KR102036191B1

KR102036191B1 - Gas turbine having blade tip clearance control means

Info

Publication number: KR102036191B1
Application number: KR1020170154601A
Authority: KR
Inventors: 김상조
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-10-24
Also published as: KR20190057546A

Abstract

본 발명은 블레이드의 팁 간극 조절을 위해 케이싱의 각 세그먼트가 케이싱의 반경방향으로 이동 가능하게 구성되는 가스터빈에 관한 것으로, 본 발명은, 복수의 세그먼트(segment)로 이루어지는 케이싱과, 상기 케이싱과 이격되어 상기 케이싱을 둘러싸도록 배치되는 외통부와, 상기 복수의 세그먼트와 상기 외통부에 양단이 각각 연결되는 복수의 팁 간극 조절부 및 상기 복수의 팁 간극 조절부를 구동하기 위해 상기 외통부에 구비되는 구동부를 포함하는 가스 터빈을 제공한다. The present invention relates to a gas turbine in which each segment of the casing is movable in the radial direction of the casing for adjusting the tip gap of the blade. The present invention relates to a casing comprising a plurality of segments, and a spaced apart from the casing. And an outer cylinder portion arranged to surround the casing, a plurality of tip clearance adjusting portions connected at both ends of the plurality of segments and the outer cylinder portion, and a driving portion provided at the outer cylinder portion to drive the plurality of tip clearance adjusting portions. Provide a gas turbine.

Description

GAS TURBINE HAVING BLADE TIP CLEARANCE CONTROL MEANS}

본 발명은 블레이드 팁 간극 조절 수단을 구비한 가스터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드의 팁 간극 조절을 위해 케이싱의 각 세그먼트가 케이싱의 반경방향으로 이동 가능하게 구성되는 가스터빈에 관한 것이다. The present invention relates to a gas turbine with blade tip clearance adjustment means, and more particularly, to a gas turbine in which each segment of the casing is movable in a radial direction of the casing for adjusting the tip clearance of the blade.

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. In general, a turbine is a machine that converts the energy of a fluid such as water, gas, steam, etc. into mechanical work, usually by planting several feathers or vanes on the circumference of a rotating body and exhaling steam or gas thereon to produce high-speed impulse or reaction force. A turbo-type machine that rotates is called a turbine.

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. Such turbine types include a hydro turbine using energy of high water, a steam turbine using energy of steam, an air turbine using energy of high pressure compressed air, and a gas using energy of high temperature and high pressure gas. Turbine and the like.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기, 터빈 및 로터를 포함하며, 압축기에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에 분사시켜 회전시킴으로써 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종이다. In general, a gas turbine includes a compressor, a combustor, a turbine, and a rotor, and thermal energy is mechanically rotated by injecting and rotating a high-temperature and high-pressure combustion gas generated by combustion after mixing fuel with compressed air at high pressure in the compressor. It is a kind of internal combustion engine that converts into.

이러한 가스 터빈은 4 행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복 운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다.Since the gas turbine does not have a reciprocating mechanism such as a piston of a four-stroke engine, there is no mutual friction portion such as a piston-cylinder, so the consumption of lubricating oil is extremely low, and the amplitude characteristic of the reciprocating machine is greatly reduced. There is an advantage.

상기 압축기는 외주면에 복수의 압축기 블레이드가 배열되는 복수의 압축기 로터 디스크를 다단으로 배치하여 구성되며, 상기 터빈은 압축기와 유사하게 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 다단으로 배치하여 구성된다.The compressor is configured by arranging a plurality of compressor rotor disks having a plurality of compressor blades arranged on the outer circumferential surface in multiple stages, and the turbine includes a plurality of turbine rotor disks having a plurality of turbine blades arranged on the outer circumferential surface similarly to the compressor. It is configured by.

이때, 상기 압축기 블레이드의 선단부와 상기 터빈 블레이드의 선단부를 하우징 등과 같은 정지부재가 둘러싸도록 배치하여 압축공기의 유로 및 연소 가스의 유로가 구성되며, 상기 압축기 블레이드의 선단부와 정지부재 사이의 간극 및 상기 터빈 블레이드의 선단부와 정지부재 사이의 간극을 통한 누설이 전체 가스 터빈의 효율에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. At this time, the front end portion of the compressor blade and the front end portion of the turbine blade are arranged so as to surround the stop member such as a housing, so as to constitute a flow path of compressed air and a combustion gas, and a gap between the front end portion of the compressor blade and the stop member and the It is known that leakage through the gap between the tip of the turbine blade and the stop member has a significant effect on the efficiency of the entire gas turbine.

따라서, 가스터빈의 효율을 높이기 위해서는 이러한 간극을 줄여 압축공기 및 연소 가스의 누설량을 감소시켜야 하며, 또한 반대로 간극이 존재하지 않게되면 상기 압축기 블레이드 및 터빈 블레이드가 정지부재에 접촉되어 손상될 위험성이 있으므로, 가스 터빈의 작동 중 변화하는 간극을 조절하기 위한 시스템이 필요하다. Therefore, in order to increase the efficiency of the gas turbine, it is necessary to reduce the gap to reduce the leakage of compressed air and combustion gas, and on the contrary, if the gap does not exist, the compressor blade and the turbine blade may come into contact with the stop member and be damaged. In addition, there is a need for a system for adjusting the gap that changes during operation of the gas turbine.

특히, 고온의 연소 가스에 노출되는 상기 터빈 블레이드의 선단부와 정지부재가 가스 터빈의 운전 중 열팽창 현상으로 인해 이들 사이의 간극이 변화할 수 있다. In particular, the gap between the tip of the turbine blade and the stop member exposed to the high temperature combustion gas may change due to thermal expansion during operation of the gas turbine.

이와 관련하여, 미국 특허공개공보 제2010-0247283호에는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 압축기 블레이드(1a)를 구비한 압축기부(1), 연소기부(2), 다수의 터빈 블레이드(3a)를 구비한 터빈부(3)를 포함하고, 상기 압축기부(1)로부터 상기 터빈부(3)까지 연장되는 로터 샤프트(4)의 외주면에 상기 압축기 블레이드(1a)와 상기 터빈 블레이드(3a)가 각각 배열되되, 운전 중 상기 터빈 블레이드(3a)의 선단부와 하우징(5) 사이의 간극을 조절하기 위해서 상기 로터 샤프트(4)가 도시되지 않은 별도의 액추에이터를 이용하여 회전축 방향(6)으로 수평 이동되도록 구성되는 가스 터빈(10)이 제안되어 있다. In this regard, U.S. Patent Application Publication No. 2010-0247283 discloses a compressor unit 1 having a plurality of compressor blades 1a, a combustor unit 2, and a plurality of turbine blades 3a, as shown in FIG. And the turbine blade (3) provided with a turbine part (3) provided on the outer circumferential surface of the rotor shaft (4) extending from the compressor part (1) to the turbine part (3). Are respectively arranged, and the rotor shaft 4 is horizontal in the direction of the rotation axis 6 using a separate actuator (not shown) to adjust the gap between the tip of the turbine blade 3a and the housing 5 during operation. A gas turbine 10 is proposed that is configured to be moved.

상기와 같은 구성을 통해서, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 가스 터빈(1)의 운전 중 터빈 블레이드(3a)의 선단부와 하우징(5)의 내주면(5a)의 사이의 벌어진 간극(Dt1)을 좁히기 위해서, 로터 샤프트(4)가 회전축 방향(6)으로 강제 이동되어 터빈 블레이드(3a)의 선단부와 하우징(5)의 내주면(5a) 사이가 최적의 간극(Dt2)이 되도록 조정되어 터빈부(1)의 효율이 향상될 수 있게 된다.Through the configuration as described above, as shown in FIG. 2A, the gap Dt1 that is formed between the tip of the turbine blade 3a and the inner circumferential surface 5a of the housing 5 during operation of the gas turbine 1. The rotor shaft 4 is forcibly moved in the rotational axis direction 6 so as to narrow the space between the tip of the turbine blade 3a and the inner circumferential surface 5a of the housing 5 so that the optimum gap Dt2 is adjusted. The efficiency of (1) can be improved.

그러나 로터 샤프트(4)가 회전축 방향(6)으로 이동됨에 따라, 마찬가지로 로터 샤프트(4)에 강제 연결되어 있는 압축기 블레이드(1a) 또한 동시에 터빈 블레이드(3a)가 이동된 만큼 회전축 방향(6)으로 이동된다.However, as the rotor shaft 4 is moved in the rotational axis direction 6, the compressor blade 1a, which is likewise forcedly connected to the rotor shaft 4, is also moved in the rotational axis direction 6 as much as the turbine blade 3a is moved at the same time. Is moved.

