Verfahren zur Montage und/oder Demontage eines Läuferabschnitts einer Strömungsmaschine, zugehörige Montagevorrichtung und Rotorscheibe

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und/oder Demontage eines Läuferabschnitts einer Strömungsmaschine, insbesondere des turbinenseitigen Läuferabschnitts einer Gasturbine, der mehrere Rotorscheiben (2, 3, 4) mit einer zentralen Zugankeröffnung (2a, 3a, 4a) aufweist, die axial von einem Zuganker (5) unter Bildung eines dazwischen liegenden Ringraums (6) durchsetzt werden und miteinander axial verspannt sind, mit folgenden Schritten:
- in die zentralen Zugankeröffnungen (2a, 3a, 4a) der Rotorscheiben (2, 3, 4) wird eine Trägerhülse (8) axial eingeschoben, so dass die Trägerhülse (8) die Rotorscheiben (2, 3, 4) des zu demontierenden Läuferabschnitts axial durchsetzt und radial abstützt,
- ein nach außen ragender Haltevorsprung (9), der an dem in Einschubrichtung vorderseitigen Endbereich der Trägerhülse (8) vorgesehen ist, wird in Eingriff mit der in Einschubrichtung letzten Rotorscheibe (2a) des Läuferabschnitts gebracht,
- die Rotorscheiben (2, 3, 4) werden gegen den Haltevorsprung (9) gespannt und an der Trägerhülse (8) fixiert.
Zugehörige Montagevorrichtung und Rotorscheibe werden ebenfalls präsentiert.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und/oder Demontage eines Läuferabschnitts einer Strömungsmaschine, insbesondere des turbinenseitigen Läuferabschnitts einer Gasturbine, der mehrere Rotorscheiben mit einer zentralen Zugankeröffnung aufweist, die axial von einem Zuganker unter Bildung eines dazwischen liegenden Ringraums durchsetzt werden und miteinander axial verspannt sind. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Montagevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Schließlich betrifft die Erfindung eine Rotorscheibe, die zur Durchführung des Verfahrens ausgestaltet ist.

[0002] Gasturbinen umfassen prinzipiell einen Lufteinlauf, einen Verdichterabschnitt, eine Brennkammer und einen Turbinenabschnitt. Der Verdichterabschnitt kann aus Axial- oder Radialverdichtern gebildet sein. Axialverdichter bestehen in der Regel aus mehreren Laufrädern mit Verdichterschaufeln in axialer Anordnung, wobei diese üblicherweise in Niederdruck- und Hochdruckverdichterstufen untergliedert sind. Durch den Verdichterabschnitt erhält die einströmende Luftmasse mittels zugeführter kinetischer Energie in den diffusorförmigen Zwischenräumen der Verdichterschaufeln Druckenergie. Nach dem Gesetz von Bernoulli erhöht sich in einem an Querschnittsfläche zunehmenden Kanal der statische Druck, während die Strömungsgeschwindigkeit sinkt. Die verlorene kinetische Energie wird in einer Rotorstufe wieder zugeführt. Eine komplette Verdichterstufe eines Axialverdichters besteht damit aus einer Rotorstufe, in der sowohl Druck und Temperatur, als auch die Geschwindigkeit steigen, und einer Statorstufe, in welcher der Druck zu Ungunsten der Geschwindigkeit steigt.

[0003] In der Brennkammer wird die komprimierte und aufgrund der Verdichtung erhitzte Luft mit einem Brennstoff gemischt, und das entstehende Brennstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt. Durch die exotherme Reaktion steigt die Temperatur nochmals stark an, und das Gas dehnt sich aus. So entsteht ein Heißgas, das im nachfolgenden Turbinenabschnitt entspannt wird, wobei sich thermische Energie in mechanische Energie umwandelt, welche zum Teil genutzt wird, um den Verdichterabschnitt anzutreiben, und im Übrigen zum Antrieb eines Generators oder dergleichen verwendet wird.

[0004] Die rotierenden Teile der Rotorstufen des Verdichterabschnitts sowie des Turbinenabschnitts werden zusammengefasst als Rotor oder als Läufer bezeichnet, der einen Verdichterabschnitt und einen Turbinenabschnitt umfasst. Der Läufer ist betriebsbedingt hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Vor allem durch die hohe Temperatur des Arbeitsmediums und die auf den Läufer wirkenden Kräfte während des Betriebs der Gasturbine werden die Rotorkomponenten stark beansprucht. Um trotzdem einerseits die Betriebssicherheit gewährleisten zu können und andererseits die Fertigungskosten des Läufers in akzeptablen Grenzen zu halten, wurden in der Vergangenheit eine Vielzahl von Konstruktionsmöglichkeiten für derartige Turbinenläufer vorgeschlagen.

