtung 1 mit dem Lagergehäuse 4 ergibt sich eine besonders feste und stabile Ausführung der Montagevorrichtung 1. Die Montagevorrichtung 1 verbleibt vorzugsweise am Lagergehäuse und kann somit bei al ¬ len Wartungsarbeiten, Revisionen, Reparaturen oder beim Wechsel der Fanglager schnell und problemlos eingesetzt werden.

Nachdem die Montage und Ausrichtung des Rotors 2 im Magnetla ¬ ger 3 erfolgt ist und das Magnetlager 3 in Betrieb genommen wurde, wird die Montagevorrichtung 1 in eine Endposition bewegt, in der die Montagevorrichtung 1 nicht mehr im Eingriff mit dem Rotor 2 ist. Die Lagerung wird nun ausschließlich durch das Magnetlager 3 übernommen. Um ein versehentliches Bewegen der Montagevorrichtung 1 aus seiner Ruheposition zu vermeiden, ist die Montagevorrichtung 1 vorzugsweise verriegelbar .

Um eine Verstellung der Montagevorrichtung 1 besonders einfach durchführen zu können, ist die Traverse 5 und/oder der Rollenblock 6 vorzugsweise elektrisch mittels eines Elektro ¬ motors, insbesondere eines Linearmotors, verstellbar. Bei der Verwendung einer elektrischen Verstellung für die Traverse 5 und/oder den Rollenblock 6 kann die Endposition besonders vorteilhaft mittels eines elektrischen Endschalters verrie ¬ gelbar sein.

Üblicherweise sind die Lagergehäuse 4 von axialen Turboma ¬ schinen in ein Lagergehäuseober 4 ' - und in ein Lagergehäuseunterteil 4 ' ' unterteilt um eine Montage des Rotors 2 zu er ¬ leichtern. Da zur Montage des Rotors 2 das Lagergehäuseoberteil 4 ' abgenommen wird, ist es vorteilhaft die Montagevor ¬ richtung 1 mit dem Lagergehäuseunterteil 4 ' ' fest zu verbin ¬ den . Die Montagevorrichtung 1 in Figur 1 weist eine höhenverstellbare Traverse 5 und einen auf der Traverse 5 verschiebbaren Rollenblock 6 zur Aufnahme des Rotors 2 auf. Grundsätzlich ist es nicht von Bedeutung, ob die Montagevorrichtung als ganzes horizontal und vertikal verstellbar ist, oder ob die Traverse oder der Rollenblock vertikal bzw. horizontal ver ¬ stellt werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 ist die Traverse 5 am Boden des Lagergehäuseunterteils 4 " ' verankert und lässt sich lediglich in der Höhe verstellen. Hierdurch ergibt sich ein besonders fester Stand des Montage ¬ blocks. Die vertikale Verstellung der Montagevorrichtung 1 erfolgt durch Verschieben des Rollenblockes 6 auf der Traverse 5. Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin ¬ dungsgemäßen Montagevorrichtung 1. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel 1 ist die Traverse 5 seitlich im Turbinengehäu- seunterteil 4 " ' geführt. Die Traverse 5 ist breiter und somit verwindungssteifer ausgebildet, wodurch sich noch geringere Durchbiegungen der Traverse 5 und dadurch ein noch exakteres Einstellen des Rotors 2 ermöglicht wird. Die Traverse 5 ist wiederum lediglich in horizontaler Richtung verstellbar. Die vertikale Verstellung der Montagevorrichtung 1 erfolgt über einen vertikal verstellbaren Rollenblock 6. Die Montage des Rotors 2 in das Magnetlager 3 sowie die Ausrichtung des Rotors 2 in seiner Nennlage erfolgt analog zu der Montagevor ¬ richtung 1 nach Ausführungsbeispiel 1.

Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Montagevorrichtung 1. Die Traverse 5 ist dabei schwenkbar an einer Seite des Turbinengehäuseunterteils 4 ' ' angeordnet. Durch das Schwenken der Traverse 5 bewegt sich die Montagevorrichtung 1 sowohl in einer vertikalen als auch in einer horizontalen Richtung. Die exakte Ausrichtung in vertikaler Richtung kann mittels eines verstellbaren Rollenblockes 6 erfolgen. Der Rollenblock 6 ist dabei in Längsrichtung zur Traverse 5 verstellbar. Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 zur Montage des Ro ¬ tors 2 in ein Magnetlager und zur Ausrichtung des Rotors 2 in seiner Nennlage ermöglicht eine besonders einfache, schnelle und exakte Ausrichtung des Rotors 2. Das Einstellen der Radi ¬ alspiele zwischen den Einbauten und dem Rotor 2 lässt sich besonders einfach bewerkstelligen. Dadurch dass die Montagevorrichtung 1 fest mit dem Turbinengehäuse 4 verbunden ist, kann die Montagevorrichtung 1 nicht nur zum erstmaligen Montieren und Ausrichten des Rotors 2 dienen, sondern kann auch für spätere Wartungsarbeiten, Revisionen, Reparaturen oder für den Austausch von Fanglagern schnell herangezogen werden. Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 verkürzt somit er ¬ heblich die Montagezeiten des Rotors 2 bei Verwendung von Magnetlagern 3, da diese ohne Inbetriebnahme des Magnetlagers 3 exakt in seiner Nennlage bewegt werden kann. Durch die ex ¬ akte Einstellung der Nennlage des Rotors 2, d. h. seiner Lage die er später beim Betrieb des Magnetlagers 2 einnimmt, kann auch eine sehr exakte Ausrichtung und Einstellung der notwendigen Radialspiele vorgenommen werden, wodurch sich Schäden durch falsch eingestellte Radialspiele weitgehend vermeiden lassen. Ferner ist es möglich durch die exakte Einstellung der Radialspiele die Radialspiele sehr gering zu wählen, wo ¬ durch sich eine Wirkungsgradsteigerung der Turbomaschine erzielen lässt.