KR101482573B1

KR101482573B1 - 가스터빈용 지지장치

Info

Publication number: KR101482573B1
Application number: KR20130030902A
Authority: KR
Inventors: 노우진; 이상언; 김경국
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2015-01-21
Also published as: EP2781700A3; KR20140115792A; US20140283529A1; US9752505B2; EP2781700B1; EP2781700A2

Abstract

가스터빈 운전에 따른 열팽창으로 인한 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력( 應力,stress)을 흡수하면서 높은 지지력을 가질 수 있도록, 베이스 프레임에 설치되어 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수할 수 있도록 지지하는 지지장치로서, 상기 지지장치는 가스터빈의 전방 베이스 프레임의 일측에 구비되어 열팽창에 따른 응력이 가스터빈의 후방 측으로 발생할 수 있도록 고정 지지하는 고정부재; 상기 가스터빈의 후방 베이스 프레임의 타측에 구비되어 열팽창에 의한 원주 방향과 축 방향의 응력을 흡수하는 흡수부재;를 포함하는 가스터빈용 지지장치를 제공한다.
그에 따라 지지장치의 설치가 번거로움 없이 간편하게 이루어질 수 있는 효과와 함께 가스터빈의 운전시 위험요소를 최소화하면서 보다 안정적으로 운전이 이루어질 수 있는 효과를 가지는 것이다.

Description

가스터빈용 지지장치{Supporting device for a gas turbine}

본 발명은 가스터빈의 지지장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 가스터빈 운전에 따른 열팽창으로 인한 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력( 應力,stress)을 흡수하면서 높은 지지력을 가질 수 있도록 한 가스터빈용 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈은, 압축기(Compressor), 연소기(Combustor), 터빈(Turbine)으로 구성되며, 상기 압축기는 외부 공기를 흡입하여 고온·고압으로 압축한 후 연소기로 보내고, 상기 연소기는 유입된 압축공기와 연료를 혼합하여 연소시킴과 아울러 연소시 발생된 고온·고압의 가스는 터빈으로 보내진다.

이렇게, 연소기에서 나온 고온·고압의 가스는 터빈의 동익(moving blade)을 통과하면서 터빈 회전축을 회전시키면서 발전기를 구동시켜 발전하게 되는 것이다.

아울러, 상기 압축기의 일측 전방에는 회전력을 감속하는 감속기가 연결된다.

상기와 같이 가스터빈을 구성하는 각 구성 요소는 베이스 프레임의 상부 전방으로부터 감속기, 압축기, 연소기 및 터빈이 통상적인 형태의 프레임에 의해 고정 설치된다.

이렇게, 베이스 프레임 상에 프레임에 의해 유동성 없이 고정 설치된 상태에서 가스터빈이 운전하게 되면, 가스터빈의 특성상 고속 회전과 고온으로 운전이 이루어짐에 따라 가스터빈의 원주 방향으로의 열팽창과 축 방향으로의 열팽창이 크게 발생하게 된다.

그러나, 종래 통상적인 가스터빈은 열팽창을 고려하지 않고 베이스 프레임 상에 프레임에 의해 유동없이 고정항으로써, 가스터빈 운전에 따른 열팽창에 의하여 열 변형이나 열 스트레스가 발생하게 되고, 그로 인해 가스터빈의 운전시 상당히 위험한 상황을 발생시키는 문제점이 초래되었다.

이러한 문제점을 해소하고자 종래에도 일본 공개특허공보 2008-184966호에 개시된 바와 같이 열변형에 따른 가스터빈의 케이싱 양측에 링크방식인 링크 플레이트가 장착되어 축 방향으로 응력을 억제하고 횡방향으로의 열변형은 슬리브 방식에 의해 억제하는 선행기술이 제안된 바 있다.

또한, 일본 공개특허공보 1996-270405호에 개시된 바와 같이 터빈 케이싱 양측에 축방향으로 발생하는 열팽창에 대해서는 휨성 판상지지체에 의해 응력을 억제하고, 반경 방향으로 발생하는 열팽창은 터빈 축을 감싸는 환상 저널 축받침에 의해 응력을 억제하는 기술이 제안된 바 있다.

