KR20180055476A - 가스 터빈 및 상기 가스 터빈의 베어링 교체 방법 - Google Patents

가스 터빈 및 상기 가스 터빈의 베어링 교체 방법 Download PDF

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Abstract

가스 터빈 및 상기 가스 터빈의 베어링 교체 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈은 작업자가 타이로드를 감싸는 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 손쉽게 조절하여 상기 베어링 부에 대한 교체를 용이하게 실시하고자 한다.

Description

가스 터빈 및 상기 가스 터빈의 베어링 교체 방법{Method for replacing the gas Turbine bearing and gas turbine}
본 발명은 가스 터빈에 관한 것으로 보다 상세하게는 가스 터빈의 타이로드의 외측을 감싸는 베어링에 대한 교체 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가스터빈은 압축기에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에서 팽창시키면서 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종으로 압축기와 터빈은 로터부에서 회전력을 얻는다.
한편, 이러한 압축기 로터부와 터빈 로터부를 구성하기 위해서 외주면에 복수의 압축기 블레이드가 배열되는 복수의 압축기 로터 디스크들이 구비된다.
그리고 상기 로터 디스크들을 일체로 회동시키도록 상호간에 연결시키며, 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 일체로 회동하도록 상호간을 연결시키고, 이들 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크의 중심부를 관통하여 연장되는 타이볼트를 이용하여 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크를 체결하는 구성이 널리 알려져 있다.
그러나 최근 가스 터빈의 대형화 및 고효율화 추세에 따라 가스 터빈의 전장이 늘어나게 되고, 그에 따라 터빈의 압축기 로터부 및 터빈 로터부와 함께 고속으로 회전하는 타이로드의 회전 지지가 용이하지 않다는 문제점이 발생하게 되었다. 또한 상기 타이로드는 회전에 따른 안정적인 회전을 위해 터빈 로터부에 베어링이 장착된다.
특히, 가스 터빈의 중심축 방향으로 압축기 로터부와 터빈 로터부 사이의 공간, 즉 외주면 둘레에 연소기가 방사상으로 배치되는 공간에 대해서는 회전하는 타이로드의 지지 수단을 마련하기가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
상기 타이로드는 복수의 압축기 로터 디스크를 구비한 압축기 로터부와 복수의 터빈 로터 디스크를 구비한 터빈 로터부를 관통하여 연장된다.
상기 베어링은 일정 기간 동안 사용한 후에 교체가 필요한 데 상기 베어링을 교체하기 위해서는 크레인과 같은 중장비를 동원하여 로터를 들어올린 후에 교체해야 하나 이 경우 상기 크레인의 정밀한 제어가 어려운 문제점이 발생한다.
일 예로 상기 베어링은 베어링 하우징이 외측에서 감싸고 있고, 상기 베어링과 베어링 하우징 사이의 간극은 수 미리 미터에 불과하여 정밀하게 크레인을 제어하지 못할 경우 주변 구성품에 손상 또는 파손을 유발할 수 있어 안전성이 저하되는 문제점이 유발되었다.
미국특허등록공보 제US8506239B2호
본 발명의 실시 예들은 타이로드를 감싸는 베어링의 교체를 안정적으로 실시할 수 있고 작업자의 작업성 또한 동시에 향상시키고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈은 다수개의 압축기 로터 디스크가 구비된 압축기 로터부; 다수개의 터빈 로터 디스크가 구비된 터빈 로터부; 상기 다수개의 압축기 로터 디스크의 중심축과 상기 다수개의 터빈 로터 디스크의 중심축을 경유하여 연장된 타이로드; 상기 타이로드의 일측 단부를 감싸는 베어링 부에 대한 교체를 위해 상기 터빈 로터부를 향해 연장된 상기 타이로드의 단부에 결합된 삽입부; 및 상기 상기 삽입부의 하측을 지지한 상태로 상기 타이로드를 상하 방향으로 이동시키기 위한 이동부가 구비된 지지부를 포함한다.
