KR102011370B1 - 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터; 상기 로터와 함께 회전되는 블레이드; 및 상기 블레이드와 상기 하우징 사이 간극을 조절하는 간극제어장치;를 포함하고, 상기 간극제어장치는 상기 간극을 적어도 세 단계로 조절하도록 형성됨에 따라, 상기 간극을 부분 부하 조건에서도 최적으로 구현하여 출력 및 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법{GAS TURBINE AND GAS TURBINE CONTROL METHOD}

본 발명은, 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터빈은 물, 가스, 증기 등과 같은 유체가 가지는 에너지를 기계적 일로 변환시키는 기계로서, 보통 회전체의 원주에 여러 개의 깃 또는 날개를 심고 거기에 증기 또는 가스를 내뿜어 충동력 또는 반동력으로 고속회전시키는 터보형의 기계를 터빈이라고 한다.

이러한 터빈의 종류로는, 높은 곳의 물이 가지는 에너지를 이용하는 수력 터빈, 증기가 가지는 에너지를 이용하는 증기 터빈, 고압의 압축공기가 가지는 에너지를 이용하는 공기 터빈, 고온 고압의 가스가 가지는 에너지를 이용하는 가스 터빈 등이 있다.

이 중, 가스 터빈은 압축기, 연소기, 터빈 및 로터를 포함한다.

상기 압축기는 서로 교대로 배치되는 복수의 압축기 베인과 복수의 압축기 블레이드를 포함한다.

상기 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 버너로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스를 생성한다.

상기 터빈은 서로 교대로 배치되는 복수의 터빈 베인과 복수의 터빈 블레이드를 포함한다.

상기 로터는 상기 압축기, 상기 연소기 및 상기 터빈의 중심부를 관통하도록 형성되고, 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 일단부가 발전기의 구동축에 연결된다.

그리고, 상기 로터는 상기 압축기 블레이드와 체결되는 복수의 압축기 디스크, 상기 터빈 블레이와 체결되는 복수의 터빈 디스크 및 상기 터빈 디스크로부터 상기 압축기 디스크로 회전력을 전달하는 토크 튜브를 포함한다.

이러한 구성에 따른 가스 터빈은, 상기 압축기에서 압축된 공기가 상기 연소실에서 연료와 혼합되어 연소됨으로써 고온의 연소 가스로 변환되고, 이렇게 만들어진 연소 가스가 터빈 측으로 분사되며, 분사된 연소 가스가 상기 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 상기 로터가 회전하게 된다.

이러한 가스 터빈은 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다.

한편, 가스 터빈은 출력 및 효율 향상을 위해 상기 로터를 상기 로터의 축 방향으로 이동시켜 상기 하우징과 상기 압축기 블레이드 사이 간극 및 상기 하우징과 상기 터빈 블레이드 사이 간극을 조절하는 간극제어장치를 더 포함한다.

그러나, 이러한 종래의 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법에 있어서는, 간극제어장치가 하우징과 블레이드 사이 간극을 두 단계(최소치, 최대치)로 조절하도록 형성됨에 따라, 부분 부하 조건에서 최적 간극이 구현되지 못하여 출력 및 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1608130호

따라서, 본 발명은, 간극제어장치에 의해 조절되는 하우징과 블레이드 사이 간극을 부분 부하 조건에서도 최적으로 구현하여 출력 및 효율을 향상시킬 수 있는 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터; 상기 로터와 함께 회전되는 블레이드; 및 상기 블레이드와 상기 하우징 사이 간극을 조절하는 간극제어장치;를 포함하고, 상기 간극제어장치는 상기 간극을 적어도 세 단계로 조절하도록 형성되는 가스 터빈을 제공한다.

상기 간극제어장치는 상기 로터를 상기 로터의 축 방향으로 이동시켜 상기 간극을 조절하도록 형성되고, 상기 간극이 최소치일 때 상기 로터의 축 방향 위치를 하사점이라 하고, 상기 간극이 최대치일 때 상기 로터의 축 방향 위치를 상사점이라 하면, 상기 간극제어장치는 상기 로터를 상기 하사점, 상기 상사점 및 상기 하사점과 상기 상사점 사이 위치로 이동시키도록 형성될 수 있다.

상기 상사점과 상기 하사점 사이에서 상기 로터가 위치되는 지점을 중간점이라 하면, 상기 간극제어장치는 상기 중간점이 적어도 하나가 되도록 형성될 수 있다.

상기 간극제어장치는, 상기 간극제어장치를 지지하는 지지체에 고정 설치되는 조정판; 및 상기 로터에 연동되고 상기 조정판에 의해 위치가 가변되는 미끄럼판;을 포함할 수 있다.

상기 조정판은 상기 로터의 원주 방향 및 축 방향을 따라 연장되는 이동 계단을 포함하고, 상기 미끄럼판은 상기 이동 계단을 오르내리는 다리부 및 상기 다리부와 일체로 형성되고 상기 로터에 연결되는 몸체부를 포함할 수 있다.

상기 이동 계단의 디딤판(tread)들은 상기 로터의 원주 방향과 평행하게 형성될 수 있다.

상기 이동 계단의 챌판(riser)들은 상기 로터의 축 방향과 평행하게 형성될 수 있다.

상기 이동 계단은, 상기 로터가 상기 하사점에 위치될 때 상기 다리부가 안착되는 초단; 상기 로터가 상기 상사점에 위치될 때 상기 다리부가 안착되는 종단; 및 상기 로터가 상기 하사점과 상기 상사점 사이에 위치될 때 상기 다리부가 안착되는 중단;을 포함할 수 있다.

상기 초단, 상기 중단 및 상기 종단은 상기 로터의 원주 방향 및 축 방향을 따라 단차지게 형성될 수 있다.

