KR20190036209A

KR20190036209A - Gas Turbine

Info

Publication number: KR20190036209A
Application number: KR1020170125162A
Authority: KR
Inventors: 이지연
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-04-04
Also published as: KR101974740B1

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 the hook unit (36).

Description

Gas Turbine

본 발명은 가스 터빈에 구비된 터빈 베인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 터빈 베인의 앤드 월에 대한 냉각을 안정적으로 실시하기 위한 가스 터빈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a turbine vane provided in a gas turbine, and more particularly, to a gas turbine for stably cooling the end of the turbine vane.

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 트레일링 엣지(3c)까지 이동하고, 앤드 월(3b)의 외측면과도 접촉된다.The hot gas moves to the turbine vane 3 and travels to the trailing edge 3c along the surface via the leading edge 3a and also contacts the outer surface of the end wall 3b.

상기 앤드 월(3b)은 고온의 핫 가스와 지속적으로 접촉될 경우 열피로 인한 변형이 발생되고 이로 인해 터빈 베인(3)을 수리 해야 되는 문제를 유발시킨다.The end wall 3b is deformed due to thermal fatigue when continuously brought into contact with hot hot gas, thereby causing a problem in which the turbine vane 3 must be repaired.

특히 핫 가스는 트레일링 엣지(3c)를 경유한 후에 위치된 앤드 월(3b)의 상면과 접촉되면서 표면 온도를 급격히 상승시키는데, 상기 위치로 냉각 공기가 분사되지 못할 경우 열 변형이 발생될 수 있어 이에 대한 시급한 대책이 필요하게 되었다.Especially, the hot gas abruptly raises the surface temperature in contact with the upper surface of the end wall 3b after passing through the trailing edge 3c. If the cooling air can not be injected into the above position, thermal deformation may occur Urgent measures were needed.

특히 터빈 베인(3)은 앤드 월(3b)의 안정적인 냉각을 위해 막 냉각 방식을 위한 표면 냉각과 더불어 트레일링 엣지(3c)와 이웃한 앤드 월(3b)의 냉각을 위해 허브와 팁 사이에 다수개의 슬롯 홀(3d)이 형성된다.Particularly, the turbine vane 3 is provided with a plurality of holes (not shown) between the hub and the tip for the cooling of the end wall 3b adjacent to the trailing edge 3c, as well as surface cooling for the film cooling method for stable cooling of the end wall 3b. The slot holes 3d are formed.

상기 슬롯 홀(3d)은 수평 방향으로 개구되어 냉각 공기를 외측으로 분사하는데, 상기 앤드 월(3b)과는 배치된 레이 아웃으로 인해 냉각 공기가 표면을 향해 직접 분사되지 않는 현상이 지속되었다.The slot hole 3d is horizontally opened to spray the cooling air outwardly. However, the cooling air is not sprayed directly toward the surface due to the layout arranged with the end wall 3b.

이 경우 상기 앤드 월(3b)은 표면이 핫 가스에 의해 가열되면서 열화 또는 열피와 같은 문제점이 유발되었다.In this case, the surface of the end wall 3b is heated by the hot gas, thereby causing a problem such as deterioration or heat.

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

본 발명의 실시 예들은 터빈 베인을 구성하는 앤드 월에 대한 냉각을 안정적으로 실시할 수 있는 가스 터빈을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a gas turbine capable of stably cooling the endwall 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 연결된 앤드 월(38); 및 상기 터빈 베인(33)의 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 팁(32)에 이르는 구간에 형성되고, 상기 트레일링 엣지(35) 후단의 상기 앤드 월(38)에 대한 냉각을 위한 앤드 월 냉각 슬롯(300)을 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 a trailing edge (35) of the turbine vane (33) extending from the trailing edge (35) to the hub (31) and the tip (32) And an end-cooling slot 300 for the cooling fluid.

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 앤드 월 냉각 슬롯(300)은 상기 제1 앤드 월(38a)에 대한 냉각을 위해 형성된 제1 냉각 슬롯(310); 상기 제2 앤드 월(38a)에 대한 냉각을 위해 형성된 제2 냉각 슬롯(320)을 포함한다.Wherein 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, A first cooling slot (310) formed for cooling the first end wall (38a); And a second cooling slot 320 formed for cooling the second end wall 38a.

상기 제1 냉각 슬롯(310)과 상기 제2 냉각 슬롯(320)은 상기 트레일링 엣지(35)의 후단에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 배치된다.The first cooling slot 310 and the second cooling slot 320 are symmetrically disposed when viewed from the rear end of the trailing edge 35.

상기 제1 냉각 슬롯(310)은 상기 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 가장 근접하여 위치되고 제1 경사각으로 경사진 제1 분사 슬롯(312); 상기 제1 분사 슬롯(310)의 상측에 위치되고, 제2 경사각으로 경사진 제2 분사 슬롯(314); 상기 제2 분사 슬롯(320)의 상측에 위치되고, 제3 경사각으로 경사진 제3 분사 슬롯(316)을 포함한다.The first cooling slot 310 includes a first ejection slot 312 located closest to the hub 31 at the trailing edge 35 and inclined at a first inclination angle; A second ejection slot (314) located above the first ejection slot (310) and inclined at a second inclination angle; And a third ejection slot 316 located above the second ejection slot 320 and inclined at a third inclination angle.

상기 제1 내지 제3 경사각은 서로 다른 경사각이 유지되는 것을 특징으로 한다.The first to third inclination angles are different from each other.