상기 삽입부는 타이로드의 단부와 마주보는 위치에 형성된 바디부를 포함하고, 상기 바디부는 상기 타이로드의 직경과 대응되는 직경을 갖는 홈부가 형성된다.
상기 바디부는 원통형태로 이루어지되, 복수개의 단위 바디로 분할된 것을 특징으로 한다.
상기 내부 케이싱에는 상기 타이로드의 회전에 따른 윤활을 위해 공급된 윤할유가 드레인 되는 드레인 홈이 형성되고, 상기 드레인 홈에는 상기 지지부가 임시 고정되기 위한 마운팅 부재가 구비된다.
상기 마운팅 부재는 상기 드레인 홈에 밀착된 상태가 유지되고 상기 드레인 홈의 중앙에 개구된 드레인 홀의 내측으로 부분 삽입되는 통로와 연통되며, 상기 통로를 기준으로 원주 방향을 따라 형성된 마운팅 홀을 더 포함한다.
상기 마운팅 홀에는 내측 원주 방향에 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 지지부는 상기 마운팅 홀과 대응되는 직경으로 개구된 삽입홀이 형성되며 상기 타이로드를 향해 연장된 지지 바디가 형성되고, 상기 삽입부를 바라보는 의 내측 중앙에 상기 이동부가 나사 결합된다.
상기 이동부는 상기 지지 바디의 내측 중앙에서 상하로 이동되는 볼트가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 볼트는 볼트 헤드를 더 포함하고, 상기 볼트 헤드와 서로 마주보는 상기 지지 바디에는 영점부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 영점부와 마주보는 상기 볼트 헤드에는 상기 영점부를 기준으로 상대 회전하는 상기 볼트 헤드의 회전 방향에 따른 상기 타이로드의 이동 거리가 표시되는 표시부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 표시부는 상기 볼트 헤드가 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 경우에 따른 이동 거리가 각각 표시된 것을 특징으로 한다.
상기 지지부는 상기 마운팅 홀의 외측에서 상기 삽입부를 향해 연장되고
서로 간에 이격된 복수개의 제1 지지 레그와; 상기 제1 지지 레그의 상단에 결합되고 상기 타이로드의 하측에서 수평하게 연장된 실린더 부; 상기 실린더 부의 내측 축 방향에 삽입되고 상기 실린더 부의 내측에서 회전될 경우 실린더 부의 축 방향을 따라 이동되는 쇄기부; 상기 쇄기부의 축 방향에 삽입되고 상기 쇄기부와 상대 회전하는 볼트 바; 및 상기 볼트 바의 선단부와 후단부에 삽입되는 플랜지를 포함한다.
상기 실린더 부는 축 방향을 기준으로 일측 단부에서 타측 단부로 갈수록 직경이 감소되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 쇄기부는 상기 실린더부와 대응되는 형상으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈의 베어링 교체 방법은 압축기 로터부와 터빈 로터부와, 상기 압축기 로터부와 터빈 로터부를 경유하여 연장된 타이로드와, 상기 타이로드를 감싸는 베어링 부를 포함하는 가스터빈에 있어서, 상기 베어링 부를 교체하기 위해 상기 가스 터빈의 리어 커버를 분해하는 단계; 상기 리어 커버가 분해된 후에 베어링 하우징 커버를 분해하는 단계; 상기 타이로드의 단부에 삽입부를 결합하고 상기 삽입부의 하측에 지지부를 설치하는 단계; 및 상기 지지부의 수직 방향에서 상하 높이 조절을 통해 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 조절하는 단계; 상기 간극이 조절된 후에 기존에 장착된 베어링 부를 신제품으로 교체하는 단계를 포함한다.