상기 로터의 원주 방향 상 일 방향을 제1 원주 방향이라 하고, 상기 로터의 원주 방향 상 상기 제1 원주 방향의 반대 방향을 제2 원주 방향이라 하고, 상기 로터의 축 방향 상 일 방향을 제1 축 방향이라 하고, 상기 로터의 축 방향 상 상기 제1 축 방향의 반대 방향을 제2 축 방향이라 하면, 상기 중단의 디딤판은 상기 초단의 디딤판을 기준으로 상기 제1 원주 방향 측에서 상기 제1 축 방향으로 상기 초단의 디딤판과 이격되게 형성되고, 상기 종단의 디딤판은 상기 중단의 디딤판을 기준으로 상기 제1 원주 방향 측에서 상기 제1 축 방향으로 상기 중단의 디딤판과 이격되게 형성될 수 있다.

상기 초단의 디딤판은 상기 제1 원주 방향으로 연장 형성되고, 상기 초단과 상기 중단 사이 챌판은 상기 초단의 디딤판으로부터 상기 제1 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 중단의 디딤판은 상기 초단과 상기 중단 사이 챌판으로부터 상기 제1 원주 방향으로 연장 형성되고, 상기 중단과 상기 종단 사이 챌판은 상기 중단의 디딤판으로부터 상기 제1 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 종단의 디딤판은 상기 중단과 상기 종단 사이 챌판으로부터 상기 제1 원주 방향으로 연장 형성될 수 있다.

상기 중단은 복수로 형성될 수 있다.

상기 복수의 중단 중 임의의 중단을 제n 중단이라 하고, 상기 복수의 중단 중 상기 종단 측에서 상기 제n 중단에 인접하는 중단을 제n+1 중단이라 하면, 상기 제n+1 중단의 디딤판은 상기 제n 중단의 디딤판을 기준으로 상기 제1 원주 방향 측에서 상기 제1 축 방향으로 상기 제n 중단의 디딤판과 이격되게 형성될 수 있다.

상기 제n 중단의 디딤판은 상기 제1 원주 방향으로 연장 형성되고, 상기 제n 중단과 상기 제n+1 중단 사이 챌판은 상기 제n 중단의 디딤판으로부터 상기 제1 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제n+1 중단의 디딤판은 상기 제n 중단과 상기 제n+1 중단 사이 챌판으로부터 상기 제1 원주 방향으로 연장 형성될 수 있다.

상기 이동 계단의 디딤판들 사이 축 방향 거리는 일정하게 형성될 수 있다.

상기 이동 계단의 디딤판들의 원주 방향 거리는 일정하게 형성될 수 있다.

상기 이동 계단의 디딤판들 사이 축 방향 거리는 가변되게 형성될 수 있다.

상기 이동 계단의 디딤판들 사이 축 방향 거리는 상기 초단 측으로부터 상기 종단 측으로 갈수록 점진적을 증가되다가 감소되게 형성될 수 있다.

상기 초단의 디딤판의 원주 방향 거리는 상기 중단의 디딤판의 원주 방향 거리 및 상기 종단의 디딤판의 원주 방향 거리보다 길게 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 가스 터빈을 구비하는 제1 단계; 상기 가스 터빈의 요구 부하를 판단하는 제2 단계; 상기 요구 부하에 따라 상기 간극을 상기 적어도 세 단계 중 어느 하나의 단계로 조절하는 제3 단계; 및 상기 요구 부하로 상기 가스 터빈을 운전하는 제4 단계;를 포함하는 가스 터빈 제어 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터; 상기 로터와 함께 회전되는 블레이드; 및 상기 블레이드와 상기 하우징 사이 간극을 조절하는 간극제어장치;를 포함하고, 상기 간극제어장치는 상기 간극을 적어도 세 단계로 조절하도록 형성됨에 따라, 상기 간극을 부분 부하 조건에서도 최적으로 구현하여 출력 및 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈을 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 가스 터빈에서 간극제어장치를 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 간극제어장치에 의해 간극이 조절되는 원리를 도시한 계통도,
도 4는 도 2의 간극제어장치의 이동 계단에 의해 조절되는 간극의 양을 도시한 도표,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈에서 간극제어장치의 이동 계단에 의해 조절되는 간극의 양을 도시한 도표이다.

이하, 본 발명에 의한 가스 터빈 및 가스 터빈 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 가스 터빈에서 간극제어장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 간극제어장치에 의해 간극이 조절되는 원리를 도시한 계통도이며, 도 4는 도 2의 간극제어장치의 이동 계단에 의해 조절되는 간극의 양을 도시한 도표이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은, 하우징(100), 상기 하우징(100)의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터(600), 상기 로터(600)로부터 회전력을 전달받아 상기 하우징(100)으로 유입되는 공기를 압축하는 압축기(200), 상기 압축기(200)에서 압축된 공기에 연료를 혼합하고 점화하여 연소 가스를 생성하는 연소기(400), 상기 연소기(400)로부터 생성된 연소 가스로부터 회전력을 얻어 상기 로터(600)를 회전시키는 터빈(500), 발전을 위해 상기 로터(600)에 연동되는 발전기 및 상기 터빈(500)을 통과한 연소 가스를 배출하는 디퓨저를 포함할 수 있다.

상기 하우징(100)은, 상기 압축기(200)가 수용되는 압축기 하우징(110), 상기 연소기(400)가 수용되는 연소기 하우징(120) 및 상기 터빈(500)이 수용되는 터빈 하우징(130)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 압축기 하우징(110), 상기 연소기 하우징(120) 및 상기 터빈 하우징(130)은 유체 흐름 방향 상 상류 측으로부터 하류 측으로 순차적으로 배열될 수 있다.

상기 로터(600)는, 상기 압축기 하우징(110)에 수용되는 압축기 디스크(610), 상기 터빈 하우징(130)에 수용되는 터빈 디스크(630) 및 상기 연소기 하우징(120)에 수용되고 상기 압축기 디스크(610)와 상기 터빈 디스크(630)를 연결하는 토크 튜브(620), 상기 압축기 디스크(610), 상기 토크 튜브(620) 및 상기 터빈 디스크(630)를 체결하는 타이 로드(640)와 고정 너트(650)를 포함할 수 있다.

상기 압축기 디스크(610)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 디스크(610)는 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 압축기 디스크(610)는 다단으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 압축기 디스크(610)는 대략 원판형으로 형성되고, 외주부에 후술할 압축기 블레이드(210)와 결합되는 압축기 디스크 슬롯이 형성될 수 있다.

