KR20190036204A - Gas Turbine - Google Patents

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KR20190036204A
KR20190036204A KR1020170125157A KR20170125157A KR20190036204A KR 20190036204 A KR20190036204 A KR 20190036204A KR 1020170125157 A KR1020170125157 A KR 1020170125157A KR 20170125157 A KR20170125157 A KR 20170125157A KR 20190036204 A KR20190036204 A KR 20190036204A
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Abstract

Disclosed is a gas turbine. The gas turbine according to an embodiment of the present invention comprises: a turbine vane (33) provided at the gas turbine; an end wall (38) connected to a hub (31) and a tip (32) of the turbine vane (33), and having a hook unit (36); and an end wall cooling unit (300) formed at the end wall (38), through which cooling air is introduced for cooling of the hook unit (36).

Description

가스 터빈 {Gas Turbine}Gas Turbine

본 발명은 가스 터빈에 구비된 터빈 베인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 터빈 베인의 막 냉각이 불리한 위치에 대한 효율적인 냉각을 위한 가스 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a turbine vane provided in a gas turbine, and more particularly, to a gas turbine for efficient cooling of a position where the film cooling of the turbine vane is unfavorable.

일반적으로 가스 터빈은 압축기부에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에 분사시켜 회전시킴으로써 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종이다.BACKGROUND ART Generally, a gas turbine is a type of internal combustion engine that converts thermal energy into mechanical energy by injecting high-temperature and high-pressure combustion gases produced by mixing fuel into compressed air at a high pressure in a compressor, and rotating the turbine.

이러한 터빈을 구성하기 위해서 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 다단으로 구성하여 상기 고온, 고압의 연소 가스가 터빈 블레이드를 통과시키도록 하는 구성이 널리 사용되고 있다.In order to construct such a turbine, a plurality of turbine rotor disks in which a plurality of turbine blades are arranged on the outer circumferential surface are configured in a multi-stage so that the high-temperature and high-pressure combustion gases are allowed to pass through the turbine blades.

이와 같이 사용되는 가스터빈의 터빈 베인은 표면에 대한 냉각을 위한 막 냉각법이 일반적으로 사용하고 있으며 이에 대해 도면을 참조하여 설명한다.A membrane cooling method for cooling the surface of a turbine vane of a gas turbine used in this way is generally used and will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 1을 참조하면, 터빈 베인은 표면으로 공급되는 핫 가스가 도면에로부터 도시된 바와 같이 이동된다.Referring to FIG. 1 of the accompanying drawings, a turbine vane is moved as shown in FIG.

핫 가스는 터빈 베인(3)으로 이동하여 리딩 엣지(3a)를 경유하여 표면을 따라 이동하고, 앤드 월(3b)과도 접촉된다.The hot gas moves to the turbine vane 3, moves along the surface via the leading edge 3a, and contacts the end wall 3b.

상기 앤드 월(3b)은 고온의 핫 가스와 지속적으로 접촉될 경우 후크부(3c)의 온도가 고온으로 유지된다. 상기 후크부(3c)는 냉각을 위한 별도의 냉각 공기가 공급되지 않거나 거리가 멀어서 냉각이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생된다.The end wall 3b maintains the temperature of the hook portion 3c at a high temperature when it is continuously brought into contact with hot hot gas. The hook portion 3c may not be supplied with additional cooling air for cooling or may not be smoothly cooled because the distance is long.

특히 후크부(3c)는 고온의 핫 가스에 지속적으로 노출될 경우 표면 온도가 상승하여 열 응력이 집중되거나 핫 스팟(hot spot)으로 인한 변형이 발생될 수 있다.Particularly, when the hook portion 3c is continuously exposed to the hot gas at a high temperature, the surface temperature rises and thermal stress may concentrate or deformation due to hot spot may occur.

따라서 터빈 베인(3)은 앤드 월(3b)의 안정적인 냉각을 위한 기술 개발을 요구하고 있는 실정이다.Therefore, the turbine vane 3 is required to develop a technology for stable cooling of the end wall 3b.

대한민국공개특허 제10-2015-0008749호Korean Patent Publication No. 10-2015-0008749

본 발명의 실시 예들은 터빈 베인을 구성하는 앤드 월의 후크부에 대한 냉각을 안정적으로 실시할 수 있는 가스 터빈을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a gas turbine that can stably perform refrigeration for the hook portion of the end wall constituting the turbine vane.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈은 가스 터빈에 구비된 터빈 베인(33); 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38); 및 상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위해 냉각 공기가 유입되는 앤드 월 냉각부(300)를 포함한다.A gas turbine according to a first embodiment of the present invention includes a turbine vane (33) provided in a gas turbine; An end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33 and formed with a hook portion 36; And an end wall cooling part 300 formed in the end wall 38 and into which cooling air is introduced for cooling the hook part 36. [

상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310); 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함한다.The end cooling unit 300 includes an end cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38; And an end wall outlet 320 extending in the width direction of the end wall 38 at an extended end of the end wall cooling channel 310).

상기 앤드 월(38)은 상기 허브(31)와 연결된 제1 앤드 월(38a)과, 상기 팁(32)과 연결된 제2 앤드월(38b)을 포함하고, 상기 제1,2 앤드 월(38a, 38b)에 동시에 냉각 공기가 공급되는 것을 특징으로 한다.The end wall 38 includes a first end wall 38a connected to the hub 31 and a second end wall 38b connected to the tip 32. The first and second end walls 38a, , 38b are simultaneously supplied with cooling air.

상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 경사지게 연장된다.The end wall cooling channel 310 extends obliquely toward the end wall 320.

상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 복수개로 이루어져 서로 이격된다.The end-wall cooling channels 310 are spaced apart from each other by the plurality of end-cooling channels 310 toward the end-wall outlet 320.

상기 상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때, 상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된다.The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end of the turbine vane 33 is viewed from the front side The end wall cooling channel 310 extends longer in the width direction W than the height H of the end wall 38.

상기 앤드 월 냉각채널(310)은 내부로 공급되는 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제1 가이드 부(312)를 포함한다.The end wall cooling channel 310 includes a first guide portion 312 for guiding the movement of the cooling air supplied to the inside.

상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향에서 내측벽에 근접 설치된다.The first guide part 312 is installed close to the inner wall in the longitudinal direction of the end wall cooling channel 310.

