KR100228931B1 - 복류식 증기 터어빈내의 이용되는 재가열 터브 및 이의 개장방법 - Google Patents

Abstract

복류식 증기터이빈의 재가열터브는 제1및 제2의 별개의 격판세그먼트와 제3의 내측링세그먼트를 구비하는 3-요소의 재가열 터브구성을 형성함으로써 회전자 버킷으로부터 추가의 역류를 제공한다. 이러한 세그먼트의 환상 배열구조는 상기 노즐과 버킷 사이에 보다 큰 축방향 간격을 제공할 수 있도록 치수화된다. 사용중인 복류식 터어빈을 수선하려면, 손상된 재가열 터브를 떼어낸 다음 축방향 및 반경방향의 부분선을 따라 절취함으로써 별개의 제1및 제2의 격판세그먼트르 형성한다. 그런 다음에는 용접물질을 추가하고 그것을 적당한 형상으로 기계가공함으로써 격판세그먼트 노즐을 수선한다. 각 격판의 하류면에는 물질을 추가하고 상류면에서는 물질을 제거함으로써 노즐이 버킷의 상류로부터 축방향으로 보다 멀리 이격질수 있도록 한다. 그러나 떼어낸 터브와 유사한 방식을 이용하여 이 물질을 터어빈 쉘내에 배치할 수도 있다.

Description

복류식 증기 터어빈내의 이용되는 재가열 터브 및 이의 개장방법

제1도는 복류식 증기 터어빈의 종래 기술에 따른 재가열 터브 형성 요소의 일부에 대한 절결 입면도.

제2도는 본 발명에 따른 3-요소의 재가열 터브구성의 단면을 개략적으로 도시한 절결 사시도.

제3도는 복류식 증기 터어빈의 3-요소 구성의 재가열 터브를 도시하는 것으로서, 본 발명에 따라 구성된 제1도와 유사한 도면.

제4도는 사용중인 터어빈을 본 발명에 따른 추가의 역류를 갖는 변경된 재가열 터브로 개장하는데 필요한 물질의 추가 및 제거상태를 도시하는, 사용중인 터어빈에서 제거된 격판부의 확대 절결 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26, 28 : 격판 30 : 외측링부

32 : 내측링부 36 : 내측실린더

44,46 : 밀봉 블레이드 50 : 래빗

52 : 보어구멍 56 : 키이

S : 외측쉘

본 발명은 복류식 증기 터어빈에 있어서의 고형입자의 침식 손상을 최소화 또는 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 제1단의 회전자 버킷으로부터 제1단 노즐로 추가의 축방향 역류를 제공함으로써 복류식 증기 터어빈의 재가열 터브의 그러한 손상을 제거 또는 최소화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

증기 터어빈에 있어서는 증기 경로에 위치된 고정요소 및 회전요소에 대한 고형입자의 침식손상이 대단히 중요한 문제점으로 부각되고 있다. 이 문제는 증기 터어빈의 평균사용 수명이 증가함에 따라 악화된다. 그러한 침식손상의 주요원인은 고온에서 증기 보일러 튜브 및 튜브 파이핑의 내측 표면에 형성되는 산화물의 박락으로 인해 증기내에 철 산화물 입자가 형성되고, 이 입자가 증기 경로를 따라 노즐과 버킷상에 충돌하는 것 때문이라고 알려져 있다. 증기 터어빈의 이러한 고형입자로 인한 침식 손상은 증기 터어빈, 예를 들면 발전설비에 이용되는 것과 같은 증기 터어빈의 동작 및 유지와 관련된 문제를 야기시키는 주범이다. 이러한 문제로서는 지속적인 효율손실, 가동중단, 중단의 연장, 유지비, 교체부품의 비용 및 감시 시간 간격의 감소등을 들 수 있다. 실제로, 발전용 증기터어빈 설비에 있어서는 고형 입자의 침식 손상이 상술한 문제의 주범이 되고 있으며, 매년 킬로와트당 1달러의 비용이 이러한 현상에 자주 배당되고 있다.

이러한 문제를 최소화하거나 또는 제거하기 위한 노력도 당연히 이루어졌다. 일 접근법으로서는, 예를 들면 보일러 튜브의 내부 표면에 크롬확산층을 제공함으로써 산화물의 형성을 방지하여 고형입자의 근원을 스스로 제거하도록 하는 것을 들 수 있다. 이러한 해결책은 신규한 증기 터어빈에 대해서는 효율적일 수도 있지만, 사용중인 유닛에는 실용적인 면과 비용의 면을 고려하여 이용할 수가 없다. 이와 다르게 시도된 해결책으로서는 과열기와 재열기를 산으로 세척함으로써 튜브 표면 및 크롬화한 보일러 튜브로부터 스케일(scale)을 제거하는 것이 있다. 그러나, 문제점의 근원을 찾아 그 문제점을 해결하고자 했던 그러한 방법은 비용이 비싸다는 것이 입증되었으며 실용적이지 못한 경우도 자주 있다.