[0005] Eine dieser Konstruktionsmöglichkeiten sieht vor, den Läufer aus einzelnen Läufer- oder Rotorscheiben zusammenzusetzen. Die Rotorscheiben werden dabei koaxial zueinander ausgerichtet und über einen sog. Zuganker, welcher die Rotorscheiben axial durchsetzt, axial miteinander verspannt. Die aneinander gepressten Rotorscheiben sind über stirnseitig vorgesehene Hirth-Verzahnungen formschlüssig miteinander verbunden, um auf sie wirkende Drehkräfte zu übertragen.

[0006] Derartige Gasturbinenläufer werden zur Demontage mittels einer geeigneten Vorrichtung aus ihrer horizontalen Einbaulage in eine vertikale Lage gebracht, um anschließend mit Hilfe eines Krahns und einer Anhängerkrone die Rotorscheiben einzeln vom Zuganker nach oben abzuziehen.

[0007] In umgekehrter Weise erfolgt die Montage eines Gasturbinenläufers, indem die Rotorscheiben einzeln auf einen vertikal stehenden Zuganker von oben aufgefädelt werden. Dementsprechend gestaltet sich die Demontage/Montage eines Gasturbinenläufers aufwendig.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Läuferabschnitt einer Strömungsmaschine, insbesondere der turbinenseitige Läuferabschnitt einer Gasturbine, einfach montiert bzw. demontiert werden kann.

[0009] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:

• in die zentralen Zugankeröffnungen der Rotorscheiben wird eine Trägerhülse axial eingeschoben, so dass die Trägerhülse die Rotorscheiben des zu montierenden/demontierenden Läuferabschnitts axial durchsetzt und radial abstützt,
• ein nach außen ragender Haltevorsprung, der an dem in Einschubrichtung vorderseitigen Endbereich der Trägerhülse vorgesehen ist, wird in Eingriff mit der in Einschubrichtung letzten Rotorscheibe des Läuferabschnitts gebracht,
• die Rotorscheiben werden gegen den Haltevorsprung gespannt und an der Trägerhülse fixiert.

[0010] Der Erfindung liegt damit die Überlegung zugrunde, mehrere einen Läuferabschnitt bildende Rotorscheiben auf einer Trägerhülse zu montieren, so dass der Läuferabschnitt als einheitliches Modul montiert bzw. demontiert werden kann.

[0011] Hierzu wird eine Trägerhülse eingesetzt, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Läuferscheiben entspricht, so dass die Läuferscheiben an der Trägerhülse radial abgestützt werden. Des Weiteren besitzt die Trägerhülse zweckmäßigerweise einen Innendurchmesser, welcher dem Außendurchmesser des Zugankers entspricht, so dass die Trägerhülse ihrerseits radial an dem Zuganker positioniert und abgestützt wird. Nach dem Einschieben der Trägerhülse werden die Rotorscheiben gegen den Haltevorsprung, welcher an dem vorderen Endbereich der Trägerhülse vorgesehen ist, gespannt. Hierzu sind an dem gegenüberliegenden, hinteren axialen Endbereich entsprechende Spannmittel vorgesehen. Beispielsweise können die Spannmittel ein Außengewinde umfassen, auf welches ein Spannelement, insbesondere eine Spannmutter aufgeschraubt wird.

[0012] Zur Demontage eines Läuferabschnitts werden die Rotorscheiben zunächst gegen eine Radialbewegung gesichert. Hierzu können die Rotorscheiben des zu demontierenden Läuferabschnitts mit weiteren Rotorscheiben des Läufers verspannt werden. Alternativ ist es möglich, die Rotorscheiben des zu demontierenden Läuferabschnitts an einem Rotorgehäuse gegen eine radiale Bewegung zu sichern. Anschließend wird die axiale Verspannung der Rotorscheiben an dem Zuganker gelöst, so dass die Trägerhülse in den zwischen dem Zuganker und den Rotorscheiben gebildeten Ringraum axial eingeschoben werden kann. Abschließend werden die Rotorscheiben an der Trägerhülse miteinander verspannt und fixiert, so dass die Trägerhülse mit den daran gehaltenen Rotorscheiben vom Zuganker abgezogen werden kann. Das auf diese Weise demontierte Läufermodul kann als gespanntes Paket für den Servicefall zur Seite gelegt werden.