상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향 중앙에서부터 상기 앤드 월 출구부(320)까지 연장되고 단부가 내측벽을 향해 유선형으로 라운드 진 제1 라운드 부(312a)가 형성된다.The first guide part 312 extends from the longitudinal center of the end wall cooling channel 310 to the end wall 320 and has an end rounded first round part 312a toward the inner wall, .

상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때, 상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된다.The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction of the turbine vane 33 is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end is viewed from the front side , The end wall 320 of the end wall extends longer in the width direction W than the height H of the end wall 38.

상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)을 경유한 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제2 가이드 부(322)를 포함한다.The end wall 320 includes a second guide portion 322 for guiding the movement of the cooling air through the end wall cooling channel 310.

상기 제2 가이드 부(322)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 마주보는 위치 중 상기 앤드 월 출구부(320)의 가장 자리에 위치된다.The second guide portion 322 is located on the edge of the end wall 320 of the end portion facing the end wall cooling channel 310.

상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 수직으로 연결되거나, 경사지게 연결된 어느 하나의 연결 상태가 유지된다.The end-wall outlet 320 is vertically connected to the end-wall cooling channel 310, or connected to the end-wall cooling channel 310 in an inclined manner.

상기 앤드 월 출구부(320)는 원통 형태로 형성된다.The end wall 320 is formed in a cylindrical shape.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 터빈은 가스 터빈에 구비된 터빈 베인(33); 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38); 상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위한 앤드 월 냉각부(300); 및 상기 앤드 월 냉각부(320)로 공급된 냉각 공기를 리딩 엣지(34)로 공급하기 위해 상기 앤드 월(38)에 개구된 앤드 월 막 냉각부(400)를 포함한다.A gas turbine according to a second embodiment of the present invention includes a turbine vane (33) provided in a gas turbine; An end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33 and formed with a hook portion 36; An end wall cooling part 300 formed at the end wall 38 for cooling the hook part 36; And an end wall cooling portion 400 opened in the end wall 38 to supply the cooling air supplied to the end cooling portion 320 to the leading edge 34.

상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310); 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함하고, 상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 상측에 개구된다.The end cooling unit 300 includes an end cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38; And an end wall outlet portion (320) extending in a width direction of the end wall (38) at an extended end of the end wall cooling channel (310), wherein the end wall film cooling portion (400) And is opened on the upper side of the outlet portion 320.

상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 폭 방향에 다수개가 서로 간에 이격된 것을 특징으로 한다.The end wall cooling unit 400 is characterized in that a plurality of the end wall cooling units 400 are spaced apart from each other in the width direction of the end wall 320.

상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)에 일단이 연통되고 상기 앤드 월(38)의 상면을 향해 연장된 앤드 월 막 냉각채널(410); 상기 막 냉각채널(410)의 연장된 단부와 연통되고 상기 리딩 엣지(34)를 향해 개구된 앤드 월 막 출구부(420)를 포함한다.The end wall cooling unit 400 includes an end wall cooling channel 410 having one end communicated with the end wall 320 and extending toward the top surface of the end wall 38; And an end wall outlet 420 communicating with the extended end of the membrane cooling channel 410 and opening toward the leading edge 34.

상기 앤드 월 막 출구부(420)는 외측을 향해 소정의 확산각이 유지되는 것을 특징으로 한다.The end wall 420 is formed with a predetermined diffusion angle toward the outside.

상기 앤드 월 막 냉각부(300)는 상단이 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 경사진 경사부(302)가 형성된다.The end wall cooling part 300 is formed with an inclined part 302 whose upper end is inclined toward the surface of the end wall 38.

상기 경사부(302)는 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 유선형의 곡률로 라운드 진다.The inclined portion 302 is rounded with a streamlined curvature toward the surface of the end wall 38.

본 발명의 실시 예들은 터빈 베인의 후크부의 핫 스팟을 방지하고 안정적인 냉각을 도모할 수 있다.Embodiments of the present invention can prevent hot spots in the hook portion of the turbine vane and provide stable cooling.

본 발명의 실시 예들은 후크부에 대한 냉각과 리딩 엣지에 대한 막 냉각을 동시에 실시할 수 있다.Embodiments of the present invention can simultaneously perform cooling of the hook portion and film cooling of the leading edge.

도 1은 종래의 터빈 베인을 따라 이동하는 핫 가스의 이동 흐름을 도시한 사시도.
도 2는 본 실시 예에 의한 터빈 베인이 설치된 가스 터빈의 종 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 터빈 베인을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 터빈 베인을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부를 도시한 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a flow of a hot gas moving along a conventional turbine vane; FIG.
2 is a longitudinal sectional view of a gas turbine equipped with a turbine vane according to the present embodiment.
3 is a perspective view showing a turbine vane according to a first embodiment of the present invention;
4 is a perspective view illustrating an end cooling unit according to the first embodiment of the present invention;
5 is a view showing another embodiment of an end cooling unit according to the first embodiment of the present invention;
6 is a perspective view showing a turbine vane according to a second embodiment of the present invention;
7 is a perspective view illustrating an end cooling unit according to a second embodiment of the present invention;

본 발명에 대한 설명에 앞서 가스터빈의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Before describing the present invention, the configuration of a gas turbine will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 2를 참조하면, 가스 터빈은 외형을 이루는 케이싱(10)이 구비되고, 케이싱(10)의 후측(도 2 기준 우측)에는 터빈을 통과한 연소가스가 배출되는 디퓨저가 구비된다.Referring to FIG. 2, the gas turbine is provided with a casing 10 forming an outer shape, and a diffuser is disposed at a rear side (reference right side in FIG. 2) of the casing 10 to discharge combustion gas passing through the turbine.

그리고 상기 디퓨저의 앞쪽으로 압축된 공기를 공급받아 연소시키는 연소기(11)가 배치된다.And a combustor 11 for supplying compressed air to the front side of the diffuser and burning the air.

공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 케이싱(10)의 전방에 압축기 섹션(12)이 위치하고, 후방에 터빈 섹션(30)이 구비된다. Referring to the flow direction of the air, the compressor section 12 is located in front of the casing 10, and the turbine section 30 is provided in the rear.

상기 압축기 섹션(12)과 상기 터빈 섹션(30)의 사이에는 상기 터빈 섹션(30)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기 섹션(12)으로 전달하는 토크튜브(14)가 구비된다. A torque tube 14 is provided between the compressor section 12 and the turbine section 30 for transmitting the rotational torque generated from the turbine section 30 to the compressor section 12.

