KR101745697B1 - 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈 - Google Patents

케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈 Download PDF

Info

Publication number
KR101745697B1
KR101745697B1 KR1020160162805A KR20160162805A KR101745697B1 KR 101745697 B1 KR101745697 B1 KR 101745697B1 KR 1020160162805 A KR1020160162805 A KR 1020160162805A KR 20160162805 A KR20160162805 A KR 20160162805A KR 101745697 B1 KR101745697 B1 KR 101745697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
key
wedge
guide
screw
inner casing
Prior art date
Application number
KR1020160162805A
Other languages
English (en)
Inventor
이광섭
Original Assignee
주식회사 일진파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 일진파워 filed Critical 주식회사 일진파워
Priority to KR1020160162805A priority Critical patent/KR101745697B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101745697B1 publication Critical patent/KR101745697B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F01D25/265—Vertically split casings; Clamping arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F01D25/285—Temporary support structures, e.g. for testing, assembling, installing, repairing; Assembly methods using such structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

발전용 증기 또는 가스 터빈의 내부 케이싱과 외부 케이싱을 연결하는 기브키 구조에 있어서, 기브키와 기브 블록 사이의 틈새가 가변 되는 기브키 구조를 사용함으로써 내부 케이싱의 정렬 및 조립을 용이하게 하는 것이 특징이다. 또한, 터빈이 열평형상태에 도달하지 않은 상태에서 내부 케이싱의 반경 방향 열팽창에 대응하여 초기 설정된 기브키 구조의 두께가 미세하게 감소되도록 하여 내부 케이싱이 열팽창 될 때 기브키와 기브 블록 사이의 마찰 계수 차이가 줄어들도록 한 것이 특징이다.

Description

케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈{Power Generating Turbine Having Adjustable Gib Key for Casing Alignment}
본 발명은 발전용 증기 또는 가스 터빈의 내부 케이싱과 외부 케이싱을 연결하는 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
통상 증기 터빈의 내부 케이싱(casing)과 외부 케이싱은 상하측에 기브키(gib key) 구조를 이용해 고정된다. 기브키 구조는 기브키와 기브 블록(gib block)으로 구성된다. 기브키는 내부 케이싱의 외측에 돌출되어 형성되고, 기브 블록은 외부 케이싱의 내측에 형성된다. 외부 케이싱은 기초에 고정되어 있으며 터빈 로터의 정렬에는 내부 케이싱의 위치 조정도 포함된다.
터빈의 축 정렬은 터빈의 상태 변화, 운전 기간, 운전 조건 등 다양한 이유로 다시 조정될 필요가 있다. 터빈을 수년간 운전하면 기초 변화, 열응력 및 진동에 의한 위치 변동, 각종 케이싱 키 및 심 플레이트(shim plate), 고정 볼트의 마멸과 이완 또는 배관을 포함한 구조물의 변화 등으로 인해 정밀하게 조정된 케이싱의 배열이 변동하게 된다. 터빈 케이싱은 외부 케이싱과 내부 케이싱의 이중 구조로 되어 있으며, 외부 케이싱을 정렬한 다음 외부 케이싱을 기준으로 내부 케이싱을 정렬한다.
증기 터빈은 내부가 고온으로 상승하기 때문에 반경 방향 및 특히 축 방향으로 상당한 열팽창이 발생한다. 회전체인 로터의 열팽창이 가장 크고, 고온 스팀이 지나가는 내부 케이싱의 열변형도 크다. 내부 케이싱이 외부 케이싱에 고정되면 열팽창에 의한 변형으로 각종 틈새가 커져 발전 효율이 감소하거나 터빈 부품의 변형을 초래해 심각한 고장의 원인이 될 수 있다. 기브키는 내부 케이싱의 반경 방향 및 축 방향으로는 기브 블록에 대해 슬라이딩함으로써 열팽창을 허용하되 터빈 로터의 회전 방향 및 횡 방향의 움직임을 제한하는 역할을 한다.
