KR101925214B1

KR101925214B1 - 증기 터빈 및 이의 조립 및 분해 방법

Info

Publication number: KR101925214B1
Application number: KR1020170063415A
Authority: KR
Inventors: 박구하; 이현철
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-12-04
Also published as: US10724394B2; EP3406971B8; EP3406971A1; KR20180128200A; EP3406971B1; US20180340443A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈은, 증기 공급부로부터 공급된 증기에 의해 회전하는 터빈이 내부에 배치된 터빈 본체, 및 상기 증기 공급부와 상기 터빈 본체 사이에 배치되어 상기 증기 공급부로부터 상기 터빈 본체로 공급되는 증기량을 조절하는 증기 밸브를 포함하는 증기 터빈으로서, 상기 터빈 본체는, 상기 증기 밸브와 연결되는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되며, 상기 증기 밸브와 마주보는 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드를 포함하며, 상기 증기 밸브는, 상기 제1 연결부와 결합되는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지 및 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통하는 제1 관통홀을 포함할 수 있다.

Description

증기 터빈 및 이의 조립 및 분해 방법{STEAM TURBINE AND METHOD FOR ASSEMBLING AND METHOD FOR DISASSEMBLING THE SAME}

본 발명은 증기 터빈 및 증기 터빈의 조립 및 분해 방법에 관한 것이다.

화력 발전소나 원자력 발전소 등에 사용되는 증기 터빈은 부하 변화에 따라 증기량을 조절하거나, 이상 시에 증기의 공급을 차단하기 위하여, 다수의 증기밸브가 마련되어 있다. 증기 밸브는 주증기 스톱 밸브와 증기 가감 밸브로 구성된다. 주증기 스톱 밸브는 증기의 흐름을 정지시키거나 또는 흐르게 하는 ON/OFF밸브이다. 예를 들면, 주증기 스톱 밸브는 발전을 정지할 때에 폐쇄함으로써, 증기 터빈에 유입되는 증기를 멈추게 하는 밸브이다. 증기 가감 밸브는, 증기터빈에 유입되는 증기유량을 제어하는 유량 제어 밸브이다.

증기 터빈을 조립하거나 분해하는 경우, 터빈이 구비되어 있는 터빈 본체에 증기 밸브를 결합시키거나 분리시켜야 한다. 이러한 증기 밸브는 보통 수백 내지 수천 킬로그램 정도의 무게가 나가기 때문에, 작업 시에 크레인을 이용하여 증기 밸브를 이동시키게 된다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0029651호 (명칭: 증기밸브 및 증기터빈)