상기 제1 내지 제3 분사 슬롯(312, 314, 316)에서 분사된 냉각 공기는 상기의 제1 앤드 월(38a)의 상면을 향해 서로 다른 위치로 분사되되, 서로 중첩되지 않는다.The cooling air injected from the first to third injection slots 312, 314 and 316 is injected at different positions toward the upper surface of the first end wall 38a, but is not overlapped with each other.

상기 제1 분사 슬롯(312)에서 상기 제3 분사 슬롯(316)으로 갈수록 개구된 직경이 감소하는 것을 특징으로 한다.And the diameter of the third injection slot 316 decreases from the first injection slot 312 to the third injection slot 316.

상기 제2 냉각 슬롯(320)은 상기 트레일링 엣지(35)에서 상기 팁(32)과 가장 근접하여 위치되고 제1 경사각으로 경사진 제4 분사 슬롯(322); 상기 제4 분사 슬롯(310)의 상측에 위치되고, 제2 경사각으로 경사진 제5 분사 슬롯(324); 상기 제5 분사 슬롯(320)의 상측에 위치되고, 제3 경사각으로 경사진 제6 분사 슬롯(326)을 포함한다.The second cooling slot 320 includes a fourth injection slot 322 located closest to the tip 32 at the trailing edge 35 and inclined at a first tilt angle; A fifth injection slot 324 positioned above the fourth injection slot 310 and inclined at a second inclination angle; And a sixth ejection slot 326 positioned above the fifth ejection slot 320 and inclined at a third inclination angle.

상기 제4 내지 제6 경사각은 서로 다른 경사각이 유지되는 것을 특징으로 한다.And the fourth to sixth inclination angles are different from each other.

상기 제4 내지 제6 분사 슬롯(312, 314, 316)에서 분사된 냉각 공기는 상기의 제2 앤드 월(38b)의 상면을 향해 서로 다른 위치로 분사되되, 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 한다.The cooling air injected from the fourth to sixth injection slots 312, 314 and 316 is injected at different positions toward the upper surface of the second end wall 38b, but is not overlapped with each other.

상기 제4 분사 슬롯(322)에서 상기 제6 분사 슬롯(326)으로 갈수록 개구된 직경이 감소하는 것을 특징으로 한다.And the diameter of the fourth injection slot 322 decreases toward the sixth injection slot 326.

상기 제1 냉각 슬롯(310)과 상기 제2 냉각 슬롯(320)은 45도 경사각으로 경사진다.The first cooling slot 310 and the second cooling slot 320 are inclined at an inclination angle of 45 degrees.

상기 앤드 월 냉각 슬록(300)은 터빈을 구성하는 제1 내지 제n 단 터빈 중 마지막 터빈 또는 상기 마지막 터빈과 함께 전단에 위치된 터빈에 구비된 것을 특징으로 한다.The end-cooling refrigerator 300 is equipped with a last turbine among the first to n-th turbines constituting the turbine or a turbine located at the front end together with the last turbine.

상기 앤드 월 냉각 슬롯(300)은 상기 앤드 월(38)을 향해 45도 ~ 60도 중에 선택되는 임의 의 경사각 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.And the end-to-end cooling slot (300) is any one of an arbitrary tilt angle selected from 45 degrees to 60 degrees toward the end wall (38).

본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스 터빈은 가스 터빈은 터빈 베인(33); 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결된 앤드 월(38); 상기 터빈 베인(33)의 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 팁(32)에 이르는 구간에 형성된 슬롯(400); 및 상기 허브(31)와 팁(32)과 인접한 위치에서 앤드 월(38)을 향해 냉각 공기가 공급되도록 경사지게 돌출된 앤드 월 냉각부(1000)을 포함한다.The gas turbine according to the second embodiment of the present invention comprises a turbine vane (33); An end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33; A slot (400) formed in a section from the trailing edge (35) of the turbine vane (33) to the hub (31) and the tip (32); And an end wall cooling part 1000 which is inclinedly protruded to supply cooling air toward the end wall 38 at a position adjacent to the hub 31 and the tip 32. [

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 노즐 형태로 앤드 월(38)을 향해 연장된다.The end-to-end cooling unit 1000 extends toward the end wall 38 in the form of a nozzle.

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 상기 트레일링 엣지(35)를 후방에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 배치된다.The end-to-end cooling unit 1000 is disposed symmetrically with respect to the trailing edge 35 when viewed from the rear.

본 발명의 실시 예들은 터빈 베인에서 트레일링 엣지와 이웃한 앤드 월에 대한 안정적인 냉각을 도모할 수 있다.Embodiments of the present invention may provide for stable cooling of the trailing edge and the adjacent end wall in the turbine vane.

본 발명의 실시 예들은 앤드 월을 향해 냉각 공기를 다양한 위치로 분사 시켜 넓은 면적에 대한 냉각을 실시할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide cooling over a large area by jetting cooling air to various locations toward the endwall.