따라서 이미 최적으로 설정되어 있던 압축기 블레이드(1a)의 선단부와 하우징(5)의 내주면(5a) 사이의 간극(Dc1)이 로터 샤프트(4)의 이동에 수반하여 더 넓어진 간극(Dc2)로 벌어지게 되어, 상기 넓어진 간극(Dc2)으로 압축 공기가 누설되어 압축기부(1)의 효율이 낮아지게 되고, 나아가 가스 터빈(1) 전체의 효율 감소로 이어지게 되는 문제점을 갖는다.Therefore, the gap Dc1 between the tip of the compressor blade 1a and the inner circumferential surface 5a of the housing 5, which has already been optimally set, opens up to a wider gap Dc2 with the movement of the rotor shaft 4. As a result, the compressed air leaks into the widened gap Dc2, thereby lowering the efficiency of the compressor unit 1 and further reducing the efficiency of the entire gas turbine 1.

미국 특허공개공보 제2010-0247283호US Patent Publication No. 2010-0247283

본 발명은 블레이드의 팁 간극 조절을 위해 케이싱의 각 세그먼트가 케이싱의 반경방향으로 이동 가능하게 구성되는 가스터빈을 제공하는 것에 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a gas turbine in which each segment of the casing is movable in the radial direction of the casing for adjusting the tip clearance of the blade.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 세그먼트(segment)로 이루어지는 케이싱과, 상기 케이싱과 이격되어 상기 케이싱을 둘러싸도록 배치되는 외통부와, 상기 복수의 세그먼트와 상기 외통부에 양단이 각각 연결되는 복수의 팁 간극 조절부 및 상기 복수의 팁 간극 조절부를 구동하기 위해 상기 외통부에 구비되는 구동부를 포함하는 가스 터빈을 제공한다. The present invention for solving the above problems, a casing consisting of a plurality of segments, an outer cylinder portion spaced from the casing to surround the casing, and both ends of the plurality of segments and the outer cylinder portion are respectively connected Provided is a gas turbine including a plurality of tip clearance adjusting portions and a driving portion provided in the outer cylinder portion for driving the plurality of tip clearance adjusting portions.

상기 구동부는 액추에이터(actuator)일 수 있다. The driving unit may be an actuator.

상기 복수의 팁 간극 조절부는 상기 구동부에 의한 상기 외통부의 회전에 의해 구동될 수 있다. The plurality of tip clearance adjusting parts may be driven by rotation of the outer cylinder part by the driving part.

상기 각 팁 간극 조절부는, 고정부 및 상기 고정부를 중심으로 일정 각도 이내에서 회전 가능하게 구비되는 회전부를 포함할 수 있다. Each tip gap adjusting unit may include a fixing unit and a rotating unit rotatably provided within a predetermined angle about the fixing unit.

상기 고정부는 상기 회전부에 형성되는 유동홀 안에서 유동 가능하게 형성될 수 있다. The fixing part may be formed to be movable in a flow hole formed in the rotating part.

상기 각 팁 간극 조절부의 회전에 의해 상기 외통부와 상기 복수의 세그먼트 사이의 거리가 조절됨에 따라 상기 복수의 세그먼트가 케이싱의 반경방향으로 이동 가능할 수 있다. The plurality of segments may be movable in a radial direction of the casing as the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is adjusted by the rotation of each tip clearance adjusting part.

상기 외통부와 상기 복수의 세그먼트 사이의 거리가 최대일 때 상기 각 세그먼트 사이의 간극은 최소가 되며, 상기 외통부와 상기 복수의 세그먼트 사이의 거리가 최소일 때 상기 각 세그먼트 사이의 간극은 최대가 될 수 있다. When the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is maximum, the gap between each segment is minimum, and when the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is minimum, the gap between each segment may be maximum. have.

상기 각 세그먼트가 마주보는 경계면은 적어도 하나의 요철 형상을 갖도록 이루어질 수 있다. The interface facing each segment may have at least one uneven shape.

상기 각 세그먼트의 일측 경계면은 볼록한 부분을 갖도록 이루어지며, 타측 경계면은 오목한 부분을 갖도록 이루어질 수 있다. One boundary surface of each segment may have a convex portion, and the other boundary surface may have a concave portion.

상기 각 세그먼트의 경계면 사이에는 실링(sealing)을 위한 탄성부재가 삽입될 수 있다. An elastic member for sealing may be inserted between the boundary surfaces of the segments.

또한, 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a control unit for controlling the driving unit.

또한, 상기 케이싱의 내부 중심에는 로터(rotor)가 회전 가능하게 구비되며, 상기 로터에는 로터의 회전 방향을 따라 방사상으로 복수의 블레이드가 설치되되, 상기 블레이드의 팁(tip) 간극을 측정하기 위한 센서부를 더 포함할 수 있다. In addition, a rotor (rotor) is rotatably provided in the inner center of the casing, the rotor is provided with a plurality of blades radially along the direction of rotation of the rotor, the sensor for measuring the tip (tip) gap of the blade It may further include wealth.

상기 제어부는, 상기 센서부에 의해 측정된 상기 블레이드의 팁 간극과 요구되는 상기 블레이드의 팁 간극을 비교하는 비교부를 포함할 수 있다. The control unit may include a comparison unit comparing the tip gap of the blade and the tip gap of the blade measured by the sensor unit.

상기 제어부는, 상기 블레이드의 팁 간극의 감소가 필요한 경우에는, 상기 외통부와 상기 복수의 세그먼트 사이의 거리가 증가되는 방향으로 상기 외통부가 회전하도록 제어할 수 있다. The controller may control the outer cylinder portion to rotate in a direction in which a distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is increased when the tip gap of the blade is required to be reduced.

상기 제어부는, 상기 블레이드의 팁 간극의 증가가 필요한 경우에는, 상기 외통부와 상기 복수의 세그먼트 사이의 거리가 감소되는 방향으로 상기 외통부가 회전하도록 제어할 수 있다. The controller may control the outer cylinder portion to rotate in a direction in which a distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments decreases when an increase in the tip gap of the blade is required.

본 발명의 가스 터빈에 따르면, 케이싱의 각 세그먼트가 케이싱의 반경방향으로 이동 가능하게 구성됨에 따라 블레이드의 팁 간극 조절이 가능하다. According to the gas turbine of the present invention, each segment of the casing is configured to be movable in the radial direction of the casing, it is possible to adjust the tip gap of the blade.

또한, 하나의 구동부에 의해 다수의 팁 간극 조절부를 동시에 구동할 수 있으므로 구조가 간단하며 동력 절감이 가능하다. In addition, since a plurality of tip clearance adjusting units can be driven simultaneously by one driving unit, the structure is simple and power saving is possible.

궁극적으로, 블레이드의 팁 간극을 조절함으로써 가스 터빈의 효율 향상이 가능하며, 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있다. Ultimately, adjusting the tip clearance of the blades can improve the efficiency of the gas turbine and improve the life of the blades.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 압축기의 측단면도.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도.
도 4는 도 2의 다른 상태를 도시한 측단면도.
도 5는 도 4의 B 부분의 확대도. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view of the compressor of FIG.
3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
4 is a side cross-sectional view showing another state of FIG.
5 is an enlarged view of a portion B of FIG. 4.

이하, 본 발명의 블레이드 팁 간극 조절 수단을 구비한 가스 터빈에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 5를 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a gas turbine having a blade tip clearance adjusting means of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구 범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users or operators, and the following embodiments do not limit the scope of the present invention. It is merely illustrative of the components set forth in the claims.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도, 도 2는 도 1의 압축기의 측단면도, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도, 도 4는 도 2의 다른 상태를 도시한 측단면도이며, 도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a gas turbine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side cross-sectional view of the compressor of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2, and FIG. 4 is FIG. Fig. 5 is an enlarged view of a portion B of Fig. 4 showing another state of Figs.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈에 관하여, 도 1을 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a gas turbine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 터빈(1)은, 크게 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내에 배치되며, 공기를 흡입하여 고압으로 압축하기 위한 압축기(200)와, 상기 압축기(200)에 의해 압축된 공기를 연료와 혼합하여 연소시키기 위한 복수의 연소기(300)와, 상기 연소기(300)에서 배출되는 고온, 고압의 연소가스를 이용하여 복수의 터빈 블레이드를 회전시키며 전력을 생산하는 터빈(400)을 포함하여 이루어질 수 있다. Gas turbine 1 according to an embodiment of the present invention is largely disposed in the casing 100, the casing 100, the compressor 200 for sucking the air to compress the high pressure, and the compressor 200 By rotating the plurality of turbine blades by using a plurality of combustors (300) for mixing and combusting the air compressed by the fuel and the high-temperature, high-pressure combustion gas discharged from the combustor (300) It may be made including a turbine 400.