터빈은 기브키와 기브 블록 사이의 틈새에 소정 두께의 심 플레이트가 삽입되어 조립됨으로써 외부 케이싱에 대한 내부 케이싱의 위치가 조정되어 터빈의 축 정렬이 이루어진다. 기브키와 기브 블록 사이의 위치 조정은 심 플레이트의 변경 설치와 정렬 상태 확인이 여러 차례 반복되는 시간과 노동력이 많이 소요되는 작업이다.
미국 공개특허공보 제2004-0057826호 ‘Turbine installation, especially steam turbine installation'
본 발명은 발전용 저압 증기 터빈의 내부 케이싱과 외부 케이싱을 서로 고정시키는 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈에 관한 것으로, 기브키와 기브 블록 사이의 틈새가 가변 되는 구조를 제공함으로써 내부 케이싱의 정렬 및 조립을 용이하게 하는 것이 목적이다.
한편, 선행기술문헌인 미국 공개특허공보 제2004-0057826호 ‘Turbine installation, especially steam turbine installation'에는 여러 단으로 구성된 터빈 시스템에 있어서, 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이에 롤러 등을 포함한 베어링 면을 형성하여 축 방향 변위에 대해 민감하게 반응하여 이동되도록 형성한 바 있다. 특히, 내부 케이싱의 축 방향 열변위가 2 mm보다 작은 경우 통상의 심 플레이트와 기브키를 사용하여서는 기브키와 기브 블록 사이의 마찰력 때문에 기브키가 열팽창에 대응하여 내부 케이싱의 팽창 방향으로 미끄러지지 못함을 시사하고 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 상황에서도 터빈 로터의 열팽창에 대응하여 기브키가 원활하게 이동되도록 하는 것이 목적이다.
본 발명에서는 터빈 시스템의 내부 케이싱과 외부 케이싱이 열적 평형상태에 도달하기 전 내부 케이싱의 온도가 급격히 상승하는 경우, 내부 케이싱의 반경 방향 열팽창에 대응하여 직접적으로 기브키와 기브 블록 사이의 틈새를 미세하게 감소시켜 마찰력을 감소시키는 구조를 제공하는 것이 특징이다. 시간이 경과하여 내부 케이싱과 외부 케이싱이 열평형 상태에 도달하면 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이의 반경 방향 간격은 감소하고 마찰력은 회복될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 내부 케이싱과 외부 케이싱을 연결하는 기브키(gib key) 구조는, 내부 케이싱의 외주면에서 돌출되어 형성된 기브키; 외부 케이싱의 내주면에 형성되고 기브키의 폭 방향 양측면에서 이격되도록 배치된 기브 블록; 기브 블록에 고정되는 가이드; 가이드의 일측 부재와 기브키의 일측면 사이에 배치되는 제1쐐기; 제1쐐기와 기브키의 일측면 사이에 배치되는 제2쐐기; 제2쐐기의 일단에 연결되는 플레이트; 가이드의 타측 부재 및 플레이트와 나사결합되는 스크류; 기브키의 일측면에 고정되고 제1쐐기와 연결되는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1쐐기는 기브키의 측면과 평행하게 배치되도록 형성된 일측면, 기브키의 길이 방향으로 제1쐐기의 두께가 변하도록 배치된 제1빗면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2쐐기는 제1빗면과 나란하게 배치되도록 형성된 제2빗면, 기브키의 측면과 평행하게 배치되도록 형성된 타측면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 가이드는 가이드의 일측 부재에 경사요홈이 형성되되, 경사요홈의 바닥면은 기브키의 측면과 평행하고, 경사요홈의 마주보는 양측면의 대칭면은 기브키의 측면에 수직이되 대칭면의 상단과 하단은 기브키의 길이 방향으로 이격되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 제1쐐기는 제1쐐기의 일측면과 제1 빗면을 연결하고 기브키의 길이 방향으로 나란히 놓인 두 측면이 경사요홈에 삽입되어 슬라이드 가능하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 제1쐐기는 내부 케이싱의 외주면 방향으로 형성된 돌출단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연결부재는 제1쐐기의 돌출단과 연결되되, 기브키의 길이 방향으로 슬라이드 가능하도록 연결되고, 기브키의 높이 