KR101023783B1 - 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스터빈의 다단축류 압축기(Axial multi-stage compressor)에서 고정익의 원주방향 간격조정을 위해 이 고정익 사이에 삽입 장착되는 심(Shim)의 이탈에 의해 발생되는 압축기의 회전익과 고정익의 손상을 방지하는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 가스터빈 압축기(10)에서 상하부 케이싱(2,3)의 원주방향으로 등각도 배치되는 고정익(1)들의 원주방향 간격을 조정하여 고정되는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조에 있어서, 상기 고정익(1)의 뿌리부위(1a)는 이웃한 고정익(1)의 뿌리부분 사이에 배치되는 심(7)의 두께만큼 연장한 두께(t)부분이 일체화되고 연삭 가공 처리된 구조로 형성되어 상하부 케이싱(2,3)에 고정되는 구조로 되어 있다.

Description

가스터빈 압축기의 고정익 고정구조{Stator vane set structure of gas turbine compressor}

본 발명은 가스터빈의 다단축류 압축기(Axial multi-stage compressor)에서 고정익의 원주방향 간격조정을 위해 이 고정익 사이에 삽입 장착되는 심(Shim)의 이탈에 의해 발생되는 압축기의 회전익과 고정익의 손상을 방지하는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조에 관한 것이다.

발전소에 설치되는 가스터빈은 고효율과 고출력을 위해 다단축류 압축기를 이용하여 대기중의 공기를 압축하며, 다단의 고정익(1)이 상하부 케이싱(2,3)에 설치되어 있으며, 이는 도 1에 도시되어 있다. 그리고 상기 상하부 케이싱(2,3)의 내부에는 다단 회전익(4)을 가진 압축기 로터(5)가 배치되고, 상하부 케이싱(2,3)은 이들의 접합 플랜지(6)를 매개로 서로 결합되어 진다.

이러한 구조를 갖는 종래 압축기의 상하 케이싱(2,3)에 조립되는 고정익(1)은 여러 개의 단으로 설치되어 수평분할 면까지 설치되는데, 상기 상하부 케이싱(2,3)에 각각 설치되는 고정익(1)이 돌출되어 서로 간섭되면 안되기 때문에 케이싱의 분할 수평면의 높이와 고정익의 높이를 일정하게 맞추기 위해 상기 고정익(1) 사이에 도 2와 같이 심(7, Shim)으로 고정익(1)의 높이를 조정하게 된다.

이러한 고정익(1)의 높이 조정을 드롭(Drop) 조정이라 하며, 각 단별로 드롭값의 설계치가 규정되어 있어, 드롭값이 설계치 이내에 되도록 정밀하게 조정하고 있다.

한편, 종래 상기 고정익(1) 사이에 삽입된 심(7)은 고정익(1)의 원주방향 열팽창으로 인한 이동과 압축공기 흐름에 의한 고정익의 흔들림으로 제 위치에서 이탈되는 현상이 종종 발생하게 되는데, 이 같이 고정익(1) 사이의 심(7)이 이탈되는 경우, 고정익 사이로 흘러가는 공기의 흐름이 매우 빠르기 때문에 심(7)이 흔들리게 되어 심(7)의 뿌리 부위가 손상되며, 이러한 현상은 고정익 사이의 간격조정이 불량할 때 자주 발생하게 된다.

고정익(1) 사이에서 심(7)이 돌출되면 압축기(10)의 압축공기 흐름에 저항이 생겨 웨이크(Wake)가 발생되며, 심(7)의 뿌리부위의 마모 손상으로 심(7)이 이탈되어 고속으로 회전중인 로터(5)의 회전익(4)과 충돌하게 되므로 회전익(4)의 손상을 유발시킨다.

또한, 심(7)이 이탈되는 경우 고정익(1) 사이의 간격이 커져 이 고정익이 흔들리게 되므로 고정익(11)의 뿌리부위에 프렛팅(Fretting) 마모를 발생시키고, 이는 고정익을 고정시키는 뿌리부위의 마모로 인해 결국 고정익 몸체가 탈락되어 압축기(10)의 고정익과 회전익에 대형 파단 손상을 초래하게 된다.

