KR101967068B1 - Supply structure of cooling air and steam turbine having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증기터빈의 냉각공기 공급구조에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling air supply structure of a steam turbine.
일반적으로 사용되는 증기터빈의 한 종류는 고압터빈, 중압터빈, 저압터빈, 응축기, 보일러 등을 포함하여 구성될 수 있다. One type of commonly used steam turbine may be comprised of a high pressure turbine, a medium pressure turbine, a low pressure turbine, a condenser, a boiler, and the like.
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. The working fluid used to produce steam turbine power is first introduced into the medium-pressure turbine via the high-pressure turbine, and then the turbine is operated to produce power by flowing through the low-pressure turbine to the condenser. At this time, the working fluid discharged from the high-pressure turbine and flowing into the intermediate-pressure turbine is heat-exchanged between the working fluid flowing into the high-pressure turbine through the condenser and the boiler (moisture separation reheater in the case of nuclear power).
이러한 증기터빈은 고온환경에서 작동하므로, 각종 터빈을 냉각해 주는 것이 요구된다. 공냉식인 경우 고압터빈, 중압터빈 및 저압터빈를 포함하는 터빈부로 도 1에서와 같이 냉각공기를 공급하게 된다. Since such a steam turbine operates in a high temperature environment, it is required to cool various turbines. In the case of air cooling, the cooling air is supplied to the turbine section including the high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine, and the low-pressure turbine as shown in FIG.
도 1를 참고하면, 터빈부에 해당하고 베인(3)이 장착된 스테이터(2)상에 고정된 경계프레임(6)이 배치된다. 그리고 로터(4)의 외주면상에는 버킷(5)이 배치되고, 경계프레임(6)의 단부는 버킷(5)의 플랫폼(5b)가 냉각공기의 유동공간을 형성한다. 유동공간으로 유입된 냉각공기는 냉각홀(5a)로 유입되며 버킷(5) 및 로터(4)를 냉각하게 된다. Referring to Fig. 1, a
그런데 종래 냉각공기 공급 구조의 경우 로터(4)가 회전함에 따라 냉각공기가 회전하는 냉각홀(5a)로 유입되는 상태이어서, 냉각홀(5a)로 냉각공기가 원활히 유입되지 않는 문제가 있다. 냉각공기의 유동방해는 버킷(5) 및 로터(4)의 냉각효과를 저해하는 유인이다. However, in the conventional cooling air supply structure, the cooling air flows into the
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 증기터빈의 냉각공기 흐름라인에 사전 냉각공기의 흐름 방향을 제어하는 프리스월러(pre-swirler)를 배치하여 터빈의 회전방향을 고려하여 냉각공기를 공급함으로써, 터빈의 냉각능력을 향상시킬 수 있는 구조를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide a pre-swirler for controlling a flow direction of pre- So that the cooling ability of the turbine can be improved by supplying the cooling air in consideration of the rotating direction of the turbine.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 증기터빈의 냉각공기 공급구조에 관한 것으로, 로터에 장착되는 버킷에 형성되고, 냉각공기가 상기 버킷을 관통하며 흐르도록 제공되는 냉각홀과 스테이터에 연결되고 버킷에 인접 배치되며, 로터의 외주면과 냉각공기가 흐르는 유동공간을 형성하는 경계프레임 및 상기 경계프레임상에서 상기 유동공간을 바라보며 배치되고, 상기 냉각홀로 유입되는 냉각공기의 흐름 방향을 조절하도록 제공되는 프리스월러부재를 포함할 수 있다. In order to achieve the above-mentioned objects, the present invention relates to a cooling air supply structure for a steam turbine, which is formed in a bucket mounted on a rotor and is connected to a cooling hole and a stator provided for cooling air to flow through the bucket A boundary frame which is disposed adjacent to the bucket and forms a flow space through which the cooling air flows and an outer circumferential surface of the rotor and a fresco frame which is disposed to face the flow space on the boundary frame and is provided to adjust the flow direction of the cooling air flowing into the cooling hole And a waller member.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 프리스월러부재는, 상기 경계프레임의 내주면을 따라 배치되는 링 형상의 날개베이스 및 상기 날개베이스의 내주면을 따라 일정간격을 두고 이격되어 배치되는 복수의 조향날개를 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the fresnel member includes a ring-shaped wing base disposed along an inner circumferential surface of the boundary frame, and a plurality of steering wings spaced apart from each other at a predetermined interval along the inner circumferential surface of the wing base can do.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 조향날개는, 상기 로터의 회전방향측으로 굽어지는 곡선형으로 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the steering wing may be formed in a curved shape that bends toward the rotation direction side of the rotor.