상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 조절하는 단계는 현재 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극 상태를 확인하는 단계; 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 이격된 간극에 따라 상기 지지부를 통해 상기 베어링 부의 원주 방향에서의 간극을 동일하게 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 작업자가 가스터빈에 구비된 베어링 부에 대한 교체 작업을 실시하고자 할 때 중장비를 동원하지 않고서도 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극 상태를 용이하게 조정한 후에 상기 베어링 부에 대한 교체를 안정적으로 실시할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 작업자가 베어링 부에 대한 교체를 위한 작업 도중 타이로드에 대한 이동을 안정적으로 실시할 수 있어 상기 타이로드 및 주변 구성품에 대한 파손 및 손상 발생이 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 가스터빈에 구비된 베어링 부에 대한 작업을 신속하게 실시할 수 있고 장소에 구애 받지 않고 실시할 수 있어 작업성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈의 구성을 간단히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 베어링 부가 위치된 곳의 종 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 지지부를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 베어링 부가 구비된 가스터빈의 내측을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 베어링 부가 구비된 가스터빈의 종 단면 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 지지부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈의 베어링 교체 방법을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈의 베어링 교체 방법에 따른 구성품의 분리 상태를 도시한 도면.
본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
참고로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈의 구성을 간단히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 베어링 부가 위치된 곳의 종 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 지지부를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도 이다.
첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈은 다수개의 압축기 로터 디스크(102)가 구비된 압축기 로터부(100)와, 다수개의 터빈 로터 디스크(202)가 구비된 터빈 로터부(200)와, 상기 압축기 로터부(100)와 상기 터빈 로터부(200)를 서로 간에 연결하기 위해 구비된 연결부(300)와, 상기 다수개의 압축기 로터 디스크(102)의 중심축과 상기 다수개의 터빈 로터 디스크(202)의 중심축을 경유하여 연장된 타이로드(400)와, 상기 타이로드(400)의 일측 단부를 감싸는 베어링 부(500)에 대한 교체를 위해 상기 터빈 로터부(200)를 향해 연장된 상기 타이로드(400)의 단부에 결합된 삽입부(600) 및 상기 삽입부(600)의 하측을 지지한 상태로 상기 타이로드를 상하 방향으로 이동시키기 위한 이동부(710)가 구비된 지지부(700)를 포함한다.
참고로 상기 베어링 부(500)는 도 1 기준으로 터빈 로터 디스크(202)의 후방인 우측에 위치된다.
내부 케이싱(50)과 베어링 부(500) 사이에는 간극(C)이 유지되는데 상기 간극(C)은 베어링 부(500)의 원주 방향 외측과 내부 케이싱(50) 사이에 일정하게 유지되어야 한다.
또한 베어링 부(500)는 장기간 사용시 내부에 구비된 구성품이 파손 또는 변형될 수 있어 주기적으로 교체가 필요하므로 상기 가스터빈의 내측에서 분리를 위해 후술할 리어 커버(10)와 베어링 하우징 커버(20)를 탈거한 후에 작업자가 수작업으로 교체해야 한다.
이 경우 상기 베어링 부(500)는 내부 케이싱(50)과의 간극(C)이 일정하게 유지되어야 분리 및 교체가 용이해지므로 상기 베어링 부(500)에 대한 교체를 실시하기 전에 내부 케이싱(50)과 베어링 부(500) 사이에는 간극(C)을 일정하게 유지시키는 작업이 필요하게 된다.
본 실시 예는 이를 위해 후술할 삽입부(600)와 지지부(700)를 통해 타이로드(400)에 대한 안정적인 지지를 먼저 실시하고 상기 내부 케이싱(50)과 베어링 부(500) 사이에는 간극(C)을 조절하여 베어링 부(500)에 대한 교체 작업을 실시하고자 한다.
본 실시 예에 의한 삽입부(600)는 상기 타이로드(400)의 단부와 마주보는 위치에 형성된 바디부(610)를 포함한다. 상기 바디부(610)는 상기 타이로드(400)의 직경과 대응되는 직경을 갖는 홈부(612)가 형성된다.
