KR101879533B1 - 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈 - Google Patents

역류방지 구조를 포함하는 증기터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈에 관한 것으로, 응축기에서 저압터빈 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈과 응축기 사이에 역류방지수단이 배치되되, 상기 역류방지수단은, 저압터빈과 응축기 사이의 공간면적에 배치되는 필터부재 및 상기 필터부재를 지지하도록 저압터빈과 응축기 사이에서 상기 필터부재의 하단에 배치되며, 복수의 공홀이 형성된 지지판를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 저압터빈과 응축기 사이에서 압력차에 의한 이물질의 역류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

역류방지 구조를 포함하는 증기터빈{STEAM TURBINE HAVING A STRUCTURE FOR PREVENTING COUNTERFLOW}
본 발명은 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저압터빈과 응축기 사이에서 압력차에 의한 이물질의 역류를 방지할 수 있는 구조에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 증기터빈의 한 종류는 고압터빈, 중압터빈, 저압터빈, 응축기, 보일러 등을 포함하여 구성될 수 있다.
증기터빈의 동력 생산에 사용되는 작동유체는 먼저 고압터빈을 거쳐 중압터빈으로 유입된 후 저압터빈을 통해 응축기로 흐르는 동안 터빈을 작동시켜 동력을 생산하게 된다. 이때 고압터빈에서 배출되고 중압터빈으로 유입되는 작동유체는, 응축기를 거쳐 고압터빈으로 유입되는 작동유체와, 보일러(원자력의 경우 습분분리 재열기)에서 열교환되며 재열과정을 거치도록 구성되기도 한다.
한편, 증기터빈은 설치 및 시운전 또는 일정기간 가동 후 유지보수기간에 응축기 내부가 진공이 유지되지 않으면, 압력차에 의해 응축기로부터 각종 이물질이 저압터빈으로 역류하여 핵심 기자재의 수명에 영향을 주기도 한다.
종래에는 이러한 문제를 방지하기 위해, 도 1에서와 같이, 응축기(3)상에 워터공급부(4)로부터 물을 공급받아 분사하여 차단막을 형성하는 커튼 스프레이(curtain spray;5) 장치를 장착하여 이물질이 저압터빈(2) 방향으로 역류하는 것을 방지하였다.
그런데 이러한 방지 구조는 이물질의 역류를 완전히 차단할 수 없으며, 지속적으로 분사용 물을 공급해야 하는 단점이 있다.
국내특허 공개번호:2010-0092182
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저압터빈과 응축기 사이에서 압력차에 의한 이물질의 역류를 방지할 수 있는 구조를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈에 관한 것으로, 응축기에서 저압터빈 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈과 응축기 사이에 역류방지수단이 배치되되, 상기 역류방지수단은, 저압터빈과 응축기 사이의 공간면적에 배치되는 필터부재 및 상기 필터부재를 지지하도록 저압터빈과 응축기 사이에서 상기 필터부재의 하단에 배치되는 지지판을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 역류방지수단은, 상기 응축기의 내부에 배치되고, 상기 지지판의 일단부에 연결되는 판샤프트를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 역류방지수단은, 상기 지지판이 회동되며 저압터빈과 응축기 사이의 공간면적이 개폐되도록, 상기 판샤프트와 연계되는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 역류방지수단은, 상기 지지판의 하단부에 배치되는 서포트기어 및 상기 지지판이 응축기의 개구부를 따라 슬라이딩 이동되며 저압터빈과 응축기 사이의 공간이 개폐되도록, 상기 서포트기어와 맞물리게 배치되는 회전기어를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 역류방지수단은, 상기 서포트기어가 이동하도록, 상기 회전기어와 구동축이 연계되는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 제1,2 구동부는 스텝핑 모터일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 역류방지수단은, 상기 응축기의 개구부에 배치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 지지판은 복수의 공홀이 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 필터부재 또는 상기 지지판은 상기 공간면적상에서 복수로 분할 구획되어 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 응축기에서 저압터빈 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈과 응축기 사이에 역류방지수단이 배치되되, 상기 역류방지수단은, 저압터빈과 응축기 사이의 공간면적에 배치되는 필터부재와 상기 필터부재를 지지하도록 저압터빈과 응축기 사이에서 상기 필터부재의 하단에 배치되는 복수의 지지빔 및 상기 필터부재를 탈착 가능하도록, 응축기의 개구홀에 배치되는 탈착도어를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 상기 필터부재는 직물재질일 수 있다.