방향은 움직임이 구속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2쐐기는 제2쐐기의 일단에 기브키의 높이 방향으로 배치되고 장공형상의 단면을 가지는 가이드홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 플레이트는 플레이트의 일단에 제2쐐기의 가이드홀에 삽입되는 가이드핀이 결합되는 결합나사구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 스크류는 제1나사부; 제1나사부와 다른 크기의 나사 피치를 갖는 제2나사부; 및 스크류를 회동시키기 위한 공구가 연결되는 머리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 가이드는 스크류의 제1나사부와 나사결합되는 제1나사구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 플레이트는 스크류의 제2나사부와 나사결합되는 제2나사구멍; 및 플레이트를 가이드의 타측 부재에 고정하기 위한 세트 스크류가 설치되도록 형성된 복수의 나사구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 가이드핀은 가이드핀이 플레이트의 일단에 고정되기 위한 고정나사부; 및 고정나사부에서 연장되고 제2쐐기의 가이드홀에 삽입되는 가이드부를 포함하되, 가이드부는 가이드홀이 기브키의 길이 방향으로는 움직임이 구속되고 기브키의 폭 방향으로는 슬라이딩 이동 가능하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조는 스크류를 회동함으로써 기브 블록에 고정된 가이드와 플레이트의 이격 거리가 조절되고, 플레이트의 일측에 연결된 제2쐐기가 제1쐐기의 제1빗면을 따라 기브키 방향으로 이동됨으로써 기브키와 기브 블록의 틈새가 조절되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조는 내부 케이싱의 반경 방향 열팽창에 대응하여 기브키에 고정된 연결부재가 제1쐐기를 기브키의 높이 방향으로 이동하되, 제1쐐기는 가이드에 형성된 경사요홈에 의해 제1쐐기가 기브키의 높이 방향으로 이동될 때 기브키의 길이 방향으로도 이동되며, 제1쐐기가 제2쐐기로부터 이격되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기브키와 기브 블록 사이의 틈새가 가변되도록 함으로써 내부 케이싱의 정렬 및 조립이 용이해지는 효과가 있다.
또한, 내부 케이싱의 반경 방향 열팽창에 대응하여 초기 설정된 기브키 구조의 두께가 미세하게 감소되는 구조를 통해 터빈 로터가 기동되어 정상 운전 상태에 도달하기 전의 단계에서 기브키와 기브 블록 사이의 마찰 계수 차이가 통상의 경우보다 줄어들도록 한 것이 특징이다. 본 발명에 따른 반경 방향 열팽창을 이용한 마찰력 제어 구조는 특히 기동과 정지가 빈번한 중소형 화력 발전 시스템에서 더욱 효과적일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조의 틈새 조절 방식을 설명하기 위한 도 2의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반경방향 열팽창에 의한 틈새 제어 방식을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조의 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기브키(10) 구조는 기브키(10), 기브 블록(20), 가이드(30), 제1쐐기(50), 제2쐐기(60), 플레이트(70), 스크류(80), 및 연결부재(40)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 기브키(10) 구조는 내부 케이싱(2)의 외주면에서 돌출되어 형성된 기브키(10)와 기브키(10) 양측에 배치되는 기브 블록(20)으로 구성될 수 있다. 내부 케이싱(2)의 정렬 과정에서 기브키(10)와 기브 블록(20) 사이의 두 틈새는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키(10) 구조는 기브키(10) 양측에 대칭되는 구조로 설치될 수 있다.
기브키(10)의 길이 방향은 내부 케이싱(2)의 축 방향과 나란하고, 기브키(10)의 폭 방향은 내부 케이싱(2)의 수평면과 평행이고 내부 케이싱(2)의 축 방향에는 수직이며, 키브키(10)의 높이 방향은 내부 케이싱(2)으로부터 기브키(10)가 돌출된 방향에 해당한다.