삽입부(600)는 평상시 가스터빈이 작동될 때에는 미 사용되고 베어링 부(500)에 대한 교체를 실시할 경우에만 상기 타이로드(400)의 단부에 삽입된다.
삽입부(600)는 지지부(700)를 통해 타이로드(400)에 대한 이동 작업을 실시할 때 상기 타이로드(400)의 외측과 직접적으로 지지부(700)가 접촉되지 않도록 하여 상기 타이로드(400)의 단부를 보호하기 위해 사용된다.
상기 삽입부(600)는 타이로드(400)를 보호하고 지지부(700)의 안정적인 작동을 도모하기 위한 일종의 보호 캡으로 상기 타이로드(400)가 삽입되는 홈부(612)에는 특정 두께로 고무와 같은 탄성력을 갖는 패드층이 형성될 수 있다.
따라서 상기 타이로드(400)가 상기 지지부(700)에 의해 상부 또는 하부로 이동될 때 발생될 수 있는 응력 집중을 최소화 할 수 있다.
바디부(610)는 원통형태로 이루어지되, 복수개의 단위 바디로 분할된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우 복수개의 단위 바디는 서로 간에 연결된 구성이므로 사용도중 분리되거나 파손되지 않고 결합된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
홈부(612)는 타이로드(400)의 직경과 대응되는 크기로 형성되므로 상기 타이로드(400)에 결합될 경우 밀착된 상태로 결합될 수 있다.
본 실시 예에 의한 내부 케이싱(50)에는 상기 타이로드(400)의 회전에 따른 윤활을 위해 공급된 윤할유가 드레인 되는 드레인 홈(40)이 형성되고, 상기 드레인 홈(40)에는 상기 지지부(700)가 임시 고정되기 위한 마운팅 부재(60)가 구비된다.
타이로드(400)는 회전이 이루어질 때 베어링 부(500)와 상대 회전이 이루어지면서 마찰이 저감되나 보다 안정적인 회전과 마찰을 최소화 하기 위해 윤활유가 상기 타이로드(400)에 공급된다.
상기 윤활유는 공급된 후에 중력 방향인 하측으로 드레인 되는데 상기 드레인 홈(40)으로 윤활유가 모인 후에 하측으로 개구된 드레인 홀(42)로 배출된다.
상기 마운팅 부재(60)는 상기 드레인 홈(40)에 밀착된 상태가 유지되고 상기 드레인 홈(40)의 중앙에 개구된 드레인 홀(42)의 내측으로 부분 삽입되는 통로(70)와 연통되며, 상기 통로(70)를 기준으로 원주 방향을 따라 형성된 마운팅 홀(62)을 더 포함한다.
상기 마운팅 부재(60)는 지지부(700)를 안정적으로 설치하기 위해 필요한 구성으로 상기 지지부(700)가 상기 마운팅 부재(60)에 고정된 상태가 유지된다.
마운팅 부재(60)는 일 예로 원판 중앙 부분이 상기 통로(70)를 향해 연장되고 원주 방향으로 다수개의 마운팅 홀(62)이 형성된 원판 형태로 형성될 수 있다. 상기 마운팅 홀(62)에는 각각 고정을 위해 볼트가 결합될 수 있으며 삽입 위치는 상기 지지부(700)를 경유하여 상기 마운팅 홀(62)로 삽입된다.
따라서 지지부(700)는 타이로드(400)에 대한 승강 또는 하강이 이루어지는 동안 안정적으로 고정된 상태가 유지되며 상기 베어링 부(500)에 대한 교체가 이루어지는 동안 상기 타이로드(400)를 안정적으로 지지할 수 있다.
이로 인해 작업자의 작업 안정성이 향상되고 작업성 또한 동시에 향상될 수 있다.
마운팅 홀(62)에는 내측 원주 방향에 나사산이 형성되어 있어 작업자가 볼트(미도시)를 이용하여 상기 마운팅 홀(62)에 결합할 경우 안정적으로 고정된 상태가 유지된다.
