KR20200137697A - 가스터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외부로부터 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기; 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키며, 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 터빈; 및 상기 압축기로부터 상기 터빈으로 압축공기를 공급하는 공급수단을 포함하되, 상기 터빈은, 케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 설치되며 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되는 베인을 포함하는 스테이터와, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 디스크와, 인접하는 단의 베인과 베인 사이에 배치되며 상기 디스크의 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터를 포함하며, 상기 공급수단은, 상기 베인의 내부로 압축공기를 공급하고, 상기 베인의 후단(Rear-stage) 측에 인접하는 블레이드의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 압축공기를 공급하고, 상기 로터는, 상기 디스크의 전단(Front-stage) 측의 면에 설치되며, 상기 케이싱의 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 베인의 내측에 설치되고, 상기 베인으로 공급된 압축공기를 후단 측의 디스크로 공급하는 보조부재를 더 포함하는 가스터빈을 제공한다.

Description

가스터빈{Gas turbine}

본 발명은 가스터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부로부터 흡입한 공기를 압축하고, 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키며, 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로, 가스터빈은 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 압축기는 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과 압축기 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 압축기는 압축기 입구 스크롤 스트럿(Compressor inlet scroll strut)을 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 흡입된 공기는 압축기의 내부를 통과하면서 상기 압축기 베인과 압축기 블레이드에 의해 압축된다.

연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축공기를 공급받아 연료와 혼합시킨다. 또한 연소기는 압축공기와 혼합된 연료를 점화기로 점화하여 고온고압의 연소가스를 생성한다. 이와 같이 생성된 연소가스는 터빈으로 공급된다.

터빈은 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 터빈은 연소기에서 생성된 연소가스를 공급받아 내부로 통과시킨다. 터빈의 내부를 통과하는 연소가스는 터빈 블레이드를 회전시키게 되고, 터빈의 내부를 완전히 통과하게 된 연소가스는 터빈 디퓨저를 통해 외부로 토출되게 된다.

가스터빈은 타이로드(Tie rod)를 더 포함한다. 상기 타이로드는, 압축기 블레이드가 외주면에 결합되는 압축기 디스크와, 터빈 블레이드가 외주면에 결합되는 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 설치된다. 이에 따라 상기 타이로드는, 압축기 디스크와 터빈 디스크가 가스터빈의 내부에서 서로 고정될 수 있도록 한다.

이와 같은 가스터빈은, 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에, 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적다. 따라서 가스터빈은, 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되며, 고속운동이 가능하여 고용량의 전력을 생성할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 가스터빈은, 터빈 케이싱과 터빈 블레이드 사이의 클리어런스(Clearance)를 조절하기 위하여, 압축기에서 추기된 압축공기를 터빈 케이싱과 터빈 블레이드로 공급하기 위한 별도의 공급수단을 구비한다. 이때, 종래의 가스터빈에 의하면, 터빈 케이싱으로 압축공기를 공급하는 공급수단과 터빈 블레이드로 압축공기를 공급하는 공급수단이 각각 별도로 구비되어야 한다는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 한계를 극복하기 위해 창출된 것으로서, 하나의 공급수단을 통하여 터빈 블레이드와 터빈 케이싱으로 모두 압축공기를 공급할 수 있는 가스터빈을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 외부로부터 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기; 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키며, 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 터빈; 및 상기 압축기로부터 상기 터빈으로 압축공기를 공급하는 공급수단을 포함하되, 상기 터빈은, 케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 설치되며 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되는 베인을 포함하는 스테이터와, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 디스크와, 인접하는 단의 베인과 베인 사이에 배치되며 상기 디스크의 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터를 포함하며, 상기 공급수단은, 상기 베인의 내부로 압축공기를 공급하고, 상기 베인의 후단(Rear-stage) 측에 인접하는 블레이드의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 압축공기를 공급하고, 상기 로터는, 상기 디스크의 전단(Front-stage) 측의 면에 설치되며, 상기 케이싱의 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 베인의 내측에 설치되고, 상기 베인으로 공급된 압축공기를 후단 측의 디스크로 공급하는 보조부재를 더 포함하는 가스터빈을 제공한다.

상기 스테이터는, 상기 베인의 내측 단부에 설치되며, 상기 베인의 내측 단부와의 사이에 씰링캐비티를 형성하고, 내측에 디스크연통홀이 형성된 씰링하우징을 더 포함하며, 상기 보조부재는, 상기 씰링하우징의 내측에 배치된다.

상기 스테이터는, 상기 씰링하우징의 내측 단부 중, 전단 측 부위로부터 내측으로 돌출되는 보조하우징을 더 포함하며, 상기 보조부재는, 상기 보조하우징의 내측에 배치된 제1보조부재와, 상기 제1보조부재의 외측 단부 중, 후단 측 부위로부터 외측으로 돌출되며, 상기 보조하우징과의 사이에 상기 디스크연통홀과 연통되는 보조캐비티를 형성하며, 일단이 상기 보조캐비티와 연통하고 타단이 상기 디스크의 내부와 연통하는 보조연통홀이 형성된 제2보조부재를 포함한다.

