KR20130066537A - 증기 터빈, 블레이드 및 방법 - Google Patents

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Abstract

다단 증기 터빈의 최후단에서의 고정자 블레이드 링은 환형 챔버를 형성하는 복수의 고정자 블레이드 모듈을 구비하고, 각각의 고정자 블레이드 모듈은 세장형 블레이드 부분을 구비한다. 상기 세장형 블레이드 부분은 종방향 통로 및 상기 블레이드의 제 1 종방향 단부에 납땜되는 내측 부분을 추가로 구비하며, 상기 내측 부분은 환형 챔버의 일부를 형성하는 관통 구멍, 및 상기 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내부 통로를 구비한다. 외측 부분이 상기 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부에 납땜되고 상기 증기 터빈에 결합된다. 상기 외측 부분은 상기 증기 터빈의 표면 및 상기 종방향 통로로 개방되는 외부 통로를 구비한다.

Description

증기 터빈, 블레이드 및 방법{STEAM TURBINE, BLADE, AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 증기 터빈에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 증기 터빈용 고정자 블레이드 링, 및 고정자 블레이드 링 제조 방법에 관한 것이다.
증기 터빈은 증기의 열 및 압력 에너지를 일의 수행에 사용될 수 있는 회전 운동으로 변환하는 터보 기계이다. 증기 터빈은 예를 들어 전기 발전기 또는 압축기를 구동하는데 사용될 수 있다.
증기 터빈 효율을 향상시키기 위해서, 증기는 종종 여러 스테이지를 통해서 팽창된다. 각각의 스테이지는 통상적으로 고정자 블레이드 다이어프램, 및 적어도 하나의 임펠러를 구비하는 베어링 장착된 회전자 조립체를 구비한다.
증기가 증기 터빈의 최후단(latter stages)을 통해서 전진함에 따라, 증기로부터 충분한 에너지가 흡수되어 증기의 일부가 응축될 수 있고 따라서 소위 습증기(wet steam)가 될 수 있다. 잠재적 부식 효과를 갖는 것에 추가적으로, 습증기가 고정자 블레이드 다이어프램에 대해 부딪힐 때, 응축물은 고정자 블레이드 및 다이어프램의 다른 부분에 격렬하게 충돌하는 경향이 있다. 그 결과, 증기 터빈의 최후단에서의 고정자 블레이드 및 각각의 고정자 블레이드 다이어프램의 다른 부분은 예를 들어 응축물 함량이 높은 습증기에 오래 노출되는 동안 손상될 수 있다.
현대 증기 터빈에서, 고정자 블레이드 다이어프램의 제조는, 특히 그 각각이 하나 이상의 개별 고정자 블레이드 다이어프램을 구비할 수 있는 셋 이상의 스테이지를 갖는 다단 증기 터빈에 있어서 상당한 비용이 든다.
고정자 블레이드 다이어프램이 손상되면, 증기 터빈은 작동 중지되어야 할 수 있으며, 손상된 고정자 다이어프램은 수리를 위해 분리되어야 할 수 있다. 현장 수리가 불가능한 경우, 전체 다이어프램이 수리를 위해 보내져야 하거나, 대안적으로 전체 신규 고정자 다이어프램이 설치되어야 한다. 더 나쁜 것은, 교체가 효과적인 경우, 신규 고정자 블레이드 다이어프램이 제작되어야 한다. 따라서, 고정자 다이어프램의 비용에 추가적으로, 증기 터빈의 늘어난 정지시간과 연관된 비용도 발생된다.
따라서, 쉽게 수리 및/또는 교체되고, 습증기의 존재 하에 성공적으로 작동될 수 있으며, 보다 쉽게 제조되는 간단한 설계를 제공하는, 종래의 고정자 블레이드 다이어프램에 대한 교체가 요구된다.
예시적 실시예에 따르면, 증기 터빈용 고정자 블레이드 링은 환형 챔버를 형성하는 복수의 고정자 블레이드 모듈을 구비하며, 각각의 고정자 블레이드 모듈은 제 1 블레이드 쉘 부분 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분에 납땜되는 제 2 블레이드 쉘 부분을 구비하는 세장형 블레이드 부분을 구비한다. 세장형 블레이드 부분은 종방향 통로 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분과 상기 제 2 블레이드 쉘 부분 중 하나를 통해서 상기 종방향 통로로 연장되는 적어도 하나의 개구를 추가로 구비한다. 상기 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부에는 내측 부분이 납땜되고, 상기 내측 부분은 상기 환형 챔버의 일부를 형성하는 관통 구멍을 구비하며, 상기 내측 부분은 상기 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내부 통로를 추가로 구비한다. 상기 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부에 납땜되고 상기 증기 터빈에 결합되는 외측 부분은 상기 증기 터빈의 표면 및 상기 종방향 통로로 개방되는 외부 통로를 구비한다.
