Procedimiento para el montaje de un anillo interno (30) segmentado para álabes directores (16) de una turbina de gas (1) estacionaria,

que presenta un plano de separación (61) entre una mitad inferior (64) de la carcasa y una mitad superior (62) de la carcasa, en la que el anillo interno (30), que está formado por segmentos, rodea coaxialmente al rotor (3) de la turbina de gas (1) y presenta sobre la periferia externa un número de álabes directores (16), que están situados a intervalos angulares iguales, con formación de un anillo (17) de los álabes directores y el anillo interno (30) está dirigido por su lado frontal (52) hacia una pared lateral (51), que se extiende radialmente, de un rebajo del árbol (24), que está formado sobre el rotor (3), en la que está formada, respectivamente, una mitad de una empaquetadura (31) sobre el lado frontal (52) del anillo interno (30) y sobre la pared lateral (51) correspondiente, situada enfrente, del rebajo del árbol (24), llevándose a cabo el ensamblaje de la empaquetadura (31), que está compuesta por una pluralidad de empaquetaduras laberínticas (28), que están apiladas radialmente de forma superpuesta entre sí, y el anillo interno (30) por medio del recorrido de las siguientes etapas de montaje: a) se equipa a la mitad inferior (64) de la carcasa con álabes directores (16), a continuación se monta la mitad inferior de un anillo de consolidación (40), que está formado por uno o por varios segmentos y, a continuación, se monta la mitad inferior del anillo interno (30), que está formado por uno o por varios segmentos, b) se dispone el rotor (3) en la mitad inferior (64) de la carcasa, c) se monta un segmento del elemento de cubertura (23), que tiene forma anular, sobre la lado frontal (52) superior correspondiente, que es libremente accesible, del rotor (3), cuyo elemento está dirigido ulteriormente hacia la lado frontal (52), d) para llevar a cabo la formación de la mitad inferior de la empaquetadura (31) se hace girar al rotor (3), al menos en parte, alrededor de la longitud del arco del segmento del elemento de cobertura (23) de tal manera, que el segmento del elemento de cobertura (23), que está montado sobre la mitas superior del rotor (3), se mueva hasta el interior de la mitad inferior del anillo interno (30), e) las etapas c) y d) son repetidas las veces que sea necesario hasta que la mitad inferior de la empaquetadura (31) está montada de forma definitiva, f) se montan uno o varios segmentos adicionales del elemento de cobertura (23) para completar el elemento de cobertura (23), que tiene forma anular, sobre la pared lateral (22) superior correspondiente, que es libremente accesible, del rotor (3), g) para montar de forma definitiva el anillo interno (30) y la empaquetadura (31) se mueven uno o varios segmentos del anillo interno (30) radialmente hacia el interior y, a continuación, son desplazados en el sentido dirigido hacia el elemento de cobertura (23), h) para montar de forma definitiva el anillo de consolidación (40) son insertados uno o varios segmentos del anillo de consolidación (40) radialmente hacia el interior en la cavidad libre remanente

La invención se refiere a una turbina de gas estacionaria con un anillo interno para llevar a cabo la sujeción de álabes directores, tal como se define en la introducción de la reivindicación 3. Se conoce una turbina de gas de este tipo por la publicación US-A-5 222 742. Por otra parte, la invención se refiere a un procedimiento para llevar a cabo 5 el montaje de un anillo interno segmentado para los álabes directores de una turbina de gas estacionaria.

Se conoce por la publicación DE 37 12 628 un anillo interno para llevar a cabo la sujeción de los álabes directores de una turbina de gas estacionaria. Los álabes directores, que están dispuestos en forma de estrella con respecto a un anillo de los álabes directores, alrededor del rotor, están fijados en este caso sobre la carcasa de la turbina de gas con su pie del álabe director radial exterior. Los álabes directores, que se extienden radialmente, presentan la 10 cabeza del álabe director sobre su lado, que está dirigido hacia el rotor, cuya cabeza está unida con el anillo interno fijo. Este anillo interno, que tiene forma de U en sección transversal, rodea coaxialmente al rotor de la turbina de gas y une entre sí a los álabes directores de un anillo de álabes directores, con objeto de aumentar la estabilidad del anillo de los álabes directores y con objeto de mejorar el comportamiento a las vibraciones de los álabes directores. En este caso está formado un intersticio entre el puente del anillo interno, que tiene forma de U, sus flancos y las 15 correspondientes superficies periférica y frontal, que pertenecen al rotor. Del mismo modo, el puente del anillo interno, que tiene forma de U, presenta sobre su superficie, que está dirigida hacia el rotor, una mitad de una empaquetadura laberíntica, que forma la empaquetadura laberíntica con la segunda mitad, que está dispuesta sobre el rotor.