상기 스테이터는, 상기 베인의 내부에 설치되며, 상기 베인의 내벽으로부터 이격되도록 배치되고, 외측 단부가 상기 공급수단과 연결되고 내측 단부가 상기 씰링캐비티에 배치되는 중공의 제1인서트부재와, 외측 단부가 상기 공급수단과 연결되며, 내측 단부가 상기 베인의 후단 측에 인접하는 블레이드의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 삽입되는 중공의 제2인서트부재를 포함한다.

상기 공급수단은, 상기 압축기와 연결되는 메인공급배관과, 상기 메인공급배관과 연결되며, 상기 제1인서트부재와 상기 제2인서트부재의 내부로 각각 압축공기를 공급하는 제1공급배관과, 상기 메인공급배관과 상기 제1공급배관의 연결부위에 연결되며, 상기 제1인서트부재와 상기 제2인서트부재의 내부로 각각 압축공기를 공급하는 제2공급배관과, 상기 제2공급배관에 설치되며, 상기 제2공급배관을 통해 유동하는 압축공기를 냉각시키는 열교환기와, 상기 메인공급배관, 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관이 연결되는 위치에 설치되는 3방밸브를 포함한다.

상기 공급수단은, 상기 제1공급배관과 상기 제1인서트부재를 연결하는 제1베인배관과, 상기 제1공급배관과 상기 제2인서트부재를 연결하는 제1케이싱배관과, 상기 제2공급배관과 상기 제1인서트부재를 연결하는 제2베인배관과, 상기 제2공급배관과 상기 제2인서트부재를 연결하는 제2케이싱배관과, 상기 제1베인배관에 설치되는 제1베인밸브와, 상기 제1케이싱배관에 설치되는 제1케이싱밸브와, 상기 제2베인배관에 설치되는 제2베인밸브와, 상기 제2케이싱배관에 설치되는 제2케이싱밸브를 더 포함한다.

상기 가스터빈은, 상기 터빈의 시동(Start-up)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제2공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 터빈의 정격(Steady-state)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하고, 상기 터빈의 셧다운(Shut-down)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관으로 모두 압축공기가 공급되도록 하는 제어수단을 더 포함한다.

상기 가스터빈은, 상기 터빈의 시동(Start-up)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제2공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제1베인밸브와 상기 제1케이싱밸브를 모두 개방시키고, 상기 터빈의 정격(Steady-state)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제2베인밸브와 상기 제2케이싱밸브를 모두 개방시키고, 상기 터빈의 셧다운(Shut-down)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관으로 모두 압축공기가 공급되도록 하며, 상기 제1베인밸브와 상기 제2케이싱밸브는 폐쇄하고, 상기 제2베인밸브와 상기 제1케이싱밸브는 개방시키는 제어수단을 더 포함한다.

상기 스테이터는, 상기 디스크연통홀에 설치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 휘어지도록 형성되고, 상기 씰링캐비티로부터 상기 디스크연통홀로 유입되는 압축공기의 흐름에 상기 케이싱의 원주방향을 따라 스월(Swirl)을 형성하는 스월부재를 더 포함한다.

본 발명에 따른 가스터빈에 의하면, 공급수단을 통해 압축기로부터 터빈 케이싱과 터빈 베인으로 각각 압축공기가 공급되고, 터빈 베인의 내부로 공급된 압축공기는 터빈 베인의 내측 단부에 설치된 보조부재를 통해 후단(Rear-stage) 측의 터빈 디스크 및 터빈 블레이드로 공급되도록 함으로써, 하나의 공급수단으로 터빈 블레이드와 터빈 케이싱으로 모두 압축공기를 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스터빈에 의하면, 공급수단을 통해 터빈 블레이드와 터빈 케이싱으로 공급되는 압축공기의 온도를 가스터빈의 각 운전모드 별로 변화시킴으로써, 가스터빈의 각 운전모드에 적합하게 터빈 케이싱과 터빈 블레이드 사이의 클리어런스가 최적의 상태로 유지되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스터빈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 4는 도 3을 보다 단순하게 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 C-C선을 따라 베인이 절단된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2 내지 도 4에 나타낸 씰링하우징의 디스크연통홀에 설치되는 스월부재를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 2에서 본 발명에 따른 가스터빈의 각 운전모드 별 압축공기의 공급경로를 나타낸 도면이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 가스터빈에 대해서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스터빈(1)은 압축기(2), 연소기(3) 및 터빈(10)을 포함한다. 기체(압축공기 또는 연소가스)의 유동방향을 기준으로 하였을 때, 가스터빈(1)의 상류 측에는 압축기(2)가 배치되고 하류 측에는 터빈(10)이 배치된다. 그리고 압축기(2)와 터빈(10) 사이에는 연소기(3)가 배치된다.

압축기는 압축기 케이싱 내부에 압축기 베인과 압축기 로터를 수용하며, 터빈(10)은 터빈 케이싱(110) 내부에 터빈 베인(120)과 터빈 로터(11)를 수용한다. 이러한 압축기 베인과 압축기 로터는 압축공기의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되며, 터빈 베인과 터빈 로터 역시 연소가스의 유동방향을 따라 다단으로 배치된다. 이때, 압축기는 흡입된 공기가 압축될 수 있게 전단(Front-stage)에서 후단(Rear-stage) 측으로 갈수록 내부공간이 줄어들며, 반대로 터빈은 연소기로부터 공급받은 연소가스가 팽창될 수 있게 전단에서 후단 측으로 갈수록 내부공간이 커지는 구조로 설계된다.

