KR20180079865A - 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법을 제공한다.
상기 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그는, 연소기와 연결되어 연소가스가 유입되는 유입구와, 상기 연소가스가 배출되는 배출구가 형성되고, 내부에 구비된 수용공간에 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로가 마련되는 하우징과, 상기 하우징에 구비되며, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드를 포함하는 시험체가 상기 유로 상에 배치되게 장착되는 시험체 장착부과, 상기 하우징 내부의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 공기를 압축하는 공기압축기와 연결되고, 상기 하우징의 상기 유입구 측에 결합되며, 상기 공기압축기로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 상기 유로에 투입하는, 패턴조절용 공기투입부를 포함한다.

Description

고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법{TEST RIG AND TEST SYSTEM AND METHOD FOR HEAT RESISTANT TEST OF HIGH-TEMPERATURE COMPONENT}

본 발명은 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 실제 가스터빈의 운전환경과 유사한 환경에서 가스터빈에 사용되는 고온부품의 열내구성을 시험하는 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법에 관한 것이다.

전기와 열원을 동시에 생산할 수 있는 복합발전은 가스터빈과 증기터빈 열회수 배열 보일러로 구성된다.

가스터빈은, 천연가스를 고온 고압의 환경에서 연소하여 연소가스를 생성하고, 이러한 연소가스의 유동에 의해 에너지를 추출하는 회전동력기계이다. 가스터빈은 압축기, 터빈 및 연소실를 포함한다. 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소함으로써 고온 고압의 기체가 팽창하고, 이 힘을 이용하여 터빈을 구동한다.

터빈은 연소기 후단에 위치하고, 베인과 블레이드를 포함한다. 이러한 베인과 블레이드는 고온의 배기가스에 노출되므로, 운전 시의 안정성 확보를 위해, 운전 전에 열응력을 평가한다. 이러한 베인과 블레이드의 열응력 평가 시에, 실제 사용되는 부품을 동일한 환경에서 고온의 가스에 노출시켜 평가는 경우 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다.

그러나, 실제 부품을 동일한 환경에서 시험하는 것은 현실적인 제약이 따르므로, 종래에는 시험편을 따로 제작하여, 시험편의 열내구성을 평가하고 있는 실정이다. 즉, 가스터빈 블레이드와 베인의 부품 특성을 평가하기 위해, 소형의 시험편을 따로 제작하여 가스터빈 환경과 유사한 온도 조건만 모사하여 시험하고 있다. 종래 방식에 따르면, 가스터빈의 실제 연소환경과는 다르게 설계된 환경에서 평가를 시행하게 되여, 평가 결과에 대한 현장 적용에 어려움이 발생하고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실제 가스터빈에 사용되는 베인과 블레이드는 터빈의 운전환경에 맞게 장착하여 시험하여 열내구성 시험의 신뢰성을 향상시키는 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 시험조건과 결과를 실시간으로 모니터링하고 조절 및 기록 가능한 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그는, 연소기와 연결되어 연소가스가 유입되는 유입구와, 상기 연소가스가 배출되는 배출구가 형성되고, 내부에 구비된 수용공간에 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로가 마련되는 하우징과, 상기 하우징에 구비되며, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드를 포함하는 시험체가 상기 유로 상에 배치되게 장착되는 시험체 장착부과, 상기 하우징 내부의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 공기를 압축하는 공기압축기와 연결되고, 상기 하우징의 상기 유입구 측에 결합되며, 상기 공기압축기로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 상기 유로에 투입하는, 패턴조절용 공기투입부를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 의한 고온부품의 열내구성 시험 시스템은, 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 공기압축기과, 상기 공기압축기로부터 공급된 상기 압축공기가, 공기가열기에 의해 가열되어 공급되고, 연료공급부로부터 공급된 연료를 연소하여, 고온의 연소가스를 발생하는 연소기와, 상기 연소기의 후단에 연결되고, 상기 연소기로부터 유입된 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로가 구비되며, 상기 유로 상에, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드를 포함하는 시험체가 장착되고, 상기 공기압축기로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 상기 유로에 투입하여, 상기 베인과 상기 블레이드의 열내구성을 시험하는, 테스트리그와, 상기 테스트리그에 연결되어, 상기 테스트리그에서 배출되는 공기를 냉각하는 냉각부와, 상기 테스트리그 내부의 연소온도 분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 상기 테스트리그에 유입되는 상기 연소가스와 상기 냉각공기의 압력과 온도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의한 고온부품의 열내구성 시험방법은, 공기압축기를 통해, 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 압축공기 생성단계와, 상기 압축공기 생성단계에서 생성된 압축공기를, 공기가열기를 통해 기설정된 온도로 가열하는 압축공기 가열단계와, 상기 압축공기 가열단계에서 가열된 상기 압축공기와, 연료공급부로부터 공급된 연료를 연소기에 공급하고, 상기 연료를 연소하여 고온의 연소가스를 발생시키는 연소가스 발생단계와, 상기 연소가스 발생단계에서 생성된 상기 연소가스를, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드가 장착된 테스트리그에 공급하는 연소가스 공급단계와, 상기 연소가스 공급단계와 함께, 상기 공기압축기에서 생성된 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를 상기 테스트리그에 공급하여, 상기 테스트리그의 내부를 유동하는 공기의 온도 분포를 조절하는 냉각공기 공급단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그는, 종래 시험편을 별도로 제작하여 열내구성 시험을 수행하던 것과 달리, 실제 가스터빈에 사용되는 베인과 블레이드를 운전환경에 맞게 장착하여 시험함으로써, 열내구성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 실제 가스터빈에서 발생되는 열응력 상태를 모사하여 베인과 블레이드를 평가함으로써, 시험결과를 분석할 때에 제한인자를 최소화하여, 평가결과의 활용도와 신뢰성을 더욱 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 베인과 블레이드의 배열을 가스터빈의 운전환경에 맞게 함으로써, 가스터빈에서의 연소가스의 흐름을 모사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 시험조건과 결과를 실시간으로 모니터링하고 조절 및 기록할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고온부품의 열내구성 시험 시스템을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그를 도시한 사시도.
도 3은 도 2를 하측에서 바라본 사시도.
도 4는 도 2의 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 적용되는 유로의 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 적용되는 하우징의 상면부를 제거한 사시도.
도 7은 도 6의 하우징의 하면부를 상측에서 바라본 상면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 적용되는 패턴조절용 공기투입부의 측단면도.
도 9는 도 8의 부분 단면 사시도.
도 10은 도 8의 I-I 단면도.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (e)는 본 발명의 일실시예에 적용되는 베인 장착부재의 조립과정을 나타내는 도면.
도 12의 (a) 내지 도 12의 (d)는 본 발명의 일실시예에 적용되는 블레이드 장착부재의 조립과정을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 온도센서를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 고온부품의 열내구성 시험방법의 플로우차트.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 고온부품의 열내구성 시험 운전프로그램을 캡쳐한 도면.
도 16은 도 15에 도시된 운전프로그램을 실행하기 위한 절차의 흐름도.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그와 이를 이용한 시험 시스템 및 방법의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