상기 케이싱(100)은, 상기 압축기(200)가 수용되는 압축기 케이싱(102), 상기 연소기(300)가 수용되는 연소기 케이싱(103) 및 상기 터빈(400)이 수용되는 터빈 케이싱(104)을 포함할 수 있다. The casing 100 includes a compressor casing 102 in which the compressor 200 is accommodated, a combustor casing 103 in which the combustor 300 is accommodated, and a turbine casing 104 in which the turbine 400 is accommodated. can do.

여기서, 상기 압축기 케이싱(102), 상기 연소기 케이싱(103) 및 상기 터빈 케이싱(104)은 유체 흐름 방향 상 상류 측으로부터 하류 측으로 순차적으로 배열될 수 있다.Here, the compressor casing 102, the combustor casing 103 and the turbine casing 104 may be arranged sequentially from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction.

상기 케이싱(100)의 내부에는 로터(중심축; 500)가 회전 가능하게 구비되며, 발전을 위해 상기 로터(500)에는 발전기(미도시)가 연동되고, 상기 케이싱(100)의 하류 측에는 상기 터빈(400)을 통과한 연소 가스를 배출하는 디퓨저가 구비될 수 있다. A rotor (center shaft) 500 is rotatably provided inside the casing 100, and a generator (not shown) is interlocked with the rotor 500 for power generation, and the turbine is downstream of the casing 100. A diffuser for discharging the combustion gas passed through the 400 may be provided.

상기 로터(500)는, 상기 압축기 케이싱(102)에 수용되는 압축기 로터 디스크(520), 상기 터빈 케이싱(104)에 수용되는 터빈 로터 디스크(540) 및 상기 연소기 케이싱(103)에 수용되고 상기 압축기 로터 디스크(520)와 상기 터빈 로터 디스크(540)를 연결하는 토크 튜브(530), 상기 압축기 로터 디스크(520), 상기 토크 튜브(530) 및 상기 터빈 로터 디스크(540)를 체결하는 타이 로드(550)와 고정 너트(560)를 포함할 수 있다.The rotor 500 is accommodated in the compressor rotor disk 520 accommodated in the compressor casing 102, the turbine rotor disk 540 accommodated in the turbine casing 104 and the combustor casing 103 and the compressor. A tie rod for fastening the torque tube 530 connecting the rotor disk 520 and the turbine rotor disk 540, the compressor rotor disk 520, the torque tube 530, and the turbine rotor disk 540. 550 and retaining nut 560.

상기 압축기 로터 디스크(520)는 복수(예를 들어 14매)로 형성되고, 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520)는 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 압축기 로터 디스크(520)는 다단으로 형성될 수 있다.The compressor rotor disk 520 may be formed in plural (for example, 14 sheets), and the plurality of compressor rotor disks 520 may be arranged along the axial direction of the rotor 500. That is, the compressor rotor disk 520 may be formed in multiple stages.

또한, 상기 각 압축기 로터 디스크(520)는 대략 원판형으로 형성되고, 외주부에는 후술할 압축기 블레이드(220)와 결합되는 압축기 블레이드 결합 슬롯이 형성될 수 있다.In addition, each of the compressor rotor disk 520 is formed in a substantially disk shape, the outer peripheral portion may be formed with a compressor blade coupling slot coupled to the compressor blade 220 to be described later.

상기 터빈 로터 디스크(540)는 상기 압축기 로터 디스크(520)와 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 터빈 로터 디스크(540)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540)는 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 터빈 로터 디스크(540)는 다단으로 형성될 수 있다.The turbine rotor disk 540 may be formed similarly to the compressor rotor disk 520. That is, the turbine rotor disk 540 may be formed in plural, and the plurality of turbine rotor disks 540 may be arranged along the axial direction of the rotor 500. That is, the turbine rotor disk 540 may be formed in multiple stages.

또한, 상기 각 터빈 로터 디스크(540)는 대략 원판형으로 형성되고, 외주부에는 후술할 터빈 블레이드(420)와 결합되는 터빈 블레이드 결합 슬롯이 형성될 수 있다.In addition, each turbine rotor disk 540 is formed in a substantially disk shape, the outer peripheral portion may be formed with a turbine blade coupling slot coupled to the turbine blade 420 to be described later.

상기 토크 튜브(530)는 상기 터빈 로터 디스크(540)의 회전력을 상기 압축기 로터 디스크(520)로 전달하는 토크 전달 부재로서, 일단부가 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520) 중 공기의 유동 방향 상 최하류 단에 위치되는 압축기 로터 디스크와 체결되고, 타단부가 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540) 중 연소 가스의 유동 방향 상 최상류 단에 위치되는 터빈 로터 디스크와 체결될 수 있다. 여기서, 상기 토크 튜브(530)의 일단부와 타단부 각각에는 돌기가 형성되고, 상기 압축기 로터 디스크(520)와 상기 터빈 로터 디스크(540) 각각에는 상기 돌기와 치합되는 홈이 형성되어, 상기 토크 튜브(530)가 상기 압축기 로터 디스크(520) 및 상기 터빈 로터 디스크(540)에 대해 상대 회전이 방지될 수 있다.The torque tube 530 is a torque transmission member that transmits the rotational force of the turbine rotor disk 540 to the compressor rotor disk 520, one end of which is the most in the flow direction of air among the plurality of compressor rotor disks 520. It may be engaged with the compressor rotor disk located at the downstream end, the other end may be engaged with the turbine rotor disk located at the most upstream end in the flow direction of the combustion gas of the plurality of turbine rotor disk 540. Here, a protrusion is formed at each of the one end and the other end of the torque tube 530, and each of the compressor rotor disk 520 and the turbine rotor disk 540 is formed with a groove to be engaged with the protrusion, the torque tube 530 may be prevented from rotating relative to the compressor rotor disk 520 and the turbine rotor disk 540.

또한, 상기 토크 튜브(530)는, 상기 압축기(200)로부터 공급되는 공기가 그 토크 튜브(530)를 통과하여 상기 터빈(400)으로 유동 가능하도록, 중공형의 실린더 형태로 형성될 수 있다. In addition, the torque tube 530 may be formed in a hollow cylinder shape so that air supplied from the compressor 200 may flow through the torque tube 530 to the turbine 400.

이때, 상기 토크 튜브(530)는 장기간 지속적으로 운전되는 가스 터빈의 특성상 변형 및 뒤틀림 등에 강하게 형성되고, 용이한 유지 보수를 위해 조립 및 해체가 용이하게 형성될 수 있다.At this time, the torque tube 530 is strongly formed due to the deformation and distortion of the gas turbine continuously operated for a long time, and can be easily assembled and dismantled for easy maintenance.

상기 타이 로드(550)는 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520), 상기 토크 튜브(530) 및 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540)를 관통하도록 형성되고, 일단부가 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520) 중 공기의 유동 방향 상 최상류 단에 위치되는 압축기 로터 디스크 내에 체결되고, 타단부가 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540) 중 연소 가스의 유동 방향 상 최하류 단에 위치되는 터빈 로터 디스크를 기준으로 상기 압축기(200)의 반대측으로 돌출되고 상기 고정 너트(560)와 체결될 수 있다. The tie rod 550 is formed to penetrate through the plurality of compressor rotor disks 520, the torque tube 530, and the plurality of turbine rotor disks 540, and one end thereof includes a plurality of compressor rotor disks 520. It is fastened in the compressor rotor disk which is located in the most upstream end in the flow direction of the heavy air, the other end of the plurality of turbine rotor disk 540 on the basis of the turbine rotor disk located in the downstream end in the flow direction of the combustion gas It may protrude to the opposite side of the compressor 200 and may be fastened to the fixing nut 560.

여기서, 상기 고정 너트(560)는 상기 최하류 단에 위치되는 터빈 로터 디스크(540)를 상기 압축기(200) 측으로 가압하고, 상기 최상류 단에 위치되는 압축기 로터 디스크(520)와 상기 최하류 단에 위치되는 터빈 로터 디스크(540) 사이 간격이 감소됨에 따라, 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520), 상기 토크 튜브(530) 및 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540)가 상기 로터(500)의 축 방향으로 압축될 수 있다. 이에 따라, 복수의 상기 압축기 로터 디스크(520), 상기 토크 튜브(530) 및 복수의 상기 터빈 로터 디스크(540)의 축 방향 이동 및 상대 회전이 방지될 수 있다.Here, the fixing nut 560 pressurizes the turbine rotor disk 540 located at the most downstream end toward the compressor 200, and the compressor rotor disk 520 and the downstream end located at the most upstream end. As the spacing between the turbine rotor disks 540 located decreases, a plurality of the compressor rotor disks 520, the torque tube 530 and the plurality of turbine rotor disks 540 are axially in the rotor 500. Can be compressed. Accordingly, axial movement and relative rotation of the plurality of compressor rotor disks 520, the torque tube 530, and the plurality of turbine rotor disks 540 may be prevented.

