KR101986911B1 - Control system for sealing pressure and steam turbine having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실링 압력 조절 시스템에 관한 것으로, 로터샤프트의 축방향을 따라 고압터빈과 중압터빈 사이에 배치되고, 브러시실조립체를 포함하는 제1 실링부 및 상기 브러시실조립체가 배치 가능하도록, 상기 고압터빈의 작동유체를 추기하여 상기 브러시실조립체의 양측 압력차를 조절하는 실링 압력조절부를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 고압터빈의 특정 단에서 작동유체를 추출하여 브러시실과 같은 실링부재를 배치하고자 하는 로터의 축방향 부위에 공급함으로써, 브러시실의 적절한 사용 환경 조성을 위한 압력차를 완화하는 효과가 있다. The present invention relates to a sealing pressure regulating system comprising a first sealing portion disposed between a high pressure turbine and a medium pressure turbine along an axial direction of a rotor shaft, the first sealing portion including a brush seal assembly, And a sealing pressure regulating unit for regulating a pressure difference between both sides of the brush seal assembly by adding a working fluid of the turbine. According to the present invention, a working fluid is extracted from a specific end of the high-pressure turbine, To the axial direction portion of the rotor to be disposed, thereby reducing the pressure difference for forming an appropriate use environment of the brush chamber.

Figure R1020170148195
Figure R1020170148195

Description

실링 압력 조절 시스템 및 이를 포함하는 증기터빈{CONTROL SYSTEM FOR SEALING PRESSURE AND STEAM TURBINE HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sealing pressure regulating system and a steam turbine including the sealing pressure regulating system.

본 발명은 증기터빈의 실링 압력 조절 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a sealing pressure regulating system for 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).

증기터빈의 작동에 있어서, 작동유체의 누설을 완화하는 실링 기술은 상당히 중요하다. 도 1에는 증기터빈(1)에서 고압터빈(5)와 중압터빈(6)을 일체로 연결하는 로터(3)의 축방향을 따라 배치되는 실링부재(4)를 게시되어 있으며, 이는 각 터빈에서의 작동유체의 누설을 완화한다. In operation of the steam turbine, sealing techniques to mitigate leakage of the working fluid are of considerable importance. 1 shows a sealing member 4 disposed along the axial direction of the rotor 3 integrally connecting the high-pressure turbine 5 and the intermediate-pressure turbine 6 in the steam turbine 1, Thereby relieving the leakage of the working fluid.

그런데, 고압 환경에서 작동되는 터빈은 로터(3)의 축방향을 기준으로 실링이 배치된 지점마다 다른 압력차를 형성하게 된다. 예를 들어 P1 압력을 형성하는 지점과 P2 압력을 형성하는 지점간에는 ΔPA 만큼의 압력차가 존재하게 되고, 이는 실링부재의 재질 및 구조에도 영향을 준다. However, the turbine operated in the high-pressure environment forms a different pressure difference at each point where the sealing is arranged with respect to the axial direction of the rotor 3. [ For example, there is a pressure difference of? PA between the point forming the P1 pressure and the point forming the P2 pressure, which also affects the material and structure of the sealing member.

ΔPA 압력차가 낮은 경우에는 선택할 수 있는 실링부재의 재질 및 구조가 넓어지게 되고, ΔPA 압력차가 높은 경우에는 그 범위는 반대로 좁아질 것이다. 그리고 압력차를 견디기 위한 구조 강성은 더욱 요구될 것이다. When the pressure differential is low, the material and structure of the sealing member that can be selected will be widened, and if the pressure difference is high, the range will be reversed. And structural stiffness to withstand pressure differentials will be more demanding.

따라서 당해 기술분야에서는 브러시실과 같은 실링부재를 안정적으로 적용하기 위해 로터의 특정부분에서의 압력차를 적절히 조절할 수 있는 시스템이 요구된다. Accordingly, there is a need in the art for a system that is capable of properly adjusting the pressure difference at a particular portion of the rotor in order to stably apply a sealing member such as a brush seal.