다른 예시적 실시예에 따르면, 터보 기계는 적어도 하나의 임펠러를 구비하는 회전자 조립체, 상기 회전자 조립체를 회전 가능하게 지지하도록 회전자 조립체에 연결되는 베어링, 및 환형 챔버를 형성하는 복수의 고정자 블레이드 모듈을 갖는 고정자 블레이드 링을 구비한다. 각각의 블레이드 모듈은 제 1 블레이드 쉘 부분 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분에 납땜되는 제 2 블레이드 쉘 부분을 구비하는 적어도 하나의 세장형 블레이드 부분; 상기 적어도 하나의 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부에 납땜되는 내측 부분으로서, 상기 환형 챔버의 일부를 형성하는 관통 구멍을 구비하는 내측 부분; 및 상기 적어도 하나의 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부에 납땜되고 증기 터빈의 표면에 결합되는 외측 부분을 구비한다. 블레이드 모듈의 적어도 하나는 종방향 통로와, 액체가 상기 종방향 통로에 진입하게 하기 위한 적어도 하나의 블레이드 부분 내의 적어도 하나의 개구, 및 액체가 환형 챔버와 종방향 통로 사이에서 유동할 수 있도록 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내측 부분 내의 내부 통로를 구비한다. 블레이드 모듈의 적어도 하나는 적어도 하나의 블레이드 부분 내의 종방향 통로, 액체가 환형 챔버와 종방향 통로 사이에서 유동할 수 있도록 관통 구멍으로부터 종방향 통로로 연장되는 내측 부분 내의 내부 통로, 및 액체가 고정자 블레이드 링으로부터 유출될 수 있도록 종방향 통로와 개구로부터 터보 기계의 표면으로 연장되는 외측 부분 내의 외부 통로를 구비한다.
다른 예시적 실시예에 따르면, 고정자 블레이드 링을 위한 블레이드 모듈의 제조 방법은, 종방향 통로를 갖는 세장형 블레이드 부분을 제공하기 위해 제 1 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지를 제 2 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지에 납땜하는 단계, 내측 부분에 관통 구멍을 형성하는 단계, 내측 부분의 표면으로부터 관통 구멍으로 연장되는 내부 통로를 내측 부분에 형성하는 단계, 종방향 통로가 내부 통로로 개방되도록 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부를 내측 부분의 표면에 납땜하는 단계, 제 1 표면으로부터 외측 부분의 제 2 표면으로 연장되는 외부 통로를 외측 부분에 형성하는 단계, 및 종방향 통로가 외부 통로로 개방되도록 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부를 외측 부분의 제 1 표면에 납땜하는 단계를 구비할 수 있다.
명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 하나 이상의 실시예를 도시하고, 명세서와 함께 이들 실시예를 설명한다.
본 발명에 의하면, 쉽게 수리 및/또는 교체되고, 습증기의 존재 하에 성공적으로 작동될 수 있으며, 보다 쉽게 제조되는 간단한 설계를 제공하는, 고정자 블레이드 다이어프램이 제공된다.
도 1은 증기 터빈의 도면,
도 2는 예시적 실시예의 사시도,
도 3은 도 2의 예시적 실시예의 측면도,
도 4는 도 2에 도시된 예시적 실시예의 단면도,
도 5 내지 도 7은 도 2에 도시된 예시적 실시예의 내측 부분의 도면,
도 8 내지 도 10은 도 2에 도시된 예시적 실시예의 외측 부분의 도면,
도 11은 예시적 실시예에 따른 고정자 블레이드 링을 위한 블레이드 모듈의 제조 방법을 도시하는 흐름도.
예시적 실시예에 대한 하기 설명은 첨부 도면을 참조한다. 여러 도면에서 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 하기 상세한 설명은 본 발명을 제한하지 않는다. 대신에, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 한정된다. 하기 실시예는, 간명함을 위해서, 고정자 및 회전자를 갖는 터보 기계의 용어 및 구조에 관해 논의된다. 그러나, 다음에 논의될 실시예는 이들 예시적 실시예에 제한되지 않으며, 다른 시스템에 적용될 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐서 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 언급은, 일 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징부, 구조 또는 특징이 본 발명의 개시된 요지의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에서의 여러 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 등장이 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 추가로, 특정한 특징부, 구조 또는 특징이 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다.
