KR950003058B1

KR950003058B1 - 증기터빈

Info

Publication number: KR950003058B1
Application number: KR1019860008800A
Authority: KR
Inventors: 주니어 존 쿰 그로넨달; 브라운 보이드
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀; 제이.에이치.푸크스
Priority date: 1985-10-23
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1995-03-30
Also published as: JPH0419364B2; DE3664510D1; CA1245164A; JPS62101801A; CN1006168B; US4661043A; CN86106925A; KR870004219A; ES2009789B3; EP0220930B1; IN164116B; EP0220930A1

Abstract

내용 없음.

Description

증기터빈

제1도는 본 발명에 의하여 설계된 증기터빈의 부분단면한 정면도.

제2도는 제1도의 증기터빈의 부분확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 외부실린더 5 : 내부실린더

7 : 블레이드 실린더 9 : 노즐쳄버 조립체

15 : 로터 21 : 모조링

23 : 스러스트 밸런스피스톤 27, 35 : 미로밀봉수단

31 : 원주링 33 : 원형핀(fin)

45 : 밀봉챔버

본 발명은 증기터빈에 관한 것으로, 특히 그 고압측단부를 밀봉시키고 배출구를 만들기 위한 시스템에 관한 것이다.

효율의 이유로 일반적으로 유틸리티(utility) 산업에서는 터빈발전기용으로 복수밸브가변입구노즐증기유동면적조절이 요구된다. 그 결과 각각의 밸브가 각각의 입구노즐챔버와 그 관련 노즐익에 증기유동을 제공한다. 입구노즐익과 1차회전 블레이드열이 조절단계를 형성하기 위해 결합된다. 노즐익과 회전블레이드사이 축방향공간내의 노즐출구증기는 노즐밀봉스트립과, 블레이드 슈라우드의 외경 및 노즐의 베이스 양쪽에서의 로터사이의 노출통로를 따라 흐를 수 있다. 회전블레이드열을 바이패스하는 증기에 의해서 아무일도 제공되지 않기 때문에 누출의 양은 효율에 영향을 미친다. 종래의 포슬(fossile)터보 발전기의 누출증기온도는 정격부하에서 520℃근처이며 부하에 따라 감소된다. 그러나, 정격부하의 절반에서 조차 이 누출증기온도는 480℃이상이다.

고압터빈에서는 이 높은온도의 노즐출구누출증기는 로터와 그 로터 스러스트 밸런스피스톤의 노즐쳄버조립체 사이로 흐를 수 있다. 주어진 구조에서 최대의 접선 크

응력에 대하여 로터재료의 강도는 온도증가에 따라 감소한다. 그러므로, 이 누출온도를 감소시키는 것이 바람직하다. 이 증기온도감소 방법중 하나가 미합중국 특허 제3, 206, 166호에 기재되어 있다. 이 특허에서 조절단계 유동방향은 고압터빈블레이드의 다음열의 방향에 반대되며 배출 및 밀봉 시스템에 의해 노즐출구누출증기는 로터와 직접접촉하지 않는다. 단일유동 고압터빈과 고압·중간 압력 결합터빈에서는 블레이드 통로의 평균직경과 거의 같은 직경을 지니는 모조의 로더스러스트밸런스피스톤이 요구된다. 그 모조의 고압로터스러스트밸런스피스톤은 전부하범위에 걸쳐 노즐출구증기의 온도보다 낮은 25 내지 55℃의 조절단계회전블레이드로부터의 출구증기에 노출된다. 그러나, 대향유동조절단계는, 다음열의 블레이드로 노즐쳄버에 대해 유동을 180도 회전시킴에 관련된 손실 때문에 다음열의 블레이드에 증기를 전달하는데에 효율적이지 못하다는 단점을 지닌다. 유동조절 단계를 통하여 효율적인 직선을 이용하고 동시에 입구노즐출구증기보다 훨씬 찬 증기로 로터를 둘러싸는 것이 바람직하다.

미합중국 특허 제4,150,917호에는 회전블레이드의 조절단계 또는 1차열의 전후 모티브(motive)증기유동 통로로부터 취해진 모티브 증기를 이용하는 단일 및 이중 축방향 유동증기터빈용 로터냉각이 도시되어 있다.

