Способ технического обслуживания газотурбинного устройства и газотурбинное устройство
Изобретения относятся к области авиации, более конкретно к способу обслуживания газотурбинного устройства и газотурбинному устройству. Способ технического обслуживания газотурбинного устройства (1), содержащего первый элемент (6) статора, снабженный первыми соединительными отверстиями (10,) и второй элемент (8) статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями (11), и соединительные штифты (22), вставляемые в первые и вторые соединительные отверстия (10, 11) для соединения первого элемента (6) статора со вторым элементом (8) статора, включает этап замены второго элемента (8) статора третьим дополнительным элементом (35) статора. При этом на этапе соединения первого элемента (6) статора с третьим дополнительным элементом (35) статора производится соединение эксцентриковых штифтов (22а) и эксцентриковых втулок (24), вставляемых в первые и третьи соединительные отверстия (10, 36). Технический результат заключается в возможности точного соединения элементов статора газотурбинного двигателя без переделки соединительных отверстий. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания газотурбинного устройства электросиловой установки.
Уровень техники
Электросиловая установка в основном содержит газотурбинное устройство и генератор, механически связанный с газотурбинным устройством и соединенный с электрической распределительной сетью. Газотурбинное устройство содержит компрессор, камеру сгорания и газовую турбину. В частности, газотурбинное устройство содержит первый элемент статора, снабженный первыми соединительными отверстиями, и, по меньшей мере, один второй элемент статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями и соединенный с первым элементом статора.
В электросиловых установках данного типа необходимо выполнять действия по техническому обслуживанию, которые предусматривают замену второго элемента статора газотурбинного устройства третьим дополнительным элементом статора.
Известный способ технического обслуживания газотурбинного устройства электросиловой установки предполагает замену второго элемента статора третьим дополнительным элементом статора, снабженным третьими соединительными отверстиями, и соединение первого элемента статора с третьим элементом статора посредством множества соединительных штифтов, вставляемых в первые и третьи соединительные отверстия.
Однако данный тип технологии не эффективен в очень частых случаях, в которых первые и третьи соединительные отверстия являются смещенными. Такое смещение, в действительности, препятствует точной вставке соединительных штифтов в первые и третьи соединительные отверстия. В таком случае для получения точного выравнивания по одной оси между первыми и третьими соединительными отверстиями третий дополнительный элемент статора должен быть просверлен вновь, и первые соединительные отверстия первого элемента статора должны быть расширены. Эта технология известна как переделка соединительных отверстий.
Однако переделка первых соединительных отверстий первого элемента статора не может быть выполнена бесконечное число раз, учитывая малое пространство, которое обычно имеется рядом с первыми соединительными отверстиями. Кроме того, переделка первых отверстий должна быть выполнена непосредственно на газотурбинном устройстве после соединения третьего дополнительного элемента статора с первым элементом статора; в большинстве случаев переделка на месте весьма обременительна как в плане времени, так и в плане затрат.
Краткое описание изобретения
Задачей данного изобретения является создание способа технического обслуживания газотурбинного устройства, который не содержит вышеупомянутые недостатки известного уровня техники; в частности, задачей данного изобретения является создание способа, который не требует переделки на месте соединительных отверстий при замене второго элемента статора газотурбинного устройства и который при этом является простым и эффективным.
В соответствии с такими задачами настоящего изобретения создан способ технического обслуживания газотурбинного устройства, содержащего
первый элемент статора, снабженный первыми соединительными отверстиями;
по меньшей мере, второй элемент статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями; и
соединительные штифты, вставляемые в первые и вторые соединительные отверстия для соединения первого элемента статора со вторым элементом статора; при этом способ включает этап замены второго элемента статора третьим дополнительным элементом статора, снабженным третьими соединительными отверстиями, и этап соединения первого элемента статора с третьим дополнительным элементом статора посредством эксцентриковых штифтов и эксцентриковых втулок, вставляемых в первые и третьи соединительные отверстия.
Дополнительной задачей данного изобретения является создание способа технического обслуживания множества газотурбинных устройств.
В соответствии с этой задачей согласно изобретению создан способ технического обслуживания множества газотурбинных устройств, каждое из которых содержит первый элемент статора и второй элемент статора, соединенный с первым элементом статора; при этом способ включает этап замены второго элемента статора третьим дополнительным элементом, причем второй элемент статора восстанавливается и предоставляется в качестве третьего дополнительного элемента статора для какого-либо газотурбинного устройства множества газотурбинных устройств.