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 제1 냉각 슬롯에서 냉각 공기가 분사되는 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 앤드 월 냉각부에서 냉각 공기가 분사되는 상태를 도시한 도면.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 view showing a state in which cooling air is injected in a first cooling slot according to the first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating an end cooling unit according to a second embodiment of the present invention;
6 is a view showing a state in which cooling air is injected in the end-to-end cooling section according to the 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 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 제1 냉각 슬롯에서 냉각 공기가 분사되는 상태를 도시한 도면 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 showing a turbine vane according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view illustrating a state in which cooling air is sprayed in the first cooling slot according to the first embodiment of the present invention FIG.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈은 터빈 베인(33)과, 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결된 앤드 월(38) 및 상기 터빈 베인(33)의 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 팁(32)에 이르는 구간에 형성되고, 상기 트레일링 엣지(35) 후단의 상기 앤드 월(38)에 대한 냉각을 위한 앤드 월 냉각 슬롯(300)을 포함한다.3 and 4, the gas turbine according to the first embodiment of the present invention includes a turbine vane 33, an end wall 33 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33, (38) at the rear end of the trailing edge (35) and the tip (32) at the trailing edge (35) of the turbine vane (33) And an end cooling cooling slot 300 for cooling the cooling water.

터빈 베인(33)은 핫 가스와 직접적으로 접촉되면서 표면이 고온으로 온도가 상승되나, 내부에 구비된 막 냉각부(100)에 의해 막 냉각으로 인한 냉각은 이루어진다. The surface of the turbine vane 33 is directly brought into contact with the hot gas to raise the temperature to a high temperature, but the cooling due to the film cooling is performed by the film cooling unit 100 provided therein.

냉각 공기는 터빈 블레이드(33)의 표면을 따라 이동할 때 밀착되어 이동하는 것이 안정적인 냉각 성능 유지에 유리하다. 예를 들면 냉각 공기가 터빈 블레이드(33)의 표면에서 멀어지거나 표면을 따라 이동하지 못할 경우 불필요한 와류가 발생될 수 있다.It is advantageous for stable cooling performance that the cooling air moves in close contact when moving along the surface of the turbine blade 33. For example, unnecessary eddy currents may be generated if the cooling air can not move away from the surface of the turbine blade 33 or move along the surface.

터빈 블레이드(33)는 핫 가스가 유입되는 선단부를 바라보는 리딩 엣지(34)와, 상기 리딩 엣지(34)에서 후단부를 향해 각각 연장된 흡입면(33b)과 압력면(33a)과, 상기 연장된 흡입면(33b)과 압력면(33a)의 단부에 형성된 트레일링 엣지(35)를 포함한다.The turbine blade 33 includes a leading edge 34 facing the leading end of the hot gas and a suction surface 33b and a pressure surface 33a extending toward the trailing end from the leading edge 34, And a trailing edge 35 formed at the end of the pressure surface 33a and the suction surface 33b.

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 핫 가스가 상기 앤드 월(38)을 따라 이동하면서 표면 온도가 상승된다.Wherein the end wall (38) comprises a first end wall (38a) connected to the hub (31) and a second end wall (38b) connected to the tip (32) The surface temperature rises.

본 실시 예는 상기 앤드 월(38) 중 제1 앤드 월(38a)과, 제2 앤드월(38b)에 대한 냉각을 위해 앤드 월 냉각 슬롯(300)이 구비된다.The present embodiment is provided with an end cooling slot 300 for cooling the first end wall 38a and the second end wall 38b of the end wall 38. [

상기 앤드 월 냉각 슬롯(300)은 상기 제1 앤드 월(38a)에 대한 냉각을 위해 형성된 제1 냉각 슬롯(310)과, 상기 제2 앤드 월(38b)에 대한 냉각을 위해 형성된 제2 냉각 슬롯(320)을 포함한다. 상기 제1,2 냉각 슬롯(310, 320) 사이에는 수평 방향으로 단위 슬롯(302)이 형성된다.The end wall cooling slot 300 includes a first cooling slot 310 formed for cooling the first end wall 38a and a second cooling slot 310 formed for cooling the second end wall 38b, (320). A unit slot 302 is formed between the first and second cooling slots 310 and 320 in a horizontal direction.

제1 냉각 슬롯(310) 상기 제2 냉각 슬롯(320)은 상기 트레일링 엣지(35)의 후단에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 배치된다. 핫 가스는 상기 제1,2 앤드 월(38a, 38b)의 표면을 따라 이동되므로 효율적인 냉각을 위해서는 제1,2 냉각 슬롯(310, 320)이 대칭으로 배치되어 냉각 공기를 분사할 경우 냉각 안정성이 향상될 수 있다.First cooling slot 310 The second cooling slot 320 is symmetrically disposed when viewed from the rear end of the trailing edge 35. Since the hot gas is moved along the surfaces of the first and second end walls 38a and 38b, the first and second cooling slots 310 and 320 are symmetrically disposed for efficient cooling, Can be improved.

상기 제1 냉각 슬롯(310)은 제1 내지 제3 분사 슬롯(312, 314, 316)을 포함하여 구성된다.The first cooling slot 310 includes first through third ejection slots 312, 314, and 316.

상기 제1 분사 슬롯(312)은 상기 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 가장 근접하여 위치되고 제1 경사각으로 경사지게 위치되며 도면에 도시된 형태는 일 실시 예에 의한 것으로 반드시 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 변경될 수 있다.The first ejection slot 312 is located closest to the hub 31 at the trailing edge 35 and is inclined at a first inclination angle. The embodiment shown in the drawings is by way of example only and is not necessarily limited thereto The present invention is not limited to the illustrated form.

제2 분사 슬롯(314)은 상기 제1 분사 슬롯(312)의 상측에 위치되고, 제2 경사각으로 경사지게 위치된다.The second injection slot 314 is located above the first injection slot 312 and is inclined at a second inclination angle.