(인용문헌 1) 일본 공개특허공보 2008-184966호 (인용문헌 2) 일본 공개특허공보 1996-270405호

그러나, 전자의 공개특허에 있어서는, 가스터빈이 운전하는 과정에서 발생하는 열팽창에 따른 응력을 억제하는 수단이 터빈 측에만 국한됨에 따라 감속기나 압축기 및 연소기에서 발생하는 열팽창에 대한 대책이 없었으며, 축 방향과 횡 방향으로의 응력에 대한 수단이 각각 별도로 구성됨에 따라 구조적으로 복잡할 뿐만 아니라 설치 또한 상당히 번거로운 문제점을 가지고 있었다.

또한, 후자의 공개특허 역시 열팽창에 따른 응력 억제를 터빈 측에서만 이루어질 수 있도록 함으로써, 전자의 문제점인 감속기나 압축기 및 연소기에서 발생하는 열팽창에 대한 대책이 없었으며, 특히 반경방향으로의 열팽창을 억제하기 위한 구조 역시 상당히 복잡할 뿐만 아니라 설치 또한 상당히 번거로운 문제점을 가지고 있었다.

그리고, 무엇보다도 가스터빈의 운전시 열팽창이 일측 방향으로 발생하는 것이 아니라 축 방향에서는 전방과 후방으로 동시에 발생함에 따라 전술한 각각의 공개특허의 경우 터빈으로만 국한되어 있어, 열팽창에 따른 응력 억제가 그리 효율적으로 이루어지지 않는 문제점을 갖고 있었다.

본 발명의 주된 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스터빈 운전에 따른 열팽창으로 인한 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력( 應力,stress)을 흡수하면서 높은 지지력을 가질 수 있도록 한 가스터빈용 지지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 가스터빈 운전에 따른 열팽창이 일측 방향으로만 이루어지면서 열팽창이 이루어지는 타측 방향에서 원주 방향과 축 방향으로의 응력이 용이하게 흡수될 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열팽창에 의한 원주 방향과 축 방향의 응력을 간단한 구조를 가지는 하나의 부재에서 원활하게 흡수될 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열팽창에 따른 최대한의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열팽창에 따른 상향으로의 응력에 대해서도 용이하게 대처할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 탄성력에 의하여 응력에 대해서도 높은 대응력을 가질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열팽창에 따른 유동범위를 제한할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유동범위 제한이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스 프레임에 설치되어 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수할 수 있도록 지지하는 지지장치로서, 상기 지지장치는 가스터빈의 전방 베이스 프레임의 일측에 구비되어 열팽창에 따른 응력이 가스터빈의 후방 측으로 발생할 수 있도록 고정 지지하는 고정부재; 상기 가스터빈의 후방 베이스 프레임의 타측에 구비되어 열팽창에 의한 원주 방향과 축 방향의 응력을 흡수하는 흡수부재;를 포함한다.

상기 고정부재는 열팽창시 가스터빈의 후방 측으로 응력이 발생되도록 가스터빈의 감속기 하우징의 양측단과 체결 고정되는 제1 고정부재, 압축기의 흡입덕트 양측단과 체결 고정되는 제2 고정부재를 포함한다.

상기 흡수부재는 가스터빈의 터빈 하우징의 양측단과 체결 고정되어 원주 방향의 응력을 흡수하는 제1 유동부, 축 방향으로의 응력을 흡수하는 제2 유동부가 일체로 구비된다.

상기 제2 유동부는 열팽창에 따른 축 방향으로 응력 발생시 수직으로 위치할 수 있도록 가스터빈의 전방 측으로 기울기를 갖도록 구비된다.

상기 제1 유동부는 상단이 터빈 하우징과 체결 브래킷에 의해 체결 고정되며, 하단은 상기 제2 유동부와 연결구로 체결되어 축 방향과 같은 방향의 나란한 방향으로 형성된 판상의 지지패널로 구성된다.