Дополнительной задачей данного изобретения является изготовление газотурбинного устройства, заранее подготовленного для технического обслуживания и замены составляющих его элементов статора.
В соответствии с этой задачей создано газотурбинное устройство, содержащее первый элемент статора, снабженный первыми соединительными отверстиями; по меньшей мере, один второй элемент статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями; по меньшей мере, одну эксцентриковую втулку, выборочно вставляемую в первое соединительное отверстие или во второе соединительное отверстие, и, по меньшей мере, один эксцентриковый соединительный штифт, вставляемый или во второе соединительное отверстие, или в первое соединительное отверстие, и в эксцентриковую втулку.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны после прочтения нижеприведенного описания неограничивающего примера варианта его осуществления, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - вид в разрезе газотурбинного устройства в соответствии с настоящим изобретением, с удаленными для упрощения частями;
фиг.2 - вид сбоку детали газотурбинного устройства, с частями в разрезе и удаленными для упрощения частями, в соответствии с фиг.1;
фиг.3 - вид сбоку второй детали газотурбинного устройства с фиг.1;
фиг.4 - вид сбоку третьей детали газотурбинного устройства, с удаленными для упрощения частями, в соответствии с фиг.1;
фиг.5 - вид в разрезе четвертой детали газотурбинного устройства, с удаленными для упрощения частями, в соответствии с фиг.1;
фиг.6 - вид в разрезе дополнительной части газотурбинного устройства, с удаленными для упрощения частями, в соответствии с фиг.1; и
фиг.7 - вид в разрезе газотурбинного устройства, с удаленными для упрощения частями, в соответствии с фиг.1 на этапе соединения дополнительной части в соответствии с фиг.5.
Наилучший способ осуществления изобретения
На фиг.1 ссылочной позицией 1 обозначено газотурбинное устройство, содержащее компрессор 2, предпочтительно многоступенчатого осевого типа, камеру 3 сгорания и газовую турбину 4.
Газотурбинное устройство 1 содержит первый элемент 6 статора и второй элемент 8 статора, связанные взаимообратно.
Далее, корпус держателя лопатки компрессора 2 будет рассмотрен в качестве первого элемента 6 статора, в то время как узел камеры сгорания с диффузором будет рассмотрен в качестве второго элемента 8 статора.
Подразумевается, что первым элементом 6 статора может быть любой из компонентов статора или составных узлов газотурбинного устройства 1 и что вторым элементом 8 статора может быть любой из компонентов статора или составных узлов газотурбинного устройства 1, связанный с первым элементом 6 статора.
Корпус 6 держателя лопатки приспособлен для поддержки зафиксированных лопаток от первой до последней ступени компрессора 2. Как показано на фиг.2, корпус 6 держателя лопатки снабжен первыми соединительными отверстиями 10 для одного или более примыкающего элемента статора (только один примыкающий элемент статора, узел 8 камеры сгорания с диффузором в проиллюстрированном примере и одно соединительное отверстие показаны для упрощения на фиг.2). Каждое первое соединительное отверстие 10 проходит вдоль оси А1 и в основном имеет круглое сечение. В частности, корпус 6 держателя лопатки содержит первое соединительное отверстие 10а в участке 13 корпуса 6 держателя лопатки, расположенное у последнего отклоняющего участка 14 компрессора 2.
Как показано на фиг.1 и 2, узел 8 камеры сгорания с диффузором содержит диффузор 16 компрессора 2 и внутренний участок 17 камеры 3 сгорания. В частности, диффузор 16 приспособлен для отклонения выходящего потока воздуха из компрессора 2 к камере 3 сгорания (показана только на фиг.1) и определяет расходящийся кольцевой канал 18 с криволинейным трендом и возрастающим сечением. В частности, диффузор 16 представляет собой участок 19 входного отверстия, который связан с корпусом 6 держателя лопатки и размещен возле последнего отклоняющего участка 14, и участок 20 выходного отверстия (показан только на фиг.1) возле внутренней части 17 камеры 3 сгорания.
Как показано на фиг.2, узел 8 камеры сгорания с диффузором (только часть которого показана на фиг.2) снабжен вторыми соединительными отверстиями 11 для одного или более примыкающего элемента статора (только один примыкающий элемент статора, узел 8 камеры сгорания с диффузором в проиллюстрированном примере и только одно соединительное отверстие показаны для упрощения на фиг.2). Каждое второе соединительное отверстие 11 проходит вдоль оси А2 и в основном имеет круглое сечение. В частности, узел 8 содержит второе соединительное отверстие 11а, которое, главным образом, расположено возле участка 19 входного отверстия диффузора 16, соприкасающегося с участком 13 корпуса 6 держателя лопатки, и обращен в сторону соединительного отверстия 10а корпуса 6 держателя лопатки.