고형입자의 침식문제를 해결하고자 하는 또 다른 접근법으로서는 그러한 침식에 저항하는데 효율적인 증기경로의 설계를 제공하는 것이 있다. 최근의 연구결과, 노즐 및 버킷에 충돌하는 입자의 위치 및 강도가 침식의 주요 원인으로 나타났다. 예를 들어, 터어빈 증기 경로의 재가열 섹션에 있어서, 노즐은, 입자가 버킷의 전단과 충돌한 다음 노즐 후단의 흡입표면으로 되튀기 때문에 흡입표면으로부터, 특히 그것들의 후단을 따라 침식된다.

또한, 그러한 입자의 반동현상으로 야기된 노즐의 침식은 노즐과 버킷간의 축방향 간극을 증가시킴으로써 대폭 감소시키거나 제거할 수도 있다고 알려져 있다. 그러한 간극이 증가되면, 입자가 노즐에서 버킷으로 진행할 때 증기가 입자를 가속시키는 것과, 버킷 전단과의 충돌후, 증기가 입자를 버킷쪽으로 역으로 재유입시키는 것에 보다 많은 시간이 소요된다. 따라서, 증기터어빈은 버킷에 대한 노즐의 역류가 증가되는 것으로 사전 설계되었다. 다시 말해서, 고형입자의 침식이 있거나 또는 문제를 야기할 것으로 예상되는 증기 터어빈의 격판을 버킷에 대하여 상류로 이동시킴으로써 그것들 사이의 축방향 간격을 증대시켜서 이 문제를 최소화하거나 또는 감소시켰다.

그러나, 복류식 재가열 터어빈과 관련된 역류 추가 설비는, 특히 현존하는 재가열 터브를 변경하거나 개장하여 그러한 역류 추가를 제공하는 경우 어려움이 많다. 원 용접부의 결함, 최초의 제조시 충전편을 이용하여 용접으로 인한 왜곡을 제한하는 것, 및 기타의 문제를 야기시킴이 없이, 예를 들면 외부의 냉각 파이핑을 재위치시키거나 또는 회전자 밸런스의 접근 포트를 전복시키지 않고도 복류식 터브의 각종 부품을 변경할 수 있는 능력의 일반적인 부재등과 같은 실제적인 문제는 복류식 재가열 터브에 부가적인 노즐 역류가 소망되는 경우 대단히 많은 작업량을 부기한다.

본 발명에 따르면, 복류식 증기 터어빈에서 제1단의 격판과 회전자 사이에 역류를 추가하기 위한, 다시 말해서 그들간의 축방향 간극을 증대시키기 위한 신규하고 개선된 장치 및 방법이 제공된다. 특히, 본 발명은 복류식 증기터어빈의 제1단에 3 요소의 재가열 터브 구성을 제공하되, 그 구성은 고형입자의 침식에 의해 손상되어 왔던 사용중인 복류식 증기터어빈뿐 아니라 신규한 복류식 증기 터어빈의 양자 모두에 추가적 역류를 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면, 신규하고 개선된 재가열 터브는 상술한 3-구성요소중 2-요소로서 제1및 제2의 분리된 환상 격판을 구비하는 바, 이 격판은 내측링 및 외측링과, 이 링들사이에 반경방향으로 연장된 복수개의 원주방향 이격노즐을 각기 포함한다. 본 발명에 따른 신규하고 개선된 3-구성 요소의 재가열 터브의 제3요소는 내측 실린더를 구비하는 바, 이 실린더는 조립시 제1및 제2의 격판 사이에 축방향으로 연장된다. 각 격판은 복수개의 원호형 세그먼트를 포함하며, 이 원호형 세그먼트의 말단을 서로 맞대어 연결하였을 때 완전히 환상의 격판이 형성된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 각각의 환상 격판은 서로 연결된 2 개 또는 그 이상의 원호형 격판세그먼트를 포함한다. 내측 실린더 역시 위와 유사하게 2개 또는 그 상의 원호형 세그먼트를 포함하며, 이 세그먼트의 말단을 맞대어 서로 연결하면 완전한 실린더가 형성된다. 그러나. 각 격판을 2 개의 원호형 격판 세그먼트로 형성하고 내측실린더를 2 개의 원호형 내측 실린더 세그먼트로 형성할 수 있도록 각 세그먼트를 대락 180로 연장시키는 것이 바람직하다. 따라서, 재가열 터브는 3-구성요소로 구성되는 바, 2개의 분리된 격판은 제3요소, 즉 내측 실린더를 따라 서로에 대하여 축방향으로 이격되어 있으며, 이 3-구성요소 역시 2 개 또는 그 이상의 세그먼트로 형성된다는 점을 이해 할 것이다.