가이드(30)는 'ㄱ'자 형태를 가질 수 있으며, 기브 블록(20)에 볼트 고정될 수 있다. 가이드(30)는 기브 블록(20)과 기브키(10) 사이에 배치되는 일측 부재(32)와 기브 블록(20)에 볼트 고정되고 제1나사구멍(360)이 구비된 타측 부재(34)를 포함할 수 있다.
제1쐐기(50)는 가이드(30)의 일측 부재(32)와 기브키(10)의 일측면 사이에 배치될 수 있다. 제1쐐기(50)는 기브키(10)의 측면과 평행하게 배치되도록 형성된 일측면(510), 기브키(10)의 길이 방향으로 제1쐐기(50)의 두께가 변하도록 형성된 기울어진 평면인 제1빗면(520)을 포함할 수 있다. 제1쐐기(50)는 내부 케이싱(2)의 외주면 방향으로 형성된 돌출단(550)을 포함할 수 있다.
연결부재(40)는 기브키(10)의 양측면(22)에 볼트 고정될 수 있다. 연결부재(40)는 기브키(10)의 길이 방향으로 형성된 요홈(450)을 포함할 수 있으며, 요홈(450)은 제1쐐기(50)의 돌출단(550)과 연결되되, 제1쐐기(50)의 돌출단(550)이 기브키(10)의 길이 방향으로 슬라이드 가능하도록 연결되고, 기브키(10)의 높이 방향은 움직임이 구속되도록 형성될 수 있다.
연결부재(40)는 기브키(10)와 기브 블록(20)의 틈새가 형성되는 영역을 벗어난 영역(22)에 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결부재(40)는 내부 케이싱(2)의 외주면에 근접하여 설치될 수 있다. 연결부재(40)는 터빈 운전에 의해 내부 케이싱(2)이 반경 방향으로 열팽창 되는 크기를 연결부재(40)에 연결된 제1쐐기(50)에 직접적으로 전달하는 역할을 할 수 있다. 즉, 내부 케이싱(2)이 반경 방향으로 열팽창하면 제1쐐기(50)는 이에 대응하여 기브키(10)의 높이 방향으로 이동될 수 있다.
제2쐐기(60)는 제1쐐기(50)와 기브키(10)의 일측면 사이에 배치될 수 있다. 제2쐐기(60)는 제1쐐기(50)의 제1빗면(520)과 나란하게 배치되는 제2빗면(610), 기브키(10)의 측면과 평행하게 배치되는 타측면(620)을 포함할 수 있다. 제2쐐기(60)는 제2쐐기(60)의 일측에 기브키(10)의 높이 방향으로 배치되고 장공형상의 단면을 가지는 가이드홀(650)을 포함할 수 있다.
가이드핀(90)은 가이드핀(90)이 플레이트(70)의 일측에 고정되기 위한 고정나사부(910) 및 고정나사부(910)에서 연장되고 제2쐐기(60)의 가이드홀(650)에 삽입되는 가이드부(920)를 포함할 수 있다. 가이드부(920)는 가이드홀(650)이 기브키(10)의 길이 방향으로는 움직임이 구속되고 기브키(10)의 폭 방향으로는 슬라이딩 이동 가능하도록 형성될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키 구조의 틈새 조절 방식을 설명하기 위한 도 2의 A-A' 부분의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제2쐐기(60)의 제2빗면(610)이 제1쐐기(50)의 제1빗면(520)에 접하며 제1쐐기(50)에 대해 슬라이드 가능하도록 형성될 수 있다. 제1빗면(520) 및 제2빗면(610)은 기브키(10)의 측면에 대해 기울어지도록 형성됨으로써 제2쐐기(60)가 제1쐐기(50)의 제1빗면(520)을 기준으로 미끄러지며 기브키(10)의 길이 방향으로 이동되고 제2쐐기(60)의 타측면(620)이 기브키(10)의 측면과 형성하는 틈새가 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 이 기울기는 1~10°정도로 기울어질 수 있다.
