KR101509439B1 - 이중 유동 증기 터빈을 개량하기 위한 방법 - Google Patents

이중 유동 증기 터빈을 개량하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

이중 유동 증기 터빈(1)을 개량하기 위한 방법은 상기 증기 터빈(1)의 외부 케이싱(21)을 개방하는 단계, 블레이드 캐리어들(5,6) 및 고정자 블레이드들(7,8)을 제거하는 단계, 입구 벨트(11b)를 갖는 내부 케이싱(11a)을 제거하는 단계, 이중 유동 회전자(2) 및 회전자 블레이드들(3,4)을 제거하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 방법은 상기 이중 유동 회전자(2)에 연결된 상기 회전자 블레이드들(3,4)과는 상이한 신규 회전자 블레이드들(24) 및 신규 단일 유동 회전자(23)를 제공하는 단계, 축방향 추력을 균형 맞추기 위하여, 상기 단일 유동 회전자(23)에 연결된 밸런서들을 제공하는 단계, 상기 이중 유동 회전자(2)와 연계된 상기 고정자 블레이드들(7,8)과는 상이한 신규 고정자 블레이드들(29) 및 신규 고정자 블레이드 캐리어들(28)을 제공하는 단계, 입구 벨트(31b)를 갖는 신규 내부 케이싱(31a)을 제공하는 단계, 상기 내부 케이싱(31a) 및 상기 외부 케이싱(21) 사이에 적어도 하나의 통로(30)를 제공하는 단계, 및 상기 외부 케이싱(21)을 폐쇄하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