본 발명에 따른 3-요소 구성의 재가열 터브를 조립하기 위하여, 각 격판세그먼트의 양 말단에는 키이가 제공되는 바, 이 키이는 분리된 세그먼트들의 말단면에 인접하여 거의 180로 이격배치된 것이다. 내측실린더 세그먼트의 반경방향 최외측면에는 래빗압입부(rabbit fit)또는 키이웨이(keyway)가 형성되어 결합대상 래빗 또는 키이를 수납하고 있다. 이 세그먼트는 개별 고정 키이를 키이웨이내에 볼트조임함으로써 조립될 수도 있다.

위와 유사하게, 격판세그먼트와 내측 실린더 세그먼트의 이음부에도 통상적인 증기시일이 제공된다.

이 3-요소 구성의 재가열 터브는 신규한 터브내에 사용되어 소정의 역류(통상적인 역류와 비교하여 증가됨)를 제공하도록 치수화될 수도 있고, 고형입자의 침식으로 손상된 사용중인 터어빈을 수선하도록 사용되어 이 터어빈에 이전에 제공되었던 역류와 비교하여 추가의 역류를 제공할 수도 있다. 따라서, 신규한 터어빈에 있어서는 재가열 터브가 3 개의 분리된 구성요소, 즉 분리된 제1및 제2의 환상격판과 분리된 내측 실린더로 형성되되, 이 3 요소는 필요한 추가 역류를 제공할 수 있도록 처음부터 치수화됨으로서 신규한 복류식 증기 터어빈의 고형입자 침식 문제를 최소화 또는 제거한다.

또한, 본 발명의 3-요소 구성의 재가열 터브 설계는 고형입자 침식등의 요인에 의해 손상된 사용중인 복류식 증기 터어빈을 수선하는 데에도 특히 유용하다. 이것을 달성하려면 사용중인 터어빈의 재가열 터브를 터어빈으로부터 제거한다. 다시 말해서, 응용분야에 따라서 통상적인 1 편(piece)의 캐스트 터브(cast tub)나 2 편의 볼트조임 터브 또는 2 편의 새들 터브(saddle tub)를 손상된 터어빈으로부터 제거한다. 그것의 3-요소 구성의 설계로 형성된 완전히 신규한 요소들로 이루어진 신규한 재가열 터브를 손상된 재가열 터브대신 설치할 수도 있다. 신규한 분리된 제1및 제2의 격판과 신규한 내측 실린더를 구비한 이러한 신규한 요소는 추가의 역류를 제공하도록 치수화되어 현재 이용중인 터어빈내에 설치될 수도 있다. 이 3-편 설계를 모두 다 신규한 요소로 설치할 수도 있지만, 비용등의 여건을 고려하여 제거 및 손상된 재가열 터브의 요소중 적어도 약간을 수선된 터브구성체내에 교체하여 재사용할 수도 있다.

이것을 달성하려면, 제거 및 손상된 재가열 터브의 각 원호형 섹션을 대체로 반경방향 및 축방향 연장 부분선을 따라 절단하여 3 개의 조각, 즉 내측 원통형상부와 2 개의 격판 세그먼트를 만든다. 상술한 격판세그먼트는 내측링부 및 외측링부와 이들사이에 반경방향으로 연장된 노즐을 구비한다. 그런 다음에는 제거된 격판 세그먼트의 노즐을 수선함으로써 고형 입자의 침식으로 야기된 손상을 수리할 수도 있다. 특히, 용접하거나 또는 예비성형된 쿠폰을 설치하는 것과 같이 노즐에 소정의 물질을 첨가한 다음, 이 첨가된 물질을 적절한 형상으로 기계가공함으로써 각 노즐을 수리할 수도 있다. 기계 가공된 최종 형상은 최초의 노즐 설계와 동일할 수도 있다.

또한, 각 격판세그먼트의 내측링부 및 외측링부 양자의 하류면에는 예를 들면 용접등에 의해 첨가된 첨가물질을 제공한다. 그런 다음에는 이 첨가물질을 적절한 형상을 기계가공한다. 이러한 방식을 이용하여, 수리된 노즐의 후단과 내측 및 외측링부의 하류면사이의 축방향 간격이 증가된다. 역으로, 외측링부의 상류면에서는 물질이 제거된다. 내측 및 외측링부의 상류면에서는 물질이 제거된다. 내측 및 외측링부의 하류면에는 물질을 첨가하고 외측링부의 상류면에서는 물질을 제거하는 궁극적인 목적은 터브 장착위치의 변경없이 노즐을 버킷으로부터 보다 먼 축방향 거리에 위치시키는 데 있다. 따라서, 증기 입구 환상체의 쉘 형성요소의 최초의 대응홈내에 이들 홈들을 재위치시킴이 없이 격판 세그먼트의 대체로 반경방향 외향으로 돌출된 원주방향 플랜지가 수납될 수도 있다.