한편, 압축기의 최후단부 측에 위치한 압축기 로터와, 터빈의 최전단부 측에 위치한 터빈 로터 사이에는, 터빈에서 발생된 회전토크를 상기 압축기로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브가 배치된다. 상기 토크튜브는 도 1에 도시된 바와 같이 총 3개의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 여러 실시예 중 하나에 불과하며, 상기 토크튜브는 4개 이상의 단 또는 2개 이하의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수도 있다.

상기 압축기 로터는, 압축기 디스크와 압축기 블레이드를 포함한다. 상기 압축기 케이싱의 내부에는 복수개(예를 들어 14매)의 압축기 디스크가 구비되고, 상기 각각의 압축기 디스크들은 타이로드에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 더욱 상세하게는, 상기 각각의 압축기 디스크는 중심부가 상기 타이로드에 의해 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬된다. 그리고 인접하는 각각의 압축기 디스크는 대향하는 면이 상기 타이로드에 의해 압착되어, 서로 상대적인 회전을 할 수 없도록 배치된다.

상기 압축기 디스크의 외주면에는 복수개의 압축기 블레이드가 방사상으로 결합된다. 또한, 상기 압축기 블레이드의 사이에는, 동일한 단(Stage)을 기준으로 하였을 때 상기 압축기 케이싱의 내주면에 환상으로 설치되는 복수개의 압축기 베인이 각각 배치된다. 상기 압축기 베인은 상기 압축기 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정된 상태를 유지하며, 압축기 블레이드를 통과한 압축공기의 흐름을 정렬하여 하류 측에 위치하는 압축기 블레이드로 압축공기를 안내하는 역할을 한다. 이때, 상기 압축기 케이싱과 압축기 베인은, 상기 압축기 로터와 구분하기 위하여, 압축기 스테이터라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

상기 타이로드는 상기 복수개의 압축기 디스크와, 후술할 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 배치되며, 일 측 단부는 압축기의 최전단부 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타 측 단부는 고정 너트에 의해 체결된다.

상기 타이로드의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드가 압축기 디스크와 터빈 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.

도시되지는 않았으나, 가스터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 안내깃 역할을 하는 디스월러(Desworler)가 설치될 수 있다.

상기 연소기에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스의 온도를 높이게 된다.

가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀(Cell) 형태로 형성되는 연소기 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료를 분사하는 노즐과, 연소실을 형성하는 라이너(Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션피스(Transition piece)를 포함한다.

구체적으로, 상기 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버를 감싸면서 환형공간을 이루는 라이너 환형유로가 형성된다. 또한 라이너의 전단에는 연료를 분사하는 노즐이 결합되며, 측벽에는 점화기가 결합된다.

상기 라이너 환형유로에는, 라이너의 외벽에 마련되는 다수개의 홀(Hole)을 통해 유입된 압축공기가 유동하며, 후술할 트랜지션피스를 냉각시킨 압축공기 역시 이를 통해 유동한다. 이렇듯 압축공기가 라이너의 외벽부를 따라 유동함으로써, 상기 연소챔버에서 연료의 연소에 의해 발생되는 열에 의해 라이너가 열 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.

라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. 상기 라이너와 마찬가지로, 상기 트랜지션피스는, 상기 트랜지션피스의 내부 공간을 감싸는 트랜지션피스 환형유로가 형성되며, 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 상기 트랜지션피스 환형유로를 따라 흐르는 압축공기에 의해 외벽부가 냉각된다.

한편, 상기 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈으로 공급된다. 터빈으로 공급된 고온 고압의 연소가스는 터빈의 내부를 통과하면서 팽창하게 되고, 그에 따라 후술할 터빈 블레이드에 충동 및 반동력을 가하여 회전토크가 발생되도록 한다. 이렇게 얻어진 회전토크는 상술한 토크튜브를 거쳐 압축기로 전달되고, 압축기 구동에 필요한 동력을 초과하는 부분은 발전기 등을 구동하는데 쓰이게 된다.

상기 터빈(10)은 기본적으로는 압축기의 구조와 유사하다. 즉, 상기 터빈에도 압축기의 압축기 로터와 유사한 복수개의 터빈 로터(11)가 구비된다. 따라서 상기 터빈 로터(11) 역시, 터빈 디스크(12)와, 이로부터 방사상으로 배치되는 복수개의 터빈 블레이드(13)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(13)의 사이에도, 동일한 단을 기준으로 하였을 때 상기 터빈 케이싱(110)에 환상으로 설치되는 복수개의 터빈 베인(120)이 구비되며, 상기 터빈 베인(120)은 터빈 블레이드(13)를 통과한 연소가스의 유동방향을 가이드하게 된다. 이때, 상기 터빈 케이싱(110)과 터빈 베인(120) 역시, 상기 터빈 로터(11)와 구분하기 위하여, 터빈 스테이터(100)라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 터빈 스테이터(100)는, 씰링하우징(130), 제1인서트부재(140), 제2인서트부재(150), 스월부재(160) 및 보조하우징(170)을 더 포함한다. 상기 씰링하우징(130)은, 상기 터빈 케이싱(110; 이하 ‘케이싱’이라 한다)의 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 터빈 베인(120; 이하, ‘베인’이라 한다)의 내측 단부에 설치되며, 인접하는 터빈 디스크(12)와 터빈 디스크(12; 이하, ‘디스크’라 한다)의 사이에 배치된다. 그리고 상기 씰링하우징(130)은, 상기 베인(120)의 내측 단부와의 사이에 씰링캐비티(131)를 형성한다. 상기 씰링하우징(130)은, 연소가스의 유동방향을 기준으로 전방 측 부위와 후방 측 부위에 각각 상기 씰링캐비티(131)와 연통하는 복수개의 퍼지홀(132)가 형성된다. 그리고 상기 씰링하우징(130)은, 상기 케이싱(110)의 반경방향을 기준으로 하였을 때의 내측 단부에 상기 씰링캐비티(131)와 연통하는 디스크연통홀(133)이 형성된다.