먼저, 도 1 및 도 15에 도시된 실시예를 참조하여, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10)을 설명한다.

도 1 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10)은, 공기압축기(20)와, 연소기(50)와, 테스트리그(100)와, 냉각부(60) 및 제어부를 포함한다.

공기압축기(20)는, 공기를 압축하여 압축공기를 생성한다.

연소기(50)는, 공기압축기(20)로부터 공급된 압축공기가, 공기가열기(30)에 의해 가열되어 공급되고, 연료공급부(40)로부터 공급된 연료를 연소하여, 고온의 연소가스를 발생한다. 구체적으로 연소기(50)는 도시가스 등의 연료를 연소하여, 고온(예를 들어, 1000-1300℃)의 연소가스를 발생할 수 있다.

여기서, 연소기(50)와 공기압축기(20)는 개폐밸브와 조절밸브등이 구비된 배관을 통해 연결될 수 있고, 이러한 배관에는 공기가열기(30)가 구비되어, 공기압축기(20)로부터 공급된 압축공기를 가열하여 연소기(50)로 공급할 수 있다. 공기가열기(30)는, 실제 가스터빈의 공기압축 후단의 공기조건을 모사하기 위해 전기히터방식으로 압축공기를 승온할 수 있으며, 하절기 동절기 대기조건에 따른 열내구성 시험이 가능하도록 온도조절이 가능하다. 다만, 공기가열기(30)의 가열방식은 상기한 바에 한정하는 것은 아니며, 다양한 방식이 적용될 수 있다.

테스트리그(100)는, 연소기(50)의 후단에 연결되고, 연소기(50)로부터 유입된 연소가스가 유동하는 통로인 유로(230)가 구비된다. 또한, 유로(230) 상에, 가스터빈에 설치되는 베인(11)과 블레이드(12)를 포함하는 시험체가 장착되고, 공기압축기(20)로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 유로(230)에 투입하여, 베인(11)과 블레이드(12)의 열내구성을 시험한다. 여기서 시험체인 베인(11)과 블레이드(12)는, 실제 가스터빈에 사용되는 부품의 적어도 일 수 있으며, 실제 가스터빈에서의 배열을 모사하여 장착될 수 있다.

냉각부(60)는, 테스트리그(100)에 연결되어, 테스트리그(100)에서 배출되는 공기를 냉각할 수 있다. 구체적으로 냉각부(60)는, 전체 시스템 시동 시에 기동될 수 있고, 테스트리그(100)에서 열 내구성 시험 후에 배출되는 고온의 가스를 냉각하여 외부로 배출할 수 있다.

한편, 제어부는, 테스트리그(100) 내부의 연소온도 분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 테스트리그(100)에 유입되는 연소가스와 냉각공기의 압력과 온도를 조절할 수 있다.

구체적으로, 실제 가스터빈의 운전 조건에 따라 연소 패턴이 변화되므로, 제어부는, 연소기(50) 후단에 설치되는 테스트리그(100)의 내부에, 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기로 연소패턴을 변화시켜, 실제 운전 조건과 같게 온도분포를 제어할 수 있다.

이와 같이 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10)은, 실제 가스터빈의 일 구성인 공기압축기(20)와, 공기가열기(30)와, 연료공급부(40)와 연소기(50) 및 냉각부(60)를 구비하여, 테스트리그(100) 내부에 장착된 고온부품 시험체인 베인(11)과 블레이드(12)의 열내구성을 시험하기 위한 실제 운전환경을 조성할 수 있다.

구체적으로, 테스트리그(100)는, 내부에 유동하는 공기의 온도를 측정하는 제1 온도센서(610)와, 내부의 공기의 압력을 측정하는 압력센서(700)를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는, 제1 온도센서(610)와 압력센서(700)로부터 신호를 수신하여, 테스트리그(100)로 공급되는 연소가스와, 냉각공기의 투입량을 조절할 수 있다.

한편, 도 15에 도시된 실시예와 같이, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10)은, 모니터링부를 더 포함할 수 있다. 모니터링부는, 제1 온도센서(610)와 압력센서(700)로부터 수신한 온도와 압력을 표시하고, 수신된 온도 및 압력을 실시간으로 기록할 수 있다.

한편, 이하에서는, 도 2 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)를 설명한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 실시예와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는, 하우징(200)과, 시험체 장착부와, 패턴조절용 공기투입부(500)를 포함한다.

하우징(200)은, 연소기(50)와 연결되어 연소가스가 유입되는 유입구(210)와, 연소가스가 배출되는 배출구(220)가 형성되고, 내부에 구비된 수용공간에 연소가스가 유동하는 통로인 유로(230)가 마련될 수 있다.

시험체 장착부는, 하우징(200)에 구비되며, 가스터빈에 설치되는 베인(11)과 블레이드(12)를 포함하는 시험체가 유로(230) 상에 배치되게 장착될 수 있다.