본 발명에 따르면, 응축기와 저압터빈 사이에 패브릭 재질의 역류방지용 필터부재를 배치하여 응축기가 진공상태에 있지 않을 때, 응축기에서 저압터빈 방향으로 압력차에 의해 이물질이 역류되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 필터부재는 탈착식으로 배치되므로, 시운전 또는 유지보수기간에는 장착하여 역류를 방지하고, 증기터빈 가동시에는 탈거하여 작동유체의 흐름이 원활하게 되도록 할 수 있어, 궁극적으로 증기터빈의 수명을 연장하고 가동성을 유지할 수 있다.
도 1은 종래 응축기의 역류방지 구조를 나타낸 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제2 실시예를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
[제1 실시예]
도 2a 및 도 2b는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조는 응축기(50)에서 저압터빈(40) 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에 역류방지수단(100)이 배치될 수 있다.
이러한 역류방지수단(100)은 필터부재(110), 지지판(120), 판샤프트(130) 및 제1 구동부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적에 배치될 수 있다. 상기 필터부재(110)의 재질은 패브릭(fabric) 재질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 이물질이 필터링될 수 있는 다른 재질도 가능하다.
상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적 단면에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 종래 커튼 스프레이(curtain spray) 방식과 대비하여 이물질이 유입될 수 있는 공간면적을 완전히 차단할 수 있다.
다음 상기 지지판(120)은 상기 필터부재(110)를 지지하도록 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에서 상기 필터부재(110)의 하단에 배치될 수 있다. 그리고 상기 판샤프트(130)는 상기 응축기(50)의 내부에 배치된 힌지브라켓(51)과 상기 지지판(120)의 일단부에 연결되며 배치될 수 있다.
이러한 상기 필터부재(110) 또는 상기 지지판(120)은 상기 공간면적상에서 복수로 분할 구획되어 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 2개로 분할 구획되어 상기 공간면적상에 한 쌍으로 개폐 가능하게 배치되나, 반드시 이에 한정될 것은 아니다. 분할 구획되는 경우 개폐 가능 공간을 축소시킬 수 있고, 개폐 진행을 보다 신속하게 가능하다.
그리고 상기 지지판(120)이 회동되며 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적이 개폐되도록, 상기 판샤프트(130)의 일단부는 기어박스(132)에 의해 상기 제1 구동부(140)와 연계될 수 있다.
상기 제1 구동부(140)의 회전축은 기어박스(132)의 제2 기어(134)와 연결되고, 제2 기어(134)는 제1 기어(133)와 맞물려 있으며, 제1 기어(133)의 회전축은 상기 판샤프트(130)의 중심축에 연결되어 있어, 작업자가 제1 구동부(140)를 구동하면 판샤프트(130)가 회동하며 지지판(120)이 개폐되게 된다. 다만 상기 기어박스(132)의 구조는 하나의 예를 제시한 것으로서, 이에 한정될 것은 아니며, 상기 제1 구동부(140)는 스텝핑모터일 수 있으나, 역시 이에 한정될 것은 아니다.
그리고 상기 지지판(120)은 복수의 공홀(121)이 배치되어 제공될 수 있다. 상기 지지판(120)에 복수의 공홀(121)이 배치되는 경우, 작업자가 필터부재(110)를 제거하지 않은 상태에서도, 증기터빈의 작동 중 저압터빈(40)에서 응축기(50) 방향으로 낙하되는 작동유체는 필터부재(110)를 거쳐, 공홀(121)을 통해 응축기(50) 내부로 유입될 수 있어, 증기터빈의 작동에 큰 영향을 주지 않게 된다.
또한 증기터빈의 시운전 또는 유지보수기간 중에는 이물질이 공홀(121)을 통해 역류하기 위해 상방향으로 흐르더라도, 필터부재(110)에서 필터링이 되므로, 역류방지의 효과도 유지된다.
[제2 실시예]
도 3a 및 도 3b는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조는 응축기(50)에서 저압터빈(40) 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에 역류방지수단(100)이 배치될 수 있다.