본 실시 예에 의한 지지부(700) 상기 마운팅 홀(62)과 대응되는 직경으로 개구된 삽입홀(702)이 형성되며 상기 타이로드(400)를 향해 연장된 (704)가 형성된다.
상기 지지 바디(704)는 일 예로 원추형태로 형성될 수 있으나 다른 형태로의 변경도 가능할 수 있다. 또한 이동부(710)는 지지 바디(704)의 내측 중앙 위치에서 하측을 향해 이동 가능하게 나사 결합되는데, 상기 이동부(710)는 일 예로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 경우 상기 지지부(700)의 상부 또는 하부를 향해 이동될 수 있다. 여기서 상부는 도면에 도시된 상태를 기준으로 시계 방향 12시 위치를 의미한다.
본 실시 예에 의한 이동부(710)는 상기 지지 바디(704)의 내측 중앙에서 상하로 이동되는 볼트(B)가 사용될 수 있다.
상기 볼트(B)는 볼트 헤드(B1)를 더 포함하고, 상기 볼트 헤드(B1)와 서로 마주보는 상기 지지 바디(704)에는 영점부(706)가 형성된다. 참고로 볼트 헤드(B1)에는 영점부(706)와 서로 마주보는 위치에 기준점이 표시된 기준점 표시부(B2)가 형성되어 있고, 상기 기준점 표시부(B2)는 상기 볼트 헤드(B1)의 회전과 무관하게 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 수 있다.
기준점 표시부(B2)와 상기 영점부(706)가 서로 일치되지 않을 경우 상기 기준점 표시부(B2)를 상기 영점부(706)에 형성된 눈금과 일치 되도록 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시킨다.
상기 영점부(706)는 상기 볼트 헤드(B1)가 회전되기 이전의 초기 위치를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 야광도료가 도포되어 있어 야간에 어두운 작업 조건에서도 정확하게 시각적으로 인지할 수 있다. 참고로 상기 기준점 표시부(B2)와 상기 영점부(706)는 초기 위치가 화살표 또는 도트 또는 특정 문양으로 표시될 수 있다.
영점부(706)와 마주보는 상기 볼트 헤드(B1)에는 상기 영점부(706)를 기준으로 상대 회전하는 상기 볼트 헤드(B1)의 회전 방향에 따른 상기 타이로드(400)의 이동 거리가 표시되는 표시부(B3)가 형성된다.
상기 표시부(B3)는 상기 볼트 헤드(B1)가 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 경우에 따른 이동 거리가 각각 표시된다. 일 예로 시계 방향 또는 시계 반대 방향 모두 특정 단위(밀리미터)로 표시될 수 있다.
예를 들어 작업자는 베어링 부(500)에 대한 교환을 실시하기 이전에 상기 타이로드(400)와 내부 케이싱(50) 사이의 이격된 간격을 일정하게 유지하기 위해 기준점 표시부(B2)와 영점부(706) 간에 초기 위치를 서로 간에 일치 시킨다.
그리고 작업 공구를 이용하여 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시키면 상기 영점부(706)는 회전되지 않고 상기 기준점 표시부(B2)가 삽입된 볼트 헤드(B1)만 특정 방향으로 회전되므로 얼마만큼 회전되었는지 표시부(B3)를 통해 육안으로 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 지지부에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 2 또는 도 7을 참조하면, 지지부(700)는 마운팅 홀의(62) 외측에서 삽입부(600)를 향해 연장되고서로 간에 이격된 복수개의 제1 지지 레그(720)와, 상기 제1 지지 레그(720)의 상단에 결합되고 상기 타이로드(400)의 하측에서 수평하게 연장된 실린더 부(730)와, 상기 실린더 부(730)의 내측 축 방향에 삽입되고 상기 실린더 부(730)의 내측에서 회전될 경우 실린더 부(730)의 축 방향을 따라 상대 이동되는 쇄기부(740)와, 상기 쇄기부(740)의 축 방향에 삽입되고 상기 쇄기부(740)와 상대 회전하는 볼트 바(750)와, 상기 볼트 바(750)의 선단부와 후단부에 삽입되고 상기 볼트 바(750)의 회전에 따라 상대 회전이 이루어지는 플랜지(760)를 포함한다.
