本文公开的主题涉及涡轮机。更特别地，该主题涉及燃气涡轮机和相关联的维护设备。
背景技术：
常规的燃气涡轮大体包括三个区段：压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。压缩机区段压缩周围空气，并且将压缩空气提供给燃烧区段，在该处，压缩空气与燃料结合而产生经加热的工作流体(气体)。经加热的气体提供给涡轮区段，在该处，经加热的气体撞击涡轮叶片而驱动涡轮转子轴旋转。
在涡轮区段中，成组的旋转叶片附连到转子上，并且成组的固定喷嘴散布在各个相邻组的旋转叶片之间，以用于向旋转叶片引导工作流体(气体)。旋转叶片和固定喷嘴的各个配对通常被称为涡轮级。涡轮区段内的高压、高温环境可在叶片和喷嘴上造成机械磨损，从而需要定期维护，而且在一些情况下，需要预定维护。因为叶片和喷嘴驻留在涡轮壳体内，其中构件之间具有小间隙，可能难以接近那些叶片和喷嘴来进行预定维护或其它维护。例如，喷嘴固持在包围转子的环内，并且装载到环中(以及从环卸下)且销固到靠近相邻喷嘴的位置中。另外，用于各个喷嘴的密封件独立地关于那些喷嘴装载/从那些喷嘴卸下，从而进一步使维护过程复杂。
用于装载和/或卸下这些喷嘴的常规途径包括从涡轮壳的水平对接表面的上方装载各个独立的喷嘴节段，以及使用绳索和/或其它手动途径使其下降到其相邻部分。这个过程可为耗时和昂贵的。
技术实现要素：
本公开的第一方面包括一种用于在燃气涡轮(GT)的喷嘴上执行维护的设备，该设备具有：用于可释放地接合喷嘴的喷嘴接合滑撬，喷嘴接合滑撬包括：滑撬本体；与滑撬本体联接的锁定部件，锁定部件在大小上设置成补充喷嘴中的槽口；在滑撬本体的侧部内的滑撬槽口，滑撬槽口用于接合GT内的轨道；以及用于在GT内运送滑撬本体的至少一个轮子。
本公开的第二方面包括一种在燃气涡轮(GT)的水平对接表面的下方安装喷嘴的方法，该方法包括：将喷嘴维护设备联接到喷嘴上，喷嘴维护设备具有：用于可释放地接合喷嘴的喷嘴接合滑撬，喷嘴接合滑撬包括：滑撬本体；与滑撬本体联接的锁定部件，锁定部件在大小上设置成补充喷嘴中的槽口；在滑撬本体的侧部内的滑撬槽口，滑撬槽口用于接合GT内的轨道；以及用于在GT内运送喷嘴接合滑撬的至少一个轮子；使喷嘴维护滑撬和喷嘴下降到GT中；以及促动锁定部件以在GT内部脱开喷嘴。
本公开的第三方面包括一种从燃气涡轮(GT)的水平对接表面下方的位置卸载喷嘴的方法，该方法包括：将喷嘴维护设备联接到喷嘴上，喷嘴维护设备具有：用于可释放地接合喷嘴的喷嘴接合滑撬，喷嘴接合滑撬包括：滑撬本体；与滑撬本体联接的锁定部件，锁定部件在大小上设置成补充喷嘴中的槽口；在滑撬本体的侧部内的滑撬槽口，滑撬槽口用于接合GT内的轨道；以及用于在GT内运送滑撬本体的至少一个轮子；以及使喷嘴维护滑撬和喷嘴升到GT外。
技术方案1. 一种用于在燃气涡轮(GT)的喷嘴上执行维护的设备，所述设备包括：
用于可释放地接合所述喷嘴的喷嘴接合滑撬，所述喷嘴接合滑撬包括：
滑撬本体；
与所述本体联接的锁定部件，所述锁定部件在大小上设置成补充所述喷嘴中的槽口；
在所述本体的侧部内的滑撬槽口，所述滑撬槽口用于接合所述GT内的轨道；以及
用于在所述GT内运送所述滑撬本体的至少一个轮子。
技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其中，所述设备进一步包括与所述喷嘴接合滑撬联接的拖引系统，所述拖引系统用于以下中的至少一者：在所述GT内升起或降下所述喷嘴接合滑撬。