이러한 역류방지수단(100)은 필터부재(110), 지지판(120), 서포트기어(151), 회전기어(153), 실링부재(155) 및 제2 구동부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적에 배치될 수 있다. 상기 필터부재(110)의 재질은 패브릭(fabric) 재질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 이물질이 필터링될 수 있는 다른 재질도 가능하다.
상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적 단면에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 종래 커튼 스프레이(curtain spray) 방식과 대비하여 이물질이 유입될 수 있는 공간면적을 완전히 차단할 수 있다.
다음 상기 지지판(120)은 상기 필터부재(110)를 지지하도록 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에서 상기 필터부재(110)의 하단에 배치될 수 있다.
이러한 상기 필터부재(110) 또는 상기 지지판(120)은 상기 공간면적상에서 복수로 분할 구획되어 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 2개로 분할 구획되어 상기 공간면적상에 한 쌍으로 개폐 가능하게 배치되나, 반드시 이에 한정될 것은 아니다. 분할 구획되는 경우 개폐 가능 공간을 축소시킬 수 있고, 개폐 진행을 보다 신속하게 가능하다.
이때 상기 서포트기어(151)는 상기 지지판(120)의 하단부에 배치될 수 있다. 그리고 상기 회전기어(153)는 상기 지지판(120)이 응축기(50)의 개구부(56)를 따라 슬라이딩 이동되며 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적이 개폐되도록, 상기 서포트기어(151)와 맞물리게 응축기의 내부홈(52)상에 배치될 수 있다. 상기 회전기어(153)의 연결축(162)은 상기 제2 구동부(160)의 회전축에 결합될 수 있다. 상기 제2 구동부(160)은 스텝핑모터일 수 있으나, 이에 한정될 것은 아니다.
작업자가 제2 구동부(160)를 구동하면, 제2 구동부(160)와 연결축(162)으로 결합된 회전기어(153)가 회전하게 되고, 이에 따라 회전기어(153)와 맞물려 있는 서포트기어(151)가 회전기어(153)를 따라 상대운동을 하며 이동하게 되면서, 상기 지지판(120)이 개구부(56)를 따라 움직이게 된다. 이때 연결축(162)의 회전이 원활하게 되도록, 응축기(50)상에는 베어링(157)이 배치될 수 있다.
그리고 응축기(50)의 개구부(56)를 통과하여 지지판(120)과 필터부재(110)가 이동할 때, 개구부(56)를 통한 작동유체의 누설을 방지하도록 개구부(56)상에는 실링부재(155)가 배치될 수 있다.
본 발명의 도면상에서는 상기 실링부재(155)를 간단히 표현하였으나, 개구부(56)를 밀폐할 수 있는 적절한 형태로 변형되어 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
즉 작업자는 증기터빈의 운전 중에는 지지판(120)과 필터부재(110)를 개구부(56) 외측으로 이동시켜 배치시키고, 시운전 또는 유지보수기간에는 개구부(56) 내측으로 이동시켜 배치하여, 응축기(50)가 비진공상태에서 발생될 수 있는 이물질의 역류현상을 방지하게 된다.
그리고 상기 지지판(120)은 복수의 공홀(121)이 배치되어 제공될 수 있다. 상기 지지판(120)에 복수의 공홀(121)이 배치되는 경우, 작업자가 필터부재(110)를 제거하지 않은 상태에서도, 증기터빈의 작동 중 저압터빈(40)에서 응축기(50) 방향으로 낙하되는 작동유체는 필터부재(110)를 거쳐, 공홀(121)을 통해 응축기(50) 내부로 유입될 수 있어, 증기터빈의 작동에 큰 영향을 주지 않게 된다.
또한 증기터빈의 시운전 또는 유지보수기간 중에는 이물질이 공홀(121)을 통해 역류하기 위해 상방향으로 흐르더라도, 필터부재(110)에서 필터링이 되므로, 역류방지의 효과도 유지된다.
[제3 실시예}
도 4는 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명인 증기터빈의 역류방지 구조는 응축기(50)에서 저압터빈(40) 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에 역류방지수단(100)이 배치될 수 있다.
이러한 역류방지수단(100)은 필터부재(110), 지지빔(170) 및 탈착도어(172)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적에 배치될 수 있다. 상기 필터부재(110)의 재질은 패브릭(fabric) 재질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 이물질이 필터링될 수 있는 다른 재질도 가능하다.