손상된 재가열 터브의 내측 원통형상부는 적어도 한쌍의 원호형 내측 세그먼트로 이루어진 새롭게 제조된 내측 원통형상 링으로 대체된다. 각각의 내측세그먼트는 격판세그먼트의 내측링부로부터 반경방향 내향으로 돌출된 결합 래빗 또는 키이를 수용하기 위하여 반경방향 외향으로 개방되어 있는 래빗 압입부 도는 키이웨이를 구비한다. 래빗 또는 키이를 형성하려면, 제거된 재가열 터브의 내측링부를 그것의 내측 표면을 따라 추가로 기계가공함으로써 물질을 제거한다. 그런 다음, 수선된 격판 및 신규한 내측 실린더를 사용중인 터어빈에 가할 때에는 격판 세그먼트의 외측링부의 플랜지를 쉘의 홈내에 위치시킨다. 그러면 격판의 노즐이 제1단 회전자의 버킷으로부터 소정의 증가된 축방향 거리에 위치되게 된다. 그런 다음 키이를 키이웨이에 압입함으로써 내측링 세그먼트를 가하면 새록게 수선된 재가열 터브가 제공된다. 신규한 내측 세그먼트에 기타의 필수 요소, 예를 들면 터어빈 회전자를 밀봉 팩킹하기 위하여 결합 부분을 수용하기 위한 반경방향 내향 돌출형 도브테일이 위와 유사하게 제공될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

3-요소 구성을 이용하면, 신규한 터어빈 뿐만 아니라 고형입자의 침식등의 요인으로 손상되어 있는 사용중인 터어빈에서도 복류식 증기터어빈의 제1단 격판에 추가의 역류가 제공될 수 있다. 이러한 3-요소 구성은 수많은 장점을 제공한다. 본 발명의 복류식 터어빈의 구성은 이전의 구성에서는 왜곡을 야기시키지 않고는 달성하기 불가능했거나 또는 어려웠던 양 격판의 역류를 가능하게 한다. 또한, 이러한 3-요소의 구성은 재가열 터브에 역류가 추가된 신규한 터어빈을 제조하는 경우 제조비용이 저렴하다. 더욱이, 현존하는 복류식 증기터어빈을, 그것을 사용하면서 발생되는 열왜곡과 관련된 문제 없이도 역류가 추가된 재가열 터브로 신속하고 쉽고 비교적 저렴하게 개장할 수 있다는 점이 중요하다. 상술한 열왜곡과 관련된 문제로서는 터브의 각종 요소가 상이한 비율로 열팽창하는 문제, 잔류 구조 응력 및 산화물 축적과 관련된 문제와, 열적 뒤틀림을 들 수 있다. 격판 세그먼트를 시간적 관점에서 거의 동시에 수선할 수도 있는 바, 그리하면 터어빈의 비가동시간이 단축된다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 일 축선 및 재가열 터브를 갖는 복류식 증기터어빈내에, 서로에 대하여 축방향으로 이격되고 터어빈 축선의 주변에 배치되는 분리된 제1및 제2의 원호형 격판 세그먼트가 제공된다. 각 격판 세그먼트는 외측링부 및 내측링부와, 이 링부들 사이에 터어빈 축선의 둘레로 서로에 대하여 원주방향으로 이격된 복수개의 노즐을 구비하는 바, 그럼으로써 이 축방향 이격 세그먼트의 노즐을 서로에 대하여 대체로 축방향 반대방향으로 증기경로를 규정한다. 상기 축선의 둘레에는 분리된 원호형 내측 세그먼트도 배치되는 바, 이 내측 세그먼트는 축방향 이격된 격판 세그먼트의 내측링부들 사이에 축방향으로 연장된다. 각각의 격판 세그먼트와 내측 세그먼트의 사이에는 격판 세그먼트와 내측세그먼트를 서로 고착하기 위한 수단이 협동 가능하게 제공되는 바, 그럼으로써 상기 격판 세그먼트와 내측 세그먼트가 터어빈내에 서로 고착될 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 2 열의 제1단 대향 버킷열과 손상된 복류식 재가열 터브를 구비하되. 이 재가열 터브는 복수개의 축방향 이격된 격판부와 이 격판부들사이에 연장된 내측 원통형상부를 갖는 복류식 증기터어빈에서, 회전자의 2 열의 제1단 버킷열에 대하여 격판의 역류가 증가된 재가열 터브를 개장하기 위한 방법으로서, 상기 터어빈으로부터 상기 손상된 재가열 터브를 제거하는 단계와, (i) 내측 및 외측링부와, 그것들사이에 연장된 복수개의 원주방향 이격노즐을 각기 갖는 제1및 제2의 원호형 격판세그먼트와, (ii)내측 세그먼트를 구비하는 적어도 3 개의 분리된 요소를 갖는 역류가 증가된 재가열 터브를 제공하는 단계와, 상기 격판세그먼트가 상기 내측 세그먼트를 따라 서로 축방향으로 이격지도록 상기 격판 세그먼트가 상기 내측 세그먼트를 서로 고착하여 축방향으로 인접한 각각의 제1단 회전자에 대하여 증가된 역류를 제공함으로써 상기 터어빈에 역류가 증가된 상기 재가열 터브를 조립하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

