[发明专利]用于提高燃气轮机的性能的方法

说明书

本发明涉及一种用于提高燃气轮机(1)的性能的方法，其中在转子(2)未拆开的状态下切削加工环形地围绕转子(2)的毂(6)，并且更换设置在毂(6)上的热屏蔽元件。

技术领域

本发明涉及一种用于提高燃气轮机的性能的方法，该燃气轮机具有：燃烧室；转子，所述转子包括轴和轴向相邻地设置在轴上的多个涡轮机转子叶片排；以及毂，所述毂设置在涡轮机转子叶片排的上游并围绕轴延伸且构成漏斗状，在所述毂上轴向相邻地固定有多排热屏蔽元件，所述热屏蔽元件隔离地覆盖毂的径向向外指向的面的大部分并且限定燃烧室的边界的一部分，其中朝下游方向设置在最后一排的热屏蔽元件与径向向外凸出的、环绕地构成的毂突起部相邻地设置，并且经由在毂中构成的冷却空气孔冷却。

背景技术

开始提到的类型的燃气轮机在现有技术中已经是已知的。在此，示例性地参考西门子公司的燃气轮机类型SGT5-4000F。

为了提高这种燃气轮机的性能，还已知对燃气轮机的各个部件进行改型。这种改型旨在优化穿过涡轮机的热气流，减少燃气轮机运行所需的冷却流体质量流等。如果改型涉及到转子和/或毂的部件，那么通常必须拆除转子并完全将其拆开，以便可以在轴上、在保持在轴上的构件上或在毂上进行工作。然而，转子的这种拆开结合了非常高的耗费并且相应地是不希望的。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是提供一种开头提到的类型的方法，借助于该方法能够以相对低的耗费提高燃气轮机的性能。

为了实现所述目的，本发明提供了一种开头提到的类型的方法，该方法具有步骤：a)从燃气轮机中拆除转子连同围绕该转子的毂；b)将转子在未拆开的状态下水平支承，尤其支承在合适的支承座上；c)去除朝下游方向设置在最后一排的所有热屏蔽元件；d)机械加工，尤其完全去除毂突起部；e)加工现有的冷却空气孔中的至少一些和/或产生新的冷却空气孔，以及f)安装新的热屏蔽元件，其设计与在步骤c)中去除的热屏蔽元件的设计不同。

本发明基于如下基本思想，通过具有优化设计的热屏蔽元件更换朝下游方向上设置在最后一排的热屏蔽元件，即直接相邻于涡轮机定位的那些热屏蔽元件，以便以这种方式可以实现更好的绝热效果并且相应地减少所述热屏蔽元件排所需的冷却流体质量流。为了该目的，在第一步中，将转子连同围绕该转子的毂一起从燃气轮机上拆除，并将其在未拆开的状态下水平支承。为了支承，例如可以使用合适的支承座，转子设置在所述支承座上。在另一步骤中，在该状态下，将朝下游方向设置在最后一排的所有热屏蔽元件去除，从而邻接的毂突起部露出并且相应地易于接近。随后，在一个或多个机械加工步骤的范围内，在未拆开且被支承的状态下加工毂突起部，即减小其尺寸或将其完全去除，为此可以相对于转子事先固定毂。此外，对现有的冷却空气孔中的至少一些进行加工，其目的是减小设计用于冷却最后一排热屏蔽元件的冷却空气孔的总开口横截面积，以便减少在燃气轮机运行期间流过所述冷却空气孔的冷却流体的质量流，并相应地优化燃气轮机的性能。在加工范围内可以引入新的冷却空气孔，只要加工后冷却空气孔的总开口横截面积比加工前存在的冷却空气孔的总开口横截面积小。在随后的步骤中，安装新的热屏蔽元件，其设计与在步骤c)中去除的热屏蔽元件的设计不同，尤其如下地不同：随热屏蔽元件带来的隔热效果通过如下方式改进，即新的热屏蔽元件在燃气轮机运行期间承担去除的毂突起部的遮蔽功能。根据本发明的方法的特征不仅在于随之带来的燃气轮机的性能提高，而且还在于相对低的耗费。后者尤其归因于如下事实：在根据本发明的方法的范围内省去了转子的拆开。

在步骤c)中的机械加工优选包括车削过程。以这种方式可以快速地且毫无问题地根据要求改型或去除毂突起部。

根据本发明的方法的一个设计方案，为了实施车削过程，使用移动式车床，其具有相对于转子同心地设置和定向的环形托架，以及可沿着托架环绕地且沿着多个轴线运动的车刀。相应地，水平支承的且未拆开的转子的轴能够沿多个轴线现场加工。在此，车床的控制装置尤其设计用于补偿转子和托架的定向的径向和轴向偏差。