한편, 본 실시예의 경우 하나의 상기 타이 로드가 복수의 상기 압축기 로터 디스크, 상기 토크 튜브 및 복수의 상기 터빈 로터 디스크의 중심부를 관통하도록 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 압축기 측과 터빈 측에 각각 별도의 타이 로드가 구비될 수도 있고, 복수의 타이 로드가 원주 방향을 따라 방사상으로 배치될 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다. Meanwhile, in the present embodiment, one tie rod is formed to penetrate through the centers of the plurality of compressor rotor disks, the torque tube, and the plurality of turbine rotor disks, but is not limited thereto. That is, separate tie rods may be provided on the compressor side and the turbine side, respectively, and a plurality of tie rods may be disposed radially along the circumferential direction, and these may be mixed.

이러한 구성에 따른 상기 로터(500)는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 일단부가 상기 발전기의 구동축에 연결될 수 있다. Both ends of the rotor 500 according to this configuration are rotatably supported by a bearing, and one end may be connected to the drive shaft of the generator.

상기 압축기(200)는, 상기 로터(500)와 함께 회전되는 압축기 블레이드(220) 및 상기 압축기 블레이드(220)로 유입되는 공기의 흐름을 정렬하도록 상기 케이싱(100)에 고정 설치되는 압축기 베인(240)을 포함할 수 있다.The compressor 200 is a compressor vane 240 that is fixed to the casing 100 so as to align the flow of the air flowing into the compressor blade 220 and the compressor blade 220 and the rotor 500 is rotated. ) May be included.

상기 압축기 블레이드(220)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 블레이드(220)는 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성되고, 복수의 상기 압축기 블레이드(220)는 각 단마다 상기 로터(500)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다. The compressor blades 220 are formed in plural, the plurality of compressor blades 220 are formed in plural stages along the axial direction of the rotor 500, and the plurality of compressor blades 220 are formed in each stage. It may be formed radially along the rotation direction of the rotor 500.

즉, 상기 압축기 블레이드(220)의 루트부(222)는 상기 압축기 로터 디스크(520)의 압축기 블레이드 결합 슬롯에 결합되며, 상기 루트부(222)는 상기 압축기 블레이드(220)가 그 압축기 블레이드 결합 슬롯으로부터 상기 로터(500)의 회전 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록, 전나무(fir-tree) 형태로 형성될 수 있다.That is, the root portion 222 of the compressor blade 220 is coupled to the compressor blade coupling slot of the compressor rotor disk 520, and the root portion 222 is the compressor blade 220 is the compressor blade coupling slot The rotor 500 may be formed in a fir-tree shape so as to prevent the rotor 500 from deviating in a rotational radial direction.

이때, 상기 압축기 블레이드 결합 슬롯은 마찬가지로, 상기 압축기 블레이드의 루트부(222)에 대응되도록 전나무 형태로 형성될 수 있다. At this time, the compressor blade coupling slot may be formed in a fir shape so as to correspond to the root portion 222 of the compressor blade.

본 실시 예의 경우, 상기 압축기 블레이드 루트부(222)와 상기 압축기 블레이드 결합 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 블레이드를 상기 압축기 로터 디스크에 체결할 수 있다.In the present embodiment, the compressor blade root portion 222 and the compressor blade coupling slot are formed in a fir shape, but are not limited thereto and may be formed in a dove tail shape or the like. Alternatively, the compressor blade may be fastened to the compressor rotor disk by using a fastener such as a key or bolt other than the above type.

여기서, 상기 압축기 로터 디스크(520)와 상기 압축기 블레이드(220)는 통상적으로 탄젠셜 타입(tangential type) 또는 액셜 타입(axial type)으로 결합되는데, 본 실시예의 경우에는, 상기 압축기 블레이드 루트부(222)가 전술한 바와 같이 상기 압축기 블레이드 결합 슬롯에 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 삽입되는 소위 액셜 타입 형태로 형성되고 있다. 이에 따라, 본 실시 예에 따른 상기 압축기 블레이드 결합 슬롯은 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 블레이드 결합 슬롯은 상기 압축기 로터 디스크(520)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배열될 수 있다. Here, the compressor rotor disk 520 and the compressor blade 220 are typically combined in a tangential type or an axial type. In this embodiment, the compressor blade root portion 222 is combined. As described above, the compressor blade is formed in a so-called axial type that is inserted into the compressor blade engaging slot along the axial direction of the rotor 500. Accordingly, the compressor blade coupling slot according to the present embodiment may be formed in plural, and the plurality of compressor blade coupling slots may be arranged radially along the circumferential direction of the compressor rotor disk 520.

상기 압축기 베인(240)은 복수로 형성되고, 복수의 상기 압축기 베인(240)은 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 압축기 베인(240)과 상기 압축기 블레이드(220)는 공기 유동 방향을 따라 서로 번갈아 배열될 수 있다. The compressor vanes 240 may be formed in plural, and the plurality of compressor vanes 240 may be formed in plural stages along the axial direction of the rotor 500. Here, the compressor vanes 240 and the compressor blades 220 may be alternately arranged along the air flow direction.

또한, 복수의 상기 압축기 베인(240)은 각 단마다 상기 로터(500)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다. In addition, the plurality of compressor vanes 240 may be radially formed along the rotation direction of the rotor 500 at each stage.

이때, 상기 복수의 압축기 베인(240)의 일부는 상기 압축기(200)로 유입되는 공기의 유입량을 조절하기 위해 상기 압축기 케이싱(102)에 각도 조절이 가능하게 결합되는 가변 베인(Variable Guide Vanes)에 해당할 수도 있다.In this case, a part of the plurality of compressor vanes 240 may be connected to a variable guide vanes coupled to the compressor casing 102 so as to adjust the angle of the air flowing into the compressor 200. This may be the case.

상기 연소기(300)는 상기 압축기(200)로부터 유입되는 공기를 연료와 혼합 및 연소시켜 높은 에너지의 고온 고압 연소 가스를 만들어 내며, 등압 연소 과정으로 그 연소기 및 상기 터빈이 견딜 수 있는 내열 한도까지 연소 가스 온도를 높이도록 형성될 수 있다.The combustor 300 mixes and combusts the air flowing from the compressor 200 with fuel to produce a high energy, high temperature, high pressure combustion gas, and burns to the heat resistance limit that the combustor and the turbine can withstand in the isostatic combustion process. It can be formed to increase the gas temperature.

구체적으로, 상기 연소기(300)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 연소기(300)는 상기 연소기 케이싱에 상기 로터(500)의 회전 방향을 따라 배열될 수 있다.Specifically, the combustor 300 may be formed in plural, and the plurality of combustors 300 may be arranged along the direction of rotation of the rotor 500 in the combustor casing.

또한, 상기 각 연소기(300)는, 상기 압축기(200)에서 압축된 공기가 유입되는 라이너, 상기 라이너에 유입되는 공기에 연료를 분사하고 연소시키는 버너 및 상기 버너에서 생성되는 연소 가스를 상기 터빈으로 안내하는 트랜지션 피스를 포함할 수 있다.In addition, each of the combustors 300, the liner to which the compressed air flows from the compressor 200, a burner for injecting and burning fuel into the air flowing into the liner and the combustion gas generated from the burner to the turbine It may include guiding transition pieces.

상기 라이너는, 연소실을 형성하는 화염통 및 상기 화염통을 감싸면서 환형 공간을 형성하는 플로우 슬리브를 포함할 수 있다.The liner may include a flame barrel forming a combustion chamber and a flow sleeve forming an annular space surrounding the flame barrel.

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.The burner may include a fuel injection nozzle formed at a front side of the liner to inject fuel into the air flowing into the combustion chamber, and a spark plug formed at a wall of the liner to ignite the air and fuel mixed in the combustion chamber. Can be.

상기 트랜지션 피스는 연소 가스의 높은 온도에 의해 손상되지 않도록 그 트랜지션 피스의 외벽부가 상기 압축기로부터 공급되는 공기에 의해 냉각되도록 형성될 수 있다. The transition piece may be formed such that the outer wall portion of the transition piece is cooled by the air supplied from the compressor so as not to be damaged by the high temperature of the combustion gas.

즉, 상기 트랜지션 피스에는 공기를 내부로 분사하기 위한 냉각 홀이 형성되고, 공기가 그 냉각 홀을 통해 내부에 있는 본체를 냉각시킬 수 있다. That is, the transition piece is formed with a cooling hole for injecting air therein, the air can cool the main body therein through the cooling hole.

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.Meanwhile, air that cools the transition piece flows into the annular space of the liner, and air is supplied to cooling air through a cooling hole provided in the flow sleeve on the outer wall of the liner to collide with the outer wall of the liner. have.