구체적으로, 도 5에는 하우징(200) 내부에 구비되는 유로(230)의 형상이 도시된다. 도시된 실시예와 같이, 베인(11)과 블레이드(12)는 유로(230) 상에 연통되게 장착되어, 유로(230)를 유동하는 연소가스와 접촉할 수 있다.

패턴조절용 공기투입부(500)는, 공기를 압축하는 공기압축기(20)와 연결되고, 하우징(200)의 유입구(210) 측에 결합될 수 있다. 또한, 공기압축기(20)로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 유로(230)에 투입할 수 있다. 이에 따라, 패턴조절용 공기투입부(500)는, 하우징(200) 내부의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사할 수 있다.

구체적으로, 실제 가스터빈에서, 베인(11)과 블레이드(12)는 연소기(50) 후단에 설치되어 고온의 연소가스를 공급받을 수 있다. 이때, 가스터빈은, 연소가스의 온도분포에 따라 베인(11)과 블레이드(12)의 열응력 상태가 변화하기 때문에, 본 발명에 따른 테스트리그(100)에서도 실제 연소가스의 온도분포를 모사할 필요가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 패턴조절용 공기투입부(500)는, 공기압축기(20)로부터 공급되는 냉각공기를 상기 유로(230)에 투입함으로써, 하우징(200) 내부의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는, 종래 시험편을 별도로 제작하여 열내구성 시험을 수행하던 것과 달리, 실제 가스터빈에 사용되는 베인(11)과 블레이드(12)를 운전환경에 맞게 장착하여 시험함으로써, 열내구성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 실제 가스터빈에서 발생되는 열응력 상태를 모사하여 베인(11)과 블레이드(12)를 평가함으로써, 시험결과를 분석할 때에 제한인자를 최소화하여, 평가결과의 활용도와 신뢰성을 더욱 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

구체적으로, 시험체 장착부는, 베인 장착부재(300)와, 블레이드 장착부재(400)를 더 포함할 수 있다.

베인 장착부재(300)는, 하우징(200)에 결합되며, 베인(11)이 장착될 수 있다. 구체적으로, 베인 장착부재(300)는, 연소가스가 유동하는 유로(230) 상에 배치되도록 베인(11)을 하우징(200)에 결합할 수 있다.

또한, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 블레이드 장착부재(400)는, 하우징(200)에 결합되며, 블레이드(12)가 장착되되, 블레이드(12)를 베인(11)과 유로(230)를 통해 연통되게 장착시킬 수 있다. 또한, 블레이드 장착부재(400)는, 베인 장착부재(300)에서 배출구(220) 방향으로 이격되게 구비되며, 베인 장착부재(300)로부터 기설정된 각도로 회전된 상태로 구비될 수 있다.

그리고 하우징(200)은, 가스터빈에서의, 베인(11)과 블레이드(12) 사이의 연소가스의 유동을 모사하도록, 유로(230)가 곡선형상으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 실제 가스터빈의 운전 시에, 베인(11)은 고정 상태이며, 터빈 로터에 장착된 블레이드(12)는 회전할 수 있다. 베인(11)은 복수 개가 일정한 각도로 배치되며 연소기(50)에서 발생한 열에너지를, 로터 및 블레이드(12)를 회전시키기 위한 기계적 에너지 변화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 시험체 장착부는, 종래 별도 제작한 시험편으로 열 내구성을 시험하던 것과는 달리, 실제 가스터빈에 적용되는 각도와 간격으로, 복수의 베인(11)과 블레이드(12)를 배치할 수 있다. 또한, 가스터빈 운전 시의 베인(11)과 블레이드(12)의 동작상태가 반영되도록, 블레이드 장착부재(400)가 베인 장착부재(300)로부터 기설정된 각도로 회전한 상태로 구비되도록 할 수 있다(도 5 참조).

예를 들어, 도시된 실시예와 같이, 베인(11) 3개와 블레이드(12) 8개를 실제 적용되는 각도와 간격으로 배치할 수 있다. 그리고, 일부의 고온 부품으로 실제 운전환경을 모사할 수 있도록 경계조건을 설명하고 전산해석을 수행하며, 그 결과를 반영하여 시험체를 배치할 수 있다. 다만, 본 발명에 시험체로 장착되는 베인(11)과 블레이드(12)의 개수는 도시된 실시예에 한정하는 것은 아니며, 다양한 개수로 적용될 수 있다.

또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 하우징(200)에 구비된 유로(230)는 곡선 형상으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 하우징(200)은, 유로(230)의 하면 형상을 형성하는 하면부(203)와, 유로(230)의 측면 형상을 형성하는 측면부(201)를 포함할 수 있다. 도 6을 참조하면, 블레이드(12)는 베인(11)에 대하여 일측으로 치우치게 배치될 수 있고, 측면부(201)는, 하우징(200)의 유입구(210)와 배출구(220)를 연결하는 가상의 선에서, 블레이드(12)가 장착된 부분이 일측으로 치우치는, 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 도 7을 참조하면, 하면부(203)에는 베인(11)이 관통 설치되는 베인홀(h1)과, 블레이드(12)가 관통 설치되는 블레이드홀(h2)이 관통 형성될 수 있다.

이에 따라, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는, 실제 가스터빈의 운전 시, 터빈에서의 연소가스의 흐름을 효과적으로 모사할 수 있다. 따라서, 실제 베인(11)과 블레이드(12)의 열 내구성을 분석하기 위한 제한인자를 최소화할 수 있으므로, 시험결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예와 같이, 패턴조절용 공기투입부(500)는, 본체(510)과, 제1 냉각공기 주입배관(530)을 포함할 수 있다.

본체(510)는, 일측이 하우징(200)에 결합되고, 타측이 연소기(50)에 결합되며, 내부에 유로(230)와 연통되는 공기통로(511)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 본체(510)는 일측에 하우징(200)의 유입구(210) 측에 결합되는 하우징 결합부(514)를 구비하고, 본체(510)의 타측에 연소기(50)의 후단에 결합되는 연소기 결합부(514)를 구비할 수 있다.