Соединение между примыкающими элементами статора получено посредством множества соединительных штифтов 22, приспособленных для соединения корпуса 6 держателя лопатки с узлом 8.
В частности, соединительные штифты 22 вставлены в первые 10 и вторые соединительные отверстия 11 и содержат эксцентриковые штифты 22а и неэксцентриковые штифты 22b (фиг.3).
Соединение между примыкающими элементами статора получено посредством эксцентриковых втулок 24, обычно в количестве, равном числу эксцентриковых штифтов 22а, вставляемых либо в первые 10, либо во вторые соединительные отверстия 11. В неограничивающем примере, показанном на фиг.2, эксцентриковая втулка 24 вставлена в первое соединительное отверстие 10а корпуса 6 держателя лопатки, а эксцентриковый соединительный штифт 22а вставлен во второе соединительное отверстие 11а и в эксцентриковую втулку 24.
Как показано на фиг.4, каждый эксцентриковый соединительный штифт 22а содержит первый цилиндрический элемент 26 с круговым сечением, который проходит вдоль первой оси В1, и второй цилиндрический элемент 27 с круговым сечением, который проходит вдоль второй оси В2. Первая ось В1 и вторая ось В2 параллельны и не совпадают друг с другом, так что первый цилиндрический элемент 26 с круговым сечением и второй цилиндрический элемент 27 с круговым сечением представляют смещение D', рассматриваемое как расстояние между осью В1 и осью В2, составляющее от 0 до приблизительно 50% от диаметра второго цилиндрического элемента 27, т.е. приблизительно 2 мм, как показано на фиг.3.
Как показано на фиг.5, каждая эксцентриковая втулка 24 содержит полый цилиндрический элемент 29 с круглым сечением, который проходит вдоль оси С1 и определяет цилиндрическое местоположение 30 с круговым сечением, проходящее вдоль оси С2. Ось С1 и ось С2 параллельны и не совпадают друг с другом, так что полый цилиндрический элемент 29 и цилиндрическое местоположение 30 представляют смещение D'', рассматриваемое как расстояние между осью С1 и осью С2, составляющее от 0 до приблизительно 50% от диаметра полого цилиндра 29, т.е. приблизительно 2 мм, как показано на фиг.4.
Смещения D' и D'' эксцентрикового штифта 22а и втулки 24 соответственно обычно равны, так что эксцентриковая втулка 24 и эксцентриковый соединительный штифт 22а, когда они соединены должным образом, могут достигнуть совмещенной по одной линии конфигурации оси В2 и С1.
Как показано на фиг.6, способ технического обслуживания газотурбинного устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением, главным образом, предполагает замену второго элемента 8 статора (фиг.1) третьим дополнительным элементом 35 статора и, в случае проиллюстрированного примера, дополнительным узлом 35 камеры сгорания с диффузором.
Как показано на фиг.6, дополнительный узел 35 снабжен третьими соединительными отверстиями 36 (только одно из которых показано на фиг.6), по существу, размещенными как в узле 8. Каждое третье соединительное отверстие 36 проходит вдоль оси А3 и, в общем, имеет круглое сечение. В частности, дополнительный узел 35, подобно узлу 8, содержит диффузор 37 и внутренний участок 38 камеры сгорания. Дополнительный узел 35 снабжен третьим соединительным отверстием 36а, которое, главным образом, размещено возле участка 39 входного отверстия диффузора 37 дополнительного узла 35, располагающегося в соприкосновении с участком 13 корпуса 6 крепления лопатки, содержащего соединительное отверстие 10а.
Этап замены узла 8 дополнительным узлом 35, главным образом, предполагает:
проверку, каждая ли пара выровнена по одной оси;
для каждой пары выровненных по одной оси первых 10 и третьих соединительных отверстий 36 выборочное введение неэксцентрикового штифта 22b или, предпочтительно, эксцентрикового соединительного штифта 22а либо в третье 36, либо в первое соединительное отверстие 10 и введение эксцентриковой втулки 24 либо в первое соединительное отверстие 10, либо в третье соединительное отверстие 36;
для каждой пары сдвинутых первого и третьего соединительных отверстий 36 выборочное введение эксцентрикового соединительного штифта 22а либо в третье 36, либо в первое соединительное отверстие 10 и введение эксцентриковой втулки 24 либо в первое соединительное отверстие 10, либо в третье соединительное отверстие 36 (в соответствии с тем, где вставлен соответствующий эксцентриковый штифт 22а); в частности, следует, в качестве превентивной меры, проконтролировать, вставлена ли уже эксцентриковая втулка 24 в первое соединительное отверстие 10 корпуса 6 держателя лопатки (возможно, использованная во время предыдущей замены диффузора). В примере согласно фиг.6 втулка 24 вставлена в первое соединительное отверстие 10а корпуса 6 крепления лопатки.