상기 필터부재(110)는 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적 단면에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 종래 커튼 스프레이(curtain spray) 방식과 대비하여 이물질이 유입될 수 있는 공간면적을 완전히 차단할 수 있다.
다음 상기 지지빔(170)은 상기 필터부재(110)를 지지하도록 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이에서 상기 필터부재(110)의 하단에 복수개가 배치될 수 있다. 도 4의 확대도를 참고하면 상기 지지빔(170)이 소정간격(반드시 이에 한정될 것은 아님)을 두고 복수의 열로 저압터빈(40)과 응축기(50) 사이의 공간면적에 배치되며 상기 필터부재(110)를 지지하는 상태를 확인할 수 있다.
그리고 상기 탈착도어(172)는 상기 필터부재(110)를 탈착 가능하도록, 응축기(50)의 개구홀(58)에 힌지연결되며 배치될 수 있다. 물론 도면으로 도시하지는 않았으나, 응축기(50)의 가동 중에 개방되는 것을 방지하도록, 상기 탈착도어(172)상에는 응축기(50)에 고정되는 락킹장치가 장착될 수 있다.
작업자는 증기터빈의 운전 중에는 필터부재(110)를 탈착도어(172)를 통해 탈거하여 작동유체의 흐름이 원활하게 되도록 하고, 증기터빈의 시운전 또는 유지보수기간 중에는 필터부재(110)를 탈착도어(172)를 통해 밀어넣어 배치하여 이물질이 역류되는 것이 방지되도록 사용하게 된다.
한편, 상기 지지빔(170)이 소정 간격을 두고 이격되어 배치됨에 따라, 작업자가 필터부재(110)를 제거하지 않은 상태에서도, 증기터빈의 작동 중 저압터빈(40)에서 응축기(50) 방향으로 낙하되는 작동유체는 필터부재(110)를 거쳐, 복수의 지지빔(170) 사이의 공간을 통해 응축기(50) 내부로 유입될 수 있어, 증기터빈의 작동에 큰 영향을 주지 않게 된다.
또한 증기터빈의 시운전 또는 유지보수기간 중에는 이물질이 복수의 지지빔(170) 사이의 공간을 통해 상승하더라도, 필터부재(110)에서 필터링이 되므로, 역류방지의 효과도 유지된다.
이상의 사항은 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
40:저압터빈 50:응축기
51:힌지브라켓 52:내부홈
56:개구부 58:개구홀

100:역류방지수단
110:필터부재 120:지지판
121:공홀 130:판샤프트
132:기어박스 133:제1 기어
134:제2 기어 140:제1 구동부
151:서포트기어 153:회전기어
155:실링부재 157:베어링
160:제2 구동부 162:연결축
170:지지빔 172:탈착도어

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 응축기에서 저압터빈 방향으로 이물질이 역류되는 것을 방지하도록, 저압터빈과 응축기 사이에 역류방지수단이 배치되되,
    상기 역류방지수단은,
    저압터빈과 응축기 사이의 공간면적에 배치되는 필터부재; 및
    상기 필터부재를 지지하도록 저압터빈과 응축기 사이에서 상기 필터부재의 하단에 배치되는 지지판;
    상기 지지판의 하단부에 배치되는 서포트기어; 및
    상기 지지판이 응축기의 개구부를 따라 슬라이딩 이동되며 저압터빈과 응축기 사이의 공간이 개폐되도록, 상기 서포트기어와 맞물리게 배치되는 회전기어;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 역류방지수단은,
    상기 서포트기어가 이동하도록, 상기 회전기어와 구동축이 연계되는 제2 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 구동부는 스텝핑 모터인 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 역류방지수단은, 상기 응축기의 개구부에 배치되는 실링부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 지지판은 복수의 공홀이 형성된 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 필터부재 또는 상기 지지판은 상기 공간면적상에서 복수로 분할 구획되어 배치되는 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.
  10. 삭제
  11. 제4항에 있어서,
    상기 필터부재는 직물재질인 것을 특징으로 하는 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈.





KR1020170028944A 2017-03-07 2017-03-07 역류방지 구조를 포함하는 증기터빈 KR101879533B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100092182A (ko) 2009-02-12 2010-08-20 한전케이피에스 주식회사 증기터빈의 복수기
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