상기 압축기 디스크 슬롯은, 후술할 압축기 블레이드(210)가 그 압축기 디스크 슬롯으로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록, 전나무(fir-tree) 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 압축기 디스크(610)와 후술할 압축기 블레이드(210)는 통상적으로 탄젠셜 타입(tangential type) 또는 액셜 타입(axial type)으로 결합되는데, 본 실시예의 경우 액셜 타입으로 결합되도록 형성된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 압축기 디스크 슬롯은 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 디스크 슬롯은 상기 압축기 디스크(610)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배열될 수 있다.

상기 터빈 디스크(630)는 상기 압축기 디스크(610)와 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 터빈 디스크(630)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 디스크(630)는 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 터빈 디스크(630)는 다단으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 터빈 디스크(630)는 대략 원판형으로 형성되고, 외주부에 후술할 터빈 블레이드(510)와 결합되는 터빈 디스크 슬롯이 형성될 수 있다.

상기 터빈 디스크 슬롯은, 후술할 터빈 블레이드(510)가 그 터빈 디스크 슬롯으로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록, 전나무 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 터빈 디스크(630)와 후술할 터빈 블레이드(510)는 통상적으로 탄젠셜 타입(tangential type) 또는 액셜 타입(axial type)으로 결합되는데, 본 실시예의 경우 액셜 타입으로 결합되도록 형성된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 터빈 디스크 슬롯은 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 디스크 슬롯은 상기 터빈 디스크(630)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배열될 수 있다.

상기 토크 튜브(620)는 상기 터빈 디스크(630)의 회전력을 상기 압축기 디스크(610)로 전달하는 토크 전달 부재로서, 일단부가 복수의 상기 압축기 디스크(610) 중 공기의 유동 방향 상 최하류 단에 위치되는 압축기 디스크(610)와 체결되고, 타단부가 복수의 상기 터빈 디스크(630) 중 연소 가스의 유동 방향 상 최상류 단에 위치되는 터빈 디스크(630)와 체결될 수 있다. 여기서, 상기 토크 튜브(620)의 일단부와 타단부 각각에는 돌기가 형성되고, 상기 압축기 디스크(610)와 상기 터빈 디스크(630) 각각에는 상기 돌기와 치합되는 홈이 형성되어, 상기 토크 튜브(620)가 상기 압축기 디스크(610) 및 상기 터빈 디스크(630)에 대해 상대 회전이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 토크 튜브(620)는, 상기 압축기(200)로부터 공급되는 공기가 그 토크 튜브(620)를 통과하여 상기 터빈(500)으로 유동 가능하도록, 중공형의 실린더 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 토크 튜브(620)는 장기간 지속적으로 운전되는 가스 터빈의 특성상 변형 및 뒤틀림 등에 강하게 형성되고, 용이한 유지 보수를 위해 조립 및 해체가 용이하게 형성될 수 있다.

상기 타이 로드(640)는 복수의 상기 압축기 디스크(610), 상기 토크 튜브(620) 및 복수의 상기 터빈 디스크(630)를 관통하도록 형성되고, 일단부가 복수의 상기 압축기 디스크(610) 중 공기의 유동 방향 상 최상류 단에 위치되는 압축기 디스크(610) 내에 체결되고, 타단부가 복수의 상기 터빈 디스크(630) 중 연소 가스의 유동 방향 상 최하류 단에 위치되는 터빈 디스크(630)를 기준으로 상기 압축기(200)의 반대측으로 돌출되고 상기 고정 너트(650)와 체결될 수 있다.

여기서, 상기 고정 너트(650)는 상기 최하류 단에 위치되는 터빈 디스크(630)를 상기 압축기(200) 측으로 가압하고, 상기 최상류 단에 위치되는 압축기 디스크(610)와 상기 최하류 단에 위치되는 터빈 디스크(630) 사이 간격이 감소됨에 따라, 복수의 상기 압축기 디스크(610), 상기 토크 튜브(620) 및 복수의 상기 터빈 디스크(630)가 상기 로터(600)의 축 방향으로 압축될 수 있다. 이에 따라, 복수의 상기 압축기 디스크(610), 상기 토크 튜브(620) 및 복수의 상기 터빈 디스크(630)의 축 방향 이동 및 상대 회전이 방지될 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 하나의 상기 타이 로드(640)가 복수의 상기 압축기 디스크(610), 상기 토크 튜브(620) 및 복수의 상기 터빈 디스크(630)의 중심부를 관통하도록 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 압축기(200) 측과 터빈(500) 측에 각각 별도의 타이 로드(640)가 구비될 수도 있고, 복수의 타이 로드(640)가 원주 방향을 따라 방사상으로 배치될 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.

이러한 구성에 따른 상기 로터(600)는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 일단부가 상기 발전기의 구동축에 연결될 수 있다.

상기 압축기(200)는, 상기 로터(600)와 함께 회전되는 압축기 블레이드(210) 및 상기 압축기 블레이드(210)로 유입되는 공기의 흐름을 정렬하도록 상기 하우징(100)에 고정 설치되는 압축기 베인(220)을 포함할 수 있다.

상기 압축기 블레이드(210)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 블레이드(210)는 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성되고, 복수의 상기 압축기 블레이드(210)는 각 단마다 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 압축기 블레이드(210)는, 판형의 압축기 블레이드 플랫폼부, 상기 압축기 블레이드 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향 상 구심 측으로 연장되는 압축기 블레이드 루트부 및 상기 압축기 블레이드 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향 상 원심 측으로 연장되는 압축기 블레이드 에어 포일부를 포함할 수 있다.

상기 압축기 블레이드 플랫폼부는 이웃하는 압축기 블레이드 플랫폼부와 접하며 상기 압축기 블레이드 에어 포일부 사이 간격을 유지시키는 역할을 할 수 있다.