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 조향날개의 일면에는 냉각공기의 흐름을 안내하도록, 로터의 회전축 방향에 평행하게 가이드홈이 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, a guide groove may be formed on one surface of the steering wing so as to guide the flow of the cooling air in parallel with the rotation axis direction of the rotor.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면 중 로터의 회전방향측에 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the guide groove may be formed on one side of the steering blade in the rotational direction of the rotor.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 가이드홈은 상기 조향날개상에서 로터의 중심방향으로 일정간격을 두고 복수의 단으로 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the guide groove may be formed at a plurality of stages at a predetermined interval in the direction of the center of the rotor on the steering wing.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면상에서 사각 패턴으로 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the guide groove may be formed in a square pattern on one side of the steering wing.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면상에서 물결 패턴으로 형성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the guide groove may be formed in a wavy pattern on one surface of the steering wing.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 프리스월러부재는, 복수개의 상기 조향날개의 단부를 서로 연결하며, 상기 날개베이스의 내주면에서 일정간격 이격되어 상기 유동공간상에 배치되는 서포트프레임을 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the fresnel member may further include a support frame which connects end portions of the plurality of steering wings to each other, and is disposed on the flow space at a predetermined distance from an inner circumferential surface of the wing base have.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 프리스월러부재는, 상기 날개베이스에 배치되고, 상기 조향날개의 단부에 연결되며, 상기 조향날개의 각도를 조절하도록 제공되는 각도조절수단을 더 포함할 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the fresnel member may further include angle adjusting means disposed in the wing base, connected to an end of the steering wing, and provided to adjust an angle of the steering wing.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각도조절수단은, 상기 날개베이스의 내부에 배치되는 모터와 상기 조향날개의 단부에 배치되는 날개샤프트 및 상기 모터의 회전축과 상기 날개샤프트를 연결하는 기어박스를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the angle adjusting means includes a motor disposed inside the blade base, a blade shaft disposed at an end of the steering blade, and a gear box connecting the rotation shaft of the motor and the blade shaft can do.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 로터의 회전속도에 따라 상기 조향날개의 각도를 조절하여 냉각공기의 흐름 방향을 변경하도록, 상기 각도조절수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the controller may further include a controller for controlling the angle adjusting unit to change the direction of the cooling air by adjusting the angle of the steering wing according to the rotational speed of the rotor.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 로터의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부와 상기 회전속도측정부에서 측정한 속도값에 대응하여 상기 조향날개의 각도값으로 환산하는 각도값 환산부와 상기 각도값 환산부에서 환산한 각도값에 대응하여 상기 모터의 회전값을 환산하는 회전값 환산부 및 상기 회전값 환산부에서 측정한 회전값에 대응하여 상기 모터를 구동하는 모터구동부를 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the control unit may further include: a rotational speed measuring unit for measuring a rotational speed of the rotor; and a rotational speed measuring unit for calculating an angular value converted to an angle value of the steering wing corresponding to the speed value measured by the rotational speed measuring unit And a motor drive unit for driving the motor in accordance with the rotation value measured by the rotation value conversion unit. The motor rotation unit may include a rotation angle conversion unit for converting the rotation angle of the motor corresponding to the angle value converted by the angle conversion unit, can do.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 로터의 회전속도에 대응되는 상기 조향날개의 각도값 정보를 데이터화하는 데이터베이스부를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the control unit may further include a database unit for data of angle value information of the steering wing corresponding to the rotational speed of the rotor.