도 2 내지 도 4, 도 5를 참조하면, 상기 제1인서트부재(140)는, 중공 형상으로 형성된 것으로서, 상기 베인(120)의 내부에 배치된다. 그리고 상기 제1인서트부재(140)는, 상기 베인(120)의 내벽으로부터 이격되도록 배치된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베인(120)과 상기 제1인서트부재(140)의 사이의 공간은 제1내부공간(141)으로 정의할 수 있고, 상기 제1인서트부재(140) 내부의 공간은 제2내부공간(142)으로 정의할 수 있다.

상기 베인(120)은, 그 외부에서 유동하는 연소가스에 의해, 표면이 가열된 상태를 유지한다. 따라서 상기 제1인서트부재(140)는, 고온의 상태를 유지하는 상기 베인(120)의 내벽으로부터 이격되도록 배치됨으로써, 상기 제2내부공간(142)이 상기 제1내부공간(141)과 공간적으로 분리되도록 함은 물론, 상기 제2내부공간(142)을 따라 유동하는 압축공기가 상기 제1내부공간(141)을 따라 유동하는 압축공기보다 낮은 온도를 유지하도록 할 수 있다. 그리고 상기 제1내부공간(141)을 통해 상기 씰링하우징(131)으로 공급된 압축공기는, 후단(Rear-stage) 측의 디스크(12)와 터빈 블레이드(13; 이하 ‘블레이드’라 한다)로 공급된다. 따라서 본 발명에 따른 가스터빈(1)은, 낮은 온도의 압축공기가 후단(Rear-stage) 측 디스크(12)와 터빈 블레이드(13; 이하 ‘블레이드’라 한다)로 공급되도록 하여, 상기 디스크(12)와 블레이드(13)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

상기 제2인서트부재(150)는, 중공 형상으로 형성된 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 베인(120)의 후단(Rear-stage) 측에 인접하는 터빈 블레이드(13; 이하 ‘블레이드’라 한다)의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 삽입된다. 상기 제1인서트부재(140)는, 외측 단부가 후술할 공급수단(20)과 연결되고, 내측 단부가 상기 씰링캐비티(131)에 배치된다. 상기 제2인서트부재(140)는, 외측 단부가 공급수단(20)과 연결되고, 내측 단부가 블레이드(13)의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱(110)의 내벽 부위로 삽입된다.

도 2 내지 도 4, 도 6을 참조하면, 상기 스월부재(160)는, 상기 디스크연통홀(133)에 설치되며, 상기 케이싱(110)의 원주방향(D)을 따라 휘어지도록 형성된다. 그리고 상기 스월부재(160)는, 상기 씰링캐비티(131)로부터 상기 디스크연통홀(133)로 유입되는 압축공기의 흐름에, 상기 케이싱(110)의 원주방향(D)을 따라 스월(Swirl)을 형성한다. 따라서 상기 스월부재(160)는, 상기 디스크연통홀(133)을 통해 후단 측의 디스크(12)로 공급되는 압축공기가 보다 균일하게 혼합되도록 하여, 보다 낮은 온도를 유지한 채 후단으로 공급되도록 할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 보조하우징(170)은, 상기 씰링하우징(130)의 내측 단부 중, 전단(Front-stage) 측 부위로부터 내측으로 돌출된다. 그리고 상기 로터(11)는, 보조부재(180)를 더 포함한다. 상기 보조부재(180)는, 상기 씰링하우징(130)과 인접하는 상기 디스크(12)의 전단 측의 면에 설치되며, 상기 씰링하우징(130)의 내측에 배치된다. 더욱 상세하게는, 상기 보조부재(180)는, 제1보조부재(181)와 제2보조부재(182)를 포함한다. 상기 제1보조부재(181)는, 상기 보조하우징(170)의 내측에 배치된다. 상기 제2보조부재(182)는, 상기 제1보조부재(181)의 외측 단부 중, 후단(Rear-stage) 측 부위로부터 외측으로 돌출되며, 상기 보조하우징(170)과의 사이에 보조캐비티(183)를 형성한다. 즉, 상기 보조캐비티(183)는, 외측의 상기 씰링하우징(130)과, 내측의 상기 제1보조부재(181)와, 전단 측의 상기 보조하우징(170)과, 후단 측의 상기 제2보조부재(182)에 의해 갇혀진 공간에 형성되는 것이라 할 수 있다. 상기 보조캐비티(183)는, 상기 디스크연통홀(133)과 연통된다. 상기 제2보조부재(182)에는, 보조연통홀(184)이 형성된다. 상기 보조연통홀(184)는, 일단이 상기 보조캐비티(183)와 연통되고, 타단이 후단 측에 배치된 디스크(12)의 내부와 연통된다.