미국특허 등록번호:US 8864442 B2　US Patent Number: US 8864442 B2

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고압터빈의 특정 단에서 작동유체를 추출하여 브러시실과 같은 실링부재를 배치하고자 하는 로터의 축방향 부위에 공급함으로써, 브러시실의 적절한 사용 환경 조성을 위한 압력차를 완화하는 실링 압력 조절 시스템을 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 method for extracting a working fluid from a specific end of a high- To thereby provide a sealing pressure regulating system which alleviates the pressure difference for forming an appropriate use environment of the brush seal.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 실링 압력 조절 시스템에 관한 것으로, 로터샤프트의 축방향을 따라 고압터빈과 중압터빈 사이에 배치되고, 브러시실조립체를 포함하는 제1 실링부 및 상기 브러시실조립체가 배치 가능하도록, 상기 고압터빈의 작동유체를 추기하여 상기 브러시실조립체의 양측 압력차를 조절하는 실링 압력조절부를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a sealing pressure regulating system including a first sealing portion disposed between a high pressure turbine and a middle pressure turbine along an axial direction of a rotor shaft, the first sealing portion including a brush chamber assembly, And a sealing pressure regulator for regulating the pressure difference between both sides of the brush seal assembly by adding a working fluid of the high pressure turbine so that the assembly can be disposed.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 고압터빈의 제1 추기부와 상기 브러시실조립체의 일측부를 연결하는 제1 추기라인 및 상기 고압터빈에서 상기 제1 추기부와는 다른 압력을 형성하는 제2 추기부와 상기 브러시실조립체의 타측부를 연결하는 제2 추기라인을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating portion may include a first additional line connecting the first branch portion of the high-pressure turbine and one side of the brush seal assembly, and a second additional line connecting the first low- And a second extracting line connecting the other end of the brush seal assembly to the second extracting unit.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 제1 추기라인의 개폐를 제어하는 제1 제어밸브 및 상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 제2 추기라인의 개폐를 제어하는 제2 제어밸브를 더 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may include a first control valve disposed on the first additional line and controlling opening and closing of the first additional line, and a second control valve disposed on the second additional line, And a second control valve for controlling the opening and closing of the second additional line.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 일측부 압력을 측정하는 제1 압력센서 및 상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 타측부 압력을 측정하는 제2 압력센서를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may include a first pressure sensor disposed on the first additional line and measuring a pressure of one side of the brush seal assembly, and a second pressure sensor disposed on the second additional line, And a second pressure sensor for measuring a pressure of the other side of the brush seal assembly.

본 발명인 증기터빈은 고압터빈과 상기 고압터빈과 로터샤프트로 연결되고, 상기 고압터빈으로부터 작동유체가 유입되는 중압터빈과 상기 중압터빈과 로터샤프트로 연결되고, 상기 중압터빈으로부터 작동유체가 유입되는 저압터빈과 상기 저압터빈과 연결되고, 상기 저압터빈으로부터 유입되는 작동유체를 응축하는 응축기와 상기 응축기와 상기 고압터빈간에 배치되고, 상기 응축기에서 유입되는 작동유체를 가열하여 상기 고압터빈으로 공급하는 보일러와 로터샤프트의 축방향을 따라 고압터빈과 중압터빈에 배치되고, 브러시실조립체를 포함하는 제1 실링부 및 상기 브러시실조립체가 배치 가능하도록, 상기 고압터빈의 작동유체를 추기하여 상기 브러시실조립체의 양측 압력차를 조절하는 실링 압력조절부를 포함할 수 있다. A steam turbine according to the present invention includes a high pressure turbine, a medium pressure turbine connected to the high pressure turbine and a rotor shaft, through which a working fluid flows from the high pressure turbine, a low pressure turbine connected to the medium pressure turbine and a rotor shaft, Pressure turbine; a condenser connected to the turbine and the low-pressure turbine for condensing a working fluid flowing from the low-pressure turbine; a boiler disposed between the condenser and the high-pressure turbine for heating a working fluid flowing in the condenser and supplying the working fluid to the high- Pressure turbine and an intermediate pressure turbine disposed along the axial direction of the rotor shaft and having a first sealing portion including a brush seal assembly and an operating fluid of the high-pressure turbine so that the brush seal assembly can be disposed, And a sealing pressure regulating portion for regulating the pressure difference between both sides.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 고압터빈의 제1 추기부와 상기 브러시실조립체의 일측부를 연결하는 제1 추기라인 및 상기 고압터빈에서 상기 제1 추기부와는 다른 압력을 형성하는 제2 추기부와 상기 브러시실조립체의 타측부를 연결하는 제2 추기라인을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating portion may include a first additional line connecting the first branch portion of the high-pressure turbine and one side of the brush seal assembly, and a second additional line connecting the first low- And a second extracting line connecting the other end of the brush seal assembly to the second extracting unit.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 제1 추기라인의 개폐를 제어하는 제1 제어밸브를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may further include a first control valve disposed on the first additional line and controlling opening and closing of the first additional line.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 제2 추기라인의 개폐를 제어하는 제2 제어밸브를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may further include a second control valve disposed on the second additional line and controlling opening and closing of the second additional line.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 일측부 압력을 측정하는 제1 압력센서를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may further include a first pressure sensor disposed on the first additional line and measuring a pressure of one side of the brush seal assembly.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링 압력조절부는, 상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 타측부 압력을 측정하는 제2 압력센서를 더 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the sealing pressure regulating unit may further include a second pressure sensor disposed on the second additional line and measuring a pressure of the other side of the brush seal assembly.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고압터빈과 상기 중압터빈간에 연결된 고압증기라인과 상기 제1 추기라인간에 배치되고, 상기 고압증기라인과 상기 제1 추기라인간에 열교환하도록 제공되는 제1 열교환기를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, a first heat exchanger disposed between the high pressure steam line connected between the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine and the first additional line, and being provided for heat exchange between the high pressure steam line and the first additional line .