El fluido de trabajo, que fluye a través del canal de flujo, debe pasar únicamente por delante de los álabes directores 20 de un anillo de álabes directores durante el funcionamiento de la turbina de gas. Sin embargo, el fluido de trabajo también puede pasar, en forma de una corriente de fuga, a través del intersticio, que está formado por los componentes fijos y giratorios. El intersticio, que está situado entre los componentes fijos y giratorios es empaquetado por medio de la empaquetadura laberíntica, con objeto de reducir la corriente de fuga.

Por otra parte, se conoce la disposición de una pluralidad de empaquetaduras laberínticas en el intersticio, que está 25 comprendido entre los flancos del anillo interno y el rebajo del árbol, con objeto de conseguir un mejor efecto de empaquetadura. En este caso, están dispuestas dos empaquetadoras laberínticas, desfasadas axial y radialmente entre sí, en forma de terrazas en el intersticio, que está comprendido entre los flancos y el rebajo del árbol.

La disposición en forma de terrazas de una pluralidad de empaquetaduras laberínticas requiere un espacio considerable y es empleada únicamente en el caso de las turbinas de gas estacionarias. Las turbinas de gas 30 estacionarias presentan un plano de separación, que se encuentra situado entre una mitad inferior de la carcasa y una mitad superior de la carcasa y son ensambladas entre sí radialmente en el momento del montaje. En este caso, se dispone el rotor, listo para su aplicación, en la mitad inferior de la carcasa, que ya ha sido montada previamente, sobre la cual se asienta a continuación la mitad superior de la carcasa de tal manera, que únicamente son posibles empaquetaduras laberínticas, desfasadas entre sí en forma de terrazas, entre el rotor y la carcasa. 35

Se conoce por la publicación US 5,222,742 una empaquetadura laberíntica apilada entre el anillo de fijación para los álabes directores de una turbina y un disco del rotor, que está asentado sobre el rotor de la turbina. La turbina es una turbina de aeronave, que está montada axialmente es decir, que se lleva a cabo sucesivamente, anillo por anillo, el montaje de los anillos axialmente sucesivos de los álabes de rodete y de los álabes directores de las etapas individuales de compresor y, respectivamente, de turbina de tal manera, que es posible un apilamiento. Se conocen 40 otras empaquetaduras laberínticas apiladas, de este tipo, para turbinas de aeronaves por la publicación DE 199 31 765 y por la publicación FR 2 241 691.

Dado que las empaquetaduras laberínticas apiladas eran conocidas fundamentalmente hasta ahora para turbinas de aeronaves, el técnico en la materia no podía transponer las empaquetaduras laberínticas apiladas a las turbinas de gas estacionarios debido a la forma de montaje axial de estas. 45

Por lo tanto, la tarea de la invención consiste en configurar una turbina de gas estacionaria con una junta de unión de tal manera, que se reduzca la corriente de fuga a través del apilamiento de las empaquetaduras laberínticas, que es conocido por las turbinas de aeronaves. Otra tarea consiste en proporcionar un procedimiento para llevar a cabo el montaje de un anillo interno, que posibilite un apilamiento de empaquetaduras laberínticas.

La tarea referida a la turbina de gas se resuelve por medio de las características de la reivindicación 3 y la tarea 50 referida al procedimiento se resuelve por medio de las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes están dadas configuraciones ventajosas.

Por medio de la realización de las etapas de trabajo de la reivindicación 1 es posible ahora, por primera vez, transponer la disposición de las empaquetaduras laberínticas, que es conocida por las turbinas de las aeronaves, también a las turbinas de gas estacionarias. De este modo, es posible disponer una pluralidad de empaquetaduras 55 laberínticas, que están apiladas radialmente de forma superpuesta, en una turbina de gas estacionaria con un plano de separación y aprovechar su efecto de empaquetadura mejorado para las turbinas de gas estacionarias. De este

modo, se reduce considerablemente la corriente de fuga, que reduce el rendimiento de las turbinas de gas estacionarias.