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 증기 터빈을 조립 또는 분해하는 과정에서 증기 밸브를 이루는 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 증기 터빈, 이의 조립 및 분해 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 증기 공급부로부터 공급된 증기에 의해 회전하는 터빈이 내부에 배치된 터빈 본체, 및 상기 증기 공급부와 상기 터빈 본체 사이에 배치되어 상기 증기 공급부로부터 상기 터빈 본체로 공급되는 증기량을 조절하는 증기 밸브를 포함하는 증기 터빈으로서, 상기 터빈 본체는, 상기 증기 밸브와 연결되는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되며, 상기 증기 밸브와 마주보는 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드를 포함하며, 상기 증기 밸브는, 상기 제1 연결부와 결합되는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지 및 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통하는 제1 관통홀을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 가이드 로드는, 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 서로 대칭되어 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부는, 상기 터빈 본체에서 상기 증기 밸브로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 가이드 로드 각각은 원기둥 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 가이드 로드 각각의 표면은 평평할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 가이드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터빈 본체는, 상기 복수의 가이드 로드 각각에 인접하게 배치되며, 상기 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 스레드 로드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 스레드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 증기 밸브는, 상기 플랜지의 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성되며, 상기 복수의 스레드 로드가 각각 관통하는 제2 관통홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 스레드 로드 각각의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 작을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터빈 본체는, 상기 복수의 스레드 로드 각각에 결합되어, 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시킬 수 있는 너트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부로부터 공급되는 증기에 의해 회전하는 터빈, 상기 증기를 상기 외부로부터 공급받는 제1 연결부, 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되어 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드 및 상기 복수의 가이드 로드 각각에 인접하게 배치되며 상기 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 스레드 로드를 포함하는 터빈 본체를 마련하는 단계, 상기 터빈 본체 내부로 공급되는 증기량을 조절하며, 상기 제1 연결부와 서로 마주보는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지, 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통할 수 있는 제1 관통홀 및 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성되며 상기 복수의 스레드 로드가 각각 관통할 수 있는 제2 관통홀을 포함하는 증기 밸브를 마련하는 단계, 상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시켜, 상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부를 상기 제1 관통홀 내부로 삽입시키는 단계, 상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부를 상기 제1 관통홀 내부에 삽입한 후, 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시켜 상기 복수의 스레드 로드 각각의 단부를 상기 제2 관통홀을 관통시키는 단계, 상기 제2 관통홀을 관통한 상기 복수의 스레드 로드 각각의 단부에 너트를 결합하는 단계, 상기 너트를 회전시켜, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 서로 밀착시키는 단계 및 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 서로 체결하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 너트를 회전시키는 단계에서, 상기 너트를 상기 터빈 본체 측으로 동시에 이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 너트를 회전시키는 단계에서, 상기 너트를 상기 제1 방향으로 동일한 거리로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부로부터 공급되는 증기에 의해 회전하는 터빈, 상기 증기를 상기 외부로부터 공급받는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되어 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드를 포함하는 터빈 본체와 상기 터빈 본체 내부로 공급되는 증기량을 조절하며, 상기 제1 연결부와 서로 밀착되는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지, 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통된 제1 관통홀 및 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성된 제3 관통홀을 포함하는 증기 밸브를 포함하는 증기 터빈을 마련하는 단계, 복수의 스크류 잭(screw jack) 각각을 상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브에서 상기 터빈 본체 측으로 상기 제3 관통홀에 삽입시키는 단계 및 상기 복수의 스크류 잭을 동작시켜, 상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체로부터 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 스크류 잭은, 상기 플랜지에 서로 대칭되어 배열될 수 있다.

상기한 바와 같은 증기 터빈, 이의 조립 및 분해 방법에 의하면, 증기 터빈을 조립 또는 분해하는 과정에서 증기 밸브를 이루는 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈을 포함하는 발전 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역 내의 터빈 본체 및 증기 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B 영역에 도시된 제1 연결부와 제2 연결부의 결합 상태를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 증기 밸브의 피스톤이 터빈 본체 내에 배치되는 과정을 설명한 도면이다.
도 10은 증기 밸브의 플랜지를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 실시예에 따른 증기 터빈의 분해 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증기 터빈을 설명한다.

우선, 본 실시예에 따른 증기 터빈을 설명함에 앞서, 본 실시예의 증기 터빈을 포함하는 발전 설비에 대해 설명한다. 본 실시예의 증기 터빈을 포함하는 발전 설비는 화력 발전소나 원자력 발전소 등에서 사용되는 것으로, 석탄, 석유, 천연 가스의 연소 또는 원자핵 분열에 의해 발생한 열에너지로 만든 증기로 발전기를 돌려 전력을 생산할 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여, 원자력 발전소에 적용되는 발전 설비에 대해 설명하기로 한다. 다만, 본 실시예의 증기 터빈을 포함하는 발전 설비는 원자력 발전소 뿐만 아니라 화력 발전소 등에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈을 포함하는 발전 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 발전 설비는, 원자로(7), 증기 밸브(16), 증기 터빈(17, 19), 발전기(G), 복수기(21), 급수 가열기(22, 24), 급수 펌프(23)를 포함할 수 있다.

원자로(7)는, 원자핵 분열 연쇄 반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지로 증기를 발생시키는 것으로, 복수의 연료봉, 제어봉 및 냉각 장치 등을 포함할 수 있다.