상기 압축기 블레이드 루트부는 전술한 바와 같이 상기 압축기 디스크 슬롯에 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 삽입되는 소위 액셜 타입 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 압축기 블레이드 루트부는 상기 압축기 디스크 슬롯에 대응되도록 전나무 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 본 실시예의 경우 상기 압축기 블레이드 루트부와 상기 압축기 디스크 슬롯은 전나무 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 도브 테일 형태 등으로 형성될 수도 있다. 또는, 상기 형태 외의 다른 체결장치, 예를 들어 키 또는 볼트 등의 고정구를 이용하여 상기 압축기 블레이드(210)를 상기 압축기 디스크(610)에 체결할 수 있다.

그리고, 상기 압축기 블레이드 루트부와 상기 압축기 디스크 슬롯은, 상기 압축기 블레이드 루트부와 상기 압축기 디스크 슬롯이 용이하게 체결 가능하도록, 상기 압축기 디스크 슬롯이 상기 압축기 블레이드 루트부보다 크게 형성되고, 결합된 상태에서 상기 압축기 블레이드 루트부와 상기 압축기 디스크 슬롯 사이에 간극이 형성될 수 있다.

그리고, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 압축기 블레이드 루트부와 상기 압축기 디스크 슬롯은 별도의 핀에 의해 고정되어, 상기 압축기 블레이드 루트부가 상기 압축기 디스크 슬롯으로부터 상기 로터(600)의 축 방향으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

상기 압축기 블레이드 에어 포일부는 가스 터빈 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성되고, 공기의 유동 방향 상 상류 측에 위치되어 공기가 입사되는 압축기 블레이드 에어 포일부 리딩 에지(leading edge) 및 공기의 유동 방향 상 하류 측에 위치되어 공기가 출사되는 압축기 블레이드 에어 포일부 트레일링 에지(trailing edge)를 포함할 수 있다.

상기 압축기 베인(220)은 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 베인(220)은 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 압축기 베인(220)과 상기 압축기 블레이드(210)는 공기 유동 방향을 따라 서로 번갈아 배열될 수 있다.

그리고, 복수의 상기 압축기 베인(220)은 각 단마다 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 압축기 베인(220)은, 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 환형으로 형성되는 압축기 베인 플랫폼부 및 상기 압축기 베인 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향으로 연장되는 압축기 베인 에어 포일부를 포함할 수 있다.

상기 압축기 베인 플랫폼부는, 상기 압축기 베인 에어 포일부의 익근부에 형성되고 상기 압축기 하우징(110)에 체결되는 루트 측 압축기 베인 플랫폼부 및 상기 압축기 베인 에어 포일부의 익단부에 형성되고 상기 로터(600)에 대향되는 팁 측 압축기 베인 플랫폼부를 포함할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 상기 압축기 베인 플랫폼부는 상기 압축기 베인 에어 포일부의 익근부 뿐만 아니라 익단부를 지지함으로써 상기 압축기 베인 에어 포일부를 더욱 안정적으로 지지하기 위해 상기 루트 측 압축기 베인 플랫폼부 및 상기 팁 측 압축기 베인 플랫폼부를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 압축기 베인 플랫폼부는 상기 루트 측 압축기 베인 플랫폼부를 포함하여 상기 압축기 베인 에어 포일부의 익근부만 지지하도록 형성될 수도 있다.

한편, 각 압축기 베인(220)은 상기 루트 측 압축기 베인 플랫폼부와 상기 압축기 하우징(110)을 체결시키는 압축기 베인 루트부를 더 포함할 수 있다.

상기 압축기 베인 에어 포일부는 가스 터빈 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성되고, 공기의 유동 방향 상 상류 측에 위치되어 공기가 입사되는 압축기 베인 에어 포일부 리딩 에지 및 공기의 유동 방향 상 하류 측에 위치되어 공기가 출사되는 압축기 베인 에어 포일부 트레일링 에지를 포함할 수 있다.

상기 연소기(400)는 상기 압축기(200)로부터 유입되는 공기를 연료와 혼합 및 연소시켜 높은 에너지의 고온 고압 연소 가스를 만들어 내며, 등압 연소 과정으로 그 연소기(400) 및 상기 터빈(500)이 견딜 수 있는 내열 한도까지 연소 가스 온도를 높이도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 연소기(400)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 연소기(400)는 상기 연소기 하우징(120)에 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 배열될 수 있다.

그리고, 각 연소기(400)는, 상기 압축기(200)에서 압축된 공기가 유입되는 라이너, 상기 라이너에 유입되는 공기에 연료를 분사하고 연소시키는 버너 및 상기 버너에서 생성되는 연소 가스를 상기 터빈(500)으로 안내하는 트랜지션 피스를 포함할 수 있다.

상기 라이너는, 연소실을 형성하는 화염통 및 상기 화염통을 감싸면서 환형 공간을 형성하는 플로우 슬리브를 포함할 수 있다.

상기 버너는, 상기 연소실로 유입되는 공기에 연료를 분사하도록 상기 라이너의 전단 측에 형성되는 연료 분사 노즐 및 상기 연소실에서 혼합된 공기와 연료가 착화되도록 상기 라이너의 벽부에 형성되는 점화 플러그를 포함할 수 있다.

상기 트랜지션 피스는 연소 가스의 높은 온도에 의해 손상되지 않도록 그 트랜지션 피스의 외벽부가 상기 압축기(200)로부터 공급되는 공기에 의해 냉각되도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 트랜지션 피스에는 공기를 내부로 분사하기 위한 냉각 홀이 형성되고, 공기가 그 냉각 홀을 통해 내부에 있는 본체를 냉각시킬 수 있다.

한편, 상기 트랜지션 피스를 냉각시킨 공기는 상기 라이너의 환형 공간으로 유동되고, 상기 라이너의 외벽에는 상기 플로우 슬리브의 외부에서 공기가 상기 플로우 슬리브에 마련되는 냉각 홀을 통해 냉각 공기로 제공되어 충돌할 수 있다.

여기서, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 압축기(200)와 상기 연소기(400) 사이에는 상기 연소기(400)로 유입되는 공기의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위해 안내깃 역할을 하는 디스월러(desworler)가 형성될 수 있다.

상기 터빈(500)은 상기 압축기(200)와 유사하게 형성될 수 있다.