상기 압축기 섹션(12)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크가 구비되고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크들은 타이로드(15)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다.The compressor section 12 is provided with a plurality (for example, 14) of compressor rotor discs, each of which is fastened in a manner not to be axially spaced apart by a tie rod 15.

상기 각각의 압축기 로터 디스크 중앙을 상기 타이로드(15)가 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 상기 압축기 로터 디스크의 외주부 부근에는 이웃한 로터 디스크에 상대 회전이 불가능하도록 결합되는 플랜지가 축 방향으로 돌출되게 형성된다.And the centers of the respective compressor rotor discs are aligned along the axial direction with the tie rods (15) passing through them. A flange coupled to the adjacent rotor disk such that relative rotation is not possible, is formed in the vicinity of the outer periphery of the compressor rotor disk so as to protrude in the axial direction.

상기 압축기 로터 디스크의 외주면에는 복수 개의 블레이드가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드는 도브 테일부를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크에 체결된다.A plurality of blades are radially coupled to the outer peripheral surface of the compressor rotor disk. Each of the blades has a dovetail portion and is fastened to the compressor rotor disk.

도브 테일부의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 도브 테일외의 다른 체결장치를 이용하여 상기 블레이드를 로터 디스크에 체결할 수 있다.The dovetail part has a tangential type and an axial type. This can be selected according to the required structure of the commercial gas turbine. In some cases, the blade may be fastened to the rotor disk by using a fastening device other than the dovetail.

상기 타이로드(15)는 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 상기 토크튜브에 고정된다. The tie rod 15 is disposed to pass through the center of the plurality of compressor rotor discs. One end of the tie rod 15 is fastened in the compressor rotor disk located at the uppermost position, and the other end is fixed to the torque tube.

상기 타이로드의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도면에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. The shape of the tie rods may be variously configured depending on the gas turbine, and therefore, the shape of the tie rods is not necessarily limited to the shapes shown in the drawings.

하나의 타이로드가 로터 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.One tie rod may pass through the central portion of the rotor disk, or a plurality of tie rods may be arranged in a circumferential direction, or a combination thereof may be used.

도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저(diffuser)의 다음 위치에 안내깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(desworler)라고 한다.Although not shown, the compressor of the gas turbine may be provided with a vane serving as a guide pin at the next position of the diffuser to increase the flow pressure of the fluid entering the combustor inlet to the design flow angle after increasing the pressure of the fluid And is called a desworler.

상기 연소기(11)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.The combustor 11 mixes and combusts the introduced compressed air with the fuel to produce a high-temperature high-temperature and high-pressure combustion gas, and the combustion gas temperature is increased to the heat resistance limit at which the combustor and the turbine component can withstand .

가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연소기는 연료 분사 노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combuster Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다. A plurality of combustors constituting the combustion system of the gas turbine may be arranged in a casing formed in a cell shape. The combustor includes a burner including a fuel injection nozzle and the like, a combustor liner forming a combustion chamber, And a transition piece as a connection part between the combustor and the turbine.

구체적으로, 상기 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 화염통과, 화염통을 감싸면서 환형공간을 형성하는 플로우 슬리브를 포함할 수 있다. 또한 라이너의 전단에는 연료노즐이 결합되며, 측벽에는 점화플러그가 결합된다.Specifically, the liner provides a combustion space in which the fuel injected by the fuel nozzle is mixed with the compressed air of the compressor and burned. Such a liner may include a flame passage providing a combustion space in which fuel mixed with air is combusted, and a flow sleeve forming an annular space surrounding the flame tube. A fuel nozzle is coupled to the front end of the liner, and a spark plug is coupled to the side wall.

한편 라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. On the other hand, a transition piece is connected to the rear end of the liner so that the combustion gas burned by the spark plug can be sent to the turbine side.

상기 트랜지션피스는 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 외벽부가 압축기로부터 공급되는 압축공기에 의해 냉각된다.The transition piece is cooled by the compressed air supplied from the compressor to the outer wall portion so as to prevent breakage by the high temperature of the combustion gas.

이를 위해 상기 트랜지션피스에는 공기를 내부로 분사시킬 수 있도록 냉각을 위한 홀들이 마련되며, 압축공기는 홀들을 통해 내부에 있는 본체를 냉각시킨 후 라이너 측으로 유동된다.To this end, the transition piece is provided with cooling holes for blowing air inward, and the compressed air flows to the liner side after cooling the body inside the holes through the holes.

상기 라이너의 환형공간에는 전술한 트랜지션피스를 냉각시킨 냉각공기가 유동되며, 라이너의 외벽에는 플로우 슬리브의 외부에서 압축공기가 플로우 슬리부에 마련되는 냉각 홀들을 통해 냉각공기로 제공되어 충돌할 수 있다.The cooling air cooled by the transition piece flows through the annular space of the liner. Compressed air is supplied to the outer wall of the liner from the outside of the flow sleeve through the cooling holes provided in the flow slip part, .

한편, 일반적으로 터빈에서는 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스가 팽창하면서 터빈의 회전날개에 충동, 반동력을 주어 기계적인 에너지로 변환한다.In general, in a turbine, high-temperature and high-pressure combustion gases from a combustor expand and convert impulsive and repulsive forces into rotational energy of a turbine to mechanical energy.

터빈에서 얻은 기계적 에너지는 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며 나머지는 발전기를 구동하는데 이용되어 전력을 생산하게 된다.The mechanical energy obtained from the turbine is supplied to the compressor as the energy required to compress the air and the remainder is used to drive the generator to produce power.

상기 터빈에는 차실 내에 복수의 정익 및 동익이 교대로 배치 형성되어 구성되어 있고, 연소 가스에 의해 동익을 구동시킴으로써 발전기가 연결되는 출력축을 회전 구동시키고 있다. In the turbine, a plurality of stator blades and rotor blades are alternately arranged and formed in the vehicle room, and the rotor is driven by the combustion gas to rotate the output shaft to which the generator is connected.

이를 위해, 상기 터빈 섹션(30)에는 복수의 터빈 로터 디스크가 구비된다. 상기 각각의 터빈 로터 디스크는 기본적으로는 상기 압축기 로터 디스크와 유사한 형태를 갖는다. To this end, the turbine section 30 is provided with a plurality of turbine rotor discs. Each of these turbine rotor disks is basically similar in shape to the compressor rotor disk.

