KR100478620B1 - 터빈샤프트및터빈샤프트의냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체(4a), 특히 증기용 유입 영역(3) 및 상기 유입 영역(3)으로부터 그리고 서로로부터 이격되어 배치되고 적어도 하나의 관련 터빈 블레이드(6a, 6b)를 수용하기 위한 적어도 2개의 리세스(5a, 5b)를 포함하는 터빈 샤프트(1)에 관한 것이다. 상기 터빈 샤프트(1)내에는 유입 영역(3)에 속하는 공동부가 제공되며, 이 공동부는 터빈 샤프트(1)를 냉각하기 위한 유체(4b)용 공급 라인(8) 및 배출 라인(9)과 연결된다. 본 발명은 또한, 증기 터빈(15)내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

터빈 샤프트 및 터빈 샤프트의 냉각 방법 {TURBINE SHAFT AND PROCESS FOR COOLING A TURBINE SHAFT}

본 발명은, 주축을 따라 배치되고, 하나 이상의 관련 터빈 블레이드를 수용하기 위해 서로 이격되어 배치된 2개 이상의 리세스가 축방향으로 연결된 유체 유입 영역을 포함하는 터빈 샤프트에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 터빈, 특히 증기 터빈내에 배치된 터빈 샤프트의 유입 영역을 냉각하기 위한 방법에 관한 것이다.

독일 특허 출원 공개 명세서 32 09 506호는 축방향 유동 증기 터빈, 특히 복류로 구성된 증기 터빈을 다루고 있다. 증기 유입 영역의 샤프트와 링형 샤프트 실드(shaft shield) 사이에는 링형 채널이 형성되어 있다. 샤프트는 증기 유입 영역내에 회전적으로 대칭인 공동부를 구비한다. 링형 샤프트 실드는 부분적으로 상기 공동부 내부로 돌출되며, 상기 실드는 제 1 고정 블레이드를 통해서 터빈의 하우징과 결합되고 하우징에 의해서 지지된다. 샤프트 실드는 증기를 유입시키기 위한 관통구를 포함하는데, 이 관통구는 유입 영역의 중심에 그리고 제 1 고정 블레이드들 사이에 배치되고, 회전하는 샤프트와 하우징에 의해서 지지되는 고정 실드 사이에 있는 갭 내부로 개방된다.

독일 특허 출원 공개 명세서 34 06 071호는 제 1 고정 블레이드의 2개의 링 사이에 배치된 환형 샤프트 실드를 보여준다. 상기 샤프트 실드에 의해 외부 둘레 또는 터빈 샤프트의 표면이 생증기(live steam)으로부터 차폐된다. 샤프트 실드는 상기 링의 상류에 위치한 유입구를 포함하며, 이 유입구를 통해 생증기의 부분 흐름이 샤프트 실드와 터빈 샤프트 사이의 갭 내부로 제한적인 방식으로 도달된다. 유입구가 경사져 있음으로써, 생증기가 유동 성분을 터빈 샤프트의 원주 방향으로 수용한다. 샤프트 실드의 내부 둘레 및 터빈 샤프트에는 각각 보조 고정 블레이드 또는 보조 회전 블레이드가 제공될 수 있다.

일본 특허 출원서 58/133402호의 특허 요약서에는 챔버 구조로 형성된 복류 증기 터빈이 기술되어 있다. 상기 출원서에서 터빈 샤프트 상에는 휠 플레이트가 제공되며, 상기 플레이트의 각 외측 단부에는 터빈 블레이드가 배치되어 있다. 작동 유체가 유입되는 터빈 샤프트의 중간 영역에는 각각의 제 1 고정 블레이드에 의해서 지지되는 커버 플레이트가 배치된다. 휠 플레이트의 상측 단부에 배치된 상기 커버 플레이트는, 한편으로는 휠 플레이트의 사이드부에 의해 형성되고 다른 한편으로는 터빈 샤프트에 의해 형성된 챔버 영역을 위한 비밀봉단을 형성한다. 상기 챔버 영역을 제한하는 휠 플레이트 내에는 작동 유체를 상기 챔버 영역 내부로 유입시키는 개구가 제공된다. 상기 개구가 상이한 크기를 가짐으로써, 챔버 영역내에서는 저압이 형성되고, 그 결과 하나 이상의 휠 플레이트에 의해서 작동 유체가 챔버 영역 내부로 유입될 수 있다.