플레이트(70)는 그 일측에 제2쐐기(60)의 가이드홀(650)에 삽입되는 가이드핀(90)이 결합되는 결합나사구멍(760)을 포함할 수 있다. 가이드홀(650)은 기브키(10)의 폭 방향으로 길게 형성된 장공형상의 단면을 가질 수 있다. 가이드홀(650)에 삽입된 가이드핀(90)의 가이드부(920)는 기브키(10)의 폭 방향으로는 슬라이드 가능하고, 기브키(10)의 길이 방향으로는 움직임이 구속되도록 형성될 수 있다.
플레이트(70)는 가이드(30)의 타측 부재(34)와 이격되되 평행하게 배치될 수 있다. 플레이트(70)는 가이드(30)의 타측 부재(34)에 형성된 제1나사구멍(360)과 동축인 위치에 제2나사구멍(760)을 포함할 수 있다. 플레이트(70)가 가이드(30)의 타측 부재(34)에 대해 이격된 거리가 조절됨으로써 플레이트(70)의 일측에 연결된 제2쐐기(60)가 기브키(10)의 길이 방향으로 이동될 수 있다. 가이드홀(650)의 장공형상의 길이는 본 발명의 일 실시예에 따른 기브키(10) 구조의 조절 가능한 틈새 크기보다 크게 형성할 수 있다. 일 실시예에서는 장공형 가이드홀(650)과 가이드핀(920)을 사용하였으나 플레이트(70)와 제2쐐기(60)의 연결부는 기브키(10)의 길이 방향으로는 움직임이 구속되고 기브키(10)의 폭 방향으로는 이동 가능하도록 형성된 다른 구조를 포함할 수 있다. 플레이트(70)는 틈새 조절이 완료된 플레이트(70)를 가이드(30)의 타측 부재(34)에 고정하기 위한 세트 스크류(970)가 설치되도록 형성된 복수의 나사구멍(750)을 포함할 수 있다.
스크류(80)는 제1나사부(810), 제1나사부(810)와 다른 크기의 나사 피치를 갖는 제2나사부(830), 및 스크류(80)를 회동시키기 위한 공구(미도시)가 연결되도록 형성된 머리부(840)를 포함할 수 있다. 제1나사부(810)와 제2나사부(830)의 사이는 제1나사부(810) 및 제2나사부(830)의 나사 내경보다 작은 직경을 가지고 플레이트(70)와 가이드(30)의 타측 부재 사이의 이격 거리보다 큰 폭을 갖는 홈(820)이 형성될 수 있다. 머리부(840)의 외경은 제1나사부(810) 및 제2나사부(830)의 나사 내경보다 작게 형성할 수 있다. 스크류(80)의 제2나사부(830)는 플레이트(70)의 제2나사구멍(760)과 나사결합 될 수 있다. 스크류(80)의 제1나사부(810)는 가이드(30)의 타측 부재(34)에 형성된 제1나사구멍(360)과 나사결합 될 수 있다.
스크류(80)는 가이드(30)의 타측 부재(34)와 플레이트(70)의 이격 거리를 조절하도록 형성될 수 있다. 예컨대 제1나사부(810)의 나사 피치는 2.5이고 제2나사부(830)의 나사피치는 3일 수 있다. 스크류(80)를 회동하면 제1나사부(810)에 연결된 가이드(30)보다 제2나사부(830)에 연결된 플레이트(70)가 더 많이 이동됨으로써 스크류(80)가 1회전하면 피치 0.5만큼 플레이트(70)와 가이드(30)의 간극이 조절될 수 있다.
제1쐐기(50)와 제2쐐기(60)가 접하는 경사면의 각도가 1~10°정도로 설정되기 때문에 제2쐐기(60)의 타측면(620)과 기브키(10)의 틈새는 플레이트(70)의 이동 거리보다 작은 크기로 세밀하게 조정할 수 있다. 또한, 스크류(80)에 의한 플레이트(70)의 이동 피치를 작게 함으로써 제2쐐기(60)의 타측면(620)과 기브키(10)의 틈새를 더욱 세밀하게 조절 할 수 있다.