[0013] Zur Montage eines Läuferabschnitts ist vorgesehen, dass die Trägerhülse mit den daran gehaltenen Rotorscheiben axial auf den Zuganker geschoben wird, die Rotorscheiben gegen eine radiale Bewegung gesichert werden, und anschließend die Verbindung zwischen den Rotorscheiben und der Trägerhülse gelöst und die Trägerhülse aus dem zwischen Zuganker und den Rotorscheiben gebildeten Ringraum abgezogen wird.

[0014] Der Haltevorsprung kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung am vorderen Endbereich der Trägerhülse ausgebildet sein, so dass er nach dem Aufschieben der Trägerhülse auf den Zuganker durch ein Verdrehen der Trägerhülse um deren Längsachse mit einem korrespondierenden Haltevorsprung der in Einschubrichtung der letzten Rotorscheibe des Läuferabschnitts gebracht werden kann, um diesen zu hintergreifen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass am vorderen Endbereich der Trägerhülse mehrere radiale Haltevorsprünge ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung der Trägerhülse gleichmäßig beabstandet von einander positioniert sind und insbesondere als sich in Umfangrichtung der Trägerhülse erstreckende Haltestege ausgebildet sind. In diesem Fall ist der Rotorscheibenkörper der Rotorscheibe mit korrespondierenden Haltevorsprüngen versehen, die insbesondere als sich in Umfangsrichtung erstreckende Haltestege ausgebildet sind und in die Zugankeröffnung des Rotorscheibenkörpers ragen. Die Haltevorsprünge an der Trägerhülse einerseits und der Rotorscheibe andererseits bilden dabei eine Art Bajonettverschluss und sind so ausgebildet, dass die Haltevorsprünge der Trägerstange zwischen den Haltevorsprüngen den Rotorscheibe axial durchgeführt werden können und nach Verdrehen der Trägerhülse um Ihre Längsachse in eine Arretierungsstellung die Haltevorsprünge der Rotorscheibe hintergreifen.

[0015] Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung ist vorgesehen, dass die Wandung der Trägerhülse axial von wenigstens zwei Bohrungen durchsetzt wird, in denen jeweils eine Haltestange um ihre Längsachse drehbar gehalten ist, wobei die Haltestangen mit ihren axialen Endbereichen aus der Trägerhülse ragen und an ihren vorderen Endbereichen die jeweils einen Haltevorsprung in der Form eines Arretierungselements tragen, wobei die Arretierungselemente durch eine Drehung der Haltestangen um ihre Längsachsen zwischen einer ausgefahrenen Arretierungsstellung und einer inneren Freigabestellung verstellbar sind. Bei dieser Ausgestaltung sind die Arretierungselemente an der Trägerhülse beweglich, nämlich um die Achsen der Haltestangen schwenkbar gehalten, so dass sie durch eine Drehung der Drehstangen zwischen der Arretierungsstellung und der Freigabestellung verstellt werden können. In der Arretierungsstellung ragt das freie Ende der Arretierungselement über den Außenumfang der Trägerhülse nach außen ab, um einen korrespondierenden Haltevorsprung der letzten Rotorscheibe eines zu montierenden/demontierenden Läuferabschnitts zu hintergreifen und so mit diesem in Eingriff gebracht zu werden. Insbesondere kann an der Innenfläche des Rotorscheibenkörpers eine sich in Umfangsrichtung der Rotorscheibe erstreckende Haltenut ausgebildet sein, in welche die Arretierungselemente in ihrer Arretierungsstellung eingreifen.

[0016] Die Arretierungselemente können dabei insbesondere in der Form von Kreisringsegmenten ausgebildet sein, die an ihrem einen Endbereich an der zugehörigen Haltestange fixiert sind. Dabei entspricht der Innendurchmesser der Kreisringsegmente insbesondere dem Innendurchmesser der Trägerhülse, so dass die Kreisringsegmente in der Freigabestellung an dem Zuganker anliegen und in der Arretierungsstellung in die Haltenut eingreifen. Die Anordnung ist dabei bevorzugt so getroffen, dass der Außendurchmesser der Kreisringsegmente dem Durchmesser der Haltenut am Nutgrund entspricht und somit die Kreisringsegmente mit ihrer Außenfläche am Nutgrund in Anlage kommen.