여기서, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 압축기(200)와 상기 연소기(300) 사이에는 상기 연소기(300)로 유입되는 공기의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위해 안내깃 역할을 하는 디스월러(desworler)가 형성될 수 있다.Here, although not separately illustrated, a dispenser serving as a guide vane is provided between the compressor 200 and the combustor 300 to adjust a flow angle of air introduced into the combustor 300 to a design flow angle. Can be formed.

다음으로, 상기 터빈(400)은 상기 압축기(200)와 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 터빈(400)은, 상기 로터(500)와 함께 회전되는 터빈 블레이드(420) 및 상기 터빈 블레이드(420)로 유입되는 공기의 흐름을 정렬하도록 상기 케이싱(100)에 고정 설치되는 터빈 베인(440)을 포함할 수 있다.Next, the turbine 400 may be formed similarly to the compressor 200. That is, the turbine 400, the turbine blade 420 rotated together with the rotor 500 and the turbine vane fixed to the casing 100 so as to align the flow of air flowing into the turbine blade 420. 440 may include.

상기 터빈 블레이드(420)는 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 블레이드(420)는 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성되고, 복수의 상기 터빈 블레이드(420)는 각 단마다 상기 로터(500)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다. The turbine blades 420 are formed in plural, the plurality of turbine blades 420 are formed in a plurality of stages along the axial direction of the rotor 500, and the plurality of turbine blades 420 are formed at each stage. It may be formed radially along the rotation direction of the rotor 500.

즉, 상기 터빈 블레이드(420)의 루트부(422)는 상기 터빈 로터 디스크(540)의 터빈 블레이드 결합 슬롯에 결합되며, 상기 루트부(422)는 상기 터빈 블레이드(420)가 그 터빈 블레이드 결합 슬롯으로부터 상기 로터(500)의 회전 반경 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록, 전나무(fir-tree) 형태로 형성될 수 있다.That is, the root portion 422 of the turbine blade 420 is coupled to the turbine blade coupling slot of the turbine rotor disk 540, and the root portion 422 is the turbine blade coupling slot of the turbine blade 420. In order to prevent the rotor 500 from deviating in the radial direction of rotation, it may be formed in the shape of a fir (fir-tree).

이때, 상기 터빈 블레이드 결합 슬롯은 마찬가지로, 상기 터빈 블레이드의 루트부(422)에 대응되도록 전나무 형태로 형성될 수 있다. In this case, the turbine blade coupling slot may be formed in a fir shape so as to correspond to the root portion 422 of the turbine blade.

본 실시 예의 경우, 상기 터빈 블레이드 루트부(422)와 상기 터빈 블레이드 결합 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 블레이드를 상기 터빈 로터 디스크에 체결할 수 있다.In the present embodiment, the turbine blade root portion 422 and the turbine blade coupling slot are formed in a fir shape, but are not limited thereto, and may be formed in a dove tail shape or the like. Alternatively, the turbine blade can be fastened to the turbine rotor disk by using a fastener such as a key or a bolt other than the above-described form.

여기서, 상기 터빈 로터 디스크(540)와 상기 터빈 블레이드(420)는 통상적으로 탄젠셜 타입(tangential type) 또는 액셜 타입(axial type)으로 결합되는데, 본 실시예의 경우에는, 상기 터빈 블레이드 루트부(422)가 전술한 바와 같이 상기 터빈 블레이드 결합 슬롯에 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 삽입되는 소위 액셜 타입 형태로 형성되고 있다. 이에 따라, 본 실시 예에 따른 상기 터빈 블레이드 결합 슬롯은 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 블레이드 결합 슬롯은 상기 터빈 로터 디스크(540)의 원주 방향을 따라 방사상으로 배열될 수 있다. Here, the turbine rotor disk 540 and the turbine blade 420 are typically combined in a tangential type or an axial type. In the present embodiment, the turbine blade root portion 422 As described above, is formed in a so-called axial type that is inserted into the turbine blade coupling slot along the axial direction of the rotor 500. Accordingly, the turbine blade coupling slot according to the present embodiment may be formed in plural, and the plurality of turbine blade coupling slots may be arranged radially along the circumferential direction of the turbine rotor disk 540.

상기 터빈 베인(440)은 복수로 형성되고, 복수의 상기 터빈 베인(440)은 상기 로터(500)의 축 방향을 따라 복수 단으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 터빈 베인(440)과 상기 터빈 블레이드(420)는 공기 유동 방향을 따라 서로 번갈아 배열될 수 있다. The turbine vanes 440 may be formed in plural, and the plurality of turbine vanes 440 may be formed in plural stages along the axial direction of the rotor 500. Here, the turbine vanes 440 and the turbine blades 420 may be alternately arranged along the air flow direction.

또한, 복수의 상기 터빈 베인(440)은 각 단마다 상기 로터(500)의 회전 방향을 따라 방사상으로 형성될 수 있다. In addition, the plurality of turbine vanes 440 may be radially formed along the rotation direction of the rotor 500 at each stage.

여기서, 상기 터빈(400)은 상기 압축기(200)와 달리 고온 고압의 연소 가스와 접촉하므로, 열화 등의 손상을 방지하기 위한 냉각 수단을 필요로 한다. Here, since the turbine 400 contacts the combustion gas of high temperature and high pressure unlike the compressor 200, the turbine 400 needs cooling means to prevent damage such as deterioration.

이에 따라, 본 실시 예에 따른 가스 터빈은, 상기 압축기(200)의 일부 개소에서 압축된 공기를 추기하여 상기 터빈(400)으로 공급하는 냉각 유로를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the gas turbine according to the present embodiment may further include a cooling flow path for extracting air compressed at a portion of the compressor 200 and supplying the compressed air to the turbine 400.

상기 냉각 유로는 실시 예에 따라, 상기 케이싱(100)의 외부에서 연장되거나(외부 유로), 상기 로터(500)의 내부를 관통하여 연장될 수 있고(내부 유로), 외부 유로 및 내부 유로를 모두 사용할 수도 있다. The cooling passage may extend from the outside of the casing 100 (outside passage), or may extend through the inside of the rotor 500 (inside passage), and both the outer passage and the inside passage may be formed. Can also be used.

이때, 상기 냉각 유로는 상기 터빈 블레이드(420)의 내부에 형성되는 터빈 블레이드 쿨링 유로와 연통되어, 상기 터빈 블레이드(420)가 냉각 공기에 의해 냉각될 수 있다.At this time, the cooling passage is in communication with the turbine blade cooling passage formed in the turbine blade 420, the turbine blade 420 may be cooled by the cooling air.

또한, 상기 터빈 블레이드 쿨링 유로는 상기 터빈 블레이드(420)의 표면에 형성되는 터빈 블레이드 필름 쿨링 홀과 연통되어, 냉각 공기가 상기 터빈 블레이드(420)의 표면에 공급됨으로써, 상기 터빈 블레이드(420)가 냉각 공기에 의해 소위 막 냉각될 수 있다.In addition, the turbine blade cooling passage is in communication with the turbine blade film cooling hole formed on the surface of the turbine blade 420, the cooling air is supplied to the surface of the turbine blade 420, the turbine blade 420 is The so-called membrane can be cooled by cooling air.

이외에도, 상기 터빈 베인(440) 역시 상기 터빈 블레이드(420)와 유사하게 상기 냉각 유로로부터 냉각 공기를 공급받아 냉각될 수 있도록 형성될 수 있다.In addition, the turbine vane 440 may also be formed to be cooled by receiving cooling air from the cooling passage, similar to the turbine blade 420.

이러한 구성에 따른 가스 터빈(1)은, 상기 케이싱(100)으로 유입되는 공기가 상기 압축기(200)에 의해 압축되고, 상기 압축기에 의해 압축된 공기가 상기 연소기(300)에 의해 연료와 혼합된 뒤 연소되어 연소 가스가 되고, 상기 연소기에서 생성된 연소 가스가 상기 터빈(400)으로 유입되고, 상기 터빈(400)으로 유입된 연소 가스가 상기 터빈 블레이드(420)를 통해 상기 로터(500)를 회전시킨 후 상기 디퓨저를 통해 대기로 배출되며, 연소 가스에 의해 회전되는 상기 로터(500)가 상기 압축기(200) 및 상기 발전기를 구동할 수 있다. 즉, 상기 터빈에서 얻은 기계적 에너지 중 일부는 상기 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되고, 나머지는 상기 발전기로 전력을 생산하는데 이용될 수 있다. In the gas turbine 1 according to this configuration, the air flowing into the casing 100 is compressed by the compressor 200, and the air compressed by the compressor is mixed with fuel by the combustor 300. After combustion, the combustion gas is generated, and the combustion gas generated by the combustor flows into the turbine 400, and the combustion gas introduced into the turbine 400 passes through the rotor blade 500 through the turbine blade 420. After the rotation, the rotor 500 discharged to the atmosphere through the diffuser and rotated by the combustion gas may drive the compressor 200 and the generator. That is, some of the mechanical energy obtained from the turbine can be supplied to the energy required to compress air in the compressor, and the rest can be used to produce power with the generator.