상기 제1인서트부재(140)의 제2내부공간(152)을 통해 상기 씰링캐비티(131)로 공급된 압축공기는, 차례로 상기 디스크연통홀(133), 상기 보조캐비티(183) 및 상기 보조연통홀(184)을 통과하여 후단 측의 디스크(12)로 공급된다. 즉, 상기 제1인서트부재(140)로 공급된 압축공기는, 차례로 상기 씰링캐비티(131), 상기 디스크연통홀(133), 상기 보조캐비티(183) 및 상기 보조연통홀(184)을 거쳐 후단의 디스크(12) 및 블레이드(13)로 공급된다.

따라서 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 상기 베인(120)으로 공급된 압축공기를 상기 베인(120)의 후단 측에 배치된 디스크(12)로 공급함으로써, 상기 압축기(2)로부터 추기되어 상기 베인(120)과 상기 블레이드(13)로 공급되는 압축공기의 공급경로를 일체화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 후술할 공급수단(20)의 열교환기(230) 및 상기 제1인서트부재(150)에 의해 낮은 온도를 유지한 상태의 압축공기를 그대로 후단 측의 디스크(12)로 공급할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 상기 베인(120)과 상기 블레이드(13)를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있으며, 가스터빈(1)의 구동효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 가스터빈(1)은, 공급수단(20) 및 제어수단(30)을 더 포함한다. 상기 공급수단(20)은, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기를, 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 각각 공급한다. 상기 제어수단(30)은, 상기 공급수단(20)을 통해 상기 터빈(10)으로 공급되는 압축공기의 공급경로를 제어하여, 가스터빈(1)의 각 운전모드 별로 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급되는 압축공기의 공급경로를 변화시킨다.

도 2, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 공급수단(20)은, 메인공급배관(200), 제1공급배관(210), 제1베인배관(211), 제1케이싱배관(212), 제1베인밸브(213), 제1케이싱밸브(214), 제2공급배관(220), 제2베인배관(221), 제2케이싱배관(222), 제2베인밸브(223), 제2케이싱밸브(224), 열교환기(230), 3방밸브(240)를 포함한다. 상기 메인공급배관(200)은, 상기 압축기(2)와 연결되며, 상기 압축기(2)로부터 압축공기를 공급받는다. 상기 제1공급배관(210)은, 상기 메인공급배관(200)과 연결되며, 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)의 내부로 각각 압축공기를 공급한다. 상기 제2공급배관(220)은, 상기 메인공급배관(200)과 상기 제1공급배관(210)의 연결 부위에 연결되며, 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)의 내부로 각각 압축공기를 공급한다. 상기 열교환기(230)는, 상기 제2공그뱁관(220)에 설치되며, 상기 제2공급배관(220)을 통해 유동하는 압축공기를 냉각시킨다. 상기 3방밸브(240)는, 상기 메인공급배관(200), 상기 제1공급배관(210), 상기 제2공급배관(220)이 연결되는 위치에 설치된다.

이와 같이 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 상기 공급수단(20)을 통해 상기 압축기(2)로부터 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 각각 압축공기가 공급되고, 상기 제1인서트부재(140)로 공급된 압축공기는 상기 베인(120)의 내측 단부에 설치된 상기 보조부재(180)를 통해 후단(Rear-stage) 측의 디스크(12)와 블레이드(13)로 공급되도록 함으로써, 하나의 공급수단(20)으로 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110)으로 모두 압축공기를 공급할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 상기 베인(120)을 통하여 후단 측의 디스크(12)와 블레이드(13)로 공급되는 압축공기는, 상기 베인(120)의 내벽과 이격되도록 배치된 상기 제1인서트부재(140)를 통해 공급됨으로써, 낮은 온도를 유지한 상태의 압축공기가 디스크(12)와 블레이드(13)로 공급되도록 할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 디스크(12)와 블레이드(13)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

다시 도 2, 도 7 내지 9를 참조하면, 상기 제1베인배관(211)은, 상기 제1공급배관(210)과 상기 제1인서트부재(140)를 연결한다. 상기 제1케이싱배관(212)은, 상기 제1공급배관(210)과 상기 제2인서트부재(150)를 연결한다. 상기 제2베인배관(221)은, 상기 제2공급배관(220)과 상기 제1인서트부재(140)를 연결한다. 상기 제2케이싱배관(222)은, 상기 제2공급배관(220)과 상기 제2인서트부재(150)를 연결한다. 제1베인밸브(213)는, 상기 제1베인배관(211)에 설치된다. 상기 제1케이싱밸브(214)는, 상기 제1케이싱배관(212)에 설치된다. 상기 제2베인밸브(223)는, 상기 제2베인배관(221)에 설치된다. 상기 제2케이싱밸브(224)는, 상기 제2케이싱배관(222)에 설치된다.

