KR20040036627A

KR20040036627A - 제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷 및 터빈 휠

Info

Publication number: KR20040036627A
Application number: KR1020030074312A
Authority: KR
Inventors: 문시조나단; 라바쉬존클레랜드; 무어윌리암데이비드
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-04-30
Also published as: US20040081558A1; JP2004144092A; CZ20032907A3; DE10349530A1; RU2330965C2; CN1548704A; US6755618B2; RU2003131192A; KR100814167B1; CN1332125C

Abstract

터빈 휠(38)은 휠의 실질적인 전체 외주 둘레에 형성되고 휠의 외주상의 버킷 장전 위치에서 수 도브테일의 일부를 제거함으로써 형성된 노치에 의해 차단되는 수 도브테일 형상부(40)를 포함한다. 휠상에 장전하는 데 적당한 폐쇄 버킷(36)은 루트부(47), 플랫폼(62) 및 에어포일(60)을 포함하며, 루트부(47)는 한쌍의 반경방향 내측으로 연장하는 측방향으로 이격된 탱(48, 50)이 형성되며, 탱은 각각 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍(52, 54)이 형성되며, 보유 핀 구멍은 수 도브테일의 반경방향 내측으로 이격된다.

Description

제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷 및 터빈 휠{STEAM TURBINE CLOSURE BUCKET ATTACHMENT}

본 발명은 일련의 버킷중 최종 증기 터빈 버킷(또한, 폐쇄 버킷으로도 불림)을 터빈 로터 또는 휠상에 부착하는 방법에 관한 것이다.

증기 터빈 블레이드 또는 버킷은 대체로 터빈 휠상에 접선방향으로 설치되도록 설계된다. 버킷은 휠 외주상의 수 도브테일과 버킷의 베이스 또는 루트내의 상보적인 암 도브테일을 갖는 원주방향 외측 도브테일을 사용하여 터빈 휠에 부착되는 것이 일반적이다. 버킷을 휠상에 장전하기 위해서, 국부적으로 수 도브테일부를 제거하는 노치가 휠의 외주상에 절단되어 대체로 직사각형의 코어부를 남긴다. 그 후, 각 버킷은 먼저 노치내의 코어 재료의 위에 배치된 후, 휠 둘레상에 접선방향으로 변위된다. 일단 모든 버킷이 장전되면, 측방향으로 이격된 반경방향 내측으로 연장하는 탱(tangs)이 형성되고 노치내에 코어 재료를 안착시키는 데 적당한폐쇄 블록이 사용된다. 폐쇄 블록은 탱 및 코어 블록을 통해 연장하는 보유 핀에 의해 고정된다. 이러한 방식으로, 휠상의 버킷은 적소에 잠금됨으로써 버킷이 도브테일을 따라 원주방향으로 이동하는 것을 방지한다.

전방 또는 제 1 스테이지 터빈 버킷은 900℉ 이상의 고온을 받기 쉽다. 재료 응력 특성을 제한하는 것은 에어포일을 갖지 않는 경량 블록만이 폐쇄 블록으로 사용될 수 있다는 것을 의미하는데, 이는 성능을 감소시킨다. 폐쇄 블록은 증기 통로내에 개구가 있어서 성능에 악영향을 미치는 에어포일을 갖지 않는다. 폐쇄 블록상에 에어포일을 지지하는 것이 불가능한 배경 이유는, 보유핀이 높은 변형력이 가해지는 휠의 도브테일 영역내의 코어 재료를 관통한다는 사실 때문이다. 따라서, 개구를 폐쇄하는 일체식 에어포일의 결합을 허용하기에 충분한 강도를 제공함으로써 보다 높은 성능을 제공하는 장착 또는 보유 설비를 갖는 제 1 스테이지 폐쇄 버킷이 필요하다.

본 발명에 따른 신규 폐쇄 버킷의 설계는 휠내의 반경방향으로 연장된 장전 노치내로 끼워맞춤하는 2개의 길다란 탱을 갖는다. 2개의 축방향 핀은 반경방향 내측 도브테일 영역을 제외하고 탱과 휠의 나머지 코어 부분을 관통한다. 이러한 설계는 핀을 휠내의 변형력 레벨이 감소된 적소에 위치시키는 데 효과적이며, 따라서 폐쇄 블록 위의 개구내에 에어포일의 부가를 허용한다.