도 1은 복류 중간압-부분 터빈의 종단면의 일부 섹션을 도시한 개략도이고,

도 2는 단류 중간압-증기 터빈의 종단면도이다.

본 발명의 목적은, 열적으로 높은 부하를 받는 영역, 특히 작동 유체 유입 영역 내에서 냉각될 수 있는 터빈 샤프트를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 터빈 내부에 배치된 터빈 샤프트, 특히 터빈 샤프트의 유입 영역을 냉각하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

터빈 샤프트와 관련된 목적은 본 발명에 따라, 주축을 따라 설치되고, 작동 유체 유입 영역, 상기 유입 영역으로부터 그리고 서로로부터 축방향으로 이격되어 배치되고 하나 이상의 관련 터빈 블레이드를 수용하기 위한 2개 이상의 리세스, 및 냉각제 역할을 하는 작동 유체의 부분 흐름의 공급 라인 및 배출 라인과 연결되고 상기 유입 영역에 속하는 공동부를 포함하는 터빈 샤프트에 의해서 달성된다. 공급 라인은 특히 샤프트 표면으로부터 제 1 리세스의 흐름 방향 하류에 위치한 공동부내로 유입되며, 배출 라인은 상기 공동부로부터 제 2 리세스의 흐름 방향 하류에 위치한 샤프트 표면으로 유도된다. 이에 따라, 제 2 리세스의 영역에서는 제 1 리세스의 영역에서보다 더 작은 압력 및 더 낮은 온도가 보장된다. 터빈 샤프트를 냉각하기 위한 냉각제로 사용되는 작동 유체가 터빈 샤프트를 구동시키기 위해 사용되면, 그에 따른 온도 및/또는 압력 구배 때문에 유동은 공동부를 통과하도록 형성된다. 공동부는 샤프트축에 대해 회전 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

샤프트 제작 재료가 냉각됨으로써 상기 제작 재료의 지지력이 확실하게 증가되고, 그럼으로써 매우 높은 증기 유입 온도의 영역에서도 합리적인 구성 방식, 예컨대 통상의 저렴한 샤프트 제작 재료를 사용할 수 있게 된다.

작동 유체, 특히 초임계 상태의 증기를 터빈 샤프트에 제공하는 경우에는, 냉각제가 공동부 내부로 유입됨으로써 유입 영역 안에서 터빈 샤프트의 냉각이 이루어진다. 이 때 터빈 샤프트를 냉각하기 위해 공동부로 유입되는 냉각제는 유입 영역 안에 있는 터빈 샤프트에 제공되는 이미 냉각된 작동 유체, 특히 증기의 부분 흐름일 수 있다. 공동부 안에서는 냉각을 위해 사용되는 냉각제는 열전달에 의해서 가열된다. 냉각제가 터빈 샤프트가 배치된 터빈을 구동시키기 위한 작동 유체와 대응하면, 공동부는 재가열기 역할을 하게 된다. 공동부 내에서 재가열된 냉각제는 터빈, 특히 증기 터빈의 적절한 장소에 재차 (작동 유체로서) 제공될 수 있거나 또는 추기에 의해 상기 장소로부터 배출될 수 있다.

복류 터빈, 특히 중간압 증기 터빈용 터빈 샤프트에서는 유입 영역이 주축을 따라 터빈 샤프트의 중간 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 유입 영역은 부가적으로 터빈을 구동시키는 유입 작동 유체를 분배하기 위해 이용된다. 공동부는 특히 방사 방향으로 깊이 파여지도록 형성되고, 각각의 제 1 회전 블레이드들 사이에 방사 방향으로 배치된다.