제1 냉각공기 주입배관(530)은, 공기통로(511)와 연통되게 본체(510)에 장착되며, 공기압축기(20)와 연결되어, 공기압축기(20)부터 공급된 냉각공기를 공기통로(511)로 투입시킬 수 있다. 즉, 제1 냉각공기 주입배관(530)은, 공기통로(511)와 공기압축기(20)를 연결시킬 수 있다. 이때, 공기통로(511)로 유입되는 압축공기는, 공기가열기(30)를 거치지 않은 냉각공기이며, 연소기(50)로부터 공기통로(511)로 유입되는 연소가스에 비해 낮은 온도이고, 연소가스가 하우징(200)으로 유입되기 전에, 연소가스의 온도패턴을 조절하여, 유로(230)로 공급할 수 있다.

여기서, 제1 냉각공기 주입배관(530)은, 상기 본체(510)의 원주방향으로 복수 개가 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이, 패턴조절용 공기투입부(500)를 도 8의 I-I 방향에서 바라본 경우, 제1 냉각공기 주입배관(530)은, 공기통로(511)의 상측에 3개, 하측에 2개, 양측에 각 1개씩 배치될 수 있다.

이와 같이, 복수의 제1 냉각공기 주입배관(530)에 의해, 공기통로(511)로 균일한 압력의 냉각공기가 유입되므로, 온도패턴의 조절이 용이할 수 있다.

더욱 바람직하게, 본체(510)는, 내주면에 두께 방향으로 요입 형성된 공급 슬릿(540)을 더 포함할 수 있다. 공급 슬릿(540)은, 복수의 제1 냉각공기 주입배관(530) 각각에 연결되게 복수로 구비되며, 본체(510)의 내주면에 길게 형성될 수 있다.

이와 같은 복수의 공급 슬릿(540)에 의해, 본체(510)의 내주면의 넓은 면적은 세분화될 수 있다. 따라서, 공기통로(511)의 모든 영역에 고르게 냉각공기를 주입시킬 수 있다.

한편, 이하에서는, 도 11 및 도 12를 참조하여, 베인 장착부재(300)와 블레이드 장착부재(400)를 구체적으로 설명한다. 도 11의 (a) 내지 도 11의 (e)는 베인 장착부재(300)와 베인(11)이 조립되는 과정을 도시한 도면이다. 또한, 도 12의 (a) 내지 도 12의 (d)는 블레이드 장착부재(400)와 블레이드(12)가 조립되는 과정을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 베인 장착부재(300)는, 하우징(200)의 하면부(203)에 장착되고, 베인(11)의 하단부가 조립되는 베인 하부 고정블록(310)과, 하우징(200)의 상면부에 장착되고, 베인(11)의 상단부가 조립되는 베인 상부 고정블록(330)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 베인(11)은 하우징(200)의 상면부와 하면부(203)에 관통되게 설치될 수 있다. 그리고, 베인 하부 고정블록(310)과 베인 상부 고정블록(330)은 관통된 베인(11)의 상단과 하단에 결합되어, 복수의 베인(11)을 연결하고, 베인(11)을 하우징(200)에 결합시킬 수 있다. 이때, 베인 장착부재(300)는 베인(11)을 하우징(200)에 탈착 가능하게 조립할 수 있다. 이에 따라, 시험체인 베인(11)을 교체할 수 있으므로, 다양한 베인(11)을 시험할 수 있다.

또한, 베인 장착부재(300)는, 제2 냉각공기 주입배관(350)을 더 포함할 수 있다.

제2 냉각공기 주입배관(350)은, 공기압축기(20)로부터 공급된 냉각공기를 베인(11) 내부로 투입시키도록, 공기압축기(20)와 연결되고, 베인(11)의 내부와 연통되게 베인 상부 고정블록(330)에 관통 설치될 수 있다.

구체적으로, 제2 냉각공기 주입배관(350)은, 베인(11) 내부와 공기압축기(20)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 공기압축기(20)로부터 공급되는 냉각공기를 베인(11) 내부에 유입시켜 베인(11)을 냉각시킬 수 있다. 이는 실제 가스터빈에서의 고온 부품의 냉각 기능을, 시험체인 본 발명에 삽입되는 베인(11)에도 적용한 것으로, 이로 인해, 실제 가스터빈의 운전환경을 더욱 유사하게 모사할 수 있고, 고온 연소가스에 노출된 시험체인 베인(11)의 수명을 연장시킬 수 있다.

베인 장착부재(300)를 하우징(200)에 설치하기 위해, 먼저, 하우징(200)의 하면부(203)에 베인 하부 고정블록(310)을 장착하고(도 11의 (a) 참조), 베인(11)을 하우징(200)에 관통되게 설치하면서, 하단을 베인 하부 고정블록(310)에 조립할 수 있다(도 11의 (b) 참조). 그리고, 베인(11) 상단부에 베인 상부 고정블록(330)을 조립할 수 있다(도 11의 (c) 참조).

또한, 제2 냉각공기 주입배관(350)은, 베인(11)의 내부와 연통되고, 베인 상부 고정블록(330)에 관통 설치될 수 있다. 이때, 베인 하부 고정블록(310)과 베인 상부 고정블록(330)을 커버하도록, 하부커버(320)와 상부커버(340)를 더 구비하여, 베인(11)을 더욱 안정적으로 설치할 수 있다(도 11의 (d) 참조). 그리고, 베인 상부 고정블록(330)의 상부에는 상부플랜지(341)를 더 구비하여, 제2 냉각공기 주입배관(350)을 더욱 견고하게 설치할 수 있다(도 11의 (e) 참조).