제2 분사 슬롯(314)은 제1 분사 슬롯(312)과 상하로 이웃하여 배치되거나, 상기 제2 분사 슬롯(314)이 상기 제1 분사 슬롯(312) 보다 후방에 위치될 수 있다.The second ejection slot 314 may be disposed vertically adjacent to the first ejection slot 312 or the second ejection slot 314 may be positioned behind the first ejection slot 312.

제3 분사 슬롯(316)은 상기 제2 분사 슬롯(314)의 상측에 위치되고, 제3 경사각으로 경사지게 구성된다.The third injection slot 316 is located above the second injection slot 314 and is inclined at a third inclination angle.

상기 제3 분사 슬롯(316)이 배치된 위치는 냉각 공기가 제1 앤드 월(38a)의 표면을 향해 안정적으로 도달 가능한 이격 거리에 해당되는데, 상기 제3 분사 슬롯(330)이 상기 제1 앤드 월(38a)의 표면에서 너무 멀리 위치될 경우 냉각 공기에 의한 냉각 효과가 저하되므로 전술한 위치에 위치되는 것이 바람직할 수 있다.The position where the third injection slot 316 is disposed corresponds to a distance by which the cooling air can stably reach toward the surface of the first end wall 38a, It may be preferable to be located at the above-mentioned position because the cooling effect by cooling air is deteriorated when it is located too far from the surface of the wall 38a.

본 실시 예에 의한 상기 제1 내지 제3 경사각은 서로 다른 경사각이 유지될 수 있다. 일 예로 상기 제1 내지 제3 분사 슬롯(312, 314, 316)에서 상기 제1 앤드 월(38a)을 향해 냉각 공기가 분사될 경우 각기 서로 다른 위치를 향해 냉각 공기가 분사되는 것이 보다 넓은 면적에 대한 냉각을 실시하기 위해서이다.The first to third inclination angles according to the present embodiment may be maintained at different inclination angles. For example, when the cooling air is injected from the first to third injection slots 312, 314, and 316 toward the first end wall 38a, the cooling air is injected toward different positions, In order to carry out the cooling.

일 예로 제1 냉각 슬롯(312)은 제1 앤드 월(38a)과 가장 가까운 위치에 위치되고, 냉각 공기가 제1 앤드 월(38a)을 향해 분사될 경우 해당 영역을 집중적으로 냉각시킬 수 있다. 이 경우 제1 앤드 월(38a)은 냉각 공기에 의해 특정 영역의 온도가 하강 되므로 고온의 핫 가스에 의한 열 집중이 발생되는 현상이 감소하고, 열화로 인한 변형도 최소화 될 수 있다.For example, the first cooling slot 312 may be located closest to the first end wall 38a, and may concentrate cooling of the region when cooling air is injected toward the first end wall 38a. In this case, since the temperature of the specific region is lowered by the cooling air in the first end wall 38a, the phenomenon of heat concentration due to hot hot gas is reduced and deformation due to deterioration can be minimized.

따라서 장기간 터빈 베인(33)이 사용되는 경우에도 고온의 핫 가스로 인한 수리 또는 교체로 인한 작동 중지 사태를 최소화 시킬 수 있다.Therefore, even when the turbine vane 33 is used for a long period of time, it is possible to minimize the shutdown due to repair or replacement due to hot hot gas.

본 발명의 제2 분사 슬롯(314)은 제1 분사 슬롯(312) 보다 제1 앤드 월(38a)을 향해 원거리로 냉각 공기를 분사 시킨다. 이를 위해 상기 제2 분사 슬롯(314)은 제2 경사각으로 경사지며 제1 경사가 보다 큰 경사각으로 경사지게 구성된다.The second ejection slot 314 of the present invention ejects the cooling air remotely toward the first end wall 38a rather than the first ejection slot 312. [ For this, the second ejection slot 314 is inclined at a second inclination angle and the first inclination angle is inclined at a larger inclination angle.

제2 경사각은 제1 경사각 대비 특정 각도로 경사지는데, 최대 10도 이내의 경사각의 범위 이내에서 경사지게 배치된다. 이와 같이 제2 분사 슬롯(314)의 제2 경사각이 구성되는 이유는 제1 분사 슬롯(312)에서 분사된 냉각 공기가 제1 앤드 월(38a)에 도착해서 냉각이 이루어지는 제1 영역(S1)과, 제2 분사 슬롯(314)에서 분사된 냉각 공기가 제1 앤드 월(38a)에 도착해서 냉각이 이루어지는 제2 영역(S2)의 이격 거리를 최소화 하여 상기 제1 앤드 월(38a)에 대한 효율적인 냉각을 실시하기 위해서이다.The second inclination angle is inclined at a specific angle with respect to the first inclination angle, and is inclined within a range of an inclination angle within a maximum of 10 degrees. The reason why the second inclination angle of the second injection slot 314 is formed is that the first zone S1 in which the cooling air injected from the first injection slot 312 reaches the first end wall 38a, And the cooling air injected from the second injection slot 314 reaches the first end wall 38a to minimize the separation distance of the second region S2 where cooling is performed, So as to perform efficient cooling.

이 경우 제1 앤드 월(38a)은 제1,2 영역(S1, S2)에서 표면 온도가 하강될 수 있고, 고온의 핫 가스에 의한 열 변형이 최소화 될 수 있다In this case, in the first end wall 38a, the surface temperature can be lowered in the first and second regions S1 and S2, and thermal deformation due to hot hot gas can be minimized

제3 분사 슬롯(316)은 제2 분사 슬롯(314) 보다 제1 앤드 월(38a)을 향해 원거리로 냉각 공기를 분사 시킨다. 이를 위해 상기 제3 분사 슬롯(316)은 제3 경사각으로 경사지며 제2 경사가 보다 큰 경사각으로 경사지게 구성된다.The third injection slot 316 injects cooling air farther toward the first end wall 38a than the second injection slot 314. For this, the third injection slot 316 is inclined at a third inclination angle and the second inclination angle is inclined at a larger inclination angle.