사용중인 증기터어빈을 수선하는 경우에 따른 본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 상술한 방법은 상기 제거 및 손상된 재가열 터브의 격판부를 그것의 상기 내측원통형상부로부터 분리하고, 상기 분리된 격판부를 수선하여 상기 분리된 제1및 제2의 원호형 격판세그먼트를 형성하는 추가단계를 구비하여, 조립이 완성된 역류 증가 재가열 터브가 상기 제거 및 손상된 재가열 터브의 격판부분들로부터 형성된 격판세그먼트를 구비할 수도 있다. 이러한 수선작업에는 상기 격판세그먼트에 물질을 첨가하고 제거하는 작업이 포함되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 주목적은 복류식 증기 터어빈에 있어서 제1단 회전자로부터 추가 역류를 제공하는 재가열 터브를 제공함으로써 제1단에서 고형입자의 침식을 최소화 및 제거하는 신규하고 개선된 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적 및 장점은 이하의 명세서, 특허청구범위 및 도면과 관련하여 보다 명백히 하고자 한다.

이하에서는 첨부도면에 실예가 도시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

제1도를 참조하면, 복류식 증기터어빈에 이용하기 위한 통상적인 재가열 터브(T)(열괄하여 10 으로 표시됨)의 일부가 입면도로 도시되어 있다. 재가열 터브(10)는 2 개 또는 그 이상의 원호형 섹션을 구비하는 바, 그 섹션중 하나의 일 말단면이 입면도로 도시된다. 하나 또는 그 이상의 섹션들을 원형 배열로 조립하면 그 섹션들은 복류식 증기터어빈의 축선을 중심으로 한 환상 터브를 형성한다. 터브(10)의 각 섹션은 외측링부(12)와, 내측표면부(16)를 형성하는 축방향으로 이격진 말단을 갖는 내측 원통형상부(14)와, 상기 내측링부(12)와 외측표면부(16)사이에 대체로 반경방향으로 연장되는 복수개의 원주방향 이격노즐(18)을 구비한다. 이러한 종래기술의 구성에 있어서, 각각의 원호형 터브섹션은 일체형의 일편 캐스팅을 포함할 수도 있고, 서로에 대하여 대체로 거울상을 형성하고 터어빈의 축선에 거의 직교하는 평면을 따라 서로 볼트 조임된 한쌍의 캐스팅을 포함할 수도 있다. 또한, 종래기술에 있어서는, 일 격판은 내측 실린더와 서로 일체이며 축방향 반대쪽의 격판은 내측실린더에 고착된 분리된 조각으로 이루어진 2 편의 사다리형 설계를 갖는 것도 있다.

제1도에 있어서, 노즐(18)은 제1단의 회전자(19)의 버킷(17)에 관하여 소정의 축방향 간격"a"로 이격진 위치에 도시되어 있다. 또한, 제1도에 도시된 바와같이, 터브(10)의 말단면은 터브의 원호형 섹션의 조립시 시일(도시되지 않음)을 수납하기 위한 키이슬롯(20)(22)를 구비하여 원호형 터브의 원주방향 이격진 이음부를 통한 증기 누설을 방지한다. 또한, 내측실린더(14)는 회전자 시일 패키지와 접속하기 위한 한쌍의 내향으로 연장되고 축방향으로 이격진 도브테일(25)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 고형입자의 침식, 특히 노즐(18)의 후단에 대한 침식은 제1단의 버킷과 노즐간의 축방향 간격 "a"를 증가시킴으로써, 다시말해서 버킷에 대한 노즐의 역류를 증가시킴으로서 최소화하거나 또는 제거할 수도 있다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 본 발명에 따를 3-요소구성의 재가열 터브의 구성예가 도시되어 있다. 먼저 두 개의 요소는 일괄하여 26 및 28로 표시된 한쌍의 격판을 포함한다. 각 격판은 조립하면 환상 격판을 형성하게 되는 복수개의 원호형 세그먼트를 구비한다. 다시 말해서, 각 세그먼트(26a)(28a)는 격판(26)(28)을 형성하는 유사한 세그먼트들의 환상 배열의 일 부분을 형성한다. 이 격판이 복류식 터어빈에 증기를 공급하는 원환체(30)의 양쪽에 위치됨은 물론이다. 각 세그먼트(26a)(28a)는 외측링부(30), 내측링부(32), 및 각 세그먼트를 중심으로 서로에 대해서 이격지며 외측링부(30)와 내측링부(32) 사이에 대체로 반경방향으로 각기 연장된 복수개의 노즐(34)을 구비한다.

