KR101040719B1 - 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소에서 고속으로 회전하는 증기터빈 로타를 보유 지지하는 틸팅패드 베어링 내에 설치된 밀봉구조에 관한 것으로, 특히 틸팅패드 베어링 성능 과 축계의 안정성 극대화 및 정비 비용을 절감할 수 있는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 로타축(1)을 2개의 분리된 케이싱(2)으로 감싸고 이 케이싱(2) 내에서 피봇(3)을 중심으로 상하좌우로 움직이는 틸팅패드(4)가 로타축(1)에 접하여 설치되며, 이 케이싱(2) 좌우에는 플로우팅 씰(5)을 갖춘 사이드 커버(6)가 설치되어 이루어진 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 있어서, 상기 플로우팅 씰(5)은 로타축(1)과의 접촉으로 생긴 마모홈(7)의 손상을 방지하기 위해 이 로타축(1) 방향으로 이동 설치하여 사이드 커버(6)와 사이에 오일댐(8)을 형성하여 이 로타축(1)을 밀봉시킨 구조로 이루어져 있다.

Description

증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조{Tilting pad bearing floating seal structure of turbine rotor}

본 발명은 발전소에서 고속으로 회전하는 증기터빈 로타를 보유 지지하는 틸팅패드 베어링 내에 설치된 밀봉구조에 관한 것으로, 특히 틸팅패드 베어링 성능 과 축계의 안정성 극대화 및 정비 비용을 절감할 수 있는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 관한 것이다.

발전소에 설치되는 증기터빈은 전력생산을 위해 고압 스팀에 의해 고속회전(3,600rpm) 하도록 되어 있으며, 이 증기터빈은 발전기에 연결된 로타축을 회전시키도록 되어 있다.

여기서 상기 증기터빈에 설치된 로타축을 보유 지지하는 베어링은 이 증기터빈의 로타의 하중을 지지하고 안정된 동 특성을 유지하기 위해 틸팅패드 베어링(Tilting pad bearing)을 적용하고 있다.

이러한 종래 틸팅패드 베어링(100)은 도 1과 도 2에 도시되 바와 같이 증기터빈의 로타축(101)에 접하여 이를 보유 지지하면서 상기 로타축(101)의 이상진동이나 흔들림 떨림 발생을 저감시키도록 되어 있는바, 즉 로타축(101)을 2개의 분리 된 케이싱(102)으로 감싸고, 상기 각각의 케이싱(102) 내에는 피봇(103)을 중심으로 상,하,좌,우로 움직이는 틸팅패드(104)가 로타축(101)에 접하여 설치되며, 이 케이싱(102)의 좌우에는 플로우팅 씰(105, Floating seal)이 내장된 사이드 커브(106)로 밀봉시킨 구조로 되어 있으므로, 상기 플로우팅 씰(105)에 의해 로타축(101)이 밀봉상태를 유지하게 되는데, 이는 플로우팅 씰(105)을 통해 배유되는 오일에 의해 로타축(101) 표면 사이에 유막이 형성되어 윤활되면서 로타축(101)이 회전하게 되어 있다.

그러나 종래 터빈로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조는 상기 플로우팅 씰(105)이 로타축(101) 표면에 직접 접촉됨에 따라 이 플로우팅 씰(105) 자체가 마모 손상될 뿐만 아니라, 로타축(101)까지 마모 손상시키는 문제점이 발생하게 되었다.