도 7을 참조하면, 상기 제어수단(30)은, 가스터빈(1)의 시동(Start-up)운전 시에는, 상기 3방밸브(240)를 제어하여, 상기 메인공급배관(220)으로부터 상기 제2공급배관(220)으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제1베인밸브(213)와 상기 제1케이싱밸브(214)를 모두 개방시킨다.

가스터빈(1)의 시동운전 시에는, 연소가스에 의한 상기 블레이드(13)의 열팽창률에 비해, 상기 케이싱(110)의 열팽창률이 더 낮게 유지된다. 따라서 가스터빈(1)의 시동운전 시에는, 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110) 사이의 클리어런스(Clearance)가 기준값보다 낮게 유지된다. 이때, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기를 상기 제2공급배관(220)으로 공급하지 않고, 상기 제1공급배관(210)으로만 공급하고, 상기 제1베인밸브(213)와 상기 제1케이싱밸브(214)를 개방하여 상기 제1공급배관(210)으로 공급된 압축공기를 상기 제1베인배관(211)과 상기 제1케이싱배관(212)을 통해 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급하는 경우, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기가 상기 열교환기(230)를 통과하지 않으므로, 통상의 압축공기가 나타내는 온도 상태를 유지한 채 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급되도록 할 수 있다.

가스터빈(1)의 시동운전 시에는, 통상의 압축공기의 온도가 상기 블레이드(13)의 표면 온도보다는 낮고, 상기 케이싱(110)의 내벽 온도와는 큰 차이를 나타내지 않으므로, 상기 제1공급배관(210)을 통과한 압축공기만을 상기 제1인서트부재(140)를 통해 상기 베인(120)의 후단 측 블레이드(13)로 공급하는 경우, 상기 블레이드(13)를 냉각시켜 상기 블레이드(13)의 열팽창률을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제1공급배관(210)을 통과한 압축공기만을 상기 제2인서트부재(150)를 통해 상기 베인(120)의 후단 측 블레이드(13)의 단부와 대향하는 상기 케이싱(110)의 내벽 부위로 공급하는 경우, 상기 케이싱(110)의 열팽창률을 상기 블레이드(13)와 비슷한 정도로 유지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 가스터빈(1)의 시동운전 모드에서, 클리어런스가 기준값 이상을 나타내도록 하여, 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110) 사이의 클리어런스가 최적의 상태를 유지하도록 할 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 제어수단(30)은, 가스터빈(1)의 정격(Steady-state)운전 시에는, 상기 3방밸브(240)를 제어하여, 상기 메인공급배관(200)으로부터 상기 제1공급배관(210)으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제2베인밸브(223)와 상기 제2케이싱밸브(224)를 모두 개방시킨다.

가스터빈(1)의 정격운전 시에는, 연소가스에 의한 상기 블레이드(13)의 열팽창률과 상기 케이싱(110)의 열팽창률이 비교적 비슷한 상태를 유지한다. 따라서 가스터빈(1)의 정격운전 시에는, 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110) 사이의 클리어런스(Clearance)가 기준값에서 크게 벗어나지 않은 상태를 유지한다. 또한, 가스터빈(1)의 정격운전 시에는, 시동운전 시와 비교하였을 때 연소가스의 온도가 더 올라간 상태가 된다. 따라서 가스터빈(1)의 정격운전 시에는, 상기 블레이드(13)와 케이싱(110) 내벽의 열손상을 방지하기 위하여, 더 낮은 온도의 압축공기가 상기 블레이드(13)와 케이싱(110)으로 공급되어야 한다.

이때, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기를 상기 제1공급배관(210)으로 공급하지 않고, 상기 제2공급배관(220)으로만 공급하고, 상기 제2베인밸브(223)와 상기 제2케이싱밸브(224)를 개방하여 상기 제2공급배관(220)으로 공급된 압축공기를 상기 제2베인배관(221)과 상기 제2케이싱배관(222)을 통해 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급하는 경우, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기가 상기 열교환기(230)를 통과하므로, 통상의 압축공기가 나타내는 온도보다 더 낮은 상태의 온도를 유지한 채 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급되도록 할 수 있다.

상기 제2공급배관(220)을 통과하면서 상기 열교환기(230)에 의해 냉각된 압축공기만을 상기 제1인서트부재(140)를 통해 상기 베인(120)의 후단 측 블레이드(13)로 공급하는 경우, 상기 블레이드(13)를 냉각시켜 상기 블레이드(13)의 열팽창률을 감소시킴은 물론, 고온의 연소가스에 의한 상기 블레이드(13) 표면의 열손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2공급배관(220)을 통과하면서 상기 열교환기(230)에 의해 냉각된 압축공기만을 상기 제2인서트부재(150)를 통해 상기 베인(120)의 후단 측 블레이드(13)의 단부와 대향하는 상기 케이싱(110)의 내벽 부위로 공급하는 경우, 상기 케이싱(110)의 열팽창률을 상기 블레이드(13)와 비슷한 정도로 유지함은 물론, 상기 케이싱(110)을 냉각시켜 상기 케이싱(110) 내벽의 열손상을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 가스터빈(1)의 정격운전 모드에서, 클리어런스가 최적의 값을 나타내도록 함은 물론, 고온의 연소가스에 의해 상기 블레이드(13)와 케이싱(110)이 열손상을 입는 것을 방지할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 제어수단(30)은, 가스터빈(1)의 셧다운(Shut-down)운전 시에는, 상기 3방밸브(240)를 제어하여, 상기 메인공급배관(200)으로부터 상기 제1공급배관(210) 및 상기 제2공급배관(220)으로 모두 압축공기가 공급되도록 하며, 상기 제1베인밸브(213)와 상기 제2케이싱밸브(224)는 폐쇄하고, 상기 제2베인밸브(223)와 상기 제1케이싱밸브(214)는 개방시킨다.