단류 터빈에서 유입 영역은 터빈 샤프트의 단부 영역에 배치되며, 이 경우에는 배출 라인이 하우징을 관통하여 예를 들면 특히 제 1 리세스의 흐름 방향 하류에 위치한 증기 유동 영역으로 되돌아간다. 이를 통해 공급 라인의 입구 및 배출 라인의 출구 사이에서의 압력차 및/또는 온도차가 보장된다. 배출 라인이 마찬가지로 추기 장소로 유도됨으로써, 공동부로부터 배출되는 냉각제가 직접 증기 터빈으로부터 제거될 수 있다. 단부 영역은 확대된 직경을 갖는 피스톤으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 피스톤은 터빈 샤프트와 터빈의 하우징 사이의 증기 유동 영역을 밀봉시키는 밀봉부를 포함한다. 이 경우 공동부는 제 1 회전 블레이드를 위한 리세스와 피스톤 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 배출 라인은 공동부로부터 피스톤 내부로 유도되고 그곳에서 밀봉부의 영역으로 삽입되는 것이 바람직하다.

공급 라인 및/또는 배출 라인은 하나의 축방향 보어 및 하나의 방사 방향 보어를 포함하는 것이 바람직하다. 방사 방향 보어는 샤프트 표면으로부터 터빈 샤프트 내부로 유도되고, 공동부로부터 축방향으로 뻗는 축방향 보어 내부로 연결된다. 배출 라인 및 공급 라인의 직경은 각각 상응하는 증기 상태 및 요구되는 냉각 정도에 따라 결정된다. 그에 상응하게 공동부의 크기도 요구되는 냉각 성능에 따라 결정된다.

공동부는 특히 샤프트축에 대해 회전 대칭인 커버에 의해 폐쇄되는데, 이 커버는 동시에 유동 편향 부재로서의 역할도 할 수 있는 것이 바람직하다. 커버가 터빈 샤프트와 용접됨으로써, 냉각제 및 작동 유체가 유입 영역에서 서로 분리 유도되는 것이 보장되는 것이 바람직하다. 그 결과, 혼합에 의한 유동 손실이 피해진다. 냉각제는, 커버의 외부 표면에 접하고 초임계 증기 상태인 뜨거운 작동 유체, 특히 증기와 공동부내에서 직접 접촉되지 않는다. 커버가 열교환기로 역할을 함으로써, 열이 터빈 샤프트로부터 커버뿐만 아니라 공동부의 벽을 통해서 냉각제로 전달된다.

뜨거운 작동 유체가 유입 영역내에서 냉각된 터빈 샤프트는 특히 초임계 증기 상태인 증기가 제공되는 증기 터빈에 적합하다. 이 경우 증기 터빈은 복류 중간압-부분 터빈이거나 또는 단류 증기 터빈일 수 있다. 증기 터빈은 단지 제 1 회전 블레이드 뒤에서 생증기를 공급함으로써 냉각될 수 있고, 그 결과 온도가 550?? 이상인 증기 상태에서도 터빈 샤프트의 작동이 안전하게 보장된다.

