[發明專利]用于工業燃氣輪機的模塊化即用燃燒器組件及安裝方法

有效

• 申請號: 201380057983.6
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104781510A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 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: F01D25/28
• 分類號: F01D25/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

技術領域

本發明涉及用于工業燃氣輪機的燃燒器，更具體地，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。

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對應燃燒器過渡部中，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。與人為對準燃燒器籃與其位于燃燒器殼體內的接收容座協作，插入通常利用保持燃燒器重量的起重機和/或滑輪齒輪來執行。燃燒器長度遠大于燃燒器籃外周和其它渦輪部件(位于燃燒器殼體內部或外部)之間的徑向間隙。燃燒器從期望插入路徑的小的偏航偏差會導致燃燒器和另一渦輪部件之間無意的碰撞接觸，可導致燃燒器內部部件(例如，注射器、儀表、離心式噴嘴、噴口、文丘里管等)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。

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。

需要預組裝工業燃氣輪機燃燒器，預檢查和確認工業燃氣輪機燃燒器是否滿足組裝和功能規格，之后，可現場安裝為模塊化即用單元。

還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燃燒器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燃燒器碰撞/撞擊(會損壞燃燒器)的不適當風險。

額外需要燃燒器操縱工具和燃燒器安裝方法，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燃燒器。理想地，這種燃燒器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預組裝的工業燃氣輪機燃燒器，預檢查和確認預組裝的工業燃氣輪機燃燒器是否滿足組裝和功能規格，之后，可現場安裝為模塊化即用單元。

本發明的另一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燃燒器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燃燒器撞觸/撞擊(會損壞燃燒器)的不適當風險。

本發明的額外目的是提供一種燃燒器操縱工具和燃燒器安裝方法，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燃燒器。額外地，期望燃燒器操縱工具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。

根據本發明，這些和其它目的通過一種預組裝的模塊化即用燃燒器實現，在插入工業燃氣輪機接近端口和內部燃燒器過渡部中之前和之后，預組裝的模塊化即用燃燒器具有符合組裝和功能規格的內部部件。如果燃燒器組件在其安裝期間不會無意地撞擊其它渦輪部件，則在插入燃燒器殼體中之后，燃燒器組件維持符合這些規格。通過具有位于燃燒器殼體近側的燃燒器工作區域(combustor?service?zone)，避免了無意的撞擊，使得可沿其對應插入路徑將每個燃燒器組件滑動地插入其對應接近端口和過渡部中，而不會接觸其它渦輪系統部件。燃燒器工作區域中的多軸運動燃燒器操縱工具優選地在自動控制下聯接到每個燃燒器，并便于沿插入路徑的精確對準。自動控制便于通過執行一系列存儲的預確定操作步驟而一致地重復燃燒器安裝和移除。