가스터빈(1)의 셧다운운전 시에는, 상기 케이싱(110)은 외기와 접촉된 상태이므로 빠르게 냉각됨에 반해, 상기 블레이드(13)는 상기 케이싱(110) 내부에 잔존하는 연소가스에 의해 상기 케이싱(110)보다는 느리게 냉각된다. 따라서 가스터빈(1)의 셧다운운전 시에, 상기 케이싱(110)이 상기 블레이드(13)보다 더 빠르게 수축함에 따라, 상기 케이싱(110)과 상기 블레이드(13) 사이에 클리어런스가 급속도로 감소되어 상기 케이싱(110)의 내벽과 상기 블레이드(13)의 단부 사이에 접촉이 발생될 수 있다.

이때, 상기 압축기(2)로부터 추기된 압축공기를 상기 제1공급배관(210)과 상기 제2공급배관(220)으로 모두 공급하되, 상기 제1베인밸브(213)와 상기 제2케이싱밸브(224)는 폐쇄하고, 상기 제2베인밸브(223)와 상기 제1케이싱밸브(214)는 개방시키는 경우, 상기 제2공급배관(220)을 통해 유동하는 압축공기는 상기 열교환기(230)에 의해 냉각된 후 상기 제1인서트부재(140)로 공급되어 후단의 블레이드(13)로 공급되도록 할 수 있으며, 상기 제1공급배관(210)을 통해 유동하는 압축공기는 별도로 냉각되지 않은 후 상기 제2인서트부재(150)로 공급되어 후단의 블레이드(13) 단부와 대향하는 상기 케이싱(110)의 내벽 부위로 공급되도록 할 수 있다.

이 경우, 상기 블레이드(13)는 상기 케이싱(110)보다 낮은 온도의 압축공기를 공급받으므로, 상기 블레이드(13)는 상기 케이싱(110)보다 더 급속도로 냉각된다. 그리고 이 경우, 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110) 사이의 클리어런스가 기준값 이상을 나타내도록 할 수 있으며, 가스터빈(1)의 셧다운 운전 시 클리어런스가 최적으로 유지되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 가스터빈(1)에 의하면, 상기 제어수단(30)이, 상기 공급수단(20)을 통해 상기 블레이드(13)와 상기 케이싱(110)으로 공급되는 압축공기의 온도를 가스터빈(1)의 각 운전모드 별로 변화시킴으로써, 가스터빈(1)의 각 운전모드에 적합하게 상기 케이싱(110)과 상기 블레이드(13) 사이의 클리어런스가 최적의 상태로 유지되도록 할 수 있다.

한편, 가스터빈(1)의 각 운전모드 별로, 상기 제1인서트부재(140)와 상기 제2인서트부재(150)로 공급되는 압축공기의 유동경로를 정리하면 다음과 같다. 도 7을 참조하면, 가스터빈(1)의 시동운전 상황에 있어서, 상기 제1인서트부재(140)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제1공급배관(210), 제1베인배관(211)을 거쳐 유동하며, 상기 제2인서트부재(150)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제1공급배관(210), 제1케이싱배관(212)을 거쳐 유동한다. 도 8을 참조하면, 가스터빈(1)의 정격운전 상황에 있어서, 상기 제1인서트부재(140)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제2공급배관(220), 열교환기(230), 제2베인배관(221)을 거쳐 유동하며, 상기 제2인서트부재(150)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제2공급배관(220), 열교환기(230), 제2케이싱배관(222)을 거쳐 유동한다. 도 9를 참조하면, 가스터빈(1)의 셧다운운전 상황에 있어서, 상기 제1인서트부재(140)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제2공급배관(220), 열교환기(230), 제2베인배관(221)을 거쳐 유동하며, 상기 제2인서트부재(150)로 공급되는 압축공기는, 차례로 메인공급배관(200), 제1공급배관(210), 제1케이싱배관(212)을 거쳐 유동한다.