상기 제2 유동부는 상단이 상기 제1 유동부재와 연결구로 체결 고정되며, 하단은 베이스 프레임 상에 장착되는 베이스부재와 장착부재로 장착되어 상기 지지패널과 직교되는 방향으로 체결되는 판상의 유동패널로 구성된다.

상기 연결구는 수평판, 상기 수평판의 상면에 상기 지지패널과 체결되는 제1 체결편, 밑면에 상기 유동패널과 체결되는 제2 체결편이 상호 직교되는 방향으로 형성된다.

상기 베이스부재와 장착부재 사이에는 높낮이 조절패드가 적어도 하나 이상의 더 포함한다.

상기 베이스부재는 베이스 프레임에 장착되는 플랜지, 상기 플래지의 상면으로부터 돌출되어 상기 장착부재가 체결되는 돌출장착면으로 형성된다.

상기 장착부재는 돌출장착면에 체결되는 장착판, 상기 장착판의 상면에 상기 유동패널의 하단과 체결되는 장착편으로 구성된다.

상기 지지패널과 유동패널은 탄성체인 것이 바람직하다.

상기 지지패널과 유동패널은 적어도 하나 이상의 겹쳐지게 체결 고정되는 것이 바람직하다.

상기 흡수부재 사이에는 열팽창에 따른 응력 범위를 제한하는 제한부재를 더 포함한다.

상기 제한부재는 가스터빈의 축 중심과 일치되지 않은 일측에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 제한부재는 베이스 프레임 상에 장착되는 장착플랜지, 상기 장착플랜지의 상면 양측에 상기 터빈 하우징에 장착된 유동방지턱이 삽입되는 한 쌍의 유동제한 포스트를 구비한다.

상기 유동제한 포스트의 상단 내측면에는 유동방지턱과 접촉되는 패드가 더 구비된다.

상기 유동제한 포스트의 상부는 축 방향의 중심 방향으로 기울기를 갖도록 형성된다.

본 발명은 가스터빈 운전시 발생하는 열팽창에 따른 원주 방향과 축 방향으로의 응력에 대하여 일측 방향으로만 열팽창이 이루어질 수 있도록 하면서 간단한 구조를 가지는 하나의 부재에 의해 원주 방향과 축 방향으로의 응력을 원활하게 흡수할 수 있도록 함으로써, 지지장치의 설치가 번거로움 없이 간편하게 이루어질 수 있는 효과와 함께 가스터빈의 운전시 위험요소를 최소화하면서 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 안정적인 운전으로 인한 가스터빈의 손상이나 사고를 최소화할 수 있는 효과도 갖는다.

또한, 간단한 구조를 가지는 지지장치에 의하여 조립성과 신뢰성이 높은 효과도 갖는다.

또한, 열팽창에 따른 응력의 유동범위를 제한함으로써, 더욱더 높은 안정성을 확보할 수 있는 효과도 갖는다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 따른 본 발명 흡수부재를 개략적으로 나타낸 확대도,
도 3은 본 발명이 가스터빈에 설치된 상태의 정면도,
도 4는 도 3에 따른 본 발명의 흡수부재가 설치된 상태의 측면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 것으로,
도 5a는 축 방향의 열팽창에 대한 응력이 흡수되는 상태의 정면도,
도 5b는 원주 방향의 열팽창에 대한 응력이 흡수되는 상태의 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 본 발명 흡수부재를 개략적으로 나타낸 확대도이고, 도 3은 본 발명이 가스터빈에 설치된 상태의 정면도이며, 도 4는 도 3에 따른 본 발명의 흡수부재가 설치된 상태의 측면도이다.

도시된 바와 같이 통상 베이스 프레임(200)의 전방으로부터 후방 측으로 감속기(110), 압축기(120), 연소기(130) 및 터빈(140)이 순차적으로 설치되어 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈(100)의 열팽창에 따른 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력을 흡수할 수 있도록 지지장치를 구비한다.

본 발명은 가스터빈 운전에 따른 열팽창으로 인한 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력을 흡수하면서 높은 지지력을 가질 수 있도록 한 가스터빈용 지지장치를 제공한다.