이중 유동 증기 터빈을 개량하기 위한 방법{METHOD FOR RETROFITTING A DOUBLE FLOW STEAM TURBINE}
본 발명은 이중 유동 증기 터빈을 개량하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 이중 유동 증기 터빈을 도시한다.
이중 유동 증기 터빈(1)은 회전자 블레이드(3,4)를 운반하는 이중 유동 회전자(2)와, 고정자 블레이드(7,8)를 운반하는 대응하는 고정자 블레이드 캐리어(5,6)를 구비하여, 2개의 대칭 증기 경로(9,10)를 형성한다.
증기는 입구 벨트(11b)를 갖는 내부 케이싱(11a)을 경유하여 공급되고 증기 경로(9,10)를 통과하여 그때 배기 영역(13,14)을 통해서 방출되고; 상기 배기 영역(13,14)으로부터, 증기(S)는 콘덴서에 도달하기 위하여 콘덴서 네크(condenser neck;15)를 통과한다.
일부 경우에, 배기 영역(13,14)은 너무 크다; 예로서 증기 터빈 실제 동작은 설계 질량 유동 보다 작은 질량 유동으로 또는 설계 배압 보다 큰 배압으로 발생할 수 있다.
효율을 개선하고 성능을 극대화하기 위하여, 배기 영역(13,14)은 콘덴서의 실제 응량 조건들에 정합하기 위하여 변형되어야 한다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이중 유동 증기 터빈을 개량하기 위한 방법을 제공하는 것을 포함하고, 상기 방법에 의해서 개량된 증기 터빈이 배기 영역 및 콘덴서 조건들 사이에 개선된 정합을 갖는다.
기술적 과제의 범주 내에서, 본 발명의 양태는 증기 터빈의 효율 및 성능이 개선되는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태는 비용 및 시간 효과적인 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상기 양태 및 다른 양태와 함께, 기술적 과제는 첨부된 청구범위에 따른 방법을 제공함으로써 달성된다.
본 발명의 추가 특징 및 장점들은 양호하지만, 첨부된 도면의 비제한적인 예를 통해서 예시된 비배타적인 본 방법의 실시예의 설명으로부터 명확해진다.
도 1은 이중 유동 증기 터빈의 개략적인 길이방향 단면을 도시한 도면.
도 2는 단일 유동 증기 터빈의 개략적인 길이방향 단면을 도시한 도면.
도 3은 상호 연결된 2개의 단일 유동 증기 터빈의 예를 도시하는 도면.
도 1 및 도 2를 참조하여 기술된다.
배기 영역(13,14)이 콘덴서 조건들에 더욱 잘 정합하도록 이중 유동 증기 터빈(1)을 개량하기 위하여, 이중 유동 증기 터빈(1)은 단일 유동 증기 터빈(20)으로 변환된다.
개량의 시간 및 비용을 감소시키기 위하여, 단지 이중 유동 증기 터빈(1)의 내부 모듈만이 교체되고, [프레임, 후드, 프레임의 통상적인 부분인 베어링을 갖는] 외부 케이싱(21)은 교체되지 않는다. [즉, 이중 유동 증기 터빈(1)과 함께 사용된 최초 외부 케이싱(21)은 또한 단일 유동 증기 터빈(20)과 함께 사용된다.]
특히, 본 방법은 하기 단계들 즉,
- 외부 케이싱(21)을 개방하는 단계,
- 블레이드 캐리어(5,6) 및 고정자 블레이드(7,8)를 제거하는 단계,
- 입구 벨트(11b)를 갖는 내부 케이싱(11a)을 제거하는 단계,
- 이중 유동 회전자(2) 및 그에 연결된 회전자 블레이드(3,4)를 제거하는 단계를 포함한다.
따라서, 내부 모듈을 제거한 후에, 신규 내부 모듈이 외부 케이싱(21) 내에 도입된다.
특히, 본 방법은
- 이중 유동 회전자(2)에 연결된 상기 회전자 블레이드들(3,4)과는 상이한 신규 회전자 블레이드들(24) 및 신규 단일 유동 회전자(23)를 제공하여서(예로서, 이들은 더 길 수 있음), [2개의 증기 경로들(9,10)을 통해서 최초로 처리된] 전체 증기는 단일 유동 증기 터빈(20)의 하나의 단일 유동 경로(25)를 경유하여 처리될 수 있는 단계,
- 밸런서들을 제공하는 단계[예로서, 특정 실시예의 밸런스는 도 2의 도면부호 "27"로 지정되고, 상기 및 기타 실시예들의 밸런서는 하기에 더욱 상세하게 기술됨]; 밸런서(27)는 이중 유동 회전자(2)에 의해서 최초로 자연적으로 자체 균형을 이루는 축방향 추력을 균형 맞추기 위하여, 단일 유동 회전자(23)에 연결된다,
- 이중 유동 회전자(2)와 연계된 고정자 블레이드들(7,8)과는 상이한(예로서 더 길다) 신규 고정자 블레이드들(29) 및 신규 고정자 블레이드 캐리어들(28)을 제공하는 단계,
- 입구 벨트(31b)를 갖는 신규 내부 케이싱(31a)을 제공하는 단계,
- 상기 내부 케이싱(31a) 및 상기 외부 케이싱(21) 사이에 적어도 하나의 통로(30)를 제공하는 단계를 포함한다.
마지막으로, 본 방법은 상기 외부 케이싱(21)을 폐쇄하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 방법에 따라서 단일 유동 회전자(23)와 함께 사용된 상기 외부 케이싱(21)은 상기 이중 유동 회전자(2)를 갖는 동일한 외부 케이싱(21)이다.
특히, 도 1은 덕트들(41)을 경유하여 상기 외부 케이싱(21)의 히터 추출 포트들(37,38,39,40)에 연결된 추출 챔버들(33,34,35,36)을 갖는 이중 유동 증기 터빈(1)의 일 예를 도시한다.
모든 증기 터빈들이 추출 챔버들(33 내지 36)을 갖는 것은 아니다; 제공될 때 이들은 또한 교체되어야 하는 것이 명확하다.
따라서, 상기 추출 챔버들(33 내지 36)이 제공될 때, 상기 방법은 또한
- 상기 추출 챔버들(33 내지 36) 및 덕트들(41)을 제거하는 단계,
- 신규 추출 챔버들(42,43,44,45)을 제공하는 단계,
- 상기 신규 추출 챔버들(42 내지 45)을 상기 외부 케이싱(21)의 히터 추출 포트들(37 내지 40)에 연결하는 신규 덕트들(46)을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 히터 추출 포트들(37 내지 40)은 외부 케이싱(21)의 전체 길이에 걸쳐 연장되기 때문에, 신규 추출 챔버들(42 내지 45)은 단일 유동 증기 터빈(20)[특히 단일 유동 경로(25)]에 증기를 공급하도록 배열된 입구 벨트(31b)의 대향 축방향 측부들에 배치된다.
추가로, 또한 추출 챔버들(42,43,44, 45)을 함께 연결하는 채널들(47)이 제공된다.
특히, 상기 채널들(47)은 그 횡단면의 감소를 요구하지 않고 상기 입구 벨트(31b)를 극복하도록 된 것이다.
예로서, 도 2는 이러한 채널들(47)의 예를 개략적으로 도시하고; 상이한 실시예들에서 이들은 또한 상이한 구성을 갖는 것이 명확하다.
상기 밸런서들은 균형 피스톤들(27)일 수 있다(이는 도 2에 도시된 실시예이다).
대안으로 (도 3), 2개 또는 4개 또는 그 이상을 개량한 이후의 경우에, 단일 유동 증기 터빈(20)이 제공되고, 각각의 단일 유동 증기 터빈(20)은 다른 단일 유동 증기 터빈(20)의 추력을 균형 맞출 수 있다.
도 3에 있어서, 2개의 단일 유동 증기 터빈(20)은 서로 연결되는 것으로 도시되어 있다[특히, 그 회전자들(23)은 상호 연결되어 있다].
이러한 구성으로 인하여, 제 1 단일 유동 증기 터빈(20a)의 밸런서는 상기 제 1 단일 유동 증기 터빈(20a)과 연계된 제 2 단일 유동 증기 터빈(20b)을 포함하고 반대도 가능하며; 이러한 경우에, 상호 연계된 단일 유동 증기 터빈(20a,20b)은 대향 유동 방향들(F1,F2)을 갖는다.
유리하게는, 본 실시예에서 상기 상호 연계된 단일 유동 증기 터빈들(20a,20b)은 공통 입구 파이프(50)를 가지며; 이는 하나의 증기 터빈(20a 또는 20b)이 임의의 유동을 수용하지 않을 때, 다른 증기 터빈(20b 또는 20a)도 수용하지 않는 것을 보장한다.
본 방법은 단지 내부 모듈만이 교체되어야 하므로, 즉 외부 케이싱(21) 및 모든 연결부들이 교체되지 않으므로, 비용 효과적이고 시간 효과적이다.
자연스럽게, 상술한 형태들은 서로로부터 독립적으로 제공될 수 있다.
실제, 사용된 재료 및 치수들은 요구조건에 따라서 그리고 기술 상태에 따라서 선택될 것이다.
1: 이중 유동 증기 터빈
2: 이중 유동 회전자
3, 4: 회전자 블레이드들
5, 6: 고정자 블레이드 캐리어들
7, 8: 고정자 블레이드들
9, 10: 증기 경로들
11a: 내부 케이싱
11b: 입구 벨트
13, 14: 배기 영역들
15: 콘덴서 네크
20, 20a, 20b: 단일 유동 증기 터빈
21: 외부 케이싱
23: 단일 유동 회전자
24: 회전자 블레이드
25: 단일 유동 경로
27: 밸런서들
28: 고정자 블레이드 캐리어들
29: 고정자 블레이드들
30: 통로
31a: 내부 케이싱
31b: 입구 벨트
33, 34, 35: 추출 챔버들
37, 38, 39, 40: 히터 추출 포트들
41: 덕트들
42, 43, 44, 45: 추출 챔버들
46: 덕트들
47: 채널들
50: 공통 입구 파이프
F1, F2: 유동 방향
S: 증기