여기서, 상기의 가스터빈은 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 아래에서 자세히 설명할 본 발명의 블레이드 팁 간극 조절 수단은 일반적인 가스터빈에 모두 적용될 수 있다. Here, the gas turbine is only one embodiment of the present invention, the blade tip gap adjusting means of the present invention to be described in detail below can be applied to all the general gas turbine.

아래에서는, 도 2 내지 5를 참고하여 본 발명의 블레이드 팁 간극 조절 수단에 관하여 상세히 살펴보도록 한다. In the following, with reference to Figures 2 to 5 will be described in detail with respect to the blade tip clearance adjusting means of the present invention.

본 발명의 블레이드 팁 간극 조절 수단은 상기 가스 터빈의 압축기(200)와 터빈(400) 중 어느 하나 또는 모두에 적용될 수 있으나, 본 실시 예에서는 상기 압축기(200)에 적용된 것을 기준으로 설명하기로 한다. The blade tip clearance adjusting means of the present invention may be applied to any one or both of the compressor 200 and the turbine 400 of the gas turbine, but in the present embodiment will be described based on the application to the compressor 200. .

상기 압축기 케이싱(102)은 복수의 세그먼트(segment)로 이루어진다. 이에 따라, 상기 각 세그먼트는 후술할 팁 간극 조절부(600)의 구동에 의해 독립적으로 움직일 수 있다. The compressor casing 102 is composed of a plurality of segments. Accordingly, each segment may be independently moved by driving the tip gap adjusting unit 600 to be described later.

상기 복수의 세그먼트는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 세그먼트가 원형을 이루도록 배치된다. 본 실시 예에서, 상기 압축기 케이싱(102)은 8개의 세그먼트로 이루어지고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 개수로 형성될 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 2, the plurality of segments are arranged such that the plurality of segments form a circle. In the present embodiment, the compressor casing 102 is composed of eight segments, but is not limited thereto and may be formed in various numbers.

이때, 상기 복수의 세그먼트는 아래에서 자세히 살펴볼 바와 같이 상기 로터(500)의 반경방향을 따라 이동될 수 있으며, 도 2를 참고하면 제1 세그먼트(1102)와 제2 세그먼트(2102) 사이에 간극이 형성되는 것과 같이 각 세그먼트 사이에는 간극이 형성될 수 있고, 상기 각 세그먼트 사이의 간극이 조절됨에 따라 상기 로터(500)의 반경방향으로 이동이 가능한 것이다. In this case, the plurality of segments may be moved along the radial direction of the rotor 500 as will be described in detail below. Referring to FIG. 2, a gap is formed between the first segment 1102 and the second segment 2102. As formed, a gap may be formed between each segment, and as the gap between the segments is adjusted, the rotor 500 may move in the radial direction.

이로 인해, 후술할 외통부(120)가 후단의 상기 연소기 케이싱(103)에 연결되며, 상기 압축기 케이싱(102)은 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향으로 이동 가능하도록 상기 외통부(120)의 내측에 배치될 수 있다. Thus, the outer cylinder 120 to be described later is connected to the combustor casing 103 of the rear end, the compressor casing 102 of the outer cylinder 120 so that each segment is movable in the radial direction of the rotor 500. It may be disposed inside.

또한, 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트가 마주보는 경계면은 적어도 하나의 요철 형상을 갖도록 이루어질 수 있다. In addition, the interface facing each segment of the compressor casing 102 may be formed to have at least one uneven shape.

구체적으로, 상기 각 세그먼트의 일측 경계면은 볼록한 부분을 갖도록 이루어지며, 타측 경계면은 오목한 부분을 갖도록 이루어지고 있다. Specifically, one boundary surface of each segment is formed to have a convex portion, and the other boundary surface is formed to have a concave portion.

도 2를 참고하여 살펴보면, 제1 세그먼트(1102)의 일측 경계면은 볼록부(1102a)를 갖도록 이루어지며, 타측 경계면은 상기 볼록부(1102a)의 형상에 대응하는 오목부(1102b)를 갖도록 이루어지고 있다. 마찬가지로, 제2 세그먼트(2102)의 일측 경계면은 상기 제1 세그먼트(1102)의 오목부(1102b)에 삽입되는 볼록부(2102a)를 갖도록 이루어지며, 타측 경계면은 오목부(2102b)를 갖도록 이루어진다. Referring to FIG. 2, one boundary surface of the first segment 1102 has a convex portion 1102a, and the other boundary surface has a concave portion 1102b corresponding to the shape of the convex portion 1102a. have. Similarly, one boundary surface of the second segment 2102 has a convex portion 2102a inserted into the recess portion 1102b of the first segment 1102, and the other boundary surface has a recess portion 2102b.

또한, 상기 각 세그먼트의 경계면 사이에는 실링(sealing)을 위한 탄성부재가 삽입될 수 있다. In addition, an elastic member for sealing may be inserted between the boundary surfaces of the segments.

본 실시 예에서는, 인접하는 세그먼트의 오목부와 볼록부 사이에 탄성부재가 삽입되고 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 세그먼트(1102)의 오목부(1102b)와 상기 제2 세그먼트(2102)의 볼록부(2102a) 사이에는 탄성부재(1102c)가 삽입되고 있다. In this embodiment, an elastic member is inserted between the concave portion and the convex portion of the adjacent segment, and as shown in FIG. 2, the concave portion 1102b of the first segment 1102 and the second segment 2102. An elastic member 1102c is inserted between the convex portions 2102a.

상기 탄성부재(1102c)는 상기 제1 세그먼트(1102)와 제2 세그먼트(2102) 사이의 간극이 변화하는 것에 대응하여 압축 또는 팽창함으로써 간극을 실링하기 위한 것으로, 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트 사이의 간극으로 인해 압축공기가 누출되는 것을 방지하기 위함이다. The elastic member 1102c is for sealing the gap by compressing or expanding in response to a change in the gap between the first segment 1102 and the second segment 2102, and each segment of the compressor casing 102. This is to prevent the leakage of compressed air due to the gap between them.

또한, 상기 압축기 케이싱(102)과 이격되어 상기 압축기 케이싱(102)을 둘러싸도록 외통부(120)가 배치된다. In addition, the outer cylinder portion 120 is disposed to be spaced apart from the compressor casing 102 to surround the compressor casing 102.

상기 외통부(120)는 상기 압축기 케이싱(102)과 마찬가지로 원형으로 형성될 수 있으며, 상기 압축기 케이싱(102)의 중심과 동일한 중심을 갖도록 형성된다. The outer cylinder portion 120 may be formed in a circular shape similar to the compressor casing 102, and is formed to have the same center as the center of the compressor casing 102.

상기 압축기 케이싱(102)과 상기 외통부(120) 사이에는 압축기 케이싱(102)과 외통부(120) 사이의 거리를 조절하기 위한 복수의 팁 간극 조절부(600)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 상기 각 팁 간극 조절부(600)의 양단은 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트 중 어느 하나와 상기 외통부(120)에 각각 연결된다. A plurality of tip clearance adjusting units 600 may be installed between the compressor casing 102 and the outer cylinder 120 to adjust the distance between the compressor casing 102 and the outer cylinder 120. In detail, both ends of each tip clearance adjusting part 600 are connected to one of each segment of the compressor casing 102 and the outer cylinder part 120, respectively.

본 실시 예에서, 상기 각 팁 간극 조절부(600)는 고정부(620) 및 상기 고정부(620)를 중심으로 일정 각도 이내에서 회전 가능하게 구비되는 회전부(640)를 포함하여 이루어질 수 있다. In this embodiment, each tip clearance adjusting part 600 may include a fixing part 620 and a rotating part 640 rotatably provided within a predetermined angle about the fixing part 620.

이때, 상기 고정부(620)는 상기 회전부(640)에 형성되는 유동홀(642) 안에서 유동 가능하게 형성될 수 있다. In this case, the fixing part 620 may be formed to flow in the flow hole 642 formed in the rotating part 640.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(640)는 긴 막대의 형상으로 형성되고 있으며, 상기 회전부(640)의 중심에 길이방향을 따라 유동홀(642)이 형성되고 있다. Specifically, as shown in Figure 3, the rotating part 640 is formed in the shape of a long rod, the flow hole 642 is formed along the longitudinal direction in the center of the rotating part 640.