즉, 상기 터빈(500)은, 상기 로터(600)와 함께 회전되는 터빈 블레이드(510) 및 상기 터빈 블레이드(510)로 유입되는 공기의 흐름을 정렬하도록 상기 하우징(100)에 고정 설치되는 터빈 베인(520)을 포함할 수 있다.

상기 터빈 블레이드(510)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 블레이드(510)는 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성되고, 복수의 상기 터빈 블레이드(510)는 각 단마다 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 터빈 블레이드(510)는, 판형의 터빈 블레이드 플랫폼부, 상기 터빈 블레이드 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향 상 구심 측으로 연장되는 터빈 블레이드 루트부 및 상기 터빈 블레이드 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향 상 원심 측으로 연장되는 터빈 블레이드 에어 포일부를 포함할 수 있다.

상기 터빈 블레이드 플랫폼부는 이웃하는 터빈 블레이드 플랫폼부와 접하며 상기 터빈 블레이드 에어 포일부 사이 간격을 유지시키는 역할을 할 수 있다.

상기 터빈 블레이드 루트부는 전술한 바와 같이 상기 터빈 디스크 슬롯에 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 삽입되는 소위 액셜 타입 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 터빈 블레이드 루트부는 상기 터빈 디스크 슬롯에 대응되도록 전나무 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 본 실시예의 경우 상기 터빈 블레이드 루트부와 상기 터빈 디스크 슬롯은 전나무 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 도브 테일 형태 등으로 형성될 수도 있다. 또는, 상기 형태 외의 다른 체결장치, 예를 들어 키 또는 볼트 등의 고정구를 이용하여 상기 터빈 블레이드(510)를 상기 터빈 디스크(630)에 체결할 수 있다.

그리고, 상기 터빈 블레이드 루트부와 상기 터빈 디스크 슬롯은, 상기 터빈 블레이드 루트부와 상기 터빈 디스크 슬롯이 용이하게 체결 가능하도록, 상기 터빈 디스크 슬롯이 상기 터빈 블레이드 루트부보다 크게 형성되고, 결합된 상태에서 상기 터빈 블레이드 루트부와 상기 터빈 디스크 슬롯 사이에 간극이 형성될 수 있다.

그리고, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 터빈 블레이드 루트부와 상기 터빈 디스크 슬롯은 별도의 핀에 의해 고정되어, 상기 터빈 블레이드 루트부가 상기 터빈 디스크 슬롯으로부터 상기 로터(600)의 축 방향으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

상기 터빈 블레이드 에어 포일부는 가스 터빈 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성되고, 연소 가스의 유동 방향 상 상류 측에 위치되어 연소 가스가 입사되는 터빈 블레이드 에어 포일부 리딩 에지 및 연소 가스의 유동 방향 상 하류 측에 위치되어 연소 가스가 출사되는 터빈 블레이드 에어 포일부 트레일링 에지를 포함할 수 있다.

상기 터빈 베인(520)은 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 베인(520)은 상기 로터(600)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 터빈 베인(520)과 상기 터빈 블레이드(510)는 공기 유동 방향을 따라 서로 번갈아 배열될 수 있다.

그리고, 복수의 상기 터빈 베인(520)는 각 단마다 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다.

그리고, 각 터빈 베인(520)은, 상기 로터(600)의 회전 방향을 따라 환형으로 형성되는 터빈 베인 플랫폼부 및 상기 터빈 베인 플랫폼부로부터 상기 로터(600)의 회전 반경 방향으로 연장되는 터빈 베인 에어 포일부를 포함할 수 있다.

상기 터빈 베인 플랫폼부는, 상기 터빈 베인 에어 포일부의 익근부에 형성되고 상기 터빈 하우징(130)에 체결되는 루트 측 터빈 베인 플랫폼부 및 상기 터빈 베인 에어 포일부의 익단부에 형성되고 상기 로터(600)에 대향되는 팁 측 터빈 베인 플랫폼부를 포함할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 상기 터빈 베인 플랫폼부는 상기 터빈 베인 에어 포일부의 익근부 뿐만 아니라 익단부를 지지함으로써 상기 터빈 베인 에어 포일부를 더욱 안정적으로 지지하기 위해 상기 루트 측 터빈 베인 플랫폼부 및 상기 팁 측 터빈 베인 플랫폼부를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 터빈 베인 플랫폼부는 상기 루트 측 터빈 베인 플랫폼부를 포함하여 상기 터빈 베인 에어 포일부의 익근부만 지지하도록 형성될 수도 있다.

한편, 각 터빈 베인(520)은 상기 루트 측 터빈 베인 플랫폼부와 상기 터빈 하우징(130)을 체결시키는 터빈 베인 루트부를 더 포함할 수 있다.

상기 터빈 베인 에어 포일부는 가스 터빈 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성되고, 연소 가스의 유동 방향 상 상류 측에 위치되어 연소 가스가 입사되는 터빈 베인 에어 포일부 리딩 에지 및 연소 가스의 유동 방향 상 하류 측에 위치되어 연소 가스가 출사되는 터빈 베인 에어 포일부 트레일링 에지를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 터빈(500)은 상기 압축기(200)와 달리 고온 고압의 연소 가스와 접촉하므로, 열화 등의 손상을 방지하기 위한 냉각 수단을 필요로 한다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 가스 터빈은, 상기 압축기(200)의 일부 개소에서 압축된 공기를 추기하여 상기 터빈(500)으로 공급하는 냉각 유로를 더 포함할 수 있다. 여기서, 이하에서는 상기 냉각 유로의 공기를 냉각 유체라 지칭하겠다.

상기 냉각 유로는 상기 하우징(100)의 외부에서 연장되거나(외부 유로), 상기 로터(600)의 내부를 관통하여 연장될 수 있고(내부 유로), 외부 유로 및 내부 유로를 모두 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 냉각 유로는 상기 터빈 블레이드(510)의 내부에 형성되는 터빈 블레이드 쿨링 유로와 연통되어, 상기 터빈 블레이드(510)가 냉각 유체(공기)에 의해 냉각될 수 있다.