한편, 도 12에 도시된 실시예와 같이, 하우징(200)은, 복수의 블레이드(12)의 루트(13)가 삽입되는 루트 삽입홈(250)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 블레이드 장착부재(400)는, 블레이드(12)의 루트(13)를 루트 삽입홈(250)에 고정하도록, 복수의 블레이드(12)의 루트(13)와, 루트 삽입홈(250)의 양단부 사이에 끼움 고정되는 블레이드 고정블록(410)과, 복수의 블레이드(12)의 루트(13)들 사이에 끼워지는 핀 플레이트(430)를 포함할 수 있다. 이때, 블레이드 장착부재(400)는 블레이드(12)를 하우징(200) 내부에 삽입, 조립함으로써, 블레이드(12)를 하우징(200)에 탈착 가능하게 조립할 수 있다. 여기서, 루트 삽입홈(250)은, 블레이트 루트(13)의 형상에 대응되게 사출 성형될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 블레이드(12)를 안정적으로 고정할 수 있다면, 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.

또한, 블레이드 장착부재(400)는, 제3 냉각공기 주입배관(450)을 더 포함할 수 있다.

제3 냉각공기 주입배관(450)은, 공기압축기(20)로부터 공급된 냉각공기를, 블레이드(12) 내부로 투입시키도록, 공기압축기(20)와 연결되고, 루트(13)의 내부와 연통되게 하우징(200)에 관통 설치될 수 있다.

구체적으로, 제3 냉각공기 주입배관(450)은, 블레이드(12) 내부와 공기압축기(20)를 연통시킬 수 있다. 이에 따라, 공기압축기(20)로부터 공급되는 냉각공기를 블레이드(12) 내부에 유입시켜 블레이드(12)를 냉각시킬 수 있다.

블레이드 장착부재(400)를 하우징(200)에 설치하기 위해, 먼저, 하우징(200)에 구비된 루트 삽입홈(250)의 일단에 블레이드 고정블록(410)을 삽입, 설치할 수 있다(도 12의 (a) 참조). 그리고, 블레이드 루트(13)를 루트 삽입홈(250)에 삽입하면서, 복수의 블레이드(12)를 설치할 수 있다(도 12의 (b) 참조). 이때, 블레이드 루트(13)들 사이에 핀 플레이트(430)를 삽입하여, 블레이트 루트(13)들 사이의 간격을 좁힐 수 있다(도 12의 (c) 참조).

블레이드(12)의 삽입 장착이 완료된 후, 루트 삽입홈(250)의 타단에 블레이드 고정블록(410)을 설치할 수 있다(도 12의 (d) 참조). 그리고, 도 2 및 도 12의 (d)를 참조하면, 제3 냉각공기 주입배관(450)은, 블레이드(12)의 내부와 연통되고, 하우징(200)에 관통 설치될 수 있다.

한편, 도 2, 도 4, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는 제1 온도센서(610)를 더 포함할 수 있다.

제1 온도센서(610)는, 하우징(200)과, 시험체 장착부 및 패턴조절용 공기투입부(500) 중 적어도 패턴조절용 공기투입부(500)에 구비되어, 내부에 유동하는 공기의 온도를 측정할 수 있다.

구체적으로, 제1 온도센서(610)는, 하우징(200)에 구비된 유로(230) 내부의 온도를 측정하기 위한 것으로, 패턴조절용 공기투입부(500)에 설치된다. 그리고, 추가로 베인 장착부재(300)와 블레이드 장착부재(400)와 하우징(200)에 설치될 수 있다.

또한, 패턴조절용 공기투입부(500)는, 압력센서(700)를 더 포함할 수 있다.

압력센서(700)는, 하우징(200)에 유입되는 연소가스의 압력을 측정하도록, 공기통로(511)와 연통되게 본체(510)에 관통 설치될 수 있다. 이러한 압력센서(700)에 의해 고온의 연소가스에 의해 테스트리그(100) 내부에서 발생하는 연소의 불안정에 의한 외란의 크기를 실시간으로 측정할 수 있다.

이러한 제1 온도센서(610)와 압력센서(700)를 통해, 패턴조절용 공기투입부(500) 내부의 온도와 압력을 실시간으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 패턴조절용 공기투입부(500) 내부의 연소가스의 유동 환경을, 실제 가스터빈의 연소기(50) 후단의 환경과 유사하게 모사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는 냉각수 배관(800)을 더 포함할 수 있다. 냉각수 배관(800)은, 하우징(200)과, 상기 시험체 장착부 및 상기 패턴조절용 공기투입부(500) 중 적어도 하나에 구비될 수 있고, 냉각부(60)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 냉각부(60)에서 생성된 냉각수를 테스트리그(100)로 유입시킴으로써, 테스트리그(100)를 냉각시킬 수 있다.

한편, 도 2 및 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그(100)는, 시험체인 베인(11)의 표면 온도를 측정하는 제2 온도센서(620)와, 블레이드(12)의 표면 온도를 측정하는 제3 온도센서(630)를 더 포함할 수 있다.

제2 온도센서(620)는, 베인(11)의 표면에 관통 형성된 베인(11) 관통홀에 설치될 수 있다. 또한, 제3 온도센서(630)는, 블레이드(12)의 표면에 관통 형성된 블레이드(12) 관통홀에 설치될 수 있다. 이때, 베인(11) 관통홀과 블레이드(12) 관통홀은, 제2 온도센서(620) 및 제3 온도센서(630)를 설치하기 위해 천공한 홀일 수도 있고, 블레이드(12)와 베인(11)의 냉각을 위해 구비된 냉각홀일 수도 있다. 도 13의 미설명부호인 621은 제2 온도센서(620) 및 제3 온도센서(630)에 연결된 전선이다.

이와 같이, 제2 온도센서(620) 또는 제3 온도센서(630)는 베인(11)의 표면 또는 블레이드(12)의 표면에 관통 설치됨으로써, 열 내구성 시험 중에 시험체인 고온부품의 표면 온도를 측정할 때, 제2 온도센서(620) 또는 제3 온도센서(630)로 인해, 연소가스의 유동패턴의 간섭이 최소화되게 할 수 있다.

한편, 이하에서는, 도 1, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 측면에 의한 고온부품의 열내구성 시험방법을 설명한다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험방법은, 압축공기 생성단계(S120)와, 압축공기 가열단계(S130)와, 연소가스 발생단계(S140)와, 연소가스 공급단계(S151)와, 냉각공기 공급단계(S153)를 포함할 수 있다.