[0017] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wandung der Trägerhülse axial von exakt zwei an einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Trägerhülse ausgebildeten Bohrungen durchsetzt wird, in denen jeweils eine Haltestange um ihre Längsachse drehbar gehalten ist, wobei jede Haltestange ein Arretierungselement in der Form eines Kreisringsegments tragen, das sich etwa über den halben Umfang der Trägerhülse erstreckt, wobei zwischen den stirnseitigen Enden der beiden Kreisringsegmente so viel Platz verbleibt, dass eine Schwenkbewegung der Arretierungselemente möglich ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Arretierungselemente an einander diametral gegenüber liegenden Seiten mit der Rotorscheiben in Eingriff kommen und damit die Rotorscheiben des Läuferabschnitts auf der Trägerhülse axial gleichmäßig abgestützt werden, und zusätzlich die freien Enden der Arretierungselemente in ihrer Arretierungsstellung in radialer Richtung maximal von der Trägerhülse beabstandet positioniert sind.

[0018] Zweckmäßigerweise sind Sicherungsmittel vorgesehen, um die Haltestellung in ihrer Arretierungsstellung zu sichern.

[0019] Nachfolgend werden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Figur 1

den turbinenseitigen Läuferabschnitt des Läufers einer Gasturbine im Längsschnitt,

Figur 2

den turbinenseitigen Läuferabschnitt der Figur 1 im Längsschnitt mit einer eingesetzten Trägerhülse einer Montagevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Figur 3

eine vergrößerten Ausschnitt der Figur 3, wobei die Rotorscheiben des Läuferabschnitts mittels der Montagevorrichtung zum einem Paket verspannt sind,

Figur 4

den vorderen Endbereich der Trägerhülse der in Figur 3 gezeigten Montagevorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Figur 5

die letzte Rotorscheibe des turbinenseitigen Läuferabschnitts aus Figur 2 in einer perspektivischen Querschnittsansicht,

Figur 6

die Rotorscheibe aus Figur 5 im Längsschnitt,

Figur 7

eine Montagevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Figur 8

in perspektivischer Schnittdarstellung die Montagevorrichtung aus Figur 7 im eingebauten Zustand in deren Freigabestellung,

Figur 9

eine zu der Figur 8 entsprechende Darstellung, wobei die Schnittebene durch die Drehstangen der Montagevorrichtung verläuft,

Figur 10

im Längsschnitt einen turbinenseitigen Läuferabschnitt eines Läufers einer Gasturbine mit einer eingebauten Montagevorrichtung in deren Arretierungsstellung, und

Figur 11

in perspektivischer Schnittansicht den Eingriffsbereich zwischen der Montagevorrichtung und einer Rotorscheibe des Läuferabschnitts in der Arretierungsstellung,

[0020] In der Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Läufers einer Gasturbine dargestellt. Konkret zeigt die Figur 1 den turbinenseitigen Läuferabschnitt der Gasturbine, wobei am linken Bildrand noch eine Spannschraube 1 des verdichterseitigen Läuferabschnitts erkennbar ist. Der turbinenseitige Läuferabschnitt umfasst mehrere - in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei - Rotorscheiben 2, 3, 4, die axial von einem Zuganker 5 durchsetzt werden und über den Zuganker 5 axial miteinander verspannt sind. Hierzu weisen die Rotorscheiben 2, 3, 4 zentrale Zugankeröffnungen 2a, 3a, 4a auf, die axial von dem Zuganker 5 durchgriffen werden, wobei zwischen dem Zuganker 5 und den Innenflächen der Rotorscheiben 2, 3, 4 ein Ringraum 6 gebildet wird. Dabei liegt die Rotorscheibe 2, welche am nächsten zu dem verdichterseitigen Läuferabschnitt positioniert ist, an der Spannschraube 1 des verdichterseitigen Läuferabschnitts, die an dem Zuganker 5 befestigt ist, axial an. Am gegenüberliegenden axialen Ende des turbinenseitigen Läuferabschnitts ist auf den Zuganker 5 eine Spannschraube 7 geschraubt, welche gegen diejenige Rotorscheibe 4 drückt, die am weitesten von der Verdichterseite weg liegt, um die Rotorscheiben 2, 3, 4 gegen die Spannschraube 1 des verdichterseitigen Läuferabschnitts zu drücken und auf diese Weise miteinander axial zu verspannen. Dabei werden die aneinandergepressten Rotorscheiben 2, 3, 4 über daran stirnseitig vorgesehene Hirth-Verzahnungen formschlüssig miteinander verbunden, um auf sie wirkende Drehkräfte zu übertragen.