보다 폭넓은 의미에서, 본 발명은 제 1 스테이지 터빈 휠용 폐쇄 버킷으로서, 루트부와, 플랫폼 및 에어포일부를 포함하며, 루트부에는 그 양 측면상에 반경방향 내측으로 연장하는 측방향으로 이격된 한쌍의 탱이 형성되며, 탱은 각각 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍이 형성되는 상기 제 1 스테이지 터빈 휠용 폐쇄 버킷에 관한 것이다.

다른 의미에서, 본 발명은 휠의 실질적으로 전체 외주를 중심으로 수 도브테일 형상부를 갖고, 휠의 외주상에 버킷 장전 위치에서 수 도브테일의 일부를 제거함으로써 형성된 노치에 의해 간섭되는 터빈 휠로서, 폐쇄 버킷은 루트부, 플랫폼 및 에어포일을 포함하며, 루트부는 그 각각이 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍으로 형성되는 한쌍의 반경방향 내측으로 연장되는, 측방향으로 이격된 탱으로 형성되며, 보유 핀 구멍은 수 도브테일의 반경방향 내측으로 위치되는 상기 터빈 휠에 관한 것이다.

도 1은 터빈 휠상의 종래의 전방 스테이지 폐쇄 버킷을 나타내는 부분 측면도,

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터빈 휠상의 전방 스테이지 폐쇄 버킷의 부분 사시도,

도 3은 도 2에 나타내는 폐쇄 버킷의 부분 측면도,

도 4는 도 2에 나타내는 폐쇄 버킷의 다른 방향 부분 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 터빈 로터 휠12 : 수 도브테일 형상부

14, 16 : 상부 및 하부 축방향 돌출부

18 : 버킷20 : 에어포일

22 : 플랫폼24 : 루트부 또는 베이스부

26 : 폐쇄 블록28 : 노치

30 : 한쌍의 탱32 : 보유 핀

34 : 공간36 : 폐쇄 버킷

38 : 암 도브테일40 : 수 도브테일

42, 44 : 돌출부46 : 노치

47 : 루트부48, 50 : 탱

52, 54 : 반경방향 정렬 구멍56, 58 : 반경방향 정렬 보유 핀

62 : 플랫폼

도 1을 참조하면, 전형적인 터빈 로터 또는 휠(10)(부분적으로 도시됨)은 휠의 외주 둘레에 형성되고, 통상적으로 제공되는 바와 같이 상부 및 하부 축방향 돌출부(14, 16)(휠의 양 측면으로부터 외측으로 돌출함)를 구비하는 수 도브테일 형상부(12)를 포함한다. 에어포일(20), 플랫폼(22) 및 루트 또는 베이스부(24)를 구비하는 버킷(18)은 휠상에 장전된 것으로 도시되어 있고, 이것이 휠상에 장전될 최종 원주방향 버킷의 열이라는 것은 이해될 것이다. 폐쇄 버킷(26)은 도브테일의 양 측면상에 돌출부(14, 16)를 제거함으로써 형성된 노치(28)내에 삽입된 것으로도시되어 있다. 한쌍의 탱[참조부호(30)로 도시됨]은 도브테일의 나머지 코어 재료를 안착시키고, 보유 핀(32)은 코어 및 탱내에 정렬된 개구내로 가압 끼워맞춤된다. 핀(32)의 위치에서의 변형력이 높기 때문에, 폐쇄 버킷(26)은 에어포일을 지지하지 못하며, 따라서 바람직하지 않은 공간(34)이 채워지지 않은 채로 남는다.

이제 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예를 따른 폐쇄 블록(36)이 터빈 휠(38)상에서 적소에 있는 것으로 도시되어 있다. 또한, 휠의 외주는 상보적인 암 도브테일(38)내에 수납되는 돌출부(42, 44)를 포함하는 수 도브테일(40)로 형성된다. 폐쇄 버킷(36)은 모든 버킷이 열을 이뤄 설치된 후에 노치(46)내로 삽입된다.