그리고, 상기 터빈 블레이드 쿨링 유로는 상기 터빈 블레이드(510)의 표면에 형성되는 터빈 블레이드 필름 쿨링 홀과 연통되어, 냉각 유체(공기)가 상기 터빈 블레이드(510)의 표면에 공급됨으로써, 상기 터빈 블레이드(510)가 냉각 공기에 의해 소위 막 냉각될 수 있다.

이외에도, 상기 터빈 베인(520) 역시 상기 터빈 블레이드(510)와 유사하게 상기 냉각 유로로부터 냉각 유체(공기)를 공급받아 냉각될 수 있도록 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따른 가스 터빈은, 상기 하우징(100)으로 유입되는 공기가 상기 압축기(200)에 의해 압축되고, 상기 압축기(200)에 의해 압축된 공기가 상기 연소기(400)에 의해 연료와 혼합된 뒤 연소되어 연소 가스가 되고, 상기 연소기(400)에서 생성된 연소 가스가 상기 터빈(500)으로 유입되고, 상기 터빈(500)으로 유입된 연소 가스가 상기 터빈 블레이드(510)를 통해 상기 로터(600)를 회전시킨 후 상기 디퓨저를 통해 대기로 배출되며, 연소 가스에 의해 회전되는 상기 로터(600)가 상기 압축기(200) 및 상기 발전기를 구동할 수 있다. 즉, 상기 터빈(500)에서 얻은 기계적 에너지 중 일부는 상기 압축기(200)에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되고, 나머지는 상기 발전기로 전력을 생산하는데 이용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 가스 터빈은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 출력 및 효율 향상을 위해 상기 압축기 하우징(110)과 상기 압축기 블레이드(210) 사이 간극 및 상기 터빈 하우징(130)과 상기 터빈 블레이드(510) 사이 간극을 조절하는 간극제어장치(700)를 더 포함할 수 있다.

상기 간극제어장치(700)는 지지체(예를 들어, 하우징)(800)에 지지된 상태로 상기 로터(600)를 상기 로터(600)의 축 방향으로 이동시켜 상기 간극을 조절하도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 간극제어장치(700)는 부분 부하 조건에서도 상기 간극을 최적으로 구현하기 위해 상기 간극을 적어도 세 단계로 조절하도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 간극이 최소치일 때 상기 로터(600)의 축 방향 위치를 하사점이라 하고, 상기 간극이 최대치일 때 상기 로터(600)의 축 방향 위치를 상사점이라 하면, 상기 간극제어장치(700)는 상기 로터(600)를 상기 하사점, 상기 상사점 및 상기 하사점과 상기 상사점 사이 위치로 이동시키도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 상사점과 상기 하사점 사이에서 상기 로터(600)가 위치되는 지점을 중간점이라 하면, 상기 간극제어장치(700)는 상기 중간점이 적어도 하나가 되도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 간극제어장치(700)는, 상기 지지체(800)에 고정 설치되는 조정판(710) 및 상기 로터(600)에 연동되고 상기 조정판(710)에 의해 위치가 가변되는 미끄럼판(720)을 포함할 수 있다.

상기 조정판(710)은 상기 로터(600)의 원주 방향 및 축 방향을 따라 연장되는 이동 계단(712)을 포함할 수 있다.

상기 미끄럼판(720)은 상기 이동 계단(712)을 오르내리는 다리부(722) 및 상기 다리부(722)와 일체로 형성되고 상기 로터(600)에 연결되는 몸체부(724)를 포함할 수 있다.

상기 이동 계단(712)은 상기 미끄럼판(720)이 상기 이동 계단(712)을 오르내릴 때 상기 다리부(722)를 딛는 수평부분인 적어도 복수의 디딤판(tread)(T) 및 상기 복수의 디딤판(T) 사이마다 개재되는 수직부분인 복수의 챌판(riser)(R)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 디딤판(T)은 적어도 3개로 형성되고, 각각 상기 로터(600)의 원주 방향과 평행하게 형성될 수 있다.

상기 복수의 챌판(R)은 상기 복수의 디딤판(T)의 개수보다 하나 적은 개수로 형성되고, 각각 상기 로터(600)의 축 방향과 평행하게 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 이동 계단(712)은, 상기 로터(600)가 상기 하사점에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 초단(712F), 상기 로터(600)가 상기 상사점에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 종단(712L) 및 상기 로터(600)가 상기 하사점과 상기 상사점 사이에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 중단(712M)을 포함하고, 상기 초단(712F), 상기 중단(712M) 및 상기 종단(712L)은 상기 로터(600)의 원주 방향 및 축 방향을 따라 단차지게 형성될 수 있다.

즉, 상기 로터(600)의 원주 방향 상 일 방향을 제1 원주 방향(CD1)이라 하고, 상기 로터(600)의 원주 방향 상 상기 제1 원주 방향(CD1)의 반대 방향을 제2 원주 방향(CD2)이라 하고, 상기 로터(600)의 축 방향 상 일 방향을 제1 축 방향(AD1)이라 하고, 상기 로터(600)의 축 방향 상 상기 제1 축 방향(AD1)의 반대 방향을 제2 축 방향(AD2)이라 하면, 상기 초단(712F)의 디딤판(T)은 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고, 상기 초단(712F)과 상기 중단(712M) 사이 챌판(R)은 상기 초단(712F)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고, 상기 중단(712M)의 디딤판(T)은 상기 초단(712F)과 상기 중단(712M) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고, 상기 중단(712M)과 상기 종단(712L) 사이 챌판(R)은 상기 중단(712M)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고, 상기 종단(712L)의 디딤판(T)은 상기 중단(712M)과 상기 종단(712L) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성됨으로써, 상기 중단(712M)의 디딤판(T)은 상기 초단(712F)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 초단(712F)의 디딤판(T)과 이격되게 형성되고, 상기 종단(712L)의 디딤판(T)은 상기 중단(712M)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 중단(712M)의 디딤판(T)과 이격되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 중단(712M)은 복수로 형성될 수 있다.