주증기관(14)은 원자로(7)에 연결되어, 원자로(7)에서 발생된 증기를 내부로 공급시킬 수 있다. 주증기관(14)으로 공급된 증기는, 주증기관(14) 상에 배치된 증기 밸브(16)를 통해 증기 터빈인 고압 터빈(17)으로 공급될 수 있다. 증기 밸브(16)는 고압 터빈(17)으로 공급되는 증기량을 조절할 수 있다.

고압 터빈(17)으로 공급된 증기는 습분 분리 재열기(18)를 거쳐 증기 터빈인 저압 터빈(19)으로 공급된다. 이때, 저압 터빈(19)는 발전기(20)와 연결될 수 있다.

저압 터빈(19)의 출구에는 저압 터빈(19)으로부터 배출된 증기를 응축하는 복수기(21)가 설치될 수 있다. 복수기(21)의 하류 측에는 저압 급수 가열기(22), 급수 펌프(23) 및 고압 급수 가열기(24)가 설치될 수 있다.

이때, 복수기(21)의 하류 측은 복수기(21)로부터 원자로(7)에 이르는 급수관(15)이 연결될 수 있다. 급수관(15) 상에는 복수기(21)로부터 공급된 급수를 순차적으로 가열하는 저압 급수 가열기(22)와, 급수를 가압해 원자로(7)에 공급하는 급수펌프(23)와, 급수를 가열하는 고압 급수 가열기(24)가 배치될 수 있다.

하기에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 발전 설비에 적용되는 증기 터빈에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 A 영역 내의 터빈 본체 및 증기 밸브를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 B 영역에 도시된 제1 연결부와 제2 연결부의 결합 상태를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈은, 공급된 증기에 의해 내부의 터빈이 회전하는 터빈 본체(500) 및 터빈 본체(500) 내부에 공급되는 증기량을 조절하는 증기 밸브(100)를 포함할 수 있다.

이때, 증기 공급부(미도시)가 터빈 본체(500)로 증기를 공급하는데, 도 1의 원자로(7)가 이에 해당될 수 있다. 즉, 증기 공급부(미도시)는 원자핵 분열에 의해 발생한 열에너지로 만든 증기를 터빈 본체(500)로 공급할 수 있다. 그러나, 증기 공급부(미도시)는 이에 한정되지 않고, 화력 발전소의 보일러 등이 해당될 수 있다. 예를 들어, 증기 공급부(미도시)는 석탄, 석유, 천연 가스의 연소에 의해 발생된 열에너지로 만든 증기를 공급할 수도 있다.

터빈 본체(500)는 증기 공급부(미도시)로부터 공급된 증기로 터빈을 회전시켜 회전 운동을 발생시키는 장치로서, 터빈 본체(500)에 연결된 발전기(G, 도 1 참조)가 회전함으로써 전기를 발생시킬 수 있다. 이때, 도 2 및 도 3의 터빈 본체(500)는 도 1의 증기 터빈(17, 19)에 해당될 수 있다.

