KR20120092336A - 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치 - Google Patents

가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치는 가스터빈 연소 열로부터 로터 표면을 보호하기 위해 소정의 두께를 가지면서 평평하게 형성되는 플랫폼부, 플랫폼부의 상단에 배치되되, 사용자가 플랫폼부를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 핸들부, 플랫폼부의 하단에 배치되어 플랫폼부의 너비보다 좁게 형성되는 섕크부 및 섕크부의 하단에 배치되되 로터에 체결되거나 분리되는 도브테일부를 포함하는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 장치는 고압터빈 1단과 저압터빈 4단으로 구성되며, 저압터빈 1단과 2단, 2단과 3단 및 3단과 4단 사이 각각에 열차폐(Heat Shield)부가 설치되고, 저압터빈 3단과 4단 사이에 설치되는 열차폐부를 고정시키는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 포함하는 것이다.

Description

가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치{Dummy Blade for Gas Turbine Heat Shield Positioning and Gas Turbine Apparatus using Dummy Blade for Gas Turbine Heat Shield Positioning}
본 발명은 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치에 관한 것이다.
일반적으로 복합 가스터빈은 고압터빈 1단과 저압터빈 4단으로 구성되어 있으며, 저압터빈 1단과 2단, 2단과 3단 그리고 3단과 4단 사이에 각각 열차폐(Heat Shield)가 설치되어 있다.
이러한 복합 가스터빈은 운전 중 로터가 연소가스 열로 인한 손상을 방지하기 위해 열차폐가 설치되며, 로터에서 더미 블레이드 고유 위치가 결정되도록 더미 블레이드와 열차폐가 연결되는 구조로 되어 있다.
가스터빈 저압 3단과 4단 더미 블레이드에 연결된 열차폐 교체작업 시 저압터빈 4단 더미 블레이드 취외 작업은 반드시 선행되어야 하는 공정이며, 이 공정에서 4단 더미 블레이드 무게가 개당 9.1 중량물로 장시간(3일/1회)과 많은 인원(5.4MD/1회)이 투입되었다.
또한, 중량물인 로터(60톤)는 특성상 장시간 회전하지 않고 방치할 경우 굽음 등 변형이 발생되어 지속적인 회전이 필요하며, 이로 인한 반복적 탈부착시 낙하에 의한 인명사고와 로터 회전시 4단 더미 블레이드 탈락에 의한 정비자재 손상 등 문제점이 발생하였다.
본 발명은 반복적인 가스터빈의 저압터빈 4단 더미 블레이드 분해 및 설치시간과 인원이 추가로 발생되지 않고 열차폐와 가스터빈 저압 4단 더미 블레이드를 용이하게 분해 및 설치 정비할 수 있는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치는 가스터빈 연소 열로부터 로터 표면을 보호하기 위해 소정의 두께를 가지면서 평평하게 형성되는 플랫폼부, 플랫폼부의 상단에 배치되되, 사용자가 플랫폼부를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 핸들부, 플랫폼부의 하단에 배치되어 플랫폼부의 너비보다 좁게 형성되는 섕크부 및 섕크부의 하단에 배치되되 로터에 체결되거나 분리되는 도브테일부를 포함하는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 장치는 고압터빈 1단과 저압터빈 4단으로 구성되며, 저압터빈 1단과 2단, 2단과 3단 및 3단과 4단 사이 각각에 열차폐(Heat Shield)부가 설치되고, 저압터빈 3단과 4단 사이에 설치되는 열차폐부를 고정시키는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 포함하는 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치는 현장에서 손쉽게 로터 분해 및 조립시 효율적으로 정비할 수 있기 때문에 안정적인 설비운영을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치는 용이하게 로터 분해 및 조립을 효율적으로 정비할 수 있기 때문에 안전사고를 미연에 방지하는 동시에 발전원가 절감을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치는 효율적으로 설비운영을 함으로써, 로터의 수명을 효율적으로 연장을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 및 이를 이용한 가스터빈 장치는 효율적이면서 안정적으로 설비운영을 할 수 있기 때문에 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치에 대한 것을 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 중 도브테일부에 대한 것을 설명하기 위한 것이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 장치에 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 사용하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 설명하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하여 명확해질 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치에 대한 것을 설명하기 위한 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치 중 도브테일부에 대한 것을 설명하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 4를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 플랫폼부(110), 핸들부(130), 섕크부(150) 및 도브테일부(170)를 포함하여 구성되는 것이다.