또한, 본 발명인 증기터빈은 상기 냉각공기 공급 구조가 배치되고, 냉각공기가 유입되는 고압터빈과 상기 고압터빈과 연결되고 상기 고압터빈으로부터 냉각공기가 유입되는 중압터빈 및 상기 중압터빈과 연결되고 상기 중압터빈으로부터 냉각공기가 유입되는 저압터빈을 포함하는 터빈부와 상기 터빈부의 저압터빈과 연결되고, 상기 터빈부로부터 유입되는 작동유체를 응축시키는 응축기 및 상기 응축기와 상기 터빈부의 고압터빈간에 연결되며, 상기 응축기에서 상기 터빈부로 흐르는 작동유체를 가열하는 보일러를 포함할 수 있다. The steam turbine according to the present invention is characterized in that the cooling air supply structure is disposed, a high pressure turbine into which cooling air flows, a medium pressure turbine connected to the high pressure turbine and to which cooling air flows from the high pressure turbine, A turbine section including a low-pressure turbine into which cooling air flows from the turbine, a condenser connected to the low-pressure turbine of the turbine section for condensing a working fluid flowing from the turbine section, and a high- And a boiler for heating a working fluid flowing from the condenser to the turbine portion.
본 발명에 따르면, 증기터빈의 냉각공기 흐름라인에 사전 냉각공기의 흐름 방향을 제어하는 프리스월러(pre-swirler)를 배치하여 터빈의 회전방향을 고려하여 냉각공기를 공급함으로써, 터빈의 냉각능력을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, a pre-swirler for controlling the flow direction of the pre-cooling air is disposed in the cooling air flow line of the steam turbine to supply the cooling air in consideration of the rotational direction of the turbine, Can be improved.
도 1은 종래 증기터빈의 버킷 냉각홀에 대한 냉각공기의 공급 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 프리스월러부재가 배치된 증기터빈의 냉각공기 공급 구조를 나타낸 측단면도.
도 3은 도 2에 게시된 프리스월러부재에 대한 일 형태를 나타낸 정면도.
도 4는 도 2에 게시된 프리스월러부재에 대한 다른 형태를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명 중 조향날개의 일 형태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명 중 조향날개의 다른 형태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명 중 조향날개의 또 다른 형태를 나타낸 도면.
도 8는 본 발명에서 조향날개를 조절하기 위한 각도조절수단의 구조를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명인 제어부의 구성을 나타낸 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a supply structure of cooling air to a bucket cooling hole of a conventional steam turbine.
BACKGROUND OF THE
Fig. 3 is a front view showing a form of the fresnel member shown in Fig. 2; Fig.
Fig. 4 is a front view showing another form of the fresnel member shown in Fig. 2; Fig.
5 is a view showing one form of a steering wing in the present invention.
6 is a view showing another form of a steering wing in the present invention.
7 is a view showing another embodiment of a steering wing in the present invention.
8 is a view showing a structure of an angle adjusting means for adjusting a steering wing in the present invention.
9 is a block diagram showing a configuration of a control unit according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 증기터빈의 냉각공기 공급구조의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a cooling air supply structure of a steam turbine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명인 프리스월러부재가 배치된 증기터빈의 냉각공기 공급 구조를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 도 2에 게시된 프리스월러부재에 대한 일 형태를 나타낸 정면도이며, 도 4는 도 2에 게시된 프리스월러부재에 대한 다른 형태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명 중 조향날개의 일 형태를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명 중 조향날개의 다른 형태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명 중 조향날개의 또 다른 형태를 나타낸 도면이며, 도 8는 본 발명에서 조향날개를 조절하기 위한 각도조절수단의 구조를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명인 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다. FIG. 2 is a side sectional view showing a cooling air supply structure of a steam turbine in which a Frisler-Walter member according to the present invention is disposed, FIG. 3 is a front view showing an embodiment of a Frisler- 5 is a view showing one form of a steering wing in the present invention, FIG. 6 is a view showing another form of a steering wing of the present invention, and FIG. 7 is a front view showing a steering wing according to the present invention FIG. 8 is a view showing a structure of an angle adjusting means for adjusting a steering wing in the present invention, and FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a control section according to the present invention.