압축공기 생성단계(S120)는, 공기압축기(20)를 통해, 공기를 압축하여 압축공기를 생성할 수 있다.

압축공기 가열단계(S130)는, 압축공기 생성단계(S120)에서 생성된 압축공기를, 공기가열기(30)를 통해 기설정된 온도로 가열할 수 있다. 구체적으로, 압축공기 가열단계(S130)는, 공기가열기(30)를 동작하여 200-300도로 세팅한 후, 압축공기를 연소를 위한 온도로 예열할 수 있다.

연소가스 발생단계(S140)는, 압축공기 가열단계(S130)에서 가열된 압축공기와, 연료공급부(40)로부터 공급된 연료를 연소기(50)에 공급하고, 연료를 연소하여 고온의 연소가스를 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 연소를 위한 공기가 기설정된 온도로 예열되면, 연소가스 밸브를 개방하여, 가열된 압축공기를 연소기(50) 전단에 유입시킬 수 있다. 그리고, 연료라인 밸브를 개방하여, 연료공급부(40)의 연료를 연소기(50)로 공급하고, 연료를 연소하여 연소가스를 발생시킬 수 있다.

이 후, 연소가스 공급단계(S151)는, 연소가스 발생단계(S140)에서 생성된 연소가스를, 가스터빈에 설치되는 베인(11)과 블레이드(12)가 장착된 테스트리그(100)에 공급할 수 있다. 제1 온도센서(610)를 통해 테스트리그(100) 내부의 온도를 모니터링하면서, 고온의 연소가스를 공급하여, 시험하고자 하는 온도(예를 들어 800 - 1000℃)로, 시험체의 열내구성 시험을 수행할 수 있다.

한편, 냉각공기 공급단계(S153)는, 상기한 연소가스 공급단계(S151)와 함께 수행될 수 있다. 냉각공기 공급단계(S153)는, 공기압축기(20)에서 생성된 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를 상기 테스트리그(100)에 공급하여, 상기 테스트리그(100)의 내부를 유동하는 공기의 온도 분포를 조절할 수 있다. 냉각공기 공급단계(S153)를 통해, 테스트리그(100) 내부 유로(230)의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 연소가스의 흐름을 효과적으로 모사할 수 있다.

구체적으로, 냉각공기 공급단계(S153)는, 유로 온도 조절단계와, 시험체 온도 조절단계를 포함할 수 있다.

유로 온도 조절단계는, 테스트리그(100) 내부에 구비된, 연소가스가 유동하는 통로인 유로(230)에, 냉각공기를 공급할 수 있다. 구체적으로, 유로(230) 온도 조절단계에서는, 패턴조절용 공기투입부(500)에 구비된 제1 냉각공기 주입배관(530)을 통해, 공기압축기(20)로부터 공급된 냉각공기를 공기통로(511) 및 유로(230)에 투입함으로써, 유로(230)의 온도를 조절할 수 있다.

시험체 온도 조절단계는, 냉각공기를, 베인(11)과 블레이드(12)의 내부로 투입시킬 수 있다. 구체적으로, 베인 장착부재(300)에 구비된 제2 냉각공기 주입배관(350)과, 블레이드 장착부재(400)에 구비된 제3 냉각공기 주입배관(450)을 통해, 공기압축기(20)로부터 공급되는 냉각공기를 베인(11)과 블레이드(12)에 투입함으로써, 베인(11)과 블레이드(12)를 냉각할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험방법은, 냉각부 구동단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 냉각부 구동단계(S110)는, 테스트리그(100)에서 배출되는 가스를 냉각하도록, 테스트리그(100)와 연결된 냉각부(60)를 구동할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험방법은, 모니터링 단계를 더 포함할 수 있다. 모니터링 단계는, 테스트리그(100)로 투입되는 냉각공기의 유량을 표시하고, 테스트리그(100) 내부의 온도와 압력을 표시할 수 있다. 그리고, 작업자는 이를 통해 테스트리그(100) 내부의 온도와 압력에 따라 냉각공기의 투입량을 조절할 수 있다.

한편, 이하에서는, 도 15 및 도 16를 참조하여, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10) 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 도 15는 고온부품의 열내구성 시험 운전프로그램을 캡쳐한 도면이고, 도 16은 도 15에 도시된 운전프로그램을 실행하기 위한 절차의 흐름도이다.

도 15 및 도 16에 도시된 열내구성 시험 운전프로그램은, 본 발명에 따른 시험 시스템 및 시험방법을 구체적으로 실현하기 위한 일 실시예이다. 다만, 본 발명에 따른 고온부품의 열내구성 시험 시스템(10) 및 방법은 도시된 실시예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 프로그램으로 변형실시가 가능하다.

먼저 도 15에 도시된 열내구성 시험 운전프로그램은, 화면 상에, 도 1에 도시된 부품들이 간략하게 표시되며, 각 부품들을 연결하는 배관에 연결된 밸브의 상태를 표시할 수 있다. 여기서, 배관에 연결된 밸브에는, 개폐밸브(V1)와 유량조절밸브(V2) 등이 포함될 수 있다. 특히, 공기압축기(20)와 테스트리그(100)의 각 부분에 연결되는 배관에는 유량조절밸브(V2)가 구비되어, 냉각공기의 유량을 조절하여 테스트리그(100) 내부의 온도패턴을 조절할 수 있다. 또한, 유량조절밸브(V2)의 개도상태를 표시하는 표시부(M1)와, 배관을 흐르는 유량을 표시 및 입력하는 표시부(M2)를 구비하여, 공급되는 냉각공기의압력을 실시간으로 모니터링 및 입력하여 조절할 수 있다.

또한, 공기가열기(30)의 가열온도를 표시하는 표시부(M3)와, 연료공급부(40)로부터 연소기(50)로 공급되는 연료의 유량 및 압력을 표시하는 표시부(M4)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 냉각부(60)로부터 테스트리그(100)에 공급되는 공기 또는 냉각수의 온도와 압력을 표시 및 입력하는 표시부(M5)더 포함할 수 있다.