본 실시 예에 의한 지지부는 전술한 지지부와 다르게 상기 볼트 바(750)의 회전에 따라 상기 실린더 부(730)가 상기 삽입부(600)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있으며 이를 통해 타이로드(400)와 내부 케이싱(50) 사이의 이격된 간격을 조정하고 베어링 부(500)에 대한 교체를 실시할 수 있다.
본 실시 예에 의한 실린더 부(730)에 삽입된 쇄기부(740)는 원추 형태로 형성되고, 상기 실린더 부(730)의 내측도 상기 쇄기부(740)의 외형과 대응되는 형태로 형성된다.
상기 실린더 부(730)는 축 방향을 기준으로 일측 단부에서 타측 단부로 갈수록 직경이 감소되는 형태로 구성될 수 있다.
상기 쇄기부(740)에는 볼트 바(750)가 축 방향에 삽입되는데, 상기 볼트 바(750)는 축 방향을 따라 나사산이 형성되어 있어 시계 방향 또는 시계반대 방향으로 회전될 경우 상기 쇄기부(740)을 상기 실린더 부(730)의 축 방향에서 좌측 또는 우측 방향으로 이동시킬 수 있다.
이 경우 상기 실린더 부(730)는 상기 삽입부(600)를 향해 상부 또는 하부로 이동할 수 있으므로 작업자는 타이로드(400)에 대한 높이 조절을 손쉽게 실시할 수 있다. 참고로 플랜지(760)는 볼트 바(750)의 선단부와 후단부에 결합되는데 어느 하나는 상기 쇄기부(740)의 외측에 밀착되고 다른 하나는 실린더 부(730)의 우측 단부에 밀착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈의 베어링 교체 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 의한 가스터빈의 베어링 교체 방법은 은 압축기 로터부와 터빈 로터부와, 상기 압축기 로터부와 터빈 로터부를 경유하여 연장된 타이로드와, 상기 타이로드를 감싸는 베어링 부를 포함하는 가스터빈에 있어서, 상기 베어링 부를 교체하기 위해 상기 가스 터빈의 리어 커버를 분해하는 단계와(ST100), 상기 리어 커버가 분해된 후에 베어링 하우징 커버를 분해하는 단계와(ST200), 상기 타이로드의 단부에 삽입부를 결합하고 상기 삽입부의 하측에 지지부를 설치하는 단계(ST300) 및 상기 지지부의 수직 방향에서 상하 높이 조절을 통해 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 조절하는 단계(ST400) 상기 간극이 조절된 후에 기존에 장착된 베어링 부를 신제품으로 교체하는 단계(ST500)를 포함한다.
가스 터빈에는 리어 커버(10)가 구비되고, 상기 리어 커버(10)는 가스 터빈에 구비된 타이로드(400)의 축 방향 기준으로 후방에서 바라볼 경우 외측에 설치된다. 상기 리어 커버(10)는 원주 방향에 다수개의 볼트로 고정된 상태가 유지되므로 베어링 부(500)에 대한 점검을 위해서는 작업자가 사전에 분리해야 한다(ST100).
상기 리어 커버(10)의 전방에는 베어링 하우징 커버(20)가 구비되는데, 상기 베어링 하우징 커버(20) 또한 베어링 부(500)에 대한 교체를 위해 분리한다(ST200).