터빈, 특히 증기 터빈 내부에 배치된 터빈 샤프트를 유입 영역에서 냉각하기 위한 방법과 관련된 목적은 본 발명에 따라, 작동 유체, 특히 초임계 증기 상태의 증기가 냉각제로서 유입 영역을 통해 흐름 방향에서 볼 때제 1 회전 블레이드의 하류에 위치한 공동부내로 유입되고, 그곳으로부터 배출 라인을 통해 터빈 샤프트로부터 빼내짐으로써 달성된다. 상기 방법에 의해, 터빈 샤프트에 전달된 유입 작동 유체로부터 공동부의 벽을 통해서 열이 상기 공동부내로 안내된 냉각제에 전달됨으로써 터빈 샤프트의 냉각이 보장된다. 냉각제의 역할을 하는 작동 유체의 부분 흐름은 제 1 압력 레벨일 때는 유입 영역 내부에서 빼내지고, 제 1 압력 레벨에 비해서 더 낮은 제 2 압력 레벨일 때는 터빈 샤프트로부터 빼내진다. 상기 방식의 냉각은 상응하는 공동부가 예를 들어 깊은 선반 가공에 의해서 관련 배출 라인 및 공급 라인과 함께 구조적으로 간단하게 형성됨으로써 이루어질 수 있다. 터빈 샤프트의 열역학적인 특성을 고려하여 공동부를 형성함으로써 생길 수 있는 영향들은 실시된 냉각에 의해서 훨씬 더 많이 보상된다. 따라서, 유입 영역이 냉각된 터빈 샤프트는 온도가 550?? 이상인 초임계 증기 상태의 증기에 대하여도 매우 적합하다.

특히 증기가 제공되는 복류 중간압-부분 터빈에서는 냉각제가 흐름방향에서 볼 때제 1 회전 블레이드보다 더 하류에 배치된 제 2 회전 블레이드의 하류에 위치한 터빈 샤프트로부터 빼내진다. 공급 라인으로의 유입구와 배출 라인으로부터의 배출구 사이에는 압력 및/또는 온도 구배가 나타나기 때문에, 공동부를 통과하는 냉각제의 유동은 강제 조치 없이도 유지된다.

단류 터빈, 특히 중간압 부분 터빈에서, 냉각제는 공동부로부터 터빈 샤프트의 단부 영역을 거쳐 배출 라인을 통해 터빈 샤프트를 감싸는 하우징내로 유도된다. 그 하우징에서 냉각제는 직접 추기 장소 내부로 또는 제 1회전 블레이드보다 하류에 배치된 제 2회전 블레이드 하류에 위치한 하우징과 터빈 샤프트 사이의 증기구 내부로 재차 (작동 유체로서) 유입될 수 있다. 따라서, 터빈 샤프트를 구동시키는 증기 흐름으로부터 유출된 부분 흐름이 재차 이용될 수 있게 되고, 결과적으로 어떠한 경우든 터빈 효율에 영향을 미치게 된다. 또한, 공동부내로 유입되는 냉각제가 가열됨으로써 - 그런 이유에서 공동부는 재가열기로서의 역할을 한다 - 경우에 따라서는 효율 상승도 달성할 수 있다.

공동부에는 터빈 샤프트를 구동시키는 전체 생증기 체적 유동의 1% 내지 4%, 바람직하게는 1.5% 내지 3%의 증기 체적 유동이 제공되는 것이 바람직하다. 냉각을 위해 공급된 증기의 양은 증기 상태, 사용된 재료 및 증기 터빈 장치의 정격(rating)과 같은 개별 변수에 의존한다.

터빈 샤프트 및 상기 터빈 샤프트를 냉각하기 위한 방법은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.