따라서 종래에도 도 3과 같이 고정익(1)과 고정익(1) 사이의 뿌리부분(1a)에 심(7)을 가공 처리하여, 볼트와 같은 체결수단으로 고정한 다음, 이 체결수단의 풀 림방지를 위해 용접하기 때문에 심(7)의 변형과 손상을 유발할 수 있으며, 또한 가공이 어렵고 분해조립이 번거로운 단점이 있었다.

상기와 같이 종래의 심을 이용한 고정익의 간격조정은 심의 탈락 우려가 있으면서 간격조정의 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 고정익의 원주방향 간격조정을 심을 이용하지 않고 고정익의 뿌리부위 두께를 이용하여 이 고정익들의 간격 조정이 이루어짐에 따라 종래와 같은 심 이탈에 의한 회전익과 고정익의 손상을 방지하는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스터빈 다단 축류 압축기에서 상하부 케이싱의 원주방향으로 등각도로 배치되는 고정익들의 원주방향 간격을 조정하여 고정되는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구에 있어서, 상기 고정익의 뿌리부위는 심의 두께만큼 연장한 두께부분으로 연삭 가공처리된 구조로 되어 있다.

상기와 같은 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조는 상하부 케이싱에 간격조정되어 장착되는 고정익의 이탈을 근본적으로 방지하기 때문에 고정익과 회전익의 손상을 예방할 뿐만 아니라, 고정익들의 간격조정도 보다 정밀하게 유지시킬 수 있는 효과를 지닌다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 가스터빈 다단 축류 압축기의 상하부 케이싱 분리도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고정익의 구조를 나타낸 도면이다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 기입하여 설명한다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 가스터빈 압축기(10)의 상하부 케이싱(2,3)에서 다단으로 간격 조정되어 설치 고정되는 고정익(1)의 고정구조로서, 도 4에 도시된 바와 같이 가스터빈 압축기(10)에서 상하부 케이싱(2,3)의 원주방향으로 등각도 배치되는 고정익(1)들의 원주방향 간격을 조정하여 고정되는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조에 있어서, 상기 고정익(1)의 뿌리부위(1a)는 이웃한 고정익(1)의 뿌리부분 사이에 배치되는 심(7)의 두께만큼 연장한 두께(t)부분이 일체화되고 연삭 가공 처리된 구조로 형성되어 상하부 케이싱(2,3)에 고정되는 구조로 되어 있다.

상기와 같이 본 발명은 고정익(1)의 원주방향 간격조정을 종래와 같이 심(7)을 이용하지 않고 이 고정익(1)의 뿌리부분(1a)을 심(1)의 두께만큼 크게 제작하여 연장한 두께(t)를 갖추고 있기 때문에 이 두께(t)를 이용하여 간격을 조정하여 고정시키는 구조로 되어 있는바, 이러한 고정방식으로 고정익(1)의 간격을 조정하면 심(7) 자체가 필요 없기 때문에 이 심(7)이 이탈되는 손상을 근본적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 필요량만큼 고정익(1)의 뿌리부분(1a)의 두께(t)를 연삭 가공하여 조정할 수 있기 때문에 간격조정도 정밀하게 조정하여 사용할 수 있다.

도 1은 일반적인 가스터빈 압축기의 분리 사시도,

도 2는 도 1의 A부분 확대도,

도 3은 종래 고정익의 원주방향 간격 조정을 위해 사용하는 간격조정 방식을 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 고정익 고정구조를 설명하는 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 고정익, 1a : 뿌리부분,

2 : 상부 케이싱, 3 : 하부 케이싱,

4 : 회전익, 5 : 로터(Rotor),

6 : 접합 플랜지, 7 : 심(Shim),

10 : 압축기, t : 두께.

Claims (1)

1. 가스터빈 압축기(10)에서 상하부 케이싱(2,3)의 원주방향으로 등각도 배치되는 고정익(1)들의 원주방향 간격을 조정하여 고정되는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조에 있어서,

   상기 고정익(1)의 뿌리부위(1a)는 이웃한 고정익(1)의 뿌리부분 사이에 배치되는 심(7)의 두께만큼 연장한 두께(t)부분이 일체화되고 연삭 가공 처리된 구조로 형성되어 상하부 케이싱(2,3)에 고정되는 것을 특징으로 하는 가스터빈 압축기의 고정익 고정구조.

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