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 저압터빈에서 상기 로터샤프트의 축방향을 따라 배치되는 제2 실링부를 더 포함할 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the low-pressure turbine may further include a second sealing portion disposed along the axial direction of the rotor shaft.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 실링부와 상기 제2 실링부간에 연결되고, 상기 제1 실링부에서의 누설증기를 상기 제2 실링부로 공급하는 누설증기라인을 더 포함할 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a leakage steam line connected between the first sealing portion and the second sealing portion and supplying leakage steam from the first sealing portion to the second sealing portion.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 응축기와 상기 보일러간에 형성된 응축수라인과 상기 누설증기라인간에 배치되고, 상기 누설증기라인과 상기 응축수라인간에 열교환하도록 제공되는 제2 열교환기를 더 포함할 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a second heat exchanger arranged between the condensed water line formed between the condenser and the boiler and the leaked steam line, the second heat exchanger being provided for heat exchange between the leaked steam line and the condensed water line.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 누설증기라인에 배치되고, 상기 제1 실링부에서 상기 제2 실링부로 유입되는 누설증기의 압력을 조절하도록 제공되는 누설증기헤더부를 더 포함할 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a leakage steam header portion disposed in the leakage steam line, the leakage steam header portion being provided to regulate the pressure of the leakage steam flowing from the first sealing portion to the second sealing portion.

본 발명에 따르면, 고압터빈의 특정 단으로부터 작동유체를 추출하여 브러시실을 배치하고자 하는 로터의 축방향상의 부위에 공급함으로써, 압력차를 완화하여 브러시실의 적절한 사용환경을 조성할 수 있다. According to the present invention, it is possible to extract the working fluid from a specific end of the high-pressure turbine and supply the brush chamber to a portion of the rotor to which the brush is to be disposed to improve the pressure difference, thereby creating an appropriate use environment of the brush chamber.

상기와 같은 브러시실 배치는 로터의 양단부를 지지하는 베어링간의 거리를 의미하는 베어링 스팬(bearing span)의 길이를 축소할 수 있어, 증기터빈의 소형화가 가능하고 제작비를 절감할 수 있다. The arrangement of the brush seals as described above can reduce the length of the bearing span, which means the distance between the bearings supporting the both ends of the rotor, so that the steam turbine can be downsized and the production cost can be reduced.

도 1은 종래 증기터빈의 실링 구조를 간략히 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 실링 압력 조절 시스템이 적용된 증기터빈의 제1 실시예의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명인 실링 압력 조절 시스템이 적용된 증기터빈의 제2 실시예의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 실링 압력 조절 시스템이 적용된 증기터빈의 제3 실시예의 구조를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a simplified illustration of the sealing structure of a conventional steam turbine.
2 shows a structure of a first embodiment of a steam turbine to which a sealing pressure regulating system according to the present invention is applied.
3 shows a structure of a second embodiment of a steam turbine to which a sealing pressure regulating system of the present invention is applied.
4 shows a structure of a third embodiment of a steam turbine to which a sealing pressure regulating system of the present invention is applied.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 실링 압력 조절 시스템의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the sealing pressure regulating system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명인 실링 압력 조절 시스템(10)이 적용된 증기터빈(100)의 제1 실시예의 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram showing the structure of a first embodiment of a steam turbine 100 to which a sealing pressure regulating system 10 according to the present invention is applied.

도 2를 참고하면, 본 발명인 증기터빈(100)의 제1 실시예에서는 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150), 응축기(160), 보일러(170), 제1 실링부(20), 제2 실링부(40) 및 실링 압력조절부(30)를 포함하여 구성될 수 있다. 2, in a first embodiment of the steam turbine 100 according to the present invention, a high pressure turbine 130, a medium pressure turbine 140, a low pressure turbine 150, a condenser 160, a boiler 170, (20), a second sealing portion (40), and a sealing pressure regulating portion (30).

우선 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150)은 하나의 로터샤프트(110)에 의해 연결될 수 있으며, 도면으로 도시되지는 않았으나, 일반적으로 로터샤프트(110)의 축방향을 따라 복수의 단으로 로터디스크가 배치되고, 로터디스크의 외주면을 따라 원주방향으로는 복수의 버킷이 장착될 수 있다. 각 터빈의 케이싱 내부에는 버킷과 교대로 배치되는 베인(vane)이 복수의 단으로 장착되어 작동유체의 흐름을 제어할 수 있다. The high pressure turbine 130, the intermediate pressure turbine 140 and the low pressure turbine 150 may be connected by a single rotor shaft 110. Although not shown in the drawings, the axial direction of the rotor shaft 110 And a plurality of buckets may be mounted in the circumferential direction along the outer circumferential surface of the rotor disk. A vane disposed alternately with the bucket is mounted in a plurality of stages in the casing of each turbine to control the flow of the working fluid.

로터샤프트(110)의 양측부는 제1,2 베어링(121,123)에 의해 원활히 회전될 수 있도록 지지될 수 있으며, 제1,2 베어링(121,123)간의 거리는 베어링 스팬(bearing span)으로 정의될 수 있다. Both sides of the rotor shaft 110 can be supported to be smoothly rotated by the first and second bearings 121 and 123 and the distance between the first and second bearings 121 and 123 can be defined as a bearing span.