El especio requerido, que es necesario para las empaquetaduras laberínticas apiladas radialmente es menor que en el caso de la disposición en forma de terrazas. De manera especial, se ha reducido la extensión de la empaquetadura así como, también, del conjunto del anillo interno en la dirección axial. 5

El desmontaje de una turbina de gas de este tipo se lleva a cabo por medio de la realización de las etapas de trabajo de la reivindicación 1 según un orden de prelación inverso.

Cuando esté dispuesto para cada empaquetadura laberíntica un primer balcón coaxial sobre el lado frontal del anillo interno y otro balcón coaxial sobre el rebajo del árbol, que sobresalgan respectivamente en la dirección axial, podrán estar situados radialmente frente a frente los dos balcones en el estado montado del anillo interno. Este apilamiento 10 de balcones posibilita la conexión en serie de empaquetaduras laberínticas y forma un intersticio, en forma de meandros, para la corriente de fuga.

De manera ventajosa, la empaquetadura laberíntica está formada por una superficie de empaquetadura y por, al menos, un diente de empaquetadura, presentando el primer balcón la superficie coaxial de empaquetadura, que está dirigida hacia el otro balcón, y el otro balcón presenta sobre su superficie periférica, que está dirigida hacia el primer 15 balcón, al menos un diente de empaquetadura giratorio, que se extiende hacia la superficie de empaquetadura.

Para llevar a cabo la consolidación, el anillo interno puede ser fijado sobre los módulos resistentes a la torsión y/o sobre los álabes directores.

Cuando el anillo interno esté dispuesto entre dos anillos de los álabes de rodete, este podrá ser consolidado contra el desplazamiento axial por medio de un anillo de consolidación. En este caso, el anillo de consolidación está 20 segmentado y está colocado sobre el álabe director.

De manera conveniente, el anillo de consolidación está dispuesto aguas abajo del anillo interno.

De manera ventajosa, las superficies de empaquetadura y los dientes de empaquetadura, que están previstos en los balcones, están configurados de tal modo que es posible un desplazamiento axial reglamentario del rotor contra el sentido de flujo del fluido de trabajo, sin que se produzca una modificación del efecto de empaquetadura. Por lo 25 tanto, el rotor puede ser desplazado durante el funcionamiento de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el montaje de un anillo interno (30) segmentado para álabes directores (16) de una turbina de gas (1) estacionaria,

que presenta un plano de separación (61) entre una mitad inferior (64) de la carcasa y una mitad superior (62) de la carcasa, 5

en la que el anillo interno (30), que está formado por segmentos, rodea coaxialmente al rotor (3) de la turbina de gas (1) y presenta sobre la periferia externa un número de álabes directores (16), que están situados a intervalos angulares iguales, con formación de un anillo (17) de los álabes directores y el anillo interno (30) está dirigido por su lado frontal (52) hacia una pared lateral (51), que se extiende radialmente, de un rebajo del árbol (24), que está formado sobre el rotor (3), 10

en la que está formada, respectivamente, una mitad de una empaquetadura (31) sobre el lado frontal (52) del anillo interno (30) y sobre la pared lateral (51) correspondiente, situada enfrente, del rebajo del árbol (24),

llevándose a cabo el ensamblaje de la empaquetadura (31), que está compuesta por una pluralidad de empaquetaduras laberínticas (28), que están apiladas radialmente de forma superpuesta entre sí, y el anillo interno (30) por medio del recorrido de las siguientes etapas de montaje: 15

a) se equipa a la mitad inferior (64) de la carcasa con álabes directores (16), a continuación se monta la mitad inferior de un anillo de consolidación (40), que está formado por uno o por varios segmentos y, a continuación, se monta la mitad inferior del anillo interno (30), que está formado por uno o por varios segmentos,

b) se dispone el rotor (3) en la mitad inferior (64) de la carcasa, 20

c) se monta un segmento del elemento de cubertura (23), que tiene forma anular, sobre la lado frontal (52) superior correspondiente, que es libremente accesible, del rotor (3), cuyo elemento está dirigido ulteriormente hacia la lado frontal (52),