상기 터빈 로터 디스크 역시 이웃한 터빈 로터 디스크와 결합되기 위한 구비한 플랜지를 구비하고, 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 베인(33)(도 3 참조)를 포함한다. 상기 터빈 베인(33) 역시 도브테일 방식으로 상기 터빈 로터 디스크에 결합될 수 있다.The turbine rotor disk also includes a plurality of turbine vanes 33 (see FIG. 3) having radially disposed flanges for engaging adjacent turbine rotor disks. The turbine vane 33 may also be coupled to the turbine rotor disk in a dovetail fashion.

상기와 같은 구조를 갖는 가스터빈에 있어서, 유입된 공기는 압축기 섹션(12)에서 압축되고, 연소기(11)에서 연소된 후, 터빈 섹션(30)으로 이동되어 터빈을 구동하고, 디퓨저를 통해 대기중으로 배출된다.In the gas turbine having such a structure, the introduced air is compressed in the compressor section 12, burned in the combustor 11, then moved to the turbine section 30 to drive the turbine, Lt; / RTI >

가스터빈의 효율을 증가시키기 위한 방법 중 대표적인 것은 터빈 섹션(30)으로 유입되는 가스의 온도를 높이는 것이나, 이 경우 상기 터빈 섹션(30)의 입구 온도가 증가하게 되는 현상이 발생된다.A typical method for increasing the efficiency of the gas turbine is to increase the temperature of the gas flowing into the turbine section 30, but in this case, the inlet temperature of the turbine section 30 is increased.

또한 터빈 섹션(30)에 구비된 터빈 베인(33)에 문제가 발생하게 되고, 상기 터빈 베인(33)의 온도가 국부적으로 상승하면서 열응력(thermal Stress)이 발생 되며, 상기 열응력이 장시간 지속되면 크리프(creep) 현상으로 인해 터빈 베인(33)의 파괴까지 이어질 수 있다.In addition, a problem arises in the turbine vane 33 provided in the turbine section 30, and the temperature of the turbine vane 33 is locally increased to generate a thermal stress, and the thermal stress is maintained for a long time The turbine vane 33 may be destroyed due to a creep phenomenon.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈에 대해 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 참고로 첨부된 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 터빈 베인을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부를 도시한 사시도 이다.A gas turbine according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 3 is a perspective view illustrating a turbine vane according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view illustrating an endothermic cooling unit according to the first embodiment of the present invention.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈은 고온의 핫 가스가 터빈 베인(33)의 외주면으로 공급될 때 상기 외주면에 대한 안정적인 냉각과 함께 앤드 월(38)의 특정 위치에 대한 냉각을 동시에 실시하여 핫 스팟(hot spot)으로 인한 열 응력이 집중되는 현상을 예방하고자 한다.3 to 4, the gas turbine according to the first embodiment of the present invention is configured such that when hot gas is supplied to the outer circumferential surface of the turbine vane 33, 38 are cooled at the same time to prevent the concentration of thermal stress due to hot spots.

이를 위해 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈은 가스 터빈에 구비된 터빈 베인(33)과, 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38) 및 상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위해 냉각 공기가 유입되는 앤드 월 냉각부(300)를 포함한다.The gas turbine according to the first embodiment of the present invention includes a turbine vane 33 provided in a gas turbine and a hub 32 and a hub 32 of the turbine vane 33, And an end wall 38 formed at the end wall 38 and an end wall cooling part 300 formed at the end wall 38 to receive cooling air for cooling the hook part 36. [

상기 앤드 월(38)은 상기 허브(31)와 연결된 제1 앤드 월(38a)과, 상기 팁(32)과 연결된 제2 앤드월(38b)을 포함하고, 상기 제1,2 앤드 월(38a, 38b)에 동시에 냉각 공기가 공급되어 후크부(36)에 대한 냉각을 안정적으로 실시할 수 있다.The end wall 38 includes a first end wall 38a connected to the hub 31 and a second end wall 38b connected to the tip 32. The first and second end walls 38a, , 38b are simultaneously supplied with cooling air, so that cooling of the hook portion 36 can be performed stably.

상기 후크부(36)는 터빈 베인(33)으로 공급되는 핫 가스로 인해 고온의 온도가 유지되는 위치로 장기간 고온에 노출될 경우 핫 스팟(hot spot)이 형성될 수 있으므로 냉각 공기를 이용하여 냉각을 실시하는 것이 바람직 할 수 있다.When the hot gas is supplied to the turbine vane 33, a hot spot may be formed when the hot gas is exposed to a high temperature for a long period of time to maintain a high temperature. Therefore, May be desirable.

본 실시 예는 이를 위해 앤드 월 냉각부(300)가 형성되며, 상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310) 상기 과, 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함한다.In this embodiment, an end-wall cooling unit 300 is formed, and the end-wall cooling unit 300 includes an end wall cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38, And an end wall outlet 320 extending in the width direction of the end wall 38 at an extended end of the end wall cooling channel 310).

상기 앤드 월 냉각부(300)는 터빈 베인(33)의 냉각을 위해 냉각 공기가 공급되는 캐비티(S)로부터 터빈 베인(33)의 냉각을 위해 공급된 냉각 공기 중의 일부를 공급받아 냉각을 실시한다.The endothermic cooling unit 300 receives a part of the cooling air supplied for cooling the turbine vane 33 from the cavity S to which the cooling air is supplied for cooling the turbine vane 33, .

상기 후크부(36)는 앤드 월(38)의 선단부에 위치해 있으며 터빈 베인(33)과 같이 표면을 냉각 하기 보다는 내부로 냉각 공기를 공급하여 냉각을 실시한다.The hook portion 36 is located at the tip of the end wall 38 and performs cooling by supplying cooling air to the inside rather than cooling the surface like the turbine vane 33.

상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 경사지게 연장된다. 앤드 월 냉각채널(310)은 직사각형 형태로 구성되나 다른 형태로 변경 가능하며 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 경사지게 연장되므로 냉각 공기가 내측 경사면을 따라 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 안정적으로 이동된다.The end wall cooling channel 310 extends obliquely toward the end wall 320. The end-wall cooling channel 310 is configured in a rectangular shape, but can be modified in other forms and extends obliquely toward the end-wall outlet 320, so that the cooling air stably flows toward the end-wall outlet 320 along the inner- .

앤드 월 냉각채널(310)은 횡 길이가 일정하게 유지되게 구성되거나, 상기 냉드 월 출구부(320)로 갈수록 감소되게 구성될 수 있으며 냉각 공기의 압력 손실이 최소화 되는 다른 형태로의 변경도 가능할 수 있다.The end-to-end cooling channel 310 may be configured to maintain a constant lateral length, or may be configured to be reduced toward the cold-wall outlet 320 and may be changed to other forms such that the pressure loss of the cooling air is minimized. have.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 복수개로 이루어져 서로 이격된다.4, the end wall cooling channels 310 are spaced apart from each other toward the end wall 320.