한편, 증기 밸브(100, 300)는 터빈 본체(500)와 증기 공급부(미도시) 사이에 배치되는데, 증기 밸브(100, 300)는 증기 공급부(미도시)로부터 터빈 본체(500)로 공급되는 증기량을 조절할 수 있다. 구체적으로, 증기 밸브(1000, 300)는 터빈 본체(500)의 일측에 고정 결합될 수 있다. 도 2에 따르면, 터빈 본체(500)에는 2개의 증기 밸브(100, 300)가 결합되는 것으로 도시되나, 반드시 이에 한정되지 않고 터빈 본체(500)에는 1개의 증기 밸브가 결합될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 터빈 본체(500)와 증기 밸브(100)가 서로 결합되면, 터빈 본체(500)의 제1 연결부(510)와 증기 밸브(100)의 제2 연결부(120)가 서로 밀착된다. 보다 구체적으로, 제2 연결부(120)에 연결된 피스톤(130)이 터빈 본체(500)의 제1 연결부(510)의 내벽에 밀착된다. 이때, 증기가 누설되지 않도록, 피스톤(130)의 외주면에는 피스톤 링(170)이 배열될 수 있다. 즉, 제1 연결부(510)의 내벽과 피스톤(130)의 외주면 사이에 피스톤 링(170)이 개재되어, 터빈 본체(500) 내부로 공급된 증기가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 터빈 본체(500)에 증기 밸브(100)를 결합시켜 증기 터빈을 조립하는 과정에서는, 크레인을 이용하여 수백 내지 수천 킬로그램의 증기 밸브(100)를 터빈 본체(500) 측으로 수평 방향으로 이동시킨다. 이때, 증기 밸브(100)의 피스톤(130)이 터빈 본체(500)의 제1 연결부(510) 내부로 진입하는 과정에서, 피스톤 링(170)이 제1 연결부(510)의 내벽에 부딪혀 피스톤 링(170)이 파손될 위험이 있다. 즉, 증기 밸브(100)가 수평 방향으로 터빈 본체(500) 측으로 이동하는 과정에서, 터빈 본체(500)와 증기 밸브(100)가 정확하게 정렬되지 않아 피스톤 링(170)이 파손될 가능성이 높다.

본 실시예에 따르면, 증기 터빈의 조립 과정에서, 터빈 본체(500)에 설치된 복수의 가이드 로드(530)가 증기 밸브(100)의 플랜지(110)에 형성된 제1 관통홀(143, 도 10 참조)에 삽입되어, 터빈 본체(500)와 증기 밸브(100)를 서로 정확하게 정렬시킬 수 있다. 구체적으로, 크레인이 밸브 본체(150)를 수평 방향으로 이동시킬 때, 플랜지(110)의 제1 관통홀(143, 도 10 참조)에 삽입되는 터빈 본체(500)의 복수의 가이드 로드(530)가 가이드 역할을 할 수 있다. 이에 의해, 피스톤(130)이 제1 연결부(510)의 내벽에 삽입될 때, 피스톤 링(170)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따르면, 터빈 본체(500)의 복수의 가이드 로드(530)의 주변에는 복수의 스레드 로드(550, 도 4 참조)가 배열될 수 있다. 복수의 스레드 로드(550, 도 4 참조)는 복수의 가이드 로드(530)와 함께, 증기 터빈을 조립하는 과정에서 피스톤 링(170)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 복수의 가이드 로드(530)와 복수의 스레드 로드(550, 도 4 참조)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

하기에서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 7은 본 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 방법을 설명하기에 앞서, 본 실시예에 따른 증기 터빈의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 터빈 본체(500)는 증기 공급부(미도시)로부터 공급된 증기로 내부에 배치된 터빈을 회전시켜 회전 운동을 발생시키는 장치로서, 제1 연결부(510), 복수의 가이드 로드(530) 및 복수의 스레드 로드(550)를 포함할 수 있다.

제1 연결부(510)는, 증기 터빈의 조립이 완료될 때 증기 밸브(100)의 제2 연결부(120)와 서로 밀착되는 것으로, 증기 공급부(미도시)로부터 공급된 증기를 터빈 본체(500) 내부로 투입시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 복수의 가이드 로드(530)는 제1 연결부(510)의 둘레에 배열될 수 있다. 이때, 복수의 가이드 로드(530)는 제1 방향을 향해 연장될 수 있다. 여기에서, 제1 방향은 도 4에서 서로 마주보는 제1 연결부(510)에서 제2 연결부(120)로 향하는 방향을 나타낸다. 즉, 복수의 가이드 로드(530)는 제1 연결부(510)에서 제2 연결부(120)를 향해 연장될 수 있다.