본 발명에 따른 지지장치(1)는 가스터빈(100)의 전방 베이스 프레임(200)의 일측에 구비되어 열팽창에 따른 응력이 감속기(110)가 설치된 전방 측으로 발생하지 않고 가스터빈(100)의 후방 측으로, 즉 터빈(140) 측 방향의 일측 방향으로만 발생할 수 있도록 고정 지지하는 고정부재(10)와; 상기 가스터빈(100)의 후방 베이스 프레임(200)의 타측에 구비되어 열팽창에 의한 원주 방향과 축 방향의 응력을 흡수하는 흡수부재(20);를 포함하는 것을 나타낸 것이다.

다시 말해서, 가스터빈의 운전에 따른 열팽창이 축 방향의 전,후방향 양측으으로 발생하는 것이 아니라 전방 측을 고정부재에 의하여 강력하게 고정 지지하여 후방 측의 일측 방향으로만 발생할 수 있도록 한다.

상기 고정부재(10)는 열팽창시 가스터빈(100)의 전방 측, 즉 감속기(110)가 위치한 방향이 아닌 터빈(140)이 위치한 후방 측으로 응력이 발생되도록 가스터빈(100)의 감속기 하우징(112)의 양측단과 통상적인 플랜지 결합방식에 의해 유동성 없이 체결 고정되는 통상적인 고정프레임 형태의 제1 고정부재(12)와, 압축기(120)의 흡입덕트(122) 양측단과 통상의 플랜지 결합방식에 의해 유동성 없이 체결 고정되는 통상의 받침 프레임 형태의 제2 고정부재(14)를 포함한다.

그에 따라 베이스 프레임의 전방에 위치하는 가스터빈의 감속기와 압축기의 흡입덕트를 유동성 없이 강력하게 체결 고정함으로써, 가스터빈 운전시 발생하는 열팽창이 강력하게 체결 고정된 상기 감속기와 흡입덕트에 의하여 전방 측으로 발생하지 않고 터빈이 위치하는 후방 측으로만 발생하도록 유도하는 것이다.

상기 흡수부재(20)는 가스터빈(100)의 터빈 하우징(142)의 양측단과 체결 고정되어 열팽창에 따른 원주 방향의 응력을 흡수하는 제1 유동부(22)와, 축 방향으로의 응력을 흡수하는 제2 유동부(26)가 일체로 구비되는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 고정부재에 의하여 후방 측으로 발생하는 열팽창에 대한 원주 방향과 축 방향으로의 응력을 별도로 분할된 형태가 아니라 간단한 구조를 가지는 하나의 흡수부재에 의하여 원주 방향과 축 방향으로의 응력을 동시에 흡수할 수 있도록 함으로써, 설치가 번거로움 없이 간단하고 편리하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 원주 방향과 축 방향으로 발생하는 응력에 대하여 높은 지지력과 대응력을 가질 수 있는 조건을 가진다.

그리고, 상기 제2 유동부(26)는 열팽창에 따른 축 방향으로 응력 발생시 수직으로 위치할 수 있도록 가스터빈(100)의 전방 측으로 기울기를 갖도록 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 축 방향으로의 열팽창을 고려하여 미리 계산되거나 측정에 의하여 구비된 데이터를 통하여 상기 제2 유동부를 전방 측으로 경사지게 기울기를 갖도록 함에 따라 열팽창에 따른 축 방향으로 응력 발생시 제2 유동부가 수직선 상으로 위치하여 가스터빈의 운전에 따른 안정성을 최대한 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1 유동부(22)는 상단이 터빈 하우징(142)과 체결 브래킷(23)에 의해 체결 고정되며, 하단은 상기 제2 유동부(26)와 서로 직교되는 방향으로 체결될 수 있도록 연결구(25)로 체결되어 축 방향과 같은 방향의 나란한 방향으로 형성된 판상의 지지패널(24)로 구성된다. 즉, 열행창에 따른 원주 방향으로 발생하는 응력에 대하여 좌,우로의 유동성을 가지면서 흡수하는 것이다.