技术方案3. 根据技术方案2所述的设备，其中，所述喷嘴接合滑撬进一步包括用于与所述拖引系统连接的联接器。
技术方案4. 根据技术方案3所述的设备，其中，所述联接器包括以下中的至少一者：在大小上设置成接合所述拖引系统的钩、环或槽口。
技术方案5. 根据技术方案3所述的设备，其中，所述拖引系统包括以下中的至少一者：在大小上设置成接合所述联接器的线或条。
技术方案6. 根据技术方案3所述的设备，其中，所述喷嘴接合滑撬进一步包括杠杆，所述杠杆与所述锁定部件连接以用于促动所述锁定部件。
技术方案7. 根据技术方案6所述的设备，其中，所述杠杆位于所述滑撬本体的在所述联接器附近的侧部上。
技术方案8. 根据技术方案6所述的设备，其中，所述设备进一步包括用于接合所述杠杆的促动器杆。
技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其中，所述喷嘴位于所述GT的壳的下半部内。
技术方案10. 根据技术方案9所述的设备，其中，所述壳的下半部具有水平对接表面，且其中，所述喷嘴位于所述水平对接表面的下方。
技术方案11. 根据技术方案1所述的设备，其中，所述锁定部件包括以下中的至少一者：在大小上设置成补充所述喷嘴中的槽口的销或钩。
技术方案12. 根据技术方案1所述的设备，其中，所述GT内的所述轨道在大小上设置成接合包括所述喷嘴的成组喷嘴。
技术方案13. 一种在燃气涡轮(GT)的水平对接表面的下方安装喷嘴的方法，所述方法包括：
将喷嘴维护设备联接到所述喷嘴上，所述喷嘴维护设备具有：
用于可释放地接合所述喷嘴的喷嘴接合滑撬，所述喷嘴接合滑撬包括：
滑撬本体；
与所述滑撬本体联接的锁定部件，所述锁定部件在大小上设置成补充所述喷嘴中的槽口；
在所述滑撬本体的侧部内的滑撬槽口，所述滑撬槽口用于接合所述GT内的轨道；以及
用于在所述GT内运送所述滑撬本体的至少一个轮子；
使所述喷嘴维护滑撬和所述喷嘴下降到所述GT中；以及
促动所述锁定部件以在所述GT内部脱开所述喷嘴。
技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其中，所述喷嘴维护设备包括与所述喷嘴接合滑撬联接的拖引系统，其中，所述拖引系统构造成在所述GT内对所述喷嘴接合滑撬和所述喷嘴执行所述下降。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其中，所述喷嘴接合滑撬包括用于与所述拖引系统连接的联接器。
技术方案16. 根据技术方案13所述的方法，其中，所述喷嘴接合滑撬进一步包括与所述锁定部件连接的杠杆，其中，促动所述锁定部件包括接合所述杠杆以更改所述锁定部件相对于所述喷嘴中的槽口的位置。
技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其中，促动所述锁定部件包括将促动器杆插入所述GT的内部并且接合所述促动器杆与所述杠杆以更改所述锁定部件相对于所述喷嘴中的槽口的位置。
技术方案18. 一种从燃气涡轮(GT)的水平对接表面下方的位置卸载喷嘴的方法，所述方法包括：
将喷嘴维护设备联接到所述喷嘴上，所述喷嘴维护设备具有：
用于可释放地接合所述喷嘴的喷嘴接合滑撬，所述喷嘴接合滑撬包括：
滑撬本体；
与所述滑撬本体联接的锁定部件，所述锁定部件在大小上设置成补充所述喷嘴中的槽口；
在所述滑撬本体的侧部内的滑撬槽口，所述滑撬槽口用于接合所述GT内的轨道；以及
用于在所述GT内运送所述滑撬本体的至少一个轮子；以及
使所述喷嘴维护滑撬和所述喷嘴升到所述GT外。