증기 밸브(100)가 터빈 본체(500)에 결합될 때, 복수의 가이드 로드(530)는 증기 밸브(100)의 제2 연결부(120)가 터빈 본체(500)의 제1 연결부(510)에 정확하게 결합되도록 안내하는 역할을 할 수 있다. 크레인(미도시)에 의해 제2 연결부(120)가 제1 연결부(510) 측으로 이동할 때, 복수의 가이드 로드(530)가 제2 연결부(120)의 플랜지(110)에 형성된 제1 관통홀(143, 도 10 참조)에 삽입됨으로써 제2 연결부(120)가 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 제1 연결부(510)와 결합하게 된다. 이에 의해, 증기 밸브(100)의 피스톤 링(170)이 제1 연결부(510)의 내벽에 삽입될 때, 피스톤 링(170)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 복수의 가이드 로드(530)는 제1 연결부(510)의 둘레에 서로 대칭되어 배열될 수 있다. 예를 들어, 4개의 복수의 가이드 로드(530)가 제1 연결부(510) 둘레에 배열되는 경우, 가이드 로드(535)는 제1 연결부(510)의 둘레의 1시 방향, 가이드 로드(미도시)는 제1 연결부(510)의 둘레의 4시 방향, 가이드 로드(531)는 제1 연결부(510)의 둘레의 7시 방향, 가이드 로드(533)는 제1 연결부(510)의 둘레의 10시 방향에 배치될 수 있다. 이때, 증기 밸브(100)에서 터빈 본체(500)의 제1 연결부(510)를 바라볼 때 상측을 12시, 하측을 6시로 정의한다.

복수의 가이드 로드(530) 각각은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 복수의 가이드 로드(530)의 표면, 즉 복수의 가이드 로드(530)의 외주면은 평평할 수 있다. 이에 의해, 복수의 가이드 로드(530) 각각이 플랜지(110)의 제1 관통홀(143, 도 10 참조)을 관통할 때, 복수의 가이드 로드(530)가 제1 관통홀(143, 도 10 참조)을 용이하게 관통할 수 있다.

또한, 복수의 가이드 로드(530) 각각의 단부는, 터빈 본체(500)에서 증기 밸브(100) 측으로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다. 예를 들어, 복수의 가이드 로드(530) 각각의 단부는 뾰족한 형상을 가질 수 있다. 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 가이드 로드(530)가 플랜지(110)에 형성된 제1 관통홀(143, 도 10 참조)에 용이하게 삽입될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따르면, 복수의 스레드 로드(550)가 제1 연결부(510)의 둘레에 배열될 수 있다. 이때, 복수의 스레드 로드(550)는 제1 연결부(510)에 고정 결합될 수 있다. 즉, 터빈 본체(500)와 증기 밸브(100)를 서로 조립하는 과정에서, 복수의 스레드 로드(550)는 회전 또는 움직이지 않도록 고정된다.

복수의 스레드 로드(550)는 복수의 가이드 로드(530)에 각각 인접하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 스레드 로드(551)는 가이드 로드(531)에 인접하여 배치되고, 스레드 로드(553)는 가이드 로드(533)에 인접하여 배치되고, 스레드 로드(555)는 가이드 로드(535)에 인접하여 배치될 수 있다. 복수의 스레드 로드(550)는 복수의 가이드 로드(530)와 마찬가지로 제1 방향을 향해 연장될 수 있다.

복수의 스레드 로드(550)는 원기둥 형상으로, 외주면에 나사산이 형성될 수 있다. 터빈 본체(500)와 증기 밸브(100)를 서로 조립하는 과정에서, 복수의 스레드 로드(550)는 플랜지(110)의 제2 관통홀(141, 도 10 참조)을 관통하게 된다. 이때, 제2 관통홀(141, 도 10 참조)의 직경은 복수의 스레드 로드(550)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 의해, 복수의 스레드 로드(550)가 제2 관통홀(141, 도 10 참조)을 관통할 때, 복수의 스레드 로드(550)의 외주면과 제2 관통홀(141, 도 10 참조)의 내주면이 서로 마찰되지 않는다.