Введение эксцентриковой втулки 24 в соответствующее либо первое соединительное отверстие 10, либо третье соединительное отверстие 24 в основном предполагает регулирование относительного положения между эксцентриковой втулкой 24 и эксцентриковым штифтом 22а в соответствии с относительным положением между первым соединительным отверстием 10 и третьим соединительным отверстием 36.
Регулирование относительного положения между эксцентриковой втулкой 24 и эксцентриковым штифтом 22а в основном предполагает оценку смещения D''', существующего между третьим соединительным отверстием 36 и первым соединительным отверстием 10, рассматриваемого в качестве расстояния между осями А1 и А3 первого соединительного отверстия 10 и третьего соединительного отверстия 36 соответственно, и регулирование относительного положения между эксцентриковой втулкой 24 и эксцентриковым штифтом 22а для компенсирования такого смещения D'''.
В неограничивающем примере согласно фиг.6 смещение D''' между осями А1 и А3 первого соединительного отверстия 10 и третьего соединительного отверстия 36 соответственно составляет примерно 4 мм. Эксцентриковая втулка 24 размещена в первом соединительном отверстии 10а с тем, чтобы установить смещение оси А1 первого соединительного отверстия 10а в приблизительно 2 мм, и эксцентриковый штифт 22а размещен в третьем соединительном отверстии 36а и во втулке 24 с тем, чтобы компенсировать оставшееся смещение между соединительными отверстиями 36а и 10а посредством приблизительно 2 мм.
Во время этапа введения для каждой пары третьих отверстий 36 и первых обращенных к ним соединительных отверстий 10 эксцентриковый штифт 22а в эксцентриковой втулке 24 и соответствующем либо третьем соединительном отверстии 36, либо первом соединительном отверстии 10 не предполагает выполнение на месте механической обработки элементов 6 и 35 статора.
Способ технического обслуживания газотурбинного устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением применим для технического обслуживания множества газотурбинных устройств 1. Каждое газотурбинное устройство 1 из множества газотурбинных устройств установлено в соответствующей электросиловой установке (не показано на чертежах). Способ технического обслуживания множества газотурбинных устройств 1 предусматривает замену второго элемента 8 статора третьим дополнительным элементом 35 статора, как описано выше, и замену второго элемента 8 статора с тем, чтобы сделать доступным в качестве третьего дополнительного элемента 35 статора для любого газотурбинного устройства 1 множества газотурбинных устройств 1.
Настоящее изобретение обеспечивает следующие преимущества.
Прежде всего, способ технического обслуживания газотурбинного устройства в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает быструю замену элемента статора, избегая переделки соединительных отверстий элементов статора, которые хорошо соединены. Данный способ в соответствии с настоящим изобретением, в действительности, позволяет выровнять по одной линии оси А1 и А3 первое и третье соединительные отверстия соответственно просто используя эксцентриковый штифт и эксцентриковую втулку без выполнения какой-либо обработки на газотурбинном устройстве. Это подразумевает огромную экономию в плане времени и затрат.
Кроме того, в преимуществе легкой и быстрой замены элемента статора газотурбинного устройства с помощью способа технического обслуживания в соответствии с настоящим изобретением, может быть предусмотрено использование замены одного дополнительного элемента статора для множества газотурбинных устройств. В соответствии со способом технического обслуживания множества газотурбинных устройств, в действительности, замененный элемент статора восстанавливается и используется в качестве дополнительного элемента статора для последующих замен. Преимущественно диспетчер множества электростанций, размещенных на одной площади, каждая из которых снабжена газотурбинным устройством, может использовать один дополнительный элемент статора для каждого типа. Например, один дополнительный диффузор, одну камеру сгорания и т.д. В преимуществе способа технического обслуживания газотурбинного устройства в соответствии с настоящим изобретением, в действительности, один и тот же дополнительный элемент статора может быть установлен во множестве газотурбинных устройств, поскольку соединение при помощи эксцентриковых штифтов и эксцентриковых втулок делает каждый элемент статора совместимым со всеми газотурбинными устройствами множества газотурбинных устройств.