이들 예시적 실시예에 따른 고정자 블레이드에 관한 후속 논의를 위한 일부 내용을 제공하기 위해, 도 1은 다단 증기 터빈(400) 형태의 터보 기계를 개략적으로 도시한다. 여기에서, 증기 터빈(400)은 하우징(고정자)(420)을 구비하며, 이 하우징 내에는 복수의 임펠러 회전자(440)가 제공된 회전자 샤프트(450)와 함께 복수의 고정자 블레이드 다이어프램(430)이 배치된다. 샤프트(450)는 베어링(480)을 통해서 반경방향으로 및 축방향으로 지지된다.
작동 중에, 증기 터빈은 입구(460)로부터 입력된 증기를 다양한 팽창 스테이지를 통해서, 응축기로 이어지는 출구(470)로 이동시킨다. 각각의 터빈 스테이지에서, 증기는 고정자 다이어프램(430)에 의해 임펠러 회전자(440) 상으로 향하고, 따라서 증기의 온도 및 압력 에너지를 회전자 샤프트(450)에서의 일에 이용가능한 회전 에너지로 변환시킨다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 고정자 블레이드 링(12)의 일부를 도시한다. 고정자 블레이드 링(12)은 증기 터빈(10) 내에서 회전자(28)(도 3) 주위로 연장되는 복수의 개별 고정자 블레이드 모듈(14)을 구비한다. 도 2는 두 개의 이러한 블레이드 모듈(14a, 14b)을 도시한다.
각각의 고정자 블레이드 모듈(14a, 14b)은 도 2 및 도 3에 도시하듯이 세장형 블레이드 부분(16)을 구비한다. 도 4는 종방향 보강 리브(24) 및 종방향 통로(26)를 갖는 세장형 블레이드 부분(16)의 단면도이다. 도 4에 추가로 도시되어 있듯이, 블레이드 부분(116)은 보강 리브(24) 없이 제공될 수도 있으며, 따라서 단일의 종방향 통로(26)를 가질 수 있다. 이하에서 더 상세히 논의하듯이, 각각의 블레이드 부분(16)은 그 상류 에지(32) 및 하류 에지(34)를 따라서 제 1 블레이드 쉘 부분(18)을 제 2 블레이드 쉘 부분(22)에 납땜함으로써 만들어진다.
도 2 내지 도 4에 추가 도시하듯이, 각각의 블레이드 부분(16)은 블레이드 쉘 부분(22)과 블레이드 쉘 부분(24)의 적어도 하나에 복수의 개구(36)를 구비한다. 도 2 내지 도 4의 실시예에서, 각각의 개구(36)는 방전 가공에 의해 형성되는 슬롯이다. 대안적으로, 개구(36)는 드릴링 또는 밀링과 같은 다른 가공 공정에 의해 형성될 수 있거나, 개구(36)는 예를 들어 몰드 삽입체에 의해 블레이드 쉘 부분(22) 및 블레이드 쉘 부분(24)의 초기 제작 중에 형성될 수 있다.
각각의 블레이드 모듈(14)은 도 2에 도시하듯이 적어도 하나의 블레이드 부분(16)의 제 1 종방향 단부에 연결되는 내측 부분(38)을 구비한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 내측 부분(38)은 이하에서 더 논의하듯이 블레이드 부분(16)에 납땜된다. 각각의 내측 부분(38)은 블레이드 부분(16)의 종축(46)(도 3)에 횡방향으로 연장되는 관통 구멍(42)을 구비한다. 관통 구멍(42)은, 블레이드 모듈의 각각이 증기 터빈(10) 내에 설치될 때, 고정자 블레이드 링(12) 내에 환형 챔버(20)의 일부를 형성한다. 인접한 블레이드 모듈(14) 내의 관통 구멍(12) 사이의 시일을 향상시키기 위해서, 각각의 관통 구멍(12)의 적어도 하나의 단부에는 밀봉 개스킷을 수용하도록 구성된 홈(48)이 제공될 수 있다. 도 2 내지 도 4의 실시예에서, 홈(48)은 O-링을 수용하도록 구성된다.