기브키(10)의 측면과 제2쐐기(60)의 타측면(620) 사이에는 내부 케이싱(2)의 열팽창에 의해 기브키(10)의 길이 방향으로 큰 크기의 마찰력이 작용할 수 있다. 이 마찰력은 기브키(10)에 의해 플레이트(70))에 전달되고 그 힘은 스크류(80)의 나사부(810, 830)에도 작용할 수 있다. 이를 고려하여, 나사피치의 방향은 동일하되 미세하게 나사피치가 다르게 스크류(80)의 제1나사부(810)와 제2나사부(830)를 구비함으로써 미세한 피치를 확보하면서도 각각의 나사산 크기는 크게 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대 단일 나사피치 0.5를 사용하는 경우보다 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류(80)는 수배 이상의 나사산 강도를 확보할 수 있다. 또 다른 일 실시예로서 나사부의 기계적 강도를 높이기 위해 일반적인 삼각형 단면의 나사산이 아닌 마름모꼴 단면 혹은 사각 단면을 가지는 나사를 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반경방향 열팽창에 의한 틈새 제어 방식을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.
도 7 및 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(30)와 제1쐐기(50)의 연결관계를 설명하기 위해 연결부재(40), 제2쐐기(60) 및 기브키(10)를 생략하고 기브키(10) 정면을 기준으로 좌측의 기브 블록(20)에 설치된 기브키(10) 구조를 도시한 것이다.
도 7 내지 도8을 참조하면, 가이드(30)의 일측 부재(32)에는 기브키(10)의 측면을 향하는 면에 형성된 경사요홈(36)을 포함할 수 있다. 경사요홈(36)의 바닥면(320)은 기브키(10)의 측면과 평행하고, 경사요홈(36)의 마주보는 양측면(350)은 기브키(10)의 측면에 수직이고 기브키(10)의 높이 방향과 나란한 면이 기브키(10)의 측면에 수직인 축을 중심으로 회전하여 기울어진 형태로 형성될 수 있다. 경사요홈(36)의 기울어진 각도는 1~5°정도일 수 있다. 경사요홈(36)의 기울어진 방향은 내부 케이싱(2)이 반경 방향으로 열팽창하면 제1쐐기(50)의 경사진 제1빗면(520)이 제2쐐기(60)의 제2빗면(610)으로부터 멀어지는 방향이 되도록 형성될 수 있다.
또 다른 실시예로 경사요홈(36)의 단면은 더브테일(dovetail)을 형성하도록 마름모꼴일 수 있다. 이 경우 경사요홈(36)과 슬라이딩 가능하도록 연결되는 제1쐐기(50)의 양측면도 이에 대응되는 더브테일 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기브키(10) 구조에 있어서, 제1쐐기(50)와 제2쐐기(60)가 접하는 제1, 제2빗면(520, 610)과 제1쐐기(50)의 경사요홈(36)의 기울어진 방향은 스크류(80)의 머리부(840)가 배치되는 방향을 기브키(10)의 전면이라 할 때, 내부 케이싱(2)의 열팽창 방향이 키브키(10)의 후면에서 전면 방향인 경우를 가정한 예이다.