d) para llevar a cabo la formación de la mitad inferior de la empaquetadura (31) se hace girar al rotor (3), al menos en parte, alrededor de la longitud del arco del segmento del elemento de cobertura (23) de tal 25 manera, que el segmento del elemento de cobertura (23), que está montado sobre la mitas superior del rotor (3), se mueva hasta el interior de la mitad inferior del anillo interno (30),

e) las etapas c) y d) son repetidas las veces que sea necesario hasta que la mitad inferior de la empaquetadura (31) está montada de forma definitiva,

f) se montan uno o varios segmentos adicionales del elemento de cobertura (23) para completar el elemento 30 de cobertura (23), que tiene forma anular, sobre la pared lateral (22) superior correspondiente, que es libremente accesible, del rotor (3),

g) para montar de forma definitiva el anillo interno (30) y la empaquetadura (31) se mueven uno o varios segmentos del anillo interno (30) radialmente hacia el interior y, a continuación, son desplazados en el sentido dirigido hacia el elemento de cobertura (23), 35

h) para montar de forma definitiva el anillo de consolidación (40) son insertados uno o varios segmentos del anillo de consolidación (40) radialmente hacia el interior en la cavidad libre remanente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

modificado de tal manera, que se llevan a cabo las etapas de trabajo a) hasta h) de la reivindicación 1 en el orden de prelación inverso con indicación del sentido inverso, para llevar a cabo el desmontaje del anillo interno (30). 40

3. Turbina de gas estacionaria,

con un plano se separación (61), que está encerrado entre una mitad inferior (64) de la carcasa y una mitad superior (62) de la carcasa,

que comprende un anillo interno (30) para llevar a cabo la sujeción de los álabes directores (16), que rodea coaxialmente al rotor (3) de la turbina de gas y que presenta sobre la periferia externa, a intervalos angulares 45 iguales, una pluralidad de álabes directores (16), que forman un anillo (17) de los álabes directores, extendiéndose radialmente una pared lateral (51) de un rebajo del árbol (24), que está formado sobre el árbol del rotor, cuya pared está situada frente al lado frontal (52) del anillo interno (30) y

estando formada respectivamente una mitad de una empaquetadura (31) sobre el lado frontal (52) del anillo interno (30) y sobre la pared lateral (51) del rebajo del árbol (24), que se extiende radialmente, cuya empaquetadura está 50 compuesta por una pluralidad de empaquetaduras laberínticas (28), que están apiladas radialmente de manera superpuesta entre si

caracterizada porque

el anillo interno (30) está segmentado y está consolidado contra el desplazamiento axial por medio de un anillo de consolidación (40) y

puede ser ensamblado según un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, 5

en el que está dispuesto, para cada empaquetadura laberíntica (28), un primer balcón (25) coaxial sobre el lado frontal (52) y otro balcón (29) coaxial sobre el rebajo del árbol (24), que sobresale respectivamente en la dirección axial y

porque los dos balcones (25,29) se encuentran enfrentados radialmente entre si en el estado montado del anillo interno (30). 10

5. Dispositivo según la reivindicación 4,

en el que el primer balcón (25) presenta una superficie de empaquetadura (27) coaxial, que está dirigida hacia el otro balcón (29) y

el otro balcón (29) presenta sobre su superficie periférica, que está dirigida hacia el primer balcón (25), al menos un diente de empaquetadura (26) coaxial, que se extiende hacia la superficie de empaquetadura (27), 15

estando formada la empaquetadura laberíntica (28) por medio de la superficie de empaquetadura (27) y del diente de empaquetadura (26), al menos único.

6. Dispositivo según la reivindicación 3, 4 o 5,

en el que el anillo interno (30) puede ser fijado sobre, al menos uno de los módulos (33, 34 ,35) resistente a la torsión y/o sobre los álabes directores (16). 20

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3 a 6,

en el que el anillo de consolidación (40) está segmentado y está colocado sobre el álabe director (16);

8. Dispositivo según la reivindicación 7

en el que el anillo de consolidación está dispuesto aguas abajo del anillo interno (30) con relación a un fluido de trabajo (14), que fluye axialmente a través de la turbina. 25