증기터빈(100)에는 비교적 높은 압력하에서 작동되는 고압터빈(130)이 배치되고, 중압터빈(140)은 상기 고압터빈(130)과 로터샤프트(110)로 연결되고, 상기 고압터빈(130)으로부터 작동유체가 유입되며, 고압터빈(130)보다는 상대적으로 낮은 압력하에서 작동된다.The steam turbine 100 is provided with a high pressure turbine 130 operated under a relatively high pressure and a medium pressure turbine 140 connected to the high pressure turbine 130 via a rotor shaft 110, The working fluid flows and is operated at a relatively lower pressure than the high pressure turbine 130. [

저압터빈(150)은 상기 중압터빈(140)과 로터샤프트(110)로 연결되고, 상기 중압터빈(140)으로부터 작동유체가 유입되며, 중압터빈(140)보다는 낮은 압력하에서 작동된다. The low pressure turbine 150 is connected to the intermediate pressure turbine 140 and the rotor shaft 110 and the working fluid flows from the intermediate pressure turbine 140 and is operated at a pressure lower than that of the intermediate pressure turbine 140.

응축기(160)는 상기 저압터빈(150)과 연결되고, 상기 저압터빈(150)으로부터 유입되는 작동유체를 응축하는 기능을 수행한다. The condenser 160 is connected to the low pressure turbine 150 and functions to condense a working fluid flowing from the low pressure turbine 150.

보일러(170)는 상기 응축기(160)와 상기 고압터빈(130)간에 배치되고, 상기 응축기(160)에서 유입되는 작동유체를 가열하여 상기 고압터빈(130)으로 공급하는 기능을 수행한다. The boiler 170 is disposed between the condenser 160 and the high pressure turbine 130 and heats the operating fluid flowing in the condenser 160 to supply the heated working fluid to the high pressure turbine 130.

본 발명에서 제1 실링부(20)는 로터샤프트(110)의 축방향을 따라 고압터빈(130)과 중압터빈(140)에 배치되고, 브러시실조립체를 포함하여 구성될 수 있다. 제2 실링부(40)는 상기 저압터빈(150)에서 상기 로터샤프트(110)의 축방향을 따라 배치될 수 있으며, 실링 재질이나 종류는 브러시실조립체에 한정되는 것은 아니다. The first sealing portion 20 may be disposed in the high pressure turbine 130 and the intermediate pressure turbine 140 along the axial direction of the rotor shaft 110 and may include a brush seal assembly. The second sealing portion 40 may be disposed along the axial direction of the rotor shaft 110 in the low pressure turbine 150. The sealing material and the kind of the sealing material 40 are not limited to the brush seal assembly.

그리고 실링 압력조절부(30)는 상기 브러시실조립체가 배치 가능하도록, 상기 고압터빈(130)의 작동유체를 추기하여 상기 브러시실조립체의 양측 압력차를 조절하는 기능을 수행한다. The sealing pressure regulating unit 30 regulates the pressure difference between both sides of the brush seal assembly by adding the working fluid of the high-pressure turbine 130 so that the brush seal assembly can be disposed.

이러한 상기 실링 압력조절부(30)는 제1 추기라인(32), 제2 추기라인(37), 제1 제어밸브(33), 제2 제어밸브(38), 제1 압력센서(34) 및 제2 압력센서(39)를 포함하여 구성될 수 있다. The sealing pressure regulating portion 30 includes a first additional line 32, a second additional line 37, a first control valve 33, a second control valve 38, a first pressure sensor 34, And a second pressure sensor (39).

구체적으로 상기 제1 추기라인(32)은 상기 고압터빈(130)의 제1 추기부(31)와 상기 브러시실조립체의 일측부를 연결할 수 있으며, 상기 제2 추기라인(37)은 상기 고압터빈(130)에서 상기 제1 추기부(31)와는 다른 압력을 형성하는 제2 추기부(36)와 상기 브러시실조립체의 타측부를 연결할 수 있다. Specifically, the first additional line 32 may connect the first branch 31 of the high-pressure turbine 130 and one side of the brush seal assembly, and the second additional line 37 may connect the high- 130 may be connected to a second branch portion 36 forming a pressure different from the first branching portion 31 and the other side of the brush seal assembly.

본 발명에서는 상기 제1 추기부(31)의 유압이 상기 제2 추기부(36)의 유압보다 상대적으로 높게 유지될 수 있다. In the present invention, the oil pressure of the first branch portion 31 may be maintained relatively higher than the oil pressure of the second branch portion 36.

상기 제1 제어밸브(33)는 상기 제1 추기라인(32)상에 배치되고, 상기 제1 추기라인(32)의 개폐를 제어하도록 제공되며, 상기 제2 제어밸브(38)는 상기 제2 추기라인(37)상에 배치되고, 상기 제2 추기라인(37)의 개폐를 제어하도록 제공될 수 있다. 상기 제1,2 제어밸브(33,38)는 전자적 제어가 가능한 솔레노이드 밸브일 수 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니다. The first control valve 33 is disposed on the first additional line 32 and is provided to control opening and closing of the first additional line 32 and the second control valve 38 is provided on the second additional line 32, Is disposed on the additional line (37), and can be provided to control opening and closing of the second additional line (37). The first and second control valves 33 and 38 may be solenoid valves capable of being electronically controlled, but are not limited thereto.

상기 제1 압력센서(34)는 상기 제1 추기라인(32)상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 일측부 압력(P3)을 측정하도록 제공되며, 상기 제2 압력센서(39)는 상기 제2 추기라인(37)상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 타측부 압력(P4)을 측정하도록 제공될 수 있다.  The first pressure sensor 34 is disposed on the first additional line 32 and is provided to measure a pressure P3 at one side of the brush seal assembly, 2 additional line 37 and may be provided to measure the other side pressure P4 of the brush seal assembly.