[0021] Die Erfindung sieht vor, die Rotorscheiben 2, 3, 4 des turbinenseitigen Läuferabschnitts beispielswiese zu Wartungszwecken über eine spezielle Montagevorrichtung M in horizontaler Richtung als Paket vom dem Zuganker 5 abzuziehen. Hierzu werden die Rotorscheiben 2, 3, 4 zunächst gegen eine Radialbewegung gesichert, indem sie durch entsprechende, in der Zeichnung nicht dargestellte Sicherungsmittel mit einem Gehäuse des Läufers verbunden werden. Anschließend wird die Spannschraube 7 des turbinenseitigen Läuferabschnitts von dem Zuganker 5 abgenommen, um so die Verspannung der Rotorscheiben 2, 3, 4 zu lösen. Nun wird eine Trägerhülse 8 der Montagevorrichtung M in den Ringraum 6, welcher zwischen den Innenflächen der Rotorscheiben 2, 3, 4 und dem Zuganker 5 gebildet wird, eingeschoben. Die Trägerhülse 8 besitzt dabei einen Innendurchmesser, welcher dem Außendurchmesser des Zugankers 5 entspricht, so dass die Trägerhülse 8 an dem Zuganker 5 radial abgestützt wird. Des Weiteren besitzt die Trägerhülse 8 einen Außendurchmesser, welcher dem Innendurchmesser der Rotorscheiben 2, 3, 4 entspricht, so dass die Rotorscheiben 2, 3, 4 ihrerseits radial an der Trägerhülse 8 abgestützt sind.

[0022] Am in Einschubrichtung vorderen Endbereich der Trägerhülse 8 sind, wie insbesondere die Figuren 3 bis 5 erkennen lassen, mehrere Haltevorsprünge in Form von Haltestegen 9 ausgebildet, die gleichmäßig entlang des Umfangs der Trägerhülse 8 verteilt und mit Abstand zueinander angeordnet sind und sich in der Umfangsrichtung der Trägerhülse 8 erstrecken. Die Haltestege 9 stehen von der äußeren Umfangsfläche der Trägerhülse 8 an deren vorderen Endbereich nach außen vor. An der Innenfläche der in Einschubrichtung der Trägerhülse 8 betrachtet letzten Rotorscheibe 2 des Läuferabschnitts, welche am nächsten zu dem verdichterseitigen Läuferabschnitt liegt, sind korrespondierende Haltestege 10 ausgebildet, die nach innen in die Zugankeröffnung 2a ragen und gleichmäßig entlang des Umfangs der Rotorscheibe 2 verteilt und beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Haltestege 9, 10 der Trägerhülse 8 und der Rotorscheibe 2 bilden gemeinsam einen Bajonettverschluss und sind hierzu so ausgebildet, dass die Haltestege 9 der Trägerhülse 8 in einer Freigabestellung der Trägerhülse 8 zwischen den Haltestegen 10 der Rotorscheibe 2 axial durchgeführt werden können, und nach Verdrehen der Trägerhülse 8 um ihre Längsachse X in eine Arretierungsstellung die Haltestege 10 der Rotorscheibe 2 hintergreifen, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist.

[0023] An dem gegenüberliegenden, hinteren axialen Endbereich der Trägerhülse 8 sind Spannmittel vorgesehen. Diese umfassen ein Außengewinde 11, auf welches ein Spannelement in der Form einer Spannmutter 12 aufgeschraubt werden kann, um die Rotorscheiben 2, 3, 4 gegen die Haltestege 9 am vorderen Endbereich der Trägerhülse 8 zu drücken und so axial zu verspannen. Auf diese Weise bildet die Trägerhülse 8 mit der Spannmutter 12 und den daran fixierten Rotorscheiben 2, 3, 4 ein gespanntes Paket oder Modul, das als bauliche Einheit horizontal von dem Zuganker 5 abgezogen werden kann.

[0024] Um die Rotorscheiben 2, 3, 4 wieder zu montieren, wird in umgekehrter Weise das gebildete Modul auf den Zuganker 5 geschoben. Anschließend werden die Rotorscheiben 2, 3, 4 gegen eine radiale Bewegung an dem Gehäuse des Läufers gesichert, bevor die Spannmutter 12 an der Trägerhülse 8 gelöst wird. Anschließend wird die Trägerhülse 8 um ihre Längsachse X in die Freigabestellung bewegt und axial von dem Zuganker 5 abgezogen. Schließlich werden die Rotorscheiben 2, 3, 4 wieder axial verspannt, indem eine entsprechende Spannschraube 7 auf den Zuganker 5 geschraubt wird, bevor zuletzt die Sicherung der Rotorscheiben 2, 3, 4 an dem Gehäuse entfernt wird.