작업자는 상기 리어 커버(10)와 베어링 하우징 커버(20)가 분리된 상태에서 타이로드(400)가 노출되므로 상기 타이로드(400)의 단부에 삽입부(600)를 결합한다. 그리고 기 삽입된 삽입부(600)의 하측에 지지부(700)를 설치하는데, 상기 지지부(700)는 이동되지 않도록 위치를 고정한다(ST300). 상기 지지부(700)에 대한 위치 고정은 전술 하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
참고로 지지부(700)가 설치될 경우 잔존하는 윤활유는 드레인 홀(70)을 통해 드레인 되므로 다량의 오일로 인한 작업 지연 문제가 발생되지 않는다.
작업자는 베어링 부(500)에 대한 교체를 하기 전에 기존에 설치된 베어링 부(500)를 분리해야 하므로 상기 베어링 부(500)와 베어링 하우징(50) 사이의 간극(C)을 조절해야 한다.
작업자는 상기 베어링 부(500)와 베어링 하우징 사이의 간극(C) 상태를 확인한다(ST410). 상기 간극(C)은 원주 방향에서 일정하게 유지되는 것이 바람직 하나 경우에 따라 간격이 상이할 수 있으므로 베어링 부(500)를 교체하기 전에 간극(C) 상태를 우선적으로 확인한다.
그리고 상기 베어링 부(500)와 베어링 하우징(50) 사이의 이격된 간극(C)에 따라 상기 지지부(700)를 통해 상기 베어링 부(500)의 원주 방향에서의 간극(C)을 동일하게 조절한다(ST420).
간극 조절은 상기 지지부(700)에 구비된 이동부(710)를 통해 기 설명된 볼트 헤드(B1)를 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시켜 상기 이동부(710)의 승강 또는 하강되는 높이를 조절한다.
이 때 상기 승강 또는 하강되는 높이는 밀리미터 단위로 작업자가 육안으로 표시부(B3)를 통해 확인할 수 있으므로 타이로드(400)의 승강 또는 하강되는 길이를 정확하게 인지할 수 있다.
이와 같이 상기 베어링 부(500)와 베어링 하우징 사이의 간극(C) 상태가 일정하게 유지되면 별도의 공구를 이용하여 베어링 부(500)의 고정 상태를 해제한 후에 가스 터빈의 외측으로 분리한다.
그리고 신제품의 베어링 부를 재설치 하고(ST500) 베어링 부(500)와 베어링 하우징 사이의 간극(C) 상태를 재 확인한 후에 기 분리된 베어링 하우징 커버(20)와 리어 커버(10)를 재조립하여 작업을 종료한다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
20 : 베어링 하우징 커버
40 : 드레인 홈
42 : 드레인 홀
50 : 내부 케이싱
60 : 마운팅 부재
62 : 마운팅 홀
70 : 통로
100 : 압축기 로터부
102 : 압축기 로터 디스크
200 : 터빈 로터부
202 : 터빈 로터 디스크
300 : 연결부
400 : 타이로드
500 : 베어링 부
600 : 삽입부
610 : 바디부
612 : 홈부
700 : 지지부
704 : 지지 바디
702 : 삽입 홀
706 : 영점부
710 : 이동부
B : 볼트
B1 : 볼트 헤드
B2 : 기준점 표시부
B3 : 표시부

Claims (16)

  1. 다수개의 압축기 로터 디스크가 구비된 압축기 로터부;
    다수개의 터빈 로터 디스크가 구비된 터빈 로터부;
    상기 다수개의 압축기 로터 디스크의 중심축과 상기 다수개의 터빈 로터 디스크의 중심축을 경유하여 연장된 타이로드;
    상기 타이로드의 일측 단부를 감싸는 베어링 부에 대한 교체를 위해 상기 터빈 로터부를 향해 연장된 상기 타이로드의 단부에 결합된 삽입부; 및
    상기 삽입부의 하측을 지지한 상태로 상기 타이로드를 상하 방향으로 이동시키기 위한 이동부가 구비된 지지부를 포함하는 가스터빈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 삽입부는,
    상기 타이로드의 단부와 마주보는 위치에 형성된 바디부를 포함하고, 상기 바디부는 상기 타이로드의 직경과 대응되는 직경을 갖는 홈부가 형성된 가스 터빈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 바디부는 원통형태로 이루어지되, 복수개의 단위 바디로 분할된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 내부 케이싱에는 상기 타이로드의 회전에 따른 윤활을 위해 공급된 윤할유가 드레인 되는 드레인 홈이 형성되고, 상기 드레인 홈에는 상기 지지부가 임시 고정되기 위한 마운팅 부재가 구비된 가스 터빈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 마운팅 부재는,