技术方案19. 根据技术方案18所述的方法，其中，所述联接包括促动所述锁定部件以在所述GT内部接合所述喷嘴。
技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其中，所述喷嘴维护设备包括与所述喷嘴接合滑撬联接的拖引系统，其中，所述拖引系统构造成对所述喷嘴接合滑撬和所述喷嘴执行所述升起而离开所述GT，其中，所述喷嘴接合滑撬包括用于与所述拖引系统连接的联接器，其中，所述喷嘴接合滑撬进一步包括与所述锁定部件连接的杠杆，其中，促动所述锁定部件包括接合所述杠杆以更改所述锁定部件相对于所述喷嘴中的槽口的位置。
附图说明
从结合附图得到的本发明的各方面的以下详细描述，本公开的这些和其它特征将更容易理解，附图描绘了本发明的各种实施例，其中：
图1显示了根据本公开的各种实施例的燃气涡轮的截面的示意性剖视图。
图2显示了根据本公开的各种实施例的设备的透视图。
图3显示了根据本公开的各种实施例的图2的设备的侧部透视图。
图4显示了根据本公开的各种实施例的图2的设备的端部透视图。
图5显示了根据本公开的各种实施例的图2的设备的透视图，示出了杠杆的促动。
图6是根据本公开的各种实施例的与喷嘴接合的图2的设备的透视图。
图7显示了图6中显示的设备的局部放大透视图。
图8显示了根据本公开的各种实施例的包括拖引系统的设备的端视图。
图9是示出根据本公开的各种实施例的将喷嘴安装在燃气涡轮中的过程的流程图。
图10是示出根据本公开的各种实施例的卸载燃气涡轮中的喷嘴的过程的流程图。
要注意的是，本发明的附图不一定按比例绘制。附图意在描绘本发明的仅典型方面，并且因此不应认为是限制本发明的范围。在附图中，相似编号表示附图之间的相似元件。
部件列表
10 燃气涡轮GT
12 水平对接表面
14 壳
16 级
18 可旋转叶片
20 喷嘴
22 环
30 设备
32 滑撬
34 锁定部件
36 槽口
38 销
40 本体
42 杠杆
44 促动器杆
46 轮廓
48 槽口
50 侧部
52 相对侧部
56 轨道
58 轮子
60 相对侧部
62 拖引系统
64 联接器
66 线
68 条
70 拖引联接器
72 相同侧部
74 相对侧部
16A 第一级
16B 第二级
16C 第三级。
具体实施方式
如注意到的那样，本文公开的主题涉及涡轮机(或简单地，涡轮)。更特别地，主题涉及燃气涡轮和用于燃气涡轮喷嘴的相关联的维护设备。
如在本文中注意到的那样，用于接近、装载和/或卸下燃气涡轮中的喷嘴供维护的常规途径具有显著的缺陷。在目前的情况中，在转子就位时在喷嘴上执行“热气路径”保养间隔涉及使用绳索和人力来独立地移除喷嘴。使用这些常规途径应对离水平对接表面更远的喷嘴可能是困难的，因为这样的喷嘴相对于绳索和试图接近那些喷嘴的操作者成角度地移动。另外，当使用常规途径装载喷嘴时，可能难以确保密封件布置和完整性与相对于绳索的这种有限接近和倾斜是一致的。在这些情况下，密封件可与喷嘴脱开，或者当装载到组件中时无法与喷嘴节段接合。