복수의 스레드 로드(550) 각각에는 너트(560)가 결합될 수 있다. 스레드 로드(551)에는 너트(561)가 결합되고, 스레드 로드(553)에는 너트(563)가 결합되고, 스레드 로드(555)에는 너트(565)가 결합될 수 있다.

너트(560)의 회전에 의해, 플랜지(110)가 제1 연결부(510) 측으로 이동할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 복수의 스레드 로드(550) 각각에 결합된 너트(560)를 동시에 동일하게 회전시킴으로써, 제2 연결부(120)가 제1 연결부(510) 측으로 똑바로 이동할 수 있다. 이때, 복수의 너트(560)를 동시에 동일하게 회전시켜, 복수의 너트(560)를 제1 연결부(510) 측으로 동일한 거리로 이동시킬 수 있다.

다시, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 과정을 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 먼저 증기 밸브(100)를 터빈 본체(500) 측으로 이동시켜, 증기 밸브(100)의 플랜지(110)에 형성된 제1 관통홀(143, 도 10 참조)에 복수의 가이드 로드(530)를 삽입시킨다. 이때, 복수의 가이드 로드(530)의 단부가 뾰족한 형상으로 이루어져, 제1 관통홀(143, 도 10 참조) 내부에 복수의 가이드 로드(530)가 용이하게 삽입될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 증기 밸브(100)를 터빈 본체(500) 측으로 더 이동시켜, 복수의 스레드 로드(550)가 플랜지(110)의 제2 관통홀(141, 도 10 참조)을 관통하도록 이동시킨다. 다음으로, 제2 관통홀(141, 도 10 참조)을 관통한 복수의 스레드 로드(550) 단부에 너트(560)를 체결한다.

다음으로, 복수의 스레드 로드(550)에 결합된 복수의 너트(560)를 동시에 일정하게 회전시키면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 너트(560)가 터빈 본체(500) 측으로 이동함에 따라 증기 밸브(100)도 일정하게 터빈 본체(500)로 이동할 수 있다. 이와 같이, 복수의 스레드 로드(550)에 결합된 너트(560)를 동시에 일정하게 회전시킴으로써, 복수의 가이드 로드(530)를 따라 증기 밸브(100)가 터빈 본체(500) 측으로 똑바로 이동할 수 있다. 증기 밸브(100)가 똑바로 이동함에 따라, 증기 밸브(100)의 피스톤(130)이 제1 연결부(510)의 내벽과 마찰되지 않게 이동할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 증기 터빈의 조립 방법에 따르면, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 증기 터빈의 조립 과정에서 증기 밸브(100)가 터빈 본체(500)로 이동할 때, 피스톤(130)이 똑바로 이동함에 따라 피스톤 링(170)이 제1 연결부(510) 내벽과의 마찰에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 10을 참조하면, 플랜지(110)에 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 가이드 로드(530)는 플랜지(110)의 제1 관통홀(143)을 관통할 수 있고, 복수의 스레드 로드(550)는 플랜지(110)의 제2 관통홀(141)을 관통할 수 있다. 이때, 복수의 가이드 로드(530)와 스레드 로드(550)의 배치 관계와 대응되도록, 제2 관통홀(141)은 제1 관통홀(143)에 인접하여 형성될 수 있다.

또한, 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)은 플랜지(110) 상에 서로 대칭되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)이 하나의 영역(G1)에 배치되고, 다른 하나의 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)이 다른 하나의 영역(G2)에 배치될 수 있다.