각각의 내측 부분(38)은 또한 도 3에 도시하듯이 관통 구멍(42)으로부터 각각의 종방향 통로(26)로 연장되는 적어도 하나의 내부 통로(44)를 구비한다. 대안적으로, 보강 리브(24)가 블레이드 부분(16)의 종방향 단부 이전에 종료되면, 단일의 내부 통로(44)는 양 종방향 통로(26)로 개방될 수 있다.
각각의 고정자 블레이드 모듈(14)은 또한, 도 2 및 도 3에 도시하듯이, 적어도 하나의 블레이드 부분(16)의 제 2 종방향 단부에 연결되는 외측 부분(52)을 구비한다. 각각의 외측 부분(52)은, 도 2, 도 9 및 도 10에 도시하듯이 각각의 종방향 통로(26)로 개방되고 증기 터빈(10)의 내표면으로 개방되는 적어도 하나의 외부 통로(54)를 구비한다. 추가로, 도 2 내지 도 4 및 도 8 내지 도 10의 실시예에서, 각각의 외측 부분은 그 적어도 하나의 측부에 홈(74)을 구비할 수 있다. 홈(74)은 인접한 외측 부분(52)들을 서로에 대해 밀봉하고 및/또는 고정자 블레이드 링(12)에 감쇠 효과를 제공하기 위한 개스킷을 수용하도록 구성될 수도 있다. 고정자 블레이드 링(12)은 도 2에 도시하듯이 증기 터빈(10)의 최후단 중 하나에 사용될 수 있다. 작동 중에, 각각의 블레이드 부분(14)에 대해 부딪히는 습증기로부터의 응축물은 개구(36) 중 하나를 통해서 블레이드 부분(16)의 종방향 통로(26)에 진입할 수 있다. 응축물이 증기 터빈(10)의 부품에 손상을 덜 초래할 수 있는 위치에서 응축물이 고정자 블레이드 링(12) 외부로 빠져나가기 전에 블레이드 모듈(14) 내에서 이동하도록 다중 경로가 이용 가능하다. 회전자 샤프트 위에 고정자 블레이드 모듈(14)을 구비할 수 있는 하나의 경로에서, 응축물은 각각의 종방향 통로(26) 및 내부 통로(44)를 통해서 관통 구멍(42) 내로 하향 이동할 수 있다. 고정자 블레이드 링(12) 주위로 연장되는 환형 챔버(20)를 형성하는 인접한 블레이드 모듈(14) 내의 개방된 관통 구멍(42)은 응축물이 중력에 의해 하향 유동을 지속하게 할 수 있다. 응축물은 환형 챔버(20)를 빠져나갈 수 있으며, 증기 터빈(10)의 회전자 샤프트 아래의 블레이드 모듈(14)의 내부 통로(44)를 통해 계속 하향 경로 상에 있을 수 있다. 최종적으로, 응축물은 외부 통로(54)를 통해서 블레이드 링(12) 외부의 증기 터빈의 표면으로 유동할 수 있다.
다른 경로에서, 응축물은 증기 터빈(10)의 회전자 샤프트 아래의 블레이드 부분(16)의 종방향 통로(26)에 진입할 수 있으며, 관통 구멍(42)에 의해 형성된 환형 챔버(20)를 통해서 먼저 이동하지 않고 외부 통로(54)를 통해서 유출될 수 있다.
증기 터빈(10)의 최후단을 통해서 전진하는 습증기로부터 응축물을 제거하는 것은 고정자 블레이드 링(12)에 대한 손상뿐 아니라 증기 터빈(10)의 터빈 블레이드(16) 및 기타 하류 부품에 대한 손상을 방지할 수 있다. 더욱이, 고정자 블레이드 링(12)은 다른 공정에 사용하기 위한 잔류 열을 포함할 수 있는 응축물의 수집을 가능하게 한다.