与常规途径相反，本公开的各种实施例包括一种喷嘴维护设备，其构造成在燃气涡轮(GT)的壳内行进，并且独立地接近喷嘴以进行维护、安装和/或移除。设备构造成协助原地(即，在GT和转子组件就位时)对喷嘴的维护、安装和/或移除。设备可包括喷嘴接合滑撬，其构造成与GT喷嘴可释放地接合(例如，联接和脱开)，并且在GT的壳内运送(例如，导引)喷嘴。喷嘴接合滑撬可包括在大小上设置成补充喷嘴中的槽口的锁定部件(例如，销，钩或其它部件)，以及用于促动锁定部件的对应的杠杆。在一些情况下，杠杆在形状上设置成允许从GT壳内的不同位置接近(例如，具有T形或其它多分叉形状)。另外，喷嘴接合滑撬可包括成组的(一个或多个)轮子以协助沿着GT壳的移动。在各种实施例中，GT壳包括在喷嘴级附近的槽口，并且滑撬在大小上设置成在那个槽口内移动。设备还可包括与喷嘴接合滑撬联接(例如，机械地紧固、栓接/螺纹连接，一体地形成等)的拖引系统。在这些情况下，拖引系统构造成使喷嘴接合滑撬在GT壳内升起和/或下降。相对于常规的系统和途径，根据各种实施例公开的系统可改进GT喷嘴的维护过程。例如，根据各种实施例公开的这些系统可允许维护、安装和/或移除GT壳的下半部内的GT喷嘴，而那些喷嘴保持在壳的水平对接表面的下方(在转子安装好的情况下)。
图1显示了根据各种实施例的燃气涡轮(GT)10的下部区段(半部)的示意性的自顶向下的视图。从水平对接表面12的一个部分描绘GT 10，该部分限定壳的上半部(在此图中被移除)和壳14的下半部(内壳的仅仅下半部)之间的汇合部。如显示的那样，GT 10可包括多个级16，其中各个级包括成组的(可旋转)叶片18和成组的(固定)喷嘴20。虽然第一级16A中的喷嘴20大体在环22的一个或多个区段上装载到壳14中以及从壳14卸下，但第二级16B、第三级16C和其它级中的喷嘴20通常独立地装载/卸下。当喷嘴20如图1中描绘的那样位于水平对接表面12下方时，可能难以接近那个空间在喷嘴上执行维护、安装新喷嘴或更换旧喷嘴。
图2显示了根据本公开的各种实施例的用于在GT 10(图1)的喷嘴20上执行维护的设备30的透视图。如本文中使用的用语“维护”可包括安装、移除、修复、评估或本领域中通常所指的任何其它形式的操作。也就是说，图2中显示的设备30构造成在GT 10(图10)内或安装在GT 10内的喷嘴20上执行维护。在一些情况下，设备30构造成在GT 10(图1)的第二级16B、第三级16C或另一个下游级16(离第一级16A更远)内的一个或多个喷嘴20上执行维护。如图2中显示的那样，设备30可包括用于可释放地接合喷嘴20的喷嘴接合滑撬32。特别地，设备30可有益于在水平对接表面12下方的区域中接合位于GT 10(图1)的壳14的下半部内的喷嘴20。图3显示了设备30的一部分的侧部透视图，并且图4显示了图3中的设备30的该部分以及GT 10的一部分(尤其是壳14)的端部透视图。在各种实施例中，设备30及其构件由金属(例如钢)、合金(一种或多种)或者能够经受住与本文描述的功能相关联的机械应力的其它复合材料形成。在一些情况下，设备30包括一体地形成(例如，经由铸造、增材制造等)和/或单独形成且随后联接(例如，经由机械紧固、栓接、夹持等)的构件。
参照图2-8，喷嘴接合滑撬(或简单地，滑撬)32可包括锁定部件34，锁定部件34与滑撬32联接，并且在大小上设置成补充喷嘴20中的槽口36(因为在图1中部分地被挡住而以幻影显示)。在各种实施例中，锁定部件34可包括以下中的至少一者：在大小上设置成补充喷嘴20中的槽口36的销或钩。图3显示了呈销38的形式(例如，基本矩形的销，它可包括至少部分地圆形或倾斜的边缘，而且可包括内部槽口)的锁定部件34，其补充喷嘴20中的槽口36且构造成接合/脱开槽口36。图5还从不同的视角显示了该锁定部件34从滑撬32的本体40(或滑撬本体40)突出。图6和7示出在滑撬32越过GT 10内的轨道56时与喷嘴20中的槽口36接合的滑撬32的透视图。