또한, 또 다른 하나의 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)이 또 다른 하나의 영역(G3)에 배치되고, 또 다른 하나의 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)이 또 다른 하나의 영역(G4)에 배치될 수 있다. 이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 영역(G1, G2, G3, G4)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

한편, 각 영역(G1, G2, G3, G4) 내에는, 제1 관통홀(143) 및 제2 관통홀(141)에 인접하여 제3 관통홀(145)이 형성될 수 있다. 제3 관통홀(145)은 후술하는 복수의 스크류 잭(screw jack, 570, 도 11 참조)이 관통할 수 있다. 복수의 스크류 잭은 터빈 본체(500)로부터 증기 밸브(100)를 분리하는데 사용될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

하기에서는, 도 11 내지 도 14을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 터빈의 분해 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 11 내지 도 14는 본 실시예에 따른 증기 터빈의 분해 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

증기 터빈을 유지 보수할 필요가 있는 경우, 터빈 본체(500)로부터 증기 밸브(100)를 분리하여 증기 터빈을 분해하게 된다. 먼저, 도 11에 도시된 바와 같이 플랜지(110)의 제3 관통홀(145, 도 10 참조)에 복수의 스크류 잭(screw jack, 570)을 삽입시킨다. 복수의 스크류 잭(570)은 외주면에 나사산이 형성된 바형 부재로, 스크류 잭(570)의 회전 운동에 의해 물체를 이동시킬 수 있는 공지의 장치에 해당된다. 본 실시예에 따르면, 플랜지(110)의 제3 관통홀(145, 도 10 참조)의 내주면에는 스크류 잭(570)의 나사산에 대응되는 나사산이 형성된다.

다음으로, 도 12 내지 도 14에서와 같이, 복수의 스크류 잭(570)을 일 방향으로 동시에 회전시킨다. 이때, 복수의 스크류 잭(570)은 복수의 가이드 로드(530) 및 스레드 로드(550)의 연장 방향과 동일한 방향으로 이동한다.

이에 따라, 증기 터빈을 조립하는 공정과 반대로, 제2 연결부(120)가 제1 연결부(510)로부터 점점 이격된다. 복수의 스크류 잭(570)을 동시에 동일하게 회전시키면, 제2 연결부(120)가 제1 연결부(510)로부터 똑바로 이동할 수 있다.

증기 터빈의 조립 과정과 마찬가지로, 증기 터빈의 분해 과정에서 복수의 스크류 잭(570)에 의해 피스톤(130)이 똑바로 이동함에 따라 피스톤 링(170)이 제1 연결부(510) 내벽과의 마찰에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100 증기 밸브
110 플랜지
120 제2 연결부
130 피스톤
150 밸브 본체
170 피스톤 링
500 터빈 본체
510 제1 연결부
530 가이드 로드
550 스레드 로드
560 너트
570 스크류 잭