플랫폼부(110)는 가스터빈 연소 열로부터 로터 표면을 보호하기 위해 소정의 두께를 가지면서 평평하게 형성되는 것이다. 이러한 플랫폼부(110)는 평평하게 형성하되 길이방향으로 제1 길이를 가지고, 길이방향과 교차되는 방향으로 제1 길이보다 작은 길이를 가지는 제2 길이를 가질 수 있다. 즉, 플랫폼부(110)는 일정한 넓이와 두께를 가지면서, 후술된 섕크부(150)에 의해 소정의 경사도를 가질 수 있다. 이와 같이, 플랫폼부(110)가 형성됨으로써, 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)가 로터 표면에 장착시 로터 표면을 덮어 안정적으로 조립하는 동시에 견고하게 형성되는 것이다.
또한, 조립 후 플랫폼부(110)와 이웃하는 플랫폼부(110) 간의 간격이 50mm이하로 배치되어야 하는 것이다. 조립 후 플랫폼부(110)와 이웃하는 플랫폼부(110) 간의 간격의 간격이 50mm를 초과할 경우 후술할 러그부(190) 균열에 의해 열차폐부가 안정적으로 고정되지 않아 로터 터닝 운전시 열차폐부와 이웃하는 열차폐부 간의 충돌에 의한 손상이 발생할 수 있다.
핸들부(130)는 플랫폼부(110)의 상단에 배치되되, 사용자가 플랫폼부(110)를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 것이다. 이러한 핸들부(130)는 플랫폼부(110)와 접하는 일면이 원형인 원통형으로 형성되어 돌출되는 것이다. 이와 같이, 핸들부(130)가 플랫폼부(110)에서 원통형으로 돌출되어 형성됨으로써, 사용자가 핸들부(130)를 이용하여 플랫폼부(110)를 용이하게 움직일 수 있는 것이다.
또한, 핸들부(130)는 알루미늄 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 즉, 핸들부(130)는 가벼운 재질인 알루미늄 재질을 포함하여 형성함으로써, 사용자는 핸들부(130)를 이용하여 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 용이하게 운반할 수 있어 정비 효율성이 개선될 수 있다.
섕크부(150)는 플랫폼부(110)의 하단에 배치되어 플랫폼부(110)의 너비보다 좁게 형성되는 것이다. 이러한 섕크부(150)는 플랫폼부(110)의 하단에 배치되어 후술할 도브테일부(170)를 연결시키는 것이다. 이때, 섕크부(150)는 일측면의 두께와 타측면의 두께가 다르게 형성될 수 있다. 즉, 섕크부(150)에 형성된 일측면의 두께는 타측면의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이는 후술할, 도브테일부(170)가 로터에 체결된 후 로터 표면과 실질적으로 동일한 기울기로 형성되도록 함으로써, 플렛폼부와 로터 표면 간의 틈을 효율적으로 줄일 수 있기 때문이다.
또한, 섕크부(150)의 일측면에는 소정의 크기로 돌출되어 형성되는 러그부(190)가 배치되는 것이다. 이러한 러그부(190)는 가스터빈 운전 중 로터가 연소가스 열로 인한 손상을 방지하기 위해 가스터빈에 배치되는 열차폐부(200)와 체결되는 것이다. 이와 같이 러그부(190)가 열차폐부(200)와 체결됨으로써, 열차폐부(200)가 원주방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 열차폐부(200)는 러그부(190)와 효율적으로 체결되기 위해 열차폐부(200)의 러그(210)가 형성될 수 있다(도 5c 참조). 즉, 열차폐부(200)에 형성되는 러그(210)와 섕크부(150)의 일측면에 돌출되어 형성되는 러그부(190)가 효율적으로 체결될 수 있는 것이다.
또한, 러그부(190)가 열차폐부(200)와 체결되는 전, 후에 액체침투탐상 검사를 함으로써, 건전성 평가를 시행할 수 있다.
도브테일부(170)는 섕크부(150)의 하단에 배치되되 로터에 체결되거나 분리되는 것이다. 이러한 도브테일부(170)는 로터의 루터인 하부 홈에 체결되거나 하부 홈으로부터 분리되는 것이다. 이와 같이, 도브테일부(170)가 로터의 하부 홈에 체결됨으로써, 회전시 원심력에 의한 탈락을 방지할 수 있다.