상기 제1,2 압력센서(3,39)가 브러시실조립체의 양측 압력(P3,P4)을 측정하면, 제어부가 압력차(ΔPB) 판단한다. 브러시실조립체가 배치 가능하려면 압력차(ΔPB)가 일정 압력값 이하이어야 한다. 만약 압력차(ΔPB)가 브러시실조립체를 유지할 수 있는 압력값을 초과하게 되면 손상이 발생되거나 또는 실링능력을 제대로 발휘하지 못할 수 있다. If the first and second pressure sensors (3,39) measures the pressure on both sides (P3, P4) of the brush seal assembly, the control unit determines the pressure difference (ΔP B). In order for the brush seal assembly to be able to be placed, the pressure difference (ΔP B ) must be below a certain pressure value. If the pressure difference (ΔP B ) exceeds the pressure value that can hold the brush seal assembly, damage may occur or the sealing ability may not be exhibited properly.

만약 압력차(ΔPB)가 일정 압력값을 초과하는 경우, 제어부는 압력차 감소를 위해 제1,2 제어밸브(33,38)를 개방하게 된다. 이때 전자 제어를 통해 제1,2 제어밸브(33,38)의 개폐 범위를 조절할 수 있다. 개폐 범위 조절 가능은 추기되는 작동유체의 분사량을 조절할 수 있어, 제1 실링부(20)에서 브러시실조립체 양측의 압력차(ΔPB) 조절을 보다 정확하게 제어할 수 있게 한다. If the pressure difference? P B exceeds a certain pressure value, the control unit opens the first and second control valves 33 and 38 for reducing the pressure difference. At this time, the opening and closing range of the first and second control valves 33 and 38 can be adjusted through electronic control. Adjustable opening range makes it possible to more accurately control the pressure difference (ΔP B) control of the brush seal assembly from both sides, the first sealing unit 20 can control the injection amount of the working fluid that is additionally recorded.

예를 들어 브러시실조립체를 안정적으로 적용할 수 있는 압력차(ΔPB)가 50atm 이하라면, 제1 추기부(31)를 고압터빈(130)에서 200atm 부위에 형성하였다면, 제2 추기부(36)를 190 ~ 160atm 부위에 형성하여, 브러시실조립체의 양측부에 분사되는 작동유체의 압력차를 50atm 이하로 낮추는 것이다. For example, if the pressure difference ΔP B capable of stably applying the brush seal assembly is 50 atm or less, if the first sprocket 31 is formed in the high pressure turbine 130 at 200 atm, the second sprocket 36 ) Is formed at 190 to 160 atm to lower the pressure difference of the working fluid sprayed on both sides of the brush seal assembly to 50 atm or less.

본 발명은 상기와 같은 작동유체의 추기 제어를 통해, 특히 고압터빈(130)과 중압터빈(140) 사이에 배치되는 실링의 재질 및 종류를 보다 다양하게 할 수 있다. 라비린스 실(labyrinth seal)이나 허니콤 실(honeycomb seal)뿐만 아니라 브러시실조립체(brush seal assembly)의 다수 배치도 가능하게 한다. The present invention can further diversify the material and type of the sealing disposed between the high-pressure turbine 130 and the intermediate-pressure turbine 140 through the above-described additional control of the working fluid. It also allows for multiple placement of brush seal assemblies as well as labyrinth seals or honeycomb seals.

상기된 실링 중에 브러시실조립체가 실링력이 가장 우수하고, 또한 압력차에 영향을 많이 받으므로, 실링 압력 조절 시스템은 제1 실링부(20)에서의 브러시실조립체의 다수 배치를 가능하게 한다. 이 경우 라비린스 실이나 허니콤 실이 배치되는 것에 비해 상대적으로 적은 개수의 브러시실조립체를 배치하더라도 유사한 정도의 실링력을 발휘할 수 있으므로, 전체적으로 베어링 스팬은 줄어들 게 된다. 이는 증기터빈(100)의 소형화 및 제작비 절감의 효과를 도출하게 한다. The sealing pressure regulating system enables multiple placement of the brush seal assembly in the first sealing portion 20 since the brush seal assembly has the best sealing performance during the sealing described above and is also highly sensitive to pressure differences. In this case, even if a relatively small number of brush seal assemblies are arranged in comparison with the case where the labyrinth seal or the honeycomb seal is disposed, a similar sealing force can be exhibited, so that the bearing span as a whole is reduced. This leads to the miniaturization of the steam turbine 100 and the reduction of production costs.

한편, 도 3은 본 발명인 실링 압력 조절 시스템이 적용된 증기터빈(100)의 제2 실시예의 구조를 나타낸 도면이 게시된다. 3 is a view showing a structure of a second embodiment of the steam turbine 100 to which the sealing pressure regulating system of the present invention is applied.