제3 분사 슬롯(316)은 제1,2 분사 슬롯(312, 314)에서 분사된 냉각 공기 중의 일부와 혼합되므로 상기 제2 영역(S2)과 이웃한 제3 영역(S3)에 분사되거나, 소정 길이만큼 이격된 위치로 분사될 수 있다.Since the third injection slot 316 is mixed with a part of the cooling air injected from the first and second injection slots 312 and 314, the third injection slot 316 is injected into the third region S3 adjacent to the second region S2, As shown in FIG.

이 경우 냉각 공기는 제1 앤드 월(38a)에 대한 표면 냉각 효율이 향상되므로 핫 가스에 의한 온도 상승이 최소화 될 수 있어 내구성 향상과 냉각 효율 향상을 도모할 수 있다.In this case, since the surface cooling efficiency of the cooling air for the first end wall 38a is improved, the temperature rise due to the hot gas can be minimized, thereby improving durability and cooling efficiency.

본 실시 예는 상기 제1 분사 슬롯(312)에서 상기 제3 분사 슬롯(316)으로 갈수록 개구된 직경이 감소될 수 있다. 직경은 속도와 반 비례 관계가 유지되는데, 상기 제3 분사 슬롯(316)으로 갈수록 상기 제1 앤드 월(38a)과의 이격 거리가 멀어지므로 냉각 공기의 분사 속도를 증가시키기 위해 위와 같이 구성한다.The diameter of the third injection slot 316 may be reduced from the first injection slot 312 to the third injection slot 316. Since the distance from the first end wall 38a is increased toward the third injection slot 316, the above-described structure is configured to increase the injection speed of the cooling air.

일 예로 제1 내지 제3 분사 슬롯(312, 314, 316)은 직경이 모두 동일하게 구성되는 것도 가능하며 전술한 실시 예와 다른 직경으로 구성되는 것도 가능할 수 있다.For example, the first through third ejection slots 312, 314, and 316 may have the same diameter, or may have different diameters from those of the above-described embodiment.

상기 제2 냉각 슬롯(320)은 상기 트레일링 엣지(35)에서 상기 팁(32)과 가장 근접하여 위치되고 제1 경사각으로 경사진 제4 분사 슬롯(322)과, 상기 제4 분사 슬롯(310)의 상측에 위치되고, 제2 경사각으로 경사진 제5 분사 슬롯(324)과, 상기 제5 분사 슬롯(320)의 상측에 위치되고, 제3 경사각으로 경사진 제6 분사 슬롯(326)을 포함한다.The second cooling slot 320 includes a fourth ejection slot 322 located closest to the tip 32 at the trailing edge 35 and inclined at a first tilt angle and a fourth ejection slot 322 located at the fourth ejection slot 310 And a sixth ejection slot 326 positioned at an upper side of the fifth ejection slot 320 and inclined at a third inclination angle. The fifth ejection slot 324 is disposed at an upper side of the fifth ejection slot 320, .

상기 제4 분사 슬롯(322)은 상기 트레일링 엣지(35)에서 상기 팁(32)과 가장 근접하여 위치되고 제4 경사각으로 경사지게 위치되며 도면에 도시된 형태는 일 실시 예에 의한 것으로 반드시 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 변경될 수 있다.The fourth injection slot 322 is located closest to the tip 32 at the trailing edge 35 and is positioned at an angle of inclination at a fourth tilt angle. The present invention is not limited to the illustrated form.

제5 분사 슬롯(324)은 상기 제4 분사 슬롯(322)의 상측에 위치되고, 제5 경사각으로 경사지게 위치된다.The fifth injection slot 324 is located above the fourth injection slot 322 and is inclined at a fifth inclination angle.

제5 분사 슬롯(324)은 제4 분사 슬롯(322)과 상하로 이웃하여 배치되거나, 상기 제5 분사 슬롯(324)이 상기 제4 분사 슬롯(322) 보다 후방에 위치될 수 있다.The fifth ejection slot 324 may be disposed vertically adjacent to the fourth ejection slot 322 or the fifth ejection slot 324 may be positioned behind the fourth ejection slot 322.

제6 분사 슬롯(326)은 상기 제5 분사 슬롯(324)의 상측에 위치되고, 제6 경사각으로 경사지게 구성된다.The sixth ejection slot 326 is located above the fifth ejection slot 324 and is configured to be inclined at a sixth inclination angle.

상기 제6 분사 슬롯(326)이 배치된 위치는 냉각 공기가 제2 앤드 월(38b)의 표면을 향해 안정적으로 도달 가능한 이격 거리에 해당되는데, 상기 제6 분사 슬롯(326)이 상기 제2 앤드 월(38b)의 표면에서 너무 멀리 위치될 경우 냉각 공기에 의한 냉각 효과가 저하되므로 전술한 위치에 위치되는 것이 바람직할 수 있다.The position at which the sixth jetting slot 326 is disposed corresponds to a distance at which the cooling air can stably reach toward the surface of the second end wall 38b while the sixth jetting slot 326 is positioned at the second end If it is located too far from the surface of the wall 38b, it may be preferable to be located at the above-mentioned position because the cooling effect by the cooling air is lowered.