또한, 상기 체결 브래킷은 지지패널의 상부와 체결 고정시 체결 공간이나 조립성에 따라 별도의 부재와 함께 체결 고정할 수 있도록 한 것이며, 경우에 따라 지지패널의 상단을 터빈 하우징에 직접적으로 체결 고정하여도 무방하다.

상기 제2 유동부(26)는 상단이 상기 제1 유동부(22)와 직교되는 방향으로 체결되는 연결구(25)로 체결 고정되며, 하단은 베이스 프레임(200) 상에 장착되는 베이스부재(27)와 장착부재(28)로 장착되어 상기 지지패널(24)과 직교되는 방향으로 체결되는 판상의 유동패널(29)로 구성된다. 즉, 열팽창에 따른 축 방향으로의 응력 발생시 상기 유동패널이 전,후로 유동성을 가지면서 흡수하는 것이다.

상기 연결구(25)는 통상 판 형태의 수평판(25a), 상기 수평판(25a)의 상면에 상기 지지패널(24)과 통상의 볼트 및 너트로 체결되는 제1 체결편(25b), 밑면에 상기 유동패널(29)과 통상의 볼트 및 너트로 체결되는 제2 체결편(25c)이 상호 직교되는 방향으로 형성된다. 즉, 상기 연결구는 지지패널과 유동패널이 원주 방향과 축 방향으로의 응력을 흡수할 수 있도록 서로 직교되게 체결 고정되도록 하는 역할을 한다.

상기 베이스부재(27)와 장착부재(28) 사이에는 높낮이 조절패드(30)가 적어도 하나 이상의 더 포함한다. 이때, 상기 높낮이 조절패드는 열팽창에 따른 미리 계산되거나 측정된 데이터를 통하여 높낮이 조절패드를 하나 또는 하나 이상을 개재시켜 상향으로의 응력에 대하여 대응할 수 있도록 한다.

상기 베이스부재(27)는 베이스 프레임(200)에 통상의 볼트 및 너트에 의해 장착되는 플랜지(27a)와, 상기 플랜지(27a)의 상면으로부터 돌출되어 상기 장착부재(28)가 체결되는 돌출장착면(27b)으로 형성된다. 이때, 상기 돌출장착면은 높낮이 조절이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 응력에 대해서도 높은 대응력을 가질 수 있도록 하기 위해 플랜지의 상면으로부터 돌출되게 형성된 것이다.

상기 장착부재(28)는 돌출장착면(27b)에 통상의 볼트 및 너트에 의해 체결되는 장착판(28a)과, 상기 장착판(28a)의 상면에 상기 유동패널(29)의 하단과 통상의 볼트 및 너트에 의해 체결되는 장착편(28b)으로 구성된다.

상기 지지패널(24)과 유동패널(29)은 열팽창에 따른 응력에 대하여 뛰어난 유동성을 가지면서 높은 지지력을 가질 수 있는 통상의 스프링강 등과 같은 탄성체인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지패널(24)과 유동패널(29)은 열팽창에 대하여 더욱더 높은 대응력을 가져 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 하나 이상의 겹쳐지게 체결 고정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 양측에 위치하는 흡수부재(20) 사이에는 열팽창에 따른 응력 범위를 제한하는 제한부재(40)를 더 포함하며, 상기 제한부재(40)는 가스터빈의 축 중심과 일치되지 않은 일측에 위치하는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 상기 제한부재는 높은 응력에 대하여 일정한 유동 범위를 벗어나지 않도록 제한함에 따라 가스터빈의 운전으로 인해 발생하는 열팽창에도 전체적인 안정성을 최대한 확보할 수 있는 것이다.

또한, 가스터빈의 축 중심에서 일치되지 않고 일측에 위치시킴으로써, 응력으로 인한 뒤틀림 등을 대해서도 더욱더 높은 지지력으로 지지할 수 있도록 한다.

상기 제한부재(40)는 베이스 프레임(200) 상에 통상의 볼트 및 너트로 장착되는 장착플랜지(42)와, 상기 장착플랜지(42)의 상면 양측에 상기 터빈 하우징(142)에 장착된 유동방지턱(44)이 고정되지 않고 삽입되는 한 쌍의 유동제한 포스트(46)가 소정간격을 갖도록 구비한다.