도 1에는 증기 터빈 장치의 복류 중간압-부분 터빈(15)의 종단면의 일부 영역이 도시되어 있다. 하우징(19)내에는 터빈 샤프트(1)가 배치되어 있다. 터빈 샤프트(1)는 주축(2)을 따라 연장하고, 그 중간 영역(10)에 작동 유체(4a), 특히 초임계 상태의 증기를 위한 유입 영역(3)을 포함한다. 하우징(19)이 유입 영역(3)으로 통하는 증기 유입구(22)를 구비하기 때문에, 증기가 하우징(19)과 터빈 샤프트(1) 사이로 유입된다. 유동 화살표로 도시된 바와 같이, 증기는 유입 영역(3)에서 2개의 부분 흐름으로 나누어진다. 증기 터빈(15)은 바람직하게는 깊이 파여지도록 형성되고, 터빈의 중간 영역(10)에 배치된 공동부(7)를 포함한다. 증기 유입구(22)를 향한 상기 공동부(7)의 측면은 터빈 샤프트(1)와 용접된 커버(11)에 의해서 폐쇄된다. 상기 덮개(11)가 증기 유입구(22)의 방향으로 휘어짐으로써, 증기(4a)가 2개의 증기 부분 흐름으로 나누어지는 것이 지지된다. 터빈 샤프트(1)는 축방향으로 유입 영역(3)에 연결되고 각각 서로 떨어져 배치된 리세스(5a 및 5b)를 포함한다. 상기 리세스(5a 및 5b)는 각각 일련의 회전 블레이드(16 또는 17)를 형성하는 터빈 블레이드(6a, 6b)를 수용하는 역할을 한다. 개관을 명확히 하기 위해서, 다른 리세스 및 그 내부에 배치된 회전 블레이드는 도시하지 않았다. 각각의 회전 블레이드(16, 17) 앞의 하우징(19)에는 상응하는 고정 블레이드(21)가 제공된다. 도 1에서 우측으로 흐르는 부분 증기 흐름과 관련된 제 1 리세스 하류에는 터빈축(1)의 내부로 향하고 실제로 방사형인 보어(14)가 배치되어 있다. 상기 보어(14)는 공동부(7)내로 개방되는 축방향 보어(13)에 연결된다. 2개의 보어(14 및 13)는 샤프트 표면(12)을 유동의 관점에서 공동부(7)와 연결시키는 공급 라인(8)을 형성한다. 이 공급 라인에 의해서 증기(4a)의 일부가 유동 화살표에 상응하게 제 1 회전 블레이드(16) 하류의 공동부(7)내로 유입된다. 추가의 축방향 보어(13)는 공급 라인(8)에 맞은편에 놓인 공동부(7)의 측면에서 공동부(7)로부터 터빈축(1) 내부로 유도된다. 상기 축방향 보어(13)는 제 2리세스(5b) 하류에 위치하고 샤프트 표면(12)에서 배출되는, 실질적으로 방사형인 보어(14)에 연결된다. 후자의 2개의 보어(13 및 14)는 배출 라인(9)을 형성하는데, 이 배출 라인을 통해서 공동부(7)로부터 나온 증기(4b)가 도 1에 따라 좌측으로 구부러진 부분 증기 흐름내로 역류된다.

커버(11)에 의해 폐쇄된 공동부(7)내에서 냉각제의 역할을 하는 증기(4b)의 재가열이 이루어지고, 그럼으로써 터빈 샤프트(1)의 냉각뿐만 아니라, 잠재적인 증기 터빈(15)의 효율 상승도 달성될 수 있다. 공급 라인(8), 공동부(7) 및 배출 라인(9)을 관류하는 증기(4b)의 체적 유동(volume flow)은 방출되는 열량, 증기 터빈(15)의 정격 및 다른 변수에 의존한다. 증기의 체적 유동은 전체 생증기 체적 유동의 1.5% 내지 3.0%일 수 있다. 경우에 따라서 증기가 공동부(7)를 관류함으로써 야기되는 유입 영역의 좌측 및 우측에 배치된 터빈 블레이드(6a, 6b)의 비대칭 배치를 피하기 위해서, 전체 생증기 흐름을 좌측 및 우측으로 유동하는 거의 동일한 2개의 부분 흐름으로 나누어야 한다. 유입 영역(3)내에서 이루어지는 터빈 샤프트(1)의 냉각에 의해서 터빈 샤프트의 열역학적인 특성이 개선되고, 550?? 이상의 고온 부하에서도 터빈 샤프트(1)의 성능이 보장된다.