본 실시 예에 의한 상기 제4 내지 제6 경사각은 서로 다른 경사각이 유지될 수 있다. 일 예로 상기 제1 내지 제3 분사 슬롯(312, 314, 316)에서 상기 제2 앤드 월(38b)을 향해 냉각 공기가 분사될 경우 각기 서로 다른 위치를 향해 냉각 공기가 분사되는 것이 보다 넓은 면적에 대한 냉각을 실시하기 위해서이다.The fourth to sixth inclination angles according to the present embodiment may be maintained at different inclination angles. For example, when the cooling air is injected from the first to third injection slots 312, 314, and 316 toward the second end wall 38b, the cooling air is injected toward the different positions, In order to carry out the cooling.

일 예로 제4 냉각 슬롯(312)은 제2 앤드 월(38b)과 가장 가까운 위치에 위치되고, 냉각 공기가 제2 앤드 월(38b)을 향해 분사될 경우 해당 영역을 집중적으로 냉각시킬 수 있다. 이 경우 제2 앤드 월(38b)은 냉각 공기에 의해 특정 영역의 온도가 하강 되므로 고온의 핫 가스에 의한 열 집중이 발생되는 현상이 감소하고, 열화로 인한 변형도 최소화 될 수 있다.For example, the fourth cooling slot 312 is located closest to the second end wall 38b, and when the cooling air is injected toward the second end wall 38b, the fourth cooling slot 312 can intensively cool the corresponding region. In this case, since the temperature of the specific region is lowered by the cooling air in the second end wall 38b, the phenomenon of heat concentration due to hot hot gas is reduced, and deformation due to deterioration can be minimized.

본 발명의 제5 분사 슬롯(324)은 제4 분사 슬롯(322) 보다 제2 앤드 월(38b)을 향해 원거리로 냉각 공기를 분사 시킨다. 이를 위해 상기 제5 분사 슬롯(324)은 제5 경사각으로 경사지며 제4 경사가 보다 큰 경사각으로 경사지게 구성된다.The fifth injection slot 324 of the present invention ejects the cooling air remotely toward the second end wall 38b rather than the fourth injection slot 322. [ For this, the fifth ejection slot 324 is inclined at a fifth inclination angle and the fourth inclination angle is inclined at a larger inclination angle.

제5 경사각은 제4 경사각 대비 특정 각도로 경사지는데, 최대 10도 이내의 경사각의 범위 이내에서 경사지게 배치된다. 이와 같이 제2 경사각이 구성되는 이유는 제4 분사 슬롯(322)에서 분사된 냉각 공기가 제2 앤드 월(38b)에 도착해서 냉각이 이루어지는 제1 영역(S1)과, 제5 분사 슬롯(322)에서 분사된 냉각 공기가 제2 앤드 월(38b)에 도착해서 냉각이 이루어지는 제2 영역(S2)의 이격 거리를 최소화 하여 상기 제2 앤드 월(38b)에 대한 효율적인 냉각을 실시하기 위해서이다.The fifth inclination angle is inclined at a specific angle with respect to the fourth inclination angle, and is inclined within a range of an inclination angle within a maximum of 10 degrees. The reason why the second inclination angle is formed is that the first region S1 in which the cooling air injected from the fourth injection slot 322 reaches the second end wall 38b and is cooled, So as to minimize the separation distance of the second region S2 where cooling is performed to arrive at the second end wall 38b, thereby efficiently cooling the second end wall 38b.

이 경우 제2 앤드 월(38b)은 제1,2 영역(S1, S2)에서 표면 온도가 하강될 수 있고, 고온의 핫 가스에 의한 열 변형이 최소화 될 수 있다In this case, in the second end wall 38b, the surface temperature can be lowered in the first and second regions S1 and S2, and thermal deformation due to hot hot gas can be minimized

제6 분사 슬롯(326)은 제5 분사 슬롯(324) 보다 제2 앤드 월(38b)을 향해 원거리로 냉각 공기를 분사 시킨다. 이를 위해 상기 제6 분사 슬롯(326)은 제6 경사각으로 경사지며 제5 경사각 보다 큰 경사각으로 경사지게 구성된다.The sixth injection slot 326 injects cooling air farther toward the second end wall 38b than the fifth injection slot 324. For this, the sixth ejection slot 326 is inclined at a sixth inclination angle and inclined at an inclination angle larger than the fifth inclination angle.

제6 분사 슬롯(326)은 제4,5 분사 슬롯(322, 324)에서 분사된 냉각 공기 중의 일부와 혼합되므로 상기 제2 영역(S2)과 이웃한 제3 영역(S3)에 분사되거나, 소정 길이만큼 이격된 위치로 분사될 수 있다.The sixth jetting slot 326 is mixed with a part of the cooling air injected from the fourth and fifth jetting slots 322 and 324 so that it is injected into the third region S3 adjacent to the second region S2, As shown in FIG.

상기 제4 내지 제6 분사 슬롯(322, 324, 326)에서 분사된 냉각 공기는 상기의 제2 앤드 월(38b)의 상면을 향해 서로 다른 위치로 분사되되, 서로 중첩되지 않는다.The cooling air injected from the fourth to sixth injection slots 322, 324, and 326 is injected at different positions toward the upper surface of the second end wall 38b, but is not overlapped with each other.