우선 도 2를 참고하면, 본 발명인 증기터빈의 냉각공기 공급 구조(10)는 냉각홀(51), 경계프레임(60) 및 프리스월러부재(70)를 포함할 수 있다. 2, the cooling
상기 냉각홀(51)은 로터(40)의 외주면에 장착되는 버킷(50)에 형성되고, 냉각공기가 버킷(50)을 관통하며 흐르도록 제공될 수 있다. 상기 버킷(50)이 로터(40)의 외주면을 따라 원주방향으로 복수개가 장착됨에 따라 상기 냉각홀(51)도 로터(40)의 원주방향을 따라 복수개가 배치된다. The
상기 경계프레임(60)은 베인(30)이 배치된 스테이터(20)에 장착되고 버킷(50)에 인접하여 배치되며, 로터(40)의 외주면과의 관계에서 냉각공기가 흐르는 유동공간을 형성하도록 제공될 수 있다. 상기 경계프레임(60)이 원주방향으로 배치됨에 따라 상기 유동공간은 로터(40)의 외주면을 따라 원주방향으로 형성되게 된다. The
그리고 상기 경계프레임(60)의 측부에는 실링(미도시)이 형성된 돌기부(61)가 형성되고, 상기 버킷(50)의 플랫폼(52)에는 상기 돌기부(61)가 삽입 배치되는 함몰부(53)가 형성되어, 상호 교차 배치에 의해 버킷(50)을 냉각하기 위한 유동공간을 형성할 수 있다. 다만 반드시 이런 교차 배치 형상으로 한정될 것은 아니다. A
상기 프리스월러부재(70)는 상기 경계프레임(60)상에서 상기 유동공간을 바라보며 배치되고, 상기 냉각홀(51)로 유입되는 냉각공기의 흐름 방향을 조절하도록 제공될 수 있다. The
이러한 상기 프리스월러부재(70)의 일 형태는 도 3를 참고하면, 날개베이스(71) 및 조향날개(72)를 포함하여 구성될 수 있다. One form of the Fresnel
상기 날개베이스(71)는 상기 경계프레임(60)의 내주면에서 원주방향을 따라 링 형상으로 배치될 수 있다. The
그리고 상기 조향날개(72)는 상기 날개베이스(71)의 내주면을 따라 원주방향으로 일정간격을 두고 이격되어 배치될 수 있다. 이때 상기 조향날개(72)는 로터(40)의 회전방향측으로 굽어지는 곡선형으로 형성될 수 있다. The
터빈의 작동시 로터(40)가 회전함에 따라 로터(40)의 표면을 타고 흐르는 냉각공기는 로터(40)의 축방향으로 진행하는 과정에서 로터(40)의 회전에 영향을 받으면서 회전방향으로 흐르면서 상기 냉각홀(51)로 유입되게 된다. As the
여기서 상기 조향날개(72)가 로터(40)의 회전방향으로 굽어져 있는 경우, 회전하는 로터(40)의 표면을 따라 약간씩 회전방향으로 이동하면서 상기 냉각홀(51) 방향으로 진행하는 냉각공기는, 상기 조향날개(72)의 굽어진 방향으로 가이드되게 되어 냉각홀(51)로의 유입이 보다 원활하게 된다. 즉 조향날개(72)는 상기 냉각홀(51) 인접부위에서의 냉각공기의 난류발생을 완화하여 흐름을 보다 원활하게 하는 것이다. When the
한편, 상기 프리스월러부재(70)의 다른 형태는 도 4를 참고하면, 서포트프레임(74)을 더 포함할 수 있으며, 상기 서포트프레임(74)은 복수개의 조향날개(72)의 단부를 서로 연결하며, 상기 날개베이스(71)의 내주면에서 일정간격 이격되어 상기 유동공간상에 배치될 수 있다. 4, the
이 경우 상기 조향날개(72)의 일단부는 상기 날개베이스(71)에 연결되고, 타단부는 상기 서포트프레임(74)에 연결되어 있어, 상기 조향날개(72)는 보다 안정적으로 지지될 수 있다. In this case, one end of the
여기서 상기 조향날개(72)는 도 5 내지 도 7에 게시된 것과 같이 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 우선 도 5를 참고하면, 상기 조향날개(72)는 기본적으로 로터(40)의 회전방향으로 굽어진 곡선형으로 구성될 수 있다. Here, the
여기서 상기 조향날개(72)의 일면에는 냉각공기의 흐름을 안내하도록, 로터(40)의 축 방향에 평행한 가이드홈(73)이 형성될 수 있다. 상기 가이드홈(73)은 상기 조향날개(72)에서 로터(40)의 회전방향측에 형성될 수 있다. 유입되는 냉각공기는 상기 조향날개(72)를 통과할 때, 상기 가이드홈(73)을 따라 로터(40)의 축방향에 평행하게 흐르도록 가이드되며, 상기 냉각홀(51)로 보다 원활하게 유입될 수 있다. A
상기 가이드홈(73)의 다른 형태로는 도 6를 참고하면, 상기 조향날개(72)상에서 로터(40)의 중심방향으로 일정간격을 두고 복수의 단으로 형성된 사각패턴일 수 있다. 6, the
그리고 상기 가이드홈(73)의 또 다른 형태로는 도 7를 참고하면, 상기 조향날개(72)상에서 로터(40)의 중심방향으로 일정간격을 두고 복수의 단으로 형성된 물결패턴일 수 있다. 7, the