일부 블레이드 모듈, 예를 들어 증기 터빈(10)의 회전자 샤프트 위의 블레이드 모듈은 예를 들어 제조 비용을 줄이기 위해 외부 통로(54) 없이 제공될 수 있는 바, 이는 응축물의 하향 유동이 회전자 샤프트 위의 블레이드 모듈(14)에 있어서 외부 통로(54)에 대한 필요를 없게 할 수 있기 때문이다. 추가로, 일부 블레이드 모듈(14)에는 예를 들어 제조 비용을 더 줄이기 위해서 슬롯이 없는 블레이드 부분(16)이 제공될 수 있다. 대안적으로, 도 2 내지 도 3 및 도 5 내지 도 10의 실시예에 도시하듯이, 블레이드 모듈(14)의 각각은 상호 동일할 수 있다. 이 특징부는 여러가지 이점을 제공한다. 예를 들어, 제조 공정은 더 균일하게 만들어진다. 또한, 모든 블레이드 모듈(14)이 고정자 블레이드 링(12) 내에서 동일하기 때문에 예시적 실시예에 의해 가능해지는 단일 블레이드 모듈(14)의 수리 또는 교체 중에 단일의 부품 개수만 필요하다는 점에서 증기 터빈(10)의 수리도 더 편리하다.
유닛으로서 수리 또는 교체될 필요가 있을 수 있는 고정자 블레이드 다이어프램에 대한 비용 절감에 추가적으로, 블레이드 모듈(14)은 종래의 고정자 블레이드 다이어프램 링보다 설치 및/또는 교체하기에 용이한 간단한 원피스 설계를 제공한다. 도 2, 도 3 및 도 8 내지 도 10에 도시하듯이, 각각의 고정자 블레이드 모듈(14)의 외측 부분(52)은 증기 터빈(10)에 직접 결합된다. 구체적으로, 각각의 외측 부분(52)은 상류 홈(56) 및 하류 홈(58)을 구비한다. 증기 터빈(10)은 홈(56)과 결합하는 상류 릿지(62) 및 홈(58)과 결합하는 하류 릿지(64)를 구비한다. 홈(56)은 내측 부분(38)에 대해 홈(58)보다 더 가깝게 오프셋된다. 홈(56, 58) 사이의 오프셋은 각각의 고정자 블레이드 모듈이 증기 터빈(10)을 통한 증기의 소정 유동 경로에 양호하게 합치되게 할 수 있으며, 또한 고정자 블레이드 링(12)의 구축 또는 수리 중에 기술자가 우발적으로 블레이드 모듈(14)을 부적절한 배향으로 설치하는 것을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시하듯이, 외부 통로(54)는 릿지(62)와 릿지(64) 사이의 증기 터빈(10) 표면으로 개방된다. 블레이드 링(12)의 외표면과 증기 터빈(10)의 표면 사이에 챔버(76)가 형성되는 것을 알아야 한다. 챔버(76)는 외부 통로(54)로부터 유출되는 응축물의 편리한 수집을 용이하게 할 수 있다.
각각의 내측 부분(38)에 있는 홈(66)은 도 2, 도 3 및 도 5 내지 도 7에 도시하듯이 고정자 블레이드 링(12)의 중심과 대면하는 연속적인 원주 홈을 형성한다. 도 3에 도시하듯이, 각각의 홈(66)은 고정자 블레이드 모듈(14)들을 함께 로킹시키는 금속 링(68)에 의해 결합된다.
도 2, 도 3 및 도 5 내지 도 7에 도시하듯이, 각각의 고정자 블레이드 모듈(14)의 내측 부분(38)은 각각의 블레이드 부분(16)의 제 1 종방향 단부를 둘러싸는 내부 납땜 플랫폼(72)을 형성한다. 또한, 도 2, 도 3 및 도 8 내지 도 10에 도시하듯이, 각각의 고정자 블레이드 모듈의 외측 부분(52)은 각각의 블레이드 부분(16)의 제 2 종방향 단부를 둘러싸는 외부 납땜 플랫폼(74)을 형성한다.
납땜 플랫폼(72)과 납땜 플랫폼(74)은 각각의 블레이드 부분(16)의 종방향 단부를 납땜할 뿐 아니라 증기 터빈(10) 내에 스테이지 및/또는 증기 유동 경로의 일부를 형성하기 위한 편리한 표면을 제공한다. 도 2 및 도 3으로부터 각각의 외측 부분(52)의 납땜 플랫폼(74)은 증기 터빈(10)의 주위 표면으로 균등하게 이행됨을 알아야 한다.
도 2 내지 도 4의 실시예에서, 블레이드 쉘 부분(18)은 블레이드 쉘 부분(22)에 진공 납땜될 수 있다. 결과적인 블레이드 부분(16)의 제 1 및 제 2 종방향 단부는 이후 각각의 고정자 블레이드 모듈(14)의 내측 부분(38) 및 외측 부분(52)에 진공 납땜될 수 있다. 다이어프램(14)의 진공 납땜을 수행하기 위해 사용되는 진공 납땜 설비는 예를 들어, 그 내용이 본 명세서에 원용되는 미국 특허 제4,874,918호 및 제4,401,254호에 개시되어 있는 표준 진공 납땜 설비일 수 있다.