앤드 월 냉각채널(310)이 복수개로 구성될 경우 단일 구성에 비해 냉각 공기의 박리(separation)로 인한 손실 발생이 감소될 수 있다.When the end-wall cooling channel 310 is composed of a plurality of the end-cooling channels 310, the occurrence of loss due to the separation of the cooling air can be reduced as compared with the single configuration.

상기 상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때, 상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된다.The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end of the turbine vane 33 is viewed from the front side The end wall cooling channel 310 extends longer in the width direction W than the height H of the end wall 38.

앤드 월 냉각채널(310)은 폭 방향 길이가 길게 연장되므로 내측면을 따라 냉각 공기의 이동이 안정적으로 이루어질 수 있다.Since the end-to-end cooling channel 310 is elongated in the width direction, the movement of the cooling air along the inner side can be stably performed.

첨부된 도 5를 참조하면, 앤드 월 냉각채널(310)은 내부로 공급되는 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제1 가이드 부(312)를 포함한다. 상기 제1 가이드 부(312)는 냉각 공기가 내측을 따라 이동할 때 안정적인 이동을 가이드 하는데, 플레이트 형태로 구성된다.Referring to FIG. 5, the end wall cooling channel 310 includes a first guide portion 312 for guiding the movement of the cooling air supplied to the inside. The first guide portion 312 is configured in a plate shape to guide stable movement when the cooling air moves along the inside.

냉각 공기는 앤드 월 냉각채널(310)을 따라 이동할 때 내측면에서 박리가 발생될 수 있다. 본 실시 예는 냉각 공기의 이동 안정성이 향상되도록 상기 제1 가이드 부(312)가 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향에서 내측벽에 근접 설치된다.The cooling air may be peeled from the inner side when moving along the end wall cooling channel 310. [ In this embodiment, the first guide part 312 is installed close to the inner wall in the longitudinal direction of the end wall cooling channel 310 to improve the movement stability of the cooling air.

제1 가이드 부(312)는 앤드 월 냉각채널(310)의 내측 바닥면에 하면이 고정되고, 내측 상면에 상면이 고정되므로 내부를 별도의 독립된 공간으로 구획할 수 있다.The first guide part 312 is fixed to the inner bottom surface of the end wall cooling channel 310 and the upper surface is fixed to the inner upper surface, so that the first guide part 312 can be divided into separate independent spaces.

이 경우 냉각 공기는 앤드 월 냉각채널(310)을 따라 이동할 때 내측면을 따라 이동되므로 특정 위치에서 박리로 인한 문제점이 발생되지 않고 앤드 월 출구부(320)를 향해 안정적으로 이동될 수 있다.In this case, since the cooling air moves along the inner surface when moving along the end wall cooling channel 310, the cooling air can be stably moved toward the end wall outlet 320 without causing a problem due to peeling at a specific position.

상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 입구부와 마주보는 상대면이 유선형으로 형성되므로 냉각 공기와 접촉될 때 불필요한 와류 발생이 최소화 된다.Since the mating surface of the first guide part 312 facing the inlet of the end wall cooling channel 310 is formed in a streamlined shape, unnecessary vortex generation is minimized when the first guide part 312 is in contact with the cooling air.

상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향 중앙에서부터 상기 앤드 월 출구부(320)까지 연장되고 단부가 내측벽 중 좌측벽과 우측벽을 향해 유선형으로 라운드 진 제1 라운드 부(312a)가 형성된다.The first guide part 312 extends from the center in the longitudinal direction of the end wall cooling channel 310 to the end wall 320 and has an end rounded toward the left and right walls of the inner wall. And a first round portion 312a is formed.

상기 제1 라운드 부(312a)는 냉각 공기의 이동 방향을 상기 앤드 월 출구부(320)의 a와 b위치로 각각 가이드 하여 냉각 공기를 특정 위치로 집중되지 않고 확산시키는 역할을 한다.The first round portion 312a guides the movement direction of the cooling air to the positions a and b of the end wall outlet 320 to diffuse the cooling air to a specific position without being concentrated.

따라서 앤드 월 출구부(320)는 냉각 공기가 골고루 확산될 수 있어 후크부(36)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the end wall 320 can diffuse the cooling air evenly and improve the cooling efficiency of the hook 36.

상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때, 상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된다.The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction of the turbine vane 33 is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end is viewed from the front side , The end wall 320 of the end wall extends longer in the width direction W than the height H of the end wall 38.

상기 앤드 월 출구부(320)은 폭 방향 길이가 길게 연장되므로 내측면을 따라 냉각 공기의 이동이 안정적으로 이루어질 수 있다.Since the end wall 320 has a long length in the width direction, the movement of the cooling air along the inner side can be stabilized.

앤드 월 출구부(320)는 냉각 공기의 유입과 확산이 동시에 이루어지는 영역으로 후크부(36)로 공급된 핫 가스와 열교환을 통해 냉각이 이루어진다.The end wall 320 is cooled by exchanging heat with the hot gas supplied to the hook 36 into the region where the inflow and outflow of the cooling air are performed at the same time.

상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)을 경유한 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제2 가이드 부(322)를 포함한다. 상기 제2 가이드 부(322)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 마주보는 위치 중 상기 앤드 월 출구부(320)의 가장자리에 위치된다.The end wall 320 includes a second guide portion 322 for guiding the movement of the cooling air through the end wall cooling channel 310. The second guide part 322 is positioned at the edge of the end wall 320 of the end wall facing the end wall cooling channel 310.

상기 가장자리는 냉각 공기가 유입된 후에 불특정 위치로 순환 및 소용돌이흐름이 불필요하게 유발되므로, 상기 위치에 제2 가이드 부(322)를 설치하여 냉각 공기의 안정적인 이동을 도모할 수 있다.Since the edge is unnecessarily circulated and swirled to the unspecified position after the cooling air is introduced, the second guide part 322 can be installed at the above position to stably move the cooling air.

상기 제2 가이드 부(322)는 가장 자리 위치에 아크 형태 또는 반원 형태의 플레이트로 구성되고, 냉각 공기를 앤드 월 출구부(320)의 내측에서 순환 이동시키는 역할을 한다.The second guide portion 322 is formed of an arc-shaped or semicircular plate at the edge position, and serves to circulate the cooling air inside the end wall outlet 320.