본 발명에 따른 재가열 터브의 3-요소구성의 세 번째 요소는 복수개의, 바람직하게는 한쌍의 원호형 내측실린더 세그먼트(36a)로 구성된 내측실린더(36)를 구비한다. 각 내측 세그먼트(36a)는 격판 세그먼트(26a)(28a)사이에 연장된 축방향 범위를 가지며, 환상 배열로 조립하였을 때 내측 세그먼트(36a)는 외측 쉘(S) 및 격판(26)(28)과 함께 형성되어, 입구증기의 원환체(30)가 노즐(34)을 통하여 제1단 회전자의 버킷(38)으로 증기를 공급할 수 있게 한다.

각각의 외측링부(30)는 쉘의 대응 홈(42)내에 수납하기 위한 반경방향 외향 돌출 플랜지(40)를 갖는 바, 이 플랜지는 다른 목적도 있지만 특히 노즐을 버킷에 대하여 위치시키는 역할을 한다. 외측 및 내측링부(30)(32)의 하류 또는 후단부는 회전자 및 회전자 몸체(39)의 플랜지와 각기 결합하는 밀봉 블레이드(44)(46)를 각기 달고 있다.

본 발명의 특수한 특징은 터브 구성을 형성하는 3 요소, 즉 격판(26)(28)과 내측 실린더(36)의 각각이 별개의 부분이라는 데 있다. 또한, 마찬가지로 재가열 터브의 각 원호형 섹션도 3-요소 설계, 즉 원호형 세그먼트(26a)(28a) 및 원호형 내측 실린더 세그먼트(36a)로 이루어진다. 다시 말해서, 이 세그먼트들은 일체형은 아니지만 독특한 동일성을 가지면서 완제품상태의 조립체에만 재가열 터브를 형성한다.

격판세그먼트와 내측세그먼트의 각각 사이에는 격판 세그먼트와 내측세그먼트를 서로 고정하기 위한 수단이 협동 가능하게 제공된다. 그러한 고정수단은 인접세그먼트와의 이음부 근방의 각 격판 말단의 각 반대단부에 보어구멍(52)을 지지하는 반경방향 내향의 키이(50)를 구비하고 있다. 또한, 이 고정수단은 각 내측세그먼트(36)에 반경방향 외향의 개방홈(54)도 구비하는 바, 이 홈(54)내에는 래빗압입부(58)의 말단과 래빗(50)을 덮는 키이(56)가 배치되어 있다. 따라서, 격판(26)(28)의 외측링부의 플랜지(40)는 쉘(S)의 각 홈(42)내에 조립상태로 위치되는 반면, 격판(26(28)의 내측링부는 키이(56), 키이웨이(54), 래빗압입부(58) 및 래빗 (50)의 협동에 의해 조립상태로 위치된다. 이 걸림 키이(56)는 터브(T)의 모든 조각들을 상호연결하는 한쌍의 볼트 및 볼트구멍(52)에 의해 적소에 유지된다.

사용중에 있는 터어빈의 재가열 터브가 고형입자의 침식에 의해 손상되었거나 또는 그것을 교체애야 할 필요가 있는 경우에는 교체터브에 추가 역류를 제공하는 것이 소망되며, 그러한 추가 역류를 제공하도록 치수화된 전적으로 새로운 3-요소 구성의 재가열 터브를 이용할 수도 있다. 그러나, 그러한 교체는 비용이 대단히 비싸며 비실용적일 수도 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용중인 복류식 증기터어빈의 재가열 터브의 역류 변경예는 손상된 재가열 터브의 적어도 일부를 교체하되, 이 교체된 재가열 터브의 교체된 부분에 역류를 추가함으로써 달성될 수도 있다. 이것을 달성하려면, 우선 손상된 재가열 터브를 터어빈으로부터 제거한다. 본 발명에 따르면, 제거된 재가열 터브의 격판부를 교체하되, 교체된 재가열 터브에 이하의 방식으로 역류를 추가하여 재사용할 수도 있다. 제거된 재가열 터브의 원호형섹션의 손상된 격판부를 제1도에 점선(A)(R)으로 표시한 대체로 축방향 및 반경방향의 부분선을 따라 절개함으로써 손상된 격판부를 내측원통형상부로부터 분리시키고, 재공급시 새로운 격판세그먼트를 형성하여 새로운 재가열 터브에 추가의 역류를 제공할 수 있게 한다. 고형 입자에 의해 야기된 침식을 제거할 수 있도록 각 분리된 격판부의 노즐을 수선할 수도 있다. 특히, 필요한 곳에, 예를 들면 노즐의 후단을 따라 용접물질을 부가할 수도 있다. 그런 다음에는 노즐을 적당한 형상으로 기계가공한다.