이 경우 냉각 공기는 제2 앤드 월(38b)에 대한 표면 냉각 효율이 향상되므로 핫 가스에 의한 온도 상승이 최소화 될 수 있어 내구성 향상과 냉각 효율 향상을 도모할 수 있다.In this case, since the surface cooling efficiency of the cooling air for the second end wall 38b is improved, the temperature rise due to the hot gas can be minimized, thereby improving durability and cooling efficiency.

본 실시 예는 상기 제4 분사 슬롯(322)에서 상기 제6 분사 슬롯(326)으로 갈수록 개구된 직경이 감소될 수 있다. 직경은 속도와 반 비례 관계가 유지되는데, 상기 제6 분사 슬롯(326)으로 갈수록 상기 제2 앤드 월(38b)과의 이격 거리가 멀어지므로 냉각 공기의 분사 속도를 증가시키기 위해 위와 같이 구성한다.In this embodiment, the diameter of the fourth injection slot 322 to the sixth injection slot 326 may be reduced. The diameter is maintained in an inversely proportional relationship with the speed. Since the distance from the second end wall 38b to the sixth injection slot 326 increases, the cooling air injection speed is increased as described above.

일 예로 제4 내지 제6 분사 슬롯(322, 324, 326)은 직경이 모두 동일하게 구성되는 것도 가능하며 전술한 실시 예와 다른 직경으로 구성되는 것도 가능할 수 있다.For example, the fourth through sixth ejection slots 322, 324, and 326 may be configured to have the same diameter, or may have diameters different from those of the above-described embodiment.

본 실시 예에 의한 상기 앤드 월 냉각 슬롯(300)은 터빈을 구성하는 제1 내지 제n 단 터빈 중 마지막 터빈 또는 상기 마지막 터빈과 함께 전단에 위치된 터빈에 구비될 수 있다.The end-cooling slot 300 according to the present embodiment may be provided in the last turbine of the first to n-th turbines constituting the turbine or in the turbine located at the front end together with the last turbine.

마지막 터빈에 위치된 터빈 베인은 핫 가스가 제1 단과 제2 단을 순차적으로 경유하여 이동되므로 고온의 온도 분위기가 유지된다. 이 경우 제1,2 앤드 월(38a, 38b)은 고온의 온도가 유지되므로 안정적인 냉각을 위해 앤드 월 냉각 슬롯(300)이 구비된다.The turbine vane located in the last turbine is maintained in a high-temperature atmosphere because the hot gas is sequentially passed through the first stage and the second stage. In this case, since the first and second end walls 38a and 38b maintain a high temperature, the end wall cooling slot 300 is provided for stable cooling.

본 실시 예에 의한 상기 앤드 월 냉각 슬롯(300)은 상기 앤드 월(38)을 향해 45도 ~ 60도 중에 선택되는 임의 의 경사각 중의 어느 하나로 경사질 수 있다.The end wall cooling slot 300 according to the present embodiment may be inclined to any one of the inclination angles selected from 45 to 60 degrees toward the end wall 38. [

전술한 경사각은 일 예로 45도의 각도로 경사지는 것이 바람직하며 전술한 각도 보다 큰 경사각을 갖도록 구성되는 것도 가능할 수 있다.The inclination angle is preferably inclined at an angle of 45 degrees, for example, and may be configured to have an inclination angle larger than the angle described above.

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 5 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 가스 터빈은 터빈 베인(33)과, 상기 터빈 베인(33)의 허브(31)와 팁(32)과 연결된 앤드 월(38)과, 상기 터빈 베인(33)의 트레일링 엣지(35)에서 상기 허브(31)와 팁(32)에 이르는 구간에 형성된 슬롯(400) 및 상기 허브(31)와 팁(32)과 인접한 위치에서 앤드 월(38)을 향해 냉각 공기가 공급되도록 경사지게 돌출된 앤드 월 냉각부(1000)을 포함한다.5 to 6, the gas turbine according to the present embodiment includes a turbine vane 33, an end wall 38 connected to the hub 31 and the tip 32 of the turbine vane 33, A slot 400 formed in a section from the trailing edge 35 of the turbine vane 33 to the hub 31 and the tip 32 and a slot 400 formed at a position adjacent to the hub 31 and the tip 32, And an end wall cooling part 1000 which is inclinedly protruded so as to supply cooling air toward the wall 38.

본 실시 예는 상기 앤드 월(38) 중 제1 앤드 월(38a)과, 제2 앤드월(38b)에 대한 냉각을 위해 앤드 월 냉각부(1000)가 구비된다.The present embodiment is provided with an end cooling unit 1000 for cooling the first end wall 38a and the second end wall 38b of the end wall 38.

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 전술한 제1 실시 예의 앤드 월 냉각 슬롯(300)과 다르게 트레일링 엣지(35)의 외측을 향해 소정의 길이로 연장된다. 즉 본 실시 예는 앤드 월 냉각부(1000)가 트레일링 엣지(35)의 표면에 개구된 홀이 아닌 후방을 향해 경사지게 연장되게 구성된다.The end-to-end cooling portion 1000 extends a predetermined length toward the outside of the trailing edge 35, unlike the end-to-end cooling slot 300 of the first embodiment described above. That is, the present embodiment is configured so that the end wall cooling portion 1000 extends obliquely toward the rear, not the hole opened on the surface of the trailing edge 35.

이 경우 냉각 공기의 분사 안정성이 향상되므로 핫 가스로 인한 이동 안정성이 저하되지 않고 앤드 월(38)을 향해 이동하는 냉각 공기의 이동 안정적으로 일정하게 유지된다.In this case, since the injection stability of the cooling air is improved, the movement stability due to the hot gas is not deteriorated and the movement of the cooling air moving toward the end wall 38 is stably maintained.