[0025] In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Montagevorrichtung M gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese umfasst wiederum eine Trägerhülse 8, welche einem dem Durchmesser der Zugankeröffnungen 2a, 2b, 2c der Rotorscheiben 2, 3, 4 entsprechenden Außendurchmesser und einen dem Außendurchmesser des Zugankers 5 entsprechenden Innendurchmesser besitzt. Die Trägerhülse 8 wird axial von zwei Haltestangen 13 durchsetzt, die an ihren gegenüberliegenden axialen Enden aus der Trägerhülse 8 herausstehen und in korrespondierenden Bohrungen 14, welche an diametral gegenüberliegenden Seiten der Trägerhülse 8 ausgebildet sind, drehbar gehalten sind. An ihrem vorderen axialen Endbereich tragen die Haltestangen 13 jeweils einen Haltevorsprung 9, der als Arretierungselement in der Form eines Kreisringsegmentes ausgebildet ist. Die Arretierungselemente 9 sind an ihrem einen Endbereich an der zugehörigen Haltestange 13 fixiert und erstrecken sich etwa über den halben Umfang der Trägerhülse 8, wobei zwischen den zueinander weisenden stirnseitigen Enden der beiden Arretierungselemente 9 so viel Platz verbleibt, dass eine Schwenkbewegung der Arretierungselemente 9 durch ein Verdrehen der Haltestangen 13 um deren Längsachsen möglich ist. Der Innendurchmesser der Kreisringsegmente 9 ist dabei so gewählt, dass er dem Außendurchmesser des Zugankers 5 entspricht, so dass die Kreisringsegmente 9 in ihrer Freigabestellung, welche in den Figuren 7, 10 und 11 gezeigt sind, an dem Zuganker 5 außenseitig anliegen und durch eine Drehung der Haltestangen 13 aus dieser Freigabestellung nach außen in eine Arretierungsstellung verschwenkt werden können, um so einen entsprechenden Haltevorsprung 10, der hier in Form eines sich entlang des Innenumfangs der Rotorscheibe 2 erstreckenden Absatzes ausgebildet ist, zu hintergreifen, wie dies insbesondere in der Figur 8 erkennbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Haltevorsprung 10 Teil einer Haltenut 15, die an der Innenfläche der Rotorscheibe 2 ausgebildet ist und in welche die Arretierungselemente 9 in ihrer Arretierungsstellung eingreifen.

[0026] Am gegenüberliegenden hinteren Endbereich der Trägerhülse 8 ist wiederum ein Außengewinde 11 vorgesehen, über welches eine Spannmutter, Konterplatte 12 oder dergleichen an der Trägerhülse 8 fixiert werden kann.

[0027] Zur Demontage des turbinenseitigen Läuferabschnittes aus Figur 1 werden zunächst die Rotorscheiben 2, 3, 4 an dem Gehäuse des Läufers gegen eine radiale Bewegung gesichert. Anschließend wird die Spannschraube 7, über welche die Rotorscheiben 2, 3, 4 an dem Zuganker 5 axial verspannt werden, von dem Zuganker 5 gelöst. Dann wird die Trägerhülse 8 axial in den Ringraum 6 zwischen dem Zuganker 5 und den Rotorscheiben 2, 3, 4 eingeschoben, wobei sich die Arretierungselemente 9 in ihrer Freigabestellung befinden. Nach dem Einschieben der Trägerhülse 8 werden die Haltestangen 13 um ihre Längsachsen gedreht, um die Arretierungselemente 9 aus ihrer Freigabestellung in ihre Arretierungsstellung nach außen zu schwenken, so dass deren freie Endbereiche in Eingriff mit der Haltenut 15 kommen, welche an der Innenfläche der in Einschubrichtung der Trägerhülse 8 letzten Rotorscheibe 2 des Läuferabschnitts ausgebildet ist. In dieser Arretierungsstellung werden die Arretierungselemente 9 gesichert, indem die Haltestangen 13 in der entsprechenden Drehstellung an dem Zuganker 5 mittels geeigneter Klemmen 16 fixiert werden. Abschließend wird die Konterplatte 12 auf das Außengewinde der Trägerhülse 8 geschraubt, um die Rotorscheiben 2, 3, 4 axial gegen die Arretierungselemente 9 zu drücken und so miteinander zu verspannen. Das so gebildete Paket bzw. Modul kann von dem Zuganker 5 horizontal abgezogen werden, nachdem die Sicherung der Rotorscheiben 2, 3, 4 an dem Gehäuse gelöst worden ist.