버킷에 대한 수선된 터브의 노즐을 추가 역류를 제공하기 위하여, 쉘의 홈(42)을 위치설정홈으로 동시에 이용할 수 있지만, 제4도에 도시된 바와 같이 제거된 격판 세그먼트의 외측 및 내측링부(30)(32)에서는 물질을 각기 추가 및 제거한다. 구체적으로 말하면, 외측링부의 하류, 즉 후단에 예를 들면 용접물질을 가하는 것 등과 같은 방법으로 점선(70)으로 도시된 바와 같이 물질을 가할 수도 있다. 물질을 가한 후에는 그 표면을 소망하는 형상으로 기계가공할 수도 있다. 또한, 밀봉 블레이드를 파지하기 위한 도브테일홈(72)은 조립완성시 밀봉블레이드(44)가 회전자와 정렬할 수 있도록 첨가물질내에 새로운 홈을 기계가공함으로써 재위치시킨다. 외측링부(36)의 상류면으로부터 제거되는 물질의 범위는 점선(74)과 그 주변의 실선사이의 영역으로 도시된다.

또한, 제4도에 점선(76)으로 도시된 바와같이 내측링부(32)의 하류, 즉 후단에도 물질을 가한다. 또한, 격판세그먼트(26a)(28a)의 조립시 밀봉블레이드(46)가 회전자의 플랜지의 상측에 그것과 밀봉관계로 배치될 수 있도록 76 에 가해진 물질내에 밀봉 블레이드(46)용의 새로운 장착부(77)를 형성한다. 또한, 제4도에는 제거된 내측링부(32)의 반경방향 내향면을 따른 물질도 도시되어 있다. 제1도에 도시된 바와같이, 부분선(A)에는 내측링부(32)의 하측을 따라 충분한 물질이 남겨지는 바, 이 물질은 기계 가공되어 내측링부(32)에 래빗(50)을 형성할 수도 있다.

내측 및 외측링부의 하류면에 물질을 가하고 외측링 위치의 상류면 및 내측링부(30)의 내측표면에서 물질을 제거한 결과, 노즐을 후단이 버킷의 전단으로부터 축방향 상류에 재위치될 수도 있다. 더욱이, 이러한 방식은 외측쉘내에 위치설정홈(42)을 재위치시키지 않고도 달성될 수있다. 또한, 내측세그먼트(36)는 새로운 조각(piece)으로서, 격판세그먼트(26)(28)의 내측링부(32)의 반경방향 내측표면으로부터 돌출된 래빗(50)을 수용할 수 있도록 기계가공된다. 결과적으로, 수선된 터브의 3-구성요소, 즉 2개의 수선된 격판(26)(28) 및 신규한 내측실린더(36)의 조립시, 수선된 격판의 노즐은 버킷의 전단으로부터의 추가의 역류를 가질 것이다.

현재 본 발명의 가장 실용적이고 바람직한 실시예라고 생각되는 것과 관련하여 본 발명을 기술하였지만, 본 발명은 기술된 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 오히려 첨부된 특허청구범위의 정신 및 범위내에 속하는 각종 변경예 및 균등론적 구조도 포괄함을 밝혀두고자 한다.

Claims (10)