도 3를 참고하면, 본 발명인 증기터빈(100)의 제2 실시예에서는 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150), 응축기(160), 보일러(170), 제1 실링부(20), 제2 실링부(40), 실링 압력조절부(30), 제2 열교환기(183), 누설증기라인(191) 및 누설증기헤더부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 3, the second embodiment of the steam turbine 100 of the present invention includes a high pressure turbine 130, a medium pressure turbine 140, a low pressure turbine 150, a condenser 160, a boiler 170, The second heat exchanger 183, the leakage steam line 191, and the leakage steam header portion 190. The first and second heat exchangers 181 and 182, the second sealing portion 40, the sealing pressure regulating portion 30, the second heat exchanger 183, .

상기 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150), 응축기(160), 보일러(170), 제1 실링부(20), 제2 실링부(40), 실링 압력조절부(30)에 대한 기본 설명은 상기된 제1 실시예와 동일하므로, 생략하도록 한다. 이하에서는 상기된 제1 실시예와 차이가 있는 누설증기라인(191), 누설증기헤더부(190) 및 제2 열교환기(183)에 대해 설명하도록 한다.The high pressure turbine 130, the intermediate pressure turbine 140, the low pressure turbine 150, the condenser 160, the boiler 170, the first sealing portion 20, the second sealing portion 40, 30 are the same as those of the first embodiment described above, and thus will not be described. Hereinafter, the leakage steam line 191, the leakage steam header 190, and the second heat exchanger 183, which are different from the first embodiment, will be described.

우선 누설증기라인(191)은 고압터빈(130) 및 중압터빈(140)에 배치되는 제1 실링부(20)와 저압터빈(150)에 배치되는 제2 실링부(40)간에 연결되고, 제1 실링부(20)에서 누설되는 누설증기가 제2 실링부(40)로 흐르도록 제공될 수 있다. The leakage steam line 191 is connected between the first sealing portion 20 disposed in the high pressure turbine 130 and the intermediate pressure turbine 140 and the second sealing portion 40 disposed in the low pressure turbine 150, The leakage steam leaking from the one sealing portion 20 may be provided to flow into the second sealing portion 40. [

그리고 누설증기헤더부(190)는 누설증기라인(191)상에 배치되고 제1 실링부(20)에서 누설되어 누설증기라인(191)을 따라 흐르는 누설증기를 취합하여 밀봉증기로 전환되도록 제공될 수 있다. 이때 기 설정된 압력으로 밀봉증기의 압력이 유지되도록 하는 기능을 수행하게 된다. The leaking steam header portion 190 is disposed on the leaking steam line 191 and is provided to collect leaking steam leaking through the leaking steam line 191 and leaking from the first sealing portion 20 to be converted into the sealing steam . In this case, the pressure of the sealed steam is maintained at a predetermined pressure.

누설증기헤더부(190)를 통과한 누설증기는 밀봉증기로 전환되어 제2 실링부(40)로 공급되게 된다. 제2 실링부(40)로 공급된 밀봉증기는 저압터빈(150)과의 압력차를 완화하여 압력차에 의한 저압터빈(150)에서의 작동유체의 누설을 방지하게 된다. The leakage steam passing through the leakage steam header portion 190 is converted into the sealed steam and supplied to the second sealing portion 40. The sealing steam supplied to the second sealing portion 40 relaxes the pressure difference with the low pressure turbine 150 to prevent leakage of the working fluid in the low pressure turbine 150 due to the pressure difference.

다음 상기 제2 열교환기(183)는 상기 응축기(160)와 상기 보일러(170)간에 형성된 응축수라인(161)과 상기 누설증기라인(191)간에 배치되고, 상기 누설증기라인(191)과 상기 응축수라인(161)간에 열교환하도록 제공될 수 있다. The second heat exchanger 183 is disposed between the condensing water line 161 formed between the condenser 160 and the boiler 170 and the leakage steam line 191 and is disposed between the leakage steam line 191 and the condensate Line 161. In this case,

응축기(160)에서 응축된 작동유체는 보일러(170)에서 다시 가열되게 되는데, 그 전에 응축수라인(161)에서 누설증기와의 열교환을 통해 사전에 가열되도록 한다. 누설증기는 고온상태의 터빈에서 누설되므로, 응축수에 비해 상대적으로 고온을 형성하고 있다. 즉 누설증기의 폐열을 응축수 가열로 사용함으로써, 보일러(170)에서의 에너지 소모를 절감할 수 있어, 전반적으로 증기터빈(100)의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The working fluid condensed in the condenser 160 is heated again in the boiler 170 before it is heated in advance through the heat exchange with the leakage steam in the condensate line 161. The leakage steam leaks from the turbine at high temperature, and thus forms a relatively high temperature compared with the condensed water. That is, by using the waste heat of the leakage steam as the condensed water heating, the energy consumption in the boiler 170 can be reduced, and the efficiency of the steam turbine 100 can be improved as a whole.

한편, 도 4는 본 발명인 실링 압력 조절 시스템이 적용된 증기터빈(100)의 제3 실시예의 구조를 나타낸 도면이 게시된다. 4 is a view showing the structure of a third embodiment of the steam turbine 100 to which the sealing pressure regulating system of the present invention is applied.