이 경우 냉각 공기는 상기 앤드 월 출구부(320)의 내측 중 특정 위치에 집중되지 않고 전체 영역에서 일정하게 이동되는 이동 궤적을 갖고 순환되므로 후크부(36)의 냉각 성능을 일정하게 유지시킬 수 있다.In this case, since the cooling air is circulated with the movement locus that is constantly moved in the entire region without being concentrated at a specific position in the inside of the end wall outlet 320, the cooling performance of the hook portion 36 can be kept constant .

상기 제2 가이드 부(322)는 앤드 월 출구부(320)의 내측 좌우 상단에 위치되거나, 하단에도 함꼐 설치 가능할 수 있다.The second guide portion 322 may be positioned on the inner left and right upper end of the end wall 320 and may be installed together with the lower end.

상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 수직으로 연결되거나, 경사지게 연결된 어느 하나의 연결 상태가 유지된다. 앤드 월 출구부(320)는 후크부(36)의 내측 레이 아웃에 따라 다양한 각도로 경사지게 설치 가능하며 앤드 월 냉각채널(310)을 통해 유입된 냉각 공기의 이동에 유리한 최적의 각도로 경사질 수 있다.The end-wall outlet 320 is vertically connected to the end-wall cooling channel 310, or connected to the end-wall cooling channel 310 in an inclined manner. The end wall 320 may be inclined at various angles along the inner side of the hook 36 and may be inclined at an optimum angle that is advantageous for the movement of the cooling air introduced through the end wall cooling channel 310. [ have.

본 실시 예에 의한 앤드 월 출구부(320)는 다른 실시 예로 원통 형태로 형성될 수 있으며 이 경우 냉각 공기의 이동 궤적을 고려하여 원통 또는 타원 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다.The end wall 320 of the present embodiment may be formed in a cylindrical shape according to another embodiment. In this case, the end wall 320 may be formed in a cylindrical shape or an elliptical shape in consideration of the movement locus of the cooling air.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 터빈에 대해 도면을 참조하여 설명한다.A gas turbine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 가스 터빈은 터빈 베인(33)과, 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38)과, 상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위한 앤드 월 냉각부(300) 및 상기 앤드 월 냉각부(320)로 공급된 냉각 공기를 리딩 엣지(34)로 공급하기 위해 상기 앤드 월(38)에 개구된 앤드 월 막 냉각부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the gas turbine according to the present embodiment includes a turbine vane 33, a hub 31 and a tip 32 of the turbine vane 33, and a hook portion 36 is formed An end wall 38 and an end wall 38 which are formed in the end wall 38 and are connected to the end wall cooling part 300 for cooling the hook part 36 and the cooling air supplied to the end wall cooling part 320, And an end wall membrane cooling section 400 opened in the end wall 38 for feeding to the leading edge 34.

본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 앤드 월(38)의 후크부(36)에 대한 냉각과 동시에 터빈 베인(33)의 리딩 엣지(34)로 냉각 공기를 동시에 공급하여 막 냉각을 실시하고자 한다.The present embodiment intends to perform cooling of the film by simultaneously supplying cooling air to the leading edge 34 of the turbine vane 33 while cooling the hook portion 36 of the end wall 38 differently from the above embodiment .

상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310)과, 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함하고, 상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 상측에 개구된다.The end wall cooling unit 300 includes an end wall cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38 and an end wall 38 extending from the extended end of the end wall cooling channel 310. [ And the end wall cooling part 400 is opened above the end wall 320 of the end wall.

상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 리딩 엣지(34)에 대한 막 냉각을 위해 도면에 도시된 바와 같이 다수개로 개구되어 냉각 공기를 상기 리딩 엣지(34)로 공급한다.The end wall cooling part 400 is opened at a plurality of openings to supply cooling air to the leading edge 34 as shown in the figure for film cooling of the leading edge 34.

상기 리딩 엣지(34)는 핫 가스와 최초 접촉되므로 고온의 온도가 유지되므로 냉각 공기를 공급할 경우 막 냉각 효과에 의한 표면 냉각을 실시할 수 있다.Since the leading edge 34 is first contacted with the hot gas, a high temperature is maintained, so that surface cooling can be performed by the film cooling effect when cooling air is supplied.

특히 본 발명은 후크부(36)에 대한 냉각을 위해 사용되는 냉각 공기 중의 일부를 리딩 엣지(34)로 공급할 수 있어 부족한 냉각 성능을 보완하여 내구성 향상에 도움이 된다.Particularly, the present invention can supply a part of the cooling air used for cooling the hook portion 36 to the leading edge 34 to supplement the poor cooling performance, thereby contributing to improvement in durability.

상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 폭 방향에 다수개가 서로 간에 이격되며 배치 상태는 도면에 도시된 이격 간격 또는 배치 상태와 상이하게 구성될 수 있다.A plurality of the end wall cooling units 400 are spaced apart from each other in the width direction of the end wall 320, and the arrangement of the end wall cooling units 400 may be different from the spacing or arrangement shown in the drawings.

상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)에 일단이 연통되고 상기 앤드 월(38)의 상면을 향해 연장된 앤드 월 막 냉각채널(410)과, 상기 막 냉각채널(410)의 연장된 단부와 연통되고 상기 리딩 엣지(34)를 향해 개구된 앤드 월 막 출구부(420)를 포함한다.The end wall membrane cooling part 400 includes an end wall membrane cooling channel 410 having one end communicated with the end wall 320 and extending toward the upper surface of the end wall 38, And an end wall outlet 420 communicating with and extending toward the leading edge 34. As shown in FIG.

상기 앤드 월 막 냉각채널(410)은 원통 또는 다각 형태의 통로로서 냉각 공기를 앤드 월 막 출구부(420)로 유도한다. 상기 앤드 월 막 냉각채널(410)은 소정의 직경과 길이로 연장되고 상기 앤드 월 출구부(320)의 폭 방향 중 중간과 양끝단부에서 직경과 길이 및 경사 각도가 상이하게 구성되는 것도 가능할 수 있다.The end wall membrane cooling channel 410 guides the cooling air to the end wall membrane outlet 420 as a cylindrical or polygonal shaped passage. It is also possible that the end wall cooling channel 410 is formed to have a predetermined diameter and a length and to have different diameters, lengths, and inclination angles at the middle and both ends of the width direction of the end wall 320 .