1. 일 축선을 갖는 복류식 증기터어빈내에 이용되는 재가열 터브에 있어서, 서로에 대하여 축방향으로 이격지고 상기 터어빈 축선의 둘레에 배치되며, 외측링부와 내측링부, 및 상기 링부들사이에서 상기 터어빈 축선의 둘레로 서로에 대하여 원주방향으로 이격진 복수개의 노즐을 각기 구비하여, 상기 노즐들이 증기경로들을 서로에 대하여 대체로 축방향 반대방향으로 규정할 수 있도록 된 분리된 제1및 제2의 원호형 격판세그먼트와; 상기 터어빈 축선의 둘레에 배치되며 상기 축방향 이격진 격판세그먼트의 내측링부사이에 축방향으로 연장되는 분리된 원호형 내측세그먼트와; 상기 격판세그먼트와 상기 내측세그먼트를 서로 고착하기 위하여 각각의 상기 격판세그먼트와 상기 내측세그먼트의 사이에 협동가능하게 배치되어, 상기 격판세그먼트와 상기 내측세그먼트가 상기 터어빈내에서 서로 고착될 수도 있도록 하는 협동 수단을 포함하는 재가열 터브.
2. 제1항에 있어서, 상기 협동 수단은 각각의 상기 내측링부와 상기 내측세그먼트의 사이에 배치되는 재가열 터브.
3. 제1항에 있어서, 상기 협동 수단은 상기 격판세그먼트와 상기 내측세그먼트의 사이에 형성된 키이와 키이웨이를 구비하는 재가열 터브.
4. 제3항에 있어서, 상기 키이는 상기 내측링부상에 형성되어 대체로 반경방향 내항으로 돌출하며, 상기 키이웨이는 상기 내측세그먼트상의 축방향 이격위치에 형성되며 대체로 반경방향 외향으로 개방되어 상기 키이를 수용할 수 있도록 된 재가열 터브.
5. 제1항에 있어서, 환상배열을 형성하도록 각기 배치되는 복수개의 상기 제1의 격판세그먼트, 상기 제2의 격판세그먼트 및 상기 원호형 내측 세그먼트와; 상기 제1의 격판세그먼트를 그것의 상기 환상 배열로 서로 연결하기 위한 수단과; 상기 제2의 격판세그먼트를 그것의 상기 환상 배열로 서로 연결하기 위한 수단과; 상기 원호형 내측세그먼트를 그것의 상기 환상 배열로 서로 연결하기 위한 수단을 구비하는 재가열 터브.
6. 제1단 회전자와 손상된 복류식 재가열 터브를 구비하되, 상기 재가열 터브는 복수개의 축방향 이격된 격판부와 이 격판부들사이에 연장된 내측원통형상부를 갖는 복류식 증기터어빈내에서, 상기 제1단 회전자에 대하여 상기 격판의 역류가 증가된 재가열 터브를 개장하기 위한 방법에 있어서, 상기 터어빈으로부터 상기 손상된 재가열 터브를 제거하는 단계와; (i) 내측 및 외측링부와 그것들사이에 연장된 복수개의 원주방향 이격노즐을 각기 갖는 제1및 제 2의 원호형 격판 세그먼트와, (ii) 내측 세그먼트를 구비하는 적어도 3 개의 분리된 요소를 갖는 역류가 증가된 재가열 터브를 제공하는 단계와; 상기 격판세그먼트가 상기 내측 세그먼트를 따라 서로 축방향으로 이격지도록 상기 격판세그먼트와 상기 내측 세그먼트를 서로 고착하여 상기 터어빈내에 역류가 증가된 재가열 터브를 조립함으로서 축방향으로 인접한 각각의 상기 제1단 회전자에 대하여 증가된 역류를 제공하는 단계를 포함하는 재가열 터브 개장 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제거 및 손상된 재가열 터브의 격판부를 그것의 상기 내측원통형부로부터 분리하여 상기 이격된 제1및 제2의 원호형 격판 세그먼트를 형성하는 단계와, 상기 분리된 격판부를 수선하여 상기 제1및 제 2의 원호형 격판세그먼트를 형성하는 단계를 구비하여, 조립이 완성된 상태의 역류 증가 재가열 터브가 상기 제거 및 손상된 재가열 터브의 격판부분들로부터 형성된 격판세그먼트를 구비하도록 된 재가열 터브 개장 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 수선된 격판 세그먼트내에 키이와 키이웨이중 하나를 형성하는 것과, 상기 분리된 내측 원호형 세그먼트내에 상기 키이와 키이웨이중 다른 하나를 형성하는 것을 구비하여, 상기 수선된 격판세그먼트와 상기 분리된 내측 원호형 세그먼트가 서로 고착될 수도 있도록 한 재가열 터브 개장 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 분리된 제1및 제2의 원호형 격판세그먼트와 상기 분리된 내측 원호형 세그먼트가 상기 제거 및 손상된 재가열 터브의 격판부 및 원통형상부와 상이한 재가열 터브 개장 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 제거 및 손상된 재가열 터브와 분리되어 있는 격판부는 상기 내측 및 외측링부를 구비하며, 각각의 상기 내측 및 외측링부는 상류 및 하류 말단면을 구비하고, 재가열 터브의 개장 방법은 상기 외측링부의 하류 말단면에 물질을 추가하여 상기 외측링부의 하류 말단면을 상기 노즐로부터 축방향으로 연장시키는 추가 단계를 구비하는 재가열 터브 개장 방법.