또한, 도브테일부(170)는 로터에 대응되어 체결되도록 산(170a)과 골(170b)이 적어도 하나 이상 형성되는 것이다. 즉, 도브테일부(170)는 로터의 하부 홈에 대응되어 용이하게 체결되도록 적어도 하나 이상의 산(170a)과 골(170b)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 도브테일부(170)에 산(170a)과 골(170b)이 형성되어 로터의 하부 홈에 체결됨으로써, 회전시 원심력에 의한 탈락을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
또한, 도브테일부(170)는 섕크부(150)과 접하는 일측에서 멀어질수록 단면의 폭이 줄어드는 것이다. 즉, 도브테일부(170)는 섕크부(150)와 접하는 일측의 단면이 폭(h1)이 일측의 반대측인 타측 단면의 폭(h2)보다 넓게 형성되는 것이다. 이와 같이, 도브테일부(170)가 섕크부(150)와 멀어질수록 단면의 폭을 점진적으로 줄어들게 형성함으로써, 로터의 하부 홈과의 체결을 더욱 용이하게 할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 플랫폼부(110), 핸들부(130), 섕크부(150), 러그부(190) 및 도브테일부(170)를 구성함으로써, 현장에서 용이하게 로터 분해 및 조립시 효율적으로 정비할 수 있다. 이에 따라 안정적인 설비운영을 할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 장치에 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 사용하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 5a 내지 도 5e를 살펴보면, 가스터빈 장치는 고압터빈 1단과 저압터빈 4단으로 구성되는 것이다. 이때, 저압터빈은 1단과 2단, 2단과 3단 및 3단과 4단 사이 각각에 열차폐(Heat Shield)부가 설치되는 것이다.
가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 저압터빈 3단과 4단 사이에 설치되는 열차폐부를 고정시키는 것이다. 도 5의 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계는 도 1 내지 도 4에서 이미 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계와 실질적으로 동일하므로, 이것에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 장치에 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 체결하기 위해 저압터빈 4단 더미 블레이드부와 열차폐부를 분해하는 것이다.
이후, 도 5d와 같이, 분해된 저압터빈 4단 더미 블레이드부에 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 삽입하여 체결하는 것이다. 즉, 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100) 중 도브테일부(170)가 로터의 하부 홈에 삽입되어 체결되는 것이다. 이와 같이, 도브테일부(170)가 로터의 하부 홈에 체결됨으로써, 로터 변형 방지를 위한 터닝 운전시 원심력에 의한 탈락을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
이후, 도 5e와 같이, 저압터빈 4단 더미 블레이드부에 체결된 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 열차폐부와 연결되어 열차폐부를 고정하는 것이다. 즉, 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 저압터빈 4단 더미 블레이드부에 삽입된 후 섕크부(150)에 형성된 러그부(190)를 열차폐부에 형성된 러그와 체결되는 것이다. 이와 같이, 러그부(190)를 열차폐부에 체결됨으로써, 열차폐부가 원주방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 종래의 가스터빈 장치는 저압터빈 4단 더미 블레이드 분해 후 로터 터닝 운전 시 열차폐부를 고정할 수 없어 저압터빈 3단에 형성된 열차폐부를 추가적으로 분해 작업을 반드시 수행하였으나 본 발명의 일실시 예에 따라 가스터빈 장치에 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 사용함으로써, 저압터빈 3단에 형성된 열차폐부를 추가적으로 분해할 필요가 없기 때문에 발전원가 절감에 크게 기여할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시 예에 따라 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 사용함으로써, 현장에서 손쉽게 로터 분해 및 조립시 효율적으로 정비할 수 있기 때문에 안정적인 설비운영을 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 6을 살펴보면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)는 플랫폼부(110), 핸들부(230), 섕크부(150), 러그부(190) 및 도브테일부(170)를 포함하여 구성되는 것이다.
이때, 도 6의 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100) 중 플랫폼부(110), 섕크부(150), 러그부(190) 및 도브테일부(170)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계는 도 1 내지 도 4에서 이미 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100) 중 플랫폼부(110), 섕크부(150), 러그부(190) 및 도브테일부(170)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계와 실질적으로 동일하므로, 이것에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.