즉, 터빈 하우징에 장착된 유동방지턱이 유동제한 포스트에 체결 고정되는 것이 아니라 소정 간격으로 이격되어 있는 사이에 삽입되어 있는 상태에서 어느 일 측으로 응력이 발생할 경우, 그 응력이 발생하는 측의 유동제한 포스트와 접촉되면서 유동범위를 안정적으로 제한하게 되는 것이다.

또한, 상기 유동제한 포스트(46)의 상단 내측면에는 유동방지턱(44)과 접촉시 마찰되는 현상을 최소화하여 원활하게 슬라이딩될 수 있도록 패드(46a)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 유동제한 포스트(46)의 상부는 가스터빈의 축 중심과 일치하지 않고 일측으로 위치하는 관계로, 축 방향의 중심 방향으로 기울기를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 유동제한 포스트의 상부가 축 방향의 중심 방향으로 기울기를 가짐에 터빈이 열팽에 따른 유동성에 대하여 더욱더 높은 지지력으로 지지하여 유동범위를 용이하게 제한한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 사용 상태를 첨부된 도면 도 5a 내지 도 5b를 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

가스터빈의 운전에 따른 열팽향으로 인해 발생하는 응력에 대하여 베이스 프레임(200)의 전방으로 제1,2 고정부재(12)(14)인 고정부재(10)에 의해 고정된 감속기(110)나 압축기(120)의 흡입덕트(122) 측으로는 응력이 발생하지 않게 되고, 연소기(130)나 터빈(140) 측 방향으로 응력이 발생하게 된다.

이렇게, 연소기나 터빈 측 방향으로 발생하는 응력 중에서도 축 방향으로 발생하는 응력은 도 5a에 도시된 바와 같이 흡수부재(20)인 제2 유동부(26)의 유동패널(29)이 전,후로 유동성을 가지면서 흡수하여 안정적으로 지지가 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 축 방향 뿐만 아니라 원주 방향으로 발생하는 응력에 대해서는 도 5b에서와 같이 흡수부재(20)인 제1 유동부(22)의 지지패널(24)이 좌,우로 유동성을 가지면서 흡수함에 따라 안정적으로 지지가 이루어질 수 있는 것이다.

그에 따라 열팽창에 따른 응력이 전방 측에서 후방 측의 일측 방향으로만 일어질 수 있도록 함과 아울러 원주 방향과 축 방향으로의 응력 역시 하나의 간단한 구조를 가지는 흡수부재에 의하여 흡수가 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 가스터빈 운전에 따른 열팽창에도 위험요소 없이 안정적으로 운전이 이루어질 수 있는 조건을 가지는 것이다.

또한, 원주 방향과 축 방향으로의 응력은 높은 상향으로의 유동성에 대해서도 흡수부재를 구비되는 높낮이 조절패드에 의하여 일부 보상이 이루어짐에 따라 더욱더 안정적이 운전이 이루어질 수 있는 것이다.

또, 흡수부재(20) 사이에 개재되어 응력 범위를 제한하는 제한부재(40)에 의하여 열팽창에 따른 응력의 유동성을 최대한 제한함으로써, 가스터빈의 운전시 보다 높은 안정성을 가지면서 운전이 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 응력이 발생이 일측 방향으로 일어질 수 있도록 함과 아울러 간단한 구조를 가지는 하나의 흡수부재에 의하여 원주 방향과 축 방향으로의 응력이 원활하게 흡수될 수 있도록 함으로써, 설치상의 편리성을 제공함은 물론 가스터빈의 운전 또한 더욱더 안정적으로 이루어질 수 있는 조건을 가진다.