    상기 드레인 홈에 밀착된 상태가 유지되고 상기 드레인 홈의 중앙에 개구된 드레인 홀의 내측으로 부분 삽입되는 통로와 연통되며,
    상기 통로를 기준으로 원주 방향을 따라 형성된 마운팅 홀을 더 포함하는 가스 터빈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 마운팅 홀에는 내측 원주 방향에 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 마운팅 홀과 대응되는 직경으로 개구된 삽입홀이 형성되며 상기 타이로드를 향해 연장된 지지 바디가 형성되고,
    상기 삽입부를 바라보는 지지 바디의 내측 중앙에 상기 이동부가 나사 결합된 가스 터빈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 지지 바디의 내측 중앙에서 상하로 이동되는 볼트가 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 볼트는 볼트 헤드를 더 포함하고,
    상기 볼트 헤드와 서로 마주보는 상기 지지 바디에는 영점부가 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영점부와 마주보는 상기 볼트 헤드에는 상기 영점부를 기준으로 상대 회전하는 상기 볼트 헤드의 회전 방향에 따른 상기 타이로드의 이동 거리가 표시되는 표시부가 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 볼트 헤드가 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 경우에 따른 이동 거리가 각각 표시된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  12. 제5 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 마운팅 홀의 외측에서 상기 삽입부를 향해 연장되고, 서로 간에 이격된 복수개의 제1 지지 레그와;
    상기 제1 지지 레그의 상단에 결합되고 상기 타이로드의 하측에서 수평하게 연장된 실린더 부;
    상기 실린더 부의 내측 축 방향에 삽입되고 상기 실린더 부의 내측에서 회전될 경우 실린더 부의 축 방향을 따라 이동되는 쇄기부;
    상기 쇄기부의 축 방향에 삽입되고 상기 쇄기부와 상대 회전하는 볼트 바; 및
    상기 볼트 바의 선단부와 후단부에 삽입되는 플랜지를 포함하는 가스 터빈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 실린더 부는 축 방향을 기준으로 일측 단부에서 타측 단부로 갈수록 직경이 감소되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 쇄기부는 상기 실린더부와 대응되는 형상으로 이루어진 가스 터빈.
  15. 압축기 로터부와 터빈 로터부와, 상기 압축기 로터부와 터빈 로터부를 경유하여 연장된 타이로드와, 상기 타이로드를 감싸는 베어링 부를 포함하는 가스터빈에 있어서,
    상기 베어링 부를 교체하기 위해 상기 가스 터빈의 리어 커버를 분해하는 단계;
    상기 리어 커버가 분해된 후에 베어링 하우징 커버를 분해하는 단계;
    상기 타이로드의 단부에 삽입부를 결합하고 상기 삽입부의 하측에 지지부를 설치하는 단계;
    상기 지지부의 수직 방향에서 상하 높이 조절을 통해 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 조절하는 단계; 및
    상기 간극이 조절된 후에 기존에 장착된 베어링 부를 신제품으로 교체하는 단계를 포함하는 가스터빈의 베어링 교체 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극을 조절하는 단계는 현재 상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 간극 상태를 확인하는 단계;
    상기 베어링 부와 베어링 하우징 사이의 이격된 간극에 따라 상기 지지부를 통해 상기 베어링 부의 원주 방향에서의 간극을 동일하게 조절하는 단계를 포함하는 가스터빈의 베어링 교체 방법.

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