도 8을 참조하면, 제1쐐기(50)의 경사요홈(36)은 상단이 기브키(10)의 전면을 향해 기울어진 형태일 수 있다. 내부 케이싱(2)이 반경 방향으로 열팽창하여 연결부재(40)에 의해 제1쐐기(50)가 하단으로 내려오면 제1쐐기(50)는 기브키(10)의 후면을 향해 이동된다. 예컨대 제1쐐기(50)의 경사요홈(36)이 1.5°기울어져 있는 경우 내부 케이싱(2) 반경 방향으로 2 mm 내려오면 제1쐐기(50)는 제2쐐기(60)에 대해 약 50 μm 이격되는 방향으로 움직인다. 터빈이 열평형 상태에 도달하기 전, 즉 외부 케이싱(4) 보다 내부 케이싱(2)이 먼저 열팽창하는 경우 기브키(10)의 폭이 기브 블록(20)의 사이 폭보다 먼저 증가하고 접촉부에서 마찰력이 증가하여 기브키(10)의 축 방향 이동이 원활하지 않을 수 있다. 통상 터빈에서 내부 케이싱(2)의 축 방향 열팽창량은 반경 방향 열팽창량 보다 수배 이상 크다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 케이싱(2)의 반경 방향 열팽창에 비례하여 미세하게 틈새가 넓어짐으로써 마찰력을 감소시켜 내부 케이싱(2)의 축 방향 열팽창량에 대응한 기브키(10)의 축 방향 이동을 원활하게 할 수 있다. 터빈이 기동 후 충분한 시간이 경과하여 열평형 상태에 도달하면, 외부 케이싱도 반경 방향으로 팽창되고 외부 케이싱(4)을 기준으로 한 제1쐐기(50)의 높이는 다시 상승하여 원래의 틈새가 회복될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기브키 20: 기브 블록
30: 가이드 40: 연결부재
50: 제1쐐기 60: 제2쐐기
70: 플레이트 80: 스크류

Claims (16)

  1. 발전용 터빈의 내부 케이싱과 외부 케이싱을 연결하는 기브키(gib key) 구조에 있어서,
    상기 내부 케이싱의 외주면에서 돌출되어 형성된 기브키;
    상기 외부 케이싱의 내주면에 형성되고 상기 기브키의 폭 방향 양측면에서 이격되도록 배치된 기브 블록;
    상기 기브 블록에 고정되는 가이드;
    상기 가이드의 일측 부재와 기브키의 일측면 사이에 배치되는 제1쐐기;
    상기 제1쐐기와 상기 기브키의 일측면 사이에 배치되는 제2쐐기;
    상기 제2쐐기의 일단에 연결되는 플레이트;
    상기 가이드의 타측 부재 및 상기 플레이트와 나사결합되는 스크류;
    상기 기브키의 일측면에 고정되고 상기 제1쐐기와 연결되는 연결부재
    를 포함하되,
    상기 가이드는,
    상기 가이드의 일측 부재에 경사요홈이 형성되고,
    상기 경사요홈의 바닥면은 상기 기브키의 측면과 평행하고,
    상기 경사요홈의 마주보는 양측면의 대칭면은 상기 기브키의 측면에 수직이되 상기 대칭면의 상단과 하단은 상기 기브키의 길이 방향으로 이격되도록 배치된 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1쐐기는,
    상기 기브키의 측면과 평행하게 배치되도록 형성된 일측면;
    상기 기브키의 길이 방향으로 상기 제1쐐기의 두께가 변하도록 배치된 제1빗면; 및
    상기 내부 케이싱의 외주면 방향으로 형성된 돌출단을 포함하되,
    상기 돌출단과 상기 연결부재는,
    상기 기브키의 길이 방향으로는 슬라이드 가능하고, 상기 기브키의 높이 방향은 움직임이 구속되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2쐐기는,
    상기 제1빗면과 나란하게 배치되도록 형성된 제2빗면;
    상기 기브키의 측면과 평행하게 배치되도록 형성된 타측면; 및
    일단에 상기 기브키의 높이 방향으로 배치되고 장공형상의 단면을 가지는 가이드 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1쐐기는,
    상기 제1쐐기의 일측면과 상기 제1 빗면을 연결하고 상기 기브키의 길이 방향으로 나란히 놓인 두 측면이 상기 경사요홈에 삽입되어 슬라이드 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 플레이트의 일단에 상기 제2쐐기의 가이드홀에 삽입되는 가이드핀이 결합되는 결합나사구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 스크류는,
    제1나사부;
    상기 제1나사부와 다른 크기의 나사 피치를 갖는 제2나사부; 및
    상기 스크류를 회동시키기 위한 공구가 연결되는 머리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 스크류의 제1나사부와 나사결합되는 제1나사구멍을 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 스크류의 제2나사부와 나사결합되는 제2나사구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 가이드핀은,
    상기 가이드핀이 상기 플레이트의 일단에 고정되기 위한 고정나사부; 및
    상기 고정나사부에서 연장되고 상기 제2쐐기의 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드부를 포함하되,
    상기 가이드부는 상기 가이드홀이 상기 기브키의 길이 방향으로는 움직임이 구속되고 상기 기브키의 폭 방향으로는 슬라이딩 이동 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
  15. 삭제
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 케이싱의 반경 방향 열팽창에 대응하여 상기 기브키에 고정된 상기 연결부재가 상기 제1쐐기를 상기 기브키의 높이 방향으로 이동하되, 상기 제1쐐기는 상기 가이드에 형성된 상기 경사요홈에 의해 상기 제1쐐기가 상기 기브키의 높이 방향으로 이동될 때 상기 기브키의 길이 방향으로도 이동되며, 상기 제1쐐기가 상기 제2쐐기로부터 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈.