도 2에는 단류 중간압 증기 터빈(15)의 종단면도가 도시되어 있으며, 도면에서는 개관을 명확히 하기 위해서 다만 주축(2)의 상부에 배치된 부분만을 보여준다. 증기 터빈(15)은 주축(2)을 따라 연장한 터빈 샤프트(1)가 도시된 하우징(19)을 포함한다. 터빈 샤프트(1)는 샤프트 밀봉부(24)를 이용하여 단부 영역(18)에서 하우징(19)에 대해 상대적으로 밀봉된다. 터빈 샤프트(1)를 구동시키기 위한 증기(4a)는 증기 터빈(15)의 증기 유입구(22)를 통해 공급되고, 실제로 주축(2)을 따라 교대로 배치된 회전 블레이드(16, 17) 및 고정 블레이드(21)를 통해 배출관(23)으로 흐른다. 증기 유입구(22)에는 단부 영역(18)과 제 1회전 블레이드(16) 사이에 배치된 유입 영역(3)이 연결된다. 상기 유입 영역에서 터빈 샤프트(1)는 공동부(7)를 포함하며, 상기 공동부는 커버(11)에 의해서 유입 영역(3)에 대하여 폐쇄된다. 제 1 회전 블레이드(16) 하류에 위치한 공급 라인(8)이 터빈 샤프트(1)를 관통하여 공동부(7)까지 유도된다. 배출 라인(9)이 상기 공동부(7)로부터 터빈 샤프트(1)를 관통하여 샤프트 밀봉부(24)까지 그리고 그곳에서부터 하우징(19)을 통과하여 추기 장소(20)에까지 유도된다. 제 1 회전 블레이드(16)와 추기 장소(20) 사이에서 온도차 및/또는 압력차가 생김으로써, 결과적으로 증기(4b)는 추가의 강제 조치 없이도 공급 라인(8)을 통과하여 공동부(7) 내부로 그리고 그곳에서부터 배출 라인(9)을 통해 추기 장소(20)에까지 유동한다. 상기 증기(4b)가 벽, 특히 커버(11)를 통해서 터빈 샤프트(1)로부터 열을 흡수함으로써 터빈 샤프트(1)의 냉각에 영향을 미친다. 열의 흡수에 의해 공동부(7)내에서 재가열된 증기는 전체 증기 흐름 과정동안 효율을 상승시키면서, 계속적으로 사용될 수 있다. 공급 라인(8) 및 배출 라인(9)은 구조적으로 간단하게 보어(bore)로서 구조화될 수 있다.

본 발명은, 열적으로 높은 부하를 받는 유입 영역에 배치되고 냉각제가 공급될 수 있는 공동부를 포함하는 터빈 샤프트를 특징으로 한다. 공동부에 공급되는 냉각제는 바람직하게 터빈 샤프트를 구동시키는 전체 증기 흐름 또는 전체 가스 흐름으로부터 분기된다. 증기 또는 가스의 압력 상태 및/또는 온도 상태가 상이한 영역과 공동부가 유동적으로 연결됨으로써, 상기 공동부에 의해서 추가의 강제 조치 없이 연속적인 유동이 보장된다. 공동부의 벽을 통해서 터빈 샤프트로부터 냉각제, 특히 증기로 열이 전달되고, 그럼으로써 터빈 샤프트의 보다 안전한 냉각 및 냉각제의 재가열이 이루어진다.

Claims (14)