如图2-8中示出的那样，在一些情况下，滑撬32进一步包括杠杆42，杠杆42与锁定部件34连接以用于促动锁定部件34。杠杆42可具有例如T形或使得能够从一定距离(例如，在水平对接表面12处或其上方的位置处)促动的其它多叉形状。例如，在一些情况下，设备30可进一步包括促动器杆44(图2、图5)，以用于接合杠杆42来联接滑撬32/使滑撬32与喷嘴20脱开。在一些情况下，促动器杆44可包括钩、槽口，或者在大小上设置成接触杠杆42且允许操作者(例如，人类操作者和/或机器操作者)从一定距离促动杠杆42的其它轮廓46。尤其是如图2和5中显示的那样，促动器杆44可接合杠杆42来促动锁定部件34，用以从本体40突出来接合喷嘴20中的槽口36，或者收回到滑撬本体40中来脱开(或预先接合)喷嘴20中的槽口36。例如，图2显示了在促动锁定部件34之前，杠杆42处于第一位置。也就是说，杠杆42处于其中锁定部件34完全(或者基本完全)驻留在本体40内的第一位置。图5的促动器杆促动杠杆42，以使杠杆移动到第二位置，在该处，锁定部件34从滑撬本体40突出，例如，用于接合喷嘴20中的槽口36(图1)。
图2和4显示了滑撬32的特定的额外方面，包括在滑撬32的侧部50(具有锁定部件34的相对侧部52)内的滑撬槽口48。滑撬槽口48在大小上设置成接合GT 10内的轨道56(图4和图1)。轨道56定位在壳14内的喷嘴20的径向外侧(沿径向方向(r))，而且在一些情况下，轨道56可从喷嘴20至少部分地沿轴向偏移(沿轴向方向(A))。轨道56在大小上设置成接合包括喷嘴20的成组喷嘴(图1)，而且根据各种实施例，滑撬槽口48在大小上设置成(例如，在宽度和深度上)配合在轨道56的一部分周围，并且如本文描述的那样沿着轨道56移动，以在一个或多个喷嘴20上执行维护。如图2和5中最清楚地显示的那样，滑撬32还可包括用于在GT 10内运送(例如，导引)滑撬32的至少一个轮子58。轮子(一个或多个)58可贯穿滑撬32的相对侧部60，并且至少部分地驻留在滑撬槽口48内。轮子58构造成接触轨道56，并且协助滑撬32沿着轨道56在GT 10内移动。
如图8中的设备30的示意性端部透视图中显示的那样，设备30还可包括与滑撬32联接的拖引系统62。拖引系统62可构造成使滑撬在GT 10内或者在GT 10附近升起和/或下降。在一些情况下，如图2-8中显示的那样，滑撬32包括用于与拖引系统62连接的联接器64。在一些特定情况下，联接器64包括以下中的至少一者：在大小上设置成接合拖引系统62的钩、环或槽口。拖引系统62可包括以下中的至少一者：在大小上设置成接合联接器64(图8中显示的线66)线(例如绳子、线材、复合材料)66或条68，而且还可包括用于固定联接器64的拖引联接器70。拖引联接器70可包括钩、环或在形状上设置成固定联接器64的其它装置。拖引系统62可包括与线66或条68联接的绞盘或气动升降机(未显示升降机)，而且可用来更改滑撬32的位置，例如，通过使滑撬32相对于GT 10的壳14升起或下降(例如，沿着轨道56)。
在一些情况下，杠杆42位于滑撬32的在联接器64附近的相同侧部72上。该侧部72可从水平对接表面12处或其上方容易地接近，例如，使用促动器杆44。相对侧部74(图2、3、5)还可包括用于与相似或不同的拖引系统62连接的一个或多个联接器64。例如，在一些情况下，在滑撬32的两个侧部72、74上的联接器64可接合到一个或多个拖引系统(一个或多个)62，以用于在GT 10内导引滑撬32(例如，沿着轨道56)。轮子和/或联接器64可紧固、栓接、螺纹连接或以别的方式联接到滑撬32上，或者可与滑撬32的一个或多个构件一体地形成。