상기 앤드 월 막 출구부(420)는 외측을 향해 소정의 확산각이 유지되는데, 상기 확산각은 15도 이상 유지될 수 있다. 상기 확산각 각도는 냉각 공기의 안정적인 이동을 위해 일 예로 제시한 것으로 5도 이내의 오차 범위에서 변동 될 수 있다.A predetermined diffusion angle is maintained toward the outside of the end wall outlet 420, and the diffusion angle can be maintained at 15 degrees or more. The diffusion angle is an example for stable movement of the cooling air and may vary within an error range of 5 degrees or less.

상기 앤드 월 막 출구부(420)는 원형 형태 또는 타원 형태 또는 다각 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다.The end wall outlet 420 may have a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape.

상기 앤드 월(38)은 상기 허브(31)와 연결된 제1 앤드 월(38a)과, 상기 팁(32)과 연결된 제2 앤드월(38b)을 포함하고, 상기 제1,2 앤드 월(38a, 38b)에 동시에 냉각 공기가 공급되어 후크부(36)에 대한 냉각을 안정적으로 실시할 수 있다.The end wall 38 includes a first end wall 38a connected to the hub 31 and a second end wall 38b connected to the tip 32. The first and second end walls 38a, , 38b are simultaneously supplied with cooling air, so that cooling of the hook portion 36 can be performed stably.

상기 후크부(36)는 터빈 베인(33)으로 공급되는 핫 가스로 인해 고온의 온도가 유지되는 위치로 장기간 고온에 노출될 경우 핫 스팟(hot spot)이 형성될 수 있으므로 냉각 공기를 이용하여 냉각을 실시하는 것이 바람직 할 수 있다.When the hot gas is supplied to the turbine vane 33, a hot spot may be formed when the hot gas is exposed to a high temperature for a long period of time to maintain a high temperature. Therefore, May be desirable.

본 실시 예는 이를 위해 앤드 월 냉각부(300)가 형성되며, 상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310) 상기 과, 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함한다.In this embodiment, an end-wall cooling unit 300 is formed, and the end-wall cooling unit 300 includes an end wall cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38, And an end wall outlet 320 extending in the width direction of the end wall 38 at an extended end of the end wall cooling channel 310).

상기 앤드 월 냉각부(300)는 터빈 베인(33)의 냉각을 위해 냉각 공기가 공급되는 캐비티(S)로부터 터빈 베인(33)의 냉각을 위해 공급된 냉각 공기 중의 일부를 공급받아 냉각을 실시한다.The endothermic cooling unit 300 receives a part of the cooling air supplied for cooling the turbine vane 33 from the cavity S to which the cooling air is supplied for cooling the turbine vane 33, .

상기 후크부(36)는 앤드 월(38)의 선단부에 위치해 있으며 터빈 베인(33)과 같이 표면을 냉각 하기 보다는 내부로 냉각 공기를 공급하여 냉각을 실시한다.The hook portion 36 is located at the tip of the end wall 38 and performs cooling by supplying cooling air to the inside rather than cooling the surface like the turbine vane 33.

첨부된 도 7을 참조하면, 앤드 월 막 냉각부(300)는 상단이 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 경사진 경사부(302)가 형성된다. 상기 경사부(302)는 앤드 월 막 냉각부(400)로 공급되는 냉각 공기의 안정적인 이동을 위해 도면에 도시된 바와 같이 경사지므로 냉각 공기가 대부분 앤드 월 막 냉각채널(410)을 향해 안정적으로 이동될 수 있다.Referring to FIG. 7, the end wall cooling part 300 is formed with an inclined part 302 whose upper end is inclined toward the surface of the end wall 38. Since the inclined portion 302 is inclined as shown in the figure for stable movement of the cooling air supplied to the end wall membrane cooling unit 400, the cooling air stably moves toward the end wall membrane cooling channel 410 .

이 경우 냉각 공기는 앤드 월 막 출구부(420)를 경유하여 리딩 엣지(34)를 향해 안정적으로 분사될 수 있다.In this case, the cooling air can be stably injected toward the leading edge 34 via the end wall outlet portion 420.

일 예로 상기 경사부(302)는 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 유선형의 곡률로 라운드 지므로 냉각 공기의 불필요한 순환과 이동이 최소화된 상태로 이동될 수 있으므로 박리로 인한 손실이 최소화 될 수 있다.For example, since the inclined portion 302 is rounded to a curvature of a streamline toward the surface of the end wall 38, unnecessary circulation and movement of the cooling air can be minimized so that the loss due to peeling can be minimized .

33 : 터빈 블레이드
34 : 리딩 엣지
35 : 트레일링 엣지
38 : 앤드 월
38a : 제1 앤드 월
38b : 제2 앤드 월
300 : 앤드 월 냉각부
310 : 앤드 월 냉각채널
320 : 앤드 월 출구부
400 : 앤드 월 막 냉각부
410 : 앤드 월 막 냉각채널
420 : 앤드 월 막 출구부33: turbine blade
34: Reading Edge
35: Trailing Edge
38: And the month
38a: 1st and 2nd month
38b: 2nd and 3rd month
300:
310: End-to-end cooling channel
320: Andwall outlet
400: End wall cooling part
410: Endwall Membrane Cooling Channel
420: End wall outlet portion

Claims (21)

