KR200368652Y1 - 증기터빈 로터의 틸팅패드 베어링 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 화력발전소의 증기터빈 로타를 보유 지지하면서 터빈 운전중 진동발생을 저감하고 안정적인 운전이 이루어지게 하는 베어링 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속으로 회전하는 로타를 보다 안전하게 지지하면서 떨림 현상이나 진동발생 등을 효과적으로 저감하는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 고안은 증기터빈(10)의 로타축(11)에 접하여 이를 보유 지지하면서 상기 로타축(11)의 흔들림 떨림이나 이상진동 발생을 저감시키는 베어링 구조에 있어서, 상기 베어링(1)은 상하 좌우의 반원호형 구조로 이루어진 4개의 틸팅패드 베어링(1a)으로 이루어지고, 상기 각각의 틸팅패드 베어링(1a)과 로타축(11)은 일정한 조립간극(ℓ)을 유지하면서 설치되는 구조로 되어 있다.

Description

증기터빈 로터의 틸팅패드 베어링 구조{Tilting pad bearing structure of steam turbine rotor}

본 고안은 화력발전소의 증기터빈 로타를 보유 지지하면서 터빈 운전중 진동발생을 저감하고 안정적인 운전이 이루어지게 하는 베어링 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속으로 회전하는 로타를 보다 안전하게 지지하면서 떨림 현상이나진동발생 등을 효과적으로 저감하는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조에 관한 것이다.

화력발전소에서 전력 생산을 위해 고압스팀에 의해 회전하는 증기터빈이 설치되어 있으며, 이 증기터빈은 발전기에 연결된 로타축을 회전시키도록 되어 있다.

그리고 상기 증기터빈에 설치된 로타축을 보유 지지하는 베어링이 이 로타축 둘레에 장착되어 있는바, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 상기 증기터빈(10)의 로타축(11) 둘레에는 이 로타축(11)을 보유 지지하는 베어링(1)이 설치되어 있으며, 이 베어링(1) 들은 증기터빈(10) 운전중 로타축(11)을 안정되게 지지하면서 진동이 규정치 이상으로 발생되는 것을 억제하는 역할을 수행한다.

그러나 이러한 증기터빈의 로타축을 보유 지지하는 종래 베어링 구조는 상기 로타축의 상부쪽에 설치된 베어링에서는 거의 압력이 발생하지 않고 주로 하부쪽 베어링에서만 압력이 집중됨에 따라 터빈 로타축의 특정속도, 예를 들어 3300~310 0rpm에서 진동이 일시적으로 상승되었다가 감소하는 현상이 발생하게 되고 운전중 상기 상부쪽 베어링의 떨림 현상이 지속적으로 야기될 뿐만 아니라 베어링과 로타축의 불규칙한 접촉 등으로 로타축이 상하로 흔들리면서 떨리는 일명, 스프래깅(spragging)현상과 이상 진동이 심하게 발생하는 문제점이 제기 되었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 증기터빈의 로타축을 보유 지지할 때 떨림 현상과 이상 진동발생을 저감시키면서 이 로타축을 안정되게 보유 지지하는 개선된 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 증기터빈의 로타축에 접하여 이를 보유 지지하면서 이 로타축의 흔들림 떨림이나 이상진동 발생을 저감시키는 베어링 구조에 있어서, 상기 베어링은 4개의 상하 좌우 틸팅패드 베어링으로 이루어지고 상기 각각의 틸팅패드 베어링과 로타축은 일정한 조립간극을 유지하면서 설치되는 구조로 되어 있다.

도 1은 본 고안이 스팀터빈에 설치되는 위치를 나타내는 개략적인 설치 상태도,

도 2는 본 고안의 요부인 도 1의 부분 확대 단면도,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 횡단면도,

도 4는 도 3의 부분 확대 단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 베어링, 1a : 틸팅패드 베어링,

2 : 베어링 하우징, 10 : 증기터빈,

11 : 로타축, 12 : 발전기.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 틸팅패드 베어링 구조가 화력발전소의 전력을 발생시키는 증기터빈(10)과 발전기(12)의 로타축(11)에 설치된 위치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 고안의 요부인 틸팅패드 베어링 구조의 도면들이다.

본 고안은 증기터빈(10)의 로타축(11)에 접하여 이를 보유 지지하면서 상기 로타축(11)의 흔들림 떨림이나 이상진동 발생을 저감시키는 베어링 구조에 있어서, 상기 베어링(1)은 상하 좌우의 반원호형 구조로 이루어진 4개의 틸팅패드 베어링(1a)으로 이루어지고, 상기 각각의 틸팅패드 베어링(1a)과 로타축(11)은 일정한 조립간극(ℓ)을 유지하면서 설치되는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 각각의 틸팅패드 베어링(1a)과 로타축(11)의 조립간극(ℓ)은 바람직하게는 0.178㎜로 이격되어 조립되어지고, 상기 4개의 틸팅패드 베어링(1a)은 베어링 하우징(2)에 내장되어 로타축(11)을 보유 지지하도록 되어 있다.

따라서 4개의 틸팅패드 베어링(1a)들이 균일한 베어링 면압으로 로타축(11)을 보유 지지함에 따라 일정한 부하를 분담하여 로타축(11) 회전시 이 틸팅패드 베어링(1a)들의 떨림 현상을 방지하여 터빈로타(10)의 진동발생을 최대한으로 저감시키도록 되어 있다.

상기와 같은 본 고안에 따른 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조는 다음과 같은 효과를 지니게 된다.

① 로타축의 회전시 나타나는 이상진동 현상을 해소.

② 고질적인 이상진동을 해소시킴으로써 설비 안전운영에 기여.

③ 계통 병행시 이상진동으로 야기될 수 있는 파급효과 예방.

④ 정지시 이상진동 방생방지로 기술원의 운전 중압감 해소.

Claims (2)

1. 증기터빈(10)의 로타축(11)에 접하여 이를 보유 지지하면서 상기 로타축(11)의 흔들림 떨림이나 이상진동 발생을 저감시키는 베어링 구조에 있어서,

   상기 베어링(1)은 상하 좌우의 반원호형 구조로 이루어진 4개의 틸팅패드 베어링(1a)으로 이루어지고, 상기 각각의 틸팅패드 베어링(1a)과 로타축(11)은 일정한 조립간극(ℓ)을 유지하면서 설치되는 것을 특징으로 하는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 틸팅패드 베어링(1a)과 로타축(11)의 조립간극(ℓ)은 바람직하게는 0.178㎜로 이격되어 조립되는 것을 특징으로 하는 증기터빈 로타의 틸팅패드 베어링 구조.