Claims

증기 공급부로부터 공급된 증기에 의해 회전하는 터빈이 내부에 배치된 터빈 본체, 및 상기 증기 공급부와 상기 터빈 본체 사이에 배치되어 상기 증기 공급부로부터 상기 터빈 본체로 공급되는 증기량을 조절하는 증기 밸브를 포함하는 증기 터빈으로서,
상기 터빈 본체는,
상기 증기 밸브와 연결되는 제1 연결부;
상기 제1 연결부의 둘레에 배치되며, 상기 증기 밸브와 마주보는 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드; 및,
상기 복수의 가이드 로드 각각에 인접하게 배치되며, 상기 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 스레드 로드(thread rod)를 포함하며,
상기 증기 밸브는,
상기 제1 연결부와 결합되는 제2 연결부;
상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지; 및
상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통하는 제1 관통홀을 포함하며,
상기 복수의 가이드 로드는 상기 제1 관통홀에 삽입되어 상기 터빈 본체와 상기 증기 밸브를 정렬시키는 증기 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드는, 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 서로 대칭되어 배열되는, 증기 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부는, 상기 터빈 본체에서 상기 증기 밸브로 갈수록 단면적이 작아지는, 증기 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드 각각은 원기둥 형상을 갖는, 증기 터빈.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드 각각의 표면은 평평한, 증기 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합된, 증기 터빈.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 스레드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합된, 증기 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 증기 밸브는,
상기 플랜지의 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성되며, 상기 복수의 스레드 로드가 각각 관통하는 제2 관통홀을 더 포함하는, 증기 터빈.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 스레드 로드 각각의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 작은, 증기 터빈.
제 9 항에 있어서,
상기 터빈 본체는,
상기 복수의 스레드 로드 각각에 결합되어, 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시킬 수 있는 너트를 더 포함하는, 증기 터빈.
외부로부터 공급되는 증기에 의해 회전하는 터빈, 상기 증기를 상기 외부로부터 공급받는 제1 연결부, 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되어 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드 및 상기 복수의 가이드 로드 각각에 인접하게 배치되며 상기 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 스레드 로드를 포함하는 터빈 본체를 마련하는 단계;
상기 터빈 본체 내부로 공급되는 증기량을 조절하며, 상기 제1 연결부와 서로 마주보는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지, 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통할 수 있는 제1 관통홀 및 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성되며 상기 복수의 스레드 로드가 각각 관통할 수 있는 제2 관통홀을 포함하는 증기 밸브를 마련하는 단계;
상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시켜, 상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부를 상기 제1 관통홀 내부로 삽입시켜서 상기 터빈 본체와 상기 증기 밸브를 정렬시키는 단계;
상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부를 상기 제1 관통홀 내부에 삽입시켜서 상기 터빈 본체와 상기 증기 밸브를 정렬한 후, 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체 측으로 이동시켜 상기 복수의 스레드 로드 각각의 단부를 상기 제2 관통홀을 관통시키는 단계;
상기 제2 관통홀을 관통한 상기 복수의 스레드 로드 각각의 단부에 너트를 결합하는 단계;
상기 너트를 회전시켜, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 서로 밀착시키는 단계; 및
상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 서로 체결하는 단계를 포함하는, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 너트를 회전시키는 단계에서,
상기 너트를 상기 터빈 본체 측으로 동시에 이동시키는, 증기 터빈의 조립 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 너트를 회전시키는 단계에서,
상기 너트를 상기 제1 방향으로 동일한 거리로 이동시키는, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드 각각의 단부는, 상기 터빈 본체에서 상기 증기 밸브로 갈수록 단면적이 작아지는, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드는, 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 서로 대칭되어 배열되는, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합된, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 스레드 로드는 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 고정 결합된, 증기 터빈의 조립 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 스레드 로드 각각의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 작은, 증기 터빈의 조립 방법.
외부로부터 공급되는 증기에 의해 회전하는 터빈, 상기 증기를 상기 외부로부터 공급받는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부의 둘레에 배치되어 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 가이드 로드 및 상기 복수의 가이드 로드 각각에 인접하게 배치되며 상기 제1 방향을 향해 연장되는 복수의 스레드 로드를 포함하는 터빈 본체와
상기 터빈 본체 내부로 공급되는 증기량을 조절하며, 상기 제1 연결부와 서로 밀착되는 제2 연결부, 상기 제2 연결부의 둘레에 배치되는 플랜지, 상기 플랜지에 형성되며 상기 가이드 로드가 관통된 제1 관통홀 및 상기 제1 관통홀에 인접하여 형성된 제3 관통홀을 포함하는 증기 밸브를 포함하며, 상기 복수의 가이드 로드가 상기 제1 관통홀에 삽입되어 상기 터빈 본체와 상기 증기 밸브가 정렬되는, 증기 터빈을 마련하는 단계;
복수의 스크류 잭(screw jack) 각각을 상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브에서 상기 터빈 본체 측으로 상기 제3 관통홀에 삽입시키는 단계; 및
상기 복수의 스크류 잭을 동작시켜, 상기 제1 방향을 따라 상기 증기 밸브를 상기 터빈 본체로부터 분리시키는 단계를 포함하는, 증기 터빈의 분해 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 복수의 가이드 로드는, 상기 제1 연결부의 상기 둘레에 서로 대칭되어 배열되는, 증기 터빈의 분해 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 복수의 스크류 잭은, 상기 플랜지에 서로 대칭되어 배열되는, 증기 터빈의 분해 방법.