또한, 상기 고정부(620)는 상기 유동홀(642) 안에 배치되고 원형의 단면을 갖는 원기둥 또는 링 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 실시 예에서는 상기 외통부(120)에 고정되고 있다. In addition, the fixing part 620 may be disposed in the flow hole 642 and have a cylindrical or ring shape having a circular cross section. In the present embodiment, the fixing part 620 is fixed to the outer cylinder part 120.

이에 따라, 상기 고정부(620)가 상기 유동홀(642) 내에서 이동될 수 있으며, 상기 회전부(640)가 상기 고정부(620)를 중심으로 일정 각도 이내에서 회전 가능한 것이다. Accordingly, the fixing part 620 may be moved in the flow hole 642, and the rotating part 640 may be rotated within a predetermined angle about the fixing part 620.

이때, 상기 회전부(640)의 양단은 상기 외통부(120)와 상기 복수의 세그먼트 중 어느 하나에 각각 연결되되, 힌지(hinge) 연결되고 있다. In this case, both ends of the rotating part 640 are connected to any one of the outer cylinder part 120 and the plurality of segments, respectively, are hinged.

또한, 상기 복수의 팁 간극 조절부(600)를 구동하기 위한 구동부가 상기 외통부(120)에 구비된다. In addition, a driving part for driving the plurality of tip clearance adjusting parts 600 is provided in the outer cylinder part 120.

본 실시 예에서, 상기 구동부는 액추에이터(actuator; 700)로 이루어지고 있다. 상기 액추에이터(700)는 유압, 공기압 등에 의해 구동을 가능하게 한다. In this embodiment, the driving unit is made of an actuator 700. The actuator 700 enables driving by hydraulic pressure, pneumatic pressure or the like.

상기 액추에이터(700)는 상기 외통부(120)의 회전이 이루어지도록 구동할 수 있으며, 상기 복수의 팁 간극 조절부(600)는 상기 액추에이터(700)에 의한 상기 외통부(120)의 회전에 의해 구동될 수 있다. The actuator 700 may be driven to rotate the outer cylinder part 120, and the plurality of tip clearance adjusting parts 600 may be driven by the rotation of the outer cylinder part 120 by the actuator 700. Can be.

이하, 상기 액추에이터(700)에 의해 상기 외통부(120)가 회전됨에 따라 상기 복수의 팁 간극 조절부(600)가 구동되며, 이로 인해 상기 압축기 케이싱(102)의 복수의 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향으로 이동됨으로써 상기 압축기 블레이드(220)의 팁 간극이 조절되는 과정에 대하여 자세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, the plurality of tip clearance adjusting parts 600 are driven as the outer cylinder part 120 is rotated by the actuator 700, and thus, a plurality of segments of the compressor casing 102 is driven by the rotor 500. By moving in the radial direction of the tip gap of the compressor blade 220 will be described in detail the process of adjusting.

우선, 도 2에는 상기 회전부(640)가 도 2를 기준으로 왼쪽(y) 방향으로 최대한 회전된 경우, 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 고정부(620)가 상기 유동홀(642)의 일단부와 맞닿아 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리가 최소(L1)인 경우가 도시되고 있다. 이때, 상기 각 세그먼트 사이의 간극은 최대가 될 수 있다. First, in FIG. 2, when the rotating part 640 is rotated as far as possible in the left (y) direction with reference to FIG. 2, that is, as shown in FIG. 3, the fixing part 620 of the flow hole 642. The case where the distance between the outer cylinder portion 120 and the segment in contact with one end is minimum L1 is illustrated. In this case, the gap between the segments may be maximum.

여기서, 상기 외통부(120)가 상기 액추에이터(700)에 의해 오른쪽(x) 방향으로 회전하게 되면, 상기 팁 간극 조절부(600)의 회전부(640)가 상기 고정부(620)를 중심으로 상기 외통부(120)와 함께 오른쪽(x) 방향으로 회전하게 된다. Here, when the outer cylinder portion 120 is rotated in the right (x) direction by the actuator 700, the rotating portion 640 of the tip clearance adjusting portion 600 is the outer cylinder portion around the fixing portion 620 It rotates to the right (x) direction with (120).

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외통부(120)에 오른쪽(x) 방향으로 힘이 가해지게 되면, 상기 회전부(640)가 상기 외통부(120)와 상기 각 세그먼트에 연결되는 양단의 힌지 또한 화살표로 도시된 바와 같이 힘을 받게 되며 오른쪽(x) 방향으로 회전하게 되는 것이다. That is, as shown in FIG. 3, when a force is applied to the outer cylinder portion 120 in the right (x) direction, hinges of both ends of the rotating part 640 connected to the outer cylinder portion 120 and the respective segments are also provided. As shown by the arrow, it is forced and rotates in the right (x) direction.

이에 따라, 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리는 증가하게 되고, 상기 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 내측으로 이동하게 된다. 이와 같이, 상기 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 내측으로 이동함에 따라 상기 압축기 블레이드(220) 선단부의 팁 간극은 줄어들게 된다. Accordingly, the distance between the outer cylinder portion 120 and the segment is increased, and the segment is moved inward in the radial direction of the rotor 500. As such, as the segment moves radially inward of the rotor 500, the tip gap of the tip of the compressor blade 220 is reduced.

상기 외통부(120)를 오른쪽(x) 방향으로 최대한 회전하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전부(640) 또한 오른쪽(x) 방향으로 최대한 회전하게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고정부(620)가 상기 유동홀(642)의 타단부와 맞닿아 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리가 최대(L2)가 되며, 이때 상기 각 세그먼트 사이의 간극은 최소가 될 수 있다. When the outer cylinder portion 120 is rotated as far as possible in the right (x) direction, as shown in FIG. 4, the rotating part 640 also rotates as much as possible in the right (x) direction. That is, as shown in FIG. 5, the fixing part 620 abuts the other end of the flow hole 642 so that the distance between the outer cylinder part 120 and the segment reaches a maximum L2. The gap between the segments can be minimal.

반대로 다시 상기 외통부(120)가 상기 액추에이터(700)에 의해 왼쪽(y) 방향으로 회전하게 되면, 상기 팁 간극 조절부(600)의 회전부(640)가 상기 고정부(620)를 중심으로 상기 외통부(120)와 함께 왼쪽(y) 방향으로 회전하게 된다. On the contrary, when the outer cylinder part 120 is rotated in the left (y) direction by the actuator 700, the rotating part 640 of the tip clearance adjusting part 600 is the outer cylinder part around the fixing part 620. It rotates to the left (y) direction with (120).

이에 따라, 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리는 감소하게 되고, 상기 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 외측으로 이동하게 된다. 이와 같이, 상기 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 외측으로 이동함에 따라 상기 압축기 블레이드(220) 선단부의 팁 간극은 커지게 된다. Accordingly, the distance between the outer cylinder portion 120 and the segment is reduced, and the segment is moved radially outward of the rotor 500. As such, as the segment moves radially outward of the rotor 500, the tip gap of the tip of the compressor blade 220 becomes large.

이와 같이, 도 2의 팁 간극 조절부(600)와 도 4의 팁 간극 조절부(600) 사이에서 상기 팁 간극 조절부(600)의 회전부(640)가 회전됨에 따라 상기 외통부(120)와 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트 사이의 거리가 조절될 수 있으며, 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향으로 이동될 수 있다. As such, as the rotating part 640 of the tip gap adjusting part 600 is rotated between the tip gap adjusting part 600 of FIG. 2 and the tip gap adjusting part 600 of FIG. 4, the outer cylinder part 120 and the The distance between each segment of the compressor casing 102 can be adjusted, and each segment of the compressor casing 102 can be moved in the radial direction of the rotor 500.

이에 따라, 상기 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 외측으로 이동하면 상기 압축기 블레이드(220) 선단부와의 팁 간극이 증가될 수 있으며, 상기 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 내측으로 이동하면 상기 압축기 블레이드(220) 선단부와의 팁 간극이 감소될 수 있는 것이다. Accordingly, when each segment moves radially outwardly of the rotor 500, a tip gap with the tip of the compressor blade 220 may be increased, and each segment radially inwardly of the rotor 500. When moving, the tip gap with the tip of the compressor blade 220 may be reduced.

또한, 상기 액추에이터(700)를 제어하기 위한 제어부(800)를 더 포함할 수 있다. In addition, the controller 700 may further include a controller 800 for controlling the actuator 700.

구체적으로, 상기 제어부(800)는 상기 액추에이터(700)에 연결되어, 상기 액추에이터(700)에 의한 상기 외통부(120)의 회전 방향을 제어하도록 할 수 있다. In detail, the controller 800 may be connected to the actuator 700 to control the rotation direction of the outer cylinder part 120 by the actuator 700.

또한, 상기 압축기 블레이드(220)의 선단부 팁(tip) 간극을 측정하기 위한 센서부(900)를 더 포함할 수 있다. In addition, the sensor unit 900 for measuring the tip gap of the tip of the compressor blade 220 may be further included.