한편, 도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 날개베이스(71)에 배치되고, 상기 조향날개(72)의 타단부에 연결되며, 상기 조향날개(72)의 각도를 조절하도록 제공되는 각도조절수단(75) 및 상기 로터(40)의 회전속도에 따라 상기 조향날개(72)의 각도를 조절하여 냉각공기의 흐름 방향을 변경하도록, 상기 각도조절수단(75)을 제어하는 제어부(80)를 더 포함할 수 있다. 8 and 9, in the embodiment of the present invention, the steering
우선 상기 각도조절수단(75)은 모터(76), 날개샤프트(77) 및 기어박스(78)를 포함하여 구성될 수 있다. The angle adjusting means 75 may be configured to include a
상기 모터(76)는 상기 날개베이스(71)의 내부에 배치될 수 있으며, 일 종류로는 스테핑 모터일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
그리고 상기 날개샤프트(77)는 상기 조향날개(72)의 단부에 연결되고, 상기 날개샤프트(77)와 상기 모터(76)의 회전축은 기어박스(78)에 의해 연계될 수 있다. 여기서 상기 기어박스(78)는 동력전달방향을 전환시켜주는 베벨기어일 수 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니다. The
다음 상기 제어부(80)는 회전속도측정부(81), 각도값 환산부(82), 회전값 환산부(83), 모터구동부(85) 및 데이터베이스부(84)를 포함하여 구성될 수 있다. The
상기 회전속도측정부(81)는 로터(40)의 회전속도를 측정하는 모듈일 수 있다. 터빈의 작동단계에 따라 로터(40)의 회전속도는 변경될 수 있으며, 상기 회전속도측정부(81)가 각 작동단계에 따른 로터(40)의 회전속도를 측정하게 된다. The rotational
상기 각도값 환산부(82)는 상기 회전속도측정부(81)에서 측정한 속도값에 대응하여 상기 조향날개(72)의 적정 각도값을 환산하는 모듈일 수 있다. 즉 로터(40)의 회전속도에 따라 상기 냉각홀(51)로 진행하는 냉각공기의 적정 가이드 각도를 산출하는 것을 목적으로 한다. The angular
그리고 상기 회전값 환산부(83)는 상기 각도값 환산부(82)에서 환산한 각도값에 대응하여 상기 모터(76)의 회전값을 환산하는 모듈일 수 있다. 즉 냉각공기의 적정 가이드 각도를 형성하기 위해 상기 모터(76)의 회전량을 산출하는 것이다. 상기 모터(76)가 스텝핑 모터인 경우 단계적으로 정밀한 각도제어가 가능하다.The rotation
상기 모터구동부(85)는 상기 회전값 환산부(83)에서 측정한 회전값에 대응하여 상기 모터(76)를 구동하는 모듈일 수 있다. The motor driving unit 85 may be a module that drives the
상기 데이터베이스부(84)는 상기 로터(40)의 회전속도에 대응되는 상기 조향날개(72)의 각도값 정보를 데이터화하는 모듈일 수 있으며, 상기 데이터베이스부(84)가 구비됨에 의해 로터(40)의 회전속도에 대응한 조향날개(72)의 각도조절은 기 설정된 데이터를 통해 보다 신속하게 선택 결정될 수 있다. The
한편, 본 발명은 상기 냉각공기 공급 구조(10)가 포함된 증기터빈일 수 있다. 이러한 증기터빈은 기본적으로 상기 냉각공기 공급 구조가 배치되고, 냉각공기가 유입되는 고압터빈과 상기 고압터빈과 연결되고 상기 고압터빈으로부터 냉각공기가 유입되는 중압터빈 및 상기 중압터빈과 연결되고 상기 중압터빈으로부터 냉각공기가 유입되는 저압터빈을 포함하는 터빈부와 상기 터빈부의 저압터빈과 연결되고, 상기 터빈부로부터 유입되는 작동유체를 응축시키는 응축기 및 상기 응축기와 상기 터빈부의 고압터빈간에 연결되며, 상기 응축기에서 상기 터빈부로 흐르는 작동유체를 가열하는 보일러를 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, the present invention may be a steam turbine including the cooling
이상의 사항은 증기터빈의 냉각공기 공급구조의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above description only shows a specific embodiment of the cooling air supply structure of the steam turbine.