Claims (9)

  1. - 외부 케이싱(21),
    - 고정자 블레이드들(7,8)을 갖는 블레이드 캐리어들(5,6),
    - 입구 벨트(11b)를 갖는 내부 케이싱(11a),
    - 회전자 블레이드들(3,4)을 갖는 이중 유동 회전자(2)를 포함하는 이중 유동 증기 터빈(1)을 개량하기 위한 방법으로서,
    - 상기 외부 케이싱(21)을 개방하는 단계,
    - 상기 블레이드 캐리어들(5,6) 및 상기 고정자 블레이드들(7,8)을 제거하는 단계,
    - 상기 입구 벨트(11b)를 갖는 상기 내부 케이싱(11a)을 제거하는 단계,
    - 상기 이중 유동 회전자(2) 및 상기 회전자 블레이드들(3,4)을 제거하는 단계,
    - 상기 이중 유동 회전자(2)에 연결된 상기 회전자 블레이드들(3,4)과는 상이한 신규 회전자 블레이드들(24) 및 신규 단일 유동 회전자(23)를 제공하는 단계,
    - 축방향 추력을 균형 맞추기 위하여, 상기 단일 유동 회전자(23)에 연결된 밸런서(balancer)들을 제공하는 단계,
    - 상기 이중 유동 회전자(2)와 연계된 상기 고정자 블레이드들(7,8)과는 상이한 신규 고정자 블레이드들(29) 및 신규 고정자 블레이드 캐리어들(28)을 제공하는 단계,
    - 입구 벨트(31b)를 갖는 신규 내부 케이싱(31a)을 제공하는 단계,
    - 상기 내부 케이싱(31a) 및 상기 외부 케이싱(21) 사이에 적어도 하나의 통로(30)를 제공하는 단계, 및
    - 상기 외부 케이싱(21)을 폐쇄하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일 유동 회전자(23)와 함께 사용된 상기 외부 케이싱(21)은 상기 이중 유동 회전자(2)를 갖는 상기 동일한 외부 케이싱(21)인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중 유동 증기 터빈(1)은 덕트들(41)을 경유하여 상기 외부 케이싱(21)의 히터 추출 포트들(37,38,39,40)에 연결된 추출 챔버들(33,34,35,36)을 또한 갖고,
    상기 방법은 또한
    - 상기 추출 챔버들(33,34,35,36) 및 덕트들(41)을 제거하는 단계,
    - 신규 추출 챔버들(42,43,44,45)을 제공하는 단계,
    - 상기 신규 추출 챔버들(42,43,44,45)을 상기 외부 케이싱(21)의 상기 히터 추출 포트들(37,38,39,40)에 연결하는 신규 덕트들(46)을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 신규 추출 챔버들(42,43,44,45)은 증기를 상기 단일 유동 회전자(23)에 공급하도록 배열된 상기 입구 벨트(31b)의 대향 축방향 측부들에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 신규 추출 챔버들(42,43,44,45)을 함께 연결하는 채널들(47)을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런서들은 균형 피스톤들(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런서들은 다른 단일 유동 증기 터빈(20,20b,20a)과 연계된 단일 유동 증기 터빈(20,20a,20b)을 포함하고, 상기 단일 유동 증기 터빈(20a)의 유동 방향(F1)은 대향하여 위치된 단일 유동 증기 터빈(20b)의 유동 방향(F2)과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상호 연계된 단일 유동 증기 터빈들(20,20a,20b)은 공통 입구 파이프(50)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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