상기 센서부(900)는 용량식, 초음파식, 광학식 등 다양한 센서 기술을 사용하여 동작시킬 수 있다. The sensor unit 900 may be operated using various sensor technologies such as capacitive, ultrasonic, and optical.

상기 센서부(900)는 측정된 상기 압축기 블레이드(220)의 팁 간극에 대한 센서 신호를 생성하고, 이 센서 신호가 상기 제어부(800)에 제공될 수 있다. The sensor unit 900 may generate a sensor signal with respect to the tip gap of the compressor blade 220, and the sensor signal may be provided to the controller 800.

이때, 상기 제어부(800)는, 상기 센서부(900)에 의해 측정된 상기 압축기 블레이드(220)의 팁 간극과 요구되는 상기 압축기 블레이드(220)의 팁 간극을 비교하는 비교부(820)를 포함할 수 있다. In this case, the controller 800 includes a comparator 820 comparing the tip gap of the compressor blade 220 and the tip gap of the compressor blade 220 required by the sensor unit 900. can do.

즉, 상기 비교부(820)는 상기 센서부(900)에 의해 측정된 팁 간극과 미리 설정된 팁 간극을 비교하여 상기 압축기 블레이드(220) 선단부 팁 간극의 증가 또는 감소의 필요 유무를 결정할 수 있다. That is, the comparison unit 820 may compare the tip gap measured by the sensor unit 900 with a preset tip gap to determine whether there is a need to increase or decrease the tip gap of the tip of the compressor blade 220.

이때, 요구되는 상기 압축기 블레이드(220)의 팁 간극은 가스 터빈의 효율, 운전 조건 등에 따라 결정될 수 있다. In this case, the tip gap of the compressor blade 220 may be determined according to the efficiency of the gas turbine, operating conditions, and the like.

이에 따라, 상기 제어부(800)는 상기 압축기 블레이드(220) 팁 간극의 감소가 필요한 경우에는, 상기 외통부(120)와 상기 압축기 케이싱(102)의 각 세그먼트 사이의 거리가 증가되는 방향으로 상기 외통부(120)가 회전하도록 제어할 수 있다. Accordingly, when the controller 800 needs to reduce the tip gap of the compressor blade 220, the controller 800 may be configured such that the distance between the outer cylinder 120 and each segment of the compressor casing 102 increases. 120 may be controlled to rotate.

즉, 상기 제어부(800)는 상기 외통부(120)가 오른쪽(x) 방향으로 회전하도록 제어할 수 있으며, 상기 외통부(120)가 오른쪽으로 회전함에 따라 상기 회전부(640)가 함께 오른쪽(x) 방향으로 회전하게 되고 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리는 증가하게 된다. That is, the controller 800 may control the outer cylinder portion 120 to rotate in the right (x) direction, and as the outer cylinder portion 120 rotates to the right, the rotating portion 640 together with the right (x) direction. And the distance between the outer cylinder portion 120 and the segment is increased.

이로 인해, 상기 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 내측으로 이동하게 되며, 상기 압축기 블레이드(220) 선단부의 팁 간극은 줄어들게 된다. As a result, the respective segments move radially inwardly of the rotor 500, and the tip gap of the tip of the compressor blade 220 is reduced.

또한, 상기 제어부(800)는, 상기 압축기 블레이드(220) 팁 간극의 증가가 필요한 경우에는, 상기 외통부(120)와 상기 케이싱(102)의 각 세그먼트 사이의 거리가 감소되는 방향으로 상기 외통부(120)가 회전하도록 제어할 수 있다. In addition, the control unit 800, when it is necessary to increase the tip gap of the compressor blade 220, the outer cylinder portion 120 in the direction in which the distance between the outer cylinder portion 120 and each segment of the casing 102 is reduced. ) Can be controlled to rotate.

즉, 상기 제어부(800)는 상기 외통부(120)가 왼쪽(y) 방향으로 회전하도록 제어할 수 있으며, 상기 외통부(120)가 왼쪽으로 회전함에 따라 상기 회전부(640)가 함께 왼쪽(y) 방향으로 회전하게 되고 상기 외통부(120)와 상기 세그먼트 사이의 거리는 감소하게 된다. That is, the controller 800 may control the outer cylinder portion 120 to rotate in the left (y) direction, and as the outer cylinder portion 120 rotates to the left, the rotation part 640 together with the left (y) direction. And the distance between the outer cylinder portion 120 and the segment is reduced.

이로 인해, 상기 각 세그먼트가 상기 로터(500)의 반경방향 외측으로 이동하게 되며, 상기 압축기 블레이드(220) 선단부의 팁 간극은 커지게 된다. As a result, the respective segments move radially outward of the rotor 500, and the tip gap of the tip of the compressor blade 220 becomes large.

본 발명의 가스 터빈에 따르면, 블레이드의 팁 간극을 조절함으로써 가스 터빈의 효율 향상이 가능하며, 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있다. 즉, 블레이드의 선단이 케이싱과 마찰할 우려 없이 더욱 긴밀한 간극으로 작동하는 것을 가능하게 한다. According to the gas turbine of the present invention, by adjusting the tip gap of the blade it is possible to improve the efficiency of the gas turbine, it is possible to improve the life of the blade. That is, the tip of the blade makes it possible to operate in tighter gaps without fear of rubbing with the casing.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Such variations are within the protection scope of the present invention.

1: 가스터빈 100: 케이싱
102: 압축기 케이싱 103: 연소기 케이싱
104: 터빈 케이싱 120: 외통부
200: 압축기 220: 압축기 블레이드
222: 압축기 블레이드 루트부 240: 압축기 베인
300: 연소기 400: 터빈
420: 터빈 블레이드 422: 터빈 블레이드 루트부
440: 터빈 베인 500: 로터
520: 압축기 로터 디스크 530: 토크 튜브
540: 터빈 로터 디스크 550: 타이로드
560: 고정 너트 600: 팁 간극 조절부
620: 고정부 640: 회전부
642: 유동홀 700: 액추에이터
800: 제어부 820: 비교부
900: 센서부 1102: 제1 세그먼트
2102: 제2 세그먼트 1102a, 2102a: 볼록부
1102b, 2102b: 오목부 1102c: 탄성부재 1: gas turbine 100: casing
102: compressor casing 103: combustor casing
104: turbine casing 120: outer cylinder
200: compressor 220: compressor blade
222: compressor blade root portion 240: compressor vane
300: combustor 400: turbine
420: turbine blade 422: turbine blade root portion
440: turbine vane 500: rotor
520: compressor rotor disk 530: torque tube
540: turbine rotor disk 550: tie rod
560: fixing nut 600: tip clearance adjustment
620: fixed part 640: rotating part
642: flow hole 700: actuator
800: control unit 820: comparison unit
900: sensor 1102: first segment
2102: second segment 1102a, 2102a: convex portion
1102b and 2102b: recess 1102c: elastic member

Claims

A casing consisting of a plurality of segments;
An outer cylinder part spaced apart from the casing to surround the casing;
A plurality of tip clearance adjusting units having both ends connected to the plurality of segments and the outer cylinder portion, respectively;
A driving part provided in the outer cylinder part for driving the plurality of tip clearance adjusting parts; And
A control unit for controlling the driving unit;
The plurality of tip clearance adjusting parts are driven by rotation of the outer cylinder part by the driving part,
The boundary surface facing each segment is made to have at least one concave-convex shape, one boundary surface of each segment is made to have a convex portion, the other boundary surface is made to have a concave portion,
Each tip gap adjustment unit,
Fixing part; And
It includes; a rotating part rotatably provided within a predetermined angle around the fixing portion,
The fixing part is movable in the flow hole formed in the rotating unit,
The plurality of segments are movable in the radial direction of the casing as the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is adjusted by the rotation of the respective tip clearance adjusting portion,
A rotor is rotatably provided at an inner center of the casing, and the rotor is provided with a plurality of blades radially along the rotation direction of the rotor, the sensor unit configured to measure a tip gap of the blade; More,
The control unit includes a comparison unit for comparing the tip gap of the blade and the tip gap of the blade measured by the sensor unit;
The controller controls the outer cylinder portion to rotate in a direction in which the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments increases when the tip gap of the blade is required, and when the tip gap of the blade is increased. And controlling the outer cylinder portion to rotate in a direction in which a distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is reduced.

The method of claim 1,
The drive unit, characterized in that the actuator (actuator).

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The method of claim 1,
When the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is the maximum, the gap between each segment is the minimum, and when the distance between the outer cylinder portion and the plurality of segments is the minimum the gap between the respective segments is maximum Characterized by a gas turbine.

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The method of claim 1,
Gas turbine, characterized in that the elastic member for sealing (sealing) is inserted between the boundary surface of each segment.

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