따라서, 도 11에 도시된 예시적 실시예에 따르면, 고정자 블레이드 링을 위한 블레이드 모듈로서, 세장형 부분, 내측 부분 및 외측 부분을 구비하는 블레이드 모듈을 제조하는 방법(1000)은, 세장형 블레이드 부분에 종방향 통로를 형성하기 위해 제 1 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지를 제 2 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지에 납땜하는 단계(1002), 상기 내측 부분에 관통 구멍을 형성하는 단계(1004), 상기 내측 부분의 표면으로부터 관통 구멍으로 연장되는 내부 통로를 내측 부분에 형성하는 단계(1006), 상기 종방향 통로가 내부 통로로 개방되도록 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부를 내측 부분의 표면에 납땜하는 단계(1008), 상기 외측 부분의 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 연장되는 외부 통로를 외측 부분에 형성하는 단계(1010), 및 상기 종방향 통로가 외부 통로로 개방되도록 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부를 외측 부분의 제 1 표면에 납땜하는 단계(1012)를 포함할 수 있다.
상기 예시적 실시예는 모든 점에서 본 발명을 제한하기 보다는 예시하는 것이도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 상세한 실시예는 당업자에 의해 본 명세서에 포함된 설명으로부터 유추될 수 있는 여러가지 변형이 이루어질 수 있다. 이러한 변형 및 수정은 모두 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위 및 취지에 포함되는 것으로 간주된다. 본 발명의 설명에 사용되는 어떠한 요소, 활동 또는 지시도 명시되지 않는 한, 본 발명에 결정적이거나 필수적인 것으로 간주되어서는 안된다. 또한, 본 명세서에 사용되는 관사는 하나 이상의 항목을 포함하도록 의도된다.
10: 증기 터빈 12: 고정자 블레이드 링
14, 14a, 14b: 고정자 블레이드 모듈 16: 세장형 블레이드 부분
18: 제 1 블레이드 쉘 부분 20: 환형 챔버
22: 제 2 블레이드 쉘 부분 24: 보강 리브
26: 종방향 통로 28: 회전자
36: 개구 38: 내측 부분
42: 관통 구멍 44: 내부 통로
48: 홈 52: 외측 부분
54: 외부 통로 56, 58, 66, 74: 홈
62, 64: 릿지 68: 금속 링
72, 74: 납땜 플랫폼 76: 챔버
400: 다단 증기 터빈 420: 하우징(고정자)
430: 고정자 블레이드 다이어프램 440: 임펠러 회전자
450: 회전자 샤프트 480: 베어링

Claims (10)

  1. 증기 터빈용 고정자 블레이드 링에 있어서,
    환형 챔버를 형성하는 복수의 고정자 블레이드 모듈을 포함하며,
    각각의 고정자 블레이드 모듈은,
    제 1 블레이드 쉘 부분 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분에 납땜되는 제 2 블레이드 쉘 부분을 구비하는 세장형 블레이드 부분으로서, 종방향 통로 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분과 상기 제 2 블레이드 쉘 부분 중 적어도 하나를 통해서 상기 종방향 통로로 연장되는 적어도 하나의 개구를 추가로 구비하는, 세장형 블레이드 부분과,
    상기 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부에 납땜되는 내측 부분으로서, 상기 환형 챔버의 일부를 형성하는 관통 구멍을 구비하고, 상기 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내부 통로를 추가로 구비하는, 내측 부분과,
    상기 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부에 납땜되고 상기 증기 터빈에 결합되는 외측 부분으로서, 상기 증기 터빈의 표면 및 상기 종방향 통로로 개방되는 외부 통로를 구비하는, 외측 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    고정자 블레이드 링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 부분은 상기 증기 터빈의 상기 표면에 있는 제 1 릿지와 결합하도록 구성된 제 1 홈 및 상기 증기 터빈의 상기 표면에 있는 제 2 릿지와 결합하도록 구성된 제 2 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는
    고정자 블레이드 링.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 홈 및 상기 제 2 홈은 상기 내측 부분에 대해 오프셋되는 것을 특징으로 하는
    고정자 블레이드 링.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 상기 블레이드 모듈의 상기 내측 부분에 있는 홈은 상기 고정자 블레이드 링에 원주 홈을 형성하며, 상기 원주 홈은 상기 복수의 블레이드 모듈을 함께 로킹시키기 위한 금속 링에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    고정자 블레이드 링.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원주 홈은 상기 고정자 블레이드 링의 중심을 향해서 내측으로 향하는 것을 특징으로 하는
    고정자 블레이드 링.