예시적인 실시예에서 버킷 장전 위치에 있는 노치(44)는 대표적인 형상의 노치[노치(28)와 같음]보다 반경방향으로 더 깊고, 한쌍의 반경방향으로 정렬된 구멍(52, 54)[한쌍은 탱(50)상에 있는 것으로 도시되어 있음]이 각각에 제공되어 있는 연장된 반경방향 탱(48, 50)을 포함하는 루트부(47)로 형성되어 있다. 또한, 하나의 탱의 구멍(52, 54)은 다른 노치내의 구멍과 축방향으로 정렬된다. 노치(46) 및 탱(48, 50)의 연장된 반경방향 깊이 때문에, 폐쇄 버킷(36)을 고정하는 데 사용된 반경방향 정렬된 보유 핀(56, 58)은 이제 휠(38)의 코어를 통해 휠의 외주상에 형성된 도브테일(40)의 반경방향 내측 전반을 통과한다. 이러한 배열은 폐쇄 버킷이 루트부(47) 및 플랫폼(62)의 반경방향 외측으로 위치된 일체식 에어포일(60)을 구비함으로써, 미리 채워지지 않은 공간[참조부호(34)로 도시된 바와 같음]을 채우기 위해 필요한 강도의 증가를 제공한다.

본 발명을 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 고려되는 것에 관해 설명하였지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 오히려 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위내에 포함된 다양한 변경과 동등한 배열을 포함하려 한다는 것은 이해될 것이다.

본 발명에 의하면, 핀을 휠내의 변형력 레벨이 감소된 적소에 위치시키는데 효과적이며, 따라서 폐쇄 버킷 위의 개구내에 에어포일의 부가를 허용하는 효과가 있다.

Claims

루트부(47), 플랫폼(62) 및 에어포일(62)을 포함하는 제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷(36)에 있어서,

상기 루트부는 그 양 측면상에 한쌍의 반경방향 내측으로 연장하는 측방향으로 이격된 탱(48, 50)이 형성되며, 상기 각각의 탱에는 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍(52, 54)이 형성되는

제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷.
제 1 항에 있어서,

상기 하나의 탱(48)의 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍(52, 54)은 각기 다른 탱(50)의 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀과 축방향으로 정렬되는

제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷.
제 1 항에 있어서,

상기 탱(48, 50)은 그 사이에 개구를 규정하고, 상기 탱은 터빈 휠(38)상의 수 도브테일(40)내에 형성된 노치(46)내에 코어부를 안착시키는 데 적당한

제 1 스테이지 터빈용 폐쇄 버킷.
터빈 휠(38)에 있어서,

휠의 실질적인 전체의 외주상에 형성되고, 상기 휠의 외주상의 버킷 장전 위치에서 수 도브테일의 일부를 제거함으로써 형성된 노치에 의해 차단되는 수 도브테일(40)과,

루트부(47), 플랫폼(62) 및 에어포일(60)을 포함하는 폐쇄 버킷(36)을 포함하며,

상기 루트부(47)는 한쌍의 반경방향 내측으로 연장하는 측방향으로 이격된 탱(48, 50)이 형성되며, 상기 탱은 각각 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍(52, 54)이 형성되며, 상기 보유 핀 구멍은 상기 수 도브테일의 반경방향 내측으로 위치되는

터빈 휠.
제 4 항에 있어서,

상기 하나의 탱(48)의 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍(52, 54)은 상기 다른 탱(50)의 한쌍의 반경방향으로 정렬된 보유 핀 구멍과 축방향으로 정렬되는

터빈 휠.
제 4 항에 있어서,

상기 탱(48, 50)은 그 사이에 개구를 규정하며, 상기 탱은 상기 노치(46)내에 코어부를 안착시키는 데 적당한

터빈 휠.
제 5 항에 있어서,

상기 탱(48, 50)은 그 사이에 개구를 규정하며, 상기 탱은 상기 노치(46)내에 코어부를 안착시키는 데 적당한

터빈 휠.