[0028] Um die Rotorscheiben 2, 3, 4 wieder an dem Zuganker 5 zu fixieren, wird das Modul mit der Trägerhülse 8 und den daran fixierten Rotorscheiben 2, 3, 4 wieder auf den Zuganker 5 geschoben, und die Rotorscheiben 2, 3, 4 werden gegen eine radiale Bewegung an dem Gehäuse gesichert. Anschließend werden die Konterplatte12 und die Klemmen 16 zur Sicherung der Haltestangen 13 gelöst, bevor die Arretierungselemente 9 durch Verdrehen der Haltestangen 13 um deren Längsachsen in ihre Freigabestellung zurückgeschwenkt werden, um abschließend die Trägerhülse 8 axial vom Zuganker 5 zu ziehen. Abschließend werden die Rotorscheiben 2, 3, 4 wieder axial miteinander verspannt, indem die Spannschraube 7 auf den Zuganker 5 geschraubt wird und die Sicherungen der Rotorscheiben 2, 3, 4 am Gehäuse gelöst werden.

[0029] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Montage und/oder Demontage eines Läuferabschnitts einer Strömungsmaschine,
insbesondere des turbinenseitigen Läuferabschnitts einer Gasturbine,
der mehrere Rotorscheiben (2, 3, 4) mit einer zentralen Zugankeröffnung (2a, 3a, 4a) aufweist, die axial von einem Zuganker (5) unter Bildung eines dazwischen liegenden Ringraums (6) durchsetzt werden und miteinander axial verspannt sind, mit folgenden Schritten:

- in die zentralen Zugankeröffnungen (2a, 3a, 4a) der Rotorscheiben (2, 3, 4) wird eine Trägerhülse (8) axial eingeschoben, so dass die Trägerhülse (8) die Rotorscheiben (2, 3, 4) des zu demontierenden Läuferabschnitts axial durchsetzt und radial abstützt,

- ein nach außen ragender Haltevorsprung (9), der an dem in Einschubrichtung vorderseitigen Endbereich der Trägerhülse (8) vorgesehen ist, wird in Eingriff mit der in Einschubrichtung letzten Rotorscheibe (2a) des Läuferabschnitts gebracht,

- die Rotorscheiben (2, 3, 4)werden gegen den Haltevorsprung (9) gespannt und an der Trägerhülse (8) fixiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Demontage eines Läuferabschnitts zunächst die Rotorscheiben (2, 3, 4) gegen eine Radialbewegung gesichert und anschließend die axiale Verspannung der Rotorscheiben (2, 3, 4) gelöst wird, bevor die Trägerhülse (8) in den zwischen dem Zuganker (5) und den Rotorscheiben (2, 3, 4) gebildeten Ringraum (6) axial eingeschoben wird, und nach der Fixierung der Rotorscheiben (2, 3, 4) an der Trägerhülse (8) die Trägerhülse (8) mit den daran gehaltenen Rotorscheiben (2, 3, 4) vom Zuganker (5) abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder zwei,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Montage des Läuferabschnitts die Trägerhülse (8) mit den daran gehaltenen Rotorscheiben (2, 3, 4) axial auf den Zuganker (5) geschoben wird, die Rotorscheiben (2, 3, 4) gegen eine radiale Bewegung gesichert werden, und anschließend die Verbindung zwischen den Rotorscheiben (2, 3, 4) und der Trägerhülse (8) gelöst und die Trägerhülse (8) aus dem zwischen dem Zuganker (5) und den Rotorscheiben (2, 3, 4) gebildeten Ringraum (6) gezogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der in Einschubrichtung hintere Endbereich der Trägerhülse (8) ein Außengewinde (11) trägt, auf welches eine Spannmutter (12) aufgeschraubt wird, die mit der in Einschubrichtung der Trägerhülse (8) ersten Rotorscheibe (4) in Eingriff kommt, um die Rotorscheiben (2, 3, 4) gegen den Haltevorsprung (9) der Trägerhülse (8) axial zu verspannen und an der Trägerhülse (8) zu fixieren.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trägerhülse (8) einen zu dem Zuganker (5) korrespondierenden Innenquerschnitt besitzt, so dass die Trägerhülse (8) radial an dem Zuganker (5) abgestützt wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotorscheiben (2, 3, 4) des Läuferabschnitts an einem Rotorgehäuse gegen eine radiale Bewegung gesichert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotorscheiben (2, 3, 4) des Läuferabschnitts mit weiteren Rotorscheiben des Läufers verspannt werden, um die Rotorscheiben (2, 3, 4) gegen eine radiale Bewegung zu sichern, bevor die Trägerhülse (8) in die Rotorscheiben (2, 3, 4) des Läuferabschnitts eingeschoben oder aus diesen herausgezogen wird.