본 발명의 주요목적은 효율이 좋은 직선통과 유동조절단계와 노즐챔버 및 스러스트밸린스피스톤의 임계지역에서 로터를 씻는 매우 찬 증기 공급원을 제공하는 것이며, 또 조절단계의 효율을 더욱 증가시키기 위해 베이스 밀봉부에서의 노즐출구누출증기양을 감소시키는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기터빈은 외부실린더와, 그 안에 배치된 내부실린더와, 일부는 내부실린더내에, 일부는 외부실린더 내에 배치된 블레이드링과, 터빈로터블레이드에 모티브증기를 유입시키기 위해 내부실린더에 배치된 노즐쳄버와 노즐블럭부를 지니는 노즐쳄버조립체와, 원형으로 배열된 다수의 블레이드를 지니며 위해 스러스트밸런스피스톤이 형성된 로터와, 모조링과 밸런스피스톤 시이에 배치되어 그 사이에서 제한된 누출회전밀봉을 형성하는 미로밀봉수단을 구비한 증기터빈에 있어서, 고정밀봉수단이 노즐블럭과 블레이드링사이에 배치되며, 밸런스피스톤에 작용하는 증기를 제한하는 밀폐된 밀봉쳄버와 내부실린더, 노즐쳄버, 노즐블럭, 블레이드링, 모조링 및 로터와 그 밀봉수단이 상호작용하도록 그 사이에서 밀봉을 형성하기 위하여 노즐 쳄버조립체와 로터 사이에 미로밀봉수단이 배치되고, 밀봉쳄버와의 유동통로를 제공하도록 블레이드링에 포트가 배치되고 1차원형배열로터블레이드(17)의 하류쪽으로 위치된 것을 특징으로 한다.

금속대 금속접촉을 제공하는 고정시일이 노즐블럭과 블레이드링 사이에 배치되고 미로시일이 노즐쳄버조립체의 내경과 로터사이에 배치된다. 내부실린더, 노즐쳄버, 노즐블럭, 블레이드링, 모조링과 로터 및 시일이 상호작동하여 모조피스톤에 작용하는 증기를 제한하는 밀폐된 밀봉쳄버를 형성하며, 많은 포트가 밀봉쳄버와 유체관통되게 블레이드링에 원주방향으로 배치되고, 그 포트가 모조의 스러스트피스톤챔버에 찬 증기를 제공하도록 1차원형배열의 회전블레이드의 하류에 위치된다.

본 발명은 첨부도면과 함께 단지 일실시예로서 설명되는 다음의 예로부터 보다 명백하다.

도면에 도시된 증기터빈은 외부케이싱인 외부실린더(3), 그 외실린더(3)내에 배치된 배부 케이싱인 내부 실린더(5), 및 부분적으로는 내부실린더(5)내에 배치되고 부분적으로는 외부실린더(3)내에 배치된 블레이드링(7)을 구비한다. 노즐쳄버조립체(9)는 내부실린더(5)내에 배치되고 각각 노즐쳄버와 노즐블럭(13)을 지닌다. 로터(15)는 터빈내에 회전가능하게 배치되며 직렬로 배치된 다수의 원형배열의 블레이드(17)를 지닌다. 블레이드링(7)내에 설치된 원형배열의 고정노즐 블레이드(19)가 그 회전가능한 블레이드(17)과 맞물린다. 모조링(12)이 내부실린더(5)의 일단에 배치된다. 스라스트밸런스피스톤(23)은 모조링(21)에 인접한 로터(15)상에 배치된다.

미로시일(25)은 모조링(21)과 스러스트밸런스피스톤(23)사이에 배치되며, 그 모조링으로부터 반경방향내측으로 연장된 다수의 핀과 그 밸런스 피스톤상에 직렬로 배치된 다수의 원주링을 구비한다. 그 핀은 원주링과 맞물려 있고, 또한 원주링의 중심부분에 인접하여 반경방향으로 배치되어 있으며, 그것과 함께 상호작동하여 모조링과 스러스트밸런스피스톤사이에 고압의 동적시일을 형성한다.

제2도에 보다 명백하게 도시되는 바와 같이, 유사한 미로시일(27)이 노즐쳄버(9)와 로터(15)사이에 배치되며, 로터(15)의 외주상에 직렬로 배치된 다수의 원주링(31)과 노즐쳄버(9)의 반경방향내측표면에서 반경방향 내측으로 연장하여 배치된 다수의 핀(33)을 구비한다. 그 핀(33)은 링(31)과 맞물리며, 상호작동하여 노즐쳄버(9)와 로터(15)사이의 고압동적시일을 형성하도록 링(31)의 중앙부분에 인접하여 반경방향으로 배치된다.