1. 주축(2)을 따라 뻗는 터빈 샤프트(1)로서, 작동 유체(4a)가 유입되는 유입 영역(3), 상기 유입 영역(3)으로부터 그리고 서로로부터 축방향으로 이격되어 배치되며 하나 이상의 관련 터빈 블레이드(6a, 6b)를 수용하기 위한 2개 이상의 리세스(5a, 5b), 및 냉각제(4b) 역할을 하는 작동 유체의 부분 흐름을 공급하기 위한 공급 라인(8) 및 배출 라인(9)과 연결되고 상기 유입 영역(3)과 소통되는 공동부(7)를 포함하며, 상기 공급 라인(8)은 흐름 방향에서 볼 때 상기 제 1 리세스(5a)의 하류에 위치한 샤프트 표면(12)에 연결되고, 상기 배출 라인(9)은 흐름 방향으로 볼 때 상기 제 1 리세스의 하류에 위치한 다른 리세스(5b)의 하류에서 샤프트 표면(12)에 연결되도록 구성된 터빈 샤프트(1).
2. 제 1항에 있어서, 상기 유입 영역(3)으로 유입하는 유체의 흐름을 나누기 위하여 상기 유입 영역(3)이 상기 주축(2)의 방향에서 상기 주축의 중간 영역(10)에 배치되는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 터빈 샤프트는 증기 터빈 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
4. 제 3항에 있어서, 상기 공급 라인(8)은 흐름 방향에서 볼 때 제 1회전 블레이드(16)의 하류에 위치한 샤프트 표면(12)에 연결되고, 배출 라인(9)은 흐름 방향에서 볼 때 제 1회전 블레이드(16)의 하류에 배치된 제 2회전 블레이드(17)의 흐름 방향의 하류에 위치한 샤프트 표면(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
5. 주축(2)을 따라 연장하고, 증기 터빈의 하우징(19)내에 배치된 터빈 샤프트(1)로서, 작동 유체(4a)가 유입되는 유입 영역(3), 상기 유입 영역(3)으로부터 그리고 서로로부터 이격되어 배치되고 하나 이상의 관련 터빈 블레이드(6a, 6b)를 수용하기 위한 2개 이상의 리세스(5a, 5b), 및 냉각제(4b) 역할을 하는 작동 유체의 부분 흐름의 공급 라인(8) 및 배출 라인(9)과 연결되고 상기 유입 영역(3)과 소통하는 공동부(7)를 포함하며, 상기 공급 라인(8)은 제 1 리세스(5a)의 흐름 방향 하류에서 샤프트 표면(12)에 연결되고, 상기 배출 라인(9)은 터빈 샤프트(1)의 단부 영역(8)을 통해 하우징(19) 내부로 유도되어 그 내부에서 흐름 방향 하류에 배치된 다른 리세스(5b)의 흐름 방향 하류 영역까지 유도되도록 구성된 터빈 샤프트(1).
6. 제 5항에 있어서, 상기 배출 라인(9)이 제 1 회전 블레이드(16)의 흐름 방향 하류에 배치된 추기 장소(20) 내부로 연결되는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 공동부(7)가 커버(11)에 의해서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 공급 라인(8) 및 상기 배출 라인(9) 또는 이들 중 어느 하나가 축방향 보어(13) 및 방사 방향 보어(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
9. 터빈내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법으로서, 제 1압력 레벨일 때는 냉각제(4b)의 역할을 하는 작동 유체의 부분 흐름이 제 1회전 블레이드(16)의 흐름 방향 하류에서 터빈 샤프트(1)내에 배치되고 유입 영역(3)과 소통하는 샤프트 표면(12)의 공동부(7)에 공급되고, 상기 제 1압력 레벨보다 더 낮은 제 2 압력 레벨일 때는 상기 샤프트 표면(12)에 연결된 배출 라인(9)을 거쳐 상기 터빈 샤프트(1)로부터 빼내지는 것을 특징으로 하는, 터빈내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 냉각제(4b)로서 전체 생증기 체적 유동의 1.0% 내지 4.0%의 증기 체적 유동을 상기 터빈 내부의 상기 공동부(7)에 공급하는 것을 특징으로 하는, 터빈내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법.
11. 제 3항에 있어서, 상기 증기터빈은 복류 중간압 부분 터빈인 것을 특징으로 하는 터빈 샤프트.
12. 제 5항에 있어서, 상기 증기터빈은 단류 중간압 부분 터빈인 것을 특징으로 하는, 터빈 샤프트.
13. 제 9항에 있어서, 상기 터빈은 증기 터빈(15)인 것을 특징으로 하는, , 터빈내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법.
14. 제 9항에 있어서, 상기 냉각제(4b)로서 상기 전체 생증기 체적 유동의 1.5% 내지 3%의 증기 체적 유동을 상기 증기 터빈(15) 내부의 상기 공동부(7)에 공급하는 것을 특징으로 하는, 터빈내에 배치된 터빈 샤프트(1)의 유입 영역(3)을 냉각하기 위한 방법.