1. Способ технического обслуживания газотурбинного устройства (1), содержащего первый элемент (6) статора, снабженный первыми соединительными отверстиями (10), по меньшей мере, второй элемент (8) статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями (11), и соединительные штифты (22), вставляемые в первые и вторые соединительные отверстия (10, 11) для соединения первого элемента (6) статора со вторым элементом (8) статора, при этом способ включает этап замены второго элемента (8) статора третьим дополнительным элементом (35) статора, снабженным третьими соединительными отверстиями (36), отличающийся тем, что он содержит этап соединения первого элемента (6) статора с третьим дополнительным элементом (35) статора посредством эксцентриковых штифтов (22а) и эксцентриковых втулок (24), вставляемых в первые (10) и третьи (36) соединительные отверстия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап соединения первого элемента (6) статора с третьим дополнительным элементом (35) статора предполагает избирательную вставку эксцентриковой втулки (24) либо в первое соединительное отверстие (10), либо в третье соединительное отверстие (36), и вставку эксцентрикового соединительного штифта (22а) либо в третье (36), или в первое (10) соединительное отверстие, и в эксцентриковую втулку (24).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что эксцентриковый соединительный штифт (22а) содержит первый цилиндрический элемент (26), проходящий вдоль первой оси (В1), и второй цилиндрический элемент (27), проходящий вдоль второй оси (В2); причем первая ось (В1) и вторая ось (В2) параллельны друг другу и не совпадают друг с другом.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эксцентриковая втулка (24) содержит полый цилиндрический элемент (29) с круговым сечением, который проходит вдоль третьей оси (С1) и определяет цилиндрическое местоположение (30) с круговым сечением, проходящее вдоль четвертой оси (С2); причем третья ось (С1) и четвертая ось (С2) параллельны друг другу и не совпадают друг с другом.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап соединения второго элемента (8) статора с третьим дополнительным элементом (35) статора включает регулировку относительного положения эксцентрикового соединительного штифта (22а) относительно эксцентриковой втулки (24) в соответствии с относительным положением первого соединительного отверстия (10) относительно третьего соединительного отверстия (36).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что первое соединительное отверстие (10) проходит вдоль пятой оси (А1), а третье соединительное отверстие (36) проходит вдоль шестой оси (A3); при этом этап регулировки относительного положения эксцентрикового соединительного штифта (22а) по отношению к эксцентриковой втулке (24) включает оценку расстояния (D′′′) между пятой осью (А1) и шестой осью (A3) и регулировку относительного положения между эксцентриковой втулкой (24) и эксцентриковым штифтом (22а) в соответствии с упомянутым расстоянием (D′′′).
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый элемент (6) статора является корпусом для держателя лопатки компрессора (2), причем второй элемент (8) статора является узлом камеры сгорания с диффузором.
8. Способ технического обслуживания множества газотурбинных устройств (1), каждое из которых содержит
первый элемент (6) статора и второй элемент (8) статора, соединенный с первым элементом (6) статора;
при этом способ включает этап замены второго элемента (8) статора третьим дополнительным элементом (35) статора по пп.1-7, отличающийся тем, что второй элемент (8) статора восстанавливается и предоставляется в качестве третьего дополнительного элемента (35) статора для какого-либо газотурбинного устройства (1) множества газотурбинных устройств (1).
9. Газотурбинное устройство (1), содержащее первый элемент (6) статора, снабженный первыми соединительными отверстиями (10); по меньшей мере, один второй элемент (8) статора, снабженный вторыми соединительными отверстиями (11), отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, одну эксцентриковую втулку (24), выборочно вставляемую в первое соединительное отверстие (10) или во второе соединительное отверстие (11), и, по меньшей мере, один эксцентриковый соединительный штифт (22а), вставляемый или во второе соединительное отверстие (11), или в первое соединительное отверстие (10), и в эксцентриковую втулку (24).
10. Газотурбинное устройство по п.9, отличающееся тем, что эксцентриковый соединительный штифт (22а) содержит первый цилиндрический элемент (26), проходящий вдоль первой оси (В1), и второй цилиндрический элемент (27), проходящий вдоль второй оси, (В2); причем первая ось (В1) и вторая ось (В2) параллельны друг другу и не совпадают друг с другом.
11. Газотурбинное устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что эксцентриковая втулка (24) содержит полый цилиндрический элемент (29) с круговым сечением, который проходит вдоль третьей оси (С1) и определяет цилиндрическое местоположение (30) с круговым сечением, проходящее вдоль четвертой оси (С2); причем ось (С1) и ось (С2) параллельны и не совпадают друг с другом.