즉, 상기 복수의 중단(712M) 중 임의의 중단을 제n 중단(712Mn)이라 하고, 상기 복수의 중단(712M) 중 상기 종단(712L) 측에서 상기 제n 중단(712Mn)에 인접하는 중단을 제n+1 중단(712Mn+1)이라 하면, 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)은 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고, 상기 제n 중단(712Mn)과 상기 제n+1 중단(712Mn+1) 사이 챌판(R)은 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고, 상기 제n+1 중단(712Mn+1)의 디딤판(T)은 상기 제n 중단(712Mn)과 상기 제n+1 중단(712Mn+1) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성됨으로써, 상기 제n+1 중단(712Mn+1)의 디딤판(T)은 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)과 이격되게 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따른 상기 간극제어장치(700)는 상기 이동 계단(712)을 통해 상기 로터(600)를 여러 단계로 나누어 이동시킴으로써 상기 간극을 운전 상태에 따라 최적으로 구현하여 출력 및 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 최소 부하 운전 시에는, 상기 다리부(722)가 상기 초단(712F)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 로터(600)가 상기 하사점에 위치되고, 상기 간극이 최소치로 조절될 수 있다.

그리고, 최소 부하 운전 상태에서 부분 부하 운전 상태로 전환 시에는, 상기 미끄럼판(720)이 액추에이터에 의해 상기 제1 축 방향(AD1)으로 이동되면서 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 회전되어, 상기 다리부(722)가 상기 복수의 중단(712M) 중 어느 한 중단(712M)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 즉, 상기 최소 부하보다 큰 부분 부하들 중 임의의 부분 부하를 제n 부분 부하라 하면, 상기 제n 부분 부하 운전 시에는, 상기 미끄럼판(720)이 액추에이터에 의해 상기 제1 축 방향(AD1)으로 이동되면서 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 회전되어, 상기 다리부(722)가 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 로터(600)가 상기 하사점 측으로부터 상기 상사점 측으로 상기 제1 축 방향(AD1)을 따라 이동되고, 상기 간극이 최소치보다 증가될 수 있다.

그리고, 부분 부하 운전 상태에서 최대 부하 운전 상태로 전환 시에는, 상기 미끄럼판(720)이 상기 액추에이터에 의해 상기 제1 축 방향(AD1)으로 더 이동되면서 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 더 회전되어, 상기 다리부(722)가 상기 종단(712L)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 로터(600)가 상기 제1 축 방향(AD1)을 따라 더 이동되어 상기 상사점에 위치되고, 상기 간극이 최대치로 조절될 수 있다.

반면, 최대 부하 운전 상태에서 부분 부하 운전 상태로 전환 시에는, 상기 미끄럼판(720)이 상기 액추에이터에 의해 상기 제2 원주 방향(CD2)으로 회전되면서 상기 제2 축 방향(AD2)으로 이동되어, 상기 다리부(722)가 상기 복수의 중단(712M) 중 어느 한 중단(712M)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 로터(600)가 상기 상사점 측으로부터 상기 하사점 측으로 상기 제2 축 방향(AD2)을 따라 이동되고, 상기 간극이 최대치보다 감소될 수 있다.

그리고, 부분 부하 운전 상태에서 최소 부하 운전 상태로 전환 시에는, 상기 미끄럼판(720)이 상기 액추에이터에 의해 상기 제2 원주 방향(CD2)으로 더 회전되면서 상기 제2 축 방향(AD2)으로 더 이동되어, 상기 다리부(722)가 상기 초단(712F)의 디딤판(T)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 상기 로터(600)가 상기 제2 축 방향(AD2)을 따라 더 이동되어 상기 하사점에 위치되고, 상기 간극이 최소치로 조절될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 가스 터빈은, 상기 간극제어장치(700)를 갖는 가스 터빈을 구비하는 제1 단계, 상기 가스 터빈의 요구 부하를 판단하는 제2 단계, 상기 요구 부하에 따라 상기 간극을 상기 적어도 세 단계 중 어느 하나의 단계로 조절하는 제3 단계 및 상기 요구 부하로 상기 가스 터빈을 운전하는 제4 단계를 포함하는 가스 터빈 제어 방법에 따라 운전되어, 상기 간극이 운전 상태에 따라 최적으로 구현됨으로써, 출력 및 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 상기 이동 계단(712)은 상기 로터(600)가 1차 함수적으로 이동되는 것을 전제로 형성된다. 즉, 상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리 및 상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들의 원주 방향 거리는 각각 일정하게 형성된다.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리와 상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들의 원주 방향 거리 중 적어도 하나가 가변되게 형성될 수 있다.

즉, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터(600)가 3차 함수적으로 이동되는 것을 전제로, 상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리는 상기 초단(712F) 측으로부터 상기 종단(712L) 측으로 갈수록 점진적을 증가되다가 감소되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 초단(712F)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리는 상기 중단(712M)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리 및 상기 종단(712L)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리보다 길게 형성될 수 있다.

여기서, 도 5에 도시된 실시예의 경우 상기 중단(712M)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리 및 상기 종단(712L)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리가 일정하게 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 중단(712M)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리 및 상기 종단(712L)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리는 서로 상이하게 형성될 수도 있다.

100: 하우징 210: 압축기 블레이드
510: 터빈 블레이드 600: 로터
700: 간극제어장치 710: 조정판
712: 이동 계단 712F: 초단
712L: 종단 712M: 중단
712Mn: 제n 중단 712Mn+1: 제n+1 중단
720: 미끄럼판 722: 다리부
724: 몸체부 800: 지지체
AD1: 제1 축 방향 AD2: 제2 축 방향
CD1: 제1 원주 방향 CD2: 제2 원주 방향

Claims (20)