미로시일(35)도 또한 노즐블럭(13)과 1차블레이드열 또는 1차원형배열의 회전블레이드에 인접한 로터(15)상의 블레이드디스크(37)사이에 배치되어 그 노즐블럭(13)과 블레이드디스크(37)사이에서 동적압력시일을 형성한다. 미로시일(39)도 또한, 블레이드링(7)과, 1차열 또는 원형 배열의 회전블레이드의 외주상에 배치된 슈라우드링(40)사이에 배치되어 모티브 증기의 유동이 1차열블레이드를 바이패스하지 못하게 제한된다.

압력 밀폐고정밀봉수단(41)은 증기누출을 방지하기 위해 노즐블럭(13)과 블레이딩(7)사이에 배치된다.

일련의 포트(43)는 회전가능한 1차열블레이드를 통과한 증기가 내부실린더(5), 블레이등(7), 노즐쳄버 조립체(9), 모조링(21), 스러스트 밸런스피스톤(23) 및 로터(15)에 의해 둘러싸인 쳄버(45)를 채우게 하는 회전가능한 1차열블레이드의 바로 하류에서 블레이드링(7)내에 원주방향으로 배치되며, 그 결과 온도가 쳄버(45)내에서 상당히 감소되어 스러스트밸런스피스톤상의 압력을 상당히 감소시키지 않고 또 조절단계의 효율을 증가시키는 1차열의 회전블레이드를 바이패스하는 누출증기의 양을 감소시키지 않고도 로터 스러스트밸런스피스톤(23)에 훨씬 더 찬증기를 공급하고 효율이 좋은 직선통과유동조절단계를 제공하는 압력지역이 형성된다.

Claims

외부실린더(3)와, 그 안에 배치된 내부실린더(5)와, 일부는 내부실린더(5)내에, 일부는 외부실린더(3)내에 배치된 블레이드링(7)과, 터빈로터블레이드에 모티브증기를 유입시키기 위해 내부실린더(5)내에 배치된 노즐쳄버와 노즐블럭부를 지니는 노즐쳄버조립체(9)와, 원형으로 배열된 다수의 블레이드를 지니며 위에 스러스트밸런스피스톤(23)이 형성된 로터(15)와, 모조링(21)과 밸런스피스톤(23)사이에 배치되어 그 사이에서 제한된 누출 회전 밀봉을 형성하는 미로 밀봉수단을 구비한 증기터빈에 있어서, 고정밀봉수단(41)이 노즐블럭(13)과 블레이드링(7)사이에 배치되며, 밸런스피스톤(23)에 작용하는 증기를 제한하는 밀폐된 밀봉쳄버(45)와 내부 실린더(5), 노즐쳄버(9), 노즐블럭(13), 블레이드링(7), 모조링(21) 및 로터(15)와 그 밀봉수단이 상호 작용하도록 그 사이에서 밀봉을 형성하기 위하여 노즐쳄버조립체(9)와 로터(15) 사이에 미로밀봉수단(15)이 배치되고, 밀봉쳄버(45)와의 유동통로를 제공하도록 블레이드링(7)에 포트(43)가 배치되고 1차원형배열로터블레이드(17)의 하류쪽으로 위치된 것을 특징으로 하는 증기터빈.
제1항에 있어서, 노즐쳄버조립체(13)와 로터(15)사이의 미로밀봉수단(35)은 1차원형 배열로터블레이드의 상류측에 인접하게 배치된 노즐블럭(13)과 로터(15) 사이의 1차미로시일과, 노즐챔버조립체(9)와 로터(15)사이에 배치된 2차 미로시일(27)을 구비한 것을 특징으로 하는 증기터빈.
제2항에 있어서, 노즐챔버조립체(9)와 로터(15)사이의 2차미로시일(27)이, 링(3)과 맞물리고 고압에서 낮은 누출미로시일을 형성하도록 링(31)의 중심 부분에 인접하여 반경방향으로 배치된 다수의 원형핀(33)과 상호 작동가능하게 관련된 로터상에 직렬로 배치된 다수의 원주링(31)을 구비하게 된 것을 특징으로 하는 증기터빈.