  6. 다단 증기 터빈에 있어서,
    적어도 하나의 임펠러를 구비하는 회전자 조립체와,
    상기 회전자 조립체에 연결되어 상기 회전자 조립체를 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
    환형 챔버를 형성하는 복수의 고정자 블레이드 모듈을 갖는 증기 터빈의 최후단용 고정자 블레이드 링을 포함하며,
    각각의 블레이드 모듈은,
    제 1 블레이드 쉘 부분 및 상기 제 1 블레이드 쉘 부분에 납땜되는 제 2 블레이드 쉘 부분을 구비하는 적어도 하나의 세장형 블레이드 부분과,
    상기 적어도 하나의 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부에 납땜되고, 상기 환형 챔버의 일부를 형성하는 관통 구멍을 구비하는 내측 부분과,
    상기 적어도 하나의 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부에 납땜되고 상기 증기 터빈의 표면에 결합되는 외측 부분을 포함하며,
    상기 블레이드 모듈 중 적어도 하나의 상기 블레이드 부분은 종방향 통로 및 증기 응축물이 상기 종방향 통로에 진입하게 하기 위한 개구를 구비하고, 상기 적어도 하나의 블레이드 모듈의 내측 부분은 상기 증기 응축물이 상기 환형 챔버와 상기 종방향 통로 사이에서 유동하도록 상기 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내부 통로를 구비하며,
    상기 블레이드 모듈 중 적어도 하나의 다른 상기 블레이드 부분은 종방향 통로를 구비하고, 상기 다른 블레이드 모듈의 내측 부분은 상기 증기 응축물이 상기 환형 챔버와 상기 종방향 통로 사이에서 유동할 수 있도록 상기 관통 구멍으로부터 상기 종방향 통로로 연장되는 내부 통로를 구비하며, 상기 다른 블레이드 모듈의 외측 부분은 상기 증기 응축물이 상기 고정자 블레이드 링으로부터 유출될 수 있도록 상기 종방향 통로로부터 연장되고 상기 터보 기계의 상기 표면으로 개방되는 외부 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는
    다단 증기 터빈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    각각의 상기 블레이드 모듈의 외측 부분에 있는 제 1 홈은 상기 증기 터빈의 상기 표면 상의 제 1 릿지에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    다단 증기 터빈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    각각의 상기 블레이드 모듈의 외측 부분에 있는 제 2 홈은 상기 증기 터빈의 상기 표면 상의 제 2 릿지에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    다단 증기 터빈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 홈은 상기 터보 기계 내의 작업 유체의 유동의 상류를 향하여 있고, 상기 제 2 홈은 상기 터보 기계 내의 작업 유체의 유동의 하류를 향하여 있는 것을 특징으로 하는
    다단 증기 터빈.
  10. 증기 터빈의 최후단에서의 고정자 블레이드 링을 위한 블레이드 모듈로서, 세장형 블레이드 부분, 내측 부분 및 외측 부분을 구비하는 블레이드 모듈의 제조 방법에 있어서,
    상기 세장형 블레이드 부분에 종방향 통로를 형성하기 위해 제 1 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지를 제 2 블레이드 쉘 부분의 제 1 및 제 2 에지에 납땜하는 단계와,
    상기 내측 부분에 관통 구멍을 형성하는 단계와,
    상기 내측 부분의 표면으로부터 상기 관통 구멍으로 연장되는 내부 통로를 상기 내측 부분에 형성하는 단계와,
    상기 종방향 통로가 상기 내부 통로로 개방되도록 상기 블레이드 부분의 제 1 종방향 단부를 상기 내측 부분의 상기 표면에 납땜하는 단계와,
    상기 외측 부분의 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 연장되는 외부 통로를 상기 외측 부분에 형성하는 단계와,
    상기 종방향 통로가 상기 외부 통로로 개방되도록 상기 블레이드 부분의 제 2 종방향 단부를 상기 외측 부분의 상기 제 1 표면에 납땜하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    블레이드 모듈 제조 방법.
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