도 4를 참고하면, 본 발명인 증기터빈(100)의 제3 실시예에서는 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150), 응축기(160), 보일러(170), 제1 실링부(20), 제2 실링부(40), 실링 압력조절부(30), 제1 열교환기(181), 제2 열교환기(183), 누설증기라인(191) 및 누설증기헤더부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 4, a third embodiment of the steam turbine 100 of the present invention includes a high pressure turbine 130, a medium pressure turbine 140, a low pressure turbine 150, a condenser 160, a boiler 170, The first and second heat exchangers 181 and 183 and the leakage steam line 191 and the leakage steam header 190 ). ≪ / RTI >

상기 고압터빈(130), 중압터빈(140), 저압터빈(150), 응축기(160), 보일러(170), 제1 실링부(20), 제2 실링부(40), 실링 압력조절부(30)에 대한 기본 설명은 상기된 제1 실시예와 동일하고, 상기 제2 열교환기(183), 누설증기라인(191) 및 누설증기헤더부(190)에 대한 기본 설명은 상기된 제2 실시예와 동일하므로, 생략하도록 한다. 이하에서는 상기된 제1,2 실시예와 차이가 있는 제1 열교환기(181)에 대해 설명하도록 한다.The high pressure turbine 130, the intermediate pressure turbine 140, the low pressure turbine 150, the condenser 160, the boiler 170, the first sealing portion 20, the second sealing portion 40, The basic description of the second heat exchanger 183, the leakage steam line 191 and the leakage steam header portion 190 is the same as that of the first embodiment described above, It is the same as the example, so it is omitted. Hereinafter, the first heat exchanger 181, which is different from the first and second embodiments, will be described.

본 발명의 제3 실시예에서는 상기 제1 열교환기(181)는 상기 고압터빈(130)과 상기 중압터빈(140)간에 연결된 고압증기라인(131)과 상기 제1 추기라인(32)간에 배치되고, 상기 고압증기라인(131)과 상기 제1 추기라인(32)간에 열교환하도록 제공될 수 있다. In the third embodiment of the present invention, the first heat exchanger 181 is disposed between the high pressure steam line 131 connected between the high pressure turbine 130 and the intermediate pressure turbine 140 and the first additional line 32 , And to heat exchange between the high pressure vapor line (131) and the first additional line (32).

고압증기라인(131)을 따라 고압터빈(130)에서 중압터빈(140)으로 흐르는 작동유체는 보일러(170)에서 재가열되도록 구성할 수 있으며, 이때 제1 열교환기(181)를 배치하여 추기된 작동유체와 사전에 열교환하도록 하여 보일러(170)에서 가열에 사용되는 에너지를 절감한다. 추기된 작동유체는 제1 실링부(20)에서 압력차 유지 목적으로 사용되므로, 추기된 작동유체의 열은 압력차 유지와는 상관이 적다. 이를 고압터빈(130)에서 중압터빈(140)으로 흐르는 작동유체로 열전달함으로써, 증기터빈(100)의 전반적인 효율 향상에 기여하는 것이다. The working fluid flowing from the high pressure turbine 130 to the intermediate pressure turbine 140 along the high pressure steam line 131 may be configured to be reheated in the boiler 170. The first heat exchanger 181 may be disposed to perform the additional operation To pre-heat exchange with the fluid to save energy used for heating in the boiler (170). Since the additional working fluid is used for maintaining the pressure difference in the first sealing portion 20, the heat of the additional working fluid has little to do with the pressure difference maintenance. And this heat is transferred to the working fluid flowing from the high-pressure turbine 130 to the intermediate-pressure turbine 140, thereby contributing to the overall efficiency improvement of the steam turbine 100.

이상의 사항은 실링 압력 조절 시스템의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above is only a specific embodiment of the sealing pressure regulating system.

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:실링 압력 조절 시스템
20:제1 실링부
30:실링 압력조절부
31:제1 추기부
32:제1 추기라인
33:제1 제어밸브
34:제1 압력센서
36:제2 추기부
37:제2 추기라인
38:제2 제어밸브
39:제2 압력센서
40:제2 실링부
100:증기터빈
110:로터샤프트
121:제1 베어링
123:제2 베어링
130:고압터빈
131:고압증기라인
140:중압터빈
150:저압터빈
160:응축기
161:응축수라인
170:보일러
181:제1 열교환기
183:제2 열교환기
190:누설증기헤더부
191:누설증기라인10: Sealing pressure control system
20: first sealing part
30: sealing pressure regulating portion
31: First branching part
32: first additional line
33: First control valve
34: first pressure sensor
36: 2nd chracter
37: second additional line
38: second control valve
39: second pressure sensor
40: second sealing part
100: Steam turbine
110: Rotor shaft
121: first bearing
123: Second bearing
130: High pressure turbine
131: High pressure steam line
140: Heavy-duty turbine
150: Low pressure turbine
160: condenser
161: Condensate line
170: boiler
181: first heat exchanger
183: Second heat exchanger
190: Leakage steam header section
191: Leakage steam line