핸들부(230)는 플랫폼부(110)의 상단에 배치되되, 사용자가 플랫폼부(110)를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 것이다. 이러한 핸들부(230)는 일면이 플랫폼부(110)와 접하여 돌출되되 소정의 각도로 휘어져서 타면이 플랫폼부(110)와 접하는 것이다. 즉, 사용자가 핸들부(230)를 용이하게 잡을 수 있도록 소정의 각도로 휘어져서 형성되는 것이다. 핸들부(230)는 도 6에 도시된 바와 같이, "∩"형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 핸들부(130)가 "∩"형상으로 플랫폼부(110)에 형성됨으로써, 사용자가 핸들부(230)를 용이하면서도 안정적으로 잡을 수 있을 뿐만 아니라 플랫폼부(110)를 더욱 용이하게 움직일 수 있는 것이다. 이에 따라, 사용자는 핸들부(230)를 이용하여 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치(100)를 용이하게 운반할 수 있어 정비 효율성이 개선될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
110: 플랫폼부 130: 핸들부
150: 섕크부 170: 도브테일부
190: 러그부

Claims (13)

  1. 가스터빈 연소 열로부터 로터 표면을 보호하기 위해 소정의 두께를 가지면서 평평하게 형성되는 플랫폼부;
    상기 플랫폼부의 상단에 배치되되, 사용자가 상기 플랫폼부를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 핸들부;
    상기 플랫폼부의 하단에 배치되어 상기 플랫폼부의 너비보다 좁게 형성되는 섕크부; 및
    상기 섕크부의 하단에 배치되되 상기 로터에 체결되거나 분리되는 도브테일부;
    를 포함하는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 섕크부의 일측면에 배치되는 러그부는 상기 가스터빈 운전 중 상기 로터가 연소가스 열로 인한 손상을 방지하기 위해 상기 가스터빈에 배치되는 열차폐부와 체결되는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 도브테일부는 상기 로터에 대응되어 체결되도록 산과 골이 적어도 하나 이상 형성되는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 도브테일부는 상기 섕크부과 접하는 일측에서 멀어질수록 단면의 폭이 줄어드는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸들부는 상기 플랫폼부와 접하는 일면이 원형인 원통형으로 형성되어 돌출되는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸들부는 일면이 상기 플랫폼부와 접하여 돌출되되 소정의 각도로 휘어져서 타면이 상기 플랫폼부와 접하는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  7. 고압터빈 1단과 저압터빈 4단으로 구성되며,
    상기 저압터빈 1단과 2단, 2단과 3단 및 3단과 4단 사이 각각에 열차폐(Heat Shield)부가 설치되는 가스터빈 장치에 있어서,
    상기 저압터빈 3단과 4단 사이에 설치되는 상기 열차폐부를 고정시키는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치를 포함하는 가스터빈 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치는
    상기 가스터빈 연소 열로부터 로터 표면을 보호하기 위해 소정의 두께를 가지면서 평평하게 형성되는 플랫폼부;
    상기 플랫폼부의 상단에 배치되되, 사용자가 상기 플랫폼부를 움직일 수 있도록 돌출되어 형성되는 핸들부;
    상기 플랫폼부의 하단에 배치되어 상기 플랫폼부의 너비보다 좁게 형성되는 섕크부; 및
    상기 섕크부의 하단에 배치되되 상기 로터에 체결되거나 분리되는 도브테일부;를 포함하는 가스터빈 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 섕크부의 일측면에 배치되는 러그부는 상기 가스터빈 운전 중 상기 로터가 연소가스 열로 인한 손상을 방지하기 위해 상기 가스터빈에 배치되는 열차폐부와 체결되는 가스터빈 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 도브테일부는 상기 로터에 대응되어 체결되도록 산과 골이 적어도 하나 이상 형성되는 가스터빈 장치.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 도브테일부는 상기 섕크부과 접하는 일측에서 멀어질수록 단면의 폭이 줄어드는 가스터빈 장치.
  12. 제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸들부는 상기 플랫폼부와 접하는 일면이 원형인 원통형으로 형성되어 돌출되는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
  13. 제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸들부는 일면이 상기 플랫폼부와 접하여 돌출되되 소정의 각도로 휘어져서 타면이 상기 플랫폼부와 접하는 가스터빈 로터 열차폐 고정 장치.
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