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.Therefore, it should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. do.
10:냉각공기 공급 구조
20:스테이터
30:베인
40:로터
50:버킷
51:냉각홀
52:플랫폼
60:경계프레임
70:프리스월러부재
71:날개베이스
72:조향날개
73:가이드홈
74:서포트프레임
75:각도조절수단
76:모터
77:샤프트
78:기어박스
80:제어부
81:회전속도측정부
82:각도값 환산부
83:회전값 환산부
84:데이터베이스부
85:모터구동부10: Cooling air supply structure
20:
30: Vane
40: Rotor
50: Bucket
51: cooling hole
52: Platform
60: boundary frame
70: Missing Friswaller
71: wing base
72: steering wing
73: Guide groove
74: Support frame
75: Angle adjusting means
76: Motor
77: Shaft
78: Gearbox
80:
81: rotational speed measuring unit
82: angle value conversion unit
83: rotation value conversion unit
84:
85:
Claims (15)
스테이터에 연결되고 버킷에 인접 배치되며, 로터의 외주면과 냉각공기가 흐르는 유동공간을 형성하는 경계프레임; 및
상기 경계프레임상에서 상기 유동공간을 바라보며 배치되고, 상기 냉각홀로 유입되는 냉각공기의 흐름 방향을 조절하도록 제공되는 프리스월러부재;를 포함하되,
상기 프리스월러부재는,
상기 경계프레임의 내주면을 따라 배치되는 링 형상의 날개베이스;
상기 날개베이스의 내주면을 따라 일정간격을 두고 이격되어 배치되는 복수의 조향날개; 및
상기 조향날개의 각도를 조절하도록, 상기 날개베이스에 배치되고, 상기 조향날개의 단부에 연결되는 모터를 포함하는 각도조절수단;을 포함하되,
상기 로터의 회전속도에 따라 상기 조향날개의 각도를 조절하여 냉각공기의 흐름 방향을 변경하도록, 상기 각도조절수단을 제어하는 제어부;를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 로터의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부;
상기 회전속도측정부에서 측정한 속도값에 대응하여 상기 조향날개의 각도값으로 환산하는 각도값 환산부;
상기 각도값 환산부에서 환산한 각도값에 대응하여 상기 모터의 회전값을 환산하는 회전값 환산부; 및
상기 회전값 환산부에서 측정한 회전값에 대응하여 상기 모터를 구동하는 모터구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
A cooling hole formed in the bucket mounted on the rotor, the cooling hole being provided so that the cooling air flows through the bucket;
A boundary frame connected to the stator and disposed adjacent to the bucket, the boundary frame forming a flow space through which the outer circumferential surface of the rotor and the cooling air flow; And
And a fresnel member disposed to face the flow space on the boundary frame and adapted to adjust a flow direction of the cooling air flowing into the cooling hole,
The fresnel member may include:
A ring-shaped wing base disposed along an inner circumferential surface of the boundary frame;
A plurality of steering blades spaced apart from each other at a predetermined interval along an inner circumferential surface of the blade base; And
And angle adjusting means disposed in the wing base for adjusting an angle of the steering wing and including a motor connected to an end of the steering wing,
And a controller for controlling the angle adjusting means so as to change the flow direction of the cooling air by adjusting the angle of the steering blade according to the rotation speed of the rotor,
Wherein,
A rotation speed measuring unit for measuring a rotation speed of the rotor;
An angle value conversion unit for converting the angle value of the steering wing into an angle value corresponding to a speed value measured by the rotation speed measurement unit;
A rotation value conversion unit for converting the rotation value of the motor corresponding to the angle value converted in the angle value conversion unit; And
A motor driving unit for driving the motor corresponding to the rotation value measured by the rotation value conversion unit;
The cooling air supply structure comprising:
상기 조향날개는,
상기 로터의 회전방향측으로 굽어지는 곡선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
The method according to claim 1,
The steering wing
And the cooling air supply structure is curved so as to bend toward the rotation direction side of the rotor.