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 고압터빈;
상기 고압터빈과 로터샤프트로 연결되고, 상기 고압터빈으로부터 작동유체가 유입되는 중압터빈;
상기 중압터빈과 로터샤프트로 연결되고, 상기 중압터빈으로부터 작동유체가 유입되는 저압터빈;
상기 저압터빈과 연결되고, 상기 저압터빈으로부터 유입되는 작동유체를 응축하는 응축기;
상기 응축기와 상기 고압터빈간에 배치되고, 상기 응축기에서 유입되는 작동유체를 가열하여 상기 고압터빈으로 공급하는 보일러;
로터샤프트의 축방향을 따라 고압터빈과 중압터빈에 배치되고, 브러시실조립체를 포함하는 제1 실링부; 및
상기 브러시실조립체가 배치 가능하도록, 상기 고압터빈의 작동유체를 추기하여 상기 브러시실조립체의 양측 압력차를 조절하는 실링 압력조절부;를 포함하며,
상기 실링 압력조절부는,
상기 고압터빈의 제1 추기부와 상기 브러시실조립체의 일측부를 연결하는 제1 추기라인; 및
상기 고압터빈에서 상기 제1 추기부와는 다른 압력을 형성하는 제2 추기부와 상기 브러시실조립체의 타측부를 연결하는 제2 추기라인;을 포함하며,
상기 고압터빈과 상기 중압터빈간에 연결된 고압증기라인과 상기 제1 추기라인간에 배치되고, 상기 고압증기라인과 상기 제1 추기라인간에 열교환하도록 제공되는 제1 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
High pressure turbine;
A medium pressure turbine connected to the high pressure turbine and a rotor shaft, through which the working fluid flows from the high pressure turbine;
A low pressure turbine connected to the intermediate pressure turbine and a rotor shaft, through which the working fluid flows from the intermediate pressure turbine;
A condenser connected to the low-pressure turbine, for condensing a working fluid flowing from the low-pressure turbine;
A boiler disposed between the condenser and the high-pressure turbine, for heating the working fluid introduced from the condenser and supplying the working fluid to the high-pressure turbine;
A first sealing portion disposed in the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine along the axial direction of the rotor shaft, the first sealing portion including a brush seal assembly; And
And a sealing pressure regulator for regulating a pressure difference between both sides of the brush seal assembly by adding working fluid of the high pressure turbine so that the brush seal assembly can be disposed,
The sealing pressure regulator may include:
A first additional line connecting the first cut portion of the high-pressure turbine and one side of the brush seal assembly; And
And a second extracting line connecting a second scooping portion forming a pressure different from that of the first scooping portion and the other side portion of the brush seal assembly in the high pressure turbine,
Further comprising a first heat exchanger disposed between the high pressure steam line connected between the high pressure turbine and the intermediate pressure turbine and the first additional line and being provided for heat exchange between the high pressure steam line and the first additional line, Steam turbine.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 실링 압력조절부는,
상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 제1 추기라인의 개폐를 제어하는 제1 제어밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
6. The method of claim 5,
The sealing pressure regulator may include:
And a first control valve disposed on the first additional line and controlling the opening and closing of the first additional line.
제7항에 있어서,
상기 실링 압력조절부는,
상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 제2 추기라인의 개폐를 제어하는 제2 제어밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
8. The method of claim 7,
The sealing pressure regulator may include:
And a second control valve disposed on the second additional line and controlling the opening and closing of the second additional line.
제8항에 있어서,
상기 실링 압력조절부는,
상기 제1 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 일측부 압력을 측정하는 제1 압력센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
9. The method of claim 8,
The sealing pressure regulator may include:
Further comprising: a first pressure sensor disposed on the first additional line and measuring a pressure at one side of the brush seal assembly.
제9항에 있어서,
상기 실링 압력조절부는,
상기 제2 추기라인상에 배치되고, 상기 브러시실조립체의 타측부 압력을 측정하는 제2 압력센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
10. The method of claim 9,
The sealing pressure regulator may include:
And a second pressure sensor disposed on the second additional line for measuring a pressure of the other side of the brush seal assembly.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 저압터빈에서 상기 로터샤프트의 축방향을 따라 배치되는 제2 실링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
6. The method of claim 5,
And a second sealing portion disposed along the axial direction of the rotor shaft in the low-pressure turbine.
제12항에 있어서,
상기 제1 실링부와 상기 제2 실링부간에 연결되고, 상기 제1 실링부에서의 누설증기를 상기 제2 실링부로 공급하는 누설증기라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
13. The method of claim 12,
Further comprising: a leakage steam line connected between the first sealing portion and the second sealing portion and supplying leakage steam from the first sealing portion to the second sealing portion.
제13항에 있어서,
상기 응축기와 상기 보일러간에 형성된 응축수라인과 상기 누설증기라인간에 배치되고, 상기 누설증기라인과 상기 응축수라인간에 열교환하도록 제공되는 제2 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
14. The method of claim 13,
Further comprising a second heat exchanger disposed between the condensed water line formed between the condenser and the boiler and the leakage steam line and being provided for heat exchange between the leakage steam line and the condensate line.
제14항에 있어서,
상기 누설증기라인에 배치되고, 상기 제1 실링부에서 상기 제2 실링부로 유입되는 누설증기의 압력을 조절하도록 제공되는 누설증기헤더부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈.



15. The method of claim 14,
Further comprising a leakage steam header portion disposed in the leakage steam line and provided to regulate the pressure of the leakage steam flowing from the first sealing portion to the second sealing portion.



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