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 제1 앤드 월(38a)과 제2 앤드 월(38b)에 대한 냉각을 위해 허브(31)와 인접한 위치와, 팁(32)과 인접한 위치에 각각 구비되므로 앤드 월(38)의 온도 상승을 최소화 하여 안정적인 냉각을 도모할 수 있다.Since the end cooling unit 1000 is provided at a position adjacent to the hub 31 and at a position adjacent to the tip 32 for cooling the first end wall 38a and the second end wall 38b, The temperature rise of the wall 38 can be minimized and stable cooling can be achieved.

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 노즐 형태로 앤드 월(38)을 향해 연장될 수 있으며, 이 경우 냉각 공기의 분사 속도가 증가되므로 핫 가스와의 혼합으로 인한 박리 현상이 최소화 된다.The end-to-end cooling unit 1000 may extend toward the end wall 38 in the form of a nozzle. In this case, since the injection speed of the cooling air is increased, peeling due to mixing with the hot gas is minimized.

상기 앤드 월 냉각부(1000)는 상기 트레일링 엣지(35)를 후방에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 배치된다. 이 경우 핫 가스가 터빈 베인(33)의 표면을 경유하여 제1,2 앤드 월(38a, 38b)과 접촉으로 인해 표면 온도를 상승시킬 경우에도 터빈 베인(33)의 냉각이 필요한 앤드 월(38)을 향해 안정적으로 냉각 공기를 해당 위치로 분사 및 냉각을 실시할 수 있어 냉각 효율 향상을 도모한다.The end-to-end cooling unit 1000 is disposed symmetrically with respect to the trailing edge 35 when viewed from the rear. In this case, even when the hot gas raises the surface temperature due to contact with the first and second end walls 38a and 38b via the surface of the turbine vane 33, the end wall 38 The cooling air can be stably injected and cooled to the corresponding position, thereby improving the cooling efficiency.

33 : 터빈 블레이드
34 : 리딩 엣지
35 : 트레일링 엣지
38 : 앤드 월
38a : 제1 앤드 월
38b : 제2 앤드 월33: turbine blade
34: Reading Edge
35: Trailing Edge
38: And the month
38a: 1st and 2nd month
38b: 2nd and 3rd month

Claims

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
Is formed in a section from the trailing edge (35) of the turbine vane (33) to the hub (31) and the tip (32), and the cooling of the end wall (38) at the trailing edge (35) Gt; (300) < / RTI >

The method according to claim 1,
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 end cooling cooling slot (300) includes a first cooling slot (310) formed for cooling the first end wall (38a);
And a second cooling slot (320) formed for cooling the second end wall (38a).

3. The method of claim 2,
Wherein the first cooling slot (310) and the second cooling slot (320) are symmetrically disposed as viewed from the rear end of the trailing edge (35).

3. The method of claim 2,
The first cooling slot 310 includes a first ejection slot 312 located closest to the hub 31 at the trailing edge 35 and inclined at a first inclination angle;
A second ejection slot (314) located above the first ejection slot (310) and inclined at a second inclination angle;
And a third injection slot (316) located above the second injection slot (320) and inclined at a third tilt angle.

5. The method of claim 4,
Wherein the first to third inclination angles are maintained at different inclination angles.

5. The method of claim 4,
The cooling air injected from the first to third injection slots (312, 314, 316) is injected to different positions toward the upper surface of the first end wall (38a) but does not overlap with each other.

5. The method of claim 4,
Wherein the diameter reduced from the first injection slot (312) to the third injection slot (316) decreases.

3. The method of claim 2,
The second cooling slot 320 includes a fourth injection slot 322 located closest to the tip 32 at the trailing edge 35 and inclined at a first tilt angle;
A fifth injection slot 324 positioned above the fourth injection slot 310 and inclined at a second inclination angle;
And a sixth jetting slot (326) located above the fifth jetting slot (320) and inclined at a third tilt angle.

9. The method of claim 8,
Wherein the fourth to sixth inclination angles are maintained at different inclination angles.

9. The method of claim 8,
The cooling air injected from the fourth to sixth injection slots (312, 314, 316) is injected at different positions toward the upper surface of the second end wall (38b) but does not overlap with each other.

9. The method of claim 8,
Wherein the diameter reduced from the fourth injection slot (322) to the sixth injection slot (326) decreases.

3. The method of claim 2,
Wherein the first cooling slot (310) and the second cooling slot (320) are inclined at a 45 degree inclination angle.

The method according to claim 1,
Wherein the end-cooling cooling ramp (300) is provided on the last turbine of the first to n < th > turbines constituting the turbine or on the turbine located at the front end together with the last turbine.

9. The method of claim 8,
Wherein the end wall cooling slot (300) is any of an oblique angle selected from 45 degrees to 60 degrees toward the end wall (38).

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;
A slot (400) formed in a section from the trailing edge (35) of the turbine vane (33) to the hub (31) and the tip (32); And
And an end wall cooling portion (1000) projecting obliquely to supply cooling air toward the end wall (38) at a position adjacent to the hub (31) and the tip (32).

16. The method of claim 15,
The end-to-end cooling section (1000) extends toward the end wall (38) in the form of a nozzle.

16. The method of claim 15,
The end-to-end cooling portion (1000) is symmetrically arranged when viewed from the rear of the trailing edge (35).