1 : 가스터빈 2 : 압축기
3 : 연소기 10 : 터빈
11 : 로터 12 : 디스크
13 : 블레이드 20 : 공급수단
30 : 제어수단 100 : 스테이터
110 : 케이싱 120 : 베인
130 : 씰링하우징 140 : 제1인서트부재
150 : 제2인서트부재 160 : 스월부재
170 : 보조하우징 180 : 보조부재

Claims (9)

1. 외부로부터 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기;
   상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기;
   상기 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키며, 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 터빈; 및
   상기 압축기로부터 상기 터빈으로 압축공기를 공급하는 공급수단을 포함하되,
   상기 터빈은,
   케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 설치되며 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되는 베인을 포함하는 스테이터와,
   상기 케이싱의 내부에 설치되는 디스크와, 인접하는 단의 베인과 베인 사이에 배치되며 상기 디스크의 외주면에 결합되는 블레이드를 포함하는 로터를 포함하며,
   상기 공급수단은, 상기 베인의 내부로 압축공기를 공급하고, 상기 베인의 후단(Rear-stage) 측에 인접하는 블레이드의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 압축공기를 공급하고,
   상기 로터는,
   상기 디스크의 전단(Front-stage) 측의 면에 설치되며, 상기 케이싱의 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 베인의 내측에 설치되고, 상기 베인으로 공급된 압축공기를 후단 측의 디스크로 공급하는 보조부재를 더 포함하는 가스터빈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스테이터는,
   상기 베인의 내측 단부에 설치되며, 상기 베인의 내측 단부와의 사이에 씰링캐비티를 형성하고, 내측에 디스크연통홀이 형성된 씰링하우징을 더 포함하며,
   상기 보조부재는, 상기 씰링하우징의 내측에 배치된 가스터빈.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 스테이터는,
   상기 씰링하우징의 내측 단부 중, 전단 측 부위로부터 내측으로 돌출되는 보조하우징을 더 포함하며,
   상기 보조부재는,
   상기 보조하우징의 내측에 배치된 제1보조부재와,
   상기 제1보조부재의 외측 단부 중, 후단 측 부위로부터 외측으로 돌출되며, 상기 보조하우징과의 사이에 상기 디스크연통홀과 연통되는 보조캐비티를 형성하며, 일단이 상기 보조캐비티와 연통하고 타단이 상기 디스크의 내부와 연통하는 보조연통홀이 형성된 제2보조부재를 포함하는 가스터빈.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 스테이터는,
   상기 베인의 내부에 설치되며, 상기 베인의 내벽으로부터 이격되도록 배치되고, 외측 단부가 상기 공급수단과 연결되고 내측 단부가 상기 씰링캐비티에 배치되는 중공의 제1인서트부재와,
   외측 단부가 상기 공급수단과 연결되며, 내측 단부가 상기 베인의 후단 측에 인접하는 블레이드의 외측 단부와 대향하는 상기 케이싱의 내주면 부위로 삽입되는 중공의 제2인서트부재를 포함하는 가스터빈.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 공급수단은,
   상기 압축기와 연결되는 메인공급배관과,
   상기 메인공급배관과 연결되며, 상기 제1인서트부재와 상기 제2인서트부재의 내부로 각각 압축공기를 공급하는 제1공급배관과,
   상기 메인공급배관과 상기 제1공급배관의 연결부위에 연결되며, 상기 제1인서트부재와 상기 제2인서트부재의 내부로 각각 압축공기를 공급하는 제2공급배관과,
   상기 제2공급배관에 설치되며, 상기 제2공급배관을 통해 유동하는 압축공기를 냉각시키는 열교환기와,
   상기 메인공급배관, 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관이 연결되는 위치에 설치되는 3방밸브를 포함하는 가스터빈.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 공급수단은,
   상기 제1공급배관과 상기 제1인서트부재를 연결하는 제1베인배관과,
   상기 제1공급배관과 상기 제2인서트부재를 연결하는 제1케이싱배관과,
   상기 제2공급배관과 상기 제1인서트부재를 연결하는 제2베인배관과,
   상기 제2공급배관과 상기 제2인서트부재를 연결하는 제2케이싱배관과,
   상기 제1베인배관에 설치되는 제1베인밸브와,
   상기 제1케이싱배관에 설치되는 제1케이싱밸브와,
   상기 제2베인배관에 설치되는 제2베인밸브와,
   상기 제2케이싱배관에 설치되는 제2케이싱밸브를 더 포함하는 가스터빈.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 터빈의 시동(Start-up)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제2공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며,
   상기 터빈의 정격(Steady-state)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하고,
   상기 터빈의 셧다운(Shut-down)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관으로 모두 압축공기가 공급되도록 하는 제어수단을 더 포함하는 가스터빈.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 터빈의 시동(Start-up)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제2공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제1베인밸브와 상기 제1케이싱밸브를 모두 개방시키고,
   상기 터빈의 정격(Steady-state)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관으로 압축공기가 공급되는 것을 차단하며, 상기 제2베인밸브와 상기 제2케이싱밸브를 모두 개방시키고,
   상기 터빈의 셧다운(Shut-down)운전 시에는, 상기 3방밸브를 제어하여, 상기 메인공급배관으로부터 상기 제1공급배관 및 상기 제2공급배관으로 모두 압축공기가 공급되도록 하며, 상기 제1베인밸브와 상기 제2케이싱밸브는 폐쇄하고, 상기 제2베인밸브와 상기 제1케이싱밸브는 개방시키는 제어수단을 더 포함하는 가스터빈.
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 스테이터는,
   상기 디스크연통홀에 설치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 휘어지도록 형성되고, 상기 씰링캐비티로부터 상기 디스크연통홀로 유입되는 압축공기의 흐름에 상기 케이싱의 원주방향을 따라 스월(Swirl)을 형성하는 스월부재를 더 포함하는 가스터빈.

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