1 : 지지장치
10 : 고정부재 12 : 제1 고정부재
14 : 제2 고정부재 20 : 흡수부재
22 : 제1 유동부 23 : 체결 브래킷
24 : 지지패널 25 : 연결구
25a : 수평판 25b : 제1 체결편
25c : 제2 체결편 26 : 제2 유동부
27 : 베이스부재 27a : 플랜지
27b : 돌출장착면 28 : 장착부재
28a : 장착판 28b : 장착편
29 : 유동패널 30 : 높낮이 조절패드
40 : 제한부재 42 : 장착플랜지
44 : 유동방지턱 46 : 유동제한 포스트
46a : 패드 100 : 가스터빈
110 : 감속기 112 : 감속기 하우징
120 : 압축기 122 : 흡입덕트
130 : 연소기 140 : 터빈
142 : 터빈 하우징 200 : 베이스 프레임

Claims

베이스 프레임에 설치되어 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수할 수 있도록 지지하는 지지장치로서,
상기 지지장치는 가스터빈의 전방 베이스 프레임의 일측에 구비되어 열팽창에 따른 응력이 가스터빈의 후방 측으로 발생되도록 상기 가스터빈의 감속기 하우징과 압축기의 흡입덕트를 각각 고정 지지하는 고정부재;
상기 가스터빈의 후방 베이스 프레임의 타측에 상기 가스터빈의 터빈 하우징과 체결 고정되어 열팽창에 의한 원주 방향과 축 방향의 응력을 동시에 흡수하는 흡수부재;를 포함하되,
상기 고정부재는 열팽창시 가스터빈의 후방 측으로 응력이 발생되도록 가스터빈의 감속기 하우징의 양측단과 체결 고정되는 제1 고정부재, 압축기의 흡입덕트 양측단과 체결 고정되는 제2 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
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제1항에 있어서,
상기 흡수부재는 가스터빈의 터빈 하우징의 양측단과 체결 고정되어 원주 방향의 응력을 흡수하는 제1 유동부, 축 방향으로의 응력을 흡수하는 제2 유동부가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 유동부는 열팽창에 따른 축 방향으로 응력 발생시 수직으로 위치할 수 있도록 가스터빈의 전방 측으로 기울기를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 유동부는 상단이 터빈 하우징과 체결 브래킷에 의해 체결 고정되며, 하단은 상기 제2 유동부와 연결구로 체결되어 축 방향과 같은 방향의 나란한 방향으로 형성된 판상의 지지패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 유동부는 상단이 상기 제1 유동부재와 연결구로 체결 고정되며, 하단은 베이스 프레임 상에 장착되는 베이스부재와 장착부재로 장착되어 상기 지지패널과 직교되는 방향으로 체결되는 판상의 유동패널로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제6항에 있어서,
상기 연결구는 수평판, 상기 수평판의 상면에 상기 지지패널과 체결되는 제1 체결편, 밑면에 상기 유동패널과 체결되는 제2 체결편이 상호 직교되는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제6항에 있어서,
상기 베이스부재와 장착부재 사이에는 높낮이 조절패드가 적어도 하나 이상의 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제8항에 있어서,
상기 베이스부재는 베이스 프레임에 장착되는 플랜지, 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되어 상기 장착부재가 체결되는 돌출장착면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제9항에 있어서,
상기 장착부재는 돌출장착면에 체결되는 장착판, 상기 장착판의 상면에 상기 유동패널의 하단과 체결되는 장착편으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지패널과 유동패널은 탄성체인 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제11항에 있어서,
상기 지지패널과 유동패널은 적어도 하나 이상의 겹쳐지게 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제3항에 있어서,
상기 흡수부재 사이에는 열팽창에 따른 응력 범위를 제한하는 제한부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제13항에 있어서,
상기 제한부재는 가스터빈의 축 중심과 일치되지 않은 일측에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제14항에 있어서,
상기 제한부재는 베이스 프레임 상에 장착되는 장착플랜지, 상기 장착플랜지의 상면 양측에 상기 터빈 하우징에 장착된 유동방지턱이 삽입되는 한 쌍의 유동제한 포스트를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제15항에 있어서,
상기 유동제한 포스트의 상단 내측면에는 유동방지턱과 접촉되는 패드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 유동제한 포스트의 상부는 축 방향의 중심 방향으로 기울기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 지지장치.