8. Montagevorrichtung zur Montage und/oder Demontage eines Läuferabschnitts,
insbesondere des turbinenseitigen Läuferabschnitts einer Gasturbine,
mit einer Trägerhülse (8), die an ihrem einen, vorderen axialen Endbereich wenigstens einen nach außen ragenden Haltevorsprung (9) trägt und an ihrem gegenüber liegenden, hinteren axialen Endbereich Spannmittel (11, 12) trägt, die ausgebildet sind, um mehrere Rotorscheiben (2, 3, 4), welche von der Trägerhülse (8) axial durchgriffen werden, axial gegen den Haltevorsprung (9) zu spannen.

9. Montagevorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spannmittel ein Außengewinde (11) umfassen, auf welches ein Spannelement (12), insbesondere eine Spannmutter aufgeschraubt ist oder aufgeschraubt werden kann.

10. Montagevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Haltevorsprung (9) an der Trägerhülse (8) ausgebildet ist.

11. Montagevorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
am vorderen Endbereich der Trägerhülse (8) mehrere radiale Haltevorsprünge (9) ausgebildet sind, die in der Umfangsrichtung der Trägerhülse (8) gleichmäßig beabstandet von einander positioniert sind und insbesondere als sich in Umfangrichtung der Trägerhülse (8) erstreckende Haltestege ausgebildet sind.

12. Montagevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandung der Trägerhülse (8) axial von wenigstens zwei Bohrungen (14) durchsetzt ist, in denen jeweils eine Haltestange (13) um ihre Längsachse drehbar gehalten ist, wobei die Haltestangen (13) mit ihren axialen Endbereichen aus der Trägerhülse (8) ragen und an ihren vorderen Endbereichen jeweils einen Haltevorsprung (9) in der Form eines Arretierungselements tragen,
wobei die Arretierungselemente (9) durch eine Drehung der Haltestangen (13) um ihre Längsachsen zwischen einer ausgefahrenen Arretierungsstellung und einer inneren Freigabestellung verstellbar sind.

13. Montagevorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungselemente (9) in der Form von Kreisringsegmenten ausgebildet sind, die an ihrem einen Endbereich an der zugehörigen Haltestange (13) fixiert sind.

14. Montagevorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Innendurchmesser der Arretierungselemente (9) dem Innendurchmesser der Trägerhülse (8) entspricht.

15. Montagevorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandung der Trägerhülse (8) axial von exakt zwei an einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Trägerhülse (8) ausgebildeten Bohrungen (14) durchsetzt wird, in denen jeweils eine Haltestange (13) um ihre Längsachse drehbar gehalten ist,
wobei jede Haltestange (13) ein Arretierungselement (9) in der Form eines Kreisringsegments trägt, das sich etwa über den halben Umfang der Trägerhülse erstreckt,
wobei zwischen den stirnseitigen Enden der beiden Kreisringsegmente (9) so viel Platz verbleibt, dass eine Schwenkbewegung der Arretierungselemente (9) möglich ist.

16. Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
Sicherungsmittel (17) vorgesehen sind, um die Haltestangen (13) in der Arretierungsstellung zu sichern.

17. Rotorscheibe für eine Strömungsmaschine,
insbesondere eine Gasturbine,
mit einem Rotorscheibenkörper, der eine zentrale Zugankeröffnung (2a) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Rotorscheibenkörper wenigstens ein in die Zugankeröffnung (2a) ragender Haltevorsprung (10) ausgebildet ist.

18. Rotorscheibe nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Rotorscheibenkörper mehrere gleichmäßig entlang des Umfangs der Rotorscheibe (2a) verteilt und mit Abstand zueinander positionierte Haltevorsprünge (10) ausgebildet sind,
wobei die Haltevorsprünge (10) insbesondere als sich in Umfangsrichtung erstreckende Haltestege ausgebildet sind.

19. Rotorscheibe für eine Turbine mit einem Rotorscheibenkörper, der eine zentrale Zugankeröffnung (2a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Innenfläche des Rotorscheibenkörpers eine sich in Umfangsrichtung der Rotorscheibe (2a) erstreckende Haltenut ausgebildet ist.

Zeichnung