또한 도시하지 않았지만, 도시된 열내구성 시험 운전프로그램은, 상기 표시부들(M1, M2, M3, M4, M5)에 의해 표시되는 온도와 압력(유량)을 실시간을 기록할 수 있다.

다음은, 도 16을 참조하여, 도 15에 도시된 운전프로그램을 실행하기 위한 절차를 설명한다.

먼저, 운전 전에 현장 점검 매뉴얼을 시행하여, 운전 환경을 조성한다. 그리고, 프로그램 리셋을 통해 밸브(V1, V2) 및 모든 시스템을 초기상태로 세팅한다.

이 후, 시스템 냉각을 위한 냉각부(60)를 구동하고, 공기압축기(20)를 가동하여 압축공기를 생성할 수 있다. 생성된 압축공기는, 상기한 운전프로그램을 통해 유량과 온도를 조절하면서, 테스트리그(100) 또는 베인(11)과 블레이드(12)로 투입될 수 있다.

테스트리그(100)에 공급되는 공기의 유량과, 가열된 압축공기의 온도 및 압력이 기설정된 기준에 도달하면, 연료라인 밸브를 개방하여, 테스트리그(100)로 연료를 공급함으로써 유량을 실시간을 모니터링할 수 있다.

시험체의 시험조건이 온도와 압력 등을 모니터링하고, 시험조건에 맞게 조절할 수 있다. 시험조건에 도달하면, 시험체인 베인(11)과 블레이드(12) 열 내구성을 시험을 수행할 수 있다.

열내구성 시험이 완료되면, 각 부품의 구동을 정지하고, 냉각부(60)를 통해, 테스트리그(100)에서 배출되는 공기를 냉각하여 배출할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그는, 종래 시험편을 별도로 제작하여 열내구성 시험을 수행하던 것과 달리, 실제 가스터빈에 사용되는 베인과 블레이드를 운전환경에 맞게 장착하여 시험함으로써, 열내구성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 실제 가스터빈에서 발생되는 열응력 상태를 모사하여 베인과 블레이드를 평가함으로써, 시험결과를 분석할 때에 제한인자를 최소화하여, 평가결과의 활용도와 신뢰성을 더욱 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 베인과 블레이드의 배열을 가스터빈의 운전환경에 맞게 함으로써, 가스터빈에서의 연소가스의 흐름을 모사할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 시험조건과 결과를 실시간으로 모니터링하고 기록할 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.

10: 고온부품의 열내구성 시험 시스템 20: 공기압축기
30: 공기가열기 40: 연료공급부
50: 연소기 60: 냉각부
100: 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그
200: 하우징 210: 유입구
220: 배출구 230: 유로
250: 루트 삽입홈 300: 베인 장착부재
310: 베인 하부 고정블록 330: 베인 상부 고정블록
350: 제2 냉각공기 주입배관 400: 블레이드 장착부재
410: 블레이드 고정블록 430: 핀 플레이트
450: 제3 냉각공기 주입배관 500: 패턴조절용 공기투입부
510: 본체 511: 공기통로
530: 제1 냉각공기 주입배관 540: 공급 슬릿
610: 제1 온도센서 620: 제2 온도센서
630: 제3 온도센서 700: 압력센서
800: 냉각수 배관

Claims (20)