이를 부언하면, 상기 플로우팅 씰(105) 내면과 측면이 로타축(101)과 접촉되어 마모가 발생하게 되는데, 이는 도 3에 도시된 로타축 마모홈(107)의 상태로 손상을 야기시키며, 이러한 상태에서 계속 로타축(101)을 운전하게 되면 윤활불량으로 인한 베어링 손상과 더불어 로타축이 마모되어 진전되는 경우, 비틀림 응력에 의해 로타축이 파손될 위험이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플로우팅 씰과 로타축의 마모 손상을 근본적으로 방지하고 이 플로우팅 씰과 로타축이 마모 손상된 경우 이를 정비 개선함으로써 베어링 성능과 축계 안정성 극대화 및 정비 비용을 절감할 수 있는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로타축을 2개의 분리된 케이싱으로 감싸고 이 케이싱 내에서 피봇을 중심으로 상하좌우로 움직이는 틸팅패드가 로타축에 접하여 설치되며, 이 케이싱의 좌우에는 플로우팅 씰을 갖춘 사이드 커버가 설치되어 이루어진 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 있어서, 상기 플로우팅 씰은 로타축과의 접촉으로 생긴 마모홈의 손상을 방지하기 위해 로타 축방향으로 이동설치하여 사이드 커버와 사이에 오일댐을 형성하여 로타축을 밀봉시킨 구조로 되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조는 신규 적용되는 틸팅패드 베어링 구조 내지는 기존 설치된 틸팅패드 베어링 구조 모두에 적용 가능하며, 베어링 성능과 축계 안정성 극대화를 도모하면서 정비 비용을 절감할 수 있는 효과를 지닌다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고로 상세히 설명한다.

본 발명은 도 4에 자세히 도시하여 있는 바와 같이 로타축(1)을 2개의 분리된 케이싱(2)으로 감싸고 이 케이싱(2) 내에서 피봇(3)을 중심으로 상하좌우로 움직이는 틸팅패드(4)가 로타축(1)에 접하여 설치되며, 이 케이싱(2) 좌우에는 플로우팅 씰(5)을 갖춘 사이드 커버(6)가 설치되어 이루어진 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 있어서, 상기 플로우팅 씰(5)은 로타축(1)과의 접촉으로 생긴 마모홈(7)의 손상을 방지하기 위해 이 로타축(1) 방향으로 이동 설치하여 사이드 커버(6)와 사이에 오일댐(8)을 형성하여 이 로타축(1)을 밀봉시킨 구조로 되어 있다.

이 같은 본 발명은 상기 로타축(1)이 플로우팅 씰(5)에 의해 마모된 경우, 이 로타축(1) 마모가 손상부위인 마모홈(7)에 영향을 주지 않으면서 밀봉력을 최적화시키고, 상기 로타축(1)의 축방향 팽창량을 고려하여 상기 플로우팅 씰(5)은 이 로타축(1) 축방향으로 이동 설치한 밀봉구조를 갖는다.

그리고 상기 플로우팅 씰(5)은 로타축(1)의 접촉으로 손상되는 것을 최대한으로 방지하기 위해 알루미늄 재질로 변경 설치한다.

또한, 상기 플로우팅 씰(5)에 의해 형성된 오일댐(8)으로 인한 배유면적 조정을 위해 오일 드레인 홀을 조정하여 설치할 수 있음은 물론이다.

도 1은 일반적인 증기터빈의 전체 개략 단면도,

도 2 (A)와 (B)는 종래 틸팅패드 베어링의 조립 평, 측단면도들,

도 3은 도 2 (B)의 부분 확대 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 틸팅패드 베어링 밀봉구조를 보여주는 단면도로서, 도 3에 대응되는 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 로타축, 2 : 케이싱,

3 : 피봇(Pivot), 4 : 틸핑패드(Tilting pad),

5 : 플로우팅 씰(Floating seal), 6 : 사이드 커버,

7 : 마모홈, 8 : 오일댐.

Claims (1)

1. 로타축(1)을 2개의 분리된 케이싱(2)으로 감싸고 이 케이싱(2) 내에서 피봇(3)을 중심으로 상하좌우로 움직이는 틸팅패드(4)가 로타축(1)에 접하여 설치되며, 이 케이싱(2) 좌우에는 플로우팅 씰(5)을 갖춘 사이드 커버(6)가 설치되어 이루어진 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조에 있어서,

   상기 플로우팅 씰(5)은 로타축(1)과의 접촉으로 생긴 마모홈(7)의 손상을 방지하기 위해 이 로타축(1) 방향으로 이동 설치하여 사이드 커버(6)와 사이에 오일댐(8)을 형성하여 이 로타축(1)을 밀봉시킨 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 밀봉구조.

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