1. 하우징(100);
   상기 하우징(100)의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터(600);
   상기 로터(600)와 함께 회전되는 블레이드(210, 510); 및
   상기 블레이드(210, 510)와 상기 하우징(100) 사이 간극을 조절하는 간극제어장치(700);를 포함하고,
   상기 간극제어장치(700)는 상기 간극을 적어도 세 단계로 조절하도록 형성되며,
   상기 간극제어장치(700)는 상기 로터(600)를 상기 로터(600)의 축 방향으로 이동시켜 상기 간극을 조절하도록 형성되고,
   상기 간극이 최소치일 때 상기 로터(600)의 축 방향 위치를 하사점이라 하고, 상기 간극이 최대치일 때 상기 로터(600)의 축 방향 위치를 상사점이라 하면, 상기 간극제어장치(700)는 상기 로터(600)를 상기 하사점, 상기 상사점 및 상기 하사점과 상기 상사점 사이 위치로 이동시키도록 형성되며,
   상기 상사점과 상기 하사점 사이에서 상기 로터(600)가 위치되는 지점을 중간점이라 하면, 상기 간극제어장치(700)는 상기 중간점이 적어도 하나가 되도록 형성되고,
   상기 간극제어장치(700)는,
   상기 간극제어장치(700)를 지지하는 지지체(800)에 고정 설치되는 조정판(710); 및
   상기 로터(600)에 연동되고 상기 조정판(710)에 의해 위치가 가변되는 미끄럼판(720);을 포함하며,
   상기 조정판(710)은 상기 로터(600)의 원주 방향 및 축 방향을 따라 연장되는 이동 계단(712)을 포함하고,
   상기 미끄럼판(720)은 상기 이동 계단(712)을 오르내리는 다리부(722) 및 상기 다리부(722)와 일체로 형성되고 상기 로터(600)에 연결되는 몸체부(724)를 포함하는, 가스 터빈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
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6. 제1항에 있어서,
   상기 이동 계단(712)의 디딤판(tread)(T)들은 상기 로터(600)의 원주 방향과 평행하게 형성되는 가스 터빈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이동 계단(712)의 챌판(riser)(R)들은 상기 로터(600)의 축 방향과 평행하게 형성되는 가스 터빈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 이동 계단(712)은,
   상기 로터(600)가 상기 하사점에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 초단(712F);
   상기 로터(600)가 상기 상사점에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 종단(712L); 및
   상기 로터(600)가 상기 하사점과 상기 상사점 사이에 위치될 때 상기 다리부(722)가 안착되는 중단(712M);을 포함하는 가스 터빈.
9. 제8항에 있어서,
   상기 초단(712F), 상기 중단(712M) 및 상기 종단(712L)은 상기 로터(600)의 원주 방향 및 축 방향을 따라 단차지게 형성되는 가스 터빈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 로터(600)의 원주 방향 상 일 방향을 제1 원주 방향(CD1)이라 하고, 상기 로터(600)의 원주 방향 상 상기 제1 원주 방향(CD1)의 반대 방향을 제2 원주 방향(CD2)이라 하고, 상기 로터(600)의 축 방향 상 일 방향을 제1 축 방향(AD1)이라 하고, 상기 로터(600)의 축 방향 상 상기 제1 축 방향(AD1)의 반대 방향을 제2 축 방향(AD2)이라 하면,
    상기 중단(712M)의 디딤판(T)은 상기 초단(712F)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 초단(712F)의 디딤판(T)과 이격되게 형성되고,
    상기 종단(712L)의 디딤판(T)은 상기 중단(712M)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 중단(712M)의 디딤판(T)과 이격되게 형성되는 가스 터빈.
11. 제10항에 있어서,
    상기 초단(712F)의 디딤판(T)은 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고,
    상기 초단(712F)과 상기 중단(712M) 사이 챌판(R)은 상기 초단(712F)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고,
    상기 중단(712M)의 디딤판(T)은 상기 초단(712F)과 상기 중단(712M) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고,
    상기 중단(712M)과 상기 종단(712L) 사이 챌판(R)은 상기 중단(712M)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고,
    상기 종단(712L)의 디딤판(T)은 상기 중단(712M)과 상기 종단(712L) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되는 가스 터빈.
12. 제11항에 있어서,
    상기 중단(712M)은 복수로 형성되는 가스 터빈.
13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 중단(712M) 중 임의의 중단을 제n 중단(712Mn)이라 하고, 상기 복수의 중단(712M) 중 상기 종단(712L) 측에서 상기 제n 중단(712Mn)에 인접하는 중단을 제n+1 중단(712Mn+1)이라 하면,
    상기 제n+1 중단(712Mn+1)의 디딤판(T)은 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)을 기준으로 상기 제1 원주 방향(CD1) 측에서 상기 제1 축 방향(AD1)으로 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)과 이격되게 형성되는 가스 터빈.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)은 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되고,
    상기 제n 중단(712Mn)과 상기 제n+1 중단(712Mn+1) 사이 챌판(R)은 상기 제n 중단(712Mn)의 디딤판(T)으로부터 상기 제1 축 방향(AD1)으로 연장 형성되고,
    상기 제n+1 중단(712Mn+1)의 디딤판(T)은 상기 제n 중단(712Mn)과 상기 제n+1 중단(712Mn+1) 사이 챌판(R)으로부터 상기 제1 원주 방향(CD1)으로 연장 형성되는 가스 터빈.
15. 제14항에 있어서,
    상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리는 일정하게 형성되는 가스 터빈.
16. 제15항에 있어서,
    상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들의 원주 방향 거리는 일정하게 형성되는 가스 터빈.
17. 제14항에 있어서,
    상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리는 가변되게 형성되는 가스 터빈.
18. 제17항에 있어서,
    상기 이동 계단(712)의 디딤판(T)들 사이 축 방향 거리는 상기 초단(712F) 측으로부터 상기 종단(712L) 측으로 갈수록 점진적을 증가되다가 감소되게 형성되는 가스 터빈.
19. 제18항에 있어서,
    상기 초단(712F)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리는 상기 중단(712M)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리 및 상기 종단(712L)의 디딤판(T)의 원주 방향 거리보다 길게 형성되는 가스 터빈.
20. 제1항, 제6항 내지 제19항 중 어느 한 항의 가스 터빈을 구비하는 제1 단계;
    상기 가스 터빈의 요구 부하를 판단하는 제2 단계;
    상기 요구 부하에 따라 상기 간극을 상기 적어도 세 단계 중 어느 하나의 단계로 조절하는 제3 단계; 및
    상기 요구 부하로 상기 가스 터빈을 운전하는 제4 단계;를 포함하는 가스 터빈 제어 방법.

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