根据各种实施例，设备30可用于在一个或多个喷嘴20(图1)上执行维护的方法中。图9和10是示出根据本公开的实施例的各种过程的流程图。这些过程可应用于参照图1-8所显示和描述的一些设备和构件，但是，这些过程不意在局限于参照那些图所显示和描述的那些特定构件。另外，可根据各种实施例省略、添加过程，或者用别的方式对过程重新排序。图9显示了示出将喷嘴20安装在GT 10(图1)的水平对接表面12的下方的过程的流程图。在一些实施例中，该过程包括：
过程P1：将喷嘴维护设备(设备)30联接到喷嘴20上。如本文中描述的那样，可使用锁定部件34接合喷嘴20中的槽口36(图1)来将设备30联接到喷嘴20上。要理解的是，根据各种实施例，多个喷嘴20(或喷嘴节段)例如可经由密封机构或其它机械链接而连结在一起，并且与喷嘴维护设备30联接。在这些情况下，为了安装目的，可使用喷嘴维护设备来操纵成“堆叠”或成组的喷嘴20。
过程P2：在将设备30联接到喷嘴20上之后，使喷嘴维护滑撬(滑撬)32和喷嘴(一个或多个)20下降到GT 10中(参见例如图8)。特别地，该过程可包括使用与滑撬32联接的拖引系统62，使滑撬32沿着GT 10的壳14内的轨道56下降。拖引系统62可附连到或者包括提升/下降装置，诸如绞盘、气动升降机和/或液压升降机，而且拖引系统62可构造成由人类操作者和/或机器操作者操作来使滑撬32和联接到滑撬上的喷嘴(一个或多个)20下降到GT 10内的期望位置。
过程P3：在喷嘴(一个或多个)20下降到GT 10中之后，促动锁定部件34以在GT 10内部脱开喷嘴20。该过程可包括使用促动杆44来促动杠杆42，而且一旦喷嘴20在GT 10内处于期望位置，就从槽口36释放锁定部件34。也就是说，促动杠杆42更改锁定部件34相对于槽口36的位置，从而有效地脱开滑撬32与喷嘴20。在一些情况下，促动锁定部件34包括将促动器杆44插入GT 10的内部，并且接合促动器杆44与杠杆42。
图8显示了示出在GT 10(图1)的水平对接表面12下方卸载喷嘴20的过程的流程图。在一些实施例中，该过程包括：
过程P101：将喷嘴维护设备(设备)30联接到喷嘴20。如本文描述的那样，设备30可使用锁定部件34接合喷嘴20中的槽口36(图1)来联接到喷嘴20上。在将设备30联接到GT壳14内的喷嘴20上(在水平对接表面12的下方)之前，可使用与滑撬32联接的拖引系统62使滑撬32沿着轨道56在GT 10的壳14内下降。拖引系统62可附连到或者包括提升/下降装置，诸如绞盘、气动升降机和/或液压升降机，而且拖引系统62可构造成由人类操作者和/或机器操作者操作来使滑撬32下降到GT 10内的期望位置，以便接近喷嘴20。在各种实施例中，滑撬32可包括用于在槽口36附近的位置处停止的限位止挡机构，使得锁定部件34与喷嘴中的槽口36对齐。这允许高效地促动锁定部件34来接合槽口36。
过程P102：使滑撬32和喷嘴20升到GT 10外。该过程可包括使用与滑撬32联接的拖引系统62，以使滑撬32和联接的喷嘴20沿着轨道56在GT 10的壳14内升起。一旦滑撬32和喷嘴20在水平对接表面12处或其附近，操作者(例如，人类操作者和/或机器操作者)就可促动(例如，手动地或用工具)杠杆42，以从槽口36释放锁定部件34，并且允许从设备30中移除喷嘴20。
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