가스 터빈에 구비된 터빈 베인(33);
상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38); 및
상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위해 냉각 공기가 유입되는 앤드 월 냉각부(300)를 포함하는 가스 터빈.A turbine vane (33) provided in the gas turbine;
An end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33 and formed with a hook portion 36; And
And an end wall cooling portion (300) formed in the end wall (38) and into which cooling air is introduced for cooling the hook portion (36). 제1 항에 있어서,
상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310);
상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함하는 가스 터빈.The method according to claim 1,
The end cooling unit 300 includes an end cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38;
And an end wall outlet (320) extending in a width direction of the end wall (38) at an extended end of the end wall cooling channel (310)). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월(38)은 상기 허브(31)와 연결된 제1 앤드 월(38a)과, 상기 팁(32)과 연결된 제2 앤드월(38b)을 포함하고,
상기 제1,2 앤드 월(38a, 38b)에 동시에 냉각 공기가 공급되는 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The end wall 38 includes a first end wall 38a connected to the hub 31 and a second end wall 38b connected to the tip 32,
And the cooling air is simultaneously supplied to the first and second end walls (38a, 38b). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 경사지게 연장된 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The end-cooling channel (310) extends obliquely toward the end-wall outlet (320). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월 출구부(320)를 향해 복수개로 이루어져 서로 이격된 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The end-to-end cooling channel (310) comprises a plurality of spaced-apart gas turbines toward the end-wall outlet (320). 제2 항에 있어서,
상기 상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때,
상기 앤드 월 냉각채널(310)은 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end of the turbine vane 33 is viewed from the front side time,
Wherein the end wall cooling channel (310) extends longer in the width (W) direction than the height (H) of the end wall (38). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 냉각채널(310)은 내부로 공급되는 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제1 가이드 부(312)를 포함하는 가스 터빈.3. The method of claim 2,
Wherein the end cooling channel (310) includes a first guide portion (312) for guiding movement of cooling air supplied to the inside. 제7 항에 있어서,
상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향에서 내측벽에 근접 설치된 가스 터빈.8. The method of claim 7,
The first guide part (312) is installed close to the inner wall in the longitudinal direction of the end wall cooling channel (310). 제7 항에 있어서,
상기 제1 가이드 부(312)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)의 길이 방향 중앙에서부터 상기 앤드 월 출구부(320)까지 연장되고 단부가 내측벽을 향해 유선형으로 라운드 진 제1 라운드 부(312a)가 형성된 가스 터빈.8. The method of claim 7,
The first guide part 312 extends from the longitudinal center of the end wall cooling channel 310 to the end wall 320 and has an end rounded first round part 312a toward the inner wall, . 제2 항에 있어서,
상기 터빈 베인(33)은 선단부에 형성된 리딩엣지(34)를 정면에서 바라볼 때 상기 앤드 월(38)의 횡 방향을 폭(W)으로 정의하고, 종 방향을 높이(H)라 가정할 때,
상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월(38)의 높이(H) 보다 폭(W) 방향에서 길게 연장된 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The side edge of the end wall 38 is defined as a width W and the longitudinal direction of the turbine vane 33 is defined as a height H when the leading edge 34 formed at the tip end is viewed from the front side ,
Wherein the end wall portion (320) extends longer in the width (W) direction than the height (H) of the end wall (38). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)을 경유한 냉각 공기의 이동을 가이드 하는 제2 가이드 부(322)를 포함하는 가스 터빈.3. The method of claim 2,
Wherein the end-wall outlet (320) includes a second guide portion (322) for guiding the movement of cooling air via the end-wall cooling channel (310). 제11 항에 있어서,
상기 제2 가이드 부(322)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 마주보는 위치 중 상기 앤드 월 출구부(320)의 가장 자리에 위치된 가스 터빈.12. The method of claim 11,
The second guide portion (322) is located at the end of the end wall outlet (320) of the position facing the end wall cooling channel (310). 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 출구부(320)는 상기 앤드 월 냉각채널(310)과 수직으로 연결되거나, 경사지게 연결된 어느 하나의 연결 상태가 유지되는 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The end-wall outlet (320) is vertically connected to the end-wall cooling channel (310), or maintained in a connected state at an oblique angle. 제2 항에 있어서,
상기 앤드 월 출구부(320)는 원통 형태로 형성된 가스 터빈.3. The method of claim 2,
The end-wall outlet 320 is formed in a cylindrical shape. 가스 터빈에 구비된 터빈 베인(33);
상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결되고, 후크부(36)가 형성된 앤드 월(38);
상기 앤드 월(38)에 형성되고, 상기 후크부(36)에 대한 냉각을 위한 앤드 월 냉각부(300); 및
상기 앤드 월 냉각부(320)로 공급된 냉각 공기를 리딩 엣지(34)로 공급하기 위해 상기 앤드 월(38)에 개구된 앤드 월 막 냉각부(400)를 포함하는 가스 터빈.A turbine vane (33) provided in the gas turbine;
An end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33 and formed with a hook portion 36;
An end wall cooling part 300 formed at the end wall 38 for cooling the hook part 36; And
And an end wall cooling section (400) opening in the endwall (38) to supply cooling air supplied to the end cooling section (320) to the leading edge (34). 제15 항에 있어서,
상기 앤드 월 냉각부(300)는 상기 앤드 월(38)의 내측에 일단이 연통된 앤드 월 냉각채널(310);
상기 앤드 월 냉각채널(310)의 연장된 단부에서 상기 앤드 월(38)의 폭 방향으로 연장된 앤드 월 출구부(320))를 포함하고,
상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 상측에 개구된 가스 터빈.16. The method of claim 15,
The end cooling unit 300 includes an end cooling channel 310 having one end communicated with the inside of the end wall 38;
And an end wall outlet (320) extending in the width direction of the end wall (38) at an extended end of the end wall cooling channel (310)
The end wall cooling portion (400) is opened above the end wall outlet portion (320). 제15 항에 있어서,
상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)의 폭 방향에 다수개가 서로 간에 이격된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.16. The method of claim 15,
Wherein a plurality of the end wall cooling units (400) are spaced from each other in a width direction of the end wall (320). 제15 항에 있어서,
상기 앤드 월 막 냉각부(400)는 상기 앤드 월 출구부(320)에 일단이 연통되고 상기 앤드 월(38)의 상면을 향해 연장된 앤드 월 막 냉각채널(410);
상기 막 냉각채널(410)의 연장된 단부와 연통되고 상기 리딩 엣지(34)를 향해 개구된 앤드 월 막 출구부(420)를 포함하는 가스 터빈.16. The method of claim 15,
The end wall cooling unit 400 includes an end wall cooling channel 410 having one end communicated with the end wall 320 and extending toward the top surface of the end wall 38;
And an end wall outlet (420) communicating with an extended end of the membrane cooling channel (410) and opening toward the leading edge (34). 제18 항에 있어서,
상기 앤드 월 막 출구부(420)는 외측을 향해 소정의 확산각이 유지되는 가스 터빈.19. The method of claim 18,
And the end wall outlet portion (420) is maintained at a predetermined diffusion angle toward the outside. 제15 항에 있어서,
상기 앤드 월 막 냉각부(300)는 상단이 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 경사진 경사부(302)가 형성된 가스 터빈.16. The method of claim 15,
The end wall cooling part (300) is formed with an inclined part (302) whose upper end is inclined toward the surface of the end wall (38). 제20 항에 있어서,
상기 경사부(302)는 상기 앤드 월(38)의 표면을 향해 유선형의 곡률로 라운드 진 가스 터빈.
21. The method of claim 20,
Wherein the ramp portion (302) is rounded at a streamline curvature toward the surface of the endwall (38).
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