1. 연소기와 연결되어 연소가스가 유입되는 유입구와, 상기 연소가스가 배출되는 배출구가 형성되고, 내부에 구비된 수용공간에 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로가 마련되는 하우징;
   상기 하우징에 구비되며, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드를 포함하는 시험체가 상기 유로 상에 배치되게 장착되는 시험체 장착부; 및,
   상기 하우징 내부의 연소가스 온도분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 공기를 압축하는 공기압축기와 연결되고, 상기 하우징의 상기 유입구 측에 결합되며, 상기 공기압축기로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 상기 유로에 투입하는, 패턴조절용 공기투입부를 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시험체 장착부는,
   상기 하우징에 결합되며, 상기 베인이 장착되는 베인 장착부재;
   상기 하우징에 결합되며, 상기 블레이드가 상기 베인과 상기 유로를 통해 연통되게 장착되고, 상기 베인 장착부재에서 상기 배출구 방향으로 이격되게 구비되며, 상기 베인 장착부재로부터 기설정된 각도로 회전된 상태로 구비되는 블레이드 장착부재를 포함하고,
   상기 하우징은, 가스터빈에서의, 상기 베인과 상기 블레이드 사이의 상기 연소가스의 유동을 모사하도록, 상기 유로가 곡선형상으로 형성되는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
3. 제1항에 있어서,
   상기 패턴조절용 공기투입부는,
   일측이 상기 하우징에 결합되고, 타측이 상기 연소기에 결합되며, 내부에 상기 유로와 연통되는 공기통로가 구비되는 본체; 및,
   상기 공기통로와 연통되게 상기 본체에 장착되며, 상기 공기압축기와 연결되어, 상기 공기압축기부터 공급된 상기 냉각공기를 상기 공기통로로 투입시키는, 제1 냉각공기 주입배관을 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 냉각공기 주입배관은, 상기 본체의 원주방향으로 복수 개가 설치되는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
5. 제4항에 있어서,
   상기 본체는, 상기 본체의 내주면에 두께 방향으로 요입 형성되고, 복수의 상기 제1 냉각공기 주입배관 각각에 연결되게 복수로 구비되며, 상기 본체의 내주면에 길게 형성된 공급 슬릿을 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
6. 제1항에 있어서,
   상기 베인은, 상단부와 하단부가, 상기 하우징의 상면부와 하면부에 관통되게 구비되고,
   상기 베인 장착부재는,
   상기 하우징의 하면부에 장착되고, 상기 베인의 하단부가 조립되는 베인 하부 고정블록; 및,
   상기 하우징의 상면부에 장착되고, 상기 베인의 상단부가 조립되는 베인 상부 고정블록을 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
7. 제6항에 있어서, 상기 베인 장착부재는,
   상기 공기압축기로부터 공급된 상기 냉각공기를 상기 베인 내부로 투입시키도록, 상기 공기압축기와 연결되고, 상기 베인의 내부와 연통되게 상기 베인 상부 고정블록에 관통 설치되는 제2 냉각공기 주입배관을 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
8. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은, 복수의 상기 블레이드에 구비된 블레이트 루트가 삽입되는 루트 삽입홈을 더 포함하고,
   상기 블레이드 장착부재는,
   상기 블레이드 루트를 상기 루트 삽입홈에 고정하도록, 복수의 상기 블레이드 루트와, 상기 루트 삽입홈의 양단부 사이에 끼움 고정되는 블레이드 고정블록; 및,
   복수의 상기 블레이드 루트들 사이에 끼워지는 핀 플레이트를 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
9. 제8항에 있어서, 상기 블레이드 장착부재는,
   상기 공기압축기로부터 공급된 상기 냉각공기를, 상기 블레이드 내부로 투입시키도록, 상기 공기압축기와 연결되고, 상기 루트의 내부와 연통되게 상기 하우징에 관통 설치되는 제3 냉각공기 주입배관을 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과, 상기 시험체 장착부 및 상기 패턴조절용 공기투입부 중 적어도 상기 패턴조절용 공기투입부에 구비되어, 내부에 유동하는 공기의 온도를 측정하는 제1 온도센서를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
11. 제1항에 있어서,
    상기 베인의 표면에 관통 형성된 베인 관통홀에 설치되는 제2 온도센서; 및,
    상기 블레이드의 표면에 관통 형성된 블레이드 관통홀에 설치되는 제3 온도센서를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
12. 제3항에 있어서,
    상기 패턴조절용 공기투입부는, 상기 하우징에 유입되는 연소가스의 압력을 측정하도록, 상기 공기통로와 연통되게 상기 본체에 관통 설치되는 압력센서를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험용 테스트리그.
13. 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 공기압축기;
    상기 공기압축기로부터 공급된 상기 압축공기가, 공기가열기에 의해 가열되어 공급되고, 연료공급부로부터 공급된 연료를 연소하여, 고온의 연소가스를 발생하는 연소기;
    상기 연소기의 후단에 연결되고, 상기 연소기로부터 유입된 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로가 구비되며, 상기 유로 상에, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드를 포함하는 시험체가 장착되고, 상기 공기압축기로부터 공급되는 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를, 상기 유로에 투입하여, 상기 베인과 상기 블레이드의 열내구성을 시험하는, 테스트리그;
    상기 테스트리그에 연결되어, 상기 테스트리그에서 배출되는 공기를 냉각하는 냉각부; 및,
    상기 테스트리그 내부의 연소온도 분포를 조절하여, 가스터빈의 운전환경을 모사하도록, 상기 테스트리그에 유입되는 상기 연소가스와 상기 냉각공기의 압력과 온도를 조절하는 제어부를 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 테스트리그는, 내부에 유동하는 공기의 온도를 측정하는 제1 온도센서와, 내부의 공기의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 온도센서와 상기 압력센서로부터 신호를 수신하여, 상기 테스트리그로 공급되는 상기 연소가스와, 상기 냉각공기의 투입량을 조절하는, 고온부품의 열내구성 시험 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 온도센서와 상기 압력센서로부터 수신한 온도와 압력을 표시하고, 수신된 상기 온도 및 상기 압력을 실시간으로 기록하는, 모니터링부를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험 시스템.
16. 제13항에 있어서,
    상기 테스트리그는, 상기 베인이 장착되는 베인 장착부재와, 상기 베인 장착부재와 이격되게 구비되며, 상기 베인 장착부재로부터 기설정된 각도로 회전된 상태로 구비되는 블레이드 장착부재를 더 포함하며,
    상기 유로는, 가스터빈에서의, 상기 베인과 상기 블레이드 사이의 상기 연소가스의 유동을 모사하도록, 곡선형상으로 형성되는, 고온부품의 열내구성 시험 시스템.
17. 공기압축기를 통해, 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 압축공기 생성단계;
    상기 압축공기 생성단계에서 생성된 압축공기를, 공기가열기를 통해 기설정된 온도로 가열하는 압축공기 가열단계;
    상기 압축공기 가열단계에서 가열된 상기 압축공기와, 연료공급부로부터 공급된 연료를 연소기에 공급하고, 상기 연료를 연소하여 고온의 연소가스를 발생시키는 연소가스 발생단계;
    상기 연소가스 발생단계에서 생성된 상기 연소가스를, 가스터빈에 설치되는 베인과 블레이드가 장착된 테스트리그에 공급하는 연소가스 공급단계; 및,
    상기 연소가스 공급단계와 함께, 상기 공기압축기에서 생성된 가열되지 않은 압축공기인 냉각공기를 상기 테스트리그에 공급하여, 상기 테스트리그의 내부를 유동하는 공기의 온도 분포를 조절하는 냉각공기 공급단계를 더 포함하는 고온부품의 열내구성 시험방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 냉각공기 공급단계는,
    상기 테스트리그 내부에 구비된, 상기 연소가스가 유동하는 통로인 유로에, 상기 냉각공기를 공급하는, 유로 온도 조절단계; 및,
    상기 냉각공기를, 상기 베인과 상기 블레이드의 내부로 투입시키는, 시험체 온도 조절단계를 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험방법.
19. 제17항에 있어서,
    상기 테스트리그에서 배출되는 가스를 냉각하도록, 상기 테스트리그와 연결된 냉각부를 구동하는, 냉각부 구동단계를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험방법.
20. 제17항에 있어서,
    상기 테스트리그로 투입되는 상기 냉각공기의 유량을 표시하고, 상기 테스트리그 내부의 온도와 압력을 표시하여, 상기 테스트리그 내부의 온도와 압력에 따라 상기 냉각공기의 투입량을 조절하는, 모니터링 단계를 더 포함하는, 고온부품의 열내구성 시험방법.
    

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