상기 조향날개의 일면에는 냉각공기의 흐름을 안내하도록, 로터의 회전축 방향에 평행하게 가이드홈;이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
The method according to claim 1,
Wherein a guide groove is formed on one surface of the steering wing so as to guide the flow of the cooling air in parallel with the rotation axis direction of the rotor.
상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면 중 로터의 회전방향측에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
5. The method of claim 4,
Wherein the guide groove is formed on one side of the steering blade in a rotation direction of the rotor.
상기 가이드홈은 상기 조향날개상에서 로터의 중심방향으로 일정간격을 두고 복수의 단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
5. The method of claim 4,
Wherein the guide grooves are formed at a plurality of stages at regular intervals in the center direction of the rotor on the steering blades.
상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면상에서 사각 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
5. The method of claim 4,
Wherein the guide groove is formed in a square pattern on one side of the steering wing.
상기 가이드홈은 상기 조향날개의 일면상에서 물결 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
5. The method of claim 4,
Wherein the guide groove is formed in a wavy pattern on one side of the steering wing.
상기 프리스월러부재는,
복수개의 상기 조향날개의 단부를 서로 연결하며, 상기 날개베이스의 내주면에서 일정간격 이격되어 상기 유동공간상에 배치되는 서포트프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
The method according to claim 1,
The fresnel member may include:
Further comprising a support frame connected to the ends of the plurality of steering wings and spaced apart from the inner circumferential surface of the wing base and disposed on the flow space.
상기 각도조절수단은,
상기 날개베이스의 내부에 배치되는 모터;
상기 조향날개의 단부에 배치되는 날개샤프트; 및
상기 모터의 회전축과 상기 날개샤프트를 연결하는 기어박스;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
The method according to claim 1,
Wherein the angle adjusting means comprises:
A motor disposed within the wing base;
A wing shaft disposed at an end of the steering wing; And
A gear box connecting the rotation shaft of the motor and the vane shaft;
The cooling air supply structure comprising:
상기 제어부는,
상기 로터의 회전속도에 대응되는 상기 조향날개의 각도값 정보를 데이터화하는 데이터베이스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각공기 공급 구조.
The method according to claim 1,
Wherein,
And a database unit for converting the angle value information of the steering blades corresponding to the rotational speed of the rotor into data.
상기 터빈부의 저압터빈과 연결되고, 상기 터빈부로부터 유입되는 작동유체를 응축시키는 응축기; 및
상기 응축기와 상기 터빈부의 고압터빈간에 연결되며, 상기 응축기에서 상기 터빈부로 흐르는 작동유체를 가열하는 보일러;
를 포함하는 증기터빈.
A high-pressure turbine in which the cooling air supply structure of Claim 1 is installed, a high-pressure turbine to which cooling air is introduced, a medium-pressure turbine connected to the high-pressure turbine and to which cooling air flows, A turbine section including an inflow low pressure turbine;
A condenser connected to the low pressure turbine of the turbine portion and condensing the working fluid flowing from the turbine portion; And
A boiler connected between the condenser and the high-pressure turbine of the turbine, for heating a working fluid flowing from the condenser to the turbine;
≪ / RTI >
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170151655A KR101967068B1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | Supply structure of cooling air and steam turbine having the same |
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KR (1) | KR101967068B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060133927A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gap control system for turbine engines |
US20070003407A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Turner Lynne H | Mounting arrangement for turbine blades |
US9027350B2 (en) | 2009-12-30 | 2015-05-12 | Rolls-Royce Corporation | Gas turbine engine having dome panel assembly with bifurcated swirler flow |
JP2017089408A (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-25 | 川崎重工業株式会社 | Variable stator blade handling device |
-
2017
- 2017-11-14 KR KR1020170151655A patent/KR101967068B1/en active IP Right Grant
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