[發明專利]用于工業燃氣輪機的模化塊即用過渡部組件和安裝方法

有效

• 申請號: 201380057974.7
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104769224A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: G.E.桑賽維克;J.L.阿朗索;D.E.福特
• 申請（專利權）人: 西門子能量股份有限公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D25/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

相關申請的交叉引用

本申請是于2012年11月7日提交的題為“MODULAR?DROP-IN?COMBUSTOR?ASSEMBLY?FOR?INDUSTRIAL?GAS?TURBINE?AND?METHOD?FOR?INSTALLATION”的共同未決美國專利申請的部分繼續申請，該申請的全部內容作為引用并入本文。

技術領域

本發明涉及用于工業燃氣輪機的燃燒器和過渡部，更具體地說，涉及在安裝到工業燃氣輪機之前根據組裝和功能規格預組裝的模塊化即用(drop-in)燃燒器和過渡部。本發明還涉及將過渡部安裝到工業燃氣輪機的方法。

背景技術

已知的工業燃氣輪機利用可更換的燃燒器，可更換的燃燒器具有到燃燒器殼體中的接近端口(access?port)的凸緣連接件。在已知的燃燒器設計中，大致環形的燃燒器籃具有位于燃燒器凸緣遠側的敞開頂部，其沿插入路徑以嵌套方式插入燃燒器過渡部的對應入口端中，插入路徑與相應接近端口、燃燒器籃和過渡部開口的中心線共軸。沿也與相應接近端口的中心線共軸的插入路徑先于燃燒器插入過渡部。已知的入口支撐件固定過渡部入口端口與接近端口的相對方位。之后，將燃燒器插入過渡部開口中。與沿燃燒器和過渡部的共同共軸對準路徑在燃燒器殼體內人為對準燃燒器和過渡部協作，過渡部和燃燒器插入通常利用保持它們各自重量的起重機和/或滑輪齒輪來相繼地執行。相應燃燒器和過渡部長度遠大于它們在那些組件的外周和其它渦輪部件(位于燃燒器殼體內部或外部)之間的各自徑向間隙。過渡部或燃燒器組件從它們各自的期望插入路徑的小的偏航偏差會導致組件和另一渦輪部件之間無意的碰撞接觸，可導致不符合對準和功能規格的未對準。

在已知的渦輪設計中，在完全組裝的燃燒器或過渡部組件和其它渦輪部件(位于燃燒器殼體外部)之間存在不足的間隙，所以不可能對準和插入完全組裝的燃燒器。超過1200磅(545kg)的完全組裝的燃燒器重量還使在安裝期間的精確燃燒器對準變復雜，尤其當對準主要由人操作者執行時。類似地，完全組裝的過渡部的重量超過242磅(110kg)，并通常比較難以操縱約5：1的長度與徑向間隙比值。比較長且薄的過濾部組件必須僅在稍微偏航偏離其對準路徑的情況下完全插入燃燒器殼體內。例如，在開始將過渡部組件出口端插入燃燒器接近端口期間，在出口端外周和接近端口內徑之間僅有約0.6英寸(16mm)的總最小徑向間隙。

假設缺乏完全組裝的燃燒器安裝間隙且由燃燒器重量加劇對準復雜性，已知的工業解決方案是在燃燒器的初始組裝、服務和現場維護及插入期間，在燃燒器殼體接近端口內在原處組裝燃燒器子部件。與工廠或授權服務設施工作臺組裝和檢查相比，在燃燒器接近端口內組裝子部件以構建完整燃燒器并隨后檢查與對準/性能規格一致性更加緩慢。在可控環境中的工作和/或服務中心預組裝還可由組裝專員執行，與必須執行更廣泛范圍的修理服務的一些現場人員相比，組裝專員可具有更實際的組裝經驗和技術。不幸地，如果對于完全組裝單元而言沒有足夠的安裝間隙，或者如果不能在現場可靠地且恒定地獲得所需的安裝精度對準(由于部件總重或缺乏精確對準夾具)，則即用燃燒器的預組裝是不可行的。

相對于過渡部安裝已知挑戰，過渡部入口和出口同時要求精確地徑向對準軸向比較長的管狀結構，該管狀結構經由接近端口插入盲腔中。對于將過渡部入口恰當地共軸對準燃燒器籃出口所需的小公差要求沿插入/對準路徑比較精確地共軸對準過渡部入口與燃燒器殼體接近端口。另外，需要沿插入路徑精確地對準過渡部組件出口與燃氣輪機渦輪部分入口表面。過渡部出口必須匹配過濾部密封件，過渡部密封件有必要消除過濾部出口/渦輪部分入口接合處的空氣泄漏。

需要在燃燒器殼體外部具有足夠外部間隙的工業燃氣輪機，其便于沿安裝路徑直接對準和安裝預組裝的過渡部進入燃燒器殼體接近端口中，而沒有與位于燃燒器殼體內部或外部的其它渦輪部件無意的過渡部碰撞/撞擊(會損壞過渡部或其它接觸部件)的不適當風險。

還需要過渡部操縱工具和過渡部安裝方法，其便于優選地在自動控制下以可重復的操作步驟對準和插入重的預組裝的比較長的過渡部。理想地，這種過渡部操縱工具可保持永久安裝在燃燒器殼體接近端口近側，以在需要時使用，或者易于運輸并在各種工作場合由修理人員重新組裝。

發明內容

相應地，本發明之目的是提供在燃燒器殼體外部具有足夠外部間隙的工業燃氣輪機，其便于沿安裝路徑直接對準和安裝預組裝的過渡部進入燃燒器殼體接近端口中，而沒有與位于燃燒器殼體內部或外部的其它渦輪部件無意的過渡部接觸/撞擊(會損壞過渡部)的不適當風險。