KR1020160162805A 2016-12-01 2016-12-01 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈 KR101745697B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160162805A KR101745697B1 (ko) 2016-12-01 2016-12-01 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160162805A KR101745697B1 (ko) 2016-12-01 2016-12-01 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101745697B1 true KR101745697B1 (ko) 2017-06-09

Family

ID=59219948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160162805A KR101745697B1 (ko) 2016-12-01 2016-12-01 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101745697B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110005482A (zh) * 2019-04-03 2019-07-12 杭州汽轮机股份有限公司 一种新型汽缸与轴承座调整导向结构
KR200489830Y1 (ko) * 2018-02-22 2019-10-21 두산중공업 주식회사 터빈급수펌프의 프론트 스탠다드 정렬지그
CN114215616A (zh) * 2021-12-02 2022-03-22 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种汽轮机导向与监视结构

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200489830Y1 (ko) * 2018-02-22 2019-10-21 두산중공업 주식회사 터빈급수펌프의 프론트 스탠다드 정렬지그
CN110005482A (zh) * 2019-04-03 2019-07-12 杭州汽轮机股份有限公司 一种新型汽缸与轴承座调整导向结构
CN110005482B (zh) * 2019-04-03 2024-04-26 杭州汽轮动力集团股份有限公司 一种新型汽缸与轴承座调整导向结构
CN114215616A (zh) * 2021-12-02 2022-03-22 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种汽轮机导向与监视结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101745697B1 (ko) 케이싱 정렬용 가변 기브키 구조를 갖는 발전용 터빈
US9004495B2 (en) Segmented intershaft seal assembly
US10502082B2 (en) Turbine ring assembly
JP5386197B2 (ja) 内側タービンシェル支持構成及び方法
US20150362012A1 (en) Foil bearing assembly
JP5620012B2 (ja) ターボ機械のための管状筐体
US20100177997A1 (en) Radial foil bearing with sealing function
EP2949952A1 (en) Foil bearing assembly
US10563541B2 (en) Securing device, steam turbine, and rotary machine manufacturing method and assembly method
KR101632356B1 (ko) 정밀도 유지가 가능한 고속 및 고하중용 에어포일 베어링 장치
EP2813670B1 (en) Stationary part sealing structure
US8454308B2 (en) Horizontally split flow machine housing
US9828878B2 (en) Method and apparatus for supporting and aligning diaphragms in turbomachines
JP5981038B2 (ja) 遊びを克服するための装置
EP3192967A1 (en) Gas turbine rotor assembly with improved shaped torque pin
US20190093514A1 (en) Casing position adjustment device
EP3796764B1 (en) Deep-water submersible system
JP2014198975A (ja) 摩擦ダンパー
US10760450B2 (en) Gas turbine and method for replacing bearing thereof
WO2013191718A1 (en) Segmented intershaft seal assembly
JP4865508B2 (ja) 調芯機構
JP7316878B2 (ja) 締結構造、および締結構造による締結方法
JP2011241700A (ja) カムシャフトの軸受構造
RU2677435C2 (ru) Подшипниковый узел (варианты)
